Damit Bauteile, die äußeren Einflüssen wie Wind, Wetter, Sonne und Kälte ausgesetzt sind, langzeitstabil bleiben, muss sich der bei ihnen verwendete Klebstoff robust, dynamisch und flexibel verhalten. Intensive Sonneneinwirkung, extreme Temperaturen oder Nässe können die Klebung schwächen, sodass es im schlimmsten Fall zum Haftungsverlust zwischen Klebstoff und Fügeteil kommt. Auch sollten Klebeverbindungen im Freien keine hohen, inneren Spannungen aufweisen, da Risse die Klebefuge nicht nur anfällig für äußere Einflüsse machen, sondern auch dauerhaft schädigen.
Auf der Suche nach einem solchen Klebstoff war die Firma Gardena. Einsatzbereich war deren Smart Sensor 19040, ein Bodenfeuchtesensor und Kernstück des Gardena-Smart-Systems. Er misst sowohl die Temperatur als auch die Bodenfeuchtigkeit im Wurzelbereich von Pflanzen und sendet die Messergebnisse an eine App. Durch eine intelligente Verknüpfung von Wettervorhersagen und Zeitplänen können Anwender ihren Pflanzen dann genau die Menge an Wasser zukommen zu lassen, die sie zum Gedeihen brauchen. Im Idealfall sollen sich dadurch bis zu 70 Prozent des Wassers einsparen lassen.
Anforderungen an den Klebstoff
Damit dieses wassersparende System einwandfrei funktioniert, muss die empfindliche Elektronik des Sensors perfekt fixiert und abgedichtet sein. Da der Sensor in ein Pflanzenbeet, einen Blumentopf oder Rasen gesteckt wird und etwa 20 mm aus der Erde herausragt, besteht die Anforderung an den Klebstoff einerseits darin, den thermischen und mechanischen Anforderungen standzuhalten, und andererseits flexibel genug zu sein, um die Leiterplatte für die elektronischen Bauteile, bestehend aus gehärtetem Epoxidharz und Glasfasergewebe, langzeitstabil auf einem Kunststoffgehäuse zu befestigen.
Das Gehäuse, das mit dem Verbundwerkstoff verbunden wird, besteht aus dem thermoplastischen Kunststoff ABS. Damit die feinen Strukturen der elektronischen Komponenten weder durch Wind und Wetter noch durch Temperaturschwankungen nachhaltig beschädigt werden, war es vor allem wichtig, dass der verwendete Klebstoff die beiden Materialien absolut formstabil miteinander verbindet. Zudem wurde ein Maximum an Elastizität, Vibrations- und Verformungsfähigkeit sowie eine hohe Belastungsresistenz gegenüber Umwelteinflüssen gefordert.
Bei Tests mit mehreren Klebstoffen erzielte letztlich der 2-K-MMA-Klebstoff Technicoll 9411 von Ruderer die besten Ergebnisse. Punkten konnte er vor allem mit seiner schnellen Aushärtung, einer hohen Klebkraft sowie einer hohen Wasser-, Alterungs-, Medien- und Temperaturbeständigkeit. Aufgrund seiner flexiblen Eigenschaften hielt das Produkt auch dynamischen Belastungen stand und zeigte sich resistent gegenüber UV-Strahlung, Hitze, Kälte, Nässe und Feuchtigkeit. Die hohe Viskosität des Klebstoffs ermöglichte zudem einen genauen Klebstoffauftrag ohne ungewolltes Ablaufen.
Nachhaltiges Kleben, nachhaltiges Wassersparen
Durch die schnelle Aushärtung und das einfache Handling des Technicoll 9411 ergeben sich kurze Taktzeiten für Anwender. Im automatisierten Produktionsprozess bei Gardena sorgte das für mehr Prozesssicherheit und eine gleichbleibend hohe Qualität bei der Fertigung des Smart-Sensors.
Mittels der gelieferten Daten lässt sich eine smarte, auf die jeweiligen Witterungsverhältnisse abgestimmte und vollautomatisierte Gartenbewässerung realisieren. Anwendern bleibt manuelles Gießen erspart, das sich stattdessen aus der Ferne steuern lässt. Diese Art der Bewässerung spart nicht nur Wasser, sondern versorgt Pflanzen auch in Trockenzeiten mit genau der richtigen Menge des kühlen Nasses.
