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Schwenkspann-/
Abstützzylinder
Druck-/
Zugzylinder
Ventile Pumpen
Systemkomponenten
Gelben Seiten
T3
Z
Z
Z
T2
R2
T1 T3
R3
T2
R1
T1
y
R2
T1 T3
T1
Spanntechnik
Abbildung 1: Das Funktionsprinzip
einer hydraulischen
Spannvorrichtung.
Abbildung 2: Dreidimensionaler
Körper.
Abbildung 3a: 1. Ebene - drei
Freiheitsgrade.
Abbildung 3b: 2. Ebene - ein
Freiheitsgrad.
y
Abbildung 3c: 1. Ebene - kein
Freiheitsgrad.
122
y
x
x
x
1 Grundprinzipien
1.1 Ein einfacher hydraulischer
Spann-Mechanismus
(Abbildung 1).
1.2 Begriffe und Definitionen
1.2.1 SpannKolben
Ein Element, das die Spannkraft
auf das Werkstück überträgt.
1.2.2 Werkstück
Das Teil oder Material, das an
einer Stelle gehalten werden
muss.
1.2.3 Druckkolben
Ein Element, das dazu verwendet
wird, um Druck in das
hydraulische Medium zu
übertragen.
1.2.4 Hydraulisches Medium
Eine Flüssigkeit, die dazu
verwendet wird, um den Druck,
der von einer Kraft auf den
Druckkolben übertragen wird,
weiter zu leiten.
1.3 Hydraulische Spannvorgänge
Der hydraulische Spannvorgang besteht
eigentlich aus der Übertragung von
Kräften, die von einem hydraulischen
Spannsystem erzeugt werden, zu dem
Zweck, ein Werkstück zu sichern. Ein
hydraulisches Spann-System besteht
aus den Komponenten, wie sie in
Abbildung 1 dargestellt sind, die den
grundsätzlichen Aufbau und das
Funktionsprinzip für die Verwendung
hydraulischer Arbeitsmittel zeigt.
Jeder derartige Prozess, bei dem
Hydraulik-Flüssigkeit genutzt wird, um
Spann-Aufgaben zu lösen, kann auf ein
solches hydraulisches Spannsystem
zurück geführt werden. Der
Betriebsdruck, der von hydraulischen
Flüssigkeiten auf Spannsysteme
übertragen wird, kann bis zu 350 bar
betragen, wodurch der Einsatz
beträchtlicher Spannkräfte auch dann
möglich wird, wenn kompakte
Spannzylinder verwendet werden.
Bei entsprechender Konstruktion und
Steuerung kann mit hydraulischen
Spannmechanismen einer
Eigenbewegung des Werkstückes
(Verschieben, Verdrehen usw.) durch die
Übertragung von Bearbeitungs- oder
anderen Kräften vorgebeugt werden,
ohne dabei eine unerwünschte,
permanente Distorsion des Werkstückes
hervorzurufen.
© 2007
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2 Aufbau von
hydraulischen
Spannvorrichtungen
2.1 Bestimmen, Spannen und
Stützen von Werkstücken
2.1.1 Bestimmen
Das Einordnen des Werkstücks in eine
für die Arbeitsverrichtung erforderliche
Lage bezeichnet man im
Vorrichtungsbau als „Bestimmen".
Das Fertigen der Maße innerhalb der in
der Zeichnung festgelegten Toleranzen
kann nur durch richtig bestimmte
Werkstücke ermöglicht werden. In der
Theorie spricht man beim Begriff
Bestimmen vom Entzug von
Freiheitsgraden. Jede
Bewegungsmöglichkeit eines Körpers
wird als Freiheitsgrad bezeichnet. Im
Raum besitzt ein Körper sechs
Freiheitsgrade (Abbildung 2), denen die
Translationsbewegungen „T"
(Verschiebung) in X-,Y- und Z-Richtung
und die Rotationsbewegungen „R"
(Drehung) um die X-,Y- und Z-Achse
zugeordnet sind.
2.1.2 Entzug von Freiheitsgraden
a. 1. Ebene - drei Freiheitsgrade
b. 2. Ebene - ein Freiheitsgrad
c. 3. Ebene - kein Freiheitsgrad
Um einem Körper Freiheitsgrade zu
entziehen, spannt man eine Ebene
(Bezugsebene) zwischen zwei beliebigen
Achsen, z.B. der X- und Z-Achse auf
(Abbildung 3 a). Somit kann der Körper
nur noch in Richtung der X- und Z-Achse
verschoben und um die Y-Achse verdreht
werden. Durch dieses Aufspannen einer
Ebene wurden dem Körper drei
Freiheitsgrade entzogen. Um dem Körper
zwei weitere Freiheitsgrade zu entziehen,
wird nun eine zweite Bezugsebene, z.B.
zwischen der Y- und X-Achse (Abbildung
3 b), aufgespannt, und es verbleibt nur
noch der Freiheitsgrad der Translation in
Richtung der X-Achse. Dieser letzte
Freiheitsgrad kann wiederum nur durch
Aufspannen einer dritten Bezugsebene,
der Y- und Z-Achse, entzogen werden
(Abbildung 3c).