Vorrichtungen für die Montage: Spannprinzipien und -typen

I. Prinzip des Einspannens von Vorrichtungen

Das Einspannen während der Montage wird in der Regel durch Montagevorrichtungen erreicht. Eine Montagevorrichtung ist die Prozessausrüstung, die bei der Montage verwendet wird, um eine äußere Kraft auf die Teile auszuüben, um ihre zuverlässige Positionierung zu gewährleisten. Dazu gehören einfache und tragbare Universalvorrichtungen und spezielle Vorrichtungen auf Montagegestellen.

Es gibt vier Methoden zur Befestigung von Bauteilen mit Montagevorrichtungen: Klemmen, Drücken, Ziehen und Schieben (oder Spreizen), wie in Abbildung 5-34 dargestellt.

a) Klemmen
b) Pressen
c) Ziehen
d) Schieben

II. Arten von Einrichtungsgegenständen

Montagevorrichtungen können nach der Quelle der Spannkraft in manuelle und nicht manuelle Vorrichtungen unterteilt werden. Zu den manuellen Vorrichtungen gehören Schraubvorrichtungen, Stangenvorrichtungen, Hebelvorrichtungen, exzentrische Vorrichtungen usw.; zu den nicht manuellen Vorrichtungen gehören pneumatische Vorrichtungen, hydraulische Vorrichtungen, magnetische Vorrichtungen usw. In diesem Abschnitt werden hauptsächlich die üblichen manuellen Vorrichtungen vorgestellt.

1. Spiralklemme

Eine Spiralklammer nutzt die Relativbewegung zwischen einer Schraube und einer Mutter, um eine äußere Kraft zur Befestigung von Teilen zu übertragen. Sie verfügt über mehrere Funktionen wie Klemmen, Drücken, Ziehen, Schieben und Stützen.

2. Bogenförmige Spiralklammer (gemeinhin als Calan bekannt)

Eine bügelförmige Spiralklammer verwendet eine Schraube zum Spannen. Bei der Auswahl oder Konstruktion einer bügelförmigen Spiralklammer sollten die Arbeitsmaße H, B an die Abmessungen der zu klemmenden Teile angepasst sein, wie in Abbildung 5-35 dargestellt, und sie sollte eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit aufweisen. Auf dieser Grundlage sollte auch das Gewicht der Bügelschelle aus Gründen der Benutzerfreundlichkeit möglichst gering sein. Zu den üblicherweise verwendeten bogenförmigen Spiralklammern gehören die in Abbildung 5-36 gezeigten Konstruktionen, wobei für kleinere Klammern in der Regel die in den Abbildungen 5-36a und 5-36b gezeigten Konstruktionen verwendet werden, während für größere bogenförmige Spiralklammern häufig die in den Abbildungen 5-36c und 5-36d gezeigten Konstruktionen verwendet werden.

3. Spiralspanner

Ein spiralförmiger Spanner verwendet eine Schraube zum Spannen, und seine Struktur kann variieren. Wie in Abbildung 5-37a dargestellt, wird ein einfacher Spiralspanner durch Drehen der Mutter angezogen. Die in den Abbildungen 5-37b und 5-37c gezeigten Spanner haben zwei unabhängige Schrauben mit entgegengesetzten Gewinderichtungen, und die Muttern sind mit dickem Flachstahl oder Rundstahl verbunden. Durch Drehen der Mutter wird der Abstand zwischen den Schrauben eingestellt, wodurch ein Spanneffekt erzielt wird. Wenn das Ende der Schraube mit einer rechteckigen Platte an das Werkstück geschweißt wird, kann sie auch zum Positionieren und Abstützen dienen. Abbildung 5-37d zeigt einen Schraubenspanner mit zwei Köpfen, bei dem durch Drehen der Schraube der Abstand zwischen den beiden Haken eingestellt wird, um die Teile zu spannen.

4. Spiralkompressor

Wie in Abbildung 5-38 dargestellt, werden Spiralverdichter in der Regel vorübergehend mit Hilfe von Klammern an das Werkstück geschweißt und dann mit Schrauben verdichtet. Abbildung 5-38a zeigt die Verwendung eines "┌"-förmigen Spiralverdichters zum Ausgleichen der Plattennaht beim Stumpfstoß. Abbildung 5-38b zeigt die Verwendung eines "Π"-förmigen Spiralverdichters zum Verpressen von Teilen.

a) Mit einem "┌"-förmigen Spiralverdichter wird die Plattennaht nivelliert.
b) Verwendung eines "Π"-förmigen Spiralverdichters zur Verdichtung der Teile

5. Spirale Unterstützer

Spiralförmige Abstützungen werden zum Aufbocken oder Spreizen nicht nur bei der Montage, sondern auch bei Korrekturarbeiten verwendet. Abbildung 5-39a zeigt den einfachsten Typ eines Spiralspanners, der aus einer Schraube, einer Mutter und einem runden Rohr besteht. Der Kopf dieser Art von Spiralwinde ist spitz, was dem Schutz der Oberfläche der Teile nicht zuträglich ist, und eignet sich nur zum Abstützen von Oberflächen, bei denen keine hohen Anforderungen an die Präzision gestellt werden, wie z. B. bei dicken Platten oder größeren Stahlformen. Abbildung 5-39b zeigt ein zusätzliches Polster am Schraubenkopf, das das Werkstück nicht beschädigt und beim Abdrücken oder Abstützen nicht abrutschen kann. Abbildung 5-39c zeigt eine Spiralstütze, die an beiden Enden der Schraube ein Links- und ein Rechtsgewinde hat, wodurch die Abdrück- und Stützvorgänge beschleunigt werden.

6. Keilklemme

Keilspanner nutzen die schräge Oberfläche des Keils, um eine äußere Kraft in eine Spannkraft umzuwandeln und damit den Zweck des Spannens von Teilen zu erreichen. Abbildung 5-40 zeigt zwei Grundformen des Spannens mit Keilen; Abbildung 5-40a zeigt die direkte Einwirkung auf das Werkstück, was nicht nur erfordert, dass die eingespannte Werkstückoberfläche relativ glatt und eben ist, sondern auch, dass der Keil dazu neigt, die Werkstückoberfläche zu zerkratzen; Abbildung 5-40b zeigt den Keil, der die Kraft durch ein Zwischenelement auf das Werkstück überträgt, wodurch die Kontaktsituation zwischen dem Keil und der Werkstückoberfläche verbessert wird.

Um sicherzustellen, dass die Keilklemme während des Gebrauchs selbstsichernd ist, sollte der Keilwinkel α kleiner als der Reibungswinkel sein, im Allgemeinen 10°~15°. Wenn es notwendig ist, die Wirkung der Keilklemme zu verstärken, kann eine geeignete Dicke der Unterlegscheibe unter dem Keil hinzugefügt werden.

Abbildung 5-41 zeigt verschiedene Verwendungen der Keilklemme. Abbildung 5-41a zeigt die Verwendung einer keilförmigen Klemmplatte zum direkten Klemmen von Profilstahl und Plattenmaterial. Abbildung 5-41b zeigt die Verwendung einer "∏"-förmigen Klemmplatte in Kombination mit einem Keil zum Klemmen von Teilen. Abbildung 5-41c zeigt eine Keilklemme mit eingebetteter Platte, wobei die Querschnittsform des Keils rechteckig oder rund sein kann.

Diese Klemme wird hauptsächlich zum Ausrichten von Plattenmaterialien verwendet, da sie eine Keilplatte verwendet und daher nur verwendet werden kann, wenn an der Verbindungsstelle der Plattenmaterialien ein Spalt vorhanden ist. Die in Abbildung 5-41d gezeigte Keilklemme aus Winkelstahl wird ebenfalls häufig bei der Montage verwendet.

7. Hebelklemmen

Hebelzwingen nutzen die kraftvervielfachende Wirkung von Hebeln, um Teile zu halten oder zu drücken. Da sie einfach herzustellen, bequem zu handhaben und vielseitig einsetzbar sind, werden sie häufig bei der Montage verwendet, wie in Abbildung 5-42 gezeigt. Abbildung 5-43 zeigt mehrere häufig verwendete einfache Hebelklemmen für die Montage. Darüber hinaus werden auch Brechstangen häufig als Hebelklemmen verwendet.

8. Exzenter-Klammern

Exzenterspanner verwenden zum Spannen ein exzentrisches Teil, dessen Drehpunkt nicht mit seinem geometrischen Mittelpunkt übereinstimmt. Die in der Produktion verwendeten Exzenterspanner werden je nach Form der Arbeitsfläche in kreisförmige Exzenterräder und gebogene Exzenterräder unterteilt. Erstere sind einfacher herzustellen und werden häufiger verwendet. Exzenterspanner müssen im Allgemeinen selbsthemmend sein.

Abbildung 5-44 zeigt eine Vorrichtung mit exzentrischem Kreisrad, bei der das exzentrische Kreisrad mit einer exzentrischen Bohrung auf einer festen Welle montiert ist und sich um die Welle drehen kann. Der Abstand e zwischen dem Mittelpunkt des kreisförmigen Exzenterrads und der Achse wird als Exzentrizität bezeichnet, und das kreisförmige Exzenterrad ist mit einem Griff zur Bedienung ausgestattet. Wenn sich das Exzenterrad um die Welle dreht, dreht sich der Querbalken um den Drehpunkt und klemmt so das Werkstück. Abbildung 5-44a zeigt eine Feder als Drehpunkt, während Abbildung 5-44b eine feste Stiftwelle als Drehpunkt zeigt.

Der Vorteil der Exzenterspanner ist ihre schnelle Wirkung, der Nachteil ist jedoch, dass die Spannkraft gering ist und sie nur in Situationen mit keinen oder geringen Vibrationen eingesetzt werden können.