ENERPAC - Hydraulische Spanntechnik Seite 206
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Abbildung 1 Das Funktionsprinzip einer hydraulischen Spannvorrichtung. Abbildung 2 Dreidimensionaler Körper. Abbildung 3a 1. Ebene - drei Freiheitsgrade. Abbildung 3b 2. Ebene - ein Freiheitsgrad. Gelbe Seiten Systemkomponenten Palettenkomponenten Ventile Pumpenaggregate Druck-/Zugzylinder Abstützzylinder Schwenkspannzylinder Collet-Lok®-Produkte Spanntechnik Abbildung 3c 1. Ebene - kein Freiheitsgrad. 206 1 Grundprinzipien 2 Aufbau von hydraulischen Spannvorrichtungen 1.1 Ein einfacher hydraulischer SpannMechanismus (Abbildung 1). 2.1 Bestimmen, Spannen und Stützen von Werkstücken 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 Hydraulischer Spannvorgang 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 Spannsystem 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 Spannaufgaben 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 Bearbeitungsoder anderen Kräften vorgebeugt werden, ohne dabei eine unerwünschte, permanente Distorsion des Werkstückes hervorzurufen. 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 festgelegten Toleranzen kann nur durch richtig bestimmte Werkstücke ermöglicht werden. 2.1.2 Entzug von Freiheitsgraden 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. 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).
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