Benutzer:Dr.ai.Miles

Spanneisen mit Treppenbock als Unterlage

Spanneisen (auch Spannpratze) sind mit einer Bohrung oder einem Langloch versehene flache Spannelemente zur mechanischen Fixierung verschiedenster fester Körper auf einer Werkplatte oder Aufnahme.

Das Eisen liegt mit einem Ende auf dem zu spannenden Körper auf, während sich das andere Ende auf einer Unterlage stützt. Die so weit wie möglich am Werkstück angebrachte Schraube ist am unteren Ende in einer mit T-Nuten oder Bohrungen ausgestatteten Platte, Mess- oder Maschinentisch befestigt. Die Spannkraft wird in den häufigsten Fällen durch kräftiges Anziehen einer Mutter aufgebracht. Ein schnelleres Wechseln der Werkstücke ermöglichen an der Schraube angebrachte, hebelbetätigte Exzenter. Hydraulische Systeme in Verbindung mit separaten Spanneisen sind eher selten, da kein automatisierter Betrieb möglich ist.

Die durch die meist leicht unterschiedliche Höhe zwischen Werkstück und Unterlage hervorgerufene Schräglage des Spanneisens wird bei großen Spannkräften mit Kugelscheibe und Kegelpfanne ausgeglichen. Am Werkstück bieten sich zum Ausgleich geneigter Flächen pendelnde Auflagen an. Dies ist auch sinnvoll, um ein Verspannen des Werkstücks und damit ein Rückfedern nach dem Ausbauen zu vermeiden, was nach einer formgebenden Bearbeitung wie dem Fräsen eine Formänderung zur Folge hätte.

Die Formen der Spanneisen fallen unterschiedlich aus und sind in DIN-Normen festgehalten. Es gibt sie in verschiedenen Größen, in gerader und gekröpfter Ausführung sowie mit verschiedenartig geformten Spannflächen.

Berechnung der Spannkraft am Werkstück

Kraefte.am.Spanneisen

Zur Berechnung der am Werkstück aufgebrachten Spannkraft (hier $F_{2}$) ist es nötig die aufgebrachte Vorspannkraft (hier: $F_{v}$) und die Beteiligten Hebellängen (hier $l_{v}$ und $l_{2}$) zu kennen. Zuerst nimmt man einen der beiden Kraftangriffspunkte als Drehpunkt an. In diesem Beispiel ist das der Auflagepunkt am Gegenhalter. Zur Berechnung der Spannkraft $F_{2}$ am Werkstück mithilfe des Hebelgesetzes ist die Formel nach $F_{2}$ umzustellen:

$F_{2}={\frac {F_{v}\cdot l_{v}}{l_{2}}}$

Für $F_{v}$ setzen wir 20kN als Vorspannkraft ein. Dies entspricht in etwa 40Nm Anziehdrehmoment. $l_{v}$ ist der Abstand vom gedachten Drehpunkt zum Mittelpunkt der Schraube. Im Beispiel sind das 55mm. Die letzte bekannte Größe ist $l_{2}$, der Auflagepunkt am Werkstück. Auch hier ist der Kraftangriffspunkt die Mitte der Auflagefläche und 85mm vom Drehpunkt entfernt. Die eingesetzten Werte aus dem Beispiel:

$F_{2}={\frac {20000N\cdot 55mm}{85mm}}$

ergeben eine Spannkraft von ca. 12,9kN am Werkstück.

[[Kategorie:Spannmittel]]