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Vorzugsreihen bei Passungen

Wenn zwei Teile, zum Beispiel Bohrung und Welle, ineinander gefügt werden sollen, spricht man von Passungen. Dabei spielen Toleranzen eine wichtige Rolle. Diese Toleranzen beschreiben, ob und wie viel Spiel da sein darf. Man könnte jede Wellen-Toleranz mit jeder Bohrungs-Toleranz verbinden, dies ergibt jedoch unwirtschaftlich viele Möglichkeiten, denn für jede Kombination müssten Messgeräte, Lehren und Werkzeuge bereit gehalten werden. Daher gibt es für jede Welle oder jede Bohrung zwei bevorzugte Passungen. Sie sind in Tabellen zu finden und werden Vorzugsreihe genannt. Dabei ist immer dem ersten Wert der Vorzug zu geben.

Vorspannkraft bei Schrauben

Diese Kraft entsteht beim Anziehen einer Schraube. Das Drehmoment, mit dem die Schraube bewegt wird, erzeugt im Gewinde eine Zugkraft, die die Schraube ein wenig elastisch verlängert. Diese Verformungskraft wird Vorspannkraft genannt. Sie hat zur Folge, dass die beiden befestigten Teile aufeinander zu gedrückt (gestaucht) werden. Ist die Vorspannkraft zu groß, verbiegt sich die Schraube. Im Gewinde entsteht außerdem eine Reibung, die ebenfalls Einfluss auf die maximale Vorspannkraft hat, also die größte Kraft, mit der die Schraube eingebracht werden kann, ohne dass sie sich verbiegt. Des weiteren hängt dieser Wert von Material und Maßen der Schraube ab. Nur wenn die Schraube mit der richtigen Vorspannkraft, die durch das Drehmoment erzeugt wird, verschraubt wird, ist sicherer Halt gewährleistet. Die nötigen Vorspannkräfte und Drehmomente können aus Tabellen entnommen werden.

Vorschubsteuerungen

Bei Vorschubsteuerungen spielt der Druck eine wichtige Rolle. Mit Hilfe eines Motors wird meist hydraulischer Druck ausgeübt, der dann den Schlitten bewegt. Man nennt eine solche Steuerung elektrohydraulisch, denn sie kann mit dem zum Motor zugeführten Strom beeinflusst werden, aber auch durch Öffnen und Schließen der Hydraulikventile, die den Vorschub auf den Schlitten bringen. Bei schnellen Rückbewegungen kann zum Beispiel das Ventil geöffnet werden, so dass der Druck schnell entweicht und der Schlitten an die gewünschte, rückwärtige Position fährt. Die Vorwärtsgeschwindigkeit hingegen wird über den Motor, der die Hydraulikpumpe antreibt, gesteuert. Auch hier kann durch Öffnen oder Schließen des Proportionalventiles Einfluss auf die Geschwindigkeit genommen werden, etwa wenn es für einen Not-Stopp geöffnet wird.

Vorschub bei NC-Maschinen

Bei NC-Maschinen wird der Vorschub mit Drehstrom- oder Gleichstrommotoren erzeugt. Dabei ist die Drehzahl des Motors steuerbar. Um Überlastungen zu vermeiden, ist zwischen Motor und Kugelgewindespindel eine Kupplung eingebaut. Sie schützt vor Schäden, falls es zu einem Zusammenstoß in der Maschine kommt. Die meisten NC-Maschinen ermöglichen außerdem noch eine Lageregelung, also eine Regelung des Vorschubes mit Hilfe der Positionen. Beispiel: Wenn der Schlitten einen bestimmten Lagepunkt überschreitet, wird der Vorschub schneller oder langsamer. Außerdem kann so der Anfangs- und Endpunkt des Schlittens für eine Bewegung genau festgelegt und angesteuert werden. NC-Maschinen brauchen die Möglichkeit, dem Schlitten große Vorschubkräfte zur Verfügung zu stellen und müssen auch schnelle Vorschubbewegungen präzise ausführen können. Die Antriebe müssen eine hohe Widerstandsfähigkeit haben um die Achsenpositionen halten zu können. Ebenso müssen sie gut gängig sein, um Wiederholungsgenauigkeit beim Anfahren vorgegebener Punkte zu gewährleisten.