Hermann Moosmeier, Werner Reuschl Konstruktionsmechanik Lernsituationen, Technologie, Technische Mathematik Lernfelder 12, 13 und 14 1. Auflage Bestellnummer 74220
Haben Sie Anregungen oder Kritikpunkte zu diesem Produkt? Dann senden Sie eine E-Mail an 74220_001@bv-1.de Autoren und Verlag freuen sich auf Ihre Rückmeldung. www.bildungsverlag1.de Bildungsverlag EINS GmbH Hansestraße 115, 51149 Köln ISBN 978-3-427-74220-3 Copyright 2011: Bildungsverlag EINS GmbH, Köln Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Hinweis zu 52a UrhG: Weder das Werk noch seine Teile dürfen ohne eine solche Einwilligung eingescannt und in ein Netzwerk eingestellt werden. Dies gilt auch für Intranets von Schulen und sonstigen Bildungseinrichtungen.
Inhaltsverzeichnis Lernfeld 12: Instandhalten von Produkten der 1 Instandhaltung am Beispiel einer Säulenbohrmaschine........................................... 5 2 Programmablauf für die Wartung der Säulenbohrmaschine........................................ 9 3 Inspektion.............................................................................. 11 4 Programmablauf für die Instandsetzung der Säulenbohrmaschine.................................. 12 5 Instandsetzung einer Fräsmaschine.......................................................... 13 6 Programmablauf für die Wartung eines Schleifblocks............................................ 15 7 Qualitätsmanagement bei der Instandhaltung.................................................. 18 8 Signalgeber (Auswahl)..................................................................... 19 9 Sensoren............................................................................... 20 10 Aktoren................................................................................ 21 11 Elektrische Steuerungen................................................................... 22 12 Sicherheits- und Warnsysteme.............................................................. 24 13 Belastete Bauteile........................................................................ 25 14 Befestigungsmittel....................................................................... 29 15 Herstellen eines Schutzgitters.............................................................. 33 16 Unfallverhütung.......................................................................... 36 Lernfeld 13: Herstellen von Produkten der 1 Aufgabe: Herstellen von Stahlstützen......................................................... 37 2 Aufgabe: Herstellen eines hydraulischen Hebers................................................ 41 3 Aufgabe: Montieren von Laufrollen........................................................... 61 4 Aufgabe: Randschichthärten einer Welle...................................................... 65 Lernfeld 14: Ändern und Anpassen von Produkten der 1 Aufgabe: Ändern eines pneumatischen Schaltplans............................................. 73 2 Aufgabe: Anpassen eines Trägers bei zusätzlicher Belastung...................................... 81 3 Aufgabe: Austausch eines Zahnrads......................................................... 82 4 Aufgabe: Randschichthärten eines Zahnrads................................................... 87 5 Aufgabe: Bau einer Maschinenbühne......................................................... 93
Instandhalten von Produkten der Instandsetzung einer Fräsmaschine Lernfeld 12 5 In der Werkstatt der Berufsschule steht eine Universal-Fräsmaschine. Die Werkzeugaufnahme in der Frässpindel hat einen Steilkegel nach DIN 2080-A 40 ATA. Das Spannen der Werkzeuge erfolgt hydraulisch. Die Einzugskraft beträgt 12 000 N bei einem maximalen Druck von 150 bar. Bei der Inspektion der Maschine wurde festgestellt, dass der einfach wirkende hydraulische Spannzylinder eine zu geringe Einzugskraft aufweist. Hydraulikschaltplan Mögliche Ursachen der zu geringen Spannkraft Bauteil Ursache Ölfilter Öldruckpumpe Druckbegrenzungsventil unbelastetes Rückschlagventil 3/2-Wegeventil Elektromagnet Einfach wirkender Zylinder mit Rückholfeder Bildungsverlag EINS GmbH 13
Instandhalten von Produkten der Sensoren Lernfeld 12 9 Induktiver Sensor Kapazitiver Sensor Metalle stören das elektromagnetische Feld; ein elektrisches Signal wird ausgelöst. Beliebige Werkstoffe stören die Kapazität von Kondensatoren und lösen dadurch ein elektrisches Signal aus. Reichweite des Sensors: Fotoelektronischer Sensor (Lichtschranke) Reflektions-Lichtschranke Einzelweg-Lichtschranke Wird der Lichtstrahl zwischen Sender und Empfänger unterbrochen, wird ein elektrisches Signal erzeugt. Anwendung: Z. B. Reichweite des Sensors: Magnetischer Sensor (Reed-Sensor) Pneumatischer Sensor (Luftschranke) Die magnetische Kraft wird auf den Sensor übertragen; ein elektrisches Signal wird ausgelöst. Reichtweite des Sensors: Wird der Luftstrom unterbrochen, gibt der Sensor ein elektrisches Signal weiter. Reichtweite des Sensors: 20 Bildungsverlag EINS GmbH
Instandhalten von Produkten der Befestigungsmittel Lernfeld 12 14 E. Dübel aus Metall (Schwerbefestigung) Metalldübel (Cu-Zn-Leg.) in Kurz- oder Langausführung für Sacklochbefestigung in Steinplatten, Holz, Spanplatten, Sperrholz, Mauerwerk, Beton, Kunststoffen. Geeignet für mittlere Belastungen. Für die Maschinenbefestigung ist der Schwerlastdübel geeignet. Er wird in den Größen M6 bis M24 hergestellt. F. Spannungsfreie Dübelbefestigung Dazu zählen form- und stoffschlüssige Dübelbefestigungen. Vorteile: 1. Verbundanker-Befestigung Aus welchen Stoffen besteht das Reaktionsharz? Deshalb müssen die Wartezeiten zwischen Setzen und Belasten beachtet werden. Diese sind von der Umgebungstemperatur abhängig. 2. Injektionsanker-Befestigung Diese Befestigung zählt zu den Formschluss-Verbindungen. Hier besteht die Verbindung zum Mauerwerk aus Hybridmörtel. Dieser härtet in einem Drahtgeflecht aus und bildet in den Hohlräumen die formschlüssige Verbindung. Beim Setzen sind die Vorschriften der Hersteller zu beachten. 30 Bildungsverlag EINS GmbH
Herstellen von Produkten der Aufgabe: Herstellen eines hydraulischen Hebers Lernfeld 13 2 Die Firma Kellermann-Technik fertigt für einen Kunden einen handbetriebenen hydraulischen Heber. Verantwortl. Abtl. Techn. Referenz Erstellt durch Genehmigt von M 1:2 Dokumentenart Dokumentenstatus Titel, Zusätzlicher Titel Hydraulischer Heber Werkstoff Änd. Ausgabedat. Spr. Blatt Bildungsverlag EINS GmbH 41
Herstellen von Produkten der Aufgabe: Montieren von Laufrollen Lernfeld 13 3 A. Kundenauftrag Autowracks werden mit einer Schredderanlage zerkleinert. Dazu benötigt man Laufrollen. Diese wurden in der Zerspanungstechnik gefertigt und müssen mit den Wellenzapfen verbunden werden. Die Laufrolle soll Kräfte und Drehmomente kraftschlüssig übertragen. Dies wird durch eine Pressverbindung ermöglicht. B. Montageplanung Pressverbindungen werden durch Presspassungen hergestellt. Zwischen dem Innen- und Außenbauteil ist stets ein erforderlich, d. h., der Wellendurchmesser ist als der Bohrungsdurchmesser. Der Wellenzapfen soll in die Laufrollenbohrung eingepresst werden. Entnehmen Sie die Abmaße aus dem Tabellenbuch, und ermitteln Sie die Toleranzen (Passungssystem: Einheitsbohrung). Bohrung Welle Passmaß Nennmaß N Höchstmaß Bohrung G ob Mindestmaß Bohrung G ub oberes Abmaß Bohrung ES unteres Abmaß Bohrung EI Toleranz Bohrung T B Passmaß Nennmaß N Höchstmaß Welle G ow Mindestmaß Welle G uw oberes Abmaß Welle es unteres Abmaß Welle ei Toleranz Welle T W Bildungsverlag EINS GmbH 61
Herstellen von Produkten der Aufgabe: Montieren von Laufrollen Lernfeld 13 3 Ermitteln Sie das Höchstübermaß P üh und das Mindestübermaß P üm der Pressverbindung. Höchstübermaß = Mindestmaß Bohrung Höchstmaß Welle P üh = P üh = P üh = Mindestübermaß = Höchstmaß Bohrung Mindestmaß Welle P üm = P üm = P üm = Die Werkstoffpressung der Bauteile erzeugt eine Haftkraft. Sie bewirkt: 1. 2. C. Arten von Pressverbindungen 1. Längseinpressung Ordnen Sie zu. Fügelänge ( 1,6 d) Pressbegrenzung Einpressfase (Länge 2 5 mm) Fasenwinkel ( 5 ) Arbeitsausführungen Folgen Mehrmaliges Fügen und Lösen Längseinpressung in Grundbohrungen Einölen der Fügeflächen Axiale Einpressung der Bauteile Die größte Haftkraft wird erst nach 24 Stunden erreicht. 2. Schrumpfverbindung Beim Schrumpfen wird vor dem Fügen das Außenbauteil (Laufrolle) gleichmäßig erwärmt. Benennen Sie die Wärmequellen. 62 Bildungsverlag EINS GmbH
Herstellen von Produkten der Aufgabe: Montieren von Laufrollen Lernfeld 13 3 Aufgabe: Die Laufrolle wird auf 350 C erwärmt, die Temperatur in der Werkstatt beträgt 20 C. Ermitteln Sie mithilfe des Tabellenbuchs die Längenausdehnungszahl für Cu-Zn-Legierungen und überprüfen Sie, ob der Wellenzapfen ohne Kraftaufwand die Laufrolle aufnehmen kann. Geg.: Ges.: Höchstübermaß P üh = Erkenntnis: 3. Dehnverbindung Bei der Dehnverbindung wird vor dem Fügen das Innenbauteil (Wellenzapfen) stark unterkühlt. Unfallverhütung Geben Sie mithilfe der Stichwörter Vorschriften an, welche Unfälle vermeiden helfen. Kältespritzer Unfall durch Kältemittel Vor- und Nachteile der Dehnverbindungen Vorteile Nachteile 4. Schrupf-Dehnverbindung Bei sehr großem Übermaß der Bauteile wird die Schrupf-Dehnverbindung angewendet. Außenbauteil, Innenbauteil. Bildungsverlag EINS GmbH 63
Ändern und Anpassen von Produkten der Aufgabe: Ändern eines pneumatischen Schaltplans Lernfeld 14 1 Ein Blechstreifen aus Al 99,5 soll mithilfe einer Pneumatikanlage gebogen werden. a) Arbeitsschritte Bildungsverlag EINS GmbH 73
Ändern und Anpassen von Produkten der Aufgabe: Ändern eines pneumatischen Schaltplans Lernfeld 14 1 b) Pneumatischer Schaltplan Bildungsverlag EINS GmbH 75