Span
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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen finden sich unter Span (Begriffsklärung). |
Der Span ist ein mechanisch abgetrenntes Werkstoffteilchen vom bearbeiteten Werkstück.
Die Spanbildung läuft bei Metallen in drei sich wiederholenden Phasen ab. Zunächst findet das Anstauchen statt, wobei der Keil in den Werkstoff dringt und das Material staucht und verfestigt. Wird der Druck aufrechterhalten, steigt die Druck- und Schubspannung im Werkstück bis zur Bruchgrenze und ein Span wird abgeschert. Das Abscheren erfolgt am Ort der maximalen Schubspannung, der sogenannten Scherebene, die mit der Werkstückoberfläche den Scherwinkel bildet. Der Span fließt nun über die Spanfläche des Keils ab und wird, wenn er auf weiteren Widerstand stößt, nochmals gestaucht.
Bei geometrisch unbestimmten Schneiden unterscheidet sich der Vorgang der Spanbildung, da die vielen Schneiden eine unregelmäßige Form aufweisen und die Schnitttiefe der einzelnen Körner sehr gering ist. Des Weiteren gleiten die Körner erst über die Werkstückoberfläche.
Damit die Späne möglichst wenig Platz beanspruchen und leichter abtransportiert werden können, kann mit Spanleitstufen und Spanleitplatten auf die Spanbildung durch brechen oder umleiten des Spans Einfluß genommen werden.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Spanarten
Unter Spanart versteht man eine bestimmte Spangestalt, die sich in Abhängigkeit von der Spanbildung ergibt. Anhand der Spanart kann der Spanvorgang beurteilt werden. Auf die Bildung der Spanart wirken die Schneidengeometrie, das Formänderungsvermögen des Werkstoffs, die Spanungsgrößen, die Schnittgeschwindigkeit sowie der verwendete Kühlschmierstoff ein. Die Unterschiede der drei einzelnen Spanarten sind fließend. Mit manchen Werkstoffen können durch Veränderung der Spanbedienungen alle Spanarten erzielt werden.
[Bearbeiten] Reißspan
Wird ein spröder Werkstoff durch ein spanendes Verfahren bearbeitet, entsteht meist der Reißspan (auch Bröckelspan genannt). Kleine Spanwinkel und niedrige Schnittgeschwindigkeiten begünstigen ebenfalls die Bildung von Reißspänen. Durch dem Keil vorausgehende Risse im Werkstück löst sich der Span ohne wesentliche Verformung. Durch das Herausbrechen des Spans ist die Oberfläche des Werkstücks nach reißspanender Bearbeitung rauh. Ein Beispiel für ein Material bei dem Reißspäne entstehen ist Messing.
[Bearbeiten] Scherspan
Der Scherspan entsteht durch eine Verformung in der Scherzone. Das Material des Span wird dabei über das Umformvermögen beansprucht. Der Span reißt parallel zur Ebene in einzelne Lamellen auseinander. Die hohen Temperaturen sorgen dafür, dass Lamellen miteinander verschweißen.
[Bearbeiten] Fließspan
Der Fließspan entsteht ebenfalls durch eine Verformung in der Scherzone, jedoch fließt der Span kontinuierlich über die Werkzeugschneide ab. Dabei wird das Verformungsvermögen des Materials nicht überschritten. Die Umformung erfolgt somit in allen Schichten gleichmäßig. So entsteht ein zusammenhängender Span. Der Fließspan entsteht bei einer hohen Schnittgeschwindigkeit und hohen Temperaturen sowei einem kontinuierlichen Schneideneingriff wie es beim Drehen und Bohren der Fall ist. Eine weitere Bildungsbedingung ist der positive Spanwinkel.
[Bearbeiten] Spanform
Die Spanform beschreibt die Form des Spanes nach verlassen des Werkzeugs. Die Entstehung der Spanform ist im wesentlichen vom Werkstoff des Werkstücks und den Schnittbedienungen abhängig. Die einzelnen Spanformen werden nach ihrer äußeren Form, nach der Schüttdichte (bei Stahl in t/m³), nach der möglichen Gefährdung des Bedienenden und nach der möglichen Beschädigung von Werkzeug, Werkstück und Maschine.
Als ungünstig gelten vor allem Bandspäne und Wirrspäne, da sie Spanknäuel bilden und damit die Arbeitssicherheit gefährden. Außerdem beschädigen sie die Werstückoberfläche, behindern den Spänefall und den automatischen Spanabtransport.
Auch Schraubenspäne (auch Wendelspäne genannt) sollten vermieden werden, doch je nach Länge gelten sie noch als befriedigend. Die negativen Auswirkungen auf Werkstück und Spanfall sind nicht so ausgeprägt wie bei Band- und Wirrspänen. Spanbruchtücke (oder Bröckelspäne) sind ebenfalls zu vermeiden, da sie durch Umherspritzen den Bediener gefährden und Führungen verstopfen. An modernen Maschinen mit gekapselten Arbeitsraum und geschützten Führungen stellt dies jedoch kein Problem dar.
Die günstigsten Späne sind Schraubenbruchspäne, Spiralbruchspäne und Spiralspanstücke. Sie gefährden den Bediener wenig, lassen sich leicht abtransportieren und besitzen eine hohe Schüttdichte.
[Bearbeiten] Spanraumzahl
Die Spanraumzahl R gibt an, wieviel eine Spanform mehr an Transportvolumen benötig als das eigentliche Werkstoffvolumen des Spanes. Je kleiner die Zahl, desto leichter können die Späne gehandhabt und auch im Stahlwerk eingeschmolzen werden. In der Tabelle sind die wichtigsten Spanformen und ihre Spanraumzahlen angegeben.
| Spanform | Spanraumzahl |
|---|---|
| Bandspan | > 100 |
| Wirrspan | > 100 |
| Schraubenspan | 60 |
| Kurzer Schraubenspan | 30 |
| Spiralspan | 10 |
| Kurze Spanbruchstücke | 3 |
[Bearbeiten] Holzspäne
- Hobelspäne fallen bei der Weiterverarbeitung von in Sägewerken erzeugtem Schnittholz an. Sie werden als Rohstoff für die Spanplattenindustrie und für die Pelletierung verwendet.
- Gatterspäne und Sägemehl fallen in allen Betrieben an, die Holz schneiden oder spanen. Je nach Holzart beinhalten sie Rindenanteile oder sind aus rindenlosem Holz erzeugt. Gatterspäne und Sägemehl werden für die Decklage von Spanplatten und in den letzten Jahren für die Erzeugung von Engergiepellets verwendet. Pellets sind runde, 6-11 mm dicke, zu runden Holzstücken verpresste Holzspäne. Die Qualität folgt den Vorschriften der DIN oder Ö-Norm. Pellets werden aus getrockneten, beimischungsfreien Holzspänen hergestellt.
[Bearbeiten] Siehe auch
Industrierestholz
