Spangereedschap - weerstand onderdelen

[oldman]

“ Het vel van de beer kunnen verkopen vraagt moeite tenzij deze dood voor je neervalt. Die kans is echter klein dus moeten we zelf moeite doen.”
 
Dit is wat ik las bij de eerste kennismaking met dit forum. Een prima uitgangspunt. Gezien mijn laatste cursus Sterkteleer echter 55 jaar geleden plaats vond, ben ik verplicht te hopen dat de beer dood voor me neervalt; met dank bijvoorbaat aan de beer...
 
Algemeen over dit hobby projectje:
Bedoeling is om een spangereedschap te construeren voor de klemming van houten werkstukken .
Onderdelen:
-      Metalen buis met buiten Ø 57mm; binnen Ø 50mm van 3m lengte , voorzien van gaten met Ø 17mm ( door en door ) om de 10cm.
-      Metalenpen met Ø 16mm; te plaatsen in de gaten van de buis en daarbij 7cm boven de buiswand uitsteekt ( de plaats wordt bepaald door de lengte van het werkstuk) .
-      Moerhouder met aangelaste metalenpen. De pen steekt door de gaten aan het uiteinde van de buis.  
-      Moer met trapeziumdraad M16 wordt in de moerhouder geplaatst ( geborgen tegen meedraaien).
-      Draadstang met trapeziumdraad M16 via de moer zorgt voor de klemkracht tegen het te klemmen voorwerp en de losse pen 
-      De aslijn van de draadstang en dus ook de richting van de kracht naar de losse pen, ligt op 25mm van de buiswand.
 
Vraag 1.
Welke is de max. kracht op de losse pen, vooraleer de pen gaat buigen ( om te kunnen bepalen of er een “ruggesteun” aan de pen dient te komen)[attachment=23530:klem sterkte.docx].
 
Vraag 2.
Welke is de max. kracht die de las tussen de moerhouder en de pen mag hebben zonder af te breken/verbuigen. Te noteren dat er in eerste instantie voor geopteerd wordt om de moerhouder vlak tegen de buiswand te houden. Het gevolg is dat de las alleen aan de zijkanten kan aangebracht worden. ( valt dan tussen de rondingen van de buis en moerhouder ►o:o
Ervaring leert evenwel dat de spankracht de neiging heeft om het voorwerp van de buiswand te verwijderen/bol te zetten. Mogelijkerwijze zal het noodzakelijk worden om op de kop van de draadstang ( die in een plat metalen drukstukje draait) via een geleidring  op de buis, de kracht evenwijdig aan de buis te behouden. In dit geval mag de moerhouder ook iets hoger komen en kan de las rondom de pen gelegd worden.
 
Ik ken de vectorenrichtingen van de kracht niet om de te bepalen wat er hier allemaal nog meespeelt. Ook hier dus een beroep op de kennis van het forum.
 
Met dank.
Vriendelijke groet.  

[Michel Uphoff]

Ik heb er moeite mee mij een beeld te vormen van wat je wilt bereiken, en wat je wilt berekenen.
Over welke houten werkstukken heb je het, en wat gebeurt er met die werkstukken als ze ingeklemd zijn in dit spangereedschap (soort bewerking, indruk van krachten, snelheden, afmetingen)?
 
Waarom kies je voor een (vrij zwakke) enkele pen en een (nog zwakkere) moer op een pen gelast als kleminrichting?

Kan je een schetsje maken van dit spangereedschap met ingespannen werkstuk?

[boertje125]

Hij wil een variant op een serre joint of sergeant lijmklem maken. 
ronde huizen lijken mij niet echt een praktische keuze.
 
waarom geen rechthoekige koker of t staal.

[Michel Uphoff]

Ah, zo'n ultralange bankschroef, dat zou kunnen. Dan zou ik liever een stalen koker nemen en dit daarop monteren. Zo duur zijn die klemmen niet:
 

98513 833 keer bekeken

 
Mij ontgaat ook het voordeel van een ronde buis, ik zie alleen maar nadelen. En inklemmen tussen een pen en een drukpunt lijkt mij dan ook geen goede keuze, die moer gaat kantelen rond dat asje. Maar eerst even afwachten waar de TS mee komt, misschien heeft hij een speciaal doel voor ogen met deze constructie.

[oldman]

Iedereen dank voor het meedenken .
 
Ik merk wel dat een beetje uitleg de zaak duidelijker zal maken, waarom de keuze en waarom de overkill van dit project. 
Het systeem is inderdaad een grote lijmklem. De werkstukken die er tussen komen zijn dus kasten of planken of balken etc...  Dit is dus een gewoon statisch gebeuren zonder bewerkingen; alleen een klemming. 
Waarom de keuze van ronde buizen: omdat er hier 300m stalen buis al 40jaar ligt te liggen en dus gratis voorhanden zijn ( worden niet allemaal klemmen    )
Nadeel van de ronde buis wordt gewoon opgelost met een pen haaks op een voetplaatje . De in de handel verkrijgbare lange T klemmen ( die ik trouwens ook gebruik)  hebben  ook een voetje nodig om niet om te klinken (en niet aanzet tot klooien)  indien er een kast of wat dan ook op moet geplaatst worden.
 
Waarom die grote lengte: omdat er verscheidene werkstukken, kastonderdelen etc...gelijktijdig in dezelfde lijmklemmen kunnen. Aan ieder uiteinde van de buis kan het bewegend draadstang gedeelte geplaatst worden,  plus op de eventueel vrije ruimte van de buislengte, afhankelijk van de lengte van de werkstukken. De verplaatsbare pennen maken die keuze makkelijk.
De stijfheid van die zware buis is ook een voordeel om de krachten op te vangen bij lange werkstukken. 
 
Uiteraard wordt het werkstuk ook niet rechtstreeks opgespannen tegen de pen. Zoals al beschreven dat de draadstang een drukstukje heeft, zo ook wordt er aan de losse pen een drukstukje voorzien ( 60mm x60mm x 8mm - gelast of met buisje dat over de pen kan om demontabel te zijn; is nog in onderzoek in verband met uitbreiding van klemmogelijkheden van hogere werkstukken.)  
 
Een vervolg aan dit systeem is een opbouw met kortere buizen ( tot  150cm bijvoorbeeld) om een plano klemsysteem te bouwen ( trouwens de lange buizen zullen ook de mogelijkheid krijgen om als plano systeem te werken maar dan horizontaal op de vloer geörienteerd. ( plano systeem ► google )
 
Is dit een overkill ? inderdaad dit is een overkill ; één klem weegt maar liefst 15kg   . Maar ik  heb dit slechts sporadisch nodig. Moet er niet de hele dag mee rondzeulen en ze gaan nooit op verplaatsing. Eén beweging en de klemmen liggen klaar ( worden wel waterpas gezet).  Ben er trouwens van overtuigd dat het in veel gevallen veel makkelijker om werken is dan het gehaspel met losse klemmen. 
 
Concreet : de vraag is dus hoeveel kracht er op die losse pennen kan en op de las. Bij de zware  Bessey klemmen spreekt de fabrikant van max 20.000N drukkracht,  als ik me niet vergis. 
Als ik een rechtopstaand plaat op de "achterzijde" van de pen las,  die dan op de buiswand rust, dan moet de pen juist boven de opening al volledig "afgeschoven" worden; krachten die nooit gaan optreden bij houtwerk projecten. Dus als die ruggesteun niet nodig is, liever niet; vandaar de vraag.  
 
Het vermelden van die geleiding over de buis misschien nog toelichten. Bij bijvoorbeeld een klem met T profiel,  schuiven de drukpunten via het platte deel van de kop van de T. Meestal is het immers zo dat de drukkracht bij het verlijmen slecht op de dikte van de plaat ( 18mm) moet uitgeoefend worden. Om het drukoppervlak dus haaks op de beweging te houden en de druk op die oppervlakte van 18mm hoogte te richten, de fixatie via die geleiding.
 
De opmerking over de vectoren : zie ik iets over het hoofd qua richtingen waar ik rekening moet mee houden; ligt de aslijn van de draadstang toch nog te hoog ondanks de geleiding, rekening houdende met die 18mm plaatdikte of speelt dit weinig rol ? 
 
 dank.
 

[boertje125]

Die rugleuning is nodig om de klemmen haaks te houden.
er moet immers speling in de gaten om de pennen er uit te kunnen krijgen.
ze staan dus gelijk scheef als je ze niet recht houd.
 
 
Ik zou geen gewone m16 gebruiken maar een spindel met veel grove draad voor de klem.
anders duurt het aandraaien te lang.
 
om een blad recht te houden moet je het op de juiste manier verlijmen hart om en om)  en gebruik je tijdens het klemmen een paar latten haaks op de lijmrichting met kleine klemmen.
 
Kom hier eens langs http://www.woodworking.nl/forum.php
is antwoordt op elke vraag op gebied van hout

[oldman]

Michel Uphoff schreef op 25 Dec 2016 - 15:07:

 
Waarom kies je voor een (vrij zwakke) enkele pen en een (nog zwakkere) moer op een pen gelast als kleminrichting?

Kan je een schetsje maken van dit spangereedschap met ingespannen werkstuk?

 
Misschien nog dit ter verduidelijking: Ik weet niet welke moer je je voorstelt Michel, maar een moer voor een trapeziumdraad M16  heeft een Ø van 36 mm en een dikte van 24mm. Dat is een hele blok metaal die met mankracht niet veel problemen heeft.
 

boertje125 schreef op 26 Dec 2016 - 15:53:

Die rugleuning is nodig om de klemmen haaks te houden.
er moet immers speling in de gaten om de pennen er uit te kunnen krijgen.
ze staan dus gelijk scheef als je ze niet recht houd.
 
 
Ik zou geen gewone m16 gebruiken maar een spindel met veel grove draad voor de klem.
anders duurt het aandraaien te lang.
 
om een blad recht te houden moet je het op de juiste manier verlijmen hart om en om)  en gebruik je tijdens het klemmen een paar latten haaks op de lijmrichting met kleine klemmen.
 
Kom hier eens langs http://www.woodworking.nl/forum.php
is antwoordt op elke vraag op gebied van hout

 
Ik gebruik geen gewone M16, maar zoals er vermeldt staat, trapeziumdraad M16 wat dus draad is met grote spoed (de  M geeft waarschijnlijk het misverstand.) 
Het schuin gaan van de pennen is ook niet het geval; de gaten zijn zodanig correct van maat dat de pen geen uitwijking geeft, naar welke kant dan ook.
De " ruggesteun" liever niet omdat er nog een denkpiste is om de blanke pen te kunnen gebruiken in het systeem, op een andere manier ( als het moet ook geen probleem). 
 
De manier om een blad vlak te houden is me ook bekent en wordt ook zo uitgevoerd. Vermits je Woodworking.nl vermeld, ga ik je ook niets nieuws vertellen als ik stel dat een plano klemsysteem al dat gehaspel met de aparte klemmen en balkjes om de boel vlak te houden overbodig maakt.
En nu we het toch over Woodworking.nl hebben : de ( blauwe ) klemmen  op een balk,  die Michel aanhaalt zijn inderdaad niet zo duur maar een topic op Woodworking.nl heeft het er o.a. over en daar kan je ook zien dat er 3 tal op 10 stuks , onbruikbaar waren wegens kwaliteit nul. Dergelijk materiaal ( dikwijls chinese makelij) is meestal op het einde van de rit een dure investering. ( buurman heeft zijn zware - chinese-  bankschroef vorige week gewoon doormidden gedraaid...)
Het systeem van die blauwe klemmen is trouwens ook een denkpiste en mogelijkheid die met mijn buizen kan uitgevoerd worden. De pennen steken dan aan beide zijden uit en komen horizontaal te liggen in plaats van vertikaal.
Te noteren dat de bouten waarmee die blauwe klemmen vastgezet zijn, minder dan  Ø 16mm zijn !.
 
 En zoals je dus ook al kan merken zit ik ook op Woodworking.nl.   ( de trapeziumdraad en moeren komen trouwens van Harderwijk in Nederland, wat 50% maakt op de prijs in Belgie en wat ook een gevolg is van de Woodworking.nl microbe...)
 
 
Ik blijf dus nog steeds benieuwd naar de karakteristieken van de pen  .
 
met dank voor het meedenken.

[boertje125]

ik ging er vanuit dat je de gaten alleen aan de bovenzijde wilde maken.
 
bij een gat ruimte van een 1/2 mm staat een pen ca, 0,5/3*30 = 5 mm schuin als je de constructie aandraait.
normaal zijn gaten ongeveer 1mm groter
als je er een rug aan maakt heb je dit probleem niet de pen is dan alleen een haakje

[oldman]

Als je terug gaat naar het begin van dit topic vind je bij "vraag 1" de  2 foto's met een zicht van een deel van enerzijds de buis met pen en anderzijds de moer in de houder .
Bedoeling was in eerste instantie om meer foto's te plaatsen ( dan was alles ook dadelijk duidelijker geweest ) maar dat lukt niet door de sterke beperking in grote van te downloaden afbeeldingen op dit forum.
 
De speling tussen de Ø van de gaten en de  Ø van de pennen is zo gering dat ik de aangebrachte grondverf heb moeten verwijderen om de pennen te plaatsen ( en neen, daarna is het plaatsen van de pen niet irritant om uit te voeren, gelukkig ...) 
Eerdaags gaan de delen aan elkaar gelast worden en kan er wat getest worden. Indien de pen niet buigt is de schuinte van de pen niet groter dan nu, zijnde 0.5mm ! We zijn dus in blijde verwachting . In feite moet ik toegeven dat het een beetje het opzoeken is van "de grenzen" van nauwkeurig werken.    
 
Toevallig zijn er vandaag op Woodworking.nl ook  foto's geplaatst van een zelfgemaakte plano klemsysteem in hout. De gebruikte schroefdraad lijkt me niet meer dan M10 te zijn; dat blijkt prima te werken. Ik denkt te mogen verwachten dat er weinig problemen gaan opduiken met mijn trapeziumschroefdraad Ø 16 of met de pennen van dezelfde Ø.

[Michel Uphoff]

Dat is een hele blok metaal die met mankracht niet veel problemen heeft.

 
Ik doelde op het de lasjes tussen pen en blok, zeker als die alleen aan de voor- en achterzijde worden aangebracht de zwakste schakel.
Of de pennen buigen zou ik even in de praktijk testen, het hangt natuurlijk van de kwaliteit staal, de toegepaste klemkracht en de arm af (maximaal 6 cm bij de voorgestelde drukstukjes).

[Rola]

Moet het een pipe clamp voor een 2,25 inch buis worden?

Voor 0,75 inch buizen zijn ze in de handel.

[oldman]

Moet het een pipe clamp voor een 2,25 inch buis worden?

Voor 0,75 inch buizen zijn ze in de handel.

Het is niet de bedoeling om onderdelen uit de handel te gebruiken. Het is pure zelfbouw voor de " fun"  omdat het materiaal voorhanden is. Zoals je aan het verschil in maten ziet dat je aangeeft ( 2.25 inch en 0.75inch ) is het project, zoals ik trouwens ook al eerder aangaf, in feite een overkill. Maar de diverse mogelijkheden die ik wil benutten maken, dit project geen absurde onderneming.
 

 
Ik doelde op het de lasjes tussen pen en blok, zeker als die alleen aan de voor- en achterzijde worden aangebracht de zwakste schakel.
Of de pennen buigen zou ik even in de praktijk testen, het hangt natuurlijk van de kwaliteit staal, de toegepaste klemkracht en de arm af (maximaal 6 cm bij de voorgestelde drukstukjes).

 
Inderdaad, de las is ook mijn grootste "bezorgdheid" .  Evenwel geen onoverkomelijk probleem; er zal toch hoogstwaarschijnlijk een ondersteunende geleiding rond de buis moeten komen wil ik het drukvlak /de stempel op de draadstang, mooi haaks op de buis willen houden tijdens het aanspannen. In dat geval kan de moerhouder wat hoger en kan de las ook volledig rond de pen komen. In dat geval gaat er geen gevaar meer bestaan qua breuk . De krachten moeten ook binnen de perken blijven om de werkstukken niet te beschadigen. Er gaan geen hendels met een 1/2 m hefboom gebruikt worden.
 
De laatste stukken steken in de draaibank en dan kan er na het laswerk getest worden.
 
 
Misschien dit even ...
Mijn oorspronkelijke bedoeling was gewoon via dit forum te weten te komen welke krachten de pen kan opvangen ( ook al doe ik iets voor de " fun", ik ken graag de details) . Ik heb daar het verhaal van het (bijna afgewerkte) projectje maar bijgedaan omdat het aangenamer is om lezen, als men weet wat er in feite gaat gebeuren met die pen. De bereidwilligheid  voor hulp op het forum is echter zo groot dat het hele project onder de loepe genomen wordt. Met dank voor die bereidwilligheid en sorry dat ik jullie verder gedreven heb dan de bedoeling was