Spiralspannstifte. - Bild: Spirol

Spiralspannstifte in drei verschiedenen Ausführungen. - Bild: Spirol

Der Spiralspannstift ist eine vielseitig integrierbare und kostengünstige Lösung für viele Montageprobleme. Er kann die Montagekosten senken, indem man die Komplexität von größeren und teureren Bauteilen verringert oder einen Stift einsetzt, der mehrere Funktionen in sich vereint, wodurch die Notwendigkeit für zusätzliche Komponenten entfällt. Zusätzlich zu der vereinfachten Konstruktion einer Baugruppe kann die Montage des Spiralspannstifts automatisiert werden, wodurch die Montagezeit und damit der für die Fertigung benötigte Arbeitsaufwand reduziert werden.

Spiralspannstifte haben mehrere einzigartige Eigenschaften, durch die man die Gesamtmontagekosten reduzieren kann. Der Spiralspannstift ist so konstruiert, dass er als Presspassteil nach der Montage die Form und Größe der kleineren Bohrung der Gegenkomponente annimmt. Durch das radiale Aufwickeln der einzelnen Windungen während des Einführens in eine Bohrung wird der Spiralspannstift komprimiert, wodurch eine Haltekraft erzeugt wird, durch die der Spiralspannstift über die Lebensdauer des Bauteils in der Bohrung gehalten wird.

Im Gegensatz zu den geschlitzten Spannhülsen, die sich bei der Montage nur im Bereich des Schlitzes verformen, verformt sich der gesamte Spiralspannstift bei der Montage, wodurch vergleichsweise geringe Einpresskräfte und nahezu gleichmäßige Kontaktbelastung an der Bohrungswand entstehen. Dies ist für den Schutz des Bauteils, in das der Spiralspannstift montiert wird, wichtig, da eine fehlerhafte Montage mit hoher Kontaktbelastung der Bohrungswand zu einer dauerhaften Beschädigung des Bauteils führen kann. Es ist nicht ungewöhnlich, dass ein nicht ordnungsgemäß konzipierter Spiralspannstift entweder das Material des Bauteils oder die Veredlung der Oberfläche des Spiralspannstifts bei der Montage beschädigt, wodurch die Funktion der Verbindung beeinträchtigt oder möglicherweise ein verminderter Korrosionsschutz verursacht wird.

Im Vergleich zu Vollstiften gibt es bei der Verwendung von Spiralspannstiften keine bleibende Beschädigung des Bauteils während der Montage.Vollstifte mit äußeren Rändelungen oder Kerben sind so konstruiert, dass sie sich bei der Montage in die Bohrungswand eingraben. Sogar gehärtete und geschliffene Zylinderstifte, die in eine präzise gebohrte Bohrung montiert werden, beschädigen bei der Demontage die Bohrungswand. Es ist kein Zufall, dass eine Standardreihe von Zylinderstiften mit unterschiedlichem Übermaß für die Montage zur Verfügung steht. Diese Methode der Montage resultiert aus dem Unvermögen der Nachbesserung eines Bauteils, entweder in der Fabrik oder im Feld. Mit einem Spiralspannstift stellt sich nur die Frage, wie man ihn aus der Bohrung entfernt, damit das Bauteil nicht beschädigt wird.

Flexibilität bei Belastung. - Bild: Spirol
Flexibilität bei Belastung: Der Spiralspannstift bleibt nach der Montage elastisch, wenn eine Belastung auf ihn ausgeübt wird. - Bild: Spirol

Während seiner Verwendung erbringt der Spiralspannstift ein hohes Maß an Flexibilität und stoßdämpfender Wirkung, die unmöglich mit anderen Arten von Stiften zu erzielen sind. Ein Zahnrad, das auf einer Welle befestigt ist, kann eine nahezu konstante Scherbelastung aufweisen, wenn es unter einer konstanten Last angetrieben wird, jedoch beim Anfahren und Abbremsen signifikante Erhöhungen der Scherbelastungen realisiert werden. Bei Verwendung eines Vollstiftes muss diese maximale Scherbelastung berücksichtigt werden, was häufig größere Wellendurchmesser oder den Einsatz hochfesterer Materialien erfordert, welche die Kosten erhöhen.

Bei Verwendung eines Spiralspannstiftes wird dieser bei Scherbelastung leicht zusammengedrückt und diese durch einen Teil seiner überschüssigen radialen Elastizität absorbiert. Sobald der stabile Betriebszustand erreicht ist, kehrt der Spiralspannstift in seinen ursprünglichen Zustand zurück, ohne sich selbst oder die Bauteile zu beschädigen. Im Vergleich zu anderen elastischen Stiften können Spiralspannstifte wesentlich mehr Durchbiegung aufnehmen.

In vielen Anwendungen kann man Spiralspannstifte anstelle anderer gängiger Nicht-Stift-Kompenenten wie zum Beispeil Passfedern, Nieten und Schrauben einsetzen. Wellen, Dichtscheibenhalterungen, Lagerzapfen, Scharniere und Hebel sind alles gängige Anwendungen für Spiralspannstifte, bei denen die charakteristischen Vorteile der Spiralspannstifte es ermöglichen, eine herkömmliche Nicht-Stift-Komponente zu ersetzen.

Grafik. - Bild: Spirol
Spiralspannstifte gleichen große Bohrungstoleranzen aus. - Bild: Spirol

Die Gestaltung der Bohrung ist ein weiterer wichtiger Faktor zur Kostensenkung. Spiralspannstifte können in Bohrungen mit einer relativ großen Toleranz eingesetzt werden. In den meisten Baugruppen kann man sie in einfach hergestellten Bohrungen einsetzen, die nicht erst durch teure Verfahren wie Reiben oder Honen hergestellt werden müssen. Die Flexibilität des Spiralspannstifts bedeutet auch, dass man Bohrungen nicht exakt zueinander ausrichten muss. Aus diesem Grund ist es nicht erforderlich, erst nach der Montage die Bauteile gemeinsam zu verbohren und dann zu verstiften, man muss nur noch verstiften. Darüber hinaus sind Baugruppen aus gestanzten, feingeschnittenen, gegossenen, gesinterten oder laminierten Trägermaterialien für den Einsatz von Spiralspannstiften geeignet.

Keines dieser Merkmale ist von Vorteil, wenn der Spiralspannstift nicht auf einfache Weise zur Montage bereitgestellt wird. Der Spiralspannstift hat rechtwinklige, gratfreie und symetrische Stiftenden mit Anfasungen an beiden Stiftenden und wird mit engen Längentoleranzen gefertigt. Diese Merkmale ermöglichen ein einfaches Einführen des Spiralspannstifts in die Bohrung und eine problemlose Zuführung mit Hilfe eines Sortiertopfs und eines Zuführschlauchs. Der Spiralspannstift braucht nicht innerhalb der zusammenzufügenden Bauteile ausgerichtet zu werden. Dies ermöglicht den Einsatz von halb- oder vollautomatischen Montagesystemen, anstelle mit arbeitsintensiven manuellen Verstiftungsprozessen zu arbeiten.

Spiralspannstifte in drei verschiedenen Ausführungen. - Bild: Spirol
Spirol bietet Spiralspannstifte in drei verschiedenen Ausführungen an, leichte Ausführung, Standardausführung und schwere Ausführung, um die erforderliche Festigkeit und Flexibilität für jede Anwendung zu gewährleisten. - Bild: Spirol

Um die Fähigkeit des Spiralspannstifts verbessern und die Kosten zu senken, ist der Spiralspannstift in drei Ausführungen verfügbar, so dass der Spiralspannstift auf das Material des Bauteils oder die Anforderung an die Anwendung zugeschnitten werden kann. Eine breite Vielfalt an Standardmaterialien und Oberflächen sorgt, je nach Anforderung, für die erforderliche Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Dauerhaltbarkeit und Optik. Schließlich sind auch Sonderkonfigurationen möglich, die sicherstellen, dass der Spiralspannstift für fast alle Stift Anwendungen eingesetzt werden kann.

Beim Versuch, die Kosten zu senken ist es wichtig, daran zu denken, dass die Kosten einzelner Komponenten nicht so entscheidend sind, wie die Gesamtkosten des gesamten Bauteils. Manchmal erhält man durch den Einsatz teurerer Komponenten eine hohe Dividende zurück.

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