DE10026829C2 - Vorrichtung zum Festspannen eines Werkstücks mit unebener Oberfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Festspannen eines Werkstücks mit unebener Oberfläche, umfassend wenigstens ein die Spannkräfte übernehmendes und ableitendes Teil, wenigstens eine Ausnehmung mit zumindest teilweise zylindrischer und/oder prismatischer Grundgestalt zur führenden Aufnahme je eines rohr- oder stabförmigen, in axialer Richtung verstellbaren Spannelements, wobei ein Spannelement oder ein antriebsmäßig mit dem Spannelement gekoppeltes Element mit einem Gewinde versehen ist, wodurch der linearen Vorschubbewegung des Spannelements eine Drehbewegung des betreffenden Gewindeelements gegenüber dem Spannblock zugeordnet ist.

Bei der Herstellung von Präzisionsschmiedeteilen wie bspw. Turbinenschaufeln ist oftmals eine Nachbearbeitung eines Werkstückes erforderlich. Sofern es sich hierbei um die Bearbeitung des Anschlußteiles handelt, bereitet es Probleme, das Werkstück einzuspannen, ohne hierbei die dem Anschluß dienenden Bereiche zu berühren. Das Werkstück muss solchenfalls in dem Bereich der gekrümmten Schaufel erfaßt werden. Da hierfür standardmäßige Spannvorrichtungen mit ebenen Spannbacken nicht geeignet sind, so sind bereits verschiedene Versuche unternommen worden, hier eine Abhilfe zu schaffen. Einerseits wurde bereits versucht, die Turbinenschaufel in einem niedrig schmelzenden Werkstoff bspw. aus Kunststoff oder Blei, einzubetten, der sodann quaderförmige Abmessungen aufweisen kann, um in eine standardmäßige Spannvorrichtung eingesetzt werden zu können. Dieses Verfahren ist jedoch äußerst zeitaufwendig, da jede nachzubearbeitende Turbinenschaufel zunächst umgossen und umspritzt werden muss, und anschließend muss das betreffende Material wieder weggeschmolzen werden.

Deswegen wurde bereits versucht, bspw. von dem Vorerfinder der aus der DE-OS 41 24 340 bekannten Vorrichtung, eine Spannvorrichtung zu schaffen, bei der solche Turbinenschaufeln direkt, d. h. ohne Umspritzen mittels eines niedrig schmelzenden Werkstoffs, erfaßt und festgehalten werden können. Bei der daraus bekannten, gattungsgemäßen Anordnung werden eine Vielzahl von stabförmigen Elementen von entgegengesetzten Seiten an die betreffende Turbinenschaufel angesetzt und bspw. mittels Hydraulikdruck vorgeschoben. Haben sie ihre endgültige Position erreicht, so wird ein die rückwärtigen Enden dieser stabförmigen Spannelemente umschließender Hohlraum, der mit einer vorübergehend verflüssigten, niedrigschmelzenden Metalllegierung als hydraulische Flüssigkeit gefüllt ist, abgekühlt, so dass diese Flüssigkeit erstarrt und dadurch die einzelnen Spannelemente mit ihren rückwärtigen Enden fest in einem ausgehärteten Metallblock sitzen und sich dadurch nicht mehr bewegen können. Diese Methode der Arretierung hat jedoch den Nachteil, dass - da sie mit thermodynamischen Energietransportmechanismen verbunden ist, vergleichsweise langsam vonstatten geht, so dass bei einer derartigen Vorrichtung nur eine äußerst niedrige Durchsatzrate erzielt werden kann.

Ferner ist es aus der europäischen Patentschrift 0 623 065 bekannt, über mit den Spannstößeln verbundene Kolben einwirkenden Hydraulikdruck eine lineare Verstellung herbeizuführen, wobei die Arretierung eines Spannstößels durch Absperren des Hydraulikzu- oder abflusses zu einem den betreffenden Kolben aufnehmenden Zylinderraum bewirkt wird. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass infolge der extrem hohen Druckkräfte Leckagen in dem abgeschlossenen Hydraulikvolumen auftreten können, und bereits bei einer minimalen Undichtigkeit dieses abgeschlossenen Hydraulikvolumens wird ein geringfügiges Zurückweichen des betreffenden Spannstößels hervorgerufen, wodurch sodann die Spannwirkung verloren geht.

Ähnlich wirkt eine andere Vorrichtung, wo anstelle eines den Zu- oder Abfluß zu einem Druckraum versperrenden Ventils eine den Spannstößel umgreifende Büchse vorgesehen ist, die an der Innenseite einer den Spannstößel umgebenden Führungsausnehmung angeschweißt ist, derart, dass sich an ihrer Außenseite ein ringförmiger, mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllter Hohlraum befindet, der mit einem hohen Druck beaufschlagbar ist, so dass die Büchse minimal nach innen ausgewölbt werden kann und dabei durch Klemmung die Spannkräfte von dem Spannstößel übernimmt. Damit sich die Metallbüchse radial verformen kann, muss sie einen relativ dünnen Mantel von weniger als 1 mm Stärke aufweisen, und daher bereitet es große Schwierigkeiten, die hohen Linearkräfte von bspw. 100 kg sicher abzufangen. Darüber hinaus können aufgrund der dünnen Buchse bereits kleinste, in den Spalt zwischen Spannstößel und Führung gelangende Schmutzpartikel zu einer Beschädigung derselben oder gar zu einem unlösbaren Verklemmen des Spannstößels führen, wodurch die vorbekannte Spannvorrichtung unbrauchbar wird.

Eine derartige Anordnung ist aus der EP 0 899 061 A2 bekannt. Die dort offenbarte Spanneinrichtung umfaßt eine Mehrzahl derartiger, ausfahrbarer Spannstößel. Dort wird allerdings die Vorschubbewegung der Spannstößel nicht über einen Drehantrieb mit Gewindeübersetzung bewirkt, sondern über einen Hydraulikantrieb nach dem Prinzip doppelt wirkender Zylinder.

Außerdem offenbart die US-Patentschrift 2,399,824 eine einstellbare Spannvorrichtung, wobei an zwei einander gegenüberliegend angeordneten Körpern jeweils durchgehende Gewindeausnehmungen angeordnet sind, in welche mit einem entsprechenden Außengewinde versehene Spannstangen eingeschraubt und durch Verdrehen gegen das einzuspannende Werkstück angestellt werden können. Zur Arretierung der Spannstangen in einer gefundenen Position wird auf deren an der Rückseite der Führungskörper überstehende Gewindeenden je eine Kontermutter aufgeschraubt. Diese Anordnung leidet jedoch unter den entscheidenden Nachteilen, dass einerseits durch das Festziehen der Kontermuttern eine undefinierbare Verdrehung der Spannstangen selbst erfolgt, wodurch diese sich in unvorhersehbarer Weise gegenüber dem Werkstück an- oder entspannen, ferner ist hier keine Möglichkeit vorgesehen, um das Eindringen von Schmutzpartikeln in die ineinandergreifenden Gewindebereiche zu vermeiden, so dass diese Anordnung einem starken Verschleiß unterliegt, und schließlich ist infolge des rein mechanischen Aufbaus eine Automatisierung nicht möglich.

Aus dem US-Patent 5,163,793 ist eine Vorrichtung zum Abstützen und Fixieren von zu bearbeitenden Werkstücken bekannt, wobei eine Mehrzahl von Stützsäulen gruppenweise auf mehrere Querträger verteilt angeordnet sind, welche auf Längsführungsschienen verfahrbar angeordnet sind. Jede Stützsäule umfaßt ein rohrförmiges, vertikal verstellbares, von einem eigenen Motor angetriebenes Spannmittel mit einem Saugnapf an seinem oberen Ende zur Fixierung an einem Werkstück. Aufgrund dieser Werkstückfixierung darf sich das vertikal verstellbare Spannmittel bei seiner Hubbewegung nicht drehen. Der Hubantrieb ist deshalb solchermaßen realisiert, dass eine in dem rohrförmigen Spannmittel angeordnete Spindel von einem Motor in Drehbewegung versetzt wird. Gegenüber dieser Spindel ist ein mit dem Spannelement verbundenes Innengewindeelement schraubverstellbar angeordnet; bei einer derartigen Schraubbewegung erfährt dieses Teil rein eine axiale Hubbewegung und teilt diese dem rohrförmigen Spannmittel mit. Der vertikalen Fixierung einer gefundenen Spannposition dient je eine an einem Chassis oder Gehäuse festschraubbare Manschette pro Spannmittel, welche dieses eng umgreift. In einem Hohlraum zwischen Manschette und rohrförmigem Spannmittel befinden sich zwei verschiebbare Ringe, deren Mantel von einer Stirnseite her mit Längsschlitzen versehen ist, um ein Ein- oder Ausfedern der verbleibenden Umfangssegmente zu erlauben. Zur Fixierung des Spannmittels werden diese Ringe auseinandergedrückt, wobei ihre geschlitzten, voneinander entfernten Enden entlang von konischen Führungsflächen nach innen gedrückt werden und dabei das betreffende Spannmittel festklemmen. Um eine Vertikalverstellung des betreffenden Spannmittels ausschließen zu können, müssen diese Arretierungsmittel die gesamte Axialkraft aufnehmen. Diese kann durchaus mehrere hundert Kilogramm betragen, so dass den Arretierungsmitteln extreme Anpreßkräfte abverlangt werden. Dies kann dazu führen, dass sie sich nach einer längerdauernden Klemmphase nicht mehr von selbst, d. h. unter der Wirkung integrierter Federn, in ihre Ausgangsposition zurückbewegen und sodann eine Zerlegung des betreffenden Spannmittels erfordern.

Hier kann auch die Lehre der deutschen Offenlegungsschrift 40 19 936 keine Verbesserung bringen. Hier ist ein einzelnes Spannelement mit einem Saugnapf an seinem oberen Ende beschrieben. Dieses ist mit einer Spindel drehfest verbunden, die in einem Rohr vertikal verschiebbar angeordnet ist. Über eine die Spindel umgreifende, von einem Motor in Drehbewegung versetzte Mutter kann der Spindel eine Vertikalbewegung aufgezwungen werden. Diese Vertikalbewegung resultiert aus einer Schraubverstellung der Spindel und erfordert daher eine Relativverdrehung der Spindel gegenüber der angetriebenen Mutter. Dies wird durch eine als Drehmomenthalter bezeichnete Drehhemmung für die Spindel bewerkstelligt. Diese besteht aus einem seitlichen Fortsatz im Bereich eines Spindelendes, der sich entlang einer an der Innenseite des Führungsrohrs angeordneten Paßfeder bewegt. Bei dieser Anordnung ist überhaupt keine Axialarretierung für die vertikal bewegte Spindel vorgesehen. Diese Aufgabe wird ausschließlich der dem Motor eigenen Drehhemmung überlassen.

Dasselbe gilt für die aus dem US-Patent 4,527,783 vorbekannte Anordnung. Hierbei handelt es sich um eine universelle Anordnung zum Halten von konturierten Teilen. Eine Reihe von Saugnäpfen ist an einem biegsamen Gitter angeordnet, das sich über Teleskopzylinder an einem Chassis abstützt. Die Teleskopzylinder sind über Spindeln längsverstellbar. Eine zusätzliche Arretierungsmöglichkeit existiert nicht.

Aus den beschriebenen Nachteilen des bekannten Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, eine Arretierungsvorrichtung für die Spannelemente einer gattungsgemäßen Spannvorrichtung zu schaffen, welche dieselben unverrückbar festhält, so dass sie auch unter Druck- und/oder Vibrationsbelastung nicht zurückweichen, wobei der Vorgang des Arretierens nach Art eines Schaltvorgangs in einem kurzen Zeitintervall sowie ohne Verstellung oder Veränderung der Anpreßkraft möglichst automatisch durchführbar sein soll, und wobei ein Lösen der Arretierung auch nach einem längeren Spannzeitraum zuverlässig möglich sein soll.

Die Lösung dieses Problems gelingt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Im Gegensatz zu der DE-OS 41 24 340 ist der erfindungsgemäße Arretierungsvorgang nicht mit einem langwierigen Phasenübergang verbunden, der allenfalls durch den Gradienten einer Temperaturdifferenz gesteuert werden kann, sondern erfolgt mittels der Anstellung von reibschlüssig wirkenden Kraftübertragungselementen, und kann somit durch entsprechende Aktuatoren in einem kürzesten Zeitintervall ausgelöst werden. Die Erfindung verwendet hierbei ein selbsthemmendes Gewinde, bspw. ein metrisches Gewinde, welches unter einer reinen Druckbelastung bereits die gesamten Axialkräfte aufzunehmen vermag, so dass die Arretierungsvorrichtung ausschließlich einem vibrationsbedingten Lockern entgegenwirken muss. Hierbei kann eine elastische Ausbildung eines zur Klemmung verwendeten Elementes sich bei Vibrationen mitbewegen, so dass zu keinem Zeitpunkt der Reibschluß zwischen dem Reib- und/oder Klemmelement und dem betreffenden Spannelement gelöst wird. Indem dieses Reib- und/oder Klemmelement gegenüber dem betreffenden Spannelement angestellt wird, ergibt sich eine Schaltfunktion, die von einem äußeren Aktuator ausgelöst werden kann und damit steuerbar ist. Da das Reib- und/oder Klemmelement gegenüber dem Spannelement und/oder dem dieses aufnehmenden Führungskörper nicht verdreht wird, sondern ausschließlich radial und/oder axial verschoben oder verlagert wird, wirkt es bei der Arretierung nicht auf die Drehstellung des Spannelements ein, so dass dessen hierdurch definierte Position und Andrückkraft von dem Arretierungsvorgang nicht beeinflußt wird. Reibelemente können im Gegensatz zu Verzahnungen oder ähnlich wirkenden Formschlußverbindungen in jeder beliebigen Stellung aktiviert werden. Dies ist insofern von großer Bedeutung, als das erfindungsgemäße Spannelement nach Kontaktgabe mit dem festzuspannenden Werkstück kaum noch eine weitere Bewegung vollführen kann, während gerade in dieser Phase die eigentlichen Spannkräfte erzeugt werden. Deswegen ist es erforderlich, dass das Arretierungselement in der einmal erreichten Position ohne weiteres Vor- oder Zurückbewegen sicher und fest eingreifen kann. Eine Elastizität sorgt einerseits dafür, dass bei der Ausbildung eines Reibschlusses stets eine maximale Normalkraft und demzufolge auch eine sehr hohe Reibkraft erzielt werden kann, und zwar unabhängig von Bauteiletoleranzen, Erschütterungen etc. Indem der Bewegungsaktuator eine Drehbewegung hervorruft, läßt sich bei der Umsetzung dieser Drehbewegung in eine Linearbewegung mit wenig Aufwand eine starke Kraftübersetzung realisieren, so dass ein Werkstück mit hohem Anpreßdruck fixiert werden kann. Die erfindungsgemäße Anordnung setzt voraus, dass sämtliche Spannelemente unabhängig voneinander angetrieben sind, damit sie unterschiedlich weit ausgefahren werden und dadurch stets alle an das Werkstück angesetzt werden können. Aus diesem Grund ist eine Vielzahl von Bewegungsaktuatoren erforderlich, und es ist daher wünschenswert, dieselben möglichst klein und preiswert auszuführen. Dies gelingt dadurch, dass sie für ein reduziertes Drehmoment bzw. eine niedrige Leistung ausgelegt sind, und ihr Antriebsmoment durch ein entsprechendes Getriebe verstärkt wird. Zur Umsetzung der Dreh- in eine Linearbewegung wird ein rotatorisch angetriebenes Element in der Antriebskette des betreffenden Spannelements mit einem Gewinde versehen. Die Funktion des Gewindes liegt darin, dass eine rein rotatorische Antriebskraft in eine überlagerte Linearverschiebung umgesetzt werden kann, wobei durch die Gewindesteigung ein die Spannkraft erhöhender und darüber hinaus selbsthemmender Effekt erzielt werden kann.

Es hat sich als günstig erwiesen, dass das stabförmige Spannelement mit dem Bewegungsaktuator über ein dessen Antriebsbewegung in eine Drehbewegung des Spannelements umsetzendes, mechanisches Getriebe gekoppelt ist. Ein derartiges, mechanisches Getriebe erlaubt neben einer Anpassung evtl. unterschiedlicher Bewegungsrichtungen auch eine starke Übersetzung der Betätigungskraft, so dass insbesondere auch leistungsschwächere Aktuatoren mit einem geringen Bauvolumen einsetzbar sind, wodurch sich eine äußerst kompakte Anordnung ergibt, die in der Praxis handhabungstechnische Vorteile bietet.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Arretierungsmittel zwischen dem Körper des Spannblocks einerseits und dem verdrehbaren Gewindeelement und/oder einem Element in der Antriebskette des verdrehbaren Gewindeelements andererseits geschalten ist. Während bei einem direkten Kontakt des Arretierungsmittels mit dem verdrehbaren Gewindeelement eine auch nur geringfügige Verdrehung desselben ausgeschlossen werden kann, muss bei einem Einwirken des Arretierungsmittels auf ein Kraftübertragungsglied der Antriebskette eine möglichst spielfreie Verbindung desselben zu dem verdrehbaren Gewindeelement vorgesehen werden, andererseits ist solchenfalls die Möglichkeit eröffnet, dass auch die Arretierungskraft durch ein kraftübersetzendes Getriebe in eine erhöhte Festhaltekraft des Spannelements umgesetzt werden kann.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass das Arretierungsmittel in einem Hohlraum zwischen dem verdrehbaren Gewindeelement oder einem sonstigen Element in der Antriebskette des betreffenden Gewindeelements einerseits und der dieses führenden Ausnehmung andererseits angeordnet ist. In einem derartigen Hohlraum ist das Arretierungsmittel vor äußeren Einwirkungen, insbesondere Verschmutzungen od. dgl., weitgehend geschützt, so dass eine hohe Lebensdauer sichergestellt ist.

Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden, dass das Reib- und/oder Klemmelement gegenüber dem Spannblock unverdrehbar festgelegt ist, bspw. durch Reib- oder Formschluß. Denkbar wäre hierbei eine zangenartige Anordnung, welche einerseits verdrehfest in dem Spannblock festgelegt ist und andererseits das verdrehbare Gewindeelement vorzugsweise aus diametral gegenüberliegenden Richtungen umgibt und zwecks Arretierung desselben in radialer Richtung verstellbar ist. Dies kann bspw. durch eine keilförmige Außenseite der Zangenenden erreicht werden, gegen welche ein entsprechend abgeschrägtes Ringelement in axialer Richtung vorgeschoben wird und dadurch die Zangenbacken nach innen drückt. Bei einer Reihe von erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist der Linearbewegung des Spannelements eine Rotationsbewegung um deren Längsachse überlagert, welche durch den Rotationsantrieb hervorgerufen wird, und durch das Gewinde in die eigentlich wichtige, lineare Anstellbewegung umgesetzt wird. Da solchenfalls eine lineare Verschiebung des Spannelements ohne Rotation desselben nicht möglich ist, kann dieses auch dadurch blockiert werden, dass eine Verdrehung ausgeschlossen wird. Infolge des üblicherweise relativ niedrigen Gewindesteigungswinkels kann dabei gleichzeitig eine zusätzliche, krafterhöhende Übersetzung der Arretierungskraft erreicht werden. Um das Spannelement oder ein diesem vorgeschaltetes Getriebeelement gegen Verdrehung festzulegen, muss das Reibelement selbst die entsprechenden Drehmomente aufnehmen und an den Spannblock übertragen. Die verdrehfeste Fixierung des Reib- und/oder Klemmelements gegenüber dem Spannblock und/oder dem verdrehbaren Gewindeelement kann auf unterschiedlichem Wege realisiert werden, bspw. wiederum durch einen vorzugsweise schaltbaren Reibschluß, aber gegenüber einem Teil ggf. auch durch einen (zusätzlichen) Formschluß, bspw. durch eine Verzahnung an der dem Gewindeelement abgewandten Seite des Reibelements.

Bevorzugt weist das Reib- und/oder Klemmelement eine ringförmige Gestalt auf. Solchenfalls kann das Reib- und/oder Klemmelement das Spannelement umgeben, wodurch sich eine allseits radial gerichtete Normalkraft zwischen den betreffenden Elementen erzielen lässt, welche einen Reibschluß zuläßt. Andererseits kann das Reib- und/oder Klemmelement auch bspw. eine ringscheibenförmige Gestalt aufweisen und gegen eine Stirnseite eines Elements der Antriebskette gepreßt werden, so dass sich die Normalkräfte in axialer Richtung erstrecken und wiederum einen Reibschluß zulassen.

Es hat sich bewährt, dass das Reib- und/oder Klemmelement radial verschiebbar ist. Das Reib- oder Klemmelement muss eine Schaltfunktion zulassen, d. h., es muss in einer ersten Position eine möglichst reibungsfreie Bewegung des verdrehbare Gewindeelements zulassen, während die Arretierungsphase dadurch gekennzeichnet ist, dass eine möglichst unüberwindliche Festhaltekraft auf das verdrehbare Gewindeelement einwirkt. Eine derartige Schaltfunktion kann einerseits dadurch realisiert werden, dass das Klemmelement verformbar ist, so dass es in sehr unterschiedliche Formen verbringbar ist. Ein ähnliches Ergebnis kann bei einer anderen Ausführungsform auch durch eine radiale Verschiebbarkeit erreicht werden, insbesondere wenn das Reibelement keine ringförmige, sondern bspw. wie oben beschrieben eine zangenförmige Gestalt aufweist oder in mehrere Abschnitte unterteilt ist, welche getrennt voneinander bewegt werden können.

Eine besonders einfache Anordnung wird dadurch erreicht, dass der radiale Abstand des Reib- und/oder Klemmelements von dem verdrehbaren Gewindeelement oder dem sonstigen Element in der Antriebskette des betreffenden Gewindeelements durch axiales Zusammenpressen veränderbar ist. Da das Reib- und/oder Klemmelement vorzugsweise verformbar und insbesondere auch elastisch ausgebildet ist, bspw. in Form eines Gummiringes, so kann eine Veränderung seines Innenradius durch Zusammenpressen erreicht werden. Zwar wäre hier auch ein radiales Zusammenpressen mittels eines Innenkonus denkbar, der in axialer Richtung verschoben wird und auf den Außenumfang des Gummirings einwirkt, einfacher lässt sich die Veränderung des Innenradius jedoch durch axiales Zusammenpressen des Ringes erreichen, da dieser hierbei gezwungen ist, sich etwa gleichermaßen nach innen und nach außen zu verbreitern. Er kann dabei nicht nur an dem verdrehbaren Gewindeelement, sondern gleichzeitig auch an einem etwa zylindrischen Innenmantel des Spannblocks angepreßt werden und erfährt dabei einen sämtliche Drehmomente in letzteren ableitenden Rückschluß, so dass eine Verzahnung des Gummiringes nicht erforderlich ist. Vorzugsweise erhält das Klemmelement jedoch einen kräftemäßigen Rückschluß gegenüber dem Spannblock an einer mit diesem drehfest verbundenen, an einer Stirnseite des vorzugsweise ringförmigen Klemmelements anliegenden Platte und muss deshalb in axialer Richtung gegen dieselbe gepreßt werden. Dies kann gleichzeitig mit dem axialen Zusammenpressen des Klemmelements erfolgen, indem ein ringförmiger Kolben das Klemmelement in axialer Richtung gegen die feststehende Platte drückt. Damit sich der Ring jeweils gleichzeitig überwiegend nach innen verformt und dadurch einen zuverlässigen Reibschluß mit dem verdrehbaren Gewindeelement ausbildet, kann an dem ringförmigen Kolben und/oder an der feststehenden Platte eine innenzylindrische oder konusförmige Fläche vorgesehen sein, welche dem Klemmelement während der Arretierungsphase keine Möglichkeit zu einer radialen Vergrößerung oder Verlagerung nach außen lässt.

Diese Konstruktion wird ergänzt durch Mittel zum axialen Zusammenpressen des Reib- und/oder Klemmelements. Indem diese Mittel aktiv verstellt werden, bspw. durch Fluiddruck wie Hydraulik- oder Pneumatikdruck oder mittels eines eigenen Aktuators, so kann die zum Umschalten erforderliche Energie zugeführt werden. Hierbei kann die Wirkungsweise des Aktuators auch invertiert sein, d. h. durch Zuführung von Energie wird das Klemmelement entlastet und kann sich entspannen, während es beim Abschalten des betreffenden Aktuators bspw. durch Federkräfte in eine das Reibelement komprimierende Position gezogen wird und dadurch die Arretierung auslöst.

Diese Funktion kann dadurch realisiert werden, dass das Mittel zum axialen Zusammenpressen des Reib- und/oder Klemmelements zwei vorzugsweise platten- und/oder ringförmige, in axialer Richtung gegeneinander versetzte Elemente mit zueinander etwa parallelen Anlageflächen für das dazwischengelegte Reib- und/oder Klemmelement umfaßt. Indem die Aktivierungsmittel des Arretierungselements über den gesamten Umfang verteilt gleichförmig auf das Reibelement einwirken, kann durch eine gleichmäßige Verformung desselben dessen gesamter Ringumfang als Reibfläche gegenüber dem verdrehbaren Gewindeelement und einer vorzugsweise plattenförmigen Gegenhaltefläche des Spannblocks verwendet werden, so dass sich eine maximale Arretierungskraft ergibt.

Indem wenigstens eines der ringförmigen Elemente zum Zusammenpressen des Reib- und/oder Klemmelements in axialer Richtung gegenüber dem anderen Element beweglich ist, läßt sich durch einen angekoppelten, in axialer Richtung wirkenden Aktuator eine idealerweise allseitig radial gerichtete Klemmkraft hervorrufen. Hierbei kann die zum Zusammenpressen erforderliche Bewegung auf eines der beiden ringförmigen Elemente beschränkt und das andere mit dem Spannblock verbunden oder integriert werden. Es ergibt sich eine sehr einfache Anordnung.

Um die Arretierungseinrichtung schalten zu können, kann sich an der seiner Anlagefläche gegenüberliegenden Stirnseite des beweglichen, ringförmigen Preßelements ein Hohlraum zur Aufnahme eines Fluids, bspw. Hydrauliköl, befinden, so dass durch Beaufschlagung des beweglichen Preßelements mit Überdruck eine axiale Preßkraft auf das Klemmelement ausgeübt wird. Diese Konstruktion bietet den Vorteil, dass durch Einstellung des Hydraulikdrucks der auf das Reibelement ausgeübte Axialdruck direkt vorgegeben werden kann, woraus sich eine definierte Normalkraft gegenüber dem Spannelement und schließlich eine entsprechende Reibkraft ergibt.

Zur Stabilisierung eines Reibschlußes sollte im Bereich der Mantelfläche(n) des Spannelements, insbesondere an dessen Austritt, wenigstens ein rundumlaufendes Abdichtelement vorgesehen sein. Da ein Schmiermittel oder eine sonstige Flüssigkeit bei Benetzen des Reibelements, bspw. Gummiringes, eine reibungsvermindernde Wirkung ausüben könnte, sollte letzteres durch entsprechende Abdichtelemente geschützt werden.

Zum Lösen des Reib- und/oder Klemmelements nach Abschalten der Arretierungseinrichtung dient (-en) ein oder mehrere, zwischen den relativ zueinander beweglichen Preßelementen angeordnete, in axialer Richtung wirkende Druckfeder(n). Indem von diesen Druckfedern eine Rückstellkraft erzeugt wird, kann eine einseitig wirkende Antriebseinrichtung verwendet werden, insbesondere ein einseitig mit Druck beaufschlagbarer Ringkolben.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung befindet sich das Arretierungsmittel in dem Bereich des einem festzuspannenden Werkstück zugewandten Endes einer Ausnehmung in dem Spannblock. Hierbei wirkt das Reibmittel direkt auf das Spannelement ein, so dass sich eine besonders harte, d. h. spielfreie Arretierung ergibt.

Eine hierzu alternative Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Arretierungsmittel in dem Bereich des mechanischen Getriebemittels angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform kann das Arretierungsmittel etwa am Fuße der das Spannelement aufnehmenden Ausnehmung angeordnet werden, wo es bspw. von der dem Werkstück abgewandten Seite des Spannblocks aus zugänglich angeordnet werden kann.

Andererseits kann das Reibelement auch an der rückwärtigen Stirnseite eines in axialer Richtung unbeweglichen, jedoch verdrehbaren Getriebeelements in der Antriebskette des betreffenden Spannelements angreifen und durch eine Hemmung der Drehbewegung eine Arretierung des Spannelements herbeiführen; hierzu muß das Reibelement gegenüber dem sonstigen Getriebeelement axial verschiebbar sein.

Eine besonders praktische Ausgestaltung erfährt die Erfindung dadurch, dass der axiale Abstand des Reibelements von dem sonstigen Element in der Antriebskette des betreffenden Spannelements durch einen Linearaktuator verwendbar ist. In diesem Fall ist es möglich, als Reibelement ein in sich starres, d. h. nicht verformbares Element zu verwenden, welches direkt an dem beweglichen Teil des Linearaktuators befestigt oder sonstwie angekoppelt sein oder von diesem angezogen werden kann.

Vorzugsweise ist der Linearaktuator durch einen Elektromagnet gebildet. Ein Elektromagnet hat den Vorteil einer Ansteuerung mit geringstem Aufwand, da nicht wie bei Hydraulikelementen aufwendige, mechanische Konstruktionen erforderlich sind. Auch kann durch eine Umkehr der Stromrichtung das Lösen des Reibelements aktiv herbeigeführt werden, so dass zusätzliche Rückholfedern od. dgl. entbehrlich sind.

Es hat sich bewährt, wenn das unverdrehbare Gewindeelement an der Innenseite der Ausnehmung in dem Spannblock oder an einer Mantelseite des stabförmigen Spannelements angeordnet ist. Die Erzeugung einer Linearbewegung durch ein Gewinde ist ausschließlich dann möglich, wenn dieses mit einem unverdrehbaren Gewindeelement kämmt. Sofern dieses Gegengewinde direkt in dem Spannblock eingebaut oder eingearbeitet ist, so kann sich das Spannelement mittels seines Gewindes direkt in axialer Richtung an dem Spannblock abstützen, so dass die weiteren Antriebselemente frei von Axialkräften sind und nur noch das für den Antrieb erforderliche Drehmoment erzeugen müssen. Andererseits kann - insbesondere, wenn es sich bei dem mit verdrehbaren Gewinde versehenen Element nicht um das Spannelement selbst handelt - letzteres dazu verwendet werden, um das unverdrehbare Gewinde aufzunehmen. Solchenfalls stützt sich das Spannelement in axialer Richtung nicht an dem Spannblock, sondern an dem mit Gewinde versehenen Getriebeelement ab, so dass hierbei eine Axiallagerung des letzteren nahezu unumgänglich ist. Auch muss solchenfalls sichergestellt sein, dass sich das Spannelement selbst nicht verdrehen kann, da ansonsten keine Relativverdrehung zwischen den Gewindeelementen entstehen könnte.

Zur Automatisierung der Arretierung kann ein Sensor für einen Anstieg des Hydraulikdrucks oder der Stromaufnahme eines Bewegungsaktuators verwendet werden, dessen Ausgangssignal einem Auswertebaustein zugeführt wird, der davon eine Ansteuersignal für die Arretierungseinrichtung ableitet. Zwar kann durch Verwendung selbsthemmender Getriebe, Gewinde oder Antriebe auch in begrenztem Umfang ein selbsttätiges Zurückbewegen des Spannelements bei Abschalten des Bewegungsaktuators erschwert werden; um sicherzustellen, dass das Werkstück wirklich festgespannt bleibt, sollte jedoch vor Abschalten des Bewegungsaktuators zunächst die Arretierungseinrichtung aktiviert werden. Sodann kann der Antriebsmotor stillgesetzt werden. Bei hydraulisch miteinander gekoppelten Hydraulikaktuatoren ist eine Überlastung einzelner Antriebe nicht zu befürchten, da in dem festgespannten Zustand das Drehmoment des Aktuators überschritten ist und dieser stehenbleibt. Bei einem elektrischen Antrieb kann durch eine Strombegrenzung sichergestellt werden, dass sich der durch das Anliegen des Spannelements an dem Werkstück festgebremste Antriebsmotor nicht überhitzt. Dadurch ist es im Rahmen der Steuerung möglich, vor Auslösung einer Arretierung den Spannzustand aller Spannelemente abzuwarten. So ist es möglich, sämtliche Arretierungsmechanismen bspw. an denselben Hydraulikkreislauf anzuschließen und gemeinsam zu betätigen, so dass sich eine sehr einfache Anordnung ergibt. Der Spannzustand kann insbesondere durch Sensierung der Stromaufnahme eines elektrischen Bewegungsaktuators und aus einem starken Anstieg desselben erkannt werden.

Die Funktionalität der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich weiterhin dadurch steigern, dass das Spannelement eine in axialer Richtung durchgehende Ausnehmung aufweist, die sich ggf. in einer damit fluchtenden Antriebswelle fortsetzt und somit einen Luftkanal bildet, durch den mittels an seinem rückwärtigen Ende angeschlossener Über- oder Unterdruckquellen an dem freien Ende des Spannelements ein Über- oder Unterdruck erzeugt werden kann. Da sich die freien Enden der Spannelemente bei festgespanntem Werkstück stets an dessen Oberfläche befinden, kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme auf die Atmosphäre im Bereich der Werkstückoberfläche eingewirkt werden, bspw. durch Ausblasen eines inerten Gases, um Oxidation des Werkstücks zu vermeiden, durch Ausströmen heißer oder kalter Gase zum Erwärmen oder Kühlen der Werkstückoberfläche, etc.

Unter weiterer Ausprägung dieses Erfindungsgedankens wird an dem freien Ende des Spannelements ein Saugnapf angeordnet und an dem rückwärtigen Ende des Luftkanals eine Unterdruckquelle, bspw. eine Vakuumpumpe, so dass ein Werkstück an einem solchermaßen ausgerüsteten Spannblock einseitig festgesaugt und dadurch gehalten werden kann. Der große Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass durch einen minimalen Zusatzaufwand eine Halbierung der Anzahl der erforderlichen Spannblöcke erreicht werden kann, und dass außerdem die dem Unterdruck-Spannblock gegenüberliegende Werkstückfläche bearbeitet werden kann, bspw. durch Lackieren od. dgl. Ferner kann diese Anordnung dazu verwendet werden, um ein Werkstück in festgesaugtem Zustand mitsamt der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung zu transportieren.

Sofern hierbei der Saugnapf über ein Gelenk, insbesondere ein Kugelgelenk, mit dem betreffenden Spannelement verbunden ist, kann er sich stets vollflächig an die Oberfläche des Werkstücks anlegen. Diese Maßnahme erlaubt die Verwendung des Saugnapfprinzips auch bei Werkstücken mit stark gewölbter Oberfläche.

Andererseits kann der Luftkanal in dem Spannelement auch zur Erzeugung eines Luftpolsters um das Werkstück verwendet werden, indem an dem freien Ende des Spannelements eine Düse angeordnet wird und an dem rückwärtigen Ende des Luftkanals eine Überdruckquelle, bspw. ein Kompressor. Das Auspressen von Luft unter hohem Druck durch in axialer Richtung verlaufende Düsen an den freien Enden der Spannelemente hat die Wirkung eines Luftpolsters, auf welchem das Werkstück reibungslos hin und her bewegt werden kann, um dieses exakt zu justieren. Es ist daher möglich, auch schwere Gegenstände mit dem erfindungsgemäßen Spannsystem in exakt justierbarer Position festzuspannen, um sodann mittels stets gleichbleibender Bearbeitungsschritte eine hohe Präzision des Werkstücks erreichen zu können. Ferner erlaubt diese Anordnung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Spannblockes zur Verformung von plastischen Massen, bspw. schmelzflüssigen Glasscheiben, die auf einer Vielzahl von in vorgegebene Positionen ausgefahrenen Spannelementen bzw. auf einem durch die dort angeordneten Düsen erzeugten Luftpolster aufliegen. Solchenfalls sind einerseits Beschädigungen durch die Spannelement ausgeschlossen, andererseits kann durch Ausströmen von kalter Luft durch die Düsen eine Abkühlung der thermoplastischen Substanz unterhalb der Plastifizierungstemperatur erreicht werden, so dass sie in der einmal angenommen Form erstarrt.

Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden, dass die dem Werkstück zugewandte Seite eines Spannblocks dessen Oberflächengestalt grob angepaßt ist. Dieses Merkmal bietet den Vorteil, dass die einzelnen Spannelemente jeweils nur wenig gegenüber ihrer eingefahrenen Ruheposition herausgeschoben werden müssen, so dass von dem Werkstück auf die Spannelemente eingeleitete Scherkräfte nicht zu einer übermäßigen Biegebeanspruchung der Spannelemente führen. Ferner kann in Bereichen mit stark gebogener Oberfläche die Längsachse der betreffenden Spannelemente etwa lotrecht zu dem dortigen Verlauf der Oberfläche des zu ergreifenden Werkstücks ausgerichtet werden, wodurch die Bildung von Biegekräften durch den Spannvorgang selbst ebenfalls weitgehend vermieden werden kann.

Eine sehr leistungsfähige Anordnung ergibt sich durch Verwendung zweier Spannblöcke, welche es erlauben, das Werkstück von zwei Seiten zu ergreifen. Hierbei handelt es sich um die Standardanordnung, wobei ein Werkstück zwischen zwei erfindungsgemäßen Spannblöcken gehalten wird. Um insbesondere auch weiche Werkstücke wie bspw. Bleche einspannen zu können, können die einzelnen Spannelemente der beiden Spannblöcke jeweils miteinander fluchtende Achsen aufweisen, so dass die einzelnen Bereiche des festzuspannenden Werkstücks ausschließlich Druckkräften, jedoch keinerlei Biegekräften ausgesetzt sind.

Eine äußerst gleichmäßige Verteilung des Anpreßdrucks auf die verschiedenen Spannelemente läßt sich dadurch erreichen, dass die Spannelemente eines Spannblocks mit Arretierungsmitteln ausgerüstet sind, während die Spannelemente des anderen Spannblocks hydraulisch angestellt und an das Werkstück angepreßt werden. Bei dieser Anordnung dient der mit erfindungsgemäßen Arretierungsmitteln ausgerüstete Spannblock zur Abstützung des Werkstücks entsprechend dessen ursprünglicher Form, während dem anderen Spannblock die Aufgabe zufällt, das Werkstück mit maximaler Kraft an den erfindungsgemäßen Spannblock zu pressen, um dadurch jegliche Verschiebung des Werkstückes auszuschließen. Durch den hydraulisch betriebenen Spannblock ohne Arretierungsmittel ist ausgeschlossen, dass sich bspw. bei Vibrationen das Werkstück lockern könnte, worunter die Festlegekraft leiden könnte. Die hydraulisch vorgeschobenen Spannelemente des Gegenhalteblocks haben nährungsweise die Wirkung einer Feder, welche sich selbsttätig nachstellen und damit stets eine optimale Spannkraft sicherstellen. Eine ähnliche Wirkung können auch in axialer Richtung abgefederte Köpfe der Spannelemente bewirken, da dieselben selbst bei starken Vibrationen einen innigen Kontakt zu der Werkstückoberfläche sicherstellen.

Zur Verbesserung der Handhabung eines festzuspannenden Werkstücks können die beiden Spannblöcke relativ zueinander beweglich sein; sie können solchermaßen voneinander entfernt werden, um das Einlegen eines Werkstücks zu erleichtern. Insbesondere bei stark gewölbten Werkstücken kann es - wie oben bereits ausgeführt - vorteilhaft sein, die diesem Werkstück zugewandten Oberflächenbereiche zweier, einander gegenüberliegend angeordneter Spannblöcke ebenfalls gewölbt auszubilden. Solchenfalls kann das Einlegen des Werkstücks in einen vergleichsweise schmalen, aber stark gewölbten Spalt zwischen den beiden Spannblöcken mit Schwierigkeiten verbunden sein. Diese Schwierigkeiten werden durch die erfindungsgemäße Weiterbildung umgangen, wonach der Abstand zwischen den beiden Spannblöcken zum Einlegen und Entfernen eines Werkstücks vergrößert wird, bspw. durch Auseinanderschwenken um eine Verbindungsachse, oder durch lineares Auseinanderfahren der beiden Spannblöcke, welche zu diesem Zweck auf einer Linearführungseinrichtung angeordnet sein können.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass die beiden Spannblöcke um eine gemeinsame Achse rotierbar sind, um das Einlegen eines Werkstücks zu erleichtern. Durch eine derartige, vorzugsweise durch einen rotorischen Antrieb unterstützte Rotation der Spannanordnung kann die Ausrichtung des Spaltes zum Einlegen eines Werkstückes einer Zuführeinrichtung angepaßt werden, während die Ausrichtung des Werkstückes zur Bearbeitung verändert werden kann, um einen möglichst optimalen Zugang für eine Bearbeitungsmaschine zu schaffen. Bei einer anderen Ausführungsform kann eine rotierende Spannvorrichtung dazu verwendet werden, um das Werkstück zur Bearbeitung in eine ggf. schnelle Rotationsbewegung zu versetzen. Hierbei ist zu denken an Lunetten, wie sie zur Abstützung von Werkstücken auf Drehbänken Verwendung finden.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Spannvorrichtung mit zwei gegeneinander gerichteten, erfindungsgemäßen Spannblöcken in Vorder- und Seitenansicht sowie Draufsicht;

Fig. 2 eine Spannvorrichtung mit einem feststehenden Spannbacken und einem erfindungsgemäßen Spannblock in Vorder- und Seitenansicht;

Fig. 3 der Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellungen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 und 5 jeweils einen Längs- und einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannelement mit einem ersten Antriebsprinzip;

Fig. 6 und 7 jeweils einen Längs- und einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannelement mit einem weiteren Antriebsprinzip;

Fig. 8 und 9 Details der Anordnung gemäß Fig. 6 und 7, welche Maßnahmen zur Abfederung des Spannelements erkennen lassen;

Fig. 10 ein den Fig. 6 und 7 entsprechendes Spannelement mit einem abgewandelten Arretierungsmittel;

Fig. 11 ein den Fig. 6 und 7 entsprechendes Spannelement mit einem endseitigen Saugnapf zum Festsaugen eines Werkstücks, sowie

Fig. 12 ein den Fig. 6 und 7 entsprechendes Spannelement mit einer endseitigen Düse.

Die Anordnung nach Fig. 1 dient zum Festspannen eines Werkstücks 7 mit unebener Oberfläche, bspw. einer Turbinenschaufel in ihrem gewölbten Bereich, so dass die zu bearbeitenden Flächen frei sind und nachbearbeitet werden können. Zu diesem Zweck umfaßt die Anordnung gemäß Fig. 1 zwei aus je einem massiven Block gebildete Teile 3, welche durch ein jochartiges Verbindungsteil 6 in einem vorgegebenen Abstand getragen bzw. gehalten werden. In den aufeinander zu weisenden Seiten der Blöcke 3 sind Vertiefungen eingearbeitet, in denen je eine Spanneinrichtung 1 eingesetzt ist, welche je ein stangen- oder rohrförmiges Spannelement 2 aufweist, das etwa lotrecht zu der dem Werkstück 7 zugewandten Oberfläche des betreffenden Blocks 3 ausfahrbar ist, bis es an das zwischen den Blöcken 3 plazierte Werkstück 7 anstößt. Durch einen als Motor ausgebildeten Bewegungsaktuator 4 werden die Spannelemente 2 dabei mit einstellbarer Kraft gegen das Werkstück 7 gepreßt, so dass dieses unverrückbar festgelegt wird. Schließlich wird eine Arretierungsvorrichtung 5 betätigt, welche das betreffende Spannelement 2 in dieser Position festhält, so dass der Bewegungsaktuator 4 abgeschalten werden kann und das Werkstück 7 in seiner einmal festgelegten Position verharrt, wo es sodann unter äußerer Krafteinwirkung nachbearbeitet werden kann.

Das Grundprinzip der Spanneinrichtung 1 ist in Fig. 6 deutlicher wiedergegeben. Man erkennt, dass das bei dieser Ausführungsform mit dem Bezugszeichen 9 versehene Spannelement eine rohrförmige Gestalt aufweist mit einem kuppenförmig verschlossenen, freien Stirnende und einem innenliegenden, offenen Ende. Im Bereich des offenen Endes befindet sich ein Innengewinde, welches mit einem Außengewinde einer in den Hohlraum des Spannrohres 9 eingreifenden Gewindestange 20 kämmt. Indem diese Gewindestange 20 von einem als Motor ausgebildeten Bewegungsaktuator 4 in Rotationsbewegung versetzt wird, schraubt sich das Innengewinde des Spannrohres 9 an dieser Gewindestange 20 entlang, so dass die Drehbewegung des Gewindeelements 20 in eine axiale Verschiebebewegung des Spannrohrs 9 umgesetzt wird, sofern dieses sich gegenüber dem die Spannkräfte aufnehmenden Körper 34 nicht verdrehen kann. Um dies sicherzustellen, ist an der Außenseite des Spannelements 9 ein bolzenartiger Fortsatz 19 oder eine Paßfeder angeordnet, welche an einer Seite desselben vorzugsweise im Bereich des rückwärtigen Endes des Spannelements 9 radial nach außen ragt. Dieser Fortsatz greift in eine komplementär geformte, achsparallele Längsnut 17 in der Innenseite der Führungsausnehmung für das Spannelement 9 ein und stellt dadurch sicher, dass dieses anstelle einer Verdrehbewegung eine reine Axialverschiebebewegung ausführt. Da somit der Verdrehwinkel des Spannelements 9 und der Gewindestange 20 proportional zu der Axialverschiebung des Spannelements 9 ist, kann dieses mittels einer Arretiervorrichtung 5 stillgesetzt werden, welche eine weitere Verdrehung des Gewindeelements 20 hemmt. Die Arretierungsvorrichtung 5 ist bei dieser Ausführungsform im rückwärtigen Bereich der Gewindestange 20 angeordnet und kann durch Anlage an einen ohne Gewinde ausgebildeten Oberflächenbereich der Gewindestange 20 einen Reibschluß zu letzterer herbeiführen.

Damit sich das Spannelement 9 bei seiner Axialbewegung nicht innerhalb der Führungsausnehmung des die Spannkräfte aufnehmenden Teils 34 verkanten kann, sind in dem vorderen Bereich der Führungsausnehmung an deren Innenseite sowie auch im rückwärtigen Bereich des Spannelements 9 an dessen Außenseite jeweils ringförmige Radialführungen 16 vorgesehen. Damit schließlich in den Spalt zwischen Spannelement 9 und Führungsausnehmung bzw. Radialführung 16 kein Staub eindringen kann, ist an der Oberkante der Führungsausnehmung, nämlich in deren Mündungsbereich in der dem Werkstück 7 zugewandten Oberfläche, ein ringförmiger Schmutzabstreifer 10 vorgesehen, der bspw. aus einem Gummiring gebildet sein kann, welcher in eine rundumlaufende, nutförmige Vertiefung in der Führungsausnehmung eingelegt sein kann.

Wie man Fig. 6 weiterhin entnehmen kann, ist der Bewegungsaktuator 4 sowie eine die Arretierungseinrichtung 5 tragende Stützvorrichtung 25 in einer zu der Rückseite des die Spannkräfte aufnehmenden Teils 34 offenen, querschnittlich verbreiterten Ausnehmung eingesetzt, so dass diese Teile von der Rückseite des Spannblocks 3 her zugänglich sind, sofern eine diese Ausnehmungen verschiebende Platte abgenommen ist.

In Fig. 7 sind weitere Einzelheiten der Spanneinrichtung 1 zu erkennen. Insbesondere ist zu sehen, dass der Antrieb der Gewindestange 20 über ein im Bereich von deren rückwärtigen Ende unverdrehbar angeordnetes Zahnrad 28 erfolgt, über welches ein Zahnriemen 29 geschlungen ist. Dieser wird von einem auf der Motorwelle 33 des als Elektromotor ausgebildeten Bewegungsaktuators 4 befestigten Zahnrad 28 angetrieben, so dass die Drehbewegung des Antriebsmotors nahezu schlupffrei auf die Gewindestange 20 übertragen wird. Der Antriebsmotor kann in eine zylindrische Ausnehmung des die Spannkräfte aufnehmenden Körpers 34 eingesetzt sein, so dass sich eine Anordnung mit minimaler Bauhöhe ergibt, die vor allem durch die Länge der Gewindestange 20 bedingt ist.

Bei der Ausführungsform des Spannelements 9 gemäß den Fig. 6 und 7 wird die in axialer Richtung auf das Spannelement 9 einwirkende Spannkraft von dessen rückwärtigem Innengewinde auf die Gewindestange 20 übertragen und muss von dieser in das Teil 34 eingeleitet werden. Zu diesem Zweck ist die Gewindestange 20 über ein Axiallager 38 auf einer von der Gewindestange 20 lotrecht durchsetzten Platte 22 abgestützt, welche wiederum über Abstandsbolzen 23 innerhalb der Ausnehmung des Spannblockes 34 an diesem festgeschraubt ist. Wie Fig. 8 zu entnehmen ist, kann zwischen dem Axiallager 38 und der Platte 22 eine Tellerfeder 37 eingelegt sein, so dass die Gewindestange 20 geringfügig in axialer Richtung ausweichen kann, wenn das Spannelement 9 an dem Werkstück 7 zur Anlage gelangt und durch verzögertes Abschalten des Antriebsmotors noch ein geringes Maß weiter angestellt wird. Dadurch ist es möglich, dass bei starken Vibrationen des Werkstückes die gespannte Tellerfeder 37 das Spannelement 9 in axialer Richtung selbsttätig nachspannen kann, so dass sich das Werkstück nicht lockern kann.

Eine weitere Maßnahme, um einem Lockern des Werkstücks 7 entgegenzuwirken, ist in Fig. 9 dargestellt: Man kann erkennen, dass der kalottenförmig gewölbte, stirnseitige Abschluß des freien Spannelementendes 9 durch ein in axialer Richtung verschiebbares Teil 39 gebildet wird, das in einer stirnseitigen Ausnehmung des Spannelements 9 eingesetzt ist. Indem auch hier eine Tellerfeder 37 untergeschichtet ist, kann dieses periphere Abschlußteil 39 geringfügig gegenüber dem Spannelement 9 nachgeben. Durch die Tellerfeder 37 wird erreicht, dass beim Kontakt des Spannelements 9, 39 mit dem Werkstück 7 die Betätigungskraft nicht abrupt, sondern entsprechend der Federkonstanten allmählich ansteigt. Die eingefederte Tellerfeder 37 ist dadurch in die Lage versetzt, das periphere Abschlußteil 39 des Spannelements 9 stets nach außen gegen die Oberfläche des Werkstücks zu pressen, selbst wenn dieses vibrationsbedingt nachgibt.

Um den Motor innerhalb der Ausnehmung des die Spannkräfte aufnehmenden Teils 3, 34 zu fixieren, kann zwischen eine das Axiallager 38 abstützende Platte 22 tragenden Abstandsbolzen 23 einerseits und den betreffenden Befestigungsbohrungen in der Innenseite des Spannblocks 3 andererseits eine weitere Platte 24 zwischengelegt sein, an welcher das Gehäuse des Antriebsmotors festgeschraubt ist.

Die den Bewegungsaktuator 4 tragende Platte 24 bildet gleichzeitig einen Teil der Arretierungsvorrichtung 5, welche die Gewindestange 20 zur Arretierung des Spannelements 9 in der gewünschten Endposition festsetzt, bspw. dann, wenn durch einen Stromsensor das dem Antriebsmotor abverlangte, erhöhte Drehmoment sensiert und einer nicht dargestellten Steuereinrichtung damit signalisiert wird, dass das Spannelement 9, 39 nun an dem Werkstück 7 bündig anliegt. Das Kernstück der Arretierungseinrichtung 5 bildet ein elastischer Ring 31, bspw. aus Gummi, welcher den rückwärtigen, nicht mit einem Gewinde versehene Bereich der Gewindestange 20 umgibt. Bei der in Fig. 7 dargestellten Situation ist der Gummiring 31 in axialer Richtung entspannt und wird daher nicht in radialer Richtung gequetscht. Sofern sich in entspanntem Zustand des Rings zwischen demselben und dem verdrehbaren Gewindeelement ein Spalt ergibt, so kann der Antrieb desselben nahezu reibungsfrei erfolgen.

Oberhalb des Gummirings 31 befindet sich ein axial verschiebbarer, ringförmiger Kolben, welcher in axialer Richtung auf den Gummiring 31 drückt, sofern er nach unten bewegt wird. Die axiale Verschiebebewegung dieses Ringkolbens 30 kann bewirkt werden durch Druckbeaufschlagung eines oberhalb desselben befindlichen Ringraumes, der über eine Verbindungsleitung mit einer Druckquelle für eine Hydraulikflüssigkeit in Verbindung steht. Sobald der Ringkolben 30 durch Fluid, insbesondere Hydraulik oder Pneumatik nach unten gepreßt wird, quetscht sich der darunter befindliche Gummiring 31 breit und legt sich dabei an die Mantelfläche der ihn durchsetzenden Gewindestange 20 und an der Platte 24 an, wodurch sich zwischen diesen Teilen ein Reibschluß ergibt.

Damit der Ringkolben 30 nach Abschalten der Druckquelle wieder nach oben bewegt werden kann, stützt er sich mittels mehrerer Spiraldruckfedern 32 auf der Platte 24 ab. Die Spiraldruckfedern 32 können in zylindrischen Vertiefungen des Ringkolbens 30 eingesetzt sein, damit sie eine Führung erhalten und sich nicht verklemmen können.

Ferner kann an der inneren und äußeren Mantelfläche des Ringkolbens 30 je ein Gummidichtungsring vorgesehen sein, um die Hydraulikflüssigkeit in dem Ringraum 50 im Bereich des Ringkolbens 30 abzudichten.

Während dieser Arretierungsmechanismus hydraulisch betätigt wird, bspw. durch Öffnung und Schließen eines Hydraulikventils, ist auch ein elektrisch zu betätigender Arretierungsmechanismus denkbar. Dieser ist in Fig. 10 dargestellt. Er besteht aus einem Elektromagnet 26, welcher auf der Platte 22 festgelegt ist und eine mit der Gewindestange 20 mitrotierende Bremsscheibe 27 bei Aktivierung, d. h. Stromfluß anzieht und dadurch reibschlüssig fixiert, wodurch die Gewindestange 20 ebenfalls verdrehsicher festgelegt ist. Um der Bremsscheibe 27 die hierzu erforderliche, minimale Axialbewegung zu erlauben, kann sie mittels eines in axialer Richtung geringfügig elastischen, radial sowie insbesondere azimutal jedoch unverrückbaren Elements an der Gewindestange 20 bzw. an dem darauf festgelegten Zahnrad 28 fixiert sein.

Der Fig. 11 ist eine Weiterbildung dieser Spanneinrichtung 1 zu entnehmen, welche es auch erlaubt, Werkstücke 7 mit gewölbter, aber glatter Oberfläche nur einseitig zu ergreifen. Hierzu dient ein Saugnapf 44, welcher sich an dem freien Stirnende des bei dieser Ausführungsform mit dem Bezugszeichen 43 versehenen Spannelements befindet. Durch Evakuierung des Hohlraums zwischen dem Saugnapf 44 und dem Werkstück 7 kann dieses insbesondere durch Verwendung einer Vielzahl von zueinander etwa paralleler Spanneinrichtungen 1 ebenfalls unverrückbar festgelegt werden. Die Evakuierung dieses Hohlraums erfolgt dabei mittels einer Vakuumpumpe, welche durch einen Luftkanal mit dem Saugnapf 44 verbunden ist. Dieser Luftkanal setzt sich zusammen aus einer Durchbohrung 49 der Stirnseite des Spannelements 43, aus einer die gesamte Gewindestange 20 durchsetzenden, axialen Bohrung, einem an deren rückwärtigen Ende unterhalb der Tragplatte 22 angesetzten Adapter 41, welcher einen etwa rechtwinklig abknickenden Hohlraum aufweist, und einer mit diesem verbundenen, vorzugsweise flexiblen Fluidleitung 42. Durch eine ausreichende Abdichtung dieses Luftkanals gegenüber der Umgebung kann erreicht werden, dass das von einer an der Fluidleitung 42 angeschlossenen Pumpe erzeugte Vakuum bis im Bereich des Saugnapfs 44 wirksam ist, so dass dieser eine hohe Saugkraft auf das Werkstück 7 ausüben kann. Hierbei macht sich die Erfindung die Tatsache zunutze, dass ein insbesondere als Gummiring ausgebildetes Reibelement 31 in arretiertem Zustand sowohl gegen das betreffende, verdrehbare Gewindeelement wie auch gegen den Ringkolben 30 und die Befestigungsplatte 24 gepreßt wird und somit für eine optimale Abdichtung des Luftkanals innerhalb des erfindungsgemäßen Spannelements 43 sorgt, so dass ein nahezu ideales Vakuum erzeugt werden kann.

Wie Fig. 12 erkennen lässt, kann ein derartiger Luftkanal aus Bohrung 49, Hohlraum 40 innerhalb der Gewindestange 20, Adapter 41 und Fluidleitung 42 auch dazu verwendet werden, um im Bereich des freien Endes des Spannelements 46 einen Überdruck zu erzeugen, indem an der Fluidleitung 42 anstatt einer Vakuumpumpe ein Kompressor angeschlossen wird. Sofern gleichzeitig an dem freien Ende des Spannelements 46 eine Düse 45 vorgesehen ist, kann ein das Werkstück 7 umgebendes Luftpolster aufgebaut werden. Derartige Luftpolster können ein Werkstück zuverlässig tragen, so dass dieses in horizontaler Richtung leicht beweglich ist und vor dem Festspannen exakt plaziert und hierzu ggf. verschoben werden kann. Um bei dieser Ausführungsform eine zusätzliche, hochwertige Abdichtung des Luftkanals zu erreichen, kann an der Mündung der das Spannelement 46 führenden Ausnehmung eine abgedichtete Buchse 48 vorgesehen sein. Eine weitere Abdichtung kann bspw. in dem Bereich zwischen der Platte 24 und der diese durchsetzenden Gewindestange 20 herbeigeführt werden.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei nur ein einziger Spannblock 3 Verwendung findet, da hiermit nur derartige Werkstücke 7 festgespannt werden sollen, welche zumindest an einer Seite durch eine ebene Fläche begrenzt werden, so dass hierfür ein feststehender Spannbacken verwendet werden kann.

In Fig. 3 ist eine wiederum abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Man erkennt, dass hier die Spanneinrichtungen 1 mit jeweils einem eigenen Gehäuse versehen sind, und mittels dieses Gehäuses an zwei gegeneinander bewegbaren, die Spannkräfte aufnehmenden Teile 6, 36 festgelegt sind. Hierbei ist es möglich, diese die Spannkräfte aufnehmenden Teile 6, 36 hinsichtlich ihrer Oberflächengestalt etwa der geometrischen Beschaffenheit des Werkstücks 7 anzupassen, und indem die einzelnen Spanneinrichtungen 1 jeweils etwa lotrecht zu dem betreffenden Bereich der Oberfläche des Werkstücks 7 ausgerichtet werden, können die auf die Spannelemente 2 einwirkenden Biegekräfte minimiert werden. Die beiden, jeweils entgegengesetzt gerichtete Spannkräfte aufnehmende Teile 6, 36 können jeweils etwa die Form eines Hebels aufweisen, und sie sind vorzugsweise gelenkig miteinander verbunden, so dass sie aufgeschwenkt werden können, um ein Werkstück 7 zwischen diesen Spannhebeln 6, 36 zu plazieren oder von dort zu entfernen. Die Relativbewegung der beiden Spannhebel 6, 36 kann durch einen Aktuator 35 insbesondere in Form eines Hydraulikzylinders bewirkt werden, welcher auf die jeweils anderen Enden der zu diesem Zweck doppelarmig ausgebildeten Hebel 6, 36 einwirkt. Damit die beiden Hebel 6, 36 beim Zusammenschwenken eine wohldefinierte Position einnehmen, können gegenseitig wirksam werdende Anschlagelemente vorgesehen sein, welche ein weiteres Zusammenschwenken der beiden Hebel 6, 36 unterbinden.

Wie man der Zeichnung entnehmen kann, können die beiden Hebel 6, 36 jeweils einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei der die beiden zueinander parallelen Schenkel jochartig verbindende Quersteg vorzugsweise dem Werkstück 7 zugewandt ist. Die einzelnen Spanneinrichtungen 1 können sodann mittels ihr Gehäuse durchgreifender Schrauben an der Außenseite der beiden Stege der Hebel 6, 36 festgeschraubt sein. Es ergibt sich hierdurch eine äußerst stabile Anordnung, wobei gleichzeitig eine Vielzahl von Spanneinrichtungen 1 an wenigen, vorzugsweise hebelartig ausgebildeten Spannblöcken 6, 36 festgelegt werden können.

Ferner können die einzelnen Spanneinrichtungen 1 auch nach einem von dem in den Fig. 6 bis 12 dargestellten Prinzip abweichenden Vorschubmechanismus aktiviert werden. Diese, in den Fig. 4 und 5 wiedergegebene Mechanik zeichnet sich dadurch aus, dass die entsprechenden Spannelemente 8 rohrförmig ausgebildet sind mit einem inneren, achsparallelen Hohlraum, der an der äußeren, kalottenförmig gewölbten Stirnseite verschlossen, an der Rückseite dagegen offen ist. Im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist an diesem Spannelement 8 jedoch kein Innengewinde vorgesehen, sondern an einer Buchse 14, welche mit dem rückwärtigen Ende das Spannelements 8 verbunden ist, befindet sich ein Außengewinde 13, das mit einem Innengewinde 11 in der das Spannelement 8 aufnehmenden, zylindrischen Ausnehmung des Spannblocks 34 kämmt. Da das Gewinde 11 ortsfest ist, muss sich für eine Axialverschiebung des Spannelements 8 dasselbe um seine Längsachse drehen. Dies wird durch den Antrieb 4 bewirkt, der in diesem Falle auf eine in den Hohlraum des Spannelements 8 hineinragende Antriebswelle 15 rotatorisch einwirkt. Wie die Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 4 zeigt, hat diese Antriebswelle 15 eine Längsnut, in welche ein federartig nach innen vorspringender Bereich der Außengewindebuchse 14 eingreift. Dieser Formschluß stellt sicher, dass die Drehung der Antriebswelle 15 unabhängig von der axialen Position des Spannelements 8 stets schlupffrei auf dasselbe übertragen wird. Natürlich kann dieselbe Wirkung auch durch andere, nicht rotationssymmetrische Querschnittsformen von Antriebswelle 15 und Buchse 14, bspw. polygonale Querschnitte, erreicht werden.

Der Antrieb der Welle 15 kann wie bei der vorhergehenden Ausführungsform über Zahnräder 28, Zahnriemen 29, Ritzel 28 und einen vorzugsweise elektrischen oder hydraulischen Antriebsmotor 4 erfolgen. Da bei dieser Ausführungsform die axialen Spannkräfte über das Gewinde 13, 11 direkt in den Spannblock 3, 34 eingeleitet werden, ist dabei die Antriebswelle 15 von Axialkräften weitgehend frei. Hierdurch kann das Axiallager 38 eingespart werden.

Bei dieser Ausführungsform ist die Arretierungseinrichtung 5 in dem Bereich der Mündung der das Spannelement 8 aufnehmenden Ausnehmung in dem Spannblock 34 gegenüber dessen dem Werkstück zugewandter Oberfläche angeordnet. Dadurch kann das Spannelement 8 auch in dessen maximal ausgefahrener Position noch sicher umgriffen werden, und durch Quetschung eines das Spannelement 8 umgreifenden Gummirings 31 wird dieser nach innen an die Mantelfläche des Spannelements 8 gepreßt und klemmt dieses dabei fest. Ein in axialer Richtung auf den Gummiring 31 einwirkender Ringkolben 30 ist wie auch ein an dessen gegenüberliegender Stirnseite angeordneter Ringkanal 50 zum Zuführen eines flüssigen Druckmediums weitgehend identisch bzw. entsprechend der Arretierungseinrichtung 5 für die aus den Fig. 6 bis 12 vorbekannten Spanneinrichtung 1. Die Anordnung ist jedoch vorzugsweise um 180° gedreht, so dass bei dieser Ausführungsform der Ringkolben 30 durch den Fluiddruck 50 nach oben gedrückt wird gegen die Unterseite des Dichtungsrings 31, der von einer im Bereich der Ausnehmungsmündung eingesetzten Muffe vor einem Anheben zurückgehalten wird und daher gezwungen ist, in radialen Richtungen auszuweichen. Auch hier können Druckfedern 32 vorgesehen sein, um nach Abschalten des Fluiddrucks 50 den Ringkolben 30 nach unten und somit von dem Dichtungsring 31 wegzubewegen.

Claims (37)

1. Vorrichtung zum Festspannen eines Werkstücks (7) mit unebener Oberfläche, umfassend

• a) wenigstens einen die Spannkräfte übernehmenden und ableitenden Spannblock (3),
• b) wenigstens eine Ausnehmung mit zumindest teilweise zylindrischer und/oder prismatischer Grundgestalt,
• c) ein darin aufgenommenes und geführtes, rohr- oder stabförmiges, in axialer Richtung verstellbares Spannelement (2, 8, 9),
• d) ein Gewinde, das an dem Spannelement (2, 8, 9) oder einem antriebsmäßig mit dem Spannelement (2, 8, 9) gekoppelten Element angeordnet ist, wodurch der linearen Vorschubbewegung des Spannelements (2, 8, 9) eine Drehbewegung des betreffenden Gewindeelements gegenüber dem Spannblock (3) zugeordnet ist,
• e) einen Bewegungsaktuator (4), der mit dem verdrehbaren Gewindeelement zu dessen Drehantrieb gekoppelt ist; und
• f) wenigstens ein einem Spannelement (2, 8, 9) zugeordnetes, schaltbares Arretierungsmittel (5) mit einem Reib- und/oder Klemmelement (26, 27, 31), das
• g) zur Arretierung des verdrehbaren Gewindeelements durch Klemmung und/oder Reibung gegen dieses anstellbar
• h) und aus einem gummiartig elastischen Werkstoff gefertigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rohr- oder stabförmige Spannelement (2, 8, 9) mit dem Bewegungsaktuator (4) über ein dessen Antriebsbewegung in eine Axialbewegung des Spannelements (2, 8, 9) umsetzendes, mechanisches Getriebeelement (15, 28, 29, 20) gekoppelt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierungsmittel (5) zwischen dem Körper (34) des Spannblocks (3) einerseits und einem Element (2, 8, 9, 15, 20) in der Antriebskette des betreffenden Spannelements (2, 8, 9) andererseits geschalten ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierungsmittel (5) in einem Hohlraum zwischen dem Spannelement (2, 8, 9) oder einem sonstigen Element (15, 20) in der Antriebskette des betreffenden Spannelements (2, 8, 9) einerseits und der dieses führenden Ausnehmung andererseits angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reib- und/oder Klemmelement (26, 27, 31) gegenüber dem Spannblock (3) unverdrehbar festgelegt oder festlegbar ist, bspw durch Reib- oder Formschluß.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reib- und/oder Klemmelement (26, 27, 31) eine ringförmige Gestalt aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reib- und/oder Klemmelement (31) radial verschiebbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand des Reib- und/oder Klemmelements (31) von dem Spannelement (2, 8, 9) oder dem sonstigen Element (15, 20) in der Antriebskette des betreffenden Spannelements (2, 8, 9) durch axiales Zusammenpressen veränderbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Mittel zum axialen Zusammenpressen des Reib- und/oder Klemmelements (31).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum axialen Zusammenpressen des Reib- und/oder Klemmelements (31) zwei platten- oder ringförmige, in axialer Richtung gegeneinander versetzte Elemente (24, 30) mit zueinander etwa parallelen Anlageflächen für das dazwischengelegte Reib- und/oder Klemmelement (31) umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eines der ringförmigen Elemente (30) zum Zusammenpressen des Reib- und/oder Klemmelements (31) in axialer Richtung gegenüber dem anderen Element (24) beweglich ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der seiner Anlagefläche gegenüberliegenden Stirnseite des beweglichen, ringförmigen Preßelements (30) ein Hohlraum (50) zur Aufnahme eines Fluids, bspw. Hydrauliköl, befindet, um durch Beaufschlagung des beweglichen Preßelements (30) mit Überdruck eine axiale Preß- oder Lösekraft auf das Reib- und/oder Klemmelement (31) auszuüben.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine oder mehrere, zwischen den relativ zueinander beweglichen Preßelementen (24, 30) angeordnete, in axialer Richtung wirkende Druckfeder(n) (32).

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierungsmittel (5) sich in dem Bereich des einem festzuspannenden Werkstück (7) zugewandten Endes einer Ausnehmung in dem Spannblock (3) befindet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierungsmittel (5) sich in dem Bereich des mechanischen Getriebemittels (15, 20, 28) befindet.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reib- und/oder Klemmelement (26) gegenüber dem sonstigen Element (15, 20, 27) in der Antriebskette des betreffenden Spannelements (2, 8, 9) axial verschiebbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand des Reib- oder Klemmelements (27) von dem sonstigen Element (15, 20, 26) in der Antriebskette des betreffenden Spannelements (2, 8, 9) durch einen Linearaktuator (26) veränderbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktuator durch einen Elektromagnet gebildet ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unverdrehbare Gewinde an der Innenseite der Ausnehmung in dem Spannblock oder an einer Mantelseite des stabförmigen Spannelements angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Sensor für einen Anstieg des Fluiddrucks oder der Stromaufnahme eines Bewegungsaktuators, dessen Ausgangssignal einem Auswertebaustein zugeführt wird, der davon eine Ansteuersignal für die Arretierungseinrichtung ableitet.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem freien Ende des Spannelements ein abgefedertes, elastisches und/oder aus einem weichen Metall- oder Kunstwerkstoff hergestelltes Endstück angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Registrierung einer oder beider Endpositionen des betreffenden Spannelements.

23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsaktuator (4) für das Spannelement (2, 8, 9) hinsichtlich seiner Lage steuer- oder regelbar ausgebildet ist, bspw. als Schritt- oder Servomotor ausgebildet und/oder mit einem Lagegeber versehen ist.

24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine autonome Energiequelle für den Bewegungs- (4) und/oder Arretierungsaktuator (5), bspw. in Form einer Batterie, eines Akkumulator und/oder einer Hydraulikdruckquelle.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Bewegungs- (4) und/oder Arretierungsaktuators (5) dezentral dem betreffenden Spannelement (2, 8, 9) zugeordnet ist sowie ggf. eine bspw. drahtlose Kommunikationseinrichtung zu einer übergeordneten Steuerung aufweist.

26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (2, 8, 9) eine in axialer Richtung durchgehende Ausnehmung (49) aufweist, die sich ggf. in einer damit fluchtenden Antriebswelle (15, 20, 40) fortsetzt und somit einen Luftkanal (41) bildet, durch den mittels an seinem rückwärtigen Ende (42) angeschlossener Über- oder Unterdruckquellen an dem freien Ende des Spannelements (46) ein Über- oder Unterdruck erzeugt werden kann.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass an dem freien Ende des Spannelements (46) ein Saugnapf (44) angeordnet ist und an dem rückwärtigen Ende (42) des Luftkanals (41) eine Unterdruckquelle, bspw. eine Vakuumpumpe, so dass ein Werkstück (7) an einem solchermaßen ausgerüsteten Spannblock (3) einseitig festgesaugt und dadurch gehalten werden kann.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugnapf (33) über ein Gelenk, insbesondere ein Kugelgelenk, mit dem betreffenden Spannelement (46) verbunden ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass an dem freien Ende des Spannelements (46) eine Düse (45) angeordnet ist und an dem rückwärtigen Ende (42) des Luftkanals (41) eine Überdruckquelle, bspw. ein Kompressor, so dass ein Luftpolster um das Werkstück (7) erzeugt werden kann.

30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsausnehmung für das Spannelement (2, 8, 9) in einem Gehäuseteil (1) angeordnet ist, welches gegenüber dem die Spannkräfte übernehmenden und ableitenden Teil (3, 6, 36) verstellbar sowie fixierbar ist.

31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsausnehmung für das Spannelement (2, 8, 9) in einem Gehäuseteil (1) angeordnet ist, welches an dem die Spannkräfte übernehmenden und ableitenden Teil (3, 6, 36) gefedert befestigt ist.

32. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Werkstück (7) zugewandte Seite des die Spannkräfte übernehmenden Teils (3, 6, 36) dessen Oberflächengestalt grob angepaßt ist.

33. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei die Spannkräfte übernehmende Blöcke (3), um das Werkstück (7) von zwei Seiten zu ergreifen.

34. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (2, 8, 9) eines Spannblocks (3) mit Arretierungsmitteln (5) ausgerüstet sind, während die Spannelemente (2) des anderen Spannblocks (3) hydraulisch oder pneumatisch angestellt und an das Werkstück (7) anpreßbar sind.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spannblöcke (6, 36) relativ zueinander beweglich sind, um das Einlegen eines Werkstücks (7) zu erleichtern.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannblock (6, 36) motorisch oder hydraulisch (35) gegenüber dem anderen anstellbar ist.

37. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Teile (3, 6, 36) zur Übernahme der Spannkräfte oder die gesamte Spannvorrichtung um eine Achse rotierbar sind (ist).