DE102015205093A1 - Clamping device for a machine tool - Google Patents

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Norbert Opitz
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung (1) zum Einspannen eines länglichen Werkstücks (2), insbesondere einer Turbinenschaufel, für die spanende Bearbeitung mittels einer Werkzeugmaschine, insbesondere mittels einer 5-Achs-Fräsmaschine, umfassend eine Fußhalterung (3) zum Fixieren eines Fußendes (4) des Werkstücks (2) und wenigstens eine weitere beabstandet von der Fußhalterung (3) angeordnete Halterung (10; 12) zum Fixieren eines weiteren Abschnitts des Werkstücks (2), die um eine Drehachse (C) der Spannvorrichtung (1) drehbar angeordnet sind, wobei die wenigstens eine weitere Halterung (10; 12) an einem Spanngestell (8) gehalten ist, wobei die Fußhalterung (3) und das Spanngestell (8) ausgebildet sind, um an einem Maschinenbett (MB) der Werkzeugmaschine zueinander benachbart in der Weise angebracht zu werden, dass die Drehachse (C) senkrecht zu dem Maschinenbett (MB) steht. The invention relates to a clamping device (1) for clamping an elongate workpiece (2), in particular a turbine blade, for machining by means of a machine tool, in particular by means of a 5-axis milling machine, comprising a foot holder (3) for fixing a foot end (4 ) of the workpiece (2) and at least one further spaced from the foot holder (3) arranged holder (10; 12) for fixing a further portion of the workpiece (2) which are arranged rotatably about a rotation axis (C) of the clamping device (1) wherein the at least one further holder (10; 12) is held on a tensioning frame (8), wherein the foot holder (3) and the tensioning frame (8) are adapted to be adjacent to each other on a machine bed (MB) of the machine tool to be mounted so that the axis of rotation (C) is perpendicular to the machine bed (MB).

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Figure DE102015205093A1_0001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Einspannen eines länglichen Werkstücks, insbesondere einer Turbinenschaufel, für die spanende Bearbeitung mittels einer Werkzeugmaschine, insbesondere mittels einer 5-Achs-Fräsmaschine, umfassend eine Fußhalterung zum Fixieren eines Fußendes des Werkstücks und wenigstens eine weitere beabstandet von der Fußhalterung angeordnete Halterung zum Fixieren eines weiteren Abschnitts des Werkstücks, die um eine Drehachse der Spannvorrichtung drehbar angeordnet sind. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Werkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung und ein Verfahren zum Montieren einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung an einer Werkzeugmaschine. The present invention relates to a clamping device for clamping an elongated workpiece, in particular a turbine blade, for machining by means of a machine tool, in particular by means of a 5-axis milling machine, comprising a foot holder for fixing a foot end of the workpiece and at least one further spaced from the foot holder arranged holder for fixing a further portion of the workpiece, which are arranged rotatably about a rotational axis of the clamping device. Furthermore, the present invention relates to a machine tool with a clamping device according to the invention and a method for mounting a clamping device according to the invention on a machine tool.

Derartige Spannvorrichtungen sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt und dienen dem Fixieren eines länglichen Werkstücks zu einer spanenden Bearbeitung mittels einer Werkzeugmaschine. Such clamping devices are known in the prior art in different embodiments and are used for fixing an elongate workpiece to a machining by means of a machine tool.

Ein spanender Bearbeitungsschritt tritt beispielsweise regelmäßig bei der Herstellung von Turbinenschaufeln auf. Zur Herstellung einer Turbinenschaufel wird üblicherweise in einem ersten Schritt ein Rohling gegossen. Dieser wird anschließend in einer Spannvorrichtung fixiert, um unter Materialabtrag, beispielsweise durch Schleifen, Fräsen oder dergleichen beim Gießen entstandene Schmiedegrate abzutragen und/oder die präzise Endgeometrie des Schaufelfußes oder des Schaufelblattes auszubilden. Alternativ ist es ebenfalls möglich, Turbinenschaufeln ohne vorheriges Gießen eines Rohlings unmittelbar aus dem Vollen zu Fräsen. For example, a machining step occurs regularly in the manufacture of turbine blades. To produce a turbine blade, a blank is usually cast in a first step. This is then fixed in a jig to remove material removal, for example, by grinding, milling or the like during casting resulting forgings and / or form the precise final geometry of the blade root or the blade. Alternatively, it is also possible to mill turbine blades directly from the solid without first casting a blank.

Für die Herstellung von Turbinenschaufeln werden daher spezielle Einzelschaufelblattbearbeitungszentren verwendet. Sie umfassen im Allgemeinen eine Fußhalterung und eine Kopfhalterung, in denen jeweils das Fuß- und das Kopfende der Turbinenschaufel aufgenommen und eingespannt werden. Dabei können die Fußhalterung und der Kopfhalterung beispielsweise an einer gemeinsamen Linearführung verschiebbar gehalten sein, um das Einspannen unterschiedlich langer Turbinenschaufeln zu ermöglichen. For the manufacture of turbine blades, therefore, special single vane blade machining centers are used. They generally include a foot mount and a head mount in each of which the root and tail of the turbine blade are received and clamped. In this case, the foot holder and the head holder can be held displaceably, for example, on a common linear guide in order to enable the clamping of turbine blades of different lengths.

Beim Fräsen von Turbinenschaufeln übt das rotierende Fräswerkzeug große Kraft auf die Turbinenschaufel aus, was trotz der Fixierung an Fuß- und Kopfende zu einem Verbiegen oder auch Schwingen der Turbinenschaufel während der spanenden Bearbeitung führen kann. Beides verringert die Bearbeitungspräzision sowie die erzielbare Abtragrate und führt insgesamt zu einer schlechteren Qualität des Bearbeitungsergebnisses. Zusätzlich verschleißt bei nachgebendem Werkstück auch das Fräswerkzeug in stärkerem Maße, was wiederum die erreichbare Bearbeitungspräzision verringert. Daher werden Einzelschaufelblattbearbeitungszentren mit einer Lynette versehen, die die Turbinenschaufel zusätzlich in einem mittleren Abschnitt fixiert. Die Lynette kann dabei beispielsweise auf derselben Linearführung verschiebbar gehalten sein wie die Fuß- oder die Kopfhalterung der Spannvorrichtung. Ein derartiges Einzelschaufelblattbearbeitungszentrum ist in der DE 20 2010 008 628 U1 beschrieben. Allerdings sind solche Einzelschaufelblattbearbeitungszentren kostspielig in der Anschaffung und wenig flexibel in der Anwendung. When milling turbine blades, the rotary milling tool exerts great force on the turbine blade, which despite the fixation at the foot and head end can lead to bending or swinging of the turbine blade during machining. Both reduce the machining precision and the achievable removal rate and overall leads to a poorer quality of the machining result. In addition, when the workpiece yields, the milling tool also wears to a greater extent, which in turn reduces the achievable machining precision. Therefore, single blade machining centers are provided with a mesh that additionally fixes the turbine blade in a central portion. The Lynette can be slidably held, for example, on the same linear guide as the foot or head holder of the clamping device. Such a single vane blade processing center is in DE 20 2010 008 628 U1 described. However, such single blade machining centers are expensive to purchase and have little flexibility in use.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein Bearbeiten länglicher Werkstücke wie beispielsweise Turbinenschaufeln auf Werkzeugmaschinen, insbesondere auf 5-Achs-Fräsmaschine ermöglicht. It is therefore an object of the present invention to provide a clamping device of the type mentioned, which allows editing of elongate workpieces such as turbine blades on machine tools, in particular on 5-axis milling machine.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art, deren wenigstens eine weitere Halterung an einem Spanngestell gehalten ist, wobei die Fußhalterung und das Spanngestell ausgebildet sind, um an einem Maschinenbett der Werkzeugmaschine zueinander benachbart in der Weise angebracht zu werden, dass die Drehachse senkrecht zu dem Maschinenbett steht. To achieve the object of the invention, the present invention provides a clamping device of the type mentioned, at least one further holder is held on a clamping frame, wherein the foot holder and the tensioning frame are adapted to be attached to a machine bed of the machine tool adjacent to each other in the manner in that the axis of rotation is perpendicular to the machine bed.

Der Erfindung liegt somit die Idee zugrunde, Werkzeugmaschinen, insbesondere 5-Achs-Fräsmaschinen, mit einer Spannvorrichtung zu versehen, die ein spanendes Bearbeiten von länglichen Werkstücken wie beispielsweise Turbinenschaufeln mit hoher Effizienz und Präzision erlaubt. Dazu umfasst die Spannvorrichtung eine Fußhalterung und ein Spanngestell mit wenigstens einer weiteren Halterung und ist vollständig an dem Maschinenbett der Werkzeugmaschine anbringbar. Die Fußhalterung und die wenigstens eine weitere Halterung sind gemeinsam um eine Drehachse der Spannvorrichtung drehbar, so dass ein längliches darin eingespanntes Werkstück sich um eine Längsachse drehen lässt. Die Drehachse der Spannvorrichtung steht dabei senkrecht zu dem Maschinenbett der Werkzeugmaschine. The invention is thus based on the idea of providing machine tools, in particular 5-axis milling machines, with a clamping device which permits a machining of elongate workpieces such as turbine blades with high efficiency and precision. For this purpose, the clamping device comprises a foot holder and a clamping frame with at least one further holder and is completely attachable to the machine bed of the machine tool. The foot holder and the at least one further holder are rotatable together about an axis of rotation of the clamping device, so that an elongate workpiece clamped therein can be rotated about a longitudinal axis. The axis of rotation of the clamping device is perpendicular to the machine bed of the machine tool.

Mit der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung kann eine Werkzeugmaschine bei der Bearbeitung von Turbinenschaufeln dieselbe Bearbeitungspräzision wie spezielle Einzelschaufelblattbearbeitungszentren bieten, da die spanende Bearbeitung die in der Spannvorrichtung fixierte Turbinenschaufel weder verbiegt noch in Schwingungen versetzt. Deshalb kann auf ein spezielles kostspieliges Einzelschaufelblattbearbeitungszentrum verzichtet werden. With the tensioning device according to the invention, a machine tool can provide the same machining precision as special single blade machining centers when machining turbine blades, since the machining neither bends nor vibrates the turbine blade fixed in the tensioning device. Therefore, a special costly single vane blade processing center can be dispensed with.

In einer Ausgestaltung umfasst das Spanngestell zwei Stützen, zwischen denen die wenigstens eine weitere Halterung um die Drehachse der Spannvorrichtung drehbar angeordnet ist, wobei vorzugsweise an den Stützen Befestigungsmittel vorgesehen sind, um das Spanngestell an dem Maschinenbett auf gegenüberliegenden Seiten der Fußhalterung anzubringen. Ein Spanngestell mit zwei Stützen bietet eine höhere Steifigkeit und erlaubt überdies eine in Bezug auf die Drehachse der Spannvorrichtung symmetrische Anordnung des Spanngestells, was wiederum die Steifigkeit der Spannvorrichtung erhöht. In one embodiment, the tensioning frame comprises two supports, between which the at least one further support is rotatably arranged about the axis of rotation of the tensioning device, wherein fastening means are preferably provided on the supports to attach the tensioning frame to the machine bed on opposite sides of the foot support. A two-post tensioning frame provides greater rigidity and moreover permits symmetrical disposition of the tensioning frame with respect to the axis of rotation of the tensioning device, which in turn increases the rigidity of the tensioning device.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Fußhalterung Befestigungsmittel auf, die derart ausgebildet sind, dass die Fußhalterung mit einer maschinenseitigen Kupplungsstelle für einen drehend anbringbaren Bearbeitungstisch verbindbar ist. Dies ermöglicht die Verwendung als „Nullspannsystem“ und daher eine besonders einfache, zeitsparende und präzise Rüstung der Werkzeugmaschine. Wenn die Werkzeugmaschine keine derartige Kupplungsstelle aufweist, kann die Fußhalterung alternativ an einem drehenden Bearbeitungstisch angebracht werden. In a development of the present invention, the foot mount has fastening means which are designed such that the foot mount can be connected to a machine-side coupling point for a rotationally attachable machining table. This allows use as a "zero tension system" and therefore a particularly simple, time-saving and precise armor of the machine tool. If the machine tool does not have such a coupling point, the foot holder can alternatively be attached to a rotating machining table.

Bevorzugt weist die Fußhalterung eine Aufnahme für das Fußende des Werkstücks auf, welcher Spannelemente derart zugeordnet sind, dass das Werkstück in der Aufnahme einspannbar ist. Die Aufnahme dient dazu, ein Fußende des Werkstücks in der Fußhalterung festzulegen. Bei speziell geformten Aufnahmen kann die Festlegung entsprechend formschlüssig erfolgen. Alternativ ist auch die Verwendung verstellbarer Spannelemente möglich, die das Festlegen unterschiedlich geformter Fußenden erlauben. Als Spannelemente sind Spannbacken oder dergleichen bekannt, die beispielsweise durch Spannschrauben, elastische Elemente wie Federn oder auch Magnete mit dem Fußende des Werkstücks in Anlage bringbar sind. Preferably, the foot holder has a receptacle for the foot end of the workpiece, which clamping elements are assigned such that the workpiece is clamped in the receptacle. The receptacle serves to define a foot end of the workpiece in the foot holder. For specially shaped recordings, the determination can be made according to form-fitting. Alternatively, the use of adjustable clamping elements is possible, which allow the setting of differently shaped foot ends. As clamping elements clamping jaws or the like are known which can be brought for example by clamping screws, elastic elements such as springs or magnets with the foot of the workpiece in abutment.

Vorteilhaft ist eine Kopfhalterung zum Fixieren eines dem Fußende gegenüberliegenden Kopfendes des Werkstücks als wenigstens eine weitere Halterung vorgesehen. Ein an beiden gegenüberliegenden Enden eingespanntes längliches Werkstück gibt unter der Krafteinwirkung des Fräswerkzeugs weniger nach als ein nur an einem Ende eingespanntes Werkstück. Dies erhöht die Bearbeitungspräzision und verringert den Verschleiß des Fräswerkzeugs. Advantageously, a head holder for fixing a head end of the workpiece opposite the foot end is provided as at least one further holder. An elongated workpiece clamped at both opposite ends yields less under the force of the milling tool than a workpiece clamped only at one end. This increases the machining precision and reduces the wear of the milling tool.

In einer Ausgestaltung umfasst die Kopfhalterung eine Aufnahme, welcher Spannelemente zum Einspannen des Kopfendes zugeordnet sind. Die Aufnahme dient der Festlegung des Werkstücks in der Kopfhalterung. Bezüglich ihrer Ausbildung wird auf die oben beschriebene Aufnahme der Fußhalterung verwiesen. In one embodiment, the head holder comprises a receptacle, which are associated with clamping elements for clamping the head end. The receptacle serves to fix the workpiece in the headgear. With regard to their training reference is made to the recording of the foot holder described above.

Bevorzugt ist die Kopfhalterung über eine an dem Spanngestell, insbesondere an Stützen des Spanngestells vorgesehene Linearführung parallel zu der Drehachse der Spannvorrichtung verschiebbar. Derartige Spannvorrichtungen erlauben das Fixieren unterschiedlich langer Werkstücke und sind daher vielseitig einsetzbar. Preferably, the head holder is displaceable parallel to the axis of rotation of the clamping device via a linear guide provided on the clamping frame, in particular on supports of the clamping frame. Such clamping devices allow the fixing of different lengths of workpieces and are therefore versatile.

In einer Weiterentwicklung ist eine Lynette zum fixierenden Umfassen eines mittleren Abschnitts des Werkstücks als wenigstens eine weitere Halterung vorgesehen, die in der Drehachsenrichtung zwischen der Fußhalterung und der Kopfhalterung an dem Spanngestell angeordnet ist. Eine Lynette bietet die Möglichkeit, das Werkstück an einem mittleren Abschnitt festzulegen. Dadurch wird ebenfalls einem Verbiegen oder Schwingen des Werkstücks während der spanenden Bearbeitung durch das Fräswerkzeug entgegengewirkt, wodurch die Bearbeitungspräzision erhöht und der Werkzeugverschleiß verringert werden. Zusammen mit der Fußhalterung und der Kopfhalterung ermöglicht eine Lynette die Festlegung des Werkstücks an drei Abschnitten, wodurch die Bearbeitungspräzision weiter zunimmt und der Werkzeugverschleiß nochmals abnimmt. In a further development, a lynette for fixing a central portion of the workpiece is provided as at least one further holder, which is arranged in the rotation axis direction between the foot holder and the head holder on the tensioning frame. A Lynette offers the possibility to fix the workpiece at a middle section. This also counteracts bending or swinging of the workpiece during machining by the milling tool, thereby increasing machining precision and reducing tool wear. Together with the foot mount and the head mount, a Lynette allows the workpiece to be locked in three sections, further increasing machining precision and further reducing tool wear.

In einer Variante der vorliegenden Erfindung ist die Lynette über eine an dem Spanngestell vorgesehene Linearführung parallel zu der Drehachse der Spannvorrichtung verschiebbar. Die Position der Lynette zwischen der Fuß- und der Kopfhalterung hängt von der Frässtelle und der Geometrie des Werkstücks ab und kann entsprechend gewählt werden. In a variant of the present invention, the Lynette is displaceable parallel to the axis of rotation of the clamping device via a linear guide provided on the clamping frame. The position of the Lynette between the foot and headgear depends on the location of the milling and the geometry of the workpiece and can be selected accordingly.

Vorteilhaft weist die Lynette einen ringförmigen Grundkörper auf, der an seiner Innenseite ein um die Drehachse der Spannvorrichtung drehbares Ringelement trägt. Mit einem solchen Ringelement lässt sich das eingespannte Werkstück in der Lynette leicht verdrehen. Advantageously, the Lynette an annular base body which carries on its inner side a rotatable about the axis of rotation of the clamping device ring element. With such a ring element, the clamped workpiece in the Lynette can easily rotate.

In diesem Fall sind an dem Ringelement zweckmäßigerweise Spannelemente vorgesehen, zwischen denen ein mittlerer Abschnitt des Werkstücks einspannbar ist. Beispielsweise können sich zwei Spannbacken diametral gegenüberliegen und unabhängig voneinander in radialer Richtung derart verstellbar sein, dass sie mit dem mittleren Abschnitt des Werkstücks in Anlage gelangen. Dies gelingt auch bei komplizierten Oberflächen des Werkstücks in dessen mittlerem Abschnitt. In this case, clamping elements are expediently provided on the ring element, between which a central portion of the workpiece is clamped. For example, two clamping jaws may be diametrically opposed and independently adjustable in the radial direction such that they come into contact with the central portion of the workpiece. This is possible even with complicated surfaces of the workpiece in the middle section.

Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine 5-Achs-Fräsmaschine, mit einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung. Furthermore, the present invention provides a machine tool, in particular a 5-axis milling machine, with a clamping device according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Montieren einer derartigen Spannvorrichtung an einem Maschinenbett einer 5-Achs-Fräsmaschine umfasst die Schritte:

  • – die Fußhalterung der Spannvorrichtung wird an dem Maschinenbett angebracht, insbesondere mit einer maschinenseitigen Kupplungsstelle für einen drehend anbringbaren Bearbeitungstisch verbunden;
  • – das Spanngestell mit wenigstens einer weiteren Halterung, die insbesondere in einer an dem Spanngestell vorgesehenen Linearführung gehalten ist, wird an dem Maschinenbett seitlich von der Fußhalterung befestigt, insbesondere werden zwei von dem Spanngestell umfasste Stützen auf gegenüberliegenden Seiten der Fußhalterung angebracht.
An inventive method for mounting such a clamping device on a Machine bed of a 5-axis milling machine comprises the steps:
  • - The foot holder of the clamping device is attached to the machine bed, in particular connected to a machine-side coupling point for a rotatably attachable processing table;
  • - The tensioning frame with at least one further holder, which is held in particular in a provided on the tensioning frame linear guide is attached to the machine bed laterally from the foot bracket, in particular two supports comprised of the tensioning frame supports are mounted on opposite sides of the foot bracket.

In einer erfindungsgemäßen Variante des Verfahrens werden die Fußhalterung und das Spanngestell derart an dem Maschinenbett der Werkzeugmaschine angebracht, dass die Drehachse der Spannvorrichtung senkrecht zu dem Maschinenbett steht. In a variant of the method according to the invention, the foot holder and the tensioning frame are mounted on the machine bed of the machine tool such that the axis of rotation of the tensioning device is perpendicular to the machine bed.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment of the clamping device according to the invention with reference to the accompanying drawings.

Darin ist That's it

1 eine perspektivische Seitenansicht einer Spannvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a side perspective view of a clamping device according to an embodiment of the present invention;

2 eine Draufsicht einer Lynette der in 1 dargestellten Spannvorrichtung; und 2 a top view of a Lynette the in 1 illustrated tensioning device; and

3 eine seitliche Querschnittsansicht einer Fußhalterung der in 1 dargestellten Spannvorrichtung. 3 a side cross-sectional view of a foot bracket of in 1 illustrated clamping device.

Die 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 zum Einspannen eines länglichen Werkstücks 2, insbesondere einer Turbinenschaufel, für die spanende Bearbeitung mittels einer Werkzeugmaschine, insbesondere mittels einer 5-Achs-Fräsmaschine. Die Spannvorrichtung 1 ist an einem Maschinenbett MB der Werkzeugmaschine angebracht und definiert eine Drehachse C, die senkrecht zu dem Maschinenbett MB steht. Das Werkstück 2 ist derart in die Spannvorrichtung 1 eingespannt, dass seine Längsrichtung zumindest im Wesentlichen parallel zu der Drehachse C der Spannvorrichtung 1 ausgerichtet ist. The 1 to 3 show an embodiment of a clamping device according to the invention 1 for clamping an elongated workpiece 2 , in particular a turbine blade, for the machining by means of a machine tool, in particular by means of a 5-axis milling machine. The tensioning device 1 is attached to a machine bed MB of the machine tool and defines an axis of rotation C which is perpendicular to the machine bed MB. The workpiece 2 is so in the jig 1 clamped that its longitudinal direction at least substantially parallel to the axis of rotation C of the clamping device 1 is aligned.

Die Spannvorrichtung 1 umfasst eine Fußhalterung 3 zum Fixieren eines Fußendes 4 des Werkstücks 2, die um die Drehachse C drehend an dem Maschinenbett MB gehalten ist. Dazu weist die Fußhalterung 3 geeignete Befestigungsmittel (nicht dargestellt) auf, um als Nullspannsystem mit einer maschinenseitigen Kupplungsstelle (nicht dargestellt) für einen drehend anbringbaren Bearbeitungstisch verbunden zu werden. Alternativ kann die Fußhalterung 3 jedoch auch Befestigungsmittel für die Anbringung an einem drehenden Bearbeitungstisch (nicht dargestellt) der Werkzeugmaschine aufweisen. The tensioning device 1 includes a foot bracket 3 for fixing a foot end 4 of the workpiece 2 , which is held on the machine bed MB rotating about the rotation axis C. For this purpose, the foot holder 3 suitable fasteners (not shown) to be connected as a zero tension system with a machine-side coupling point (not shown) for a rotatably attachable machining table. Alternatively, the footrest 3 However, also have fastening means for attachment to a rotating machining table (not shown) of the machine tool.

Weiterhin weist die Fußhalterung 3 eine Aufnahme 5 für das Fußende 4 des Werkstücks 2 auf, die in einem Basiskörper 3a der Fußhalterung 3 ausgebildet ist. Der Aufnahme 5 sind zwei Spannbacken 6 als Spannelemente zugeordnet, um das Fußende 4 des Werkstücks 2 in der Aufnahme 5 einzuspannen. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform ist eine der Spannbacken 6 feststehend und die andere Spannbacke 6 über eine Stellschraube 7, die den Basiskörper 3a der Fußhalterung 3 durchsetzt, verstellbar. Alternativ können die Spannelemente auch mehr als zwei Spannbacken 6 oder elastische Elemente wie Federn oder Magneten zum Verstellen einer oder mehrerer Spannbacken 6 umfassen. Furthermore, the foot bracket 3 a recording 5 for the foot end 4 of the workpiece 2 on that in a base body 3a the foot holder 3 is trained. The recording 5 are two jaws 6 assigned as clamping elements to the foot end 4 of the workpiece 2 in the recording 5 clamp. At the in 3 illustrated embodiment is one of the clamping jaws 6 fixed and the other jaw 6 via a set screw 7 that the basic body 3a the foot holder 3 interspersed, adjustable. Alternatively, the clamping elements can also have more than two clamping jaws 6 or elastic elements such as springs or magnets for adjusting one or more clamping jaws 6 include.

Ferner umfasst die Spannvorrichtung 1 ein Spanngestell 8, das zwei Stützen 9 aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten der Fußhalterung 3 an dem Maschinenbett MB angebracht sind, sich parallel zu der Drehachse C erstrecken und somit senkrecht von dem Maschinenbett MB vorstehen. Für das Anbringen des Spanngestells 8 an dem Maschinenbett MB werden an dem Maschinenbett MB vorgesehene Befestigungsmittel (nicht dargestellt) der Werkzeugmaschine verwendet. Sind an der Werkzeugmaschine keine geeigneten Befestigungsmittel vorgesehen, lässt sich das Maschinenbett MB der Werkzeugmaschine auch nachträglich mit diesen versehen. Furthermore, the clamping device comprises 1 a tensioning frame 8th , the two props 9 which is on opposite sides of the foot mount 3 are mounted on the machine bed MB, extend parallel to the axis of rotation C and thus protrude perpendicularly from the machine bed MB. For attaching the tensioning frame 8th on the machine bed MB fastening means (not shown) provided on the machine bed MB of the machine tool are used. If no suitable fastening means are provided on the machine tool, the machine bed MB of the machine tool can also be retrofitted with them.

Zwischen den Stützen 9 des Spanngestells 8 sind beabstandet von der Fußhalterung 3 eine Kopfhalterung 10 zum Fixieren eines dem Fußende 4 gegenüberliegenden Kopfendes 11 und eine Lynette 12 zum Fixieren eines zwischen dem Fußende 4 und dem Kopfende 11 liegenden mittleren Abschnitts des Werkstücks 2 angeordnet, die um die Drehachse C der Spannvorrichtung 1 drehbar sind. Between the columns 9 of the tensioning frame 8th are spaced from the foot bracket 3 a headgear 10 for fixing a foot end 4 opposite headboard 11 and a lynette 12 for fixing one between the foot end 4 and the headboard 11 lying middle section of the workpiece 2 arranged around the axis of rotation C of the tensioning device 1 are rotatable.

Die Kopfhalterung 10 ist gegenüberliegend zu der Fußhalterung 3 an einem Querträger 13 befestigt, der sich zwischen den Stützen 9 erstreckt und endseitig an den Stützen 9 angebracht ist. Dabei weisen die Stützen 9 Linearführungen 14 auf, über welche der Querträger 13 an den Stützen 9 in Richtung der Drehachse C verschiebbar gehalten ist. Die Kopfhalterung 10 ist mit einer Aufnahme (nicht dargestellt) versehen, der Spannelemente (nicht dargestellt) zum Einspannen des Kopfendes 11 des Werkstücks 2 zugeordnet sind, und kann gegenüber dem Querträger 13 um die Drehachse C gedreht werden. The headgear 10 is opposite to the footrest 3 on a crossbeam 13 fastened between the columns 9 extends and ends on the supports 9 is appropriate. The columns have 9 linear guides 14 on, over which the cross member 13 at the supports 9 is held displaceably in the direction of the axis of rotation C. The headgear 10 is provided with a receptacle (not shown), the clamping elements (not shown) for clamping the head end 11 of the workpiece 2 are assigned, and can with respect to the cross member 13 be rotated about the rotation axis C.

Die Lynette 12 ist zwischen der Fußhalterung 3 und der Kopfhalterung 10 angeordnet, um von dem länglichen Werkstück 2 durchsetzt zu werden. Dazu umfasst die Lynette 12 einen ringförmigen Grundkörper 15, der an gegenüberliegenden Außenseiten mit Lynettenträgern 16 verbunden ist, deren freie Enden an den Stützen 9 angebracht und daran über Linearführungen 17 in Richtung der Drehachse C verschiebbar gehalten sind. Alternativ können für die Kopfhalterung 10 und die Lynette 12 auch gemeinsame Linearführungen an den Stützen 9 des Spanngestells 8 ausgebildet sein. The Lynette 12 is between the foot bracket 3 and the headgear 10 arranged to from the elongated workpiece 2 to be interspersed. This includes the Lynette 12 an annular base body 15 who on opposite outsides with Lynett vehicles 16 is connected, whose free ends on the supports 9 attached and attached via linear guides 17 are held displaceable in the direction of the axis of rotation C. Alternatively, for the headgear 10 and the Lynette 12 also common linear guides on the columns 9 of the tensioning frame 8th be educated.

An der Innenseite des ringförmigen Grundkörpers 15 der Lynette 12 ist ein Ringelement 18 gehalten, das relativ zu dem Grundkörper 15 um die Drehachse C gedreht werden kann. An dem inneren Ringelement 18 sind zwei einander gegenüberliegende verstellbare Spannbacken 19 vorgesehen, zwischen denen der mittlere Abschnitt des Werkstücks 2 fixiert werden kann. On the inside of the annular body 15 the Lynette 12 is a ring element 18 held, relative to the main body 15 can be rotated about the rotation axis C. On the inner ring element 18 are two opposing adjustable jaws 19 provided, between which the middle section of the workpiece 2 can be fixed.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 wird an der Werkzeugmaschine montiert, indem zunächst die Fußhalterung 3 über das Nullspannsystem an dem Maschinenbett MB der Werkzeugmaschine angebracht wird. Dann wird das Spanngestell 8 mit der Kopfhalterung 10 und der Lynette 12 an dem Maschinenbett MB seitlich von der Fußhalterung 3 befestigt, so dass die beiden Stützen 9 auf gegenüberliegenden Seiten der Fußhalterung 3 positioniert sind. Die Montage der Spannvorrichtung 1 erfolgt derart, dass die Drehachse C der Spannvorrichtung 1 senkrecht auf dem Maschinenbett MB steht. The tensioning device according to the invention 1 is mounted on the machine tool by first the foot mount 3 is attached to the machine bed MB of the machine tool via the zero clamping system. Then the tensioning frame 8th with the headgear 10 and the Lynette 12 on the machine bed MB laterally from the foot bracket 3 fastened so that the two supports 9 on opposite sides of the footrest 3 are positioned. The assembly of the clamping device 1 takes place such that the axis of rotation C of the clamping device 1 perpendicular to the machine bed MB stands.

Das Einspannen eines Werkstücks 2 in einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 beginnt mit dem Bereitstellen eines länglichen zu spanenden Werkstückes 2. Zunächst wird die Kopfhalterung 10 in der Linearführung 14 derart verschoben, dass der Abstand zwischen der Fußhalterung 3 und der Kopfhalterung 10 ausreichend ist, um das Werkstück 2 einzusetzen. Nach dem Einspannen des Werkstücks 2 in der Kopfhalterung 10 wird die Lynette 12 in der Linearführung 17 derart verschoben, dass sich das Fußende 4 des Werkstücks 2 bequem durch die Lynette 12 in die Aufnahme 5 der Fußhalterung 3 einsetzen und dort einspannen lässt. Danach wird die Kopfhalterung 10 in Richtung des in der Fußhalterung 3 eingespannten Werkstücks 2 verschoben, bis das Kopfende 11 des Werkstücks 2 in der Aufnahme der Kopfhalterung 10 aufgenommen ist. Nach dem Einspannen des Kopfendes 11 in der Kopfhalterung 10 wird nun die Lynette 12 an eine für die spanende Bearbeitung geeignete Stelle verschoben, um einen mittleren Abschnitt des Werkstücks 2 fixierend zu umfassen. Wenn die Spannelemente 19 der Lynette 12 mit dem mittleren Bereich des Werkstücks 2 in Anlage gebracht sind, ist das Werkstück 2 vollständig in der Spannvorrichtung 1 fixiert und zu der spanenden Bearbeitung in der Werkzeugmaschine vorbereitet. The clamping of a workpiece 2 in a tensioning device according to the invention 1 begins by providing an elongated workpiece to be machined 2 , First, the headgear 10 in the linear guide 14 shifted so that the distance between the foot bracket 3 and the headgear 10 is sufficient to the workpiece 2 use. After clamping the workpiece 2 in the headgear 10 becomes the Lynette 12 in the linear guide 17 shifted so that the foot end 4 of the workpiece 2 comfortably through the Lynette 12 in the recording 5 the foot holder 3 insert and clamp there. After that, the headgear becomes 10 towards the footrest 3 clamped workpiece 2 moved until the head end 11 of the workpiece 2 in the recording of the headgear 10 is included. After clamping the head end 11 in the headgear 10 now becomes the Lynette 12 moved to a suitable location for machining to a central portion of the workpiece 2 to include fixing. When the clamping elements 19 the Lynette 12 with the middle area of the workpiece 2 are brought into contact, is the workpiece 2 completely in the jig 1 fixed and prepared for machining in the machine tool.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (14)

Spannvorrichtung (1) zum Einspannen eines länglichen Werkstücks (2), insbesondere einer Turbinenschaufel, für die spanende Bearbeitung mittels einer Werkzeugmaschine, insbesondere mittels einer 5-Achs-Fräsmaschine, umfassend eine Fußhalterung (3) zum Fixieren eines Fußendes (4) des Werkstücks (2) und wenigstens eine weitere beabstandet von der Fußhalterung (3) angeordnete Halterung (10; 12) zum Fixieren eines weiteren Abschnitts des Werkstücks (2), die um eine Drehachse (C) der Spannvorrichtung (1) drehbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Halterung (10; 12) an einem Spanngestell (8) gehalten ist, wobei die Fußhalterung (3) und das Spanngestell (8) ausgebildet sind, um an einem Maschinenbett (MB) der Werkzeugmaschine zueinander benachbart in der Weise angebracht zu werden, dass die Drehachse (C) senkrecht zu dem Maschinenbett (MB) steht. Clamping device ( 1 ) for clamping an elongated workpiece ( 2 ), in particular a turbine blade, for machining by means of a machine tool, in particular by means of a 5-axis milling machine, comprising a foot holder ( 3 ) for fixing a foot end ( 4 ) of the workpiece ( 2 ) and at least one more spaced from the foot support ( 3 ) arranged bracket ( 10 ; 12 ) for fixing a further portion of the workpiece ( 2 ), which rotate about an axis of rotation (C) of the tensioning device ( 1 ) are rotatably arranged, characterized in that the at least one further holder ( 10 ; 12 ) on a tensioning frame ( 8th ), wherein the foot mount ( 3 ) and the tensioning frame ( 8th ) are adapted to be attached to a machine bed (MB) of the machine tool adjacent to each other in such a way that the axis of rotation (C) is perpendicular to the machine bed (MB). Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spanngestell (8) zwei Stützen (9), zwischen denen die wenigstens eine weitere Halterung (10; 12) um die Drehachse (C) der Spannvorrichtung (1) drehbar angeordnet ist, umfasst, wobei vorzugsweise an den Stützen (9) Befestigungsmittel vorgesehen sind, um das Spanngestell (8) an dem Maschinenbett (MB) auf gegenüberliegenden Seiten der Fußhalterung (3) anzubringen. Clamping device according to claim 1, characterized in that the tensioning frame ( 8th ) two supports ( 9 ) between which the at least one further holder ( 10 ; 12 ) about the axis of rotation (C) of the clamping device ( 1 ) is rotatably mounted, wherein preferably at the supports ( 9 ) Fastening means are provided to the tensioning frame ( 8th ) on the machine bed (MB) on opposite sides of the foot mount ( 3 ). Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußhalterung (3) Befestigungsmittel aufweist, die derart ausgebildet sind, dass die Fußhalterung (3) mit einer maschinenseitigen Kupplungsstelle für einen drehend anbringbaren Bearbeitungstisch verbindbar ist. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the foot holder ( 3 ) Has fastening means which are designed such that the foot mount ( 3 ) Is connectable to a machine-side coupling point for a rotatably attachable processing table. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußhalterung (3) eine Aufnahme (5) für das Fußende (4) des Werkstücks (2) aufweist, welcher Spannelemente (6; 7) derart zugeordnet sind, dass das Werkstück (2) in der Aufnahme (5) einspannbar ist. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the foot holder ( 3 ) a recording ( 5 ) for the foot end ( 4 ) of the workpiece ( 2 ), which clamping elements ( 6 ; 7 ) are assigned such that the workpiece ( 2 ) in the recording ( 5 ) is clamped. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopfhalterung (10) zum Fixieren eines dem Fußende (4) gegenüberliegenden Kopfendes (11) des Werkstücks (2) als wenigstens eine weitere Halterung (10; 12) vorgesehen ist. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that a head holder ( 10 ) for fixing a foot end ( 4 ) opposite head end ( 11 ) of the workpiece ( 2 ) as at least one further holder ( 10 ; 12 ) is provided. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfhalterung (10) eine Aufnahme umfasst, welcher Spannelemente zum Einspannen des Kopfendes (11) zugeordnet sind. Clamping device according to claim 5, characterized in that the head holder ( 10 ) comprises a receptacle which clamping elements for clamping the head end ( 11 ) assigned. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfhalterung (10) über eine an dem Spanngestell (8), insbesondere an Stützen (9) des Spanngestells (8) vorgesehene Linearführung (14) parallel zu der Drehachse (C) der Spannvorrichtung (1) verschiebbar ist. Clamping device according to one of claims 5 or 6, characterized in that the head holder ( 10 ) via a on the tensioning frame ( 8th ), in particular on supports ( 9 ) of the tensioning frame ( 8th ) provided linear guide ( 14 ) parallel to the axis of rotation (C) of the tensioning device ( 1 ) is displaceable. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lynette (12) zum fixierenden Umfassen eines mittleren Abschnitts des Werkstücks (2) als wenigstens eine weitere Halterung (10; 12) vorgesehen ist, die in der Drehachsenrichtung zwischen der Fußhalterung (3) und der Kopfhalterung (10) an dem Spanngestell (8) angeordnet ist. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that a Lynette ( 12 ) for fixing a central portion of the workpiece ( 2 ) as at least one further holder ( 10 ; 12 ) provided in the rotational axis direction between the foot bracket ( 3 ) and the headgear ( 10 ) on the tensioning frame ( 8th ) is arranged. Spannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lynette (12) über eine an dem Spanngestell (8) vorgesehene Linearführung (17) parallel zu der Drehachse (C) der Spannvorrichtung (1) verschiebbar ist. Clamping device according to claim 8, characterized in that the Lynette ( 12 ) via a on the tensioning frame ( 8th ) provided linear guide ( 17 ) parallel to the axis of rotation (C) of the tensioning device ( 1 ) is displaceable. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lynette (12) einen ringförmigen Grundkörper (15) aufweist, der an seiner Innenseite ein um die Drehachse (C) der Spannvorrichtung (1) drehbares Ringelement (18) aufweist. Clamping device according to one of claims 8 or 9, characterized in that the Lynette ( 12 ) an annular base body ( 15 ), which on its inner side about the axis of rotation (C) of the clamping device ( 1 ) rotatable ring element ( 18 ) having. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ringelement (18) Spannelemente (19) vorgesehen sind, zwischen denen ein mittlerer Abschnitt des Werkstücks (2) einspannbar ist. Clamping device according to claim 10, characterized in that on the ring element ( 18 ) Clamping elements ( 19 ) are provided, between which a central portion of the workpiece ( 2 ) is clamped. Werkzeugmaschine, insbesondere 5-Achs-Fräsmaschine, mit einer Spannvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11. Machine tool, in particular 5-axis milling machine, with a clamping device ( 1 ) according to one of claims 1 to 11. Verfahren zum Anbringen einer Spannvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 an einem Maschinenbett (MB) einer Werkzeugmaschine, umfassend die Schritte: – die Fußhalterung (3) der Spannvorrichtung (1) wird an dem Maschinenbett (MB) angebracht, insbesondere mit einer maschinenseitigen Kupplungsstelle für einen drehend anbringbaren Bearbeitungstisch verbunden; – das Spanngestell (8) mit wenigstens einer weiteren Halterung (10; 12), die insbesondere in einer an dem Spanngestell (13) vorgesehenen Linearführung (14; 17) gehalten ist, wird an dem Maschinenbett (MB) seitlich von der Fußhalterung (3) befestigt, insbesondere werden zwei von dem Spanngestell (8) umfasste Stützen (9) auf gegenüberliegenden Seiten der Fußhalterung (3) angebracht. Method for attaching a tensioning device ( 1 ) according to one of claims 1 to 11 on a machine bed (MB) of a machine tool, comprising the steps: - the foot mount ( 3 ) of the tensioning device ( 1 ) is attached to the machine bed (MB), in particular connected to a machine-side coupling point for a rotatably attachable machining table; - the tensioning frame ( 8th ) with at least one further holder ( 10 ; 12 ), in particular in one of the tensioning frame ( 13 ) provided linear guide ( 14 ; 17 ) is held on the machine bed (MB) laterally of the foot bracket ( 3 ), in particular two of the tensioning frame ( 8th ) included supports ( 9 ) on opposite sides of the footrest ( 3 ) appropriate. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußhalterung (3) und das Spanngestell (8) derart an dem Maschinenbett (MB) der Werkzeugmaschine angebracht werden, dass die Drehachse (C) der Spannvorrichtung (1) senkrecht zu dem Maschinenbett (MB) steht. Method according to claim 13, characterized in that the foot holder ( 3 ) and the tensioning frame ( 8th ) are mounted on the machine bed (MB) of the machine tool such that the axis of rotation (C) of the clamping device ( 1 ) is perpendicular to the machine bed (MB).
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