DE102017222774A1 - Method for clamping a workpiece in a clamping device and clamping device - Google Patents

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Stefan Vogl
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spannen eines Werkstücks (5) in einer offenen Spannvorrichtung (101), mit den Schritten Bereitstellen der offenen Spannvorrichtung (101) mit einer offenen Kammer (8), wobei die offene Kammer (8) in ihrem Inneren Formkörper (11) aufweist, Positionieren des Werkstücks (5) in der offenen Spannvorrichtung (101), Anlegen der Formkörper (11) an eine Werkstückoberfläche und Aufbringen eines Drucks oder einer Kraft auf die Formkörper (11) zum Fixieren des Werkstücks (5) in der offenen Spannvorrichtung (101). Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Spannen eines Werkstücks (5) in einer geschlossenen Spannvorrichtung (100). Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine offene Spannvorrichtung (101) zum Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken (5), wobei die offene Spannvorrichtung (101) eine offene Kammer (8) aufweist, deren Innenvolumen zumindest eine offene Seite (19) aufweist, wobei die offene Kammer (8) in ihrem Inneren Formkörper (11) umfasst, und wobei die Formkörper (11) druckbeaufschlagbar sind, sodass das Werkstück (5) mittels der formschlüssig an der Werkstückoberfläche anlegbaren und druckbeaufschlagbaren Formköper (11) in der offenen Spannvorrichtung (101) einspannbar ist. Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung eine geschlossene Spannvorrichtung (100) zum Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken (5).The present invention relates to a method of clamping a workpiece (5) in an open fixture (101), comprising the steps of providing the open fixture (101) with an open chamber (8), the open chamber (8) being in its interior molded body (11), positioning the workpiece (5) in the open jig (101), applying the shaped bodies (11) to a workpiece surface, and applying pressure or force to the shaped bodies (11) for fixing the workpiece (5) in the workpiece open clamping device (101). The present invention further relates to a method for clamping a workpiece (5) in a closed clamping device (100). Furthermore, the present invention relates to an open clamping device (101) for clamping workpieces to be machined (5), wherein the open clamping device (101) has an open chamber (8) whose inner volume has at least one open side (19), wherein the open Chamber (8) in its inner mold body (11) comprises, and wherein the moldings (11) are pressurizable, so that the workpiece (5) by means of form-fitting on the workpiece surface can be applied and pressurized form body (11) in the open clamping device (101) clamped is. Likewise, the present invention relates to a closed clamping device (100) for clamping of workpieces to be machined (5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spannen eines Werkstücks in einer offenen Spannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Spannen eines Werkstücks in einer geschlossenen Spannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine offenen Spannvorrichtung gemäß Anspruch 5 sowie eine geschlossene Spannvorrichtung gemäß Anspruch 6.The present invention relates to a method for clamping a workpiece in an open clamping device according to the preamble of claim 1 and a method for clamping a workpiece in a closed clamping device according to the preamble of claim 2. Furthermore, the present invention relates to an open clamping device according to claim 5 and a closed clamping device according to claim 6.

Werkstücke mit komplexen und unregelmäßig geformten Oberflächen werden zum Bearbeiten in der Regel in eine Spannvorrichtung eingespannt, um mittels geeigneter Werkzeuge bearbeitet zu werden. Diese Oberflächen können beispielsweise Freiformflächen von geschwungenen, strömungsoptimierten Schaufelprofilen für Strömungsmaschinen sein. Im Stand der Technik gibt es verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zum Einspannen von Werkstücken mit komplexen und unregelmäßig geformten Oberflächen, beispielsweise ein formschlüssiges Eingießen oder Einbetten des Werkstücks in einen Kunststoff und einem anschließenden Bearbeiten einer freibleibenden Fläche des Werkstücks. Ein weiteres Verfahren ist das Vakuumspannen von Werkstücken. Ebenso werden im Stand der Technik kraftschlüssige (Spannbacken, Spannzangen) und stoffschlüssige (z. B. Kleben, Löten) Spannvorrichtungen für verschiedene Bearbeitungsverfahren offenbart.Workpieces with complex and irregularly shaped surfaces are usually clamped in a jig for machining in order to be processed by means of suitable tools. These surfaces can be, for example, free-form surfaces of curved, flow-optimized blade profiles for turbomachines. There are various devices and methods in the prior art for clamping workpieces having complex and irregularly shaped surfaces, for example a positive casting or embedding of the workpiece in a plastic and subsequent machining of a remaining area of the workpiece. Another method is the vacuum clamping of workpieces. Likewise, frictional (jaws, collets) and cohesive (eg gluing, soldering) clamping devices for various processing methods are disclosed in the prior art.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein weiteres Verfahren zum Spannen eines Werkstücks in einer Spannvorrichtung vorzuschlagen. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung zum Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken vorzuschlagen.An object of the present invention is to propose a further method for clamping a workpiece in a clamping device. It is another object of the present invention to provide a clamping device for clamping of workpieces to be machined.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Spannen eines Werkstücks in einer offenen Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Sie wird ferner durch ein Verfahren zum Spannen eines Werkstücks in einer geschlossenen Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2, einer offenen Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie einer geschlossenen Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.The object according to the invention is achieved by a method for clamping a workpiece in an open clamping device having the features of claim 1. It is further achieved by a method for clamping a workpiece in a closed clamping device with the features of claim 2, an open clamping device with the features of claim 5 and a closed clamping device with the features of claim 6.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zum Spannen eines Werkstücks in einer offenen Spannvorrichtung vorgeschlagen. In einem ersten Verfahrensschritt wird eine Spannvorrichtung mit einer offenen Kammer bereitstellt. Die Kammer kann als Hohlkörper mit einer Öffnung bezeichnet werden. Die Öffnung kann als offene Seite der Kammer beschrieben werden. Die Kammer ist folglich nicht vollständig umschlossen oder abgeschlossen. Die Kammer weist in ihrem Inneren Formkörper auf. Die Formkörper können als Formelemente bezeichnet werden. Formkörper sind beispielsweise Kugeln, die innen hohl oder massiv sein können.The invention thus proposes a method for clamping a workpiece in an open clamping device. In a first method step, a clamping device with an open chamber is provided. The chamber can be referred to as a hollow body with an opening. The opening can be described as the open side of the chamber. The chamber is therefore not completely enclosed or closed. The chamber has in its interior molded body. The moldings may be referred to as mold elements. Shaped bodies are for example balls, which can be hollow or solid inside.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird ein Werkstück in der Spannvorrichtung positioniert. Das Werkstück weist insbesondere geschwungene, gewölbte oder komplex geformte Oberflächen wie beispielsweise Freiformflächen zum Bearbeiten auf. Das Werkstück kann rein exemplarisch eine Laufschaufel oder eine Leitschaufel einer Strömungsmaschine sein.In a second method step, a workpiece is positioned in the clamping device. The workpiece has in particular curved, curved or complex shaped surfaces such as free-form surfaces for editing. The workpiece may purely by way of example be a moving blade or a guide vane of a turbomachine.

In einem dritten Verfahrensschritt werden die Formkörper, insbesondere an oder entlang der offenen Seite der Kammer, an eine Werkstückoberfläche angelegt. Ein Anlegen kann gleichfalls ein Andrücken, Anschmiegen oder dergleichen bedeuten.In a third method step, the shaped bodies, in particular on or along the open side of the chamber, are applied to a workpiece surface. An application can also mean a pressing, nestling or the like.

In einem vierten Verfahrensschritt wird ein Druck oder eine Kraft auf die im Inneren der Kammer befindlichen Formkörper aufgebracht. Mittels dieses Drucks oder dieser Kraft wird das Werkstück in der Spannvorrichtung fixiert. Das Aufbringen des Drucks kann schrittweise (beispielsweise stufenweise) erfolgen, so dass zunächst die in der Kammer lose und ungeordnet vorliegenden Formkörper mittels des Drucks in einen dichten Verbund von Formkörpern überführt werden, in dem sich die Formkörper nicht mehr oder zumindest nur noch geringfügig gegeneinander verschieben können. Dieser dichte Verbund kann als dichte Packung bezeichnet werden. Bis zu dieser Druckstufe wird im Wesentlichen noch kein Druck zum Fixieren des Werkstücks gegen die Formkörper aufgebracht. In der nächsten, darauffolgenden Druckstufe wird dieser Druck dann erhöht und das Werkstück mittels der Formkörper in seiner Position fixiert. Die genannten Drücke können linear und kontinuierlich oder diskontinuierlich aufgebracht werden.In a fourth method step, a pressure or a force is applied to the moldings located inside the chamber. By means of this pressure or this force, the workpiece is fixed in the clamping device. The application of the pressure may be gradual (for example stepwise), so that first the loose and disorderly present in the chamber shaped body are transferred by means of pressure in a dense composite of moldings in which the moldings no longer or at least only slightly move against each other can. This dense composite can be referred to as dense packing. Up to this pressure stage substantially no pressure for fixing the workpiece is applied against the moldings. In the next subsequent pressure step, this pressure is then increased and the workpiece is fixed in position by means of the shaped bodies. The said pressures can be applied linearly and continuously or discontinuously.

Erfindungsgemäß wird ein weiteres Verfahren zum Spannen eines Werkstücks in einer geschlossenen Spannvorrichtung vorgeschlagen, das in einem ersten Schritt eine Spannvorrichtung mit einer geschlossenen Kammer bereitstellt. Die geschlossene Kammer kann als Hohlkörper bezeichnet werden. Die Kammer wird zumindest abschnittsweise von einer Membran abgeschlossen. Ein Abschließen der Kammer durch die Membran kann gleichfalls ein Begrenzen, Umschließen oder Angrenzen bedeuten. Die Kammer weist in ihrem Inneren Formkörper auf. Die Formkörper können als Formelemente bezeichnet werden. Formkörper sind beispielsweise Kugeln, die innen hohl oder massiv sein können.According to the invention, a further method for clamping a workpiece in a closed clamping device is proposed, which provides a clamping device with a closed chamber in a first step. The closed chamber can be referred to as a hollow body. The chamber is at least partially closed by a membrane. Closing the chamber through the membrane may also mean limiting, enclosing or abutting. The chamber has in its interior molded body. The moldings may be referred to as mold elements. Shaped bodies are for example balls, which can be hollow or solid inside.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird ein Werkstück in der Spannvorrichtung positioniert. Das Werkstück weist insbesondere geschwungene, gewölbte oder komplex geformte Oberflächen wie beispielsweise Freiformflächen zum Bearbeiten auf. Das Werkstück kann rein exemplarisch eine Laufschaufel oder eine Leitschaufel einer Strömungsmaschine sein.In a second method step, a workpiece is positioned in the clamping device. The workpiece has in particular curved, domed or complex shaped surfaces such as freeform surfaces for machining. The workpiece may purely by way of example be a moving blade or a guide vane of a turbomachine.

In einem dritten Verfahrensschritt wird die Membran an eine Werkstückoberfläche angelegt. Ein Anlegen kann gleichfalls ein Andrücken, Anschmiegen oder dergleichen bedeuten. Die Membran kann sich beispielsweise vorteilhaft an eine als Freiformfläche ausgebildete Werkstückoberfläche anlegen. Damit kann ein direkter Formschluss zwischen der Werkstückoberfläche und der Membran erzeugt werden.In a third method step, the membrane is applied to a workpiece surface. An application can also mean a pressing, nestling or the like. For example, the membrane can advantageously be applied to a workpiece surface designed as a free-form surface. Thus, a direct positive connection between the workpiece surface and the membrane can be generated.

In einem vierten Verfahrensschritt wird ein Druck oder eine Kraft auf die im Inneren der Kammer befindlichen Formkörper aufgebracht. Mittels dieses Drucks oder dieser Kraft wird das Werkstück in der Spannvorrichtung fixiert. Das Aufbringen des Drucks kann schrittweise (beispielsweise stufenweise) erfolgen, so dass zunächst die in der Kammer lose und ungeordnet vorliegenden Formkörper mittels des Drucks in einen dichten Verbund von Formkörpern überführt werden, in dem sich die Formkörper nicht mehr oder zumindest nur noch geringfügig gegeneinander verschieben können. Dieser dichte Verbund kann als dichte Packung bezeichnet werden. Bis zu dieser Druckstufe wird im Wesentlichen noch kein Druck zum Fixieren des Werkstücks auf die Membran aufgebracht. In der nächsten, darauffolgenden Druckstufe wird dieser Druck dann erhöht und das Werkstück mittels der Membran in seiner Position fixiert. Die genannten Drücke können linear und kontinuierlich oder diskontinuierlich aufgebracht werden.In a fourth method step, a pressure or a force is applied to the moldings located inside the chamber. By means of this pressure or this force, the workpiece is fixed in the clamping device. The application of the pressure may be gradual (for example stepwise), so that first the loose and disorderly present in the chamber shaped body are transferred by means of pressure in a dense composite of moldings in which the moldings no longer or at least only slightly move against each other can. This dense composite can be referred to as dense packing. Up to this pressure stage substantially no pressure for fixing the workpiece is applied to the membrane. In the next, subsequent pressure step, this pressure is then increased and the workpiece is fixed in position by means of the membrane. The said pressures can be applied linearly and continuously or discontinuously.

Die erfindungsgemäße offene Spannvorrichtung ist zum, insbesondere wieder lösbaren, Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken ausgelegt und vorbereitet. Die Spannvorrichtung kann als Werkstückaufnahmevorrichtung oder als Flexibles Formspann-System bezeichnet werden. Das Einspannen kann als Fixieren bezeichnet werden. Die Spannvorrichtung weist eine offene Kammer auf, das heißt, mindestens eine Seite oder ein Abschnitt der Kammer ist offen. In der Kammer sind Formkörper zum Anliegen an wenigstens eine Werkstückoberfläche angeordnet. Die Formkörper können sich mittels der offenen Kammer direkt an eine Oberfläche des Werkstücks anlegen. Die Formkörper sind druckbeaufschlagbar, so dass das Werkstück mittels der druckbeaufschlagbaren Formkörper in der Spannvorrichtung einspannbar ist.The open clamping device according to the invention is designed and prepared for, in particular releasable, clamping of workpieces to be machined. The clamping device can be referred to as a workpiece receiving device or as a flexible mold clamping system. The clamping can be referred to as fixing. The tensioning device has an open chamber, that is, at least one side or a portion of the chamber is open. In the chamber moldings are arranged for abutment against at least one workpiece surface. The shaped bodies can be created directly on a surface of the workpiece by means of the open chamber. The moldings can be pressurized, so that the workpiece can be clamped in the clamping device by means of the moldings which can be pressurized.

Die erfindungsgemäße geschlossene Spannvorrichtung ist zum, insbesondere wieder lösbaren, Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken ausgelegt und vorbereitet. Die Spannvorrichtung kann als Werkstückaufnahmevorrichtung oder als Flexibles Formspann-System bezeichnet werden. Das Einspannen kann als Fixieren bezeichnet werden. Die Spannvorrichtung weist wenigstens eine Membran zum Anliegen der Membran an wenigstens eine Werkstückoberfläche auf. Die Kammer umfasst in ihrem Inneren druckbeaufschlagbare Formkörper, durch die das Werkstück mittels der formschlüssig an der Werkstückoberfläche anlegbaren Membran und mittels der druckbeaufschlagbaren Formkörper in der Spannvorrichtung einspannbar ist.The closed clamping device according to the invention is designed and prepared for, in particular releasable, clamping of workpieces to be machined. The clamping device can be referred to as a workpiece receiving device or as a flexible mold clamping system. The clamping can be referred to as fixing. The tensioning device has at least one membrane for contacting the membrane with at least one workpiece surface. The chamber comprises in its interior pressurizable moldings, by means of which the workpiece can be clamped in the clamping device by means of the membrane which can be placed on the workpiece surface in a form-fitting manner and by means of the moldings which can be pressurized.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen und Ausführungsformen.Advantageous developments of the present invention are the subject of subclaims and embodiments.

Erfindungsgemäße beispielhafte Ausführungsformen können eines oder mehrere der im Folgenden genannten Merkmale aufweisen.Inventive exemplary embodiments may have one or more of the following features.

Ein Spannen eines Werkstücks in einer Spannvorrichtung ist als ein Einspannen, Fixieren, Klemmen oder dergleichen des Werkstücks in der Spannvorrichtung zu verstehen.A clamping of a workpiece in a clamping device is to be understood as a clamping, fixing, clamping or the like of the workpiece in the clamping device.

Ein Werkstück kann ein beliebiges Objekt sein, welches aus einem massiven Material hergestellt sein kann und in irgendeiner Form bearbeitet werden soll. Die Bearbeitung kann materialabtragend sein, beispielsweise mittels Fräsen, Schleifen, Laserbearbeiten oder mittels eines anderen Bearbeitungsverfahrens.A workpiece may be any object that may be made of a solid material and is to be machined in some way. The machining can be material-removing, for example by means of milling, grinding, laser machining or by means of another machining method.

Eine Kammer kann eine geschlossene oder eine offene Kammer, eine Druckkammer, ein Hohlraum oder dergleichen sein. Die Kammer kann bereichsweise von der Membran abgeschlossen sein. Ein Abschließen kann ein Umschließen der Kammer in einem oder mehreren Bereichen bedeuten. Die Kammer kann eine, zumindest abschnittsweise, flexible Hülle aufweisen. Ebenso kann die Kammer, zumindest abschnittsweise, feste und stabile Bereiche oder Wände aufweisen. Die Kammer kann zumindest bereichsweise eine zylindrische Form aufweisen. Eine zylindrische Form kann auf einer Stirnseite die Membran aufweisen, auf der gegenüberliegenden Seite einen Kolben, der gegen das Kammerinnere verschiebbar angeordnet ist und derart die Membran bewegen kann. Der Kolben kann beispielsweise mittels einer Kolbenstange, einer Gewindestange oder ähnlichem bewegt und angetrieben werden.A chamber may be a closed or open chamber, a pressure chamber, a cavity or the like. The chamber may be partially closed by the membrane. Completion may mean enclosing the chamber in one or more areas. The chamber may have a, at least in sections, flexible envelope. Likewise, the chamber, at least in sections, have solid and stable areas or walls. The chamber may at least partially have a cylindrical shape. A cylindrical shape may have on one end face the membrane, on the opposite side a piston which is arranged displaceably against the chamber interior and thus can move the membrane. The piston can for example be moved and driven by means of a piston rod, a threaded rod or the like.

Eine Membran kann in einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen ein bewegliches, flexibles Konstruktionselement sein, welches die Kammer abschnittsweise abschließt. Die Membran kann dehnbar sein. Die Membran kann die Kammer nach außen, also nach außerhalb der Kammer, abschließen und abdichten. Mittels der Membran kann ein komplex geformtes Werkstück in der Spannvorrichtung formschlüssig eingespannt und fixiert werden. Ein formschlüssiges Einspannen kann ein flächiges Einspannen mittels der Membran bedeuten oder umfassen. Ein komplex geformtes Werkstück ist beispielsweise ein Werkstück mit konvexen und/oder konkaven Oberflächen, die als Freiformflächen ausgestaltet sein können. Rein exemplarisch kann ein komplex geformtes Werkstück eine Laufschaufel oder eine Leitschaufel einer Strömungsmaschine, insbesondere einer axialen Gasturbine, sein.A membrane may, in some exemplary embodiments of the invention, be a moveable, flexible structural element that terminates the chamber in sections. The membrane can be stretchable. The membrane can close and seal the chamber to the outside, ie to the outside of the chamber. By means of the membrane, a complex shaped workpiece clamped in the clamping device and form fit be fixed. A positive clamping can mean or comprise a surface clamping by means of the membrane. A complex-shaped workpiece, for example, a workpiece with convex and / or concave surfaces, which may be configured as free-form surfaces. By way of example only, a complex shaped workpiece may be a blade or vane of a turbomachine, particularly an axial gas turbine.

Die Kammer weist in ihrem Inneren Formkörper auf, die als Füllkörper bezeichnet werden können. Die Formkörper können geometrisch gleichförmig oder unterschiedlich ausgestaltete Bauteile sein. Beispielsweise können die Formkörper kugelförmig, polyederförmig oder prismenförmig sein. Kugeln können gleiche oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Die Formkörper können innen hohl oder massiv sein. Die Formkörper weisen insbesondere eine glatte Außenoberfläche auf, so dass sich die Formköper leicht gegeneinander verschieben lassen. Dadurch können sich die Formkörper in der Kammer bei einem von außen aufgebrachten Druck leicht gegeneinander verschieben und sich zu einer dichten Packung zusammenschieben. Mittels dieser dichten Packung kann ein von außen auf die Kammer aufgebrachter Druck auf die Membran und auf das an der Membran anliegende Werkstück übertragen und ausgeübt werden. Dadurch kann vorteilhaft ein komplex geformtes Werkstück einfach und wieder lösbar eingespannt und fixiert werden.The chamber has in its interior molded body, which can be referred to as a packing. The moldings may be geometrically uniform or differently configured components. For example, the shaped bodies may be spherical, polyhedral or prismatic. Balls may have the same or different diameters. The shaped bodies can be hollow or solid inside. In particular, the shaped bodies have a smooth outer surface, so that the shaped bodies can easily be displaced relative to one another. As a result, the moldings can easily move in the chamber at a pressure applied from the outside against each other and push together to form a tight package. By means of this dense packing, a pressure applied from the outside to the chamber can be transmitted and exerted on the membrane and on the workpiece resting against the membrane. As a result, advantageously a complex-shaped workpiece can be easily and releasably clamped and fixed.

Die Formkörper können in einem unbelasteten Zustand eine flexible Formgebung aufweisen und in einem belasteten Zustand eine Formstabilität. Insbesondere sind die Formkörper deformierbar, jedoch nicht komprimierbar.The moldings can have a flexible shape in an unloaded state and a dimensional stability in a loaded state. In particular, the moldings are deformable, but not compressible.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen sind die Formkörper aus Metall, aus Keramik, aus Kunststoff und/oder aus einem Verbundmaterial hergestellt oder weisen ein solches Material auf.In some exemplary embodiments of the invention, the moldings are made of metal, ceramic, plastic, and / or composite material, or include such material.

Die Membran kann funktionell als Abschirmung des Füllmaterials gegenüber dem Umgebungsraum beschrieben werden. Der Umgebungsraum kann als Maschinenraum bezeichnet werden.The membrane may be functionally described as shielding the filling material from the surrounding space. The ambient space may be referred to as engine room.

Ein Positionieren des Werkstücks in der Spannvorrichtung und ein nachfolgendes Anlegen der Membran an der Werkstückoberfläche kann in einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen bedeuten, dass das Werkstück mit einer geringen Vorspannung an der Membran in der Spannvorrichtung fixiert und gehalten wird, jedoch ein Verschieben und genaues Positionieren des Werkstücks für einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt noch möglich ist. Basierend auf der, insbesondere flexiblen, Membran und den Formkörpern in der Kammer liegt die Membran auch bei einem Verschieben und Positionieren des Werkstücks vor und nach dem Verschieben formschlüssig an der Werkstückoberfläche, oder zumindest an Abschnitten davon, an. Bei einem nachfolgenden Erhöhen des Drucks auf die Kammer mit den Formkörpern, und damit auf die Membran, kann das Werkstück endgültig eingespannt und fixiert werden, ohne dass das Werkstück sich nochmals, auch geringfügig, verschiebt. Damit ist ein weitgehend exaktes Bearbeiten des Werkstück in einem nachfolgenden Schritt möglich.Positioning of the workpiece in the chuck and subsequent application of the membrane to the workpiece surface, in some exemplary embodiments of the invention, may mean that the workpiece is fixed and held with a low bias on the diaphragm in the chuck, but shifting and accurately positioning the workpiece Workpiece for a subsequent processing step is still possible. Based on the, in particular flexible, membrane and the shaped bodies in the chamber, the membrane is also in a displacement and positioning of the workpiece before and after the displacement of a form-fitting manner on the workpiece surface, or at least portions of it. In a subsequent increase of the pressure on the chamber with the moldings, and thus on the membrane, the workpiece can be finally clamped and fixed without the workpiece again, even slightly, moves. For a largely accurate machining of the workpiece in a subsequent step is possible.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen kann ein Druck auf die Formkörper zum Fixieren des Werkstücks in der Spannvorrichtung mittels einer Platte, eines Stempels, eines oder mehrerer expandierbarer Schläuche, einer weiteren Membran oder ähnlichem ausgeübt werden.In some exemplary embodiments of the invention, pressure may be exerted on the moldings to fix the workpiece in the chuck by means of a plate, a punch, one or more expandable tubing, another membrane, or the like.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen kann in einem weiteren Verfahrensschritt das Werkstück in der Spannvorrichtung mittels eines materialabtragenden Verfahrens bearbeitet werden. Aufgrund des zuvor erfolgten Verfahrensschritts eines Aufbringens eines Drucks oder einer Kraft auf die Formkörper zum Fixieren des Werkstücks in der Spannvorrichtung und einem formschlüssigen Anliegen der Membran an zumindest einem Abschnitt der Werkstückoberfläche kann vorteilhaft eine Schwingungsdämpfung des Werkstücks während eines Bearbeitungsschritts erreicht werden. Die Schwingungsdämpfung kann darüber hinaus durch eine geeignete Wahl der Formkörper in der Kammer beeinflusst werden. Je nach Größe, Form und Materialauswahl der Formkörper kann eine gezielte Schwingungsdämpfung eingestellt, die beispielsweise auf die Eigenfrequenzen des zu bearbeitenden Werkstück abgestimmt wird. Dies kann vorteilhaft eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks gewährleisten. Somit können die Formkörper in der Kammer schwingungsdämpfend wirken, insbesondere während der Anwendung eines materialabtragenden Bearbeitungsverfahrens.In some exemplary embodiments according to the invention, in a further method step, the workpiece in the clamping device can be processed by means of a material-removing method. Due to the previously performed method step of applying a pressure or a force on the moldings for fixing the workpiece in the clamping device and a positive engagement of the membrane on at least a portion of the workpiece surface can advantageously be achieved vibration damping of the workpiece during a processing step. The vibration damping can also be influenced by a suitable choice of the moldings in the chamber. Depending on the size, shape and material selection of the molded body, a targeted vibration damping can be set, which is tuned, for example, to the natural frequencies of the workpiece to be machined. This can advantageously ensure a high machining accuracy of the workpiece. Thus, the moldings can act vibration damping in the chamber, especially during the application of a material-removing machining process.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen erfolgt die Aufbringung des Drucks oder der Kraft auf die Formkörper pneumatisch oder hydraulisch. Eine pneumatische Druckaufbringung kann mittels eines flexiblen Schlauchs oder einer flexiblen Kammer erfolgen, wobei der Schlauch, die Kammer oder eine andere Form pneumatisch gesteuert oder geregelt befüllt und entleert werden kann. Beispielsweise kann ein pneumatisch befüllter Schlauch einen Druck aufbauen, der auf die Kammer mit den Formkörpern übertragen werden kann. Dadurch kann wiederum die Membran formschlüssig an die Werkstückoberfläche angelegt und angepresst werden und somit das Werkstück in der Spannvorrichtung spannen und fixieren. Anstatt einem pneumatischen System kann ebenso ein hydraulisches System eingesetzt werden. Die Steuerungsmechanismen und/oder die Regelungsmechanismen für derartige Systeme sind im Stand der Technik bekannt.In some exemplary embodiments of the invention, the application of pressure or force to the moldings is pneumatic or hydraulic. A pneumatic pressure application can be made by means of a flexible hose or a flexible chamber, wherein the hose, the chamber or another form can be pneumatically controlled or regulated filled and emptied. For example, a pneumatically filled tube can build up a pressure that can be transferred to the chamber with the moldings. As a result, in turn, the membrane can be positively applied to the workpiece surface and pressed and thus clamp the workpiece in the clamping device and fix. Instead of a pneumatic system can also hydraulic system can be used. The control mechanisms and / or the control mechanisms for such systems are known in the art.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen erfolgt die Aufbringung des Drucks oder der Kraft auf die Formkörper mechanisch. Eine mechanische Druckaufbringung kann mittels einer Spindel-Platte-Anordnung, einer Kolben-Kolbenstangen-Anordnung, einer Getriebeanordnung oder dergleichen erfolgen.In some exemplary embodiments of the invention, the application of pressure or force to the moldings is mechanical. Mechanical pressure application may be by means of a spindle-plate arrangement, a piston-piston rod arrangement, a gear arrangement or the like.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen ist die Spannvorrichtung zum Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken mittels materialabtragender Verfahren vorgesehen und vorbereitet. Materialabtragende Verfahren sind beispielsweise spanende, fräsende oder schleifende Verfahren, laserbasierte Verfahren oder andere Verfahren.In some exemplary embodiments according to the invention, the clamping device is provided and prepared for clamping workpieces to be machined by means of material-removing methods. Material removing processes are, for example, cutting, milling or grinding processes, laser-based processes or other processes.

Die zu bearbeitenden Werkstücke können Freiformflächen als Oberflächen aufweisen, die mittels der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung vorteilhaft einfach und genau positionierbar eingespannt und fixiert werden können.The workpieces to be machined may have free-form surfaces as surfaces, which can advantageously be clamped and fixed in an easily positionable manner by means of the clamping device according to the invention.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen weist die Membran der Spannvorrichtung eine oder mehrere, insbesondere mehrlagige, flexible Schichten auf. Die Kammer mit der Membran kann als formveränderlicher Halteabschnitt bezeichnet werden, da die Membran sich an verschieden geformte Werkstückoberflächen anpassen kann.In some exemplary embodiments according to the invention, the membrane of the tensioning device has one or more, in particular multilayer, flexible layers. The chamber with the membrane can be referred to as a shape-changing holding section, since the membrane can adapt to differently shaped workpiece surfaces.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen weist die Kammer neben den Formkörpern weiterhin ein Fluid auf. Das Fluid kann gasförmig oder flüssig sein. Das Fluid kann ein flüssiges Medium sein, etwa Wasser oder eine gegenüber Wasser höher viskose, zähe Flüssigkeit, oder eine gegenüber Wasser niedriger viskose Flüssigkeit. Das Fluid kann ein Gel oder eine Suspension sein. Die Auswahl eines geeigneten Fluids kann auf die Materialauswahl und/oder die Oberflächengüte der Formkörper abgestimmt werden, beispielsweise um eine Dämpffunktion und/oder eine Stützfunktion der Spannvorrichtung zu optimieren. Diese Optimierung kann weiterhin die Werkstückgeometrie und/oder das Werkstückmaterial einbeziehen. Das Fluid kann ein Gel und/oder eine Flüssigkeit und/oder kleine, körnige Partikel wie beispielsweise Sand und/oder Stahlkugeln umfassen.In some exemplary embodiments of the invention, the chamber further comprises a fluid adjacent to the moldings. The fluid may be gaseous or liquid. The fluid may be a liquid medium, such as water or a viscous, viscous liquid, or a viscous liquid that is lower in water. The fluid may be a gel or a suspension. The selection of a suitable fluid can be matched to the choice of material and / or the surface quality of the molded bodies, for example to optimize a damping function and / or a support function of the clamping device. This optimization may further involve the workpiece geometry and / or the workpiece material. The fluid may comprise a gel and / or a liquid and / or small, granular particles such as sand and / or steel balls.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen ist das Werkstück mittels der an der Werkstückoberfläche anlegbaren Membran und mittels der druckbeaufschlagbaren Formkörper formschlüssig und kraftschlüssig in der Spannvorrichtung einspannbar. Der Formschluss kann durch das Anlegen der flexiblen Membran an eine Freiformoberfläche des Werkstücks erzielt werden. Der Kraftschluss kann durch eine auf die Kammer und die in der Kammer befindlichen Formkörper ausgeübte Kraft erreicht werden. Eine Kombination von Formschluss und Kraftschluss kann ein stabiles und positionsgetreues Positionieren des Werkstücks in der Spannvorrichtung erzeugen.In some exemplary embodiments according to the invention, the workpiece can be clamped positively and non-positively in the clamping device by means of the membrane which can be applied to the workpiece surface and by means of the pressure-susceptible shaped bodies. The positive connection can be achieved by applying the flexible membrane to a free-form surface of the workpiece. The frictional connection can be achieved by a force exerted on the chamber and the moldings located in the chamber. A combination of positive engagement and frictional engagement can produce a stable and positionally correct positioning of the workpiece in the clamping device.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen weist die Spannvorrichtung ein hydraulisches oder ein pneumatisches oder ein mechanisches System zur Druckbeaufschlagung der Formkörper auf. Die Systeme können gleichfalls kombiniert angewendet werden. Das System kann einen Schlauch mit einer pneumatischen Schnittstelle aufweisen, um die Kammer mit einem Druck zu beaufschlagen. Der Schlauch kann dehnbar sein. In some exemplary embodiments according to the invention, the tensioning device has a hydraulic or a pneumatic or a mechanical system for pressurizing the shaped bodies. The systems can also be used in combination. The system may include a hose having a pneumatic interface to pressurize the chamber. The hose can be stretchable.

Dabei führt der Innendruck des Schlauchs zu einer Volumenverdrängung außerhalb des Schlauchs. Diese Volumenverdrängung wirkt auf die Formkörper in der Kammer ein. Die Formkörper können als Dämpfungsmaterial bezeichnet werden. Die Formkörper wirken über die Membran auf das Werkstück, beispielsweise ein eingespanntes Gehäuse, ein. Insbesondere findet vorteilhaft gleichzeitig eine Energieabsorption und eine Stützfunktion des Werkstücks statt. Die beschriebene Anordnung kann als Mehrkammer-Anordnung oder als Mehrkammer-Ring bezeichnet werden.The internal pressure of the hose leads to a volume displacement outside of the hose. This volume displacement acts on the moldings in the chamber. The moldings may be referred to as damping material. The shaped bodies act on the workpiece via the membrane, for example a clamped housing. In particular, an energy absorption and a supporting function of the workpiece advantageously take place at the same time. The described arrangement can be referred to as a multi-chamber arrangement or as a multi-chamber ring.

Die pneumatische Schnittstelle kann Regelventile zum Erzeugen eines Überdrucks (zum Spannen des Werkstücks) und zum Erzeugen eines Unterdrucks (zum Lösen und Entnehmen des Werkstücks) aufweisen.The pneumatic interface may include control valves for generating an overpressure (for clamping the workpiece) and for generating a negative pressure (for releasing and removing the workpiece).

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen weist die Kammer wenigstens einen Kolben oder einen Stößel zur Druckbeaufschlagung der Formkörper auf.In some exemplary embodiments of the invention, the chamber has at least one piston or plunger for pressurizing the moldings.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen weist die Spannvorrichtung zwei Spannbacken zum Einspannen eines Werkstücks auf. Die Spannbacken können hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch bewegt werden. Die Spannbacken können manuell oder automatisch angetrieben und bewegt werden.In some exemplary embodiments according to the invention, the clamping device has two clamping jaws for clamping a workpiece. The clamping jaws can be moved hydraulically, pneumatically or mechanically. The clamping jaws can be driven and moved manually or automatically.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Spannvorrichtung eine magnetorheologische Flüssigkeit. Eine magnetorheologische Flüssigkeit kann eine Trägerflüssigkeit mit fein verteilten Feststoffpartikeln umfassen. Mittels einer magnetorheologischen Flüssigkeit kann vorteilhaft mittels eines angelegten Stroms ein Werkstück in der Spannvorrichtung eingespannt werden. Weiterhin können mittels eines angelegten Stroms die Schwingungen des eingespannten Werkstücks beeinflusst werden.In some exemplary embodiments of the invention, the tensioner comprises a magnetorheological fluid. A magnetorheological fluid may comprise a carrier fluid having finely divided solid particles. By means of a magnetorheological fluid can advantageously by means of an applied current a Workpiece be clamped in the jig. Furthermore, the vibrations of the clamped workpiece can be influenced by means of an applied current.

In einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen ist die Spannvorrichtung eine Anordnung zum Heben von Gegenständen. Ebenso ist erfindungsgemäße Spannvorrichtung in einigen erfindungsgemäßen, beispielhaften Ausführungsformen eine Anordnung zum Heben und anschließendem Bewegen von Gegenständen, beispielsweise von einer Position in eine andere Position.In some example embodiments of the invention, the tensioner is an assembly for lifting objects. Likewise, in some exemplary embodiments of the invention, a tensioning device is an arrangement for lifting and then moving objects, for example, from one position to another position.

Manche oder alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen können einen, mehrere oder alle der oben und/oder im Folgenden genannten Vorteile aufweisen.Some or all embodiments according to the invention may have one, several or all of the advantages mentioned above and / or below.

Mittels der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung können Werkstücke mit hochkomplexen Konturzügen der Werkstückoberflächen vorteilhaft einfach eingespannt werden. Eine einfache Einspannung erfordert beispielsweise keine oder nur geringe Vorbereitungsprozesse und/oder Nachfolgeprozesse, wie dies beispielsweise bei alternativen Spannvorrichtungen mittels Einkleben oder Eingießen der Werkstücke notwendig ist.By means of the clamping device according to the invention workpieces can be advantageously easily clamped with highly complex Konturzügen the workpiece surfaces. Simple clamping requires, for example, little or no preparation processes and / or subsequent processes, as is necessary, for example, in alternative clamping devices by gluing or pouring of the workpieces.

Mittels der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung können geometrische Toleranzen eines Fertigungsprozesses eines zu fixierenden Werkstücks vorteilhaft ausgeglichen werden. Beispielsweise können Gußtoleranzen eines gegossenen Werkstücks mittels der anliegenden Formkörper am Werkstück oder einer anliegenden Membran am Werkstück ausgeglichen werden. Eine alternative exakte, konturgetreue Spannvorrichtung, die aufwendig hergestellt werden müsste, kann vorteilhaft vermieden werden.By means of the clamping device according to the invention geometric tolerances of a manufacturing process of a workpiece to be fixed can be compensated advantageous. For example, casting tolerances of a cast workpiece can be compensated for by means of the adjacent shaped bodies on the workpiece or an adjacent membrane on the workpiece. An alternative exact, contour-faithful clamping device, which would have to be produced consuming, can be advantageously avoided.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Spannen eines Werkstücks in der Spannvorrichtung kann vorteilhaft die Rüstzeiten gegenüber alternativen Spannverfahren verringern.The method according to the invention for clamping a workpiece in the clamping device can advantageously reduce set-up times compared with alternative clamping methods.

Mittels der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung kann eine Kraftübertragung auf das Werkstück vorteilhaft ohne hohe Spannungsspitzen (an der Werkstückoberfläche) übertragen werden. Die Membran der Spannvorrichtung ermöglicht ein, zumindest abschnittsweise, flächiges Anliegen an der Werkstückoberfläche. Die Kraftübertragung der auf die Formkörper der Kammer wirkenden Kräfte kann mittels der Membran vorteilhaft ohne hohe Spannungsspitzen auf das Werkstück übertragen werden.By means of the tensioning device according to the invention, a force transmission to the workpiece can advantageously be transmitted without high voltage peaks (on the workpiece surface). The membrane of the clamping device allows, at least in sections, flat concerns on the workpiece surface. The force transmission of the forces acting on the moldings of the chamber forces can be transmitted by means of the membrane advantageously without high voltage spikes on the workpiece.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ermöglicht vorteilhaft einen Formschluss zwischen der Membran der Spannvorrichtung und dem einzuspannenden Werkstück.The clamping device according to the invention advantageously allows a positive connection between the membrane of the clamping device and the workpiece to be clamped.

In manchen Ausführungsformen kann ein Anlegen bzw. ein Anliegen eines Werkstücks an die Membran vorteilhaft schwingungsdämpfend und/oder schwingungsbeeinflussend auf das Werkstück wirken. Dies kann die Fertigungsgenauigkeit in einem Bearbeitungsschritt eines eingespannten Werkstücks verbessern.In some embodiments, application of a workpiece to the diaphragm may advantageously act to dampen vibration and / or vibration on the workpiece. This can improve the manufacturing accuracy in a machining step of a clamped workpiece.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Spannen eines Werkstücks in der Spannvorrichtung kann die Frequenzverstimmung der Spannvorrichtung vorteilhaft angepasst werden. Insbesondere durch die Formkörper im Inneren der Kammer kann diese Frequenzverstimmung erfolgen. Je nach Größe, Form, Material, Oberflächengestaltung etc. der Formkörper kann beispielsweise die Eigenfrequenz der Spannvorrichtung beeinflusst und gezielt verändert werden. Aufgrund der Einspannung eines Werkstücks mittels der Membran kann weiterhin die Frequenzverstimmung der gesamten Einheit von Spannvorrichtung und Werkstück beeinflusst werden. Dies ermöglicht ein genaues und schwingungsarmes Bearbeiten eines materialabtragenden Verfahrens, beispielsweise bei einer Fräsbearbeitung, wobei der Fräser aufgrund seiner Dynamik bestimmte Frequenzen erzeugt.By means of the method according to the invention for clamping a workpiece in the clamping device, the frequency detuning of the clamping device can be advantageously adapted. In particular, by the shaped body inside the chamber, this frequency detuning can be done. Depending on the size, shape, material, surface design, etc. of the molded body, for example, the natural frequency of the clamping device can be influenced and selectively changed. Due to the clamping of a workpiece by means of the membrane, the frequency detuning of the entire unit of clamping device and workpiece can also be influenced. This allows an accurate and low-vibration machining of a material-removing process, for example, in a milling, wherein the cutter generates certain frequencies due to its dynamics.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ermöglicht vorteilhaft eine Kombination einerseits einer Dämpfung von Schwingungen der Spannvorrichtung oder einzelner Teile der Spannvorrichtung und andererseits einem Stützen bzw. Einspannen eines Werkstücks mit einem Verstimmen hinsichtlich von Bauteilschwingungen. Die Krafteinleitung auf die Kammer und die darin enthaltenen Formkörper führt einerseits zum Einspannen (oder Stützen) des Werkstücks und andererseits zum Dämpfen der Gesamtanordnung. Insbesondere durch eine geeignete Wahl der Größe, der Form, der Materialien und/oder der Oberflächengestaltung der Formköper in der Kammer kann diese Kombination aus einer Dämpfung und einem Stützen mit einem Verstimmen erzielt werden. Die Materialauswahl für die Formkörper ist weitgehend frei wählbar. Diese Materialauswahl bestimmt oder beeinflusst wesentlich die Eigenfrequenz der Bauteile.The tensioning device according to the invention advantageously makes possible a combination of, on the one hand, damping of vibrations of the tensioning device or of individual parts of the tensioning device and, on the other hand, support or clamping of a workpiece with detuning with regard to component vibrations. The introduction of force to the chamber and the moldings contained therein on the one hand leads to clamping (or supporting) of the workpiece and on the other hand to damping of the overall arrangement. In particular, by a suitable choice of the size, the shape, the materials and / or the surface design of the molded body in the chamber, this combination of a damping and a support with a detuning can be achieved. The choice of material for the moldings is largely freely selectable. This choice of material essentially determines or influences the natural frequency of the components.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ermöglicht vorteilhaft aufgrund der MembranKammer-Anordnung eine hohe Unempfindlichkeit gegen eine Verschmutzung der Spannvorrichtung, insbesondere im Inneren der Kammer mit den Formkörpern. Die Membran schirmt diese Formkörper in der Kammer weitgehend ab. Somit können beispielsweise abgetragene Späne bei einer Fräsbearbeitung des Werkstücks, gegebenenfalls zusätzlich vermischt mit einem Schmiermittel und/oder einem Kühlmittel (beispielsweise Öl als Kühlflüssigkeit), weiterhin gegebenenfalls Schleifstaub und/oder Schleifscheibenabrieb, nicht in das Innere der Kammer gelangen. Damit können vorteilhaft aufwendige, nachfolgende Reinigungszeiten entfallen oder zumindest verkürzt werden. Dies kann vorteilhaft zu einer Kosteneinsparung der gesamten Bearbeitungszeit beim materialabtragenden Bearbeiten des Werkstücks mittels der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung führen.The clamping device according to the invention advantageously allows due to the membrane chamber arrangement a high insensitivity to contamination of the clamping device, in particular in the interior of the chamber with the moldings. The membrane largely shields these shaped bodies in the chamber. Thus, for example, removed chips in a milling of the workpiece, optionally additionally mixed with a lubricant and / or a coolant (for example, oil as a cooling fluid), further optionally grinding dust and / or Schleifscheibenabrieb, do not get into the interior of the chamber. This can be advantageously eliminated consuming, subsequent cleaning times or at least shortened. This can advantageously lead to a cost saving of the entire processing time in the material-removing machining of the workpiece by means of the clamping device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ermöglicht vorteilhaft ein Verhindern von Beschädigungen am Werkstück, aufgrund einer geeigneten Materialwahl der Membran und einem, zumindest abschnittsweise, flächigen Anliegen der Membran am Werkstück.The clamping device according to the invention advantageously makes it possible to prevent damage to the workpiece, due to a suitable choice of material of the membrane and, at least in sections, planar engagement of the membrane on the workpiece.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorteilhaft ein automatisierbares Verfahren zum Einspannen und Bearbeiten von Werkstücken.The method according to the invention advantageously makes possible an automatable method for clamping and machining workpieces.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen, in welcher identische Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile bezeichnen, exemplarisch erläutert. In den jeweils stark schematisch vereinfachten Figuren gilt:

  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße geschlossene Spannvorrichtung mit zwei Spannbacken und einer eingespannten Turbinenschaufel im Querschnitt;
  • 2a,b,c zeigen schematisch verschiedene Anordnungen von Kugeln als Formkörper an einer Membran;
  • 3 zeigt den Verlauf einer Flächenpressung zwischen einem Flächenausschnitt des Bauteils und einer Membran über einem Spindelmoment;
  • 4 zeigt die Verfahrensschritte zum Spannen eines Werkstücks in einer geschlossenen oder offenen Spannvorrichtung; und
  • 5 zeigt eine erfindungsgemäße offene Spannvorrichtung mit zwei Spannbacken und einer eingespannten Turbinenschaufel im Querschnitt.
The present invention will be explained in the following with reference to the accompanying drawings, in which identical reference numerals designate identical or similar components, by way of example. In each case greatly simplified schematic figures:
  • 1 shows a closed clamping device according to the invention with two clamping jaws and a clamped turbine blade in cross section;
  • 2a, b , c show schematically various arrangements of balls as shaped bodies on a membrane;
  • 3 shows the course of a surface pressure between a surface section of the component and a membrane over a spindle torque;
  • 4 shows the method steps for clamping a workpiece in a closed or open clamping device; and
  • 5 shows an open clamping device according to the invention with two clamping jaws and a clamped turbine blade in cross section.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung 100 mit zwei Spannbacken 1, 3 und einer eingespannten Turbinenschaufel 5 als Werkstück im Querschnitt. Die Spannbacken 1, 3 weisen jeweils eine geschlossene Kammer 7 auf, die mittels einer Membran 9 abgeschlossen wird. Die geschlossene Kammer 7 umfasst im Inneren Formkörper 11, die in diesem Ausführungsbeispiel exemplarisch als Kugeln 11 ausgeführt sind. Die Kugeln 11 sind mittels einer stempelförmigen oder kolbenförmigen Platte 13 und einem Stößel 15 druckbeaufschlagbar. Wenn auf den Stößel 15 eine Kraft in Richtung der Platte 13 ausgeübt wird, werden die Kugeln 11 mittels dem Druck der Platte 13 zusammengeschoben. 1 shows a clamping device according to the invention 100 with two jaws 1 . 3 and a clamped turbine blade 5 as a workpiece in cross section. The jaws 1 . 3 each have a closed chamber 7 on, by means of a membrane 9 is completed. The closed chamber 7 includes inside moldings 11 , which in this embodiment exemplarily as spheres 11 are executed. The balls 11 are by means of a stamp-shaped or piston-shaped plate 13 and a pestle 15 be pressurized. When on the pestle 15 a force in the direction of the plate 13 is exercised, the bullets become 11 by means of the pressure of the plate 13 pushed together.

Die beiden Spannbacken 1, 3 können zum Einspannen und wieder Lösen der Turbinenschaufel 5 in Richtung der Pfeile 17 bewegt werden. Der Einfachheit halber wird die nachfolgende Beschreibung auf eine der beiden Spannbacken 1, 3 bezogen. Sinngemäß gilt die Beschreibung jedoch für beide Spannbacken 1,3. Bevor die Membran 9 an dem hier dargestellten Beispiel der Turbinenschaufel 5 als Werkstück anliegt, sind die Kugeln 11 ungeordnet und ohne Druckbeaufschlagung durch den Stößel 15 und die Platte 13 in der Kammer 7 verteilt. Nachdem die geschlossene Kammer 7 mit der Membran 9 an die Turbinenschaufel 5 herangeführt oder herangefahren wird, liegen die Kugeln 11 zunächst ohne Druckbeaufschlagung an der Membran 9 an. In diesem Zustand ist die Turbinenschaufel 5 noch nicht fixiert und noch nicht eingespannt. Erst im nachfolgenden Verfahrensschritt wird mittels des Stößels 15 und der Platte 13 Druck auf die Kugeln 11 in der geschlossenen Kammer 7 ausgeübt, sodass die Kugeln 11 als dichte Packung (in 1 als Kugelpackung oder Kugelpaket) weitgehend flächig Druck auf die Membran 9 und die Turbinenschaufel 5 ausüben. Je nach Druckaufbringung kann die Turbinenschaufel 5 jetzt fixiert und eingespannt werden. Anschließend kann ein Bearbeitungsschritt, beispielsweise eine Fräsbearbeitung, einer freibleibenden Oberfläche der Turbinenschaufel 5 erfolgen. Wahlweise kann die Turbinenschaufel 5 segmentweise eingespannt werden, um die frei bleibenden, nicht eingespannten Segmente zu bearbeiten, oder die gesamte Oberfläche der Turbinenschaufel 5 wird eingespannt, um beispielsweise einen Schaufelfuß oder eine Stirnfläche der Turbinenschaufel 5 zu bearbeiten. Die Turbinenschaufel 5 kann konkave und konvexe Schaufelseiten aufweisen, die ebenso komplexe Freiformflächen aufweisen kann.The two jaws 1 . 3 Can be used to clamp and re-release the turbine blade 5 in the direction of the arrows 17 to be moved. For the sake of simplicity, the following description will be applied to one of the two jaws 1 . 3 based. Analogously, however, the description applies to both jaws 1.3. Before the membrane 9 on the example of the turbine blade shown here 5 as a workpiece, the balls are 11 disordered and without pressurization by the plunger 15 and the plate 13 in the chamber 7 distributed. After the closed chamber 7 with the membrane 9 to the turbine blade 5 introduced or moved up, the balls are 11 initially without pressurization on the membrane 9 on. In this condition is the turbine blade 5 not yet fixed and not yet clamped. Only in the subsequent process step is by means of the plunger 15 and the plate 13 Pressure on the balls 11 in the closed chamber 7 exercised, so the balls 11 as a tight pack (in 1 as ball packing or ball package) largely flat pressure on the membrane 9 and the turbine blade 5 exercise. Depending on the pressure application, the turbine blade 5 now fixed and clamped. Subsequently, a processing step, for example, a milling, a remaining free surface of the turbine blade 5 respectively. Optionally, the turbine blade 5 be clamped segment by segment to machine the free, unrestrained segments, or the entire surface of the turbine blade 5 is clamped, for example, a blade root or an end face of the turbine blade 5 to edit. The turbine blade 5 may have concave and convex blade sides, which may also have complex free-form surfaces.

Mittels der erfindungsgemäßen geschlossenen Spannvorrichtung 100 können vorteilhaft beliebige Werkstücke, insbesondere Werkstücke mit Freiformoberflächen, positionsgenau eingespannt werden. Während des Einspannvorgangs wird das Werkstück positionsgetreu fixiert, ohne dass aufgrund von möglichen Druckspitzen oder Kraftspitzen mit alternativen Spannvorrichtungen sich das Werkstück verschiebt. Die Kugeln 11 können, je nach Druckaufbringung beispielsweise mit einer als Spindel ausgeführten Stößelanordnung, hohe Flächenpressungen über die Membran 9 auf die Turbinenschaufel 5 ausüben und somit ein hohe Spannwirkung erzielen.By means of the closed clamping device according to the invention 100 Advantageously, any workpieces, in particular workpieces with free-form surfaces, can be clamped with exact position. During the clamping process, the workpiece is fixed in position without the workpiece shifting due to possible pressure peaks or force peaks with alternative clamping devices. The balls 11 can, depending on the pressure application, for example, with a designed as a spindle ram assembly, high surface pressures over the membrane 9 on the turbine blade 5 exercise and thus achieve a high clamping effect.

Mittels der erfindungsgemäßen geschlossenen Spannvorrichtung 100 können weiterhin vorteilhaft mögliche Schwingungen des Werkstücks, hier der Turbinenschaufel 5, die bei einer exemplarischen Fräsbearbeitung auftreten können, insbesondere mittels der Kugeln 11 reduziert und gedämpft werden. Die Kugeln 11 können je nach Werkstückgeometrie, Werkstückmaterial, Bearbeitungsverfahren etc. gezielt ausgewählt werden, um eine hohe Dämpfung von Schwingungen zu erreichen. Ebenso kann die Eigenfrequenz des Werkstücks bei der Auswahl der Formkörper berücksichtigt werden. Die Formkörper können in ihrer Gestalt, in ihrem Material, ihrer Oberflächenbeschaffenheit etc. gezielt für den Anwendungszweck ausgewählt werden.By means of the closed clamping device according to the invention 100 can further advantageous possible vibrations of the workpiece, here the turbine blade 5 which may occur in an exemplary milling, in particular by means of the balls 11 be reduced and dampened. The balls 11 Depending on the workpiece geometry, workpiece material, machining method, etc. can be selected specifically to achieve a high damping of vibrations. Likewise, the Natural frequency of the workpiece to be considered in the selection of the shaped body. The moldings can be specifically selected in their shape, in their material, their surface finish, etc., for the intended use.

Wie in 1 dargestellt, können die Spannbacken 1, 3 individuell an die Werkstückform, wie beispielsweise der in dem Ausführungsbeispiel der 1 dargestellten Form der Turbinenschaufel 5, angepasst werden.As in 1 shown, the jaws can 1 . 3 individually to the workpiece shape, such as in the embodiment of the 1 illustrated shape of the turbine blade 5 , be adjusted.

2a,b,c zeigen schematisch verschiedene Anordnungen von Kugeln 11 als Formkörper an einer Membran 9. 2a, b , c show schematically different arrangements of balls 11 as a shaped body on a membrane 9 ,

2a zeigt lose verteilte Kugeln 11, die nicht direkt an der Membran 9 anliegen. Die freie Bewegungsmöglichkeit der Formköper 11 wird durch die Pfeile in verschiedene Richtungen angedeutet. Die Kugeln 11 weisen alle Freiheitsgrade zur Bewegung auf. Es findet keine Druckwirkung auf die Kugeln 11 statt. In diesem Zustand ist kein Werkstück eingespannt. Die Kugeln 11 können in einem flüssigen oder gasförmigen Fluid, beispielsweise in Wasser, Öl verteilt sein. Die Kugeln 11 weisen ein loses, fluidähnliches Verhalten auf, Relativbewegungen der Kugeln 11 untereinander sind möglich. 2a shows loose balls 11 that are not directly on the membrane 9 issue. The freedom of movement of the form body 11 is indicated by the arrows in different directions. The balls 11 have all degrees of freedom to move on. There is no pressure effect on the balls 11 instead of. In this state, no workpiece is clamped. The balls 11 may be dispersed in a liquid or gaseous fluid, for example in water, oil. The balls 11 have a loose, fluid-like behavior, relative movements of the balls 11 with each other are possible.

2b zeigt die Kugeln 11, die lose an der Membran 9 anliegen oder sich in Richtung der Membran 9 bewegen. In diesem Zustand wird ein Druck auf die Kugeln 11 aufgebaut, ohne dass eine Flächenpressung auf die Membran 9 ausgeübt wird. Eine einseitige Druckeinwirkung, dargestellt durch die Pfeile, beginnt. Ein Werkstück kann bereits lose an der Membran 9 anliegen (in 2b nicht dargestellt). Ein Prozess des Anschmiegens der Kugeln 11 und der Membran 9 an eine Gegenkontur erfolgt beispielsweise kontinuierlich oder schrittweise. Am Prozessende ist kein Verschieben innerhalb der Verbundes der Kugeln 11 mehr möglich. 2 B shows the balls 11 loosely attached to the membrane 9 abut or move towards the membrane 9 move. In this state, a pressure on the balls 11 built without causing surface pressure on the membrane 9 is exercised. A one-sided pressure, represented by the arrows, begins. A workpiece may already be loose on the membrane 9 concerns (in 2 B not shown). A process of nestling the balls 11 and the membrane 9 to a counter contour takes place, for example, continuously or stepwise. At the end of the process, there is no movement within the bond of the balls 11 more is possible.

2c zeigt die Kugeln 11, die an die Membran 9 gepresst werden und somit dicht an ihr anliegen. Es findet eine zweiseitige Krafteinwirkung (oder Druckeinwirkung) statt, dargestellt durch die beiden entgegengesetzten Pfeile. Anders ausgedrückt erfolgt eine Zustellung der Spannung und Gegenkraft durch das Werkstück. Die Kraftübertragung erfolgt weitgehend über die gesamte Fläche der Membran 9. 2c shows the balls 11 attached to the membrane 9 be pressed and thus lie close to her. There is a two-sided force (or pressure), represented by the two opposite arrows. In other words, the tension and counterforce are delivered by the workpiece. The power transmission is largely over the entire surface of the membrane 9 ,

3 zeigt den graphischen Verlauf einer Flächenpressung P [MPa] zwischen einem Flächenausschnitt des Bauteils (Werkstück) und einer Membran über einem Spindelmoment M [Nm]. Das Spindelmoment M kann über eine Spindel analog zu einem Stößel 15 (siehe 1) aufgebracht werden. 3 shows the graph of a surface pressure P [MPa] between a surface section of the component (workpiece) and a membrane over a spindle torque M [Nm]. The spindle torque M can via a spindle analogous to a plunger 15 (please refer 1 ) are applied.

Die Flächenpressung P verhält sich asymptotisch zu dem Spindelmoment M. Dies bedeutet, die Flächenpressung P steigt zunächst mit zunehmendem Spindelmoment M steil an, was mit einem Beginn einer einseitigen Druckeinwirkung auf die Membran 9 erklärt werden kann (siehe 2b). Mit einem weiter zunehmendem Spindelmoment M ordnen sich die Kugeln zu einer dichten Packung an, die Flächenpressung P auf die Membran flacht entsprechend dem graphischen Verlauf der 3 ab.The surface pressure P behaves asymptotically to the spindle torque M. This means that the surface pressure P increases initially with increasing spindle torque M steeply, which is the beginning of a one-sided pressure on the membrane 9 can be explained (see 2 B) , With a further increasing spindle moment M, the balls arrange themselves into a dense packing, the surface pressure P on the membrane flattens according to the graphic progression of 3 from.

Bei diesem graphischen Verlauf einer Flächenpressung P [MPa] zwischen dem Werkstück und der Membran über einem Spindelmoment M [Nm] werden rein exemplarisch Kugeln als Formkörper angenommen. Die Güteklasse der Kugeln soll so gut wie möglich sein. Die Güteklasse wird dabei wenigstens hinsichtlich der Rauigkeit, einer polierten Oberfläche, einer hohen Maßhaltigkeit und einer Gleichmäßigkeit der Kugeln definiert. Eine erhöhte Rauigkeit würde den Kraftverlauf sowie das Setzverhalten der Kugeln in einer Kugelpackung stören und negativ beeinflussen. Ein sogenanntes „Wetzen“ der Kugeln an der Membran würde zu einer „Ermüdung“ der Kugeln führen.In this graphical course of a surface pressure P [MPa] between the workpiece and the diaphragm over a spindle torque M [Nm], spheres are assumed as shaped bodies purely by way of example. The grade of the balls should be as good as possible. The grade is defined at least in terms of roughness, a polished surface, a high dimensional stability and a uniformity of the balls. Increased roughness would disturb and negatively influence the force course and the setting behavior of the balls in a spherical packing. A so-called "whetting" of the balls on the membrane would lead to a "fatigue" of the balls.

4 zeigt die Verfahrensschritte zum Spannen eines Werkstücks in einer Spannvorrichtung. Das Verfahren umfasst die Schritte Bereitstellen S1 einer Spannvorrichtung 100 mit einer Kammer 7 und einer diese Kammer 7 zumindest abschnittsweise abschließenden Membran 9, wobei die Kammer 7 in ihrem Inneren Formkörper 11 aufweist, Positionieren S2 des Werkstücks 5 in der Spannvorrichtung 100, Anlegen S3 der Membran 9 an eine Werkstückoberfläche und Aufbringen S4 eines Drucks oder einer Kraft auf die Formkörper 11 zum Fixieren des Werkstücks 5 in der Spannvorrichtung 100. 4 shows the method steps for clamping a workpiece in a clamping device. The method includes the steps of providing S1 a tensioning device 100 with a chamber 7 and one this chamber 7 at least partially final membrane 9 , where the chamber 7 in its interior molded body 11 has, positioning S2 of the workpiece 5 in the tensioning device 100 , Invest S3 the membrane 9 to a workpiece surface and applying S4 a pressure or a force on the moldings 11 for fixing the workpiece 5 in the tensioning device 100 ,

5 zeigt eine erfindungsgemäße offene Spannvorrichtung 101 mit zwei Spannbacken 1, 3 und einer eingespannten Turbinenschaufel 5 im Querschnitt. 5 shows an open clamping device according to the invention 101 with two jaws 1 . 3 and a clamped turbine blade 5 in cross section.

Die Spannbacken 1, 3 weisen jeweils eine offene Kammer 8 auf, die jeweils eine zur eingespannten Turbinenschaufel 5 hin ausgerichtete offene Seite 19 aufweist. Somit liegen die als Kugeln 11 ausgeführten Formkörper 11 direkt am Werkstück, das in diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel eine Turbinenschaufel 5 ist, an.The jaws 1 . 3 each have an open chamber 8th on, each one to the clamped turbine blade 5 aligned open side 19 having. So they are as balls 11 executed moldings 11 directly on the workpiece, which in this exemplary embodiment a turbine blade 5 is on.

Die in der offenen Kammer 8 angeordneten Kugeln 11 sind mittels einer stempelförmigen oder kolbenförmigen Platte 13 und einem Stößel 15 druckbeaufschlagbar. Wenn auf den Stößel 15 eine Kraft in Richtung der Platte 13 ausgeübt wird, werden die Kugeln 11 mittels dem Druck der Platte 13 zusammengeschoben.The one in the open chamber 8th arranged balls 11 are by means of a stamp-shaped or piston-shaped plate 13 and a pestle 15 be pressurized. When on the pestle 15 a force in the direction of the plate 13 is exercised, the bullets become 11 by means of the pressure of the plate 13 pushed together.

Die beiden Spannbacken 1, 3 können zum Einspannen und wieder Lösen der Turbinenschaufel 5 in Richtung der Pfeile 17 bewegt werden. Der Einfachheit halber wird die nachfolgende Beschreibung auf eine der beiden Spannbacken 1, 3 bezogen. Sinngemäß gilt die Beschreibung jedoch für beide Spannbacken 1,3.The two jaws 1 . 3 Can be used to clamp and re-release the turbine blade 5 in the direction of the arrows 17 to be moved. For the sake of simplicity, the following description will be applied to one of the two jaws 1 . 3 based. Analogously, however, the description applies to both jaws 1.3.

Bevor die Kugeln 11 an der Turbinenschaufel 5 anliegen, müssen sie in der offenen Kammer 8 gegen ein Herausfallen fixiert bzw. festgehalten werden. Dies kann beispielsweise mittels einer sich an die Kontur der offenen Seite 19 anpassbare Abdeckplatte erfolgen, die unmittelbar vor einer Druckaufbringung und nach einem Anliegen der Kugeln 11 an der Turbinenschaufel 5 aus dem Zwischenraum zwischen der offenen Seite 19 und der Oberfläche der Turbinenschaufel 5 herausgezogen wird. Anschließend liegen die Kugeln 11 zunächst ohne Druckbeaufschlagung an der Oberfläche der Turbinenschaufel 5 an. In diesem Zustand ist die Turbinenschaufel 5 noch nicht fixiert und noch nicht eingespannt. Erst im nachfolgenden Verfahrensschritt wird mittels des Stößels 15 und der Platte 13 Druck auf die Kugeln 11 in der geschlossenen Kammer 7 ausgeübt, sodass die Kugeln 11 als dichte Packung (in 1 als Kugelpackung oder Kugelpaket) weitgehend flächig Druck auf die Turbinenschaufel 5 ausüben. Je nach Druckaufbringung kann die Turbinenschaufel 5 jetzt fixiert und eingespannt werden. Anschließend kann ein Bearbeitungsschritt, beispielsweise eine Fräsbearbeitung, einer freibleibenden Oberfläche der Turbinenschaufel 5 erfolgen. Wahlweise kann die Turbinenschaufel 5 segmentweise eingespannt werden, um die frei bleibenden, nicht eingespannten Segmente zu bearbeiten, oder die gesamte Oberfläche der Turbinenschaufel 5 wird eingespannt, um beispielsweise einen Schaufelfuß oder eine Stirnfläche der Turbinenschaufel 5 zu bearbeiten. Die Turbinenschaufel 5 kann konkave und konvexe Schaufelseiten aufweisen, die ebenso komplexe Freiformflächen aufweisen kann.Before the balls 11 on the turbine blade 5 abut, they must be in the open chamber 8th be fixed or held against falling out. This can, for example, by means of a to the contour of the open side 19 customizable cover plate, the immediately before a pressure application and after a concern of the balls 11 on the turbine blade 5 from the space between the open side 19 and the surface of the turbine blade 5 is pulled out. Then the balls are lying 11 initially without pressurization on the surface of the turbine blade 5 on. In this condition is the turbine blade 5 not yet fixed and not yet clamped. Only in the subsequent process step is by means of the plunger 15 and the plate 13 Pressure on the balls 11 in the closed chamber 7 exercised, so the balls 11 as a tight pack (in 1 as ball packing or ball package) largely flat pressure on the turbine blade 5 exercise. Depending on the pressure application, the turbine blade 5 now fixed and clamped. Subsequently, a processing step, for example, a milling, a remaining free surface of the turbine blade 5 respectively. Optionally, the turbine blade 5 be clamped segment by segment to machine the free, unrestrained segments, or the entire surface of the turbine blade 5 is clamped, for example, a blade root or an end face of the turbine blade 5 to edit. The turbine blade 5 may have concave and convex blade sides, which may also have complex free-form surfaces.

Mittels der erfindungsgemäßen offenen Spannvorrichtung 101 können vorteilhaft beliebige Werkstücke, insbesondere Werkstücke mit Freiformoberflächen, positionsgenau eingespannt werden. Während des Einspannvorgangs wird das Werkstück positionsgetreu fixiert, ohne das aufgrund von möglichen Druckspitzen oder Kraftspitzen mit alternativen Spannvorrichtungen sich das Werkstück verschiebt. Die Kugeln 11 können, je nach Druckaufbringung beispielsweise mit einer als Spindel ausgeführten Stößelanordnung, hohe Flächenpressungen über die Membran 9 auf die Turbinenschaufel 5 ausüben und somit ein hohe Spannwirkung erzielen.By means of the open clamping device according to the invention 101 Advantageously, any workpieces, in particular workpieces with free-form surfaces, can be clamped with exact position. During the clamping process, the workpiece is fixed in position without the workpiece being displaced due to possible pressure peaks or force peaks with alternative clamping devices. The balls 11 can, depending on the pressure application, for example, with a designed as a spindle ram assembly, high surface pressures over the membrane 9 on the turbine blade 5 exercise and thus achieve a high clamping effect.

Mittels der erfindungsgemäßen offenen Spannvorrichtung 100 können weiterhin vorteilhaft mögliche Schwingungen des Werkstücks, hier der Turbinenschaufel 5, die bei einer exemplarischen Fräsbearbeitung auftreten können, insbesondere mittels der Kugeln 11 reduziert und gedämpft werden. Die Kugeln 11 können je nach Werkstückgeometrie, Werkstückmaterial, Bearbeitungsverfahren etc. gezielt ausgewählt werden, um eine hohe Dämpfung von Schwingungen zu erreichen. Ebenso kann die Eigenfrequenz des Werkstücks bei der Auswahl der Formkörper berücksichtigt werden. Die Formkörper können in ihrer Gestalt, in ihrem Material, ihrer Oberflächenbeschaffenheit etc. gezielt für den Anwendungszweck ausgewählt werden.By means of the open clamping device according to the invention 100 can further advantageous possible vibrations of the workpiece, here the turbine blade 5 which may occur in an exemplary milling, in particular by means of the balls 11 be reduced and dampened. The balls 11 Depending on the workpiece geometry, workpiece material, machining method, etc. can be selected specifically to achieve a high damping of vibrations. Likewise, the natural frequency of the workpiece can be taken into account in the selection of the shaped body. The moldings can be specifically selected in their shape, in their material, their surface finish, etc., for the intended use.

Wie in 5 dargestellt, können die Spannbacken 1, 3 individuell an die Werkstückform, wie beispielsweise der in dem Ausführungsbeispiel der 5 dargestellten Form der Turbinenschaufel 5, angepasst werden.As in 5 shown, the jaws can 1 . 3 individually to the workpiece shape, such as in the embodiment of the 5 illustrated shape of the turbine blade 5 , be adjusted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

rr
radialradial
100100
geschlossene Spannvorrichtungclosed clamping device
101101
offene Spannvorrichtungopen clamping device
11
Spannbackejaw
33
Spannbackejaw
55
Turbinenschaufelturbine blade
77
geschlossene Kammerclosed chamber
88th
offene Kammeropen chamber
99
Membranmembrane
1111
Formkörper, KugelShaped body, ball
1313
Platte, Stempel, KolbenPlate, stamp, pistons
1515
Stößeltappet
1717
Pfeil, Bewegungsrichtung der SpannbackenArrow, direction of movement of the clamping jaws
1919
offene Seite der Kammeropen side of the chamber

Claims (12)

Verfahren zum Spannen eines Werkstücks (5) in einer offenen Spannvorrichtung (101), mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen der offenen Spannvorrichtung (101) mit einer offenen Kammer (8), wobei die offene Kammer (8) in ihrem Inneren Formkörper (11) aufweist; - Positionieren des Werkstücks (5) in der offenen Spannvorrichtung (101); - Anlegen der Formkörper (11) an eine Werkstückoberfläche; - Aufbringen eines Drucks oder einer Kraft auf die Formkörper (11) zum Fixieren des Werkstücks (5) in der offenen Spannvorrichtung (101). Method for clamping a workpiece (5) in an open clamping device (101), comprising the following steps: - providing the open clamping device (101) with an open chamber (8), wherein the open chamber (8) in its inner molded body (11 ) having; - Positioning the workpiece (5) in the open clamping device (101); - applying the moldings (11) to a workpiece surface; - Applying a pressure or a force on the moldings (11) for fixing the workpiece (5) in the open clamping device (101). Verfahren zum Spannen eines Werkstücks (5) in einer geschlossenen Spannvorrichtung (100), mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen der geschlossenen Spannvorrichtung (100) mit einer geschlossenen Kammer (7) und einer diese geschlossene Kammer (7) zumindest abschnittsweise abschließenden Membran (9), wobei die geschlossene Kammer (7) in ihrem Inneren Formkörper (11) aufweist; - Positionieren des Werkstücks (5) in der geschlossenen Spannvorrichtung (100); - Anlegen der Membran (9) an eine Werkstückoberfläche; - Aufbringen eines Drucks oder einer Kraft auf die Formkörper (11) zum Fixieren des Werkstücks (5) in der geschlossenen Spannvorrichtung (100).Method for clamping a workpiece (5) in a closed clamping device (100), comprising the following steps: - Providing the closed clamping device (100) with a closed chamber (7) and a closed chamber (7) at least partially final membrane (9), wherein the closed chamber (7) in its interior molded body (11); - Positioning the workpiece (5) in the closed clamping device (100); - applying the membrane (9) to a workpiece surface; - Applying a pressure or a force on the moldings (11) for fixing the workpiece (5) in the closed clamping device (100). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit dem weiteren Schritt: - Bearbeiten des Werkstücks (5) in der offenen oder geschlossenen Spannvorrichtung (100, 101) mittels eines materialabtragenden Verfahrens.Method according to Claim 1 or 2 with the further step: - processing the workpiece (5) in the open or closed clamping device (100, 101) by means of a material-removing method. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Aufbringung des Drucks oder der Kraft auf die Formkörper (11) pneumatisch, hydraulisch, mechanisch oder elektrisch erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the application of the pressure or the force on the moldings (11) takes place pneumatically, hydraulically, mechanically or electrically. Offene Spannvorrichtung (101) zum Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken (5), wobei die offene Spannvorrichtung (101) eine offene Kammer (8) aufweist, deren Innenvolumen zumindest eine offene Seite (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Kammer (8) in ihrem Inneren Formkörper (11) umfasst, wobei die Formkörper (11) druckbeaufschlagbar sind, sodass das Werkstück (5) mittels der formschlüssig an der Werkstückoberfläche anlegbaren und druckbeaufschlagbaren Formköper (11) in der offenen Spannvorrichtung (101) einspannbar ist.Open clamping device (101) for clamping workpieces (5) to be machined, wherein the open clamping device (101) has an open chamber (8) whose internal volume has at least one open side (19), characterized in that the open chamber (8 ) in its inner mold body (11), wherein the moldings (11) are pressurizable, so that the workpiece (5) can be clamped in the open clamping device (101) by means of the mold body (11) which can be form-fitted on the workpiece surface and pressurized. Geschlossene Spannvorrichtung (100) zum Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken (5), wobei die geschlossene Spannvorrichtung (100) eine Membran (9) zu deren Anliegen an wenigstens einer Werkstückoberfläche aufweist, und die Membran (9) eine Kammer (7) zumindest abschnittsweise abschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (7) in ihrem Inneren Formkörper (11) umfasst, wobei die Formkörper (11) druckbeaufschlagbar sind, sodass das Werkstück (5) mittels der formschlüssig an der Werkstückoberfläche anlegbaren Membran (9) und mittels der druckbeaufschlagbaren Formkörper (11) in der Spannvorrichtung (100) einspannbar ist.Closed clamping device (100) for clamping of workpieces to be machined (5), wherein the closed clamping device (100) has a membrane (9) for their concern on at least one workpiece surface, and the membrane (9) a chamber (7) at least partially closes , characterized in that the chamber (7) in its inner mold body (11), wherein the moldings (11) are druckbeaufschlagbar, so that the workpiece (5) by means of the form-fitting can be applied to the workpiece surface membrane (9) and by means of the pressurizable moldings (11) in the clamping device (100) can be clamped. Spannvorrichtung (100, 101) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Formkörper (11) kugelförmig, polyederförmig oder prismenförmig sind.Clamping device (100, 101) according to Claim 5 or 6 , wherein the shaped bodies (11) are spherical, polyhedron-shaped or prism-shaped. Spannvorrichtung (100, 101) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Formkörper (11) aus Metall, aus Keramik, aus Kunststoff und/oder aus einem Verbundmaterial hergestellt sind oder ein solches Material aufweisen.Clamping device (100, 101) according to one of Claims 5 to 7 , wherein the shaped bodies (11) are made of metal, of ceramic, of plastic and / or of a composite material or comprise such a material. Spannvorrichtung (100, 101) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Spannvorrichtung (100) ein hydraulisches oder ein pneumatisches oder ein mechanisches System zur Druckbeaufschlagung der Formkörper (11) aufweist.Clamping device (100, 101) according to one of Claims 5 to 8th wherein the tensioning device (100) comprises a hydraulic or a pneumatic or a mechanical system for pressurizing the shaped bodies (11). Spannvorrichtung (100, 101) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die offene oder geschlossene Kammer (7, 8) wenigstens eine Platte (13) zur Druckbeaufschlagung der Formkörper (11) aufweist.Clamping device (100, 101) according to one of Claims 5 to 9 , wherein the open or closed chamber (7, 8) has at least one plate (13) for pressurizing the moldings (11). Spannvorrichtung (100, 101) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die Spannvorrichtung (100, 101) zwei Spannbacken (1, 3) zum Einspannen eines Werkstücks (5) aufweist.Clamping device (100, 101) according to one of Claims 5 to 10 , wherein the clamping device (100, 101) has two clamping jaws (1, 3) for clamping a workpiece (5). Spannvorrichtung (100, 101) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die Spannvorrichtung (100, 101) ringförmig zum Einspannen eines Werkstücks (5) ausgestaltet ist.Clamping device (100, 101) according to one of Claims 5 to 11 , wherein the clamping device (100, 101) is designed in an annular manner for clamping a workpiece (5).
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