DE19539488A1 - Spannvorrichtung zum umfangsseitigen Spannen von Werkstücken mit beliebiger Umfangskontur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum umfangsseiti­ gen Spannen von Werkstücken mit beliebiger Umfangskontur, mit zwei einander gegenüberliegend auf einem Grundkörper angeord­ neten Formspannbacken, deren Spannflächen jeweils durch eine Vielzahl von unabhängig voneinander gegen das zu spannende Werkstück fluidisch verschiebbaren und in der Spannstellung arretierbaren Stößeln gebildet werden.

Eine derartige aus der DE 42 02 032 bekannte Spannvorrichtung dient zum Spannen von Werkstücken mit beliebiger Umfangskontur beispielsweise auch an Bohr- und Fräsmaschinen, wobei die Werkstücke schnell und einfach gespannt und gelöst werden kön­ nen. Ein besonderes Problem stellt jedoch beispielsweise die Fertigung von Turbinenschaufeln oder ähnlichen Formteilen dar, bei denen sowohl ein mittlerer Bereich mit komplizierter Um­ fangskontur, wie auch beidseitige Verankerungselemente herge­ stellt werden müssen. Bei der Bearbeitung muß dabei das Werk­ stück exakt um eine definierte Längsachse gedreht und in ver­ schiedenen Winkelpositionen arretiert werden können, was mit der bekannten Spannvorrichtung nicht ohne weiteres möglich ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die bekannte Spannvorrichtung so zu verbessern, daß Werkstücke mit komplizierter Umfangskontur schnell und sicher gespannt und im gespannten Zustand um eine vorgegebene Längsachse ge­ dreht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Grundkörper in einer Haltevorrichtung um eine senkrecht zur Spannrichtung gerichtete Achse drehbar gelagert ist und ein Anschlußstück zur fluidischen Steuerung des fluidischen An­ triebs wenigstens der Stößel besitzt, und daß ein mit fluidi­ schen Leitungen verbundenes Gegenanschlußstück gegen das An­ schlußstück verschiebbar und im nicht bewegten Zustand des Grundkörpers in einer bestimmten Winkelstellung an dieses an­ koppelbar ist, wobei der Grundkörper Ventilmittel zur Fixie­ rung der Positionen der Stößel im gespannten Zustand nach dem Abkoppeln des Gegenanschlußstücks besitzt.

Die bekannte Spannvorrichtung kann in vorteilhafter Weise so an ein drehbar gespanntes Werkstück herangefahren werden, daß dessen Drehachse mit der Drehachse des Grundkörpers überein­ stimmt. In dieser Position werden die Stößel der Formspannbac­ ken betätigt, so daß diese einen Bereich des Werkstücks mit komplizierter Umfangskontur, beispielsweise die Schaufelkontur einer Turbinenschaufel spannen. Nach dem Abkoppeln des Gegen­ anschlußstücks bleiben die Stößel im gespannten Zustand, so daß der Grundkörper wieder frei drehbar ist und eine zusätzli­ che Drehlagerung für das zu bearbeitende Werkstück bildet. Zum Lösen und erneuten Spannen des Werkstücks oder eines anderen Werkstücks braucht lediglich das Gegenanschlußstück zur ent­ sprechenden Betätigung der die Spannflächen bildenden Stößel angefahren zu werden, um die entsprechende fluidische Betäti­ gung zu bewirken. Da sich die Spannflächen durch die unabhän­ gig voneinander bewegbaren Stößel schnell und automatisch an die jeweilige Kontur des Werkstücks anpassen und die Spannvor­ richtung zuvor so positioniert wird, daß die Drehachse des Grundkörpers mit der des Werkstücks übereinstimmt, können Wechsel zwischen Spannen und Lösen sehr schnell, sicher und exakt durchgeführt werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im An­ spruch 1 angegebenen Spannvorrichtung möglich.

In einer vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung ist der Grundkörper kreisscheibenartig ausgebildet und umfangsseitig gelagert, wobei die umfangsseitige Lagerung im Grundkörper vorzugsweise eine Vielzahl von Rollenlagern enthält, die an der Umfangsfläche des Grundkörpers anliegen können.

Zur Drehung des Grundkörpers ist zweckmäßigerweise ein An­ triebsmotor vorgesehen, wobei der an der Haltevorrichtung fi­ xierte Antriebsmotor insbesondere über wenigstens ein An­ triebszahnrad in einen umfangsseitigen bzw. im umfangsseitigen Bereich angeordneten Zahnkranz am Grundkörper eingreift. Hier­ durch ist eine exakte Winkelpositionierung des Grundkörpers und damit des gespannten Werkstücks möglich.

Um die Spannvorrichtung seitlich über ein bereits voreinge­ spanntes Werkstück schieben zu können, besitzt der Grundkörper zweckmäßigerweise eine sich von einer axial durchgehenden von den beiden Formspannbacken seitlich begrenzten Einspannöffnung aus seitlich bis zum Außenumfang erstreckende durchgehende Ausnehmung, die sich auch durch die Haltevorrichtung er­ streckt. Bei einer seitlichen Positionierbewegung der Spann­ vorrichtung kann dadurch das voreingespannte Werkstück durch die Ausnehmung bis zur Einspannöffnung zwischen den Formspann­ backen gelangen, um dann gespannt zu werden. Da der Grundkör­ per somit auch eine Unterbrechung im Zahnkranz besitzt, sind in vorteilhafter Weise zwei Antriebszahnräder vorgesehen, de­ ren Abstand wenigstens der Breite der Ausnehmung entspricht, so daß ein kontinuierlicher Antrieb gewährleistet ist.

In einer vorteilhaften alternativen konstruktiven Ausgestal­ tung sind der Grundkörper und die Haltevorrichtung jeweils zweiteilig ausgebildet, wobei die Teilstücke zum Ein- und Ausbringen des zu spannenden Werkstücks auseinanderschwenkbar ausgebildet sind. Die Haltevorrichtung besteht dabei zweckmä­ ßigerweise aus einem ersten an einer Führungseinrichtung ge­ führten Teilstück und einem zweiten, über ein Schwenkgelenk schwenkbar mit dem ersten Teilstück verbundenen zweiten Teil­ stück, wobei beim Schwenkvorgang ein erstes Teilstück des Grundkörpers im ersten Teilstück der Haltevorrichtung ver­ bleibt und ein zweites Teilstück des Grundkörpers im zweiten Teilstück der Haltevorrichtung mitgeschwenkt wird. Durch eine entsprechend große Schwenkbewegung können auch größere Werk­ stücke leicht zwischen die Formspannbacken gebracht werden.

Die beiden Teilstücke des Grundkörpers bilden zusammen eine geschlossene Kreisscheibe, die einfach gelagert und durch ein einziges Antriebsrad angetrieben werden kann.

Zum automatischen bzw. gesteuerten Verschwenken seiner Teil­ stücke besitzt die Haltevorrichtung vorzugsweise ein insbeson­ dere fluidisch betätigbares Stellglied.

Um auch bei der Rotation des Grundkörpers in der Haltevorrich­ tung eine sichere und stabile Anordnung zu erzielen, ist eine die beiden Teilstücke der Haltevorrichtung im geschlossenen Zustand verriegelnde Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, die vorzugsweise fluidisch arbeitet bzw. gesteuert wird.

Das Gegenanschlußstück ist zur Ankopplung an das Anschlußstück vorzugsweise fluidisch verschiebbar ausgebildet. Hierdurch ist eine schnelle Ankopplung und Abkopplung möglich.

Um die Hubbewegung der Stößel relativ klein auslegen zu können und um dennoch Werkstücke unterschiedlicher Größe spannen zu können, sind die beiden Formspannbacken in vorteilhafter Weise auf fluidisch gegeneinander am Grundkörper verschiebbaren Schlitten angeordnet. Dabei wird eine noch größere Variabili­ tät dadurch erreicht, daß die Formspannbacken fluidisch an den Schlitten ankoppelbar und/oder verriegelbar sind, so daß ver­ schiedene, alternativ auf dem Schlitten fixierbare Formspann­ backen vorgesehen sein können und beispielsweise aus einem Ma­ gazin entnehmbar sind.

Zur festen Positionierung des Grundkörpers in verschiedenen Winkelpositionen eignet sich wenigstens eine fluidische Fest­ stellbremse, die insbesondere als Backenbremse am Außenumfang des Grundkörpers ausgebildet ist.

Zur Positionierung der Haltevorrichtung relativ zum voreinge­ spannten Werkzeug weist diese zweckmäßigerweise eine Antriebs­ vorrichtung zur axialen und/oder quer zur axialen Richtung ho­ rizontalen Verschiebung an einer Führungseinrichtung auf.

Die Mittel zur Fixierung der Stößel im gespannten Zustand sind vorzugsweise als fluidisch betätigbare Absperrventile ausge­ bildet, wobei vorzugsweise Rückschlagventile zur Aufrechter­ haltung der Stößelpositionen nach dem Abkoppeln des Gegenan­ schlußstücks vorgesehen sind.

Ein noch besseres Spannen des Werkstücks durch die Stößel bei gleichzeitigem Schutz vor einer Beschädigung des Werkstücks an den Kontaktstellen durch die Stößel wird dadurch erreicht, daß jeder Formspannbacken ein sich über die Stößel hinweg erstrec­ kendes Spannband besitzt, das vorzugsweise durch Federkraft an den Stößeln anliegt.

Als fluidische Steuerung eignet sich vorzugsweise eine hydrau­ lische Steuerung.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Spannvorrichtung bei auf einem der beiden Schlitten aufgesetztem Formspannbacken gemäß dem ersten Ausführungs­ beispiel,

Fig. 2 eine Stirnansicht dieser Spannvorrichtung mit der die Versorgungsanschlüsse aufweisenden Rückseite des Gegenanschlußstücks,

Fig. 3 eine Ansicht eines Formspannbackens von unten, zum Teil im aufgeschnittenen Zustand,

Fig. 4 eine Ansicht des in Fig. 3 dargestellten Form­ spannbackens auf der Stößelseite,

Fig. 5 eine als Backenbremse ausgebildete Feststell­ bremse für den Grundkörper,

Fig. 6 eine hydraulische Verriegelungsvorrichtung für einen Haltezapfen des Formspannbackens und

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Spannvorrichtung mit auseinanderschwenkbarer Haltevorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Spannvorrichtung be­ steht im wesentlichen aus einer Haltevorrichtung 10, in der ein kreisscheibenartiger Grundkörper 11 drehbar gelagert ist. Der Grundkörper 11 besitzt in seinem Zentrum eine axial durch­ gehende Einspannöffnung 13, in der ein einzuspannendes Werk­ stück positioniert wird. Von dieser Einspannöffnung 13 aus er­ streckt sich eine schlitzartige, ebenfalls durchgehende Aus­ nehmung 14 bis zum Rand des Grundkörpers 11, so daß der Grund­ körper 11 seitlich über ein zu spannendes Werkstück geschoben werden kann, das dabei durch die Ausnehmung 14 hindurchgeführt wird. Die Ausnehmung 14 setzt sich auch an der gegenüberlie­ genden Seite der Einspannöffnung 13 noch etwas fort.

Die ringartig den Grundkörper 11 umgreifende Haltevorrichtung 10 weist eine Unterbrechung 15 auf, deren Breite der der Aus­ nehmung 14 entspricht und die in der in Fig. 1 dargestellten Winkelposition des Grundkörpers 11 mit der horizontal verlau­ fenden Ausnehmung 14 fluchtet. Die Unterbrechung 15 unter­ bricht selbstverständlich auch die Reihe der Lagerrollen 12.

Ein seitlich an der Haltevorrichtung 10 angeflanschter An­ triebsmotor 16 treibt über ein erstes Zahnrad 17 zwei An­ triebszahnräder 18, 19 für den Grundkörper 11 an. Diese grei­ fen hierzu in einen Zahnkranz 20 des Grundkörpers 11 ein, der neben der Lauffläche für die Lagerrollen 12 angeordnet und beispielsweise an den Grundkörper 11 in nicht dargestellter Weise angeschraubt sein kann. Die Angriffsstellen der beiden Antriebszahnräder 18, 19 am Zahnkranz 20 weisen einen Abstand voneinander auf, der größer als die Breite der Ausnehmung 14 ist, so daß beim Passieren dieser Ausnehmung 14 an den An­ triebszahnrädern 18, 19 immer wenigstens ein Antriebszahnrad in Eingriff mit dem Zahnkranz 20 steht, der notwendigerweise im Bereich der Ausnehmung 14 unterbrochen ist.

Zwei Schlitten 21, 22 sind gegenüberliegend an der Einspann­ öffnung 13 angeordnet und an Führungsbahnen 23, 24 gegeneinan­ der verschiebbar geführt. Die Verschiebung erfolgt mittels Hydraulikzylindern 25 in den Schlitten 21, 22, von denen nur einer schematisch dargestellt ist.

Auf die Schlitten 21, 22 können nun Formspannbacken 26 aufge­ steckt und fixiert werden, wobei in Fig. 1 nur ein Formspann­ backen 26 auf den in der Darstellung oberen Schlitten 22 auf­ gesteckt ist. Dieser Formspannbacken ist in den Fig. 3 und 4 näher dargestellt und prinzipiell aus dem eingangs angegebe­ nen Stand der Technik bekannt. Beim Aufstecken des Formspann­ backens 26 greifen zwei Haltebolzen 27 in zwei Halteöffnungen 28 ein und werden jeweils mittels einer Verriegelungseinrich­ tung 29 verriegelt. Eine mögliche Ausführung einer solchen Verriegelungseinrichtung 29 ist in Fig. 6 detaillierter dar­ gestellt. Weiterhin greifen hydraulische Anschlüsse 30 am Formspannbacken 26 dichtend in entsprechende Anschlußöffnungen 31 des Schlittens 21 bzw. 22 ein. Die Zahl der Haltebolzen 27 ist je nach Erfordernis frei wählbar, und die Zahl der hydrau­ lischen Anschlüsse 30 bzw. Anschlußöffnungen 31 richtet sich nach dem jeweiligen Bedarf.

Jeder der beiden Formspannbacken 26 besitzt eine Spannfläche 32, die aus einer Vielzahl von unabhängig voneinander um eine bestimmt Hubstrecke hydraulisch verschiebbaren Stößeln 33 (Spannstößeln) besteht. In Fig. 3 ist einer der Stößel 33 de­ taillierter dargestellt, d. h. der entsprechende Bereich des Formspannbackens 26 ist aufgeschnitten dargestellt. Der innere Endbereich jedes Stößels 33 ist mit einem Stößelkolben 34 ver­ sehen, der hydraulisch in einem Stößelzylinder 35 verschiebbar angeordnet ist. Der Zylinderraum des Stößelzylinders 35 ist dabei durch ein hydraulisch betätigbares Absperrventil 70 ver­ schließbar. Die erforderlichen Hydraulikverteiler und Hydrau­ likleitungen zu den hydraulischen Anschlüssen 30 sind zur Ver­ einfachung nicht dargestellt.

Zum Ausfahren der Stößel 33 werden die Absperrventile 70 hy­ draulisch in die geöffnete Stellung bewegt, so daß Hydraulik­ flüssigkeit in die Stößelzylinder 35 eindringen und die Stößel 33 nach außen verschieben kann. Ihre Bewegung wird durch den Anschlag an einem einzuspannenden Werkstück 71 begrenzt, das gemäß Fig. 3 eine Turbinenschaufel ist. Nicht mit dem Werk­ stück 71 in Kontakt gelangende Stößel 33 fahren bis in ihre Endstellung aus. Nach dem Erreichen der Spannstellung werden die Absperrventile 70 in ihre Sperrstellung gebracht, so daß die Stößel 33 in der Spannposition fixiert werden. Nicht dar­ gestellte Rückschlagventile sorgen dafür, daß die Absperrven­ tile 70 auch bei Wegfall der äußeren Druckversorgung in der geschlossenen Stellung bleiben. Die Wirkungsweise der Form­ spannbacken 26 ist im eingangs angegebenen Stand der Technik noch detaillierter dargestellt.

Über die Spannfläche 32 erstreckt sich ein Spannband 72, das beispielsweise aus einer Metallfolie besteht. Dieses Spannband verläuft in der Längsrichtung über die Spannfläche 32 und wird dann über Umlenkwalzen 73 zu beiden Seiten der Spannfläche 32 ins Innere des Formspannbackens 26 umgelenkt. Die beiden Enden des Spannbands 72 sind in Spannfedern 74 eingehängt, die im Innern des Formspannbackens 26 befestigt sind. Hierdurch ist das Spannband 72 unabhängig von der jeweiligen Position der einzelnen Stößel 33 immer gespannt und verläuft zwischen dem einzuspannenden Werkstück 71 und den Enden der Stößel 33.

Am Ende der schlitzförmigen Ausnehmung 14 ist symmetrisch zu den Schlitten 21, 22 ein hydraulisches Anschlußstück 75 am Grundkörper 11 fixiert. In der in Fig. 1 dargestellten Grund­ bzw. Ruhestellung des Grundkörpers 11 steht diesem Anschluß­ stück 75 ein Gegenanschlußstück 76 gegenüber, das hydraulisch verschiebbar an der Haltevorrichtung 10 angeordnet ist. Hierzu dient ein Hydraulikzylinder 77 im Innern des Gegenanschluß­ stücks 76. Bei einer Betätigung des Hydraulikzylinders 77 wird das Gegenanschlußstück 76 zum Anschlußstück 75 hin bewegt, wo­ bei hydraulische Anschlüsse 78 am Gegenanschlußstück 76 in entsprechende Anschlußöffnungen 79 des Anschlußstücks 75 dich­ tend einfahren bzw. ankoppeln. Die hydraulischen Anschlüsse 78 sind dabei über nicht dargestellte Kanäle im Innern des Gegen­ anschlußstücks 76 mit Anschlußöffnungen 80 an der Rückseite des Gegenanschlußstücks 76 verbunden. Diese Anschlußöffnungen 80 sind mit nicht dargestellten Hydraulikleitungen (Steuer- und Versorgungsleitungen) verbindbar.

Zum Spannen eines Werkstücks wird dieses in der Einspannöff­ nung 13 positioniert. Dann wird das Gegenanschlußstück 76 hy­ draulisch bewegt und an das Anschlußstück 75 angekoppelt. Der Grundkörper 11 ist dabei durch eine hydraulische Feststell­ bremse 81 fixiert, die in Fig. 5 detaillierter dargestellt ist. Nun werden die Schlitten 21, 22 hydraulisch gegeneinander bewegt, indem entsprechende Druckleitungen über das Gegenan­ schlußstück 76 mit Druck beaufschlagt werden. Die internen Leitungen, die im Anschlußstück 75 zu den Schlitten 21, 22 führen, sind dabei nicht näher dargestellt. Die Druckverbin­ dung zwischen dem Anschlußstück 75 und den verschiebbaren Schlitten 21, 22 erfolgt dabei beispielsweise über verschieb­ bare Druckrohre 82, die lediglich schematisch dargestellt sind. Schließlich werden die Stößel 33 betätigt bzw. ausgefah­ ren, bis das Werkstück 71 gemäß Fig. 3 zwischen ihnen fixiert ist. Nun wird das Gegenanschlußstück 26 wieder vom Anschluß­ stück 75 entkoppelt und in die in Fig. 1 dargestellte Stel­ lung zurückgefahren. Rückschlagventile oder andere Sperrmittel sorgen dabei dafür, daß die Stößel 33 in ihrer Spannstellung verbleiben. Nun kann der Grundkörper 11 zusammen mit dem ein­ gespannten Werkstück 71 gedreht werden. Dies kann mittels des Antriebsmotors 16 erfolgen, oder bei einer Drehung des Werk­ stücks 71 wird der Grundkörper 11 mitgedreht.

Zum Lösen des Werkstücks 71 wird der Grundkörper 11 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Grundposition gebracht und verrie­ gelt, das Gegenanschlußstück 76 an das Anschlußstück 75 ange­ koppelt und das Lösen des Werkstücks durch Zurückfahren der Stößel 33 und Schlitten 21, 22 bewirkt.

Die in Fig. 5 detaillierter dargestellte Feststellbremse 81 besteht im wesentlichen aus zwei schwenkbar gelagerten Brems­ backen 83, 84, die den Grundkörper 11 an dessen Lagerbereich umgreifen. Von der gegenüberliegenden Seite her greift ein ko­ nisch zulaufender Auslösebolzen 85 zwischen die Bremsbacken 83, 84 ein. Dieser Auslösebolzen 85 trägt am gegenüberliegen­ den Endbereich einen in einer hydraulischen Zylinderkammer 86 bewegbaren Kolben 87. Zum Bremsen bzw. Feststellen des Grund­ körpers 11 wird die Zylinderkammer 86 mit hydraulischem Druck beaufschlagt, so daß sich der Kolben 87 und damit der Auslöse­ bolzen 85 zum Grundkörper 11 hin bewegt. Durch das konisch zu­ lauf ende Ende des Auslösebolzens 85 werden dabei die beiden Bremsbacken 83, 84 an dieser Stelle auseinandergespreizt, so daß sie infolge ihrer Schwenklagerung am gegenüberliegenden aktiven Endbereich den Grundkörper 11 zwischen sich einklemmen und festhalten.

In Fig. 6 ist eine der Verriegelungseinrichtungen 29 für ei­ nen der Haltebolzen 27 des Formspannbackens 26 im Schlitten 22 detaillierter dargestellt. Beim Aufstecken der Formspannbacken 26 auf die Schlitten 21, 22 greifen die Haltebolzen 27 der Formspannbacken 26 in die Halteöffnungen 28 der Schlitten 21, 22 ein. Zur Verriegelung wird dann ein Hydraulikzylinder 88 mit Druck beaufschlagt, so daß ein Verriegelungskolben 89 über eine Feder 90 einen Verriegelungsbolzen 91 so gegen einen schwenkbar gelagerten Verriegelungshebel 92 schiebt, daß des­ sen gegenüberliegendes, mit einer Verriegelungsnase 93 verse­ henes Ende in eine umlaufende Ringnut 94 des Haltebolzens 27 eingreift und diesen dadurch verriegelt. Diese Verriegelung kann durch Zurückfahren des Verriegelungskolbens 89 wieder ge­ löst werden.

Um beispielsweise eine Turbinenschaufel herzustellen, wie sie in Fig. 3 als Werkstück 71 dargestellt ist, wird zunächst an einem entsprechenden Rohling in einem Bearbeitungszentrum ein Halteende fertig bearbeitet. An diesem wird dann der Rohling eingespannt, und die gekrümmten Schaufelflächen werden in be­ kannter Weise in einem oder mehreren Bearbeitungsvorgängen hergestellt. Da das noch zu bearbeitende gegenüberliegende Halteende relativ weit vom eingespannten Halteende entfernt ist, würden sich bei dessen Bearbeitung ohne weitere Maßnahmen Probleme ergeben. Diese werden durch die erfindungsgemäße Spannvorrichtung gelöst. Die Haltevorrichtung 10 wird zunächst in Längsrichtung soweit verschoben, daß sie neben den bearbei­ teten Schaufelflächen positioniert ist. Hierzu dienen Längs­ führungen 95, von denen zur Vereinfachung nur eine dargestellt ist. Ebenfalls nicht dargestellt ist der motorische Antrieb zur Bewegung der Haltevorrichtung 10 entlang dieser Längsfüh­ rungen 95. Nun wird die Haltevorrichtung 10 an Querführungen 96 quer zur Längsrichtung der teilbearbeiteten Turbinenschau­ fel bewegt, wobei diese durch die Ausnehmung 14 hindurch bis zur Einspannöffnung 13 gelangt. Der motorische Antrieb für die Querführungen 96 ist wiederum zur Vereinfachung nicht darge­ stellt. Die Haltevorrichtung 10 wird also so positioniert, daß die Längsachse der teilbearbeiteten Turbinenschaufel, also die Längsachse des bereits bearbeiteten Halteendes dieser Turbi­ nenschaufel mit der Drehachse des Grundkörpers 11 überein­ stimmt. Eventuell hierfür benötigte Stellvorrichtungen zur Hö­ henverstellung der Haltevorrichtung 10 müssen selbstverständ­ lich bei Bedarf ebenfalls vorgesehen sein. Nun wird in der be­ reits beschriebenen Weise die Turbinenschaufel mit Hilfe der Formspannbacken 26 im Grundkörper 11 gespannt. Jetzt kann das noch unbearbeitete Halteende der Turbinenschaufel bearbeitet werden. Hierzu kann die teilbearbeitete Turbinenschaufel mit Hilfe des Antriebsmotors 16 in der erforderlichen Weise ge­ dreht werden, wobei diese Drehung auch über das eingespannte, bereits bearbeitete Halteende der Turbinenschaufel erfolgen kann. Nach der Bearbeitung werden die Formspannbacken 26 in der in Fig. 1 dargestellten Winkelstellung des Grundkörpers 11 gelöst und die Haltevorrichtung 10 seitlich von der Turbi­ nenschaufel wegbewegt. Nun kann die nächste Turbinenschaufel eingespannt werden, und der beschriebenen Vorgang wiederholt sich.

Um auch Werkstücke von sehr unterschiedlicher Gestalt einspan­ nen zu können, sind in einem nicht dargestellten Magazin Form­ spannbacken 26 unterschiedlicher Gestalt untergebracht. Diese können nach Bedarf auf die Schlitten 21, 22 aufgesetzt werden, z. B. mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Wechselauto­ maten.

In einer einfacheren Ausführung kann auch auf die Schlitten 21, 22 verzichtet werden, d. h. die Formspannbacken 26 werden direkt auf den Grundkörper 11 aufgesetzt. Die Spannbewegung wird dann allein durch die Bewegung der Stößel 33 bewirkt.

Zur Fixierung der motorisch entlang der Längsführungen 95 und Querführungen 96 bewegbaren Haltevorrichtung 10 wenigstens in der Arbeitsposition sind in an sich bekannter Weise nicht dar­ gestellte Feststelleinrichtungen vorgesehen, die beispiels­ weise ebenfalls Hydraulikzylinder aufweisen können.

Das in Fig. 7 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel weist viele Einzelteile und Vorrichtungen auf, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen. Gleiche oder gleichwirkende Bauteile, Baugruppen oder Vorrichtungen sind daher mit densel­ ben Bezugszeichen versehen und nicht nochmals beschrieben.

Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht beim zweiten Ausführungsbeispiel eine Haltevorrichtung 100 aus zwei Teil­ stücken 100a, 100b, wobei das Teilstück 100b über ein Schwenk­ gelenk 101 schwenkbar am Teilstück 100a gelagert ist, während das Teilstück 100a in entsprechender Weise wie die Haltevor­ richtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels an den in Fig. 7 nicht dargestellten Querführungen 96 geführt ist, die wiederum entlang der Längsführungen 95 bewegbar ist. Auch hier können wiederum motorische Stellvorrichtungen vorgesehen sein. Die beiden Teilstücke 100a und 100b der Haltevorrichtung 100 wei­ sen im geschlossenen Zustand zusammen eine Gestalt auf, die im wesentlichen der der Haltevorrichtung 10 des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels entspricht. Eine Trennlinie 102 bzw. Anlageflä­ che zwischen den beiden Teilstücken 100a, 100b verläuft von dem links oben angeordneten Schwenkgelenk 101 aus schräg nach unten. In dieser Haltevorrichtung ist wie beim ersten Ausfüh­ rungsbeispiel ein kreisscheibenförmiger Grundkörper 104 dreh­ bar gelagert, der ebenfalls aus zwei Teilstücken 104a, 104b besteht. In der dargestellten Drehposition des Grundkörpers 104 setzt sich die Trennlinie 102 durch diesen Grundkörper 104 hindurch fort und teilt ihn in die beiden Teilstücke 104a, 104b auf. Im mittleren Bereich des Grundkörpers 104 ist wie­ derum eine axial durchgehende Einspannöffnung 103 zur Aufnahme von einzuspannenden Werkstücken vorgesehen, wobei zu beiden Seiten dieser Einspannöffnung 103 die beiden Formspannbacken 26 angeordnet sind und jedes Teilstück 104a, 104b einen sol­ chen Formspannbacken 26 trägt.

Die Bewegung der Formspannbacken 26 und der Stößel 33 erfolgt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, d. h. hydraulisch über das Anschlußstück 75 und das gegenüber diesem bewegbare Gegen­ anschlußstück 76. Während die Hydraulikleitungen vom Anschluß­ stück 75 aus in nicht dargestellter Weise durch das Teilstück 104a des Grundkörpers 104 zu dessen Formspannbacken 26 geführt sein können, müssen die Hydraulikzuführungen zum anderen Form­ spannbacken 26 auf dem anderen Teilstück 104b über die Trenn­ linie 102 hinweg erfolgen. Dies kann über bewegliche, nicht dargestellte Außenleitungen oder über im Teilstück 104b inte­ grierte Hydraulikleitungen erfolgen, wobei die Hydraulikan­ schlüsse über die durch die Trennlinie 102 gebildete Trennflä­ che hinweg gebildet werden, die sich im geschlossenen Zustand der Teilstücke 104a, 104b dichtend aneinanderlegen.

Der Grundkörper 104 weist umfangsseitig einen wiederum aus zwei Teilstücken bestehenden Drehkranz 105 auf, der wie beim ersten Ausführungsbeispiel über Lagerrollen 12 in der Halte­ vorrichtung 100 drehbar gelagert ist. Die Lagerrollen 12 grei­ fen dabei in nicht dargestellter Weise in den Drehkranz 105 ein, wobei hintergreifende Elemente in oder an diesem Drehkranz 105 verhindern, daß die beiden Teilstücke 104a, 104b des Grundkörpers 104 im geöffneten Zustand aus der Haltevorrich­ tung 100 herausfallen. Bei diesen hintergreifenden Elementen kann es sich auch um die Lagerrollen 12 selbst handelt. Zum Drehantrieb des Grundkörpers 104 treibt wiederum der mit dem Zahnrad 17 versehene Antriebsmotor 16 über ein Antriebszahnrad 18 den Zahnkranz 20 des Grundkörpers 104 an, der hier im In­ nern des Drehkranzes 105 oder hinter diesem angeordnet ist. Das zweite Antriebszahnrad 19 kann hier entfallen, da der Grundkörper 104 und damit der Drehkranz 105 jeweils einen ge­ schlossenen Ring bilden.

Zum Positionieren des Grundkörpers 104 in der in Fig. 7 dar­ gestellten Drehposition sind zwei nicht dargestellte Fest­ stellbremsen für die beiden Teilstücke 104a, 104b vorgesehen, die im wesentlichen der Feststellbremse 81 des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels entsprechen.

Zum Einlegen eines zu bearbeitenden Werkstücks zwischen die Formspannbacken 26 wird das obere Teilstück 100b der Haltevor­ richtung 100 zusammen mit dem oberen Teilstück 104b des Grund­ körpers 104 nach oben geschwenkt. In der nach oben geschwenk­ ten Offenposition nimmt das obere Teilstück 100b der Haltevor­ richtung 100 dann die in Fig. 7 strichpunktiert dargestellte Position ein. Zum automatisch gesteuerten Hochschwenken dient dabei ein hydraulisches Stellglied 106, das lediglich schema­ tisch neben dem Schwenkgelenk 101 dargestellt ist. Ein Stößel 107 dieses im oberen Teilstück 100b der Haltevorrichtung 100 angeordneten hydraulischen Stellglied 106 drückt bei dessen Betätigung auf die durch die Trennlinie 102 gebildete Trenn­ fläche des unteren Teilstücks 100a und drückt dadurch die bei­ den Teilstücke auseinander. Die Rückstellbewegung kann durch Schwerkraft, durch Federkraft oder ebenfalls hydraulisch er­ folgen. Ebenso kann anstelle eines hydraulischen Stellglieds auch ein anderes fluidisches Stellglied oder ein magnetisches oder elektrisches Stellglied treten.

Im geschlossenen Zustand der beiden Teilstücke 100a, 100b der Haltevorrichtung 100 werden diese gegeneinander verriegelt. Hierzu dient eine hydraulische Verriegelungsvorrichtung 108, die am vom Schwenkgelenk 101 entfernten Randbereich der Trenn­ linie 102 angeordnet ist. Bei dieser Verriegelungsvorrichtung 108 greift ein sich am freien Ende verjüngender, im unteren Teilstück 100a hydraulisch verschiebbar gelagerter Stößel 109 mit einem sich verjüngenden Ende zwischen zwei Verriegelungs­ glieder 110 ein. Verschiebt sich der Stößel 109 zum oberen Teilstück 100b hin, so werden die Verriegelungsglieder 110 auseinandergedrückt und greifen in Rastöffnungen 111 des obe­ ren Teilstücks 100b zur Verriegelung ein. Auch hier können selbstverständlich andere bekannte Konstruktionen von Verrie­ gelungsvorrichtungen vorgesehen sein.

Claims (25)

1. Spannvorrichtung zum umfangsseitigen Spannen von Werk­ stücken mit beliebiger Umfangskontur, mit zwei einander gegen­ überliegend auf einem Grundkörper angeordneten Formspannbac­ ken, deren Spannflächen jeweils durch eine Vielzahl von unab­ hängig voneinander gegen das zu spannende Werkstück fluidisch verschiebbaren und in der Spannstellung arretierbaren Stößeln gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (11, 104) in einer Haltevorrichtung (10, 100) um eine senk­ recht zur Spannrichtung gerichtete Achse drehbar gelagert ist und ein Anschlußstück (75) zur fluidischen Steuerung des fluidischen Antriebs wenigstens der Stößel (33) besitzt, und daß ein mit fluidischen Leitungen verbundenes Gegenanschluß­ stück (76) gegen das Anschlußstück (75) verschiebbar und im nicht bewegten Zustand des Grundkörpers (11, 104) in einer be­ stimmten Winkelstellung an dieses ankoppelbar ist, wobei der Grundkörper Ventilmittel (70) zur Fixierung der Positionen der Stößel (33) im gespannten Zustand nach dem Abkoppeln des Ge­ genanschlußstücks (76) besitzt.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (11, 104) kreisscheibenartig ausgebildet und umfangsseitig gelagert ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsseitige Lagerung des Grundkörpers (11, 104) eine Vielzahl von Lagerrollen (12) enthält.

4. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor (16) für die Drehung des Grundkörpers (11, 104) vorgesehen ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Haltevorrichtung (10, 100) fixierte Antriebsmo­ tor über wenigstens ein Antriebszahnrad (18, 19) in einen Zahnkranz (20) am Grundkörper (11, 104) eingreift, der an des­ sen Umfangsbereich angeordnet ist.

6. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (11) von einer axial durchgehenden, im wesentlichen durch die beiden Form­ spannbacken (26) seitlich begrenzten Einspannöffnung (13) aus eine sich seitlich bis zum Außenumfang erstreckende, durchge­ hende Ausnehmung (14) besitzt, die sich auch durch die Halte­ vorrichtung (10) erstreckt.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei in den Zahnkranz (20) eingreifende An­ triebszahnräder (18, 19) vorgesehen sind, deren Abstand minde­ stens der Breite der Ausnehmung (14) entspricht.

8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (104) und die Halte­ vorrichtung (100) jeweils zweiteilig ausgebildet sind, wobei die Teilstücke (104a, 104b bzw. 100a, 100b) zum Ein- und Aus­ bringen des zu spannenden Werkstücks auseinanderschwenkbar ausgebildet sind.

9. Spannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (100) aus einem ersten, an einer Füh­ rungseinrichtung (95, 96) geführten Teilstück (100a) und einem zweiten über ein Schwenkgelenk (101) schwenkbar mit dem ersten Teilstück (100a) verbundenen zweiten Teilstück (100b) besteht, wobei beim Schwenkvorgang ein erstes Teilstück (104a) des Grundkörpers (104) im ersten Teilstück (100a) der Haltevor­ richtung (100) verbleibt und ein zweites Teilstück (104b) des Grundkörpers (104) im zweiten Teilstück (100b) der Haltevor­ richtung (100) mitgeschwenkt wird.

10. Spannvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Teilstücke (104a, 104b) des Grundkör­ pers (104) zusammen eine geschlossene Kreisscheibe bilden.

11. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kreisscheibe mit einem insbesondere als Lagerring ausgebildeten Drehkranz (105) versehen ist, der ebenfalls zweistückig ausgebildet ist.

12. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (100) zum Ver­ schwenken seiner Teilstücke (100a, 100b) relativ zueinander ein insbesondere fluidisches Stellglied (106) aufweist.

13. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß eine die beiden Teilstücke (100a, 100b) der Haltevorrichtung (100) im geschlossenen Zustand ver­ riegelnde, vorzugsweise fluidisch gesteuerte Verriegelungsvor­ richtung (108) vorgesehen ist.

14. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenanschlußstück (26) flui­ disch verschiebbar ausgebildet ist.

15. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Formspannbacken (26) auffluidisch gegeneinander am Grundkörper (11, 104) ver­ schiebbaren Schlitten (21, 22) angeordnet sind.

16. Spannvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Formspannbacken (26) fluidisch an den Schlitten (21, 22) ankoppelbar und/oder verriegelbar sind.

17. Spannvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß verschiedene, alternativ auf den Schlitten (21, 22) fixierbare Formspannbacken (26) vorgesehen sind.

18. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine fluidische Fest­ stellbremse (81) für den Grundkörper (11, 104) vorgesehen ist.

19. Spannvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß die Feststellbremse (81) als Backenbremse am Außenum­ fang des Grundkörpers (11, 104) ausgebildet ist.

20. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (10, 100) eine Antriebsvorrichtung zur axialen und/oder quer zur axialen Richtung horizontalen Verschiebung an einer Führungseinrich­ tung (95, 96) aufweist.

21. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel (70) zur Fixie­ rung der Stößel (33) im gesperrten Zustand als fluidisch betä­ tigbare Absperrventile ausgebildet sind.

22. Spannvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß Rückschlagventile zur Aufrechterhaltung der Stößelposition nach dem Abkoppeln des Gegenanschlußstücks (76) vorgesehen sind.

23. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Formspannbacken (26) ein die Stößel überdeckendes Spannband (72) besitzt.

24. Spannvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, daß das Spannband (72) durch Federkraft an den Stößeln (33) anliegt.

25. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fluidische Steuerung eine hydraulische Steuerung ist.