DE19924309A1 - Werkstückhalter - Google Patents

Abstract

Ein Werkstückhalter zum lösbaren Halten eines zylindrischen Teils besteht aus einer verstellbaren metallischen Hülse, die mit mehreren in Umfangsrichtung beabstandeten, längsverlaufenden Schlitzen versehen ist, und einem flexiblen polymeren Ring, der zumindest teilweise eine Strömungsmittelkammer bildet, um das Strömungsmittel in der Kammer gegenüber der Hülse abzudichten und dadurch ein Austreten des Strömungsmittels durch die Schlitze der Hülse zu vermeiden. Die Schlitze in der metallischen Hülse ermöglichen eine große Stellung (Verformung) der Hülse durch den polymeren Ring, so daß der hydrostatische Werkstückhalter in Verbindung mit Werkstücken mit rauher Oberfläche, wie z. B. Metallguß-Teilen, insbesondere Zylinderbuchsen für Brennkraftmaschinen, verwendet werden kann, Werkstücken also, die rauhe Oberflächen und eine relativ geringe Abmessungsgenauigkeit haben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydrostatischen Werkstückhalter, also eine Vorrichtung zum lösbaren Halten eines Teils, insbesondere für Werkzeugmaschinen.

Es sind bereits verschiedene hydrostatische Werkstückhalter bekannt. So of­ fenbart beispielsweise die US 5,516,243 einen Werkstückhalter mit einer oder meh­ reren Strömungsmittelkammern, die bei Druckbeaufschlagung eine relativ dünne metallische Hülse zusammenzieht, um einen innerhalb der Hülse angeordneten Werkstückschaft einzuspannen. Wenngleich dieser hydrostatische Werkstückhalter weitgehend zufriedenstellend arbeitet, kann die massive Stahlhülse lediglich inner­ halb ihrer elastischen Grenzen und somit nur um einen relativ geringen Betrag zu­ sammengezogen werden.

Bei bestimmten Anwendungen wäre jedoch eine größere Kontraktion oder Expansion der Hülse erforderlich, um ein Werkstück sicher zu erfassen. So haben beispielsweise Werkstücke aus Gußeisen eine relativ rauhe Oberfläche und eine re­ lativ geringe Abmessungsgenauigkeit, so daß die Größe der Werkstücke aufgrund der Fertigungstoleranzen beträchtlich variieren können. Um somit zu erreichen, daß der Werkstückhalter alle Werkstücke mit hoher Sicherheit einspannt, müßte die Hülse so stark verformt werden, daß sie permanent verformt bleibt. Außerdem wäre ein extrem hoher Strömungsmitteldruck erforderlich, was nicht zuletzt zu Abdich­ tungsschwierigkeiten führen würde.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Werkstückhalter der angegebenen Gattung so ausgebildet werden, daß seine metallische Hülse bei relativ geringem Strömungsmitteldruck vergleichsweise stark verstellt (verformt) werden kann, um das Werkstück sicher einzuspannen.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.

Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen ein hydrostatischer Werkstückhalter zum lösbaren Halten eines zylindrischen Teils, welcher besteht aus einer verstellba­ ren metallischen Hülse, die mit mehreren in Umfangsrichtung beabstandeten, längsverlaufenden Schlitzen versehen ist, und einem flexiblen polymeren Ring, der zumindest teilweise eine Strömungsmittelkammer bildet, um das Strömungsmittel in der Kammer gegenüber der Hülse abzudichten und dadurch ein Austreten des Strö­ mungsmittels durch die Schlitze der Hülse zu vermeiden. Die Schlitze schwächen die Hülse, so daß die Hülse mit einer wesentlich geringeren Kraft verformt werden kann. Dies ermöglicht eine vergleichsweise große Verstellung der Hülse, ohne eine extrem große Kraft auf die Hülse ausüben zu müssen, so daß der Werkstückhalter zum Einspannen von Gußteilen wie z. B. Zylinderbuchsen für Brennkraftmaschinen verwendet werden kann. Vorzugsweise läßt sich die Hülse um 0,25 inch oder mehr verstellen.

Bei einem Ausführungsbeispiel umgibt die mit Schlitzen versehene metalli­ sche Hülse die Außenseite eines Schaftes, wobei der polymere Ring und die zuge­ hörige Strömungsmittelkammer innerhalb der Hülse angeordnet sind, so daß die Druckkraft des Strömungsmittels in der Strömungsmittelkammer in Auswärtsrich­ tung auf die Hülse einwirkt, um die Hülse radial aufzuweiten und gegen die innere Oberfläche eines auf dem Schaft sitzenden Werkstückes zu drücken. Bei einem an­ deren Ausführungsbeispiel befindet sich die metallische Hülse im Inneren einer Bohrung eines Spannfutters oder anderen Werkstückhalters. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel umgeben der polymere Ring und die Strömungsmittelkammer die Au­ ßenseite der Hülse, so daß die Druckkraft des Strömungsmittels in der Strö­ mungsmittelkammer in Einwärtsrichtung auf die Hülse wirkt, um die Hülse radial nach innen zu verformen und in Anlage mit dem Werkstück zu drücken. Bei beiden Ausführungsbeispielen wird die Druckkraft des Strömungsmittels auf die metalli­ sche Hülse über den polymeren Ring übertragen.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Werkstückhalter hat darüber hinaus den Vorteil, daß er Schwingungen bei der Bearbeitung dämpft, daß er für eine bessere Oberflächengenauigkeit und -glätte der bearbeiteten Teile sorgt, daß er für eine wie­ derholbare und zuverlässige Positionierung und Zentrierung der Werkstücke sorgt. Außerdem läßt er sich ohne Schwierigkeiten an Werkstücke unterschiedlicher Größe anpassen, und er zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau, wirtschaftliche Herstellbarkeit und Montage sowie durch eine lange Lebensdauer aus.

Anhand der Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsansicht durch einen Werkstückhalter;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Hülse des Werkstückhalters in Fig. 1;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer aus einem polymeren Ring und einem Halteglied bestehenden Untereinheit des Werkstückhalters in Fig. 1;

Fig. 4 eine Teilschnittansicht einer Strömungsmittelzuführeinrichtung für den Werkstückhalter in Fig. 1;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entsprechend Fig. 1 eines anderen Ausfüh­ rungsbeispiels eines Werkstückhalters;

Fig. 6 eine der Fig. 3 entsprechende Querschnittsansicht der Untereinheit des Werkstückhalters in Fig. 5.

Fig. 1 zeigt einen hydrostatischen Werkstückhalter in Form eines hydrostati­ schen Spannschaftes 10, der zum zentrischen Spannen eines darauf sitzenden buch­ senförmigen Werkstückes 12 dient. Bei dem Werkstück 12 handelt es sich bei­ spielsweise um eine aus Gußeisen bestehende Zylinderbuchse für eine Brennkraft­ maschine. Der Werkstückhalter 10 hat zwei metallische Hülsen 14, 16, auf die das unter Druck stehende Strömungsmittel in zwei getrennten Strömungsmittelkammern 18, 20 wirkt. Die Strömungsmittelkammern 18, 20 werden zum Teil von polymeren Ringen 26 innerhalb und benachbart zu den Hülsen 14, 16 gebildet. Hierdurch wer­ den die metallischen Hülsen 14, 16 aufgeweitet, um in Anlage mit der inneren Oberfläche 22 des Werkstückes 12 gedrückt zu werden. Um das Aufweiten der Hül­ sen 14, 16 zu erleichtern, sind in den Hülsen 14, 16 mehrere in Umfangsrichtung verteilte, in Längsrichtung verlaufende Schlitze 24 vorgesehen (Fig. 2). Um ein Entweichen des Strömungsmittels in den Strömungsmittelkammern 18, 20 durch die Schlitze 24 zu vermeiden, sind im Umfangsrichtung kontinuierliche polymere Ringe 26 zwischen dem Strömungsmittel in den Strömungsmittelkammern 18, 20 und den Hülsen 14, 16 angeordnet, um zu einem Teil die Strömungsmittelkammern 18, 20 zu bilden. Die Druckkraft des Strömungsmittels wirkt somit auf die Hülsen 14, 16 durch die polymeren Ringe 26, um die Hülsen 14, 16 in Anlage mit dem Werkstück 12 zu drücken.

Werkstücke aus Gußeisen haben im allgemeinen eine relativ rauhe Oberflä­ che, und ihr Innen- wie auch Außendurchmesser unterliegt erheblichen Fertigungs­ toleranzen. Es ist daher eine relativ große Verstellung (Verformung) der Hülsen 14, 16 erforderlich, um das jeweilige Werkstück 12 präzise zentriert und mit hoher Haltekraft während seiner Bearbeitung festzuhalten.

Der Werkstückhalter 10 hat einen Körper 30 mit einem zylindrischen Schaft 32 und einem radial verlaufenden Befestigungsflansch 34 an einem Ende. Der Kör­ per 30 ist so ausgebildet, daß er an einer Spindel der Werkzeugmaschine drehfest angebracht werden kann, beispielsweise durch Schrauben, die sich durch Bohrungen 36 des Flansches 34 erstrecken. Der Körper 30 hat eine als Strömungskanal die­ nende Bohrung 38, die in den Schaft 32 verläuft, eine erste Gegenbohrung 40 und eine zweite Gegenbohrung 42. Die Bohrung 38 ist mit dem Strömungsmittel gefüllt und steht mit den Strömungsmittelkammern 18, 20 über Kanäle 44 in Verbindung, die sich durch den Körper 30 quer zu der Bohrung 38 erstrecken.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist eine Strömungsmittelzuführung 31 an einem Ende mit einem Zuführrohr 33 versehen, das sich durch die Spindel der Werkzeugma­ schine in die Gegenbohrung 40 des Körpers 30 erstreckt, wobei in der Spindel eine Buchse 35 sitzt. Das Zuführrohr 33 läuft im Betrieb mit dem Werkstückhalter 10 um. Eine von dem Rohr 33 getragene Dichtung 37 verhindert eine Leckage zwi­ schen dem Rohr 33 und dem Körper 30. Eine Kupplung 39 verbindet das mit dem Werkstückhalter 10 rotierende Zuführrohr 33 mit einer Zuführleitung 41, die aus einer externen Druckquelle 43 unter Druck stehendes Strömungsmittel über das Zuführrohr 33 in die Strömungsmittelkammern 28, 20 führt. Ein Klemmkonus 47 kann auf der Strömungsmittelzuführung 31 an der Maschinenspindel vorgesehen werden.

Als andere Möglichkeit ist ein Stopfen 45 in der ersten Gegenbohrung 40 angeordnet; er kann zum Einfüllen und Ablassen des Strömungsmittels entfernt werden. An dem entgegengesetzten Ende des Körpers 30 ist eine Einstellschraube 46 (in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet) in den Kanal 38 eingeschraubt und kann verstellt werden, um entweder das Strömungsmittel in dem Kanal 38 und dem Strö­ mungsmittelkanal 18, 20 unmittelbar unter Druck zu setzen oder einen Kolben zu diesem Zweck betätigen. Bei beiden Ausführungsformen werden die Strömungsmit­ telkammern 18, 20 in der gewünschten Weise mit Druck beaufschlagt.

Ein Anschlagring 50 ist mit dem Körper 30 durch mehrere in Umfangsrich­ tung beabstandete Schrauben verbunden, die sich durch komplementäre Bohrungen 52 eines radial verlaufenden Flansches 54 des Anschlagringes 50 erstrecken. Um das Werkstück 12 relativ zu dem Körper 30 zu positionieren, hat der Anschlagring 50 eine ringförmige ebene Stirnfläche 56, an der das Werkstück 12 anschlägt, wenn es auf dem Werkstückhalter 10 sitzt. Um den Anschlagring 50 relativ zu dem Kör­ per 30 zu positionieren, besitzt ein Positionierstift 58 in jeder einer Gruppe von in Umfangsrichtung verteilten Sackbohrungen 60 sowohl im Anschlagring 50 wie auch im Körper 30. Um die Hülse 14 an dem Anschlagring 50 zu halten, hat die Hülse 14 vorzugsweise axial verlaufende laschenartige Vorsprünge 62, die in Schlitze 64 des Anschlagringes 50 greifen, um die Hülse 14 mit dem Werkstückhal­ ter 10 drehfest zu verbinden. Diese Anordnung ermöglicht ein radiales Aufweiten der Hülse 14 ohne Behinderung durch den Anschlagring 50. Entsprechende Vor­ sprünge 65 gehen von der entgegengesetzten Seite der Hülse 14 ab und greifen in Schlitze 90, die in einem Haltering 94 gebildet sind.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird jede Strömungsmittelkammer 18, 20 zum Teil von einer Untereinheit 68 aus einem polymeren Ring 26 und einem ringförmigen Halteglied 70 gebildet. Der polymere Ring 26 hat einen ungefähr U-förmigen Quer­ schnitt und zwei entgegengesetzte, einwärts gerichtete Flansche 72, die im zusam­ mengebauten Zustand an nach außen verlaufenden Schultern 74 des Haltegliedes 70 angreifen. Ein geeignetes Material für den polymeren Ring 26 ist Polyurethan. Die Halteglieder 70 haben zwei beabstandete, in Umfangsrichtung kontinuierliche Nu­ ten 76, die jeweils ein Dichtungsring wie auch einen O-Ring 77 aufnehmen, um eine Strömungsmittelabdichtung zwischen dem Halteglied 70 und dem Schaft 32 des Werkstückhalters 30 zu bilden. Ein zentraler Kanal 78 durch das Halteglied 70 ver­ bindet die Kanäle 44 mit den Strömungsmittelkammern 18, 20.

Wie in Fig. 2 gezeigt, hat jede metallische Hülse 14, 16 einen zentralen Steg 80, und die Vorsprünge 62, 65 erstrecken sich von jedem Ende geringfügig nach innen bezüglich des Außendurchmessers des Steges 80, um Schultern 86, 88 zu bil­ den, die die Positionierung und Halterung der Hülsen 14, 16 auf dem Werkstückhal­ ter 10 zu erleichtern. Wie bereits erwähnt, ist die Hülse 14 angrenzend an dem An­ schlagring 50 und dem Haltering 94 angeordnet, und die Hülse 16 greift mit den Vorsprüngen 62 in die Schlitze 92 auf der anderen Seite des Halterings 64, und die Vorsprünge 65 greifen in Schlitze 118 in einem Endstück 112 des Werkstückhalters 10. Die Schlitze 24, die sich durch den Steg 80 der Hülsen 14, 16 erstrecken, sind vorzugsweise gleichmäßig beabstandet in Umfangsrichtung und verlaufen axial zu der zugehörigen Hülse 14, 16. Die Schlitze 24 schwächen die metallischen Hülsen 14, 16, um ein Aufweiten zumindest der zentralen Abschnitte der Hülsen 14, 16 zu erleichtern und sie somit in feste Anlage mit dem Werkstück 12 zu drücken. Vor­ zugsweise sind, wie in Fig. 1 dargestellt, zwei Hülsen 14, 16 vorgesehen, um an der inneren Oberfläche 22 des Werkstücks 12 weitgehend gleichförmig anzugreifen. Die metallischen Hülsen 14, 16 sind vorzugsweise flexibel genug, um sich an die Form runder Werkstücke 12 zentrisch anzupassen, so daß sich das Werkstück 12 absolut rund herstellen läßt. Vorzugsweise lassen sich die Hülsen 14, 16 um 0,25 inch oder mehr aufweiten. Außerdem können Hülsen 14, 16 unterschiedlicher Dicke vorgesehen werden, um zu ermöglichen, daß der Werkstückhalter Werkstücke un­ terschiedlichen Innendurchmessers spannen kann.

Beim Zusammenbau wird der Anschlagring 50 mit dem radialen Flansch 34 des Körpers 30 verbunden, und ein Ringteil 100 wird auf dem Schaft 32 des Kör­ pers 30 angeordnet. Anschließend wird eine erste Untereinheit 68 aus einem poly­ meren Ring 26 und einem Halteglied 70 auf dem Schaft 32 angrenzend am Ringteil 100 angeordnet. Ein Ringteil 102 wird dann auf den Schaft 32 geschoben, und es werden ein oder mehrere Positionierstifte 104 in Bohrungen 105 des Ringteils 102 und Sackbohrungen 106 des Schaftes 32 gesteckt, um das Ringteil 102 präzise zu positionieren und zu halten. Hieraus wird eine zweite Untereinheit 68 aus einem polymeren Ring 26 und einem Halteglied 70 auf den Schaft 32 in Anlage mit dem Ringteil 102 geschoben, und ein äußeres Ringteil 110 wird auf der entgegengesetz­ ten Seite der zweiten Untereinheit 68 angeordnet. Die Ringteile 100, 102 und 110 sichern somit die polymeren Ringe 26 gegen eine axiale Verschiebung und sorgen für eine Abdichtung, die eine Leckage von Strömungsmittel aus den Strömungsmit­ telkammern 18, 20 verhindert. Außerdem sorgen die Ringteile 100, 102 und 110 für eine präzise Positionierung und Zentrierung der Hülsen 14, 16.

Die erste metallische Hülse 14 wird dann teleskopartig auf die verschiedenen Teile 68, 100, 102 und 110 auf den Schaft 32 geschoben, wobei die Schulter 86 an einer Schulter 95 des Anschlagrings 50 anliegt und die Vorsprünge 62 in den Schlit­ zen 64 positioniert werden. Der Haltering 94 ist über den Teilen aus dem Schaft 32 angrenzend an der ersten Hülse 14 angeordnet, wobei die Schlitze 30 die anderen Vorsprünge 65 der Hülse 14 aufnehmen. Die zweite Hülse 16 wird teleskopartig über die Teile auf dem Schaft 32 geschoben, wobei ihre Vorsprünge 62 an einem Ende in die Schlitze 92 auf der anderen Seite des Halteringes 94 greifen. Schließlich wird ein Endstück 112 mit dem Schaft 32 verschraubt, wobei zwei oder mehr Schrauben durch Löcher 116 des Endstückes 112 verlaufen und in Sackbohrungen 114 des Schaftes 32 geschraubt sind. Das Endstück 112 hat Schlitze 118, die zu­ mindest teilweise die angrenzenden Vorsprünge 65 der zweiten Hülse 16 aufneh­ men, um die Hülse 16 mit dem Werkstückhalter 10 drehfest zu verbinden.

Im Betrieb wird das Werkstück 12 über die Hülsen 14, 16 geschoben, bis es an der Stirnfläche 56 des Anschlagringes 50 anliegt. Um das Werkstück 12 auf dem Schaft des Werkstückhalters 10 festzuspannen, wird unter Druck stehendes Strö­ mungsmittel von einer externen Quelle durch das Zuführrohr 33 und die Kanäle 38, 44 in dem Körper 30 in die Strömungsmittelkammern 18, 20 gefördert. Das Strö­ mungsmittel weitet die polymeren Ringe 26 radial nach außen auf, wodurch die Hülsen 14, 16 ebenfalls radial aufgeweitet und somit mit den inneren Oberflächen 22 des Werkstückes 12 verspannt werden, um das Werkstück 12 mit einer hohen Haltekraft und großen Präzision festzuhalten. Um das Werkstück 12 nach seiner Bearbeitung abzunehmen, wird der Druck in den Strömungsmittelkammern 18, 20 gesenkt, um die Hülsen 14, 16 zu entspannen.

Fig. 5 zeigt einen hydrostatischen Werkstückhalter 150 in Form eines Spannfilters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Werk­ stückhalter 150 hat einen Körper 152 mit einem radial verlaufenden Flansch 154, der mit einer Maschinenspindel drehfest verschraubt ist. Der Körper 152 hat eine zylindrische Seitenwand 156 mit einer durchgehenden Bohrung 158 und zwei Kanä­ len 160, 162, über die Strömungsmittel getrennten Strömungsmittelkammern 164, 166 zugeführt wird. Vorzugsweise stehen zwei Zuführrohre (nicht gezeigt) mit je­ dem der Kanäle 160, 162 in Strömungsverbindung, um unter Druck stehendes Strömungsmittel aus einer externen Druckmittelquelle den Strömungsmittelkam­ mern 164, 166 zuzuführen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine in jedem Kanal 160, 162 angeordnete Schraube 168, wie in Fig. 5 strichpunktiert angedeutet ist, zu drehen, um den Strömungsmitteldruck in den Strömungsmittelkammern 164, 166 zu steuern. Eine Gegenbohrung 170 in dem Körper 152 nimmt einen Anschlag­ ring 172 auf, der an dem Körper 152 durch mehrere beabstandete Schrauben befe­ stigt ist, die sich durch Löcher 173 in einem radial verlaufenden Flansch 175 des Anschlagringes 172 erstrecken. Der Anschlagring 172 hat eine Ringwand 174, die sich in die Bohrung 158 erstreckt und so ausgebildet ist, daß sie eine Anschlagfläche 176 bildet, die das Werkstück 12 innerhalb des Werkstückhalters 150 positioniert.

Statt dessen kann das Werkstück auch durch eine Luftführung oder andere geeignete Mittel positioniert werden.

Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat der Werkstückhalter 150 zwei Untereinheiten 182 aus polymeren Ringen 184 und ringförmigen Haltegliedern 186, die zum Teil die Strömungsmittelkammern 164, 166 bilden, welche das unter Druck stehende Strömungsmittel enthalten, um zwei mit Schlitzen versehene metallische Hülsen 188, 190 in Anlage mit dem Werkstück 12 zu drücken. Die Untereinheiten 162 sind, wie in Fig. 6 gezeigt, jeweils so ausgebildet, daß der polymere Ring 184 innerhalb des Haltegliedes 186 angeordnet ist, wogegen der polymere Ring 26 der Untereinheit 68 des ersten Ausführungsbeispiels auf der Außenseite des Halteglie­ des 70 angeordnet war. Der polymere Ring 184 hat einwärts verlaufende Flansche 183, die nach außen ragende Schultern 187 des Haltegliedes 186 übergreifen. Ra­ diale Kanäle 191 des Haltegliedes 186 verbinden die Kanäle 160, 162 mit ihrer zu­ gehörigen Strömungsmittelkammer 164 bzw. 166. Beabstandete Nuten 193, 195 in dem Halteglied 186 sind jeweils so ausgebildet, daß sie ein Dichtungsglied wie z. B. einen O-Ring 197 aufnehmen, um eine Abdichtung zwischen dem Halteglied 186 und dem Körper 152 zu bilden. Die Hülsen 188, 190 sind im wesentlichen genauso ausgebildet wie die Hülsen 14, 16 des ersten Ausführungsbeispiels. Die Unterein­ heiten 182 des Werkstückhalters 150 sind außerhalb der Hülsen 188, 190 angeord­ net, und die Hülsen 188, 190 ihrerseits nehmen das Werkstück 12 in ihrem Inneren auf, statt daß das Werkstück 12 außerhalb der Hülsen 14, 16 angeordnet ist, wie dies bei dem ersten Ausführungsbeispiel des Werkstückhalters 10 der Fall war. Es kön­ nen Hülsen 188, 190 unterschiedlicher Dicke vorgesehen werden, damit der Werk­ stückhalter 150 mit Werkstücken unterschiedlichen Außendurchmessers verwendet werden kann.

Um den Werkstückhalter 150 zusammenzubauen, wird ein Ringteil 192 in die Bohrung 158 des Körpers 152 geschoben, bis er an dem Flansch 175 des An­ schlagringes 172 anliegt. Eine erste Untereinheit 182 aus einem polymeren Ring 184 und einem Halteglied 186 wird dann in die Bohrung 158 in Anlage mit dem Ringteil 192 geschoben. Ein Zwischenring 194 wird benachbart zu der ersten Un­ tereinheit 182 angeordnet und mittels in Umfangsrichtung beabstandeter Positio­ nierstifte 196 positioniert, die in Bohrungen 198 der Seitenwand 156 des Körpers 152 und in Sackbohrungen 199 des Zwischenrings 194 sitzen. Die zweite Unterein­ heit 182 aus einem polymeren Ring 184 und dem Halteglied 186 wird dann in die Bohrung 158 in Anlage mit dem Zwischenring 194 eingesetzt, und ein äußeres Ringteil 200 wird dann in die Bohrung 158 benachbart zu dem anderen Ende der zweiten Untereinheit 182 angeordnet. Anschließend wird die erste Hülse 188 in den Ringteilen 192, 194 und der ersten Untereinheit 182 angeordnet, wobei ein Ende zwischen der Wand des Anschlagrings 174 und dem Ringteil 192 liegt. Ein Ringteil 204 wird angrenzend an dem anderen Ende der ersten Hülse 188 angeordnet, und die zweite Hülse 190 wird dann benachbart hierzu eingeschoben. Wie bei dem er­ sten Ausführungsbeispiel sichern die Ringteile 192, 194, 200 die polymeren Ringe 184 gegen eine axiale Verschiebung durch das Strömungsmittel und sorgen für eine Abdichtung zwischen ihnen. Außerdem werden die Hülsen 188, 190 durch die Ringteile 192, 194, 200 präzise positioniert und zentriert.

Ein ringförmiges Endstück 214 wird an dem Körper 152 durch Schrauben befestigt, die sich durch Löcher 215 des Endstücks 214 erstrecken und in Sackboh­ rungen 217 des Körpers 152 eingeschraubt sind. Das Endstück 214 überlappt und hält das Ringteil 200 in dem Körper 152. Das Endstück 214 hält die Hülsen 188, 190 innerhalb des Werkstückhalters 150.

Im Betrieb sitzt das Werkstück 12 innerhalb der Hülsen 188, 190, wobei ein Ende an der Anschlagfläche 176 des Anschlagringes 172 anliegt (oder durch ein Luftlager positioniert wird). Zum Einspannen des Werkstückes 112 innerhalb des Werkstückhalters 150 wird unter Druck stehendes Strömungsmittel über geeignete Zuführrohre und die Kanäle 160, 162 in dem Körper 152 in die Strömungsmittel­ kammern 164, 166 eingeführt, wodurch eine Druckkraft erzeugt wird, die die poly­ meren Ringe 184 in Anlage mit der Außenfläche der Hülsen 188, 190 drückt. Die auf die Hülsen 188, 190 wirkende Druckkraft verformt die Hülsen 188, 190 und verspannt sie somit mit dem Werkstück 12, so daß dessen Innenseite bearbeitet werden kann.

Die hydrostatischen Werkstückhalter 10, 150 gemäß der vorliegenden Erfin­ dung ermöglichen somit eine relativ große Verformung einer oder mehrerer metalli­ scher Hülsen 14, 16, 188, 190, um die Hülsen 14, 16, 188, 190 mit einem Werkstück 12 in wiederholbarer Weise präzise und zentrisch zu verspannen. Bei dem Werk­ stückhalter 10 sitzt das Werkstück 12 im Inneren des als Spannschaft ausgebildeten Werkstückhalters 10, und seine Hülsen 14, 16 werden radial nach außen aufgewei­ tet, um an der inneren Oberfläche 22 des Werkstücks 12 anzugreifen, so daß dessen äußere Oberfläche bearbeitet werden kann. Bei dem Werkstückhalter 150 werden die Hülsen 188, 190 radial nach innen verformt, um an der äußeren Oberfläche des Werkstücks 12 so anzugreifen, daß dessen innere Oberseite bearbeitet werden kann.

Claims (11)

1. Werkstückhalter zum lösbaren Halten eines allgemein zylindrischen Teils mit:
einem Körper (30; 152),
mindestens einem von dem Körper getragenen polymeren Ring (26; 184), der mindestens zum Teil eine Strömungsmittelkammer (18, 20; 164, 166) bildet, und mindestens einer allgemein zylindrischen metallischen Hülse (14, 16; 188, 190), die mit mindestens einem Schlitz (24) versehen ist, wobei die Hülse von dem Körper so getragen wird, daß der polymere Ring benachbart zu der inneren oder der äußeren Oberfläche der Hülse angeordnet ist und die jeweils andere Oberfläche der Hülse an dem zylindrischen Teil (12) angreift, wodurch bei Druckbeaufschlagung der Strömungsmittelkammer die von dem Strömungsmittel ausgeübte Druckkraft durch den polymeren Ring auf die Hülse übertragen wird, um die Hülse zum Halten des Werkstücks in Anlage mit dem Werkstück zu drücken.

2. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12) auf der äußeren Oberfläche der Hülse (14, 16) sitzt und das Strö­ mungsmittel, das auf die Hülse über den polymeren Ring (26) einwirkt, die Hülse radial aufweitet, um die Hülse in Anlage mit dem Werkstück zu drücken.

3. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12) innerhalb der Hülse (188, 190) angeordnet ist und das Strö­ mungsmittel, das auf die Hülse durch den polymeren Ring (184) wirkt, die Hülse radial zusammenzieht, um die Hülse in Anlage mit dem Werkstück zu drücken.

4. Werkstückhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der polymere Ring (26; 184) einen U-förmigen Querschnitt hat und auf einem ringförmigen Halteglied (70; 186) sitzt, um zum Teil die Strö­ mungsmittelkammer (18, 20; 164, 166) zu bilden.

5. Werkstückhalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Körper (30; 152) mindestens ein Kanal (38, 44; 160, 162) vorgesehen ist, der mit der Strömungsmittelkammer (18, 20; 164, 166) durch einen in dem Halteglied (70; 186) gebildeten Kanal (78; 191) in Verbindung steht und somit das unter Druck ste­ hende Strömungsmittel enthält.

6. Werkstückhalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hal­ teglied (70; 186) mindestens einen Dichtring (77; 197) trägt, der zwischen dem Halteglied und dem Körper (30; 152) angeordnet ist, um eine Strömungsmittel­ leckage zwischen Halteglied und Körper zu vermeiden.

7. Werkstückhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei beabstandete polymere Ringe (26; 152) vorgesehen sind, die jeweils benachbart zu einer getrennten metallischen Hülse (14, 16; 188, 190) ange­ ordnet sind.

8. Werkstückhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbin­ dung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Ring (26; 152) zwei beabstandete, in Umfangsrichtung kontinuierliche, einwärtsgerichtete Flansche (72; 183) hat, die jeweils einen von zwei in Umfangsrichtung kontinuierlichen, auswärtsgerichteten Schultern (72; 187) des Haltegliedes (70; 186) übergreifen, um den polymeren Ring an dem Halteglied zu halten.

9. Werkstückhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die metallische Hülse (14, 16; 188, 190) in der gewünschten Richtung der Verstellung ungehindert und frei ist, so daß jede Hülse im wesentli­ chen gleichförmig über ihrer gesamten Länge verstellt werden kann, so daß jede Hülse an dem Werkstück (12) im wesentlichen gleichförmig angreift.

10. Werkstückhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Körper (30; 152) ein Endstück (112; 214) angebracht ist, wobei die Hülse (14, 16; 188, 190) zwischen dem Endstück und dem Körper gehalten wird.

11. Werkstückhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesseränderung der Hülse (14, 16; 188, 190) 0,10 inch bis 0,35 inch beträgt, wenn die Druckkraft des Strömungsmittels über den po­ lymeren Ring (26; 184) auf die Hülse übertragen wird.