DE19961901A1

DE19961901A1 - Workpiece chuck e.g. for flow machine rotor blade, uses chuck plates with axially adjustable clamp rods, with reference clamp rods used for workpiece positioning

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Publication number: DE19961901A1
Application number: DE1999161901
Authority: DE
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2019-12-21
Also published as: DE19961901C2

Abstract

The chuck (1) has 2 opposing chuck plates (2,3), each provided with a base body (4,5) and a number of axially adjustable clamp rods displaced into contact with the workpiece surface. One of the chuck plates has at least 3 reference clamp rods defining a reference position for accurate positioning of the workpiece (12). An Independent claim for a workpiece clamping method is also included.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen von Werkstücken mit einer ungleichmäßig gekrümmten Oberflächen, insbesondere zum Spannen von Läuferschaufeln von Strömungsmaschinen, mit vorzugsweise zwei Spannbacken mit jeweils einem Grundkörper und mit jeweils einer Vielzahl von relativ zum Grundkörper axial verschiebbaren und an die Oberfläche des Werkstücks anlegbaren Spannstößel, wobei die hierbei gebildeten, zur Oberfläche des Werkstücks komplementären Konturen der Spannseiten durch eine Arretierungseinrichtung lösbar unverformbar gestellt werden können. The invention relates to a device for tensioning Workpieces with an unevenly curved surface, especially for clamping rotor blades of Fluid machines, preferably with two jaws each with a base body and with a plurality of each axially displaceable relative to the base body and to the Surface of the workpiece attachable ram, the formed here, to the surface of the workpiece complementary contours of the clamping sides by a Locking device can be made releasably non-deformable can.

Derartige Spannvorrichtungen sind beispielsweise aus der EP 0 899 061 A2 bekannt geworden. Mit derartigen Spannvorrichtungen können Werkstücke mit insbesondere unsymmetrischen Oberflächen starr eingespannt und einer Werkstückbearbeitung unterzogen werden.Such clamping devices are for example from the EP 0 899 061 A2 has become known. With such Clamps can be used with workpieces in particular asymmetrical surfaces rigidly clamped and one Undergo workpiece machining.

Solche Spannvorrichtungen weisen allerdings das Problem auf, dass es nicht möglich ist, Werkstücke mit ungleichmäßig gekrümmten Oberflächen definiert und positionsgenau so zu spannen, dass sie einer entsprechend hochgenauen Bearbeitung, insbesondere im Rahmen einer Serienfertigung, unterzogen werden können. Ein solches definiertes und positionsgenaues Spannen ist beispielsweise bei Läuferschaufeln von Strömungsmaschinen erforderlich, eine hochgenaue und exakte Bearbeitung des Werkstücks zu ermöglichen.However, such clamping devices have the problem that it is not possible to work with uneven parts curved surfaces and precisely positioned to ensure that they are processed with high precision, in particular as part of series production can be. Such a defined and positionally accurate Clamping is, for example, with rotor blades from Fluid flow machines required a highly accurate and exact To allow machining of the workpiece.

Deshalb werden in der Praxis insbesondere Läuferschaufeln mit einem aushärtenden Kunststoffkitt so umgossen, dass nach Aushärtung des Kunststoffkitts zwei parallel zueinander angeordnete Oberflächen vorhanden sind, welche in schraubstockartigen Spanneinrichtungen spannbar sind. Durch ein solches Spannen ist insbesondere eine Bearbeitung des der Welle einer Strömungsmaschine zugewandten Abschnitts der Läuferschaufeln möglich. Nach der Bearbeitung wird der ausgehärtete Kunststoffkitt von der Läuferschaufel beispielsweise durch Abmeißeln entfernt. Ein derartiges Spannen ist sehr Zeit- und materialaufwendig und folglich kostenintensiv.This is why rotor blades are used in practice Pour a hardening plastic putty so that after Hardening of the plastic cement two parallel to each other arranged surfaces are present, which in vise-like clamping devices can be clamped. By such clamping is in particular a processing of the Shaft of a turbomachine-facing section of the Rotor blades possible. After editing, the hardened plastic putty from the rotor blade removed by chiselling, for example. Such a thing Clamping is very time-consuming and material-intensive and consequently expensive.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung und ein Verfahren zum Spannen von Werkstücken mit ungleichmäßig gekrümmten Oberflächen, beispielsweise von Läuferschaufeln von Strömungsmaschinen, vorzuschlagen, bei denen ein positionsgenaues Spannen und demzufolge exaktes Bearbeiten des Werkstücks kostengünstig und auf einfache Art und Weise möglich ist. Die Spannvorrichtung soll dabei flexibel einsetzbar sein, so dass ein Umrüsten auf unterschiedliche Werkstücke schnell und einfach durchführbar ist.The present invention is therefore based on the object a tensioning device and a method for tensioning Workpieces with irregularly curved surfaces, for example rotor blades of turbomachines, propose a precise clamping and consequently, precise machining of the workpiece inexpensively and is possible in a simple manner. The jig should be flexible to use, so that a change to Different workpieces can be carried out quickly and easily is.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Spannvorrichtung der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß vorsieht, dass die Spannvorrichtung an einer Spannbacke wenigstens drei, eine Referenzanlage bildende Referenzstößel zu positionsgenauen Anlage des Werkstücks aufweist.To solve the problem, a clamping device is the beginning proposed type proposed, which provides according to the invention, that the clamping device on a clamping jaw has at least three, a reference plunger forming a reference system has precise positioning of the workpiece.

Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass ein eindeutiges und definiertes Anlegen des Werkstücks an die die Referenzanlage bildenden Referenzstößel ermöglicht wird, bevor und während das Werkstück von den Spannstößeln in die Spannvorrichtung starr eingespannt wird. Die Position der Referenzstößel ist dabei von der Oberflächengeometrie des Werkstücks abhängig. This advantageously ensures that a clear and defined application of the workpiece to the Reference system forming reference plunger is made possible before and while the workpiece is moving from the clamping plunger into the Clamping device is rigidly clamped. The position of the The reference tappet is based on the surface geometry of the Workpiece dependent.

Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Referenzstößel ein Auflagestößel ist, auf dessen freie Stirnseite das Werkstück auflegbar ist. Hierdurch wird die Möglichkeit eröffnet, das Werkstück auf die Auflagestößel aufzulegen, bevor es von den Spannstößeln positionsgenau gespannt wird.It can advantageously be provided that at least one of the reference plungers is a support plunger, on the free end face the workpiece can be placed. This will opens up the possibility of the workpiece on the plunger hang up before it is in position by the tensioning plungers is excited.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens einer der Referenzstößel als Anschlagstößel ausgebildet, an dessen Mantelfläche das Werkstück anschlagbar ist. Durch einen derartigen Anschlagstößel wird insbesondere das positionsgenaue Einlegen des Werkstückes in die Spannvorrichtung vereinfacht.In a development of the invention, at least one of the Reference plunger designed as a stop plunger, on the The surface of the workpiece can be struck. Through a such a plunger is particularly Positioning the workpiece in the correct position Clamping device simplified.

Eine andere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Referenzstößel unabhängig voneinander axial verschiebbar und arretierbar sind. Dadurch kann eine Anpassung der Referenzstößel und damit der Referenzanlage des Werkstücks individuell an verschiedene Werkstücke vorgenommen werden. Insbesondere in Verbindung mit einer Speichereinrichtung können so verschiedenen Werkstückoberflächengeometrien entsprechende Referenzstößelpositionen abgelegt und bei Bedarf abgerufen werden.Another embodiment of the invention provides that the Reference plunger can be moved axially and independently of one another can be locked. This allows an adjustment of the Reference plunger and thus the reference system of the workpiece can be made individually to different workpieces. In particular in connection with a storage device can use different workpiece surface geometries corresponding reference plunger positions stored and if necessary be retrieved.

Bei einer anderen besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Spannstößel unabhängig voneinander axial verschiebbar und arretierbar, so dass einzelne Spannstößel als Referenzstößel vorgesehen werden können. Dabei können insbesondere im Inneren des durch die Vielzahl der Spannstößel gebildeten Stößelfeldes liegende Spannstößel als Auflagestößel und am äußeren Rand des Stößelfeldes liegende Spannstößel als Anschlagstößel vorgesehen sein. Dadurch wird die erfindungsgemäße Spannvorrichtung sehr flexibel einsetzbar.In another particularly preferred embodiment of the Invention, the plungers are axially independent of each other slidable and lockable, so that individual plungers as Reference plunger can be provided. You can especially in the interior due to the large number of clamping plungers tappet formed lying plunger as a support plunger and lying on the outer edge of the plunger plunger as Stop plunger may be provided. This will make the tensioning device according to the invention can be used very flexibly.

Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass wenigstens ein Referenzstößel nicht parallel zu den wenigstens anderen beiden Referenzstößeln angeordnet ist. Dabei bietet sich insbesondere eine orthogonale Anordnung des wenigstens einen Referenzstößels an, so dass beispielsweise ein an der der Welle der Strömungsmaschine anordenbarer flanschartiger Steg einer Läuferschaufel an diesen wenigstens einen Referenzstößel anschlagbar oder auf diesen auflegbar ist. Eine derartige Ausgestaltung kann zu einer besseren, einfacheren und damit positionsgenaueren Anlage des Werkstücks beitragen.In a further embodiment of the invention advantageously be provided that at least one Reference plunger not parallel to the at least other two Reference plunger is arranged. This is particularly useful an orthogonal arrangement of the at least one Reference plunger so that, for example, one on the Flange-like web that can be arranged in the turbomachine a rotor blade on this at least one reference tappet can be struck or placed on it. Such Shaping can be a better, simpler and therefore contribute more precisely to the position of the workpiece.

Bei einer Variante der Erfindung kann das Werkstück Markierungen, beispielsweise farbliche Kennzeichnungen, zur positionsgenauen Anlage an die Referenzstößel aufweisen. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn auf Anschlagstößel verzichtet wird und lediglich Auflagestößel zur Anlage des Werkstücks Verwendung finden. In a variant of the invention, the workpiece Markings, for example color coding, for have an exact position on the reference plunger. This can be particularly useful when on the plunger is dispensed with and only a plunger for engaging the Find the workpiece.

Bei einer besonders bevorzugten, sich in der Praxis als besonders vorteilhaft erweisenden Spannvorrichtung sind vorzugsweise drei parallel zueinander angeordnete Auflagestößel, ein weiterer, zu den ersten drei Auflagestößeln orthogonal angeordneter Auflagestößel und zwei parallel zu den ersten drei Auflagestößeln angeordnete Anschlagstößel an dem Grundkörper einer Spannbacke vorhanden. Eine derartige Ausgestaltung eignet sich insbesondere zum positionsgenauen Anlegen von Läuferschaufeln von Strömungsmaschinen, die auf ihrer der Welle der Strömungsmaschine zugewandten Seite einen flanschartigen Steg aufweisen. Der flanschartige Steg liegt dabei vorzugsweise auf dem einen, orthogonal zu den anderen Auflagestößeln angeordneten Auflagestößel auf. Die Schmalseiten der Läuferschaufel schlagen dabei an die Anschlagstößel an, und die in ungleichmäßig gekrümmte Oberfläche der Läuferschaufel liegt auf den drei parallel zueinander angeordneten Auflagestößeln auf.In a particularly preferred, in practice as are particularly advantageous clamping device preferably three arranged parallel to each other Plunger, another, to the first three plungers orthogonally arranged plunger and two parallel to the first plunger arranged on the plunger on the Base body of a clamping jaw available. Such Design is particularly suitable for precise position Applying rotor blades of turbomachinery that are on their side facing the shaft of the turbomachine have flange-like web. The flange-like web lies preferably on one, orthogonal to the other Support tappets arranged on support tappets. The Narrow sides of the rotor blade hit the Stop plunger, and the in unevenly curved The surface of the rotor blade is parallel to the three to each other arranged plungers.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Anschlagkante vorhanden ist. Eine solche Anschlagkante kann beispielsweise die Funktion von Anschlagstößeln ersetzen.In another embodiment of the invention can be provided be that there is a stop edge. Such For example, the stop edge can function as Replace stop plungers.

Vorteilhafterweise kann nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Referenzstößel einen Berührungssensor aufweist. Durch eine solche Werkstückanlagekontrolle kann festgestellt werden, ob an dem entsprechenden Referenzstößel das Werkstück anliegt. Insbesondere unter Verwendung von mehreren Berührungssensoren an mehreren Referenzstößeln kann eindeutig festgestellt werden, ob das Werkstück, vor und während des Spannvorgangs wie vorgesehen, positionsgenau anliegt.Advantageously, according to a development of the invention be provided that at least one of the reference plungers has a touch sensor. By such Workpiece control can be determined whether on the the workpiece rests on the corresponding reference plunger. Especially when using multiple touch sensors can be clearly identified on several reference plungers whether the workpiece, before and during the clamping process as intended, is in position.

Die Berührungssensoren können dabei vorteilhafterweise Pneumatiksensoren sein, wobei der entsprechende Referenzstößel hülsenartig zur Führung eines Luftstromes ausgestaltet sein kann. Da das axiale Verschieben der Spannstößel vorzugsweise mittels Druckluft erfolgt und deshalb ein Druckluftanschluss an der Spannbacke vorhanden ist, können Pneumatiksensoren mit geringem Aufwand realisiert werden.The touch sensors can advantageously Be pneumatic sensors, with the corresponding reference plunger be designed like a sleeve for guiding an air flow can. Since the axial displacement of the ram preferably using compressed air and therefore a compressed air connection Pneumatic sensors can be fitted to the clamping jaw can be realized with little effort.

Vorzugsweise ist die Spannvorrichtung verschwenkbar auf insbesondere einem Maschinenbett gelagert. Dadurch kann die relative Lage des Werkstücks zu das Werkstück bearbeitenden Bearbeitungsmaschinen schnell und einfach verändert werden, ohne dass das Werkstück aus der Spannvorrichtung entnommen und neu eingespannt werden muss.The tensioning device is preferably pivotable especially stored a machine bed. This allows the relative position of the workpiece to the workpiece being machined Processing machines can be changed quickly and easily, without the workpiece being removed from the clamping device and must be re-clamped.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass eine Steuereinheit vorhanden ist, die die axiale Verschiebbarkeit und die Arretierbarkeit der Spannstößel und gegebenenfalls der Referenzstößel steuert. Denkbar ist auch, dass auch die Schwenkbarkeit der Spannbacken kann über diese Steuereinheit gesteuert wird. Another embodiment of the invention is characterized in that there is a control unit that the axial Slidability and lockability of the ram and if necessary, the reference tappet controls. It is also conceivable that even the swiveling of the jaws can be done through this Control unit is controlled.

In Verbindung mit solch einer Steuereinheit kann eine Prüfeinheit vorgesehen sein, die prüft, ob das Werkstück an den Referenzsensoren anliegt. Damit lässt sich auf einfache Art und Weise nachvollziehen, ob das Werkstück in der vorgesehenen Lage positionsgenau eingespannt ist.In connection with such a control unit, a Test unit may be provided, which checks whether the workpiece the reference sensors. It is easy to do Tracing whether the workpiece in the intended position is clamped in position.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zum positionsgenauen Spannen von Werkstücken mit einer ungleichmäßig gekrümmten Oberflächen, insbesondere von Läuferschaufeln von Strömungsmaschinen, mit den folgenden Verfahrensschritten gelöst:
The above-mentioned object is also achieved by a method for the precise positioning of workpieces with an irregularly curved surface, in particular rotor blades of turbomachines, with the following method steps:

a) Positioning the workpiece precisely on the Reference plunger,
b) Applying a large number of clamping plungers to the side the surface of the workpiece which is the the reference ram having the clamping jaw facing away,
c) locking these tension plungers,
d) Creation of a large number of additional rams the side of the surface of the workpiece that the Reference tappet facing jaw is facing, and
e) locking these additional rams.

Durch ein derartiges Spannen der Werkstücke wird gewährleistet, dass das Werkstück während des Spannvorgangs nicht in der vorgesehenen, positionsgenauen Lage verändert wird. By clamping the workpieces in this way ensures that the workpiece during the clamping process not changed in the intended position becomes.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens werden in Verfahrensschritt (b) die Spannstößel mit einem zu ermittelnden Werkstückspanndruck an das Werkstück angelegt, der geringer ist als der spätere Spanndruck. Damit wird eine Änderung der Werkstückposition aufgrund des Anlegens der Spannstößel vermieden.In an embodiment of the method in Process step (b) the ram with a determining workpiece clamping pressure applied to the workpiece, which is less than the subsequent clamping pressure. So that becomes a Change of the workpiece position due to the creation of the Avoided ram.

Das Verfahren kann auch dadurch modifiziert werden, dass vor Verfahrensschritt (b) das Werkstück an wenigstens einen Anschlag angelegt wird. Hierdurch wird erreicht, dass das Einlegen in die Spannvorrichtung wesentlich vereinfacht wird.The method can also be modified by: Method step (b) the workpiece on at least one Stop is created. This ensures that Inserting in the clamping device is significantly simplified.

Bei einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die positionsgenaue Anlage des Werkstückes an die Referenzstößel vor und/oder während den Verfahrensschritten (b)-(e) überprüft wird und dass bei nicht positionsgenauem Anlegen des Werkstücks gegebenenfalls die Verfahrensschritte (a)-(e) wiederholt werden. Dadurch wird gewährleistet, dass ein nicht vorgesehenes, der positionsgenauen Anlage nicht entsprechendes Spannen des Werkstückes vermieden wird. Ein nicht positionsgenaues Sannen des Werkstückes führt zu einer ungenauen Bearbeitung des Werkstücks, was wiederum im späteren Betrieb des Werkstückes zu Funktionsstörungen führen kann.In another embodiment of the method, that the precise positioning of the workpiece on the Reference plunger before and / or during the process steps (b) - (e) is checked and that if the position is not accurate Creating the workpiece, if necessary, the process steps (a) - (e) can be repeated. This ensures that an unintended, the positionally accurate system is not appropriate clamping of the workpiece is avoided. On Scanning the workpiece in an incorrect position leads to a inaccurate machining of the workpiece, which in turn will later Operation of the workpiece can lead to malfunctions.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.Further advantageous refinements and details of Invention can be found in the following description in which the invention with reference to that shown in the drawing Embodiment is described and explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung in perspektivischer Ansicht; Figure 1 shows a clamping device according to the invention in a perspective view.

Fig. 2, 3 und 4 verschiedene Ansichten der Spannvorrichtung nach Fig. 1; FIGS. 2, 3 and 4 different views of the tensioning device according to FIG. 1;

Fig. 5 eine Spannbacke nach Fig. 1 mit zurückgezogenen Spannstößeln; FIG. 5 shows a clamping jaw according to FIG. 1 with retracting tappets;

Fig. 6 die Spannbacke nach Fig. 5 mit ausgefahrenen Spannstößeln. Fig. 6, the jaw according to Fig. 5 with extended ram.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 mit zwei Spannbacken 2 und 3, die jeweils einen Grundkörper 4 und 5 und jeweils auf der der Werkstück zugewandten Seite eine Vielzahl von relativ zum Grundkörper 4 und 5 axial verschiebbaren, in Fig. 1 nicht zu sehenden, Spannstößeln aufweisen. Die beiden Spannbacken 2 und 3 sind an zwei Trägerelementen 7 gehaltert. Die beiden Trägerelemente 7 weisen auf ihrer, den Spannbacken 2 und 3 abgewandten Seite ein freies Wellenende auf, welches von zwei Lagerböcken 8 aufgenommen ist. Die Lagerböcke 8 sind wiederum mit einem Maschinenbett 9 starr verbunden. Über die in den Lagerböcken 8 drehbar gelagerten Trägerelemente 7 sind die Spannbacken 2 und 3 um die Achse 10 gegenüber dem Maschinenbett 9 verschwenkbar angeordnet. Fig. 1 shows a clamping device 1 according to the invention with two clamping jaws 2 and 3, which is axially displaceable in each case a base body 4 and 5 and respectively on the workpiece side which faces a variety of relative to the base 4 and 5 in Fig. 1, not visible , Have plungers. The two jaws 2 and 3 are held on two carrier elements 7 . The two carrier elements 7 have a free shaft end on their side facing away from the clamping jaws 2 and 3 , which is received by two bearing blocks 8 . The bearing blocks 8 are in turn rigidly connected to a machine bed 9 . The clamping jaws 2 and 3 are arranged so as to be pivotable about the axis 10 relative to the machine bed 9 via the support elements 7 rotatably mounted in the bearing blocks 8 .

In Fig. 1 ist außerdem ein von der Spannvorrichtung 1 aufgenommenes Werkstück 12, nämlich eine Läuferschaufel einer Strömungsmaschine, zu erkennen. Das Werkstück 12 weist zwei verschiedene Abschnitte auf, nämlich zum einen den in verschiedene Richtungen verschieden gekrümmten Schaufelabschnitt 13 sowie einen der Welle der Strömungsmaschine zugewandten Wellenabschnitt 14.In Fig. 1 also is an image captured by the jig 1 the workpiece 12, to detect namely a rotor blade of a turbomachine. The workpiece 12 has two different sections, namely on the one hand the blade section 13 which is curved differently in different directions and on the other hand a shaft section 14 which faces the shaft of the turbomachine.

Durch eine Spannung des Werkstücks 12 gemäß Fig. 1 kann eine Bearbeitung des Wellenabschnitts 14 erfolgen. Der Wellenabschnitt 14 kann dabei je nach vorgesehener Bearbeitung mittels Fräsen, Bohren, Schleifen, Honen u. dgl. bearbeitet werden.The shaft section 14 can be machined by clamping the workpiece 12 according to FIG. 1. The shaft section 14 can, depending on the intended processing by milling, drilling, grinding, honing and. The like. are processed.

Durch Verschwenken des Werkstücks 12 entlang der Achse 10 ist eine Bearbeitung von verschiedenen Seiten des Wellenabschnitts 14 des Werkstücks 12 möglich, ohne das Werkstück 12 neu spannen zu müssen.By pivoting the workpiece 12 along the axis 10 , machining from different sides of the shaft section 14 of the workpiece 12 is possible without having to re-clamp the workpiece 12 .

Fig. 2 zeigt die Vorderansicht der Spannvorrichtung nach Fig. 1. Deutlich zu erkennen ist, wie der zu bearbeitende Wellenabschnitt 14 des Werkstücks 12 aus den beiden Spannbacken 2 und 3 herausragt. FIG. 2 shows the front view of the clamping device according to FIG. 1. It can be clearly seen how the shaft section 14 of the workpiece 12 to be machined protrudes from the two clamping jaws 2 and 3 .

In Fig. 3, die die Seitenansicht der Spannvorrichtung 1 zeigt, ist der T-förmige Querschnitt des Wellenabschnitts 14 des Werkstücks 12 gut zu erkennen. In Fig. 3, showing the side view of the tensioner 1, the T-shaped cross-section of the shaft portion 14 is to detect the workpiece 12 well.

In Fig. 4, die die Draufsicht auf die Spannvorrichtung 1 nach Fig. 1 zeigt, ist der Wellenabschnitt 14 durchsichtig dargestellt. Dadurch wird ein Einblick zwischen die beiden Spannbacken 2 und 3 möglich, so dass die relativ zu den Grundkörpern 4 und 5 axial verschiebbaren, an der Oberfläche des Schaufelabschnitts 13 anliegenden Spannstößel 17 sichtbar sind. Deutlich zu erkennen ist auch, dass die Oberfläche des Schaufelabschnitts 13 unregelmäßig gekrümmt ist und in der Darstellung nach Fig. 4 wellenförmig erscheint.In FIG. 4, showing the top view of the clamping device 1 according to Fig. 1, the shaft portion 14 is shown in phantom. This allows an insight between the two clamping jaws 2 and 3 , so that the clamping plungers 17 which are axially displaceable relative to the base bodies 4 and 5 and which bear against the surface of the blade section 13 are visible. It can also be clearly seen that the surface of the blade section 13 is irregularly curved and appears wavy in the illustration according to FIG. 4.

Die Fig. 5 und 6 zeigen nun die Spannbacke 3 in Einzelteildarstellung. Deutlich zu erkennen sind die relativ zu dem Grundkörper 4 axial verschiebbaren Spannstößel 17. In Fig. 5 sind die Spannstößel 17 in zurückgefahrenem Zustand dargestellt. Deutlich zu erkennen sind einige Stößel, die nicht zurückgefahren sind, nämlich die an der Spannbacke 3 vorhandenen, eine Referenzanlage für das Werkstück 12 bildenden Referenzstößel 18-23. Zur positionsgenauen Spannung des Werkstücks wird dieses an die Referenzstößel 18- 23 angelegt. Fig. 5 drei verschiedene Arten von Referenzstößeln 18-23. Die Referenzstößel 18, 19 und 20 sind als Auflagestößel ausgeführt, auf deren freien Stirnseite das Werkstück 12 auflegbar ist. Die beiden weiteren Referenzstößel 21 und 22 sind Anschlagstößel, an deren Mantelfläche das Werkstück zur positionsgenauen Anlage in die Spannvorrichtung 1 anschlagbar ist. Die Spannstößel 17 und die Referenzstößel 18-21 sind dabei parallel zueinander angeordnet. Fig. 5 zeigt einen weiteren Referenzstößel 23, der als Auflagestößel ausgebildet ist und orthogonal zu den Spannstößeln 17 bzw. zu den anderen Referenzstößeln 18-22 verläuft. Der Referenzstößel 23, der auch in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist, dient zur Auflage des T-förmigen Wellenabschnitts 14 des Werkstücks 12. FIGS. 5 and 6 now show the clamping jaw 3 in exploded view. The clamping rams 17 , which are axially displaceable relative to the base body 4, can be clearly seen. In FIG. 5, the clamping rams are shown in back been run state 17th Some plungers which have not been retracted can be clearly seen, namely the reference plungers 18-23 present on the clamping jaw 3 and forming a reference system for the workpiece 12 . For precise clamping of the workpiece, it is applied to the reference plungers 18-23. Fig. 5, three different types of reference plungers 18-23. The reference plungers 18 , 19 and 20 are designed as support plungers, on the free end face of which the workpiece 12 can be placed. The two other reference plungers 21 and 22 are stop plungers, on the outer surface of which the workpiece can be struck for precise positioning in the clamping device 1 . The clamping plunger 17 and the reference plunger 18-21 are arranged parallel to one another. Fig. 5 shows a further reference plunger 23, which is formed as a support plunger and orthogonal to the clamping rams 17 or to the other reference plungers 18-22. The reference plunger 23 , which is also shown in FIGS. 1, 2 and 3, serves to support the T-shaped shaft section 14 of the workpiece 12 .

Die einzelnen Referenzstößel 18-23 sind unabhängig voneinander axial verschiebbar und arretierbar. Damit kann die Spannvorrichtung 1 zur positionsgenauen Aufnahme von verschiedenartigen Werkstücken Verwendung finden.The individual reference plungers 18-23 can be axially displaced and locked independently of one another. Thus, the clamping device 1 can be used to hold different types of workpieces in the correct position.

Denkbar ist, dass auf die Referenzstößel 21, 22 und 23 verzichtet wird und lediglich die drei Auflagestößel 18, 19 und 20 die Referenzanlage des Werkstücks 12 bilden. Dazu wäre allerdings erforderlich, dass beispielsweise das Werkstück Markierungen in Form von insbesondere drei farblich gekennzeichneten Stellen aufweist, welche an die drei Auflagestößel 18, 19 und 20 anzulegen sind. Zur definierten Anlage der ungleichmäßig gekrümmten Oberflächen genügen demnach die drei Referenzstößel 18, 19 und 20.It is conceivable that the reference plungers 21 , 22 and 23 are dispensed with and only the three support plungers 18 , 19 and 20 form the reference system for the workpiece 12 . However, this would require that, for example, the workpiece has markings in the form of, in particular, three color-coded points which are to be placed on the three support plungers 18 , 19 and 20 . The three reference plungers 18 , 19 and 20 are therefore sufficient for the defined contact of the irregularly curved surfaces.

Zum Spannen des Werkstücks 12 wird das Werkstück 12 an die Referenzstößel 18-23 positionsgenau angelegt. Dabei sind die Spannstößel 17, wie in Fig. 5 gezeigt, zurückgezogen. In einem nächsten Verfahrensschritt werden die Spannstößel 17 der Spannbacke 2, die bei dieser Ausführungsform keine Referenzstößel aufweist, an die Seite der Oberfläche des Werkstücks 12 angelegt, die der die Referenzstößel 18-23 aufweisenden Spannbacke 4 abgewandt ist. Daran anschließend werden diese Spannstößel 17 der Spannbacke 2 arretiert. Daraufhin werden die Spannstößel 17 der Spannbacke 3 an die Seite der Oberfläche des Werkstücks 12 angelegt, die der Spannbacke 3 zugewandt ist. Nach dem Arretieren dieser Spannstößel 17 der Spannbacke 3 ist das Werkstück 12 großflächig starr in der Spannvorrichtung 1 eingespannt. Eine Bearbeitung des Werkstücks 12 und insbesondere des Wellenabschnitts 14 kann erfolgen.To clamp the workpiece 12 , the workpiece 12 is placed on the reference plungers 18-23 in the correct position. The clamping plungers 17 are retracted, as shown in FIG. 5. In a next process step, the clamping rams are of the clamping jaw 2, which has no reference plunger in this embodiment is applied 17 to the side of the surface of the workpiece 12 which faces away from the reference plunger 18-23 having jaw. 4 Then these clamping plungers 17 of the clamping jaw 2 are locked. Then the plungers 17 of the clamping jaw 3 are placed on the side of the surface of the workpiece 12 which faces the clamping jaw 3 . After this clamping plunger 17 of the clamping jaw 3 has been locked, the workpiece 12 is clamped rigidly over a large area in the clamping device 1 . The workpiece 12 and in particular the shaft section 14 can be machined.

Fig. 6 zeigt die Spannbacke 3 mit ausgefahrenen Spannstößeln 17. Fig. 6 shows the clamping jaw 3 with extended clamping rams 17th

Vorteilhafterweise sind die Spannstößel 17, 18, 19 und 23 mit Berührungssensoren ausgebildet, die prüfen, ob das Werkstück 12 auf der freien Stirnseite der Referenzstößel 18, 19, 20 und 23 aufliegen. Vorteilhafterweise sind solche Berührungssensoren Pneumatiksensoren.Advantageously, the plungers 17 , 18 , 19 and 23 are designed with touch sensors which check whether the workpiece 12 rests on the free end face of the reference plungers 18 , 19 , 20 and 23 . Such touch sensors are advantageously pneumatic sensors.

Sollte während des Spannvorgangs festgestellt werden, dass das Werkstück an den Referenzstößeln 18, 19, 20 und 23 nicht sachgemäß anliegt, kann der Spannvorgang abgebrochen und ein neuer Spannvorgang eingeleitet werden. If it is determined during the clamping process that the workpiece does not lie properly on the reference plungers 18 , 19 , 20 and 23 , the clamping process can be stopped and a new clamping process can be initiated.

Die axiale Verschiebbarkeit der Spannstößel 17 und der Referenzstößel 18-23 erfolgt vorzugsweise mittels einer Luftdruckbeaufschlagung. Denkbar ist auch eine fluidische Beaufschlagung mittels beispielsweise Hydrauliköl. Dabei wird das entsprechende Medium vorteilhafterweise entlang der Achse 10 über eine Drehdurchführung den Spannbacken 2 und 3 zugeführt.The axial displacement of the tension plunger 17 and the reference plunger 18-23 is preferably carried out by applying air pressure. It is also conceivable to apply fluid by means of hydraulic oil, for example. The corresponding medium is advantageously fed along the axis 10 to the clamping jaws 2 and 3 via a rotary leadthrough.

Um eine Beschädigung der Werkstückoberfläche zu vermeiden, können die Spannseiten der Spannbacken 2 und 3 ein gegen die Oberfläche des Werkstücks 12 anlegbares elastomeres Material umfassen oder mit einem Überzug aus einem elastomeren Material versehen sein. Dabei können die Spannstößel 17 insbesondere mit einer, die Spannseite bildenden elastomeren Membran überspannt sein. Dadurch wird eine geschlossene Spannoberfläche gebildet, mit der das Eindringen von Schmutz in den Zwischenraum zwischen die Spannstößel 17 verhindert werden kann.In order to avoid damage to the workpiece surface, the clamping sides of the clamping jaws 2 and 3 can comprise an elastomeric material that can be placed against the surface of the workpiece 12 or can be provided with a coating of an elastomeric material. The clamping plungers 17 can in particular be spanned with an elastomeric membrane forming the clamping side. This forms a closed clamping surface with which the penetration of dirt into the space between the clamping plunger 17 can be prevented.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the Features shown can be drawn individually as well also in any combination with each other be essential to the invention.

Claims

1. Clamping device ( 1 ) for clamping workpieces ( 12 ) with an irregularly curved surface, in particular for clamping rotor blades of turbomachines, preferably with two clamping jaws ( 2 , 3 ), each with a base body ( 4 , 5 ) and each with a large number of clamping plungers ( 17 ) which are axially displaceable relative to the base body ( 4 , 5 ) and can be placed on the surface of the workpiece ( 12 ), the contours of the clamping sides formed in this way, which are complementary to the surface of the workpiece ( 12 ), being releasably undeformable by a locking device , characterized in that the clamping device ( 1 ) on a clamping jaw ( 3 ) has at least three reference plungers ( 18-23 ) forming a reference system for accurately positioning the workpiece ( 12 ).

2. Clamping device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that at least one of the reference plungers ( 18 , 19 , 20 , 23 ) is a support plunger, on the free end face of which the workpiece ( 12 ) can be placed.

3. Clamping device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the reference plungers ( 21 , 22 ) is a stop plunger, on the outer surface of which the workpiece ( 12 ) can be struck.

4. Clamping device ( 1 ) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the reference plunger ( 18-23 ) are axially displaceable and lockable independently of one another.

5. Clamping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping plungers ( 17 ) are axially displaceable and lockable independently of one another, so that individual clamping plungers ( 17 ) can be provided as reference plungers.

6. Clamping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one reference plunger ( 23 ) is not arranged parallel to the at least other two reference plungers ( 18-22 ).

7. Clamping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece ( 12 ) has markings for precise positioning against the reference plunger ( 18 , 19 , 20 ).

8. Clamping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that preferably three support plungers ( 18 , 19 , 20 ) arranged parallel to one another, a further support plunger ( 23 ) arranged orthogonally to the first three support plungers ( 18 , 19 , 20 ) ) and two stop plungers ( 21 , 22 ) arranged parallel to the first three support plungers ( 18 , 19 , 20 ) are provided on the base body ( 4 ) of a clamping jaw ( 3 ).

9. Clamping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a stop edge is present.

10. Clamping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the reference plungers ( 18 , 19 , 20 , 23 ) has a touch sensor.

11. Clamping device ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the at least one touch sensor is a pneumatic sensor, the corresponding reference plunger ( 18 , 19 , 20 , 23 ) being designed like a sleeve for guiding an air flow.

12. Clamping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device ( 1 ) is pivotally mounted on a machine bed ( 9 , 8 ) in particular.

13. Clamping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a control unit is present which controls the axial displaceability and the lockability of the clamping plunger ( 17 ) and optionally the reference plunger ( 18-23 ).

14. Clamping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a test unit is present which checks whether the workpiece ( 12 ) bears against the reference plungers ( 18-23 ).

15. A method for precise clamping of workpieces ( 12 ) with a non-uniformly curved surface, in particular rotor blades of turbomachines, in a clamping device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by the following method steps:

a) Positioning the workpiece ( 12 ) precisely on the reference plunger ( 18-23 )
b) placing a plurality of clamping plungers ( 17 ) on the side of the surface of the workpiece ( 12 ) which faces away from the clamping jaw ( 3 ) having the reference plungers ( 18-23 ),
c) locking these tension plungers ( 17 ),
d) applying a plurality of further clamping plungers ( 17 ) to the side of the surface of the workpiece ( 12 ) which faces the clamping jaw ( 3 ) having the reference plungers ( 18-23 ), and
e) Locking these further tension plungers ( 17 ).

16. The method according to claim 15, characterized in that in process step (b) the ram with a Workpiece clamping pressure can be applied to the workpiece is lower than the subsequent clamping pressure and that before or after process step (e) the ram with the later clamping pressure can be applied.

17. The method according to claim 15 or 16, characterized in that the workpiece ( 12 ) is placed against at least one stop before method step (b).

18. The method according to claim 15, 16 or 17, characterized in that the precise positioning of the workpiece ( 12 ) on the reference plunger ( 18-23 ) is checked before and / or during the method steps (b) - (e) and that at process steps (a) - (e) may be repeated if the workpiece ( 12 ) does not lie exactly in position.