DE4237422C2 - Werkstückhaltevorrichtung für auf Werkzeugmaschinen mehrseitig zu bearbeitende Werkstücke - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkstückhaltevor­ richtung für auf Werkzeugmaschinen mehrseitig zu bearbeitende Werkstücke nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. Mit Werkzeugmaschinen für mehrseitig zu bearbeitende Werkstücke finden die eigentlichen Arbeitsvorgänge, wie bohren oder fräsen jeweils in einer bestimmten Arbeitsstellung im Stillstand des Werkstücks statt. Dabei stützt die Werkstückhaltevorrichtung le­ diglich die Bearbeitungskräfte ab. Nach Beendigung der Bearbeitung in einer bestimmten Stellung dreht die Winkelschalteinrichtung das Werkstück in eine weitere Arbeitsstellung, wobei die Werkstückhal­ tevorrichtung das erforderliche Drehmoment auf das Werkstück über­ trägt, Bearbeitungskräfte treten hierbei nicht auf. Innerhalb einer Umdrehung des Werkstücks werden meist an mehreren Seiten gleichartige oder unterschiedliche Bearbeitungen vorgenommen; zwischen den einzelnen Arbeitsstellungen sind gleichmäßige oder voneinander abweichende Winkelschaltschritte auszuführen.

Als Werkstückhaltevorrichtung ist aus der DE-GM 1 997 167 eine Einrichtung bekannt geworden, bei der an der Antriebsseite ein drehfest mit der Drehspindel verbundener Stützkörper mit seiner Stirnfläche als ebener Anlagefläche an einer der Stirnseiten des Werkstücks anliegt. Eine achsengleich zum Stützkörper angebrachte gegen die Kraft einer Feder längsverschiebliche Körnerspitze dringt dabei in eine Ansenkung des Werkstücks ein. Mittels einer zweiten in einem Reitstock geführten Körnerspitze wird das Werk­ stück gegen die Anlagefläche des Stützkörpers gedrückt und auf diese Weise die zur Drehung des Werkstücks erforderliche Anpreß­ kraft erzeugt.

Bei der bekannten Einrichtung sind zur Zentrierung und Lagerung des Werkstücks also zwei in entsprechend ausgebildete Ansenkungen eingreifende Körnerspitzen vorgesehen, während ein an der Dreh­ spindel angebrachter, die Körnerspitze konzentrisch umgebender Stirnmitnehmer das Werkstück bei der Bearbeitung in Rotation ver­ setzt. Die im Reitstock gelagerte axial bewegbare zweite Körner­ spitze ist darüber hinaus zur Übertragung der zur Drehmitnahme er­ forderlichen Anpreßkraft zwischen Werkstück und Stützkörper mit­ tels einer Antriebseinrichtung vorschiebbar und bei Werkstück­ wechsel zurückziehbar.

Die bekannte Einrichtung ist verhältnismäßig aufwendig und findet vor allem bei Dreh- und Rundschleifmaschinen mit großen Anforde­ rungen an die Rundlaufgenauigkeit der Werkstücke Anwendung. Letz­ tere wird durch die Spitzenlagerung und die stirnseitige Drehmo­ mentübertragung erreicht, die im Gegensatz zu am Umfang der Werk­ stücke angreifenden Spannzeugen, wie Backenfutter, Spannzangen und dergleichen keine die Zentrierung beeinflußenden statischen oder dynamischen Querkräfte hervorrufen.

Zur Bearbeitung mit der bekannten Einrichtung eignen sich ledig­ lich rotationsymmetrische Werkstücke, die dabei an beiden Stirn­ seiten mit Zentrierbohrungen versehen sind. Die bekannte Einrich­ tung ist aufwendig und eignet sich trotzdem weder zur Bearbeitung von Werkstücken mit beliebiger Formgebung, noch zur gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Werkstücke in einer Einspannung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkstückhaltevor­ richtung der eingangs genannten Art von möglichst einfachem Aufbau zu schaffen, mit der Werkstücke beliebiger Formgebung einzeln oder auch gruppenweise in einer Einspannung an verschiedenen Seiten und an allen Begrenzungsflächen bearbeitbar sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Werkstückhaltevorrich­ tung der gattungsmäßigen Art mit den im Kennzeichen des ersten Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, statt der bekannten Haltevorrichtung das Prinzip eines Schraubstocks mit zwei das Werkstück nur an zwei Seiten spannenden Klemmstücken für die Lösung der Aufgabe zu nutzen. Die beiden Klemmstücke spannen das Werkstück mit Hilfe einer von einem dafür vorgesehenen Mechanismus erzeugten Klemmkraft zwischen sich. Da bei den mit der erfindungsgemäßen Werkstückhaltevorrichtung vorgesehenen Bearbeitungen nur geringe Anforderungen an die Zen­ trierung des Werkstücks gestellt werden, kann die Zuführung des letzteren mit einem geeigneten Auflager, z. B. einem Prisma erfolgen.

Die Klemmstücke führen mit dem Werkstück die von der Verstellein­ richtung eingegebenen Winkelschaltbewegungen zwischen den einzel­ nen Arbeitsstellungen aus. Diese Bewegungen werden mit Hilfe der Klemmkraft über das mit der Antriebsspindel verbundene erste Klemmstück auf das Werkstück vermittelt. Die Klemmkraft ist außer­ dem so bemessen, daß die Klemmstücke das Werkstück während der Bearbeitung in den einzelnen Arbeitsstellungen ausreichend abstüt­ zen. Während des Wechsels zwischen den einzelnen Arbeitsstellungen stützt das zweite Klemmstück, das sich unter der Wirkung der Klemmkraft mitdreht, letztere in einem anstelle des Reitstocks eingeführten Gehäuse ab. Mit dem Mechanismus wird nicht nur die Klemmkraft an das Werkstück angelegt, sondern es werden auch die Klemmstücke vor Beginn der Bearbeitung geschlossen und nach deren Beendigung geöffnet. Mit der erfindungsgemäßen Werkstückhaltevor­ richtung lassen sich somit sehr geringe Zeiten beim Werkstückwech­ sel erreichen. Dabei wird lediglich das zweite Klemmstück zurück­ gefahren, das Werkstück herausgenommen und ein weiteres eingelegt, worauf sich das zweite Klemmstück unter Aufbringung der Klemmkraft an das weitere Werkstück anlegt.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Werkstückhaltevor­ richtung besteht in der Möglichkeit bei gleichartigem Wirkungs­ prinzip die Formgebung der Klemmstücke den jeweiligen Werkstücken und den einzelnen Bearbeitungsschritten sinnvoll anzupassen. So lassen sich mit ihr nicht nur längliche Werkstücke mit runden oder eckigen Querschnitt in beliebig vielen Arbeitsstellungen produzie­ ren, sondern auch Teile mit beliebiger Formgebung. Überwiegend flache Teile können wie in einem Schraubstock gespannt und an al­ len Seitenflächen fertig bearbeitet werden. Die Verwendung geeig­ net ausgebildeter, an das jeweilige Werkstück angepaßter Klemm­ stücke gestattet weitere besonders rationelle Bearbeitungsmöglich­ keiten. Sehr vorteilhaft lassen sich so stabförmige, beispiels­ weise zylindrische Werkstücke in ihrem mittleren Bereich spannen und an ihren beiden Endflächen bearbeiten, wie schräg abfräsen oder ähnliches. Auch die Fertigbearbeitung von sektorförmigen Werkstücken an deren beiden Seitenflächen läßt sich mit dafür ausgelegten Klemmstücken in einer Einspannung durchführen. Weitere vielfältige Anwendungsmöglichkeiten sind denkbar.

Mit der erfindungsgemäßen Werkstückhaltevorrichtung lassen sich darüber hinaus gleichzeitig auch zwei oder mehrere Werkstücke so angeordnet einspannen, daß deren jeweilige Bearbeitung von mehreren Seiten durchführbar ist. Sehr vorteilhaft ist dabei eine Bearbeitungsfolge, mit der jeweils gleichartige Arbeitsgänge der Reihe nach bei allen Werkstücken zur Ausführung gelangen, bevor auf einen anderen Arbeitsgang und/oder die Verwendung eines anderen Werkzeugs übergegangen wird. Auf diese Weise wird eine merkliche Kürzung der gesamten Bearbeitungsdauer erreicht.

In den Unteransprüchen findet sich eine Reihe von vorteil­ haften Ausführungsbeispielen des Erfindungsgedankens.

An Hand der folgenden Zeichnungen wird die Erfindung näher er­ läutert. Hierbei ist folgendes dargestellt:

Fig. 1 Ansicht einer Werkzeugmaschine, in der ein Werkstück mit der erfindungsgemäßen Werkstückhaltevorrichtung einge­ spannt ist.

Fig. 2 Längsschnitt durch das zweite Gehäuse mit eingebautem Schraubmechanismus.

Fig. 3a Längsschnitt durch einen Teil des ersten Gehäuses mit Antriebsspindel.

Fig. 3b Querschnitt A-B durch das Werkstück in Fig. 3a mit ge­ schnittenen Längsnuten.

Fig. 4 Längsschnitt durch das zweite Gehäuse mit abgewandeltem Schraubmechanismus.

Fig. 5a Zweites Gehäuse mit zweistufigem Mechanismus.

Fig. 5b Schnitt C-D zu Fig. 5a.

Fig. 6a Werkstückhaltevorrichtung mit Zentrierteilen an den Klemmstücken.

Fig. 6b Querschnitt E-F zu Fig. 6a.

Fig. 7a Ansicht auf ein quer zu seiner Längsachse eingespanntes beliebig geformtes Werkstück aus Richtung des zweiten Gehäuses; Arbeitsstellung 1.

Fig. 7b Draufsicht auf das Werkstück gemäß Fig. 7a.

Fig. 7c Werkstück in Arbeitsstellung 2.

Fig. 7d Werkstück in Arbeitsstellung 4.

Fig. 8a Erstes Klemmstück mit geriffelter Berührungfläche.

Fig. 8b Klemmkraft-Übertragung mit Beschichtung des ersten Klemmstücks.

Fig. 9a Übertragung des Verstellmoments mit einem ersten Klemm­ stück, dessen Rand die Spannfläche des Werkstücks umschließt.

Fig. 9b Schnitt G-H zu Fig. 9a.

Fig. 9c Klemmstück von Fig. 9b im Querschnitt.

Fig. 10a Ansicht auf die Einspannung eines mit seiner Achse senk­ recht zur Drehachse zu bearbeitenden Werkstücks; Schnitt P-Q von Fig. 10b.

Fig. 10b Ansicht N zu Fig. 10a, Teilschnitt.

Fig. 11 Zweites Klemmstück mit Federanordnung dargestellt als Erweiterung der Fig. 2.

Fig. 12 Halbschematische Darstellung einer druckmittelgesteuer­ ten Erzeugung der Klemmkraft K.

Fig. 13a Längsschnitt durch ein eingespanntes, als sektorförmiger Ausschnitt eines rotationssymmetrischen Körpers herge­ stelltes Werkstück.

Fig. 13b Ansicht in Richtung M1 auf das Klemmstück 7c nach Fig. 13a um 45° gedreht gezeichnet; erste Bearbeitungsstellung.

Fig. 13c Ansicht in Richtung M2 auf das Klemmstück 6c nach Fig. 13a.

Fig. 13d Ansicht in Richtung J nach Fig. 13b auf das Werkstück nach dessen Drehung in die erste Bearbeitungsstellung.

Fig. 14a Querschnitt durch ein Werkstück ähnlich den Fig. 13a bis 13d bei exzentrischer Anordnung der Drehachse zur Werkstückachse in der ersten Bearbeitungsstellung.

Fig. 14b wie Fig. 14a, jedoch in der zweiten Bearbeitungsstellung. Fig. 15a Querschnitt S - T durch eine Anordnung mit vier in einer Einspannung zu bearbeitenden Werkstücken.

Fig. 15b Seitenansicht mit Teilschnitten zu Fig. 15a.

Fig. 16 Querschnitt durch eine Anordnung mit drei in einer Ein­ spannung an vier Seiten zu bearbeitenden Werkstücken.

Die erfindungsgemäße Werkstückhaltevorrichtung ist beispielsweise in eine Werkzeugmaschine nach Fig. 1 eingebaut und besteht aus einem ersten Gehäuse 1, in dem in bekannter Weise die Verstellein­ richtung mit Motor und Getriebe, sowie der Drehgeber und eventuell noch weitere Geräte vorgesehen sind. Auf der anderen Seite der Ma­ schine ist in einem zweiten Gehäuse 2a, 2b die Stützspindel 3a, 3b mit einem Mechanismus 4 zur Einstellung der Klemmkraft K unterge­ bracht. Das Werkstück 5 ist in der erfindungsgemäßen Werkstückhal­ tevorrichtung durch die beiden Klemmstücke 6, 7, die unter der Wirkung der Klemmkraft K gegen dessen Spannflächen 8,9 gepreßt werden, gehalten. Die Größe der Klemmkraft K reicht dabei aus, um beim Übergang von einer Arbeitsstellung in die nächste das Ver­ stellmoment Mv von der nicht näher dargestellten Verstelleinrich­ tung über die Antriebsspindel 11 auf das Werkstück 5 zu übertra­ gen. In jeder der Arbeitsstellungen kann das Werkstück 5 durch verschiedenartige Werkzeuge, beispielsweise durch einen Fräser 10 bearbeitet werden, dessen Achse in beliebigen Richtungen X, Y, Z gegenüber der Werkstückachse eingestellt werden kann. Das erste und das zweite Gehäuse 1, 2a oder 2b ist auf einem gemeinsamen Maschinengestell 12 aufgebaut.

Die erforderliche Klemmkraft K läßt sich in vorteilhafter Weise durch einen in das zweite Gehäuse 2a nach Fig. 2 eingebauten Schraubmechanismus einstellen. Dazu ist die Stützspindel 3a in einer einseitig verschlossenen Bohrung des zweiten Gehäuses 2a mittels einer Verdrehsicherung achsial beweglich geführt. Diese Führung besteht beispielsweise aus einem im Gehäuse 2a befestigten Flachkeil 13, der in eine Längsnut 14 der Stützspindel 3a ein­ greift. Das Einstellmoment Me wird über eine Handkurbel 15 und das Schraubstück 16 auf die Stützspindel 3a übertragen. Ein Achsial­ drucklager 17a, das sich an dem Bund 18 des Schraubstücks 16 ab­ stützt, stellt sicher, daß beim Einstellen der Klemmkraft K im wesentlichen Reibungskräfte nur im Gewinde 19 auftreten. Das Klemmstück 6 ist durch ein Achsialdrucklager 17b auf der Stütz­ spindel 3a abgestützt und durch einen Bolzen 20 in derselben ge­ führt und durch eine Sicherung gegen das Herausfallen gesichert. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß das Verstellmoment Mv beim Weiterdrehen des Werkstücks nicht durch an der der Ver­ stelleinrichtung abgekehrten Seite wirkende Reibungskräfte der Werkstückhaltevorrichtung verzehrt wird. Eine Sicherungsscheibe 21 verhindert eine unbeabsichtigte Achsialbewegung der mit dem Schraubstück 16 verbundenen Stützspindel 3a während eines Werk­ stückswechsels. Bei der erfindungsmäßen Werkstückhaltevorrichtung wird das Verstellmoment Mv von der Verstelleinrichtung, wie in Fig. 3a dargestellt, durch die Antriebsspindel 11 über das mit letzterer fest verbundene, z. B. verschraubte Klemmstück 7 auf das Werkstück 5 übertragen. Um eine schlupffreie Übertragung der Ver­ stelldrehung zwischen den einzelnen Arbeitsstellungen sicherzu­ stellen, muß dabei die Klemmkraft K so groß sein, daß das an der Spannfläche 9 des Werkstücks 5 erzeugte Reibungsmoment Mr = K * Dr * µ größer ist, als das bei der Verstelldrehung alpha durch die aufgebrachte Winkelbeschleunigung und das Trägheitsmoment des Werkstücks 5 sich einstellende Gegendrehmoment. Zur Vermeidung zusätzlicher Reibungsmomente ist neben üblichen Lagerstellen für die Antriebsspindel 11 ein Achsialdrucklager 17c zur Aufnahme der Klemmkraft K mit Hilfe einer Stirnwand 45 des ersten Gehäuses 1 vorgesehen. Das mit dem abgesetzten Teil 22 der Antriebsspindel 11 verspannte weitere Achsialdrucklager 17d liegt an der Gegenseite der Stirnwand 45 an und verhindert ungewollte Achsialbewegungen der Antriebsspindel 11 bei einem Werkstückwechsel.

Die in den Fig. 2, 3a und 3b dargestellte Ausführung der Werk­ stückhaltevorrichtung verwendet Klemmstücke 6 bzw. 7, deren Durch­ messer Dk kleiner als der Durchmesser Dw des Werkstücks 5 ist. Außerdem ist zwischen den Spannflächen 8 bzw. 9 und den diesen be­ nachbarten Begrenzungsflächen der beiden Gehäuse 1 bzw. 2a jeweils ein so großer Abstand A1 bzw. A2 vorgesehen, daß die zur Bearbei­ tung von durchlaufenden Längsnuten 23 o.ae. eingesetzten Werkzeu­ ge, wie Fräser 10 oder dergleichen ausreichenden Raum für ihren Auslauf haben und nach Verdrehung des Werkstücks 5 um den Winkel Alpha (Fig. 3b) in eine weitere Arbeitsstellung von der Endstel­ lung aus nach Umkehr der Bewegungsrichtung in das Werkstück 5 eine weitere Längsnut 23 fräsen können. In Fig. 3a ist der Fräser 10 sowohl in der Endstellung, als auch strichpunktiert während des Durchlaufs durch eine Nut 23 eingezeichnet.

Aus den Fig. 2, 3a und 3b geht nach der vorstehenden Beschrei­ bung ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung hervor, der darin besteht, daß die angegebene Bearbeitung ohne Umspannen des Werkstücks erfolgen kann.

Insbesondere für die Bearbeitung kleiner Werkstücke, wie sie bei­ spielsweise sehr zahlreich in der feinmechanischen Industrie vor­ kommen, ist zur Klemmung des Werkstücks 5 nach Fig. 4 eine weite­ re Werkstückhaltevorrichtung in sehr einfacher, kleinvolumiger Ausführung vorgesehen. Die Einstellung der Klemmkraft K erfolgt hierbei über einen Schraubmechanismus, bei dem ein an die nur in achsialer Richtung bewegliche Stützspindel 3b angesetzter Gewinde­ bolzen 31 in ein Mutterngewinde des mittels der Handkurbel 15 drehbaren Schraubstücks 32 eingreift. Das zweite Gehäuse 2b ist einseitig offen zur Aufnahme des Schraubentriebs und wird durch eine Lagerbuchse 33 abgeschlossen, die mit dem zweiten Gehäuse 2b verschraubt ist und mit einer Flachkeil 13- Längsnut 14- Führung die in achsialer Richtung mögliche Klemmbewegung der Stützspindel 3b sicherstellt. Der Bolzen 30 des Klemmstücks 6 ist in einem Sackloch der Stützspindel 3b so eingesetzt, daß seine Stirnfläche 34 unter Beigabe eines geeigneten Dauerschmiermittels 36 als ach­ siales Drucklager wirkt und eine leichtgängige Verstellung des Werkstücks 5 zwischen den einzelnen Arbeitsstellungen ermöglicht. Das vergleichsweise geringe Reibungsmoment wird dabei durch ein Schmiermittel, z. B. eine mit Molybdändisulfid angereicherte Pas­ te und durch den im Vergleich zu den Abmessungen des Klemmstücks 6 kleinen Durchmessers des Bolzens 30 erzeugt. Ein Federring 35 sichert das Klemmstück 6 gegen Herausfallen. Das Schraubstück 32 stützt sich über einen Bund 37 und ein weiteres Achsialdrucklager 38 an der Innenseite des zweiten Gehäuses 2b ab, letzteres verhin­ dert dabei große Reibungskräfte während der Einstellbewegung der Klemmkraft K. Die innere Stirnseite der Lagerbuchse 33 liegt mit geringem Spiel an dem Bund 37 an und sichert die achsiale Lage des Schraubmechanismus. In der Ausführung nach Fig. 4 können die Durchmesser der Stützspindel 3b und des Schraubstücks 32 gleiche, an sich sehr kleine Werte haben, was kleine Abmessungen des zweiten Gehäuses 2b zur Folge hat. Die durch die Bearbeitung des Werk­ stücks 5 hervorgerufenen Kräfte beanspruchen die Teile des Schraubmechanismus wegen der auseinanderliegenden Lagerstellen 39a und 39b trotzdem nur in geringem Maße.

Eine besonders feinstufige Einstellung der Klemmkraft K ist gemäß einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der Erfindung mit dem in den Fig. 5a und 5b dargestellten zweistufigen Mechanismus mög­ lich. In dem abgewandeltem zweiten Gehäuse 2c ist zusätzlich zu dem aus Fig. 4 bekannten Schraubmechanismus, dessen Teile die dort eingeführten Bezugszahlen tragen, ein mit dem Gewindebolzen 31 zusammenwirkender Schneckentrieb eingebaut. In die Nabe 42 des Schneckenrades 41 ist ein mit dem Gewindebolzen 31 zusammenwir­ kendes Gewinde eingearbeitet, während die Nabe 42 die Lagerstelle 39a im zweiten Gehäuse 2c bildet, dessen andere Lagerstelle 39b zwischen Lagerbuchse 33 und Stützspindel 36 gebildet ist. Das Achsialdrucklager 38 ist zwischen der inneren Wand des Gehäuses 2c und der dieser zugekehrten Seite des Schneckenrades 41 einge­ baut. In das Schneckenrad 41 greift die Schnecke 43 ein, die mit­ tels Drehung der Handkurbel 15 die Erzeugung der Klemmkraft K bewirkt. Der Schnecken- und Schraubentrieb sind vorzugsweise als selbsthemmende Getriebe mit großer Untersetzung ausgeführt, was neben der feinstufigen Einstellung der Klemmkraft K auch noch die exakte Beibehaltung der eingestellten Klemmkraft bei den Umstel­ lungen zwischen den einzelnen Arbeitsstellungen und eine sichere Positionierung der Werkstücke während der Bearbeitung gewährleis­ tet. Nach dem Prinzip eines Mechanismus mit Rotations- Transla­ tions- Umsetzung sind nicht nur die geschilderten Schraubge­ triebe für die Übertragung der Klemmkraft K und die Bewegung der Stützspindel einsetzbar. Letztere kann vielmehr auch mit einer Zahnstange verbunden sein, in die ein im zweiten Gehäuse gelager­ tes Zahnrad eingreift. An dem Zahnrad kann wie bei den bereits beschriebenen Ausführungen eine Handkurbel direkt oder über ein zweites Vorgelege, z. B. einem Schneckentrieb, angebaut sein. Eine zweite Möglichkeit einer Rotations- Translations- Umsetzung liegt in der Anwendung eines drehbaren exzentrischen Nockens, dessen Bahnkurve mit einem an der Stützspindel oder deren Ver­ längerung befestigten Bolzen, Nase oder ähnlichem zur Bewegung der Spindel zusammenwirkt. Auch hier ist eine direkte Betätigung des Nockens oder eine solche über ein Vorgelege mittels Handkurbel oder Elektromotor möglich.

Nach einem weiterbildenden Merkmal der Erfindungsidee lassen sich sowohl die Antriebsspindel 11 als auch die verschiedenen Ausfüh­ rungen der Stützspindeln 2a, 2b, 2c mit auswechselbaren Klemm­ stücken 6 und 7 bestücken. Siehe hierzu die verschiedenen Befes­ tigungsmöglichkeiten in den Fig. 2, 3a, 4 und 5a. Um eine sichere Übertragung des Verstellmomentes Mv zu gewährleisten, ist dabei gemäß Fig. 3a für das Klemmstück 7 der Antriebsspindel 11 neben der Befestigungsschraube 46 auch noch wenigstens ein bei eventueller Lockerung der Schraube 46 einen Formschluß in Ver­ drehrichtung aufrecht erhaltender Sicherungsstift 24 vorhanden. Die auf den Stützspindeln 3a, 3b aufgesetzten frei drehbaren Klemmstücke 6 sind vorzugsweise durch eine Bolzenbefestigung ge­ sichert. In den Fig. 1, 2, 3a, 4 und 5a sind jeweils Werkstük­ ke 5 mit einer rotationssymmetrischen Form dargestellt. Sie lassen sich mit Hilfe von bekannten und daher nicht dargestellten, am Maschinengestell 12 angebrachten Auflagen in eine zum konzen­ trischen Einspannen zwischen die Klemmstücke 6, 7 erforderliche Position bringen, bevor sie durch den im Gehäuse 2a, 2b, 2c be­ findlichen Mechanismus geklemmt werden.

Es ist jedoch auch möglich an den Klemmstücken 6, 7 Zentrierungs­ einrichtungen vorzusehen. In Fig. 6a sind zwei Möglichkeiten an­ gegeben: So ist am Klemmstück 7 ein Einstich 25 mit einer kege­ ligen Einführung 26 angebracht, in die sowohl Zylinder, als auch regelmäßige Vielecke eingesetzt werden können. Eine andere, die Bearbeitbarkeit der Außenkanten des Werkstücks 50 nicht begren­ zende Zentrierung ist in Fig. 6a links als am Klemmstück 6 an­ gesetzter Zapfen 27 zu erkennen. Bei dieser Ausführung ist eine Aufnahmebohrung 29 im Werkstück 50a erforderlich. Die Fig. 6b und 6c zeigen den Querschnitt von zwei möglichen Werkstücken 50a bzw. 50b. Beim Werkstück 50a ist ein quadratischer Endabschnitt und beim Werkstück 50b ein sechseckiger Querschnitt im kreisför­ migen Einstich 25 geführt.

Der Grundgedanke der Erfindung läßt sich auch vorteilhaft zum Ein­ spannen von Werkstücken von beliebiger Formgebung einsetzen. Dies ist an einem Beispiel in den Fig. 7a bis 7d gezeigt. Das Werk­ stück 51 hat eine flache Form und ist quer zu seiner Längsachse zwischen rechteckige Klemmstücke 6a und 7a geklemmt. Das Werkstück 51 ist ein Rohteil, das in einer einzigen Einspannung an sämtli­ chen zugänglichen Begrenzungsflächen Ia bis VI abgefräst wird und in das die Löcher 52 und die Nut 53 eingebracht werden.

Die Abtragung der allseitig vorhandenen Bearbeitungszugabe (strichpunktierte Linie) erfolgt beispielsweise wie folgt:
Arbeitsstellung 1: Flächen Ia, Ib und Ic (Fig. 7a),
Arbeitsstellung 2: Fläche V (Fig. 7c),
Arbeitsstellung 3: Fläche VI,
Arbeitsstellung 4: Fläche III (Fig. 7d),
Arbeitsstellung 5: Fläche II,
Arbeitsstellung 6: Fläche IV,
Nach Wechsel des Werkzeugs 10:
Arbeitsstellung 1: Löcher 52 und Nut 53.

Die erfindungsgemäße Werkstückhaltevorrichtung läßt sich im Prin­ zip bei allen Werkstücken mit zwei parallelen, aneinander gegen­ überliegenden Bezugsflächen anwenden. Im Beispiel nach den Fig. 7a bis 7d sind dies die Spannflächen 8 und 9, die bei dem vorlie­ gendem Werkstück funktional- ohne Bedeutung sind und daher ohne Be­ arbeitung bleiben. Das relativ komplexe Werkstück 51 läßt sich so­ mit mit der erfindungsgemäßen Werkstückhaltevorrichtung in einer Einspannung fertigstellen. Bei der vorliegenden Erfindung findet die Übertragung des Verstellmoments Mv von der Antriebsspindel 11 auf das Werkstück 5 usw. nach dem vorstehenden unter der Einwir­ kung des durch die Klemmkraft K hervorgehenden Druckes auf die Spannfläche 9 statt. Zur Durchführung einer planmäßigen und ratio­ nellen Bearbeitung der verschiedenartigen Werkstücke ist eine schlupffreie Verstellung der letzteren in die einzelnen Arbeits­ stellungen bei kurzen Verstellzeiten gefordert. Um eine sichere Übertragung zu gewährleisten, lassen sich Maßnahmen zur sicheren Einhaltung eines möglichst großen Reibungswertes an den Berüh­ rungsflächen vorsehen.

So ist nach Fig. 8a wenigstens die Berührungsfläche des Klemmstücks 7 mit einer Riffelung 61 oder mit anders geformten Rauhigkeiten versehen. Im Beispiel nach Fig. 8b ist die Stirn­ fläche des Klemmstücks 7 mit einem Belag 62 beschichtet, dessen Werkstoff dem der Brems- oder Kupplungsbeläge von Kraftfahrzeugen oder ähnlichem entspricht.

Bei sehr schlanken Werkstücken mit einer kleinen, vieleckigen Spannfläche auf der Seite der Antriebsspindel kann die Übertragung des Verstellmoments Mv durch eine die Spannfläche umschließende Form des Klemmstückes stattfinden. Dies ist in den Fig. 9a und 9b für ein Werkstück 63 mit quadratischem Querschnitt gezeigt, das in ein mit einem diesen Querschnitt umschließenden Rand 65 aus­ gestattetes Klemmstück 64 durch die Klemmkraft K eingedrückt ist. Die Klemmkraft K wird wie vorstehend beschrieben durch einen im zweiten Gehäuse 2a, 2b, 2c untergebrachten Mechanismus erzeugt. Das in Fig. 9c einzeln gezeigte Klemmstück 64 ist mit außerhalb des Randes 65 angeordneten Schrauben 66 am Kopf der Antriebsspin­ del 11 festgelegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung läßt sich zur Bearbeitung von länglichen, vorzugsweise zylindrischen Werk­ stücken an deren Endabschnitten einsetzen. Ein solches Werkstück 90 wird gemäß den Fig. 10a und 10b mit Klemmstücken 6b, 7b so eingespannt, daß die Achse des Werkstücks 90 senkrecht zur Dreh­ achse der Winkelschalteinrichtung steht. Jedes der Klemmstücke 6b, 7b weist zwei in einem Winkel γ zueinanderstehende Spannflächen auf, über die die in 2 Komponenten K′ zerlegte Klemmkraft K auf das Werkstück zur Wirkung gebracht wird. Durch die besondere Form­ gebung der Klemmstücke 6b, 7b findet die Drehung des Werkstücks 90 durch eine Kombination von Kraft- und Formschluß statt. Die Klemm­ stücke 6b bzw. 7b sind nach Fig. 10a und 10b jeweils mit der Stützspindel 3b bzw. der Antriebsspindel 11 in derselben Weise wie in den vorher beschriebenen Beispielen verbunden. Mit der Werkstückhaltevorrichtung nach Fig. 10a und 10b läßt sich zum Beispiel ein Werkstück 90 einseitig oder an beiden Endabschnitten mit beliebigen Schrägflächen 91, bzw. mit einer Ausfräsung 94 versehen. Im Bereich der Endabschnitte sind in verschiedenen Winkelstellungen auch andere Bearbeitungen, wie die Bohrung 92 oder das Gewindeloch 93 durchführbar.

Bei Werkstücken mit einer großen Steifigkeit in Richtung der Klemmkraft K, also bei geringen Klemmlängen und/oder bei Werk­ stoffen mit einem großen Elastizitätsmodul, wie ihn die meisten Metalle aufweisen, können geringfügige Setzerscheinungen in dem die Klemmkraft K erzeugenden Mechanismus während der Bearbeitung zu einer unzulässigen Reduzierung von K führen. Solche Setzer­ scheinungen können nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedan­ kens durch den Einbezug eines Elastikums in den Kraftfluß der Klemmkraft K unwirksam gemacht werden. Eine unzulässige Absenkung der Klemmkraft K läßt sich so beispielsweise nach Fig. 11 durch eine Federanordnung vermeiden, bei der zwischen der Stützspindel 3a und dem Klemmstück 6 eine Druckfeder 56 vorgesehen ist, die sich über den Federteller 57 und das Achsialdrucklager 17a auf dem Klemmstück 6 abstützt. Der Schaft 58 des Klemmstücks 6 kann dabei als Führung der Druckfeder 56 dienen; er wird innerhalb der Stütz­ spindel 3a durch eine Verschraubung 59 so festgelegt, daß damit die Vorspannkraft der Druckfeder 56 innerhalb eines Toleranzbe­ reichs gleich der Größe der einzustellenden Klemmkraft K ist. Da eine solche Druckfeder 56 eine vergleichsweise zur Steifigkeit des Werkstücks 5 sehr flache Kennlinie hat, kann die Einstellung der Klemmkraft K ohne große Genauigkeit erfolgen. In vorteilhafter Weise kann nach Fig. 11 ein am Klemmstück 6 befestigter Zeiger 60 mit einem auf der Stützspindel 3a markierten, im allgemeinen meh­ rere Millimter langen Einstellbereich S zur Anzeige des zulässigen Abschnitt der Klemmkraft K zusammenwirken. Bei Erreichen der Blocklänge der Druckfeder 56 ist das linke Ende des Bereiches S und damit der Höchstwert der Klemmkraft erreicht. Um die Länge des zweiten Gehäuses 2a zu begrenzen, ist es nach Fig. 11 vorteil­ haft, das Schraubstück 16 mit einer Vertiefung 55 zu versehen, in die die Verschraubung 59 bei der Einstellung der Klemmkraft K ein­ taucht.

Zur Vermeidung von Setzerscheinungen kann nach einem weiteren Aus­ führungsbeispiel der Erfindung zur Erzeugung der Klemmkaft K in vorteilhafter Weise auch ein Druckmittelspeicher 70 vorgesehen werden, der über eine Ventilsteuerung das Druckgas oder die Hy­ draulikflüssigkeit auf einen Kolben einwirken läßt, der seiner­ seits mechanisch über die Stützspindel mit dem Klemmstück in Ver­ bindung steht. In Fig. 12 ist die Wirkungsweise einer solchen Anordnung dargestellt, bei der im zweiten Gehäuse 2d auf der rech­ ten Seite die Stützspindel 3c mit dem Klemmstück 6 wie beispiels­ weise in Fig. 2 in transversale Richtung durch Keil 13 und Nut 14 geführt und gelagert ist. Die Stützspindel 3c ist über die in der Trennwand 78 geführte und abgedichtete Kolbenstange 72 an den im Zylinder 73 des linken Gehäuseteils geführten Kolben 71 ange­ schlossen. In den Zylinder 73 münden die beiden Leitungen 74, 75 für das Druckmittel, das über die meistens von einer Automatik­ steuerung betätigten Ventile 76, 77 auf den Kolben 71 zur Wirkung gebracht wird. Die Leitung 79 verbindet die Ventile 76, 77 mit dem Druckmittelspeicher 70. Der Kolben 71 schlägt mit einer Nase am Zylinderdeckel 80 an, wenn kein Werkstück 5 eingespannt ist. In dieser Stellung XI des Klemmstücks 6 wird der Kolben 71 entweder bei offenem Ventil 77 durch das Druckmittel oder wahlweise durch eine nicht dargestellte Rückdruckfeder gehalten. Hat eine handbe­ diente oder automatische gesteuerte Vorrichtung das Werkstück 5 in seine Position bei Anlage am Klemmstück 7 (nicht dargestellt) gebracht, so öffnet das Ventil 76 und das Druckmittel bewegt mittels Kolben 70 das Klemmstück 6 über den Weg Z in die Stellung XII. In dieser Stellung wirkt das Druckmittel bei offen stehendem Ventil 76 weiter mit dem Druck p auf den Kolben 71 und überträgt dabei die Klemmkraft K auf das Werkstück 5. Bei jeder Werkstückart wird der gefordete Wert der Klemmkraft K manuell oder automatisch durch eine entsprechende Regulierung des Druckes p im Druckmittel­ speicher 70 eingestellt, der zum Beispiel über Druckmindereinrich­ tungen mit dem Hauptspeicher der Werkzeugmaschine in Verbindung steht. Da diese Einrichtung nicht erfindungswesentlich ist, wird sie in der vorliegenden Beschreibung nicht näher erläutert. Bei der Umschaltung des Kolbens 71 wird das Druckmittel aus dem Teil­ raum 73a des Zylinders nach einer Umsteuerung des Ventils 77 ohne Gegendruck ablaufen. Die analoge Vorgehensweise ergibt sich bei der umgekehrten Schalthandlung.

Hydraulische und pneumatisch-hydraulische Einrichtungen zur Er­ zeugung der Klemmkraft sind besonders vorteilhaft bei automati­ scher (CNC-) oder halbautomatischer (NC-) Steuerung der Werk­ zeugmaschinen einzusetzen. Aber auch die im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung beschriebenen einfachen Mechanismen sind bei Verwendung eines E-Motors für den automatischen Betrieb gut ge­ eignet.

Die erfindungsgemäße Werkstückhaltevorrichtung läßt sich nicht nur zur mehrseitigen Bearbeitung von zylindrischen oder flachen Werk­ stücken einsetzen, sondern in vorteilhafter Weise auch für in ex­ zentrischer Lage eingespannte Teile. Ein Beispiel in den Fig. 13a bis 13d zeigt die Ausführung von Klemmstücken 6c, 7c zur Ein­ spannung eines Werkstücks 101, das als Ausschnitt eines rotations­ symmetrischen Hohlkörpers mit sektorförmigen Querschnitten ausge­ bildet ist. Der Zentriwinkel ε des fertig bearbeiteten Werkstücks 101 beträgt im vorliegenden Beispiel 90°. Die durch Dreiteilung aus einem vorgearbeiteten Rundkörper hergestellten Rohlinge weisen einen Zentriwinkel η von etwa 120° auf. In einer mit der erfin­ dungsgemäßen Werkstückhaltevorrichtung ausgerüsteten Werkzeug­ maschine werden die Rohlinge einzeln durch Fräsen der beiden Sei­ tenflächen 104 und 105 auf das Fertigmaß des Zentriwinkel ε ge­ bracht. Die Bearbeitung des Werkstücks 101 erfolgt dabei in einer Einspannung, was eine große Genauigkeit bei der Einhaltung des Winkel ε ermöglicht. Sektorförmige Werkstücke 101 konnten bisher nur mit vergleichsweise großem Kostenaufwand in zweimaliger Ein­ spannung hergestellt werden.

Die durchgehende Bearbeitung der beiden Seitenflächen 104 und 105 über die gesamte Länge L mit einem Stirnfräser 10 ist nach Fig. 13d möglich, nachdem die beiden Klemmflächen 106 und 107 mit je­ weils einem Maß b1 bzw. b2 über die restlichen Stirnseiten 102 bzw. 103 der Klemmstücke 6c, 7c herausragen und weil deren Begrenzun­ gen, gegeben durch die Winkel δ1 und δ2 den Zentriwinkel ε des Werkstücks 101 nicht überschreiten. In den Fig. 13b und 13c ist Winkel ε gleich δ1 bzw. δ2.

Wie in den Fig. 13a und 13b gezeigt, kann zur Erhöhung der Bearbeitungsgenauigkeit die Klemmfläche 107 mit einer Abstützung in Form einer die eine Stirnseite des Werkstücks 101 aufnehmenden Vertiefung versehen werden. Die das linke Ende des dort stark ver­ jüngten Werkstücks 101 haltende Klemmfläche 106 des Klemmstücks 6c wird nach Fig. 13a und 13c mittels einem sektorförmig ausgebilde­ ten, in die Abschlußbohrung des Werkstücks 101 eindringenden Zap­ fen 108 abgestützt.

Das Werkstück 101 hat im vorgefertigten Zustand einen Zentriwinkel η und ragt nach Fig. 13b, 13c beidseitig über die Klemmflächen 107 und 106 hinaus. Es wird mit der Werkstückhaltevorrichtung in eine erste in Fig. 13b angegebene Bearbeitungsstellung gedreht, in der nach Fig. 13d vorzugsweise mit einem Stirnfräser 10 die Endbear­ beitung an der Stirnfläche 104 über deren Gesamtlänge erfolgt. Nach Rückdrehung des Werkstücks 101 mit der Winkelschalteinrich­ tung um einen Winkel von 180° - ε = 90° und nach einer seitlichen Versetzung des Fräsers 10 nach links ist nach Fig. 13b die Fertigstellung desselben mit der Endbearbeitung an der Seiten­ fläche 105 abgeschlossen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind auch Klemmstücke ein­ setzbar, bei denen die sektorförmigen Klemmflächen ohne Zwischen­ schaltung von zylindrischen Schäften unmittelbar auf die Antriebs­ spindel 11 bzw. die Stützspindel 3a, 3b aufgesetzt sind.

Die erfindungsgemäße Werkstückhaltevorrichtung kann in diesem Fall gegenüber der in den Fig. 13a bis 13d gezeigten Ausführungen so abgewandelt werden, daß ihre Drehachse 112 nicht mit dem Scheitel­ punkt 113 des Zentriwinkel ε des sektorförmigen Werkstücks 111 zu­ sammenfällt, sondern wie in den Fig. 14a und 14b gezeigt, in der Mittelachse der durch den Winkel ε eingegrenzten, gepunktet gekennzeichneten Sektorfläche 110 mit einer Exzentrizität t ange­ ordnet ist. In Fig. 14a ist das Werkstück 111 in der zur Bearbei­ tung der Seitenfläche 104 durch den Stirnfräser 10 erforderlichen Stellung dargestellt. Nach Drehung des Werkstücks 111 um den Win­ kel 180° - ε erfolgt die Bearbeitung der Seitenfläche 105. Mit der in den Fig. 14a und 14b dargestellten Lösung wird das durch die Klemmkraft K auf die Antriebsspindel und die Stützspindel geäußer­ te Biegemoment gegenüber der Ausführung 13a bis 13d stark redu­ ziert. Fällt die Drehachse mit dem Flächenschwerpunkt der Klemm­ fläche 107 zusammen, so ist das Biegemoment gleich Null.

Mit der erfindungsgemäßen Werkstückhaltevorrichtung kann in vor­ teilhafter Weise auch die Bearbeitung von zwei oder mehreren Werk­ stücken in einer Einspannung durchgeführt werden. Die Werkstücke sind dabei zwischen den Klemmstücken so angeordnet, daß ein Teil nach dem anderen durch Weiterdrehen der Antriebsspindel um einen Schaltwinkel α in die vorgesehene Bearbeitungstellung gegenüber dem Werkzeug gebracht wird. In den Fig. 15a und 15b sind mit den Klemmstücken 6d, 7d vier Werkstücke 121 gehalten, die der Reihe nach gegenüber dem Tellerfräser 10a in die zum Fräsen der Nut 122 erforderliche Arbeitsstellung gedreht werden. Nach einem Werkzeugwechsel werden anschließend in die Seite I aller Werk­ stücke 121 auch noch die Sackbohrungen mit Gewinde eingebracht. Nach weiteren Werkzeugwechseln lassen sich nun auf die gleiche Art in analoger Reihenfolge alle für die Seiten II und III vorge­ sehenen Arbeitsgänge durchführen. Gegenüber der bislang üblichen Bearbeitung derartiger Werkstücke beispielsweise auf CNC-Maschinen mit herkömmlichen Spanneinrichtungen verringert sich mit der er­ findungsgemäßen Vorrichtung also nicht nur die Anzahl der Ein- und Ausspannvorgänge, sondern auch die Anzahl der Werkzeugwechselvor­ gänge im Verhältnis 4 : 1. Dadurch lassen sich insbesondere bei einer Serienfertigung mit großen Stückzahlen mit der neuen Werk­ stückhaltevorrichtung beträchtliche Einsparungen erzielen. Damit jedes einzelne Werkstück 121 nach dem Weiterdrehen exakt in die vorgesehene Arbeitsstellung gegenüber den Bearbeitungswerkzeu­ gen kommt, ist es von Vorteil Anschläge zur lagerichtigen Abstüt­ zung auf den Klemmstücken 6d, 7d vorzusehen. Diese können bei­ spielsweise als gefräste Kanten 133 oder als umsetzbare Stifte 132 ausgeführt sein, wobei letztere einen optimalen Freiraum für die Bearbeitung der an der Seite I mit das Werkstück 121 durchdrin­ genden Werkzeugen bieten. Die lagerichtige Abstützung kann auch durch eine zwischen beiden Klemmstücken 6d, 7d positionierte Auf­ lage für die Werkstücke erfolgen.

Bei der Halterung von mehreren Werkstücken 121 ist zu berücksich­ tigen, daß deren Einspannlänge L auch bei Präzisionsteilen in einem wenn auch geringfügigen Toleranzbereich voneinander ab­ weicht. Um trotzdem eine sichere Halterung aller Werkstücke 121 zu erzielen, sind wenigstens an einem der beiden Klemmstücke 6d, 7d neben einer starren Klemmfläche 126 elastisch abgestützte ge­ trennte Klemmflächen 127 für jedes Werkstück 121 vorgesehen, deren Federkraft den wirksam auf jeweils das zugehörige Werkstück 121 zu übertragenden Anteil der gesamten Klemmkraft K aufbringt. Bei nicht eingespannten Werkstücken 121 entspannt sich das Elastikum, im vorliegenden Beispiel nach Fig. 15b ein vorgespanntes Teller­ federpaket 128, so weit, daß die Klemmfläche 127 geringfügig (etwa 1 mm) über die starre Klemmfläche 126 hinausragt. Eine Mutter 129 hält dabei die eingestellte Vorspannkraft der Federn 128 aufrecht. Im eingespannten Zustand des Werkstücks 121 stützen sich die Tellerfedern 128 auf dem zum Klemmstück 6d gehörenden Bund 130 ab, der dann einen Abstand t zur Mutter 129 hat.

Der Toleranzausgleich der Werkstücklängen läßt sich aber auch durch eine Belegung der starren Klemmflächen mit einem elastischen Material, zum Beispiel einem Elastomer oder einem Kunstgummiteil ausreichender Dicke durchführen.

Die in den Fig. 15a und 15b gezeigte Lösung mit vier Werkstüc­ ken 121 ist dann einsetzbar, wenn an jedem quaderförmigen Werk­ stück die Bearbeitung an maximal drei Seitenflächen I, II und III vorgesehen ist. Bei lediglich jeweils zwei zu bearbeitenden Sei­ tenflächen lassen sich auch mehr als vier Werkstücke, z. B. sechs in einer Einspannung halten. Bei nur einer an jedem Werkstück zu bearbeitende Seitenfläche ist die Anzahl der gleichzeitig in einer Einspannung bearbeitbaren Werkstücke zumindestens theoretisch unendlich groß, sie wird aber z. B. durch die Spitzenhöhe der Werk­ zeugmaschine begrenzt.

Sollen mit der erfindungsgemäßen Werkstückhaltevorrichtung Werk­ stücke an allen vier Seitenflächen I, II, III, IV bearbeitet werden, so kann nach Fig. 16 eine Anordnung mit maximal drei Werkstücken 131 bei einem Schaltwinkel α = 120° vorgesehen werden. Die Festlegung der Werkstücke 131 auf den Klemmstücken 6d, 7d erfolgt in gleicher Weise wie im oben beschriebenen Beispiel. Auch die Bearbeitungsfolge läuft analog dazu ab. Abweichend ist jedoch, daß auch die nach innen gerichtete Seite IV aller Werkstücke 131 einer Bearbeitung zugänglich ist. In Fig. 16 ist dazu die Anbrin­ gung von Sacklöchern 134 mit einem Langschaftbohrer 10c darge­ stellt. In ähnlicher Weise läßt sich eine vierseitige Bearbeitung von zwei Werkstücken in einer Einspannung mit der neuen Haltevor­ richtung bei einem Schaltwinkel von 90° durchführen.

Für Werkstücke, bei denen auf der Deckfläche 136 gemäß Seite I durchgehende Fräsarbeiten durchzuführen sind, ist es vorteilhaft, nach Fig. 16 die Begrenzungskanten 135 gegenüber der Deckfläche 136 zurückstehen zu lassen.

Claims (39)

1. Werkstückhaltevorrichtung für auf Werkzeugmaschinen mehrseitig zu bearbeitende Werkstücke, mit einer in einem ersten Gehäuse ge­ lagerten, von einer Winkelschalteinrichtung zwischen einzelnen Bearbeitungsschritten um ihre Achse winkelschaltbaren Antriebs­ spindel mit einer ersten, das Werkstück an einem Ende axial, ra­ dial und durch Kraftschluß drehmitnahmefest haltende Werkstück­ halterung, und mit einer in einem zweiten Gehäuse gelagerten, ko­ axial zur Antriebsspindel axial hin- und herbewegbaren Stützspin­ del, mit einer zweiten, um die Achse der Stützspindel frei drehba­ ren, das Werkstück an seinem gegenüberliegenden anderen Ende axial und radial haltenden Werkstückhalterung, sowie mit einer Antriebs­ einrichtung, mit der die Stützspindel zur Aufbringung der Halte­ kräfte gegen die Antriebsspindel vorschiebbar und zum Werkstück­ wechsel zurückziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Werkstückhalterungen als gegen zwei einander gegen­ überliegende Flächen der Werkstücke (5, 50a, 50b, 51, 63, 90, 101, 111, 121, 131) schraubstockartig anpreßbare Klemmstücke (6, 7; 6a, 7a; 6b, 7b; 6c, 7c; 6d, 7d; 64) mit im wesentlichen nur kraftschlüssig wirkenden Klemmflächen ausgebildet sind, wobei die Form der Klemmstücke (6, 7; 6a, 7a; 6b, 7b; 6c, 7c; 6d, 7d; 64) dem Querschnitt eines zu haltenden Werkstückes (5, 50a, 50b, 51, 63, 90, 101, 111) im Bereich seiner Spannflächen oder mehrerer gleichzeitig zu haltender gleichartiger Werk­ stücke (121, 131), im Bereich von deren Spannflächen sowie den an den Werkstücken (5, 50a, 50b, 51, 63, 90, 101, 111, 121, 131) auszuführenden Bearbeitungsfolgen angepaßt ist.

2. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmstücke (6, 7; 6a, 7a; 6c, 7c; 6d, 7d; 64) mit ebenen Klemmflächen ausgebildet sind, die gegen zueinander paral­ lel verlaufenden Flächen der Werkstücke (5, 50a, 50b, 51, 63, 101, 111, 121, 131) anpreßbar sind.

3. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmstücke (6a, 7a) rechteckig ausgeführt sind.

4. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmstücke (6b, 7b) prismenförmige Klemmflächen auf­ weisen, die die Klemmkraft (K) auf ein mit seiner Achse senk­ recht zur Drehachse einzuspannendes zylindrisches Werkstück (90) übertragen.

5. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Klemmstücke (6c, 7c) eine Klemmfläche (106, 107) aufweist, die jeweils einer der beiden Spannflächen eines als sek­ torförmiger Ausschnitt aus einem rotationssymetrischen Körper vor­ gefertigten Werkstücks (101, 111) zur Halterung dient, wobei jede der Klemmflächen (106, 107) in einem die durchgehende Bear­ beitung der Seitenflächen (104, 105) des Werkstücks (101, 111) ermöglichenden Abstand (b1, b2) vor der restlichen Stirnseite (102, 103) des zugehörigen Klemmstückes (6c, 7c) steht und durch seitliche, die zugehörige Spannfläche nicht übergreifende Begrenzung abgeschlossen ist.

6. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung der Klemmstücke (6d, 7d) die Halterung von zwei oder mehreren Werkstücken (121, 131) in einer Anordnung ermöglicht, in der die Werkstücke (121, 131) beim Weiterschalten um den Winkel (α) nacheinander in die gleiche Arbeitsstellung gegenüber dem jeweiligen Bearbeitungswerkzeug (10a, 10b) gelan­ gen.

7. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der vorangehenden Patent­ ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Antriebseinrichtung ein von einer Handkurbel (15) oder einem Elektromotor betätigtes Schraubgewinde vorgesehen ist, in das die gegen Verdrehung gesicherte Stützspindel (3a, 3b) einbezogen ist.

8. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Stützspindel (3a) vorgesehenes Innengewinde (19) mit einem von der Handkurbel (15) oder dem Motor betätigten Ge­ windestück (16), das gegen eine translatorische Verschiebung ge­ sichert ist, zur Ein- und Ausspannung der Werkstücke (5, 50a, 50b, 51, 63, 90, 101, 111, 121, 131) zusammenwirkt.

9. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Stützspindel (3b) abschließender Gewindebolzen (31) mit einem von der Handkurbel (15) oder dem Motor betä­ tigten Schraubstück (32), das gegen translatorische Verschie­ bung gesichert ist, zur Ein- und Ausspannung des Werkstücks (5, 50a, 50b, 51, 63, 90, 101, 111, 121, 131) zusammenwirkt.

10. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Gewindestück (16) bzw. dem Schraubstück (32) fest verbundenes mit einer Nabe (42) versehenes Schneckenrad (41) mit einer ebenfalls im zweiten Gehäuse (2c) eingebauten, von der Handkurbel (15) oder dem Motor betätigten Schnecke (43) zur Feineinstellung der Klemmkraft (K) zusammenarbeitet.

11. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der Patentansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Bund (18 bzw. 37) am Gewindestück (16) bzw. am Schraubstück (32) beim Einstellen der Klemmkraft (K) über­ ein Achsialdrucklager (17a. bzw. 38) im zweiten Gehäuse (2a bzw. 2b) abstützt.

12. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Körper des Schneckenrades (41) beim Einstellen der Klemmkraft (K) über ein Achsialdrucklager (38) am zweiten Gehäuse (2c) abstützt.

13. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkraft (K) unter Zwischenschaltung eines Elastikums auf das (die) Werkstück (e) (5, 50a, 50b, 51, 63, 90, 101, 111, 121, 131) einwirkt, und daß die Federkonstante des Elastikums um mehrere Größenordnungen kleiner als die des (der) Werkstücks (e) (5, 50a, 50b, 51, 63, 90, 101, 111, 121, 131) in Wirkungs­ richtung der Klemmkraft (K) ist.

14. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgespannte Druckfeder (56) zwischen die Stützspindel (3a) und das zweite Klemmstück (6) eingefügt ist, und daß die Vorspannkraft mit einer an einem das zweite Klemmstück (6) tra­ genden Schaft (58) angreifenden verschraubung (59) gegen eine innere Fläche der Stützspindel (3a) in Höhe der Klemmkraft ( K ) einstellbar ist.

15. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem zweiten Klemmstück (6) verbundener Zeiger (60) auf dem Mantel der Stützspindel (3a) die Vorspannstellung bzw. die Höhe der Vorspannkraft anzeigt.

16. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes hydraulisches bzw. pneumatisches bzw. ein aus beiden kombiniertes Druckspeichersystem (70) mit dem Speicherdruck (p) über eine Ventilsteuerung (76, 77) so auf einen mit der Stützspindel (3c) verbundenen Kolben (71) ein­ wirkt, daß bei Ansteuerung des einen Ventils (76) der Speicher­ druck (p) die Spannbewegung bis zur Erreichung der Klemmkraft (K) und bei Ansteuerung des anderen Ventils (77) die lösende Bewegung bewirkt.

17. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckspeichersystem (70) über eine Zuleitung an einen Hauptspeicher mit dem Druck (p1) angeschlossen ist, und daß der Speicherdruck (p) mit Hilfe einer in der Zuleitung vorge­ sehenen Druckmindereinrichtung gemäß der jeweils geforderten Klemmkraft (K) einstellbar ist.

18. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Klemmstück (6, 6a, 6b, 6c, 6d) und der Stützspindel (3a, 3c) ein als Achsialdrucklager ausgebildetes Wälzlager (17b) eingesetzt ist, das von einem mit dem zweiten Klemmstück (6, 6a, 6b, 6c, 6d) verbundenen, im Inneren der Stützspindel (3a, 3c) gesicherten Bolzen (20) durchdrungen ist.

19. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein mit dem zweiten Klemmstück (6, 6a, 6b, 6c, 6d) verbundener Bolzen (30) mit seiner Stirnfläche (34) gegen den Boden eines im Inneren der Stützspindel (3b, 3c) angebrachten Sackloches abstützt und mit einem Federring (35) gesichert ist.

20. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reibungsminderung zwischen dem Bolzen (30) und dem Sack­ loch ein Dauerschmiermittel (36), beispielsweise Molybdän- Disulfid Verwendung findet.

21. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 und 5 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der paarweise eingesetzten Klemmstücke (6, 7; 6a, 7a; 6c, 7c; 6d, 7d) und der zugehörige Endabschnitt des Werkstücks (5, 50a, 50b, 51, 101, 111, 121, 131) an der Berüh­ rungsfläche eine die Abstützung des letzteren gegenüber der Dreh­ achse der Antriebsspindel (11) bewirkende Formgebung aufweist.

22. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (6) einen mittig zur Drehachse angeordneten Zapfen (27) aufweist, der in eine zentrierte Bohrung (29) des Werkstücks (50a) eindringt.

23. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (7) einen kreisrunden Einstich (25) aufweist, in den der Endabschnitt des Werkstücks (50a, 50b) wenigstens nahezu spielfrei eindringt.

24. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfläche (107) zur Abstützung des sektorförmigen Werkstücks (101) als Vertiefung in das Klemmstück (7c) eingearbeitet ist.

25. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Klemmfläche (106) überragender, in eine Ausnehmung der Spannfläche des sektorförmigen Werkstücks (101) eindringen­ der Zapfen (108) die Abstützung vornimmt.

26. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der Patentansprüche 5, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (112) der Werkstückhaltevorrichtung innerhalb der vom Zentriwinkel (δ1, δ2) einer der Klemmflächen (106, 107) gebildeten Sektorfläche (110) dieselbe durchdringt.

27. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der Patentansprüche 1, 2, 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Antriebsspindel (11) befestigte erste Klemmstück (7b, 64) und das Werkstück (63, 90) an der gemeinsamen Berüh­ rungsfläche eine die formschlüssige Mitnahme des Werkstücks (63, 90) bei den Winkelbewegungen bewirkende Formgebung aufweist, wäh­ rend die Klemmkraft (K) die Positionierung des Werkstücks (63, 90) im ersten Klemmstück (7b, 64) sichert.

28. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Klemmstück (64) eine mehreckige Vertiefung auf­ weist, deren Rand den Endabschnitt des Werkstücks (63) verdreh­ sicher umschließt.

29. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Klemmstück (7) an der Berührungsfläche mit dem Werkstück (5, 50a, 50b, 51) die Reibung vergrössernde Maßnahmen aufweist.

30. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Klemmstück (7) an der Berührungsseite mit einer Riffelung (61) versehen ist.

31. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Klemmstück (7) an der Berührungsseite mit einem die Reibung erhöhenden Belag (62) beschichtet ist.

32. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmstücke (6, 7; 6a, 7a; 6b, 7b; 6c, 7c; 6d, 7d; 64) austauschbar an der Antriebsspindel (11) bzw. an der Stützspindel (3a, 3b, 3c) befestigt sind.

33. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Klemmstück (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 64) mit wenigstens einer Verschraubung an der Stirnseite der Antriebsspindel (11) befestigt ist und daß der Schraubenkopf bzw. die Mutter der Verschraubung gegenüber der Berührungsfläche versenkt ist.

34. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Werkstücke (121, 131) mittels Anschlägen an der für die Bearbeitung vorgesehenen Stellung positioniert ist.

35. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Werkstücke (121, 131) durch nicht im Arbeitsbe­ reich der Werkzeuge (10, 10a, 10b) angeordnete, vorzugsweise umsetzbare Stifte (132) positioniert ist.

36. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der Patentansprüche 6, 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Klemmstücke (6d, 7d) mit einzeln elastisch abgestützten Klemmflächen (127) versehen ist.

37. Werkstückhaltevorrichtung nach Patentanspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung eine Anordnung aus Tellerfedern (128) zum Einsatz kommt.

38. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der Patentansprüche 6, 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungskanten (135) der Klemmstücke (6d, 7d) ge­ genüber den in der Bearbeitungsstellung dem Werkzeug (10a, 10b) zugekehrten Deckflächen (136) der einzelnen Werkstücke (121, 131) zurückstehen.

39. Verfahren zur Bearbeitung von zwei oder mehreren Werkstücken mit einer Werkstückhaltevorrichtung nach einem der Patentansprüche 6, 34 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfolge die Durchführung eines bestimmten Ar­ beitsganges der Reihe nach an der gleichen Werkstückseite (I) eines jeden um den Winkel (α) in die Arbeitsstellung gedrehten Werkstücks (121, 131) vorsieht, bevor der Übergang auf einen weiteren Arbeitsgang bzw. auf die Bearbeitung an einer anderen Seite (II, III, IV) aller Werkstücke (121, 131) erfolgt.