NL2011468A

NL2011468A - Spaninrichting.

Info

Publication number: NL2011468A
Application number: NL2011468A
Authority: NL
Inventors: Hans Hediger
Original assignee: Erowa Ag
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2015-02-23
Also published as: US20150054211A1; JP5951578B2; CN104416394B; AT514431B1; DE102013014036A1; SK50262013A3; GB2517517A; KR102081145B1; DK179905B1; SK288542B6; FI20135956A; CZ309713B6; DK201470029A1; SE1351171A1; CH708458A2; CN104416394A; ES2437266A1; ES2437266B1; CA2827437A1; CH708458B1

Description

Korte aanduiding: Spaninrichting

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een volgens de aanhef van conclusie 1 uitgevoerde spaninrichting.

Dergelijke spaninrichtingen worden toegepast voor het positie gedefinieerd vastspannen van op werkstukdragers gemonteerde werkstukken of werktuigen. Het spanonderdeel wordt gewoonlijk vast op een werktafel van een bewerkingsmachine of een pers gefixeerd, terwijl de werkstukdrager herhaaldelijk nauwkeurig in positie aan het spanonderdeel fixeerbaar en ook weer losmaakbaar is.

Uit EP 0 614 725 A1 is een inrichting van een dergelijk type voor het in een gedefinieerde positie vastspannen van een werkstuk aan een werkplaats van een bewerkingsmachine bekend. De inrichting bestaat uit een aan de werkplek van de bewerkingsmachine te fixeren ondersteun en een op de ondersteun te zetten en daaraan vast te spannen werkstukdrager. De werkstukdrager omvat vier spanpennen, door middel waarvan die in vier tegen de ondersteun van corresponderend aangebrachte spanirichtingen kan worden vastgespannen. Voor het positioneren van de werkstukdrager aan de ondersteun is laatstgenoemde voorzien van eerste richtelementen in de vorm van centreerlinealen, terwijl de werkstukdrager verdere richtelementen in de vorm van geprofileerde platen omvat, die zijn voorzien van een groef. Bij het fixeren van de werkstukdragers aan de ondersteun grijpen de genoemde centreerlinealen in de groeven van de geprofileerde platen en positioneren ze de werkstukdrager in de X- en Y-richting als ook ten opzichte van de hoekpositie om de Z-as. De Z-positionering geschiedt, doordat de werkstukdrager door middel van de spaninrichtingen tegen de ondersteun wordt getrokken, tot deze met diens vlakke onderzijde op ringvormige steunvlakken van de ondersteun in contact komt. Hoewel een dergelijke spaninrichting zich in de praktijk heeft bewezen, bestaat het gevaar, dat zich in de loop der tijd op de ringvormige steunvlakken vuil afzet, dat een nauwkeurige positionering van de werkstukdrager, in het bijzonder in de Z-richting, in de weg staat. Bovendien kan zich in de vier spaninrichtingen eveneens vuil verzamelen, dat de juiste functiewijze van de betreffende spaninrichting eventueel hindert.

De uitvinding beoogt een bij de inleiding genoemde technisch gebied behorende spaninrichting te verschaffen, die ongevoeliger is met betrekking tot vervuiling, zodat de werkstukdrager herhaaldelijk nauwkeurig op het spanonderdeel kan worden vastgezet.

De oplossing van dit probleem is gedefinieerd door de maatregelen van conclusie 1. Volgens de uitvinding omvat het spanonderdeel van de spaninrichting verscheidene spaninrichtingen en is de werkstukdrager voorzien van een met het aantal spaninrichtingen corresponderend aantal spanpennen voor het vastspannen in de betreffende spaninrichting, waarbij aan het spanonderdeel eerste centreerelementen zijn aangebracht, die met aan de werkstukdrager aangebrachte verdere centreerelementen zodanig samenwerken, dat de werkstukdrager bij het vastspannen aan het spanonderdeel in de X- en Y-richting wordt uitgericht, en waarbij de betreffende spaninrichting een spanhuls 6 omvat, waarvan de bovenzijde de Z-steun voor de werkstukdrager vormt, en waarbij de Z-steun van het spanonderdeel door verscheidene, aan de bovenzijde van de betreffende spanhuls aangebrachte vlakdelen wordt gevormd, waarbij elk vlakdeel is voorzien van ten minste een uitlaatopening voor een reinigingsmedium, en waarbij de betreffende spanhuls is voorzien van een hol verlengstuk, dat zich tot aan de onderzijde van het spanonderdeel uitstrekt.

Bij een zodanig uitgevoerde spaninrichting worden enerzijds de Z-steunen gevormd door gedefinieerde vlakdelen, die gereinigd kunnen worden. Anderzijds kan eventueel zich in het gebied van de spaninrichtingen verzameld vuil naar onder uit het spanonderdeel verdwijnen of worden verwijderd. Een dergelijke spaninrichting is daarom aanzienlijk ongevoeliger met betrekking tot vervuiling, zodat uiteindelijk de werkstukdrager ook gedurende een langere tijdsduur herhaaldelijk nauwkeurig aan het spanonderdeel kan worden vastgezet.

De voorkeur genietende uitvoeringsvormen en verdere ontwikkelingen van het onderwerp van de uitvinding zijn in de afhankelijke conclusies beschreven.

Zo is het spanonderdeel voorzien van een basislichaam en een werkstukdrager met een hoofdlichaam, waarbij in het basislichaam van het spanonderdeel de voor de vorming van de Z-steunen van het spanonderdeel dienende spanhulsen zijn gezet en waarbij in het hoofdlichaam van de werkstukdragers ringvormige lichamen voor de vorming van de Z-steunen van de werkstukdrager zijn gezet. Deze uitvoering maakt het mogelijk de betreffende Z-steunen uit een materiaal te vervaardigen, dat specifiek aan de gewenste vereisten is aangepast. Bovendien kunnen die betreffende elementen van de spaninrichting, die niet aan een bijzondere belasting worden blootgesteld, in het bijzonder het basisen het hoofdlichaam, uit een verhoudingsgewijs gunstig en eventueel licht materiaal worden vervaardigd. Met betrekking hierop wordt in een verdere, de voorkeur genietend uitvoeringsvoorbeeld voorgesteld, de spanhulzen uit een harder materiaal te vervaardigen dan het basislichaam van het spanonderdeel en de ringvormige lichamen van de werkstukdrager uit een harder materiaal te vervaardigen dan het hoofdlichaam van de werkstukdrager.

Bij een verder de voorkeur genietende ontwikkeling van de spaninrichting is de betreffende spanhuls uit een stuk gevormd en bezit die een ringvormig rondlopende schouder, waarin aan de onderzijde en ringvormig kanaal is opgenomen, dat door middel van boringen is verbonden met de uitlaatopeningen. Deze uitvoeringsvorm maakt een verhoudingsgewijs eenvoudige uitvoering van de spanhuls mogelijk, omdat diens uitlaatopeningen via het ringvormig kanaal met lucht kunnen worden gevoed.

Een verdere de voorkeur genietende ontwikkeling van de spaninrichting voorziet dat na het los op het spanonderdeel tussen de als Z-steunen dienende vlakdelen van het spanonderdeel en de Z-steunen van de werkstukdrager leggen van de werkstukdrager een spleet in de ordegrootte van 0,1 tot 0,01 mm bestaat. Daardoor wordt bereikt, dat de werkstukdrager gedurende het spanproces slechts nog een zeer kleine baan in de Z-richting terug hoeft af te leggen, totdat die met de Z-steunen van het spanonderdeel in contact komt. Bij het vastspannen van de werkstukdrager worden de groefelementen daarom in de Z-richting slechts zeer weinig afgebogen, wat een zeer nauwkeurige uitrichting van de werkstukdrager ten opzichte van het spanonderdeel ten goede komt, omdat door de zeer geringe Z-verschuiving van de werkstukdrager na het uitrichtingen in de X- en Y-richting een mogelijke foutbron praktisch wordt uitgeschakeld en slechts verhoudingsgewijs kleine krachten voor het veer-elastisch afbuigen van de groefelementen in de Z-richting hoeven te worden overwonnen.

Uit de hiernavolgende gedetailleerde beschrijving en alle conclusies resulteren verdere voordelige uitvoeringsvormen en combinaties van maatregelen volgens de uitvinding.

Korte beschrijving van de tekeningen.

De figuren van de voor de toelichting van een uitvoeringsvoorbeeld gebruikte tekeningen tonen:

Fig. 1 de uit een spanonderdeel en een werkstukdrager bestaande spaninrichting in perspectivische weergave;

Fig. 2 een dwarsdoorsnede door het spanonderdeel;

Fig. 2a een vergroot deel uit Fig. 2;

Fig. 3 een dwarsdoorsnede door de werkstukdrager;

Fig. 4 de werkstukdrager gedurende het opzetten op het spanonderdeel;

Fig. 5 de werkstukdrager in vastgespannen toestand.

Fig. 1 toont de wezenlijke elementen van de spaninrichting in perspectivische weergave. De spaninrichting omvat een spanonderdeel 1, dat in het bereik van een bewerkingsmachine wordt gefixeerd, als ook een werkstukdrager 2. De weergegeven spaninrichting dient in het bijzonder voor het vastspannen van grote en/of zware werkstukken in het werkgebied van verwerkingsmachine, bijvoorbeeld een freesmachine, slijpmachine, vlakmachine of een draaibank. Onder groot en zwaar worden in de onderhavige samenhang werkstukken begrepen, die tot ongeveer 500 x 500 x 500 mm groot en tot verscheidene honderden kilogrammen zwaar kunnen zijn.

Het spanonderdeel 1 is voorzien van een basislichaam 22, waarin vier spaninrichtingen 5 zijn opgenomen, terwijl de werkstukdrager 2 een hoofdlichaam 36 omvat, waaraan vier corresponderend met de spaninrichting aangebrachte spanpennen 43 zijn aangebracht, die in de spaninrichtingen 5 kunnen worden vastgespannen. Om de nauwkeurige positionering van de werkstukdrager 2 tegen het spanonderdeel 1 mogelijk te maken zijn aan het basislichaam van het spanonderdeel 1 eerste centreerelementen in de vorm van vier centreerlijsten 4 en aan het hoofdlichaam van de werkstukdrager 2 verdere centreerelementen in de vorm van vier groefelementen 38 aangebracht. De groefelementen 38 zijn zodanig uitgevoerd, dat diens centrale gebied, dat is voorzien van een centreergroef, in de Z-richting, dat wil zeggen in de richting van de onderzijde 37 van de werkstukdrager 2 veer-elastisch in een bepaalde mate, bij voorkeur enkele honderdste van een millimeter, kan worden afgebogen. De werkstukdrager 2 is voorzien van een vlakke onderzijde 37, waaraan de groefelementen 38 door middel van schroeven zijn bevestigd. Omdat de principiële uitvoeringsvorm van een dergelijke spaninrichting uit EP O 614 725 A1 bekend is, wordt hiernavolgend in het bijzonder ingegaan op de voor de uitvinding wezenlijke maatregelen van de spaninrichting.

De betreffende spaninrichting 5 van het spanonderdeel 1 omvat in het basislichaam 22 gezette spanhulzen 6, waarvan de cirkelvormige bovenzijde ten dele de Z-steun voor de werkstukdrager 2 vorm. Daartoe is de betreffende bovenzijde voorzien van vier verhoogde vlakdelen 11, waarop de werkstukdrager bij het vastspannen met vlakke oplegvlakken in contact komt. Elk van de genoemde vlakdelen 11 is voorzien van een uitlaatopening, via welke een reinigingsmiddel, bijvoorbeeld lucht, kan worden uitgeblazen. De verhoogde vlakdelen 11 zijn in hoogte nauwkeurig vlak geslepen. Het is duidelijk, dat in plaats van vier verhoogde vlakdelen 11 ook een ander aantal en een andere vorm van dergelijke verhoogde vlakdelen kan worden voorzien.

Het spanonderdeel 1 is bovendien voorzien van een indexeer-opening 15, die dient voor de opname van een aan de werkstukdrager 2 aangebrachte indexeerpen 3. Het samenwerken van deze indexeermiddelen dient te verzekeren, dat de werkstukdrager 2 steeds in dezelfde hoekpositie aan het spanonderdeel 1 wordt gefixeerd.

In het hoofdlichaam 36 van de werkstukdrager 2 zijn op diens naar het spanonderdeel 1 toe gerichte onderzijde voor de vorming van Z-steunen ringvormige lichamen 46 gezet, die het aan de achterzijde gelegen, naar de onderzijde 37 van de werkstukdrager gerichte voetdeel van de betreffende spanpen 43 omgeven. De genoemde ringvormige lichamen 46 bestaan uit een hoogwaardig materiaal, bij voorkeur gehard staal. De bevestiging en bewerking van deze ringvormige lichamen 46 wordt aansluitend nog nader toegelicht.

Het basislichaam 22 van het spanonderdeel 1 is voorzien van verscheidene zich aan de zijkant bevindende aansluitkanalen 35. Via deze aansluitkanalen 35 kunnen media voor het bedrijven van de spaninrichting 5 zoals bijvoorbeeld perslucht etc. worden toegevoerd. Ten minste via het ene van deze aansluitkanalen 35 kan naar de in de verhoogde vlakdelen opgenomen uitlaatopeningen een reinigingsmedium - lucht-worden toegevoerd.

Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede door het spanonderdeel 1 langs de lijn A-A in fig. 1. Het basislichaam 22 is voorzien van vier uitsparingen 23 voor het opnemen van steeds een spanrichting 5, waarbij in deze weergave slechts twee van de vier uitsparingen zichtbaar zijn. Aan de hand van de ene van vier spaninrichtingen, in de onderhavige tekening de linker spaninrichting 5, wordt de opbouw van een dergelijke spaninrichting 5 hiernavolgend nader toegelicht.

De betreffende spaninrichting 5 omvat een spanhuls 6 als ook een vergrendelingszuiger 28, die beide in de genoemde uitsparing 23 zijn gezet. De vergrendelingszuiger 28 is uitgevoerd in de vorm van een ringvormige zuiger, die de spanhuls 6 respectievelijk diens zich aan de achterzijde bevindende verlengstuk 10 omsluit. Naar onder toe is de betreffende uitsparing 23 afgedekt door middel van een ronde afdekplaat 30, waarbij de betreffende afdekplaat 30 is voorzien van een centrale opening 31, waarvan de functie aansluitend nog nader wordt toegelicht. Uit deze weergave is in het bijzonder zichtbaar dat de betreffende spanhuls 6 als een type bus is uitgevoerd en een doorgaande opening 14 omvat, die zich door het gehele spanonderdeel 1 heen uitstrekt. De spanhuls 6 bestaat in hoofdzaak uit een bovendeel 8, een zich naar onder daaraan aansluitend ringvormig rondlopend schouderdeel 9 en een holcylindrisch verlengstuk 10, waarvan het zich aan de achterzijde bevindende uiteinde tot aan de achterzijde van het spanonderdeel 1 uitstrekt. Het bovendeel 8 van de spanhuls is aan de binnenzijde voorzien van een conisch invoergebied 13. De betreffende spanhuls 6 is door middel van het ringvormig rondlopend schouderdeel 9 tegen een eerste respectievelijk bovenste trap 24 van de betreffende uitsparing 23 afgesteund. In het onderhavige voorbeeld is de vergrendelingszuiger 28 in de onderste vergrendelingstoestand weergegeven, waarin de vergrendelingszuiger de voor het vergrendelen van een spanpen dienende spankogels 53 radiaal naar binnen drukt.

De vergrendelingszuiger 28 wordt door tegen het basislichaam 22 afgesteunde drukveren 29 in de weergegeven vergrendelingspositie gedrukt.

Om de vergrendelingszuiger 28 tegen de kracht van de veren 29 naar boven te drukken wordt een drukmedium in een ringvormige ruimte 32 tussen de onderzijde van de vergrendelingszuiger 28 en de afdekplaat 30 naar binnen geleid, waarbij de daartoe noodzakelijke middelen niet zijn weergegeven. Er is echter een in de ringvormige ruimte 32 voerend kanaal 33 zichtbaar, via welk het betreffende drukmedium naar binnen kan worden geleid. De betreffende afdekplaat 30 is door middel van schroeven (niet weergegeven) bevestigd aan een zich aan de achterzijde bevindende trap 27 van de betreffende uitsparing 23 aan de achterzijde/onderzijde van het spanonderdeel 1. De ringvormige ruimte 32 is door middel van afdichtingen, waarop niet in detail wordt ingegaan, afgedicht.

Het holcylindrisch verlengstuk 10 van spanhuls 6 strekt zich door de centrale opening 31 in de afdekplaat 30 heen tot aan de achter- respectievelijk onderzijde van het spanonderdeel 1, zodat een doorgang ontstaat, via welke zich eventueel zich verzameld vuil kan verdwijnen of kan worden verwijderd. Maar bijvoorbeeld ook koelwater kan door de spanhuls 6 heen naar onder wegstromen.

De betreffende spanhuls 6 is uit een stuk uitgevoerd, waarbij in de achterzijde, respectievelijk onderzijde van de ringvormig rondlopende schouder 9 een ringvormig kanaal 9 is opgenomen, dat door middel van axiale boringen 20 met de in de verhoogde vlakdelen 11 uitmondende uitlaatopeningen 12 is verbonden. De ringvormige kanalen van gezamenlijke spanhulzen zijn verbonden met een uit het basislichaam 22 uitmondend aansluitkanaal. De uit staal vervaardigde spanhuls 6 is ten minste in het bereik van het als Z-steun dienend vlakdeel 11 gehard, waarbij bij voorkeur de gehele spanhuls 6 uit gehard staat bestaat.

Doordat als Z-steunen verhoogde vlakdelen 11 zijn voorzien, is tussen de vlakdelen 11 een vrije ruimte aanwezig, te meer omdat het oppervlak van de betreffende spanhuls 6 in de gebieden tussen de vlakdelen 11 iets terug is geplaatst. In tegenstelling tot de volgens de stand van de techniek uitgevoerde Z-steunen, die doorgaand ringvormig zijn uitgevoerd en geen reinigingsopeningen omvatten, zijn de volgens de uitvinding uitgevoerde Z-steunen wezenlijk ongevoeliger met betrekking tot vervuiling, vooral omdat door de verkleinde Z-steunvlakken ook nog een hogere vlakdruk wordt bereikt. Dit bepaalt echter, dat de corresponderende steunvlakken corresponderend belastbaar worden uitgevoerd, bij voorkeur zeer hard zijn.

De spanhuls 6 is voorzien van een veelvoud van radiale boringen 52, die dienen voor het opnemen van de spankogels 53. Verder is herkenbaar, dat de betreffende centreerlijst 4 in een in de bovenzijde van het basislichaam 2 opgenomen groef is geplaatst. De centreerlijsten 4 zijn door middel van schroeven (niet weergegeven) bevestigd aan het basislichaam 22. Bij voorkeur zijn de centreerlijsten 4 bovendien verlijmd met de betreffende groef. Elke centreerlijst 4 is voorzien van twee schuine, voor de centrering dienende zijvlakken 49.

Figuur 2a toont een vergroot deel uit figuur 2. Uit deze weergave is in het bijzonder een van de verticaal verlopende boringen 20 zichtbaar, die leidt naar een uitlaatopening 12 in een van de verhoogde vlakdelen 11 van de spanhuls 6. De uitlaatopening 12 zelf omvat ten opzichte van de verticale boring 20 een verhoudingsgewijs kleine dwarsdoorsnede, wat zich doet gevoelen in een hoge snelheid van de uit de uitlaatopening 12 naar buiten voerende lucht. Verder is het ringvormig kanaal 19 herkenbaar, dat via de boring 20 met de betreffende uitlaatopening 12 is verbonden. Bovendien is het ten opzichte van het ringvormig kanaal 19 radiaal verlopend kanaal 18 zichtbaar, dat de boring 17 verbindt met het ringvormig kanaal 19. Wanneer, zoals in het onderhavige voorbeeld, vier van uitlaatopeningen 12 voorziene vlakdelen 11 zijn voorzien, dan is het betreffende ringvormig kanaal 19 via vier zich verticaal uitstrekkende boringen 20 verbonden met de vier uitlaatopeningen 12.

Figuur 3 toont een dwarsdoorsnede door de werkstukdrager 2 langs de lijn B-B in figuur 1. Aan de onderzijde 37 van het hoofdlichaam 36 zijn zowel de spanpennen 43 alsook de groefelementen 38 bevestigd. Uit deze doorsnedeweergave zijn verder de Z-steunvlakken 47 zichtbaar, die worden gevormd door in de onderzijde van het hoofdlichaam 36 geplaatste, ringvormige schijven -ringvormige lichamen 46. De ringvormige lichamen 46 bestaan uit gehard staal, terwijl het hoofdlichaam 36 van de werkstukdrager 2 zelf uit een zachter en lichter materiaal, bijvoorbeeld aluminium, is vervaardigd. Dit is ook daarom belangrijk, omdat de Z-steunvlakken 47 verhoudingsgewijs klein zijn en bij een niet-gehard materiaal door de grote spankrachten het gevaar zou bestaan, dat de Z-steunen elastisch en/of plastisch zouden vervormen. Het van de centreergroef 39 voorziene middendeel van het betreffend groefelement 38 is via twee radiaal verlopende verbindingen 41 tegen het hoofdlichaam 36 afgesteund. Zoals reeds genoemd is het middendeel van het groefelement 38 in de Z-richting enige honderdste millimeters in de Z-richting elastisch verbuigbaar. Door de vorming van deze verbindingen 41, in het bijzonder de dikte, lengte, breedte en het materiaal ervan, kan de kracht voor het verbuigen van het middendeel - groef 39 - in de Z-richting worden bepaald.

Om het ringvormig lichaam 46 aan het hoofdlichaam 36 te bevestigen, wordt dit in een eerste stap in een voor het opnemen van het ringvormig lichaam 46 voorziene verdieping aan de onderzijde 37 van de werkstukdrager 2 gezet. Bij voorkeur wordt het ringvormig lichaam 46 in de genoemde verdieping gelijmd. Daarna wordt het ringvormig lichaam 46 en eventueel ook de onderzijde 37 van de werkstukdrager 2 vlak geslepen. Aansluitend worden de spanpennen 43 aan het hoofdlichaam 36 van de werkstukdrager 2 door middel van schroeven bevestigd. De ringvormige lichamen 46 bezitten een centrale uitsparing, waarvan de doorsnede enigszins groter is dan een aan de achterzijde van de spanpen 43 aangebrachte centreerrol. Bij het bevestigen van de betreffende spanpen 43 wordt het betreffend ringvormig lichaam 46 door een in de doorsnede vergroot voetdeel 48 van de spanpen 43 extra gefixeerd. Doordat de ringvormige lichamen 46 vast met het hoofdlichaam 36 van de werkstukdrager 2 zijn verlijmd, wordt verzekerd, dat diens positie en vorm bij het vastschroeven van de spanpen 43 niet meer verandert. Dit is daarom belangrijk, omdat de betreffende onderzijde van het ringvormig lichaam 46 na het slijpproces een gedefinieerde, zeer precieze Z-steun vormt.

De voor de centrering in de X- en Y-richting maatgevende centreerelementen, namelijk de centreerlijsten 4 en de groefelementen 38, zijn zodanig op elkaar afgestemd, dat na het los op het spanonderdeel 1 leggen van de werkstukdrager 2 een spleet van 0,1 tot 0,01 mm, bij voorkeur een spleet van tussen 0,02 en 0,04 mm, tussen de Z-steun van het spanonderdeel 1 - verhoogd vlakdeel 11 - en de Z-steun van de werkstukdrager 2 - ringvormig steunvlak 46 - bestaat. Onder het los op het spanonderdeel 1 leggen van de werkstukdrager 2 wordt begrepen, dat de werkstukdrager 2 door diens eigen gewicht, eventueel met een daaraan bevestigd werkstuk, op het spanonderdeel 1 wordt geplaatst. In deze samenhang wordt gesproken van spankrachtvrij op het spanonderdeel 1 leggen van de werkstukdrager 2. De groefelementen 38 zijn in ieder geval zodanig op het maximaal gewicht van het aan de werkstukdrager 2 te bevestigen werkstuk, bijvoorbeeld op werkstukken tot verscheidene honderden kilogrammen, afgestemd, dat na het opzetten van de werkstukdrager 2 samen met een daaraan bevestigd werkstuk nog steeds een spleet tussen de Z-steunen van het spanonderdeel 1 en de Z-steunvlakken van de werkstukdrager 2 bestaat.

Figuur 4 toont de werkstukdrager 2 gedurende het opzetten op het spanonderdeel 1. Het spanonderdeel 1 is daarbij in een doorsnede langs de lijn C-C in figuur 1 getoond. Opdat de betreffende spanpen 43 in de bijbehorende spanhuls 6 van de spaninrichting kan worden gevoerd en daarin kan worden vastgespannen, dient de betreffende vergrendelingszuiger 38 zich in de weergegeven ontgrendelde toestand te bevinden, waarin de spankogels 53 zich in de teruggetrokken positie bevinden of ten minste door de betreffende spanpen 43 bij het invoeren radiaal naar buiten kunnen worden gedrukt. In de ontgrendelde toestand van de vergrendelingszuiger 28, die correspondeert met diens bovenste eindpositie, kunnen de spankogels 53 in een ringvormige groef van de vergrendelingszuiger 28 steken.

De vergrendelingszuigers 28 worden door het naar binnen leiden van een drukmedium - lucht - in de ringvormige ruimte 32 tegen de voorspankracht van de veren 29 pneumatisch naar boven in de weergegeven positie gedrukt. In de bovenste eindtoestand steunt de betreffende vergrendelingszuiger 28 met diens bovenzijde tegen een als aanslag dienende verdere trap van de betreffende uitsparing 23 af.

De werkstukdrager 2 wordt nu in de Z-richting zo ver naar beneden gebracht, tot de centreerlijsten 4 in de groefelementen 38 grijpen. Concreet komen de schuine zijwanden 40 van de groefelementen 38 met de schuine zijvlakken 49 van de centreerlijsten 4 in contact. Na het los op het spanonderdeel 1 leggen van de werkstukdrager 2 is de werkstukdrager 2 ten opzichte van het spanonderdeel in de X- en Y-richting alsook met betrekking tot de hoekpositie om de zich loodrecht ten opzichte van de Z-steunvlakken uitstrekkenden Z-as uitgericht. Slechts de Z-positionering is nog niet afgesloten, omdat tussen de verhoogde vlakdelen 11 van de betreffende spanhuls en de onderzijde van de bijbehorende als Z-steunvlakken 47 dienende ringvormige lichamen 46 van de werkstukdrager 2 een spleet in de ordegrootte van 0,1 tot 0,01 mm bestaat. De Z-richting is door een pijl 54 aangeduid.

Bij voorkeur wordt na het los op het spanonderdeel 1 leggen van de werkstukdrager 2 via de uitlaatopeningen in de verhoogde vlakdelen 11 lucht weggeblazen. De met een hoge stroomsnelheid naar buiten tredende lucht reinigt daarbij zowel de ringvormige Z-steunvlakken 47 van de werkstukdrager 2 alsook de verhoogde vlakdelen 11 van het spanonderdeel 1. Bij voorkeur wordt in de luchttoevoerleiding een druk- of stromingssensor (niet weergegeven) aangebracht. Door middel van een dergelijke sensor kan worden gezien, of de werkstukdrager 2 tegen het spanonderdeel 1 is gespannen, respectievelijk correct tegen het spanonderdeel 1 is gespannen, omdat de lucht-uitlaatopeningen na het vastspannen van de werkstukdrager 2 door de steeds dicht opliggende Z-steunvlakken 47 van de werkstukdrager 2 zijn afgesloten, wat door middel van de sensor kan worden vastgesteld.

De genoemde spleet tussen de Z-steunen wordt bij het vastspannen van de werkstukdrager 2 opgeheven, doordat laatstgenoemde door de vier aan het spanonderdeel 1 aangebrachte spaninrichtingen 5 in de richting van het spanonderdeel 1 wordt getrokken. Daartoe wordt de pneumatische overdruk in de betreffende ringvormige ruimte 32 door het openen van een ventiel (niet weergegeven) zo ver gereduceerd, tot deze zich heeft aangepast aan de omgevingsdruk. Door de kracht van de drukveren 29 wordt de betreffende ringvormige zuiger 28 naar beneden gedrukt, waardoor de spankogels 53 radiaal naar binnen worden verschoven. Daar leggen de spankogels 53 zich tegen het schuin vlak 45 aan het kopdeel 44 van de betreffende spanpen 43 aan (zie figuur 3) en trekken deze zo ver naar onder, tot de genoemde spleet tussen de Z-steunen 11, 47 is opgeheven. Met het naar beneden trekken van de werkstukdrager 2 worden ook de groefelementen 38 veerelastisch verbogen.

In zoverre de betreffende ringvormige ruimte 32 drukloos is, worden de ringvormige zuigers 28 door de voorspankracht van de drukveren 29 naar onder in de vergrendelingstoestand gedrukt, zodat de werkstukdrager 2 tegen het spanonderdeel 1 is vastgespannen en is vergrendeld, omdat de spankogels 53 de betreffende spanpen 43 vasthouden. Deze gespannen toestand is in figuur 5 weergegeven.

Om na het los op het spanonderdeel 1 leggen van de werkstukdrager 2 de genoemde spleet in de ordegrootte van 0,1 tot 0,01 mm tussen de Z-steunvlakken 11 van het spanonderdeel 1 en de Z-steunvlakken 47 van de werkstukdrager 2 te verzekeren, dienen enerzijds de genoemde Z-steunvlakken, namelijk de verhoogde vlakdelen 11 aan de bovenzijde van de betreffende spanhuls 6 en de onderzijde van een ringvormig steunvlak 47 vormend ringvormig lichaam 46, zeer nauwkeurig te worden bewerkt en vlak te worden geslepen. Anderzijds dienen ook de groefelementen 38, namelijk de zijwanden 40 van de groefelementen 38 en de zijvlakken 49 van de centreerelementen zeer nauwkeurig te worden bewerkt en op elkaar te zijn afgestemd, zodat de plaats en de massa van de groeven correspondeert met een vooraf bepaalde waarde en precies is afgestemd op de aan het spanonderdeel 1 aangebrachte centreerlijsten 4.

Door de kleine spleet tussen de Z-steunen na het los op het spanonderdeel 1 zetten van de werkstukdrager 2 wordt bereikt dat de werkstukdrager 2 gedurende het spanproces nog slechts een zeer kleine baan in de Z-richting terug hoeft af te leggen, tot die met de Z-steunen 11 van het spanonderdeel 1 in contact komt. Dit heeft op zijn beurt het voordeel, dat ook de groefelementen 38 nog slechts weinig in de Z-richting, namelijk met een waarde van de spleet tussen de Z-steunen, veerelastisch dienen te worden verbogen. Daardoor wordt de zeer nauwkeurige uitrichting van de werkstukdrager 2 ten opzichte van het spanonderdeel 1 op gunstige wijze beïnvloed, omdat door de zeer kleine Z-verschuiving van het werkstuk 2 na het uitrichten in de X- en Y-richting een mogelijke foutbron praktisch wordt uitgeschakeld.

Het voorzien van afzonderlijke centreerelementen in de vorm van de weergegeven centreerlijsten 4 en groefelementen 38 heeft het voordeel, dat deze uit een materiaal kunnen worden vervaardigd, dat specifiek is aangepast aan de gewenste/vereiste vereisten. Dit heeft het verdere voordeel, dat bovendien ook het betreffend basislichaam 22 van het spanonderdeel 1 respectievelijk het hoofdlichaam 36 van de werkstukdrager 2 uit een materiaal met de gewenste eigenschappen, bij voorkeur kostengunstig en eventueel licht, kan worden vervaardigd. Terwijl de centreerelementen bij voorkeur uit een hard en degelijk materiaal zoals gehard staal kunnen worden vervaardigd, wordt als basismateriaal voor het basislichaam 22 van het spanonderdeel 1 bij voorkeur niet-gehard staal toegepast, terwijl het hoofdlichaam 36 van de werkstukdrager 2 bij voorkeur uit aluminium of een aluminiumlegering bestaat.

Zodoende kan samenvattend worden geconstateerd, dat met de volgens de uitvinding uitgevoerde spaninrichting een absolute en in het bijzonder ook herhaalbare zeer nauwkeurige positionering van de werkstukdrager 2 tegenaan het spanonderdeel 1 wordt verzekerd. Dit wordt enerzijds bereikt, doordat de Z-steunen gedurende het spanproces worden gereinigd. Anderzijds worden de centreerelementen na diens bevestiging zeer nauwkeurig bewerkt respectievelijk zodanig op elkaar afgestemd, dat de werkstukdrager na het los op het spanonderdeel zetten in de X- en Y-richting alsook met betrekking tot de hoekpositie om de Z-as gepositioneerd is, waarbij tussen de Z-steunen, namelijk tussen de verhoogde vlakdelen 11 van het spanonderdeel 1 en de ringvormige steunvlakken 47 van de werkstukdrager 2 een spleet van 0,1 tot 0,01 mm, bij voorkeur tussen 0,02 en 0,04 mm bestaat. Om bij het hiernavolgende spanproces, dat er nog slechts toe dient, de werkstukdrager in de Z-richting te positioneren onwrikbaar aan het spanonderdeel vast te zetten, dient de werkstukdrager slechts nog een baan in de ordegrootte van de genoemde spleet af te leggen. Door de nog slechts minimale verschuiving van de werkstukdrager in de Z-richting na het positioneringsproces in de X- en/of Y-richting wordt een mogelijke foutenbron praktisch uitgeschakeld. Door de kleine verschuiving hoeven ook de elastisch meegevende groefelementen aan de werkstukdrager slechts in kleine mate te worden verbogen, wat bij het vastspannen in een verhoudingsgewijs kleine weerstand in de Z-richting, in combinatie met een hoge nauwkeurigheid en een lange levensduur zich doet gevoelen.

Wanneer in het voorgaande sprake is van zeer nauwkeurige positionering van de werkstukdrager aan het spanonderdeel, dan wordt met de volgens de uitvinding uitgevoerde spaninrichting een herhalingsnauwkeurigheid in het bereik van minder dan 2 micrometer nagestreefd.

Claims

1. Spaninrichting met een spanonderdeel (1) voor het vastspannen van een werkstukdrager (2), waarbij het spanonderdeel (1) verscheidene spaninrichtingen (5) omvat en de werkstukdrager (2) is voorzien van een met het aantal spaninrichtingen (5) corresponderend aantal spanpennen (43) voor het vastspannen in de betreffende spaninrichting (5), en waarbij aan het spanonderdeel (1) eerste centreerelementen (4) zijn aangebracht, die met aan de werkstukdrager (2) aangebrachte verdere centreerelementen (38) zodanig samenwerken, dat de werkstukdrager (2) bij het vastspannen aan het spanonderdeel (1) in de X- en Y-richting wordt uitgericht, en waarbij de betreffende spaninrichting (5) een spanhuls (6) omvat, waarvan de bovenzijde de Z-steun voor de werkstukdrager (2) vormt, met het kenmerk, dat de Z-steun van het spanonderdeel (1) door verscheidene, aan de bovenzijde van de betreffende spanhuls (6) aangebrachte vlakdelen (11) wordt gevormd, waarbij elk vlakdeel (11) is voorzien van ten minste een uitlaatopening (12) voor een reinigingsmedium, en waarbij de betreffende spanhuls (6) is voorzien van een hol verlengstuk (10), dat zich tot aan de onderzijde van het spanonderdeel (1) uitstrekt.

2. Spaninrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het spanonderdeel (1) is voorzien van een basislichaam (22) en de werkstukdrager (2) is voorzien van een hoofdlichaam (36), waarbij in het basislichaam (22) van het spanonderdeel (1) de voor de vorming van de Z-steunen van het spanonderdeel (1) dienende spanhulsen (6) zijn gezet en waarbij in het hoofdlichaam (36) van de werkstukdrager (2) ringvormige lichamen (46) voor de vorming van de Z-steunen van de werkstukdrager (2) zijn gezet.

3. Spaninrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de spanhulsen (6) uit een harder materiaal zijn vervaardigd dan het basislichaam (22) van het spanonderdeel (1) en dat de ringvormige lichamen (46) van de werkstukdrager (2) uit een harder materiaal zijn vervaardigd dan het hoofdlichaam (36) van de werkstukdrager (2).

4. Spaninrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de betreffende spanhuls (6) uit één stuk is gevormd en een ringvormig rondlopende schouder (9) bezit, waarin aan de onderzijde en ringvormig kanaal (19) is opgenomen, dat door middel van boringen (20) is verbonden met de uitlaatopeningen (12).

5. Spaninrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het spanonderdeel (1) vier spaninrichtingen (5) en de werkstukdrager (2) vier spanpennen (43) omvat.

6. Spaninrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het basislichaam (22) van het spanonderdeel (1) is voorzien van ten minste een naar buiten uitmondend aansluitkanaal (35a), dat met de ringvormige kanalen (19) van gezamenlijke spanhulzen (6) is verbonden.

7. Spaninrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het aansluitkanaal (35a) aan de zijkant en/of aan de onderzijde van het basislichaam (22) naar buiten uitmondt.

8. Spaninrichting volgens een van de conclusies 4 tot en met 7, met het kenmerk, dat het basislichaam (22) van het spanonderdeel (1) is voorzien van uitsparingen (23) voor het opnemen van de spanhulzen (6), waarbij de betreffende uitsparing (23) een eerste stap (24) bezit, die een afsteunvlak voor de schouder (9) van de betreffende spanhuls (6) vormt.

9. Spaninrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de aan het spanonderdeel (1) aangebrachte eerste centreerelementen in de vorm van centreerlijsten (4) en de aan de werkstukdrager (2) aangebrachte verdere centreerelementen in de vorm van groefelementen (38) zijn uitgevoerd, die in de Z-richting veerelastisch meegevend zijn uitgevoerd.

10. Spaninrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat bij het los op het spanonderdeel (1) leggen van het werkstuk (2) de aan het werkstukdrager aangebrachte groefelementen (38) met de aan het spanonderdeel (1) aangebrachte centreerlijsten (4) in contact komen.

11. Spaninrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de groefelementen (38) schuine, als centreervlakken dienende zijwanden (40) en de centreerlijsten (4) corresponderend met de zijwanden (40) uitgevoerde, als centreervlakken dienende zijvlakken (49) omvatten.

12. Spaninrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de werkstukdrager (2) zodanig op het spanonderdeel (1) is afgestemd, dat na het los op het spanonderdeel (1) leggen van de werkstukdrager (2) tussen de als Z-steunen dienende vlakdelen (11) van het spanonderdeel (1) en de Z-steunen (47) van de werkstukdrager (2) een spleet in de ordegrootte van 0,1 tot 0,01 mm bestaat.

13. Spaninrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de betreffende spaninrichting (5) van het spanonderdeel (1) een vergrendelingszuiger (28) voor het bedienen van spankogels (53) voor het vastspannen van een spanpen (43) omvat, waarbij de betreffende vergrendelingszuiger (28) als ringvormige zuiger is uitgevoerd, die het betreffende verlengstuk (10) van een spanhuls (6) omvat en door middel van tegen het basislichaam (22) afgesteunde drukveren (29) in de richting van de onderzijde van het spanonderdeel (1) is voorgespannen.