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Title:
DEVICE FOR CLAMPING WORKPIECES ON MACHINING AND MEASURING MACHINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/004815
Kind Code:
A1
Abstract:
A workpiece clamping device has a clamping plate with holes arranged in parallel rows of a regular grid for securing clamping units associated to the clamping plate. The holes (4) of contiguous rows are mutually offset by half the spacing between holes (b = a/2) and the spacing (c) between contiguous rows equals c = a/2 $m(R)3, so that groups of three adjacent securing holes (4) located at the vertices of an imaginary equilateral base triangle (6) are obtained. The clamping units (10, 12, 14) have each at least one group of securing holes (22, 24) that correspond to a base triangle of the clamping plate (2). As a result of this grid arrangement of holes, freely centered rows of holes with respect to a desired center point of the clamping plate are obtained, as well as perpendicular rows and columns of holes, so that the device offers universal clamping possibilities.

Inventors:
WUCHNER WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP1992/002093
Publication Date:
March 18, 1993
Filing Date:
September 11, 1992
Export Citation:
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Assignee:
MAX LIEDER GMBH MASCHINEN UND (DE)
International Classes:
B23Q3/10; B25B11/00; (IPC1-7): B23Q3/10; B25B11/00
Foreign References:
EP0074565A21983-03-23
FR2465555A11981-03-27
US4901990A1990-02-20
US2147800A1939-02-21
DE9012822U11990-11-29
Attorney, Agent or Firm:
Englaender, Klaus (München 80, DE)
Schaumburg, Karl-heinz (München 80, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Spanneinrichtung zum Aufspannen von Werkstücken, umfassend eine Spannplatte mit in zueinander par¬ allelen Reihen in einem regelmäßigen Raster ange¬ ordneten Rasterbohrungen zum Befestigen von der Spannplatte zugeordneten Spanneinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterbohrungen (4) je zweier benachbarter Reihen um einen halben Boh¬ rungsabstand (b = a/2) gegeneinander versetzt sind und der Abstand (c) je zweier Reihen zueinander gleich c = a/2 J ist, so daß jeweils Gruppen von drei benachbarten, an den Spitzen eines fiktiven gleichseitigen Grunddreieckes (6) liegenden Fi¬ xierbohrungen (4) entstehen, und daß die Spannein¬ heiten (10, 12, 14) jeweils zumindest eine Gruppe von entsprechend einem Grunddreieck der Spannplat¬ te (2) angeordneten Befestigungsbohrungen (22, 24) aufweisen.
2. Spanneinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eine erste Reihe (R0) von Rast¬ erbohrungen (4) der Spannplatte (2) durch einen einen SpannMittelpunkt (8) der Spannplatte defi¬ nierenden Punkt verläuft und daß die Rasterbohrun¬ gen dieser ersten Reihe zu dem Mittelpunkt (8) symmetrisch angeordnet sind.
3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatte (2) als Kreis platte ausgebildet ist.
4. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinheiten (10, 12, 14) jeweils mehrere zueinander parallele Reihen (rl, r2, r3) von entsprechend der Anordnung der Rasterbohrungen (4) der Spannplatte (2) ange¬ ordneten Befestigungsbohrungen haben.
5. Spanneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Spanneinheiten (10, 12, 14) drei Reihen von Befestigungsbohrungen haben, wobei die Befestigungsbohrungen der mittleren Reihe als Pa߬ bohrungen (22) ausgebildet sind.
6. Spanneinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinheiten (10, 12, 14) jeweils ein mit Befestigungsbohrungen (22, 24) versehenes Unterteil (18) sowie ein auf diesem verschiebbar geführtes und in seinen Verschiebe¬ stellungen klemmbares Oberteil (20) aufweisen.
7. Spanneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennz teichnet, daß das Oberteil (20) der Spanneinheiten an einer in Verschieberichtung vorderen Stirnseite eine quer zur Verschieberichtung stehende zentrale Spannfläche (36) hat.
8. Spanneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß sich an die zentrale Spannfläche (36) zumindest an einer Seite eine zur zentralen Spannfläche in einem Winkel von 30° stehende seit¬ liche Spannfläche (38, 40) anschließt.
9. Spanneinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß an dem Unterteil (18) der Spannein¬ heit (10) ein in Verschieberichtung des Oberteils (20) ausgerichteter Verstellgewindebolzen (50) an¬ geordnet ist, welcher gegen eine der zentralen Spannfläche (36) abgewandte Betätigungsfläche (37) des Oberteils (20) zustellbar ist.
10. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite des Oberteils (20) Paßbohrungen (44) und/oder Gewinde¬ bohrungen (42) zum Befestigen weiterer Spannmittel vorgesehen sind.
11. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche l bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinheit (102, 132) aus einem mit seiner Spannfläche (107, 137) auf die Rasterplatte (101) montierbaren Spannfuß (106, 136) und aus einem sich senkrecht zur Spannfläche (107, 137) erstreckenden zylindri¬ schen Schaft (103, 133) gebildet ist, daß die Oberseite (109, 139) des Schaftes (103, 133) par¬ allel zur Spannfläche (107, 137) angeordnet und als weitere Aufspannfläche (110, 140) ausgebildet ist, und daß der Spannfuß (106, 136) mit an das Rastermaß der Rasterplatte (101) angepaßten Durch¬ gangsbohrungen (108, 138) versehen ist.
12. Spanneinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Schaft (103) der Spanneinrich¬ tung (102) massiv und einstückig mit dem Spannfuß (106) ausgebildet ist und daß zwischen dem Spann¬ fuß (106) und dem Schaft (103) ein umlaufender Einstich (104) zur Ausbildung eines Freiraumes 8105) für die in dem Spannfuß (106) ausgebildeten Durchgangsbohrungen (108) vorgesehen ist.
13. Spanneinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Schaftes (103) der Spanneinrichtung (102) mit einer weite¬ ren Aufspannfläche (113) versehen ist, die in einer zur Achse des Schaftes parallelen Ebene an¬ geordnet und mit Gewindebohrungen (114) im Raster¬ maß versehen ist.
14. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis13 dadurch gekennzeichnet, daß mit Bohrungen ver¬ sehene Positionierelemente (115) vorgesehen sind, die aus einem Zylinderstück mit einer achsparalle¬ len Abflachung (116) gebildet sind, deren Abmes¬ sungen und Bohrungen (117) an die weitere Auf¬ spannfläche (113) der Spanneinheit (102) angepaßt ist.
15. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis14 dadurch gekennzeichnet, daß weitere εcheiben zylindrische Positionierelemente (121, 122, 123) vorgesehen sind, deren Oberseiten mit an die Boh¬ rungen der oberen Aufspannfläche (110) der Spann¬ einheit (102) angepaßten Bohrungen versehen sind.
16. Spanneinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Schaft der Spanneinheit (132) hohlzylindrisch und einstückig mit dem Spannfuß (136) ausgebildet ist, daß der Spannfuß (136) den Schaft (133) des Aufbauelementes (132) umfangsmä ßig überragt und mit an das Rastermaß der Raster¬ platte (101) angepaßten Durchgangsbohrungen (138) versehen ist, wobei die Oberseite des hohlzylin drischen Schaftes (133) mit einer Aufspannplatte (140) mit einer zentralen Gewindebohrung (139) ge¬ schlossen ist.
17. Modulare Rasterspannvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufschrauben auf die Aufspannplatte (140) des Aufbauelementes (132) eine Führungshülse (142) mit darauf aufschraubba¬ ren Spanneisen (141) vorgesehen ist.
18. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterbohrun¬ gen der Spannplatte (2) alle gleich ausgebildet sind und daß Einsätze zum Umbilden zumindest ein¬ zelner Rasterbohrungen in Paßbohrungen vorgesehen sind.
Description:
Spanneinrichtung zum Aufspannen von Werkstücken auf Bearbeitungs- und Meßmaschinen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spanneinrich¬ tung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Derartige Spanneinrichtungen haben die Aufgabe, das Werkstück auf der Spannplatte auch bei Einwirkung gro¬ ßer Bearbeitungskräfte sicher zu halten und das Werk¬ stück bezüglich des maschinenfesten Koordinatensystems präzise auszurichten.

Neben den früher üblichen Spanneinrichtungen mit genu¬ teten Spannplatten haben sich in jüngerer Zeit soge¬ nannte Rasterspannsysteme durchgesetzt, bei denen die Spannplatten eine Vielzahl von hochgenau plazierten und ausgeführten, in einem regelmäßigen .Raster angeordneten Fixier- bzw. Paßbohrungen versehen sind. Diese dienen zum Aufspannen und genauen Positionieren von Anschlägen und Spanneinheiten, mit deren Hilfe die Werkstücke mit großer Wiederholgenauigkeit positioniert und gespannt werden können.

Durch die "tz für Metallbearbeitung", 31. Jahrgang 1987, Heft 2187, Seite 32 bis 40 sind bereits Raster¬ spannplatten bekannt, bei denen die Rasterbohrungen in Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei der Reihenab¬ stand bzw. Spaltenabstand gleich ist; jeweils benach¬ barte Rasterbohrungen befinden sich auf den Ecken eines fiktiven Quadrates. Die Rasterbohrungen sind in Reihen¬ richtung und Spaltenrichtung jeweils abwechselnd als Fixierbohrungen bzw. Paßbohrungen ausgebildet. Durch

diese Anordnung der Rasterbohrungen sind die Aufspann¬ möglichkeiten verhältnismäßig beschränkt, da mit den Spanneinheiten, die mit im Abstand der Spalten bzw. Reihen angeordneten Befestigungsbohrungen versehen sind, eine Spannung nur in Spalten bzw. Zeilenrichtung möglich ist. Für ein zu diesen beiden Hauptrichtungen schräges Spannen müssen eigene Spanneinheiten vorgese¬ hen werden, bei denen der Abstand der Befestigungsboh- rungen an Diagonalabstände der Rasterbohrungen der Spannplatte angepaßt sind. Selbst mit derartigen spezi¬ ellen Spanneinheiten gibt es nur wenige mögliche, von den beiden Hauptrichtungen abweichende Spannrichtungen. Insbesondere ist das Zentrieren auf einen Spannplatten¬ mittelpunkt hin erschwert, da die Diagonalreihen der Befestigungsbohrungen der bekannten Spannplatte jeweils um 90° gegeneinander versetzt sind, so daß zum Zentrie¬ ren vier Spanneinheiten verwendet werden müssen. Neben der Tatsache, daß das Installieren von vier Spannein¬ heiten zu Beginn einer Bearbeitungsfolge sowie das Lösen bzw. Spannen dieser Spanneinheiten beim Wechsel eines Werkstückes einen verhältnismäßig hohen Arbeits¬ aufwand bedeuten, hat das Spannen mit vier Spanneinhei¬ ten auch den grundsätzlichen Nachteil, daß es im allge¬ meinen eine Übe bestimmung bei der Werkstückfixierung zur Folge hat.

Durch die DE-OS 22 32 387 ist bereits eine Spannplatte bekannt, bei der jeweils zu regelmäßig verteilten Ra¬ dialen parallele und symmetrische Reihen von Fixierboh¬ rungen vorgesehen sind. Diese Anordnung ermöglicht zwar ein Zentrieren von Werkstücken zum Mittelpunkt der Spannplatte beispielsweise unter Verwendung von drei Spanneinheiten, nicht jedoch ein Spannen in zwei auf¬ einander senkrecht stehenden Hauptachsenrichtungen der Maschine. Ein weiterer Nachteil wird auch darin gese¬ hen- daß die Fixierbohrungen der bekannten Spannplatte

nicht alle auf zueinander parallelen Reihen oder dazu senkrechten Spalten liegen, so daß bei der Herstellung der Spannplatte die im allgemeinen höchste Genauigkeit zweier aufeinander senkrecht stehender Maschinenführun¬ gen nicht ausgenutzt werden kann, sondern eine im all¬ gemeinen weniger genaue Winkelkoordinate mit ins Spiel kommt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spanneinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, die gegenüber den bekannten Spanneinrichtungen universeller einsetzbar und einfa¬ cher bzw. genauer zu fertigen ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 beschriebenen Merkmale gelöst.

Alle Rasterbohrungen sind in zueinander parallelen Rei¬ hen angeordnet, so daß bei der Fertigung der Spannplat¬ te die hohe Führungsgenauigkeit herkömmlicher Bearbei¬ tungszentren ausgenutzt werden kannt Durch den Versatz der Rasterbohrungen je zweier benachbarter Reihen um einen halben Bohrungsabstand und den vorgeschlagenen Abstand je zweier Reihen zueinander ergibt sich ein Dreieckraster, bei welchem jeweils drei benachbarte Rasterbohrungen an den Spitzen eines fiktiven gleich¬ zeitigen Grunddreieckes angeordnet sind.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung der Rasterboh¬ rungen ergibt sich einerseits ein in Reihen und Spalten geordnetes Rastermuster, bei welchem die Rasterbohrun¬ gen einerseits entlang den genannten parallelen Reihen, andererseits in rechtwinklig dazu verlaufenden Spalten angeordnet sind; dieses ermöglicht in bekannter Weise

ein Spannen in zueinander senkrecht stehenden Richtun¬ gen. Andererseits ergibt sich ein radial auf ein Zen¬ trum zu ausgerichtetes Rastermuster von höchster Präzi¬ sion, dem die Fertigungsgenauigkeit der an sich in Rei¬ hen- und Spaltenrichtung angeordneten Rasterbohrungen zugrundeliegt. Damit ist eine hochgenaue Zentrierung zu einem -vorgegebenen Mittelpunkt der Spannplatte möglich.

Wie anhand eines Ausführungsbeispieles noch genauer er¬ läutert wird, kann jede der Rasterbohrungen als Mittel¬ punkt verwendet werden, da sich das Rastermuster im Ab¬ stand der Rasterbohrungen exakt wiederholt.

Wie weiter anhand eines Ausführungsbeispieles dargelegt wird, wiederholt sich das Rastermuster bezüglich eines gewählten Mittelpunktes jeweils nach einem Winkel¬ schritt von 60°, so daß bezüglich eines Mittelpunktes sechs gleichwertige radiale Spannrichtungen gegeben sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgese¬ hen, daß die Spanneinheiten jeweils zumindest eine Gruppe von entsprechend einem Grunddreieck der Spann¬ platte angeordneten Befestigungsbohrungen aufweisen. Es läßt sich zeigen, daß mit einer entsprechend einem Grunddreieck der Spannplatte angeordneten Gruppe von Befestigungsbohrungen sechs bezüglich eines Mittelpunk¬ tes radiale Spannrichtungen möglich sind, von denen zwei Spannrichtungen in Richtung der genannten paralle¬ len Reihen liegen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine erste Reihe von Rasterbohrungen der Spannplat¬ te durch den Mittelpunkt dieser Spannplatte verläuft und daß die Rasterbohrungen dieser ersten Reihe zu dem Mittelpunkt symmetrisch angeordnet sind. Das erreicht

man beispielsweise dadurch, daß eine der Rasterbohrun¬ gen in diesem Mittelpunkt liegt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Spannplatte als Kreisplatte ausgebildet; dabei liegt die oben genannte erste Reihe von Rasterbohrungen auf einem Durchmesser dieser Kreisplatte, wobei eine Rasterbohrung im Zentrum der Kreisplatte angeordnet ist.

Die Spanneinheiten haben gemäß einer weiteren Ausge¬ staltung der Erfindung jeweils mehrere zueinander par¬ allele Reihen von entsprechend der Anordnung der Rast¬ erbohrungen der Spannplatte angeordneten Befestigungs¬ bohrungen. Da sich das Rastermuster der Rasterbohrungen der Spannplatte bei den Spanneinheiten mehrfach wieder¬ holt, werden die Möglichkeiten unterschiedlicher Anord¬ nungen und Ausrichtungen der Spanneinheiten auf der Spannplatte weiter vermehrt. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Spanneinheiten jeweils drei Reihen von Befestigungsbohrungen haben, wobei die Befesti¬ gungsbohrungen der mittleren Reihe als Paßbohrungen ausgebildet sind. Diese dienen nur der genauen Ausrich¬ tung der Spanneinheiten auf der Spannplatte, während die anderen Befestigungsbohrungen zur Aufnahme von Be¬ festigungsbolzen dienen, wie anhand eines Ausführungs¬ beispieles noch genauer erläutert wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spanneinheiten jeweils ein mit Befestigungsboh¬ rungen versehenes Unterteil sowie ein auf diesem ver¬ schiebbar geführtes und in seinen Verschiebestellungen klemmbares Oberteil aufweisen. Das Unterteil wird zu¬ nächst in dem Bereich, in dem das Werkstück gehalten werden soll, auf der Spannplatte befestigt; die genaue Ausrichtung der Spanneinheit zum Werkstück erfolgt über eine Verschiebung des Oberteils. Dazu ist das Oberteil an einer in Verschieberichtung vorderen Stirnseite mit

einer quer zur Verεchieberichtung stehenden zentralen Spannfläche versehen, die sich an das Werkstück anlegen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sich an die zentrale Spannfläche des Oberteils zu¬ mindest an einer Seite eine zu dieser zentralen Spann¬ fläche in einem Winkel von 30° stehende seitliche Spannfläche anschließt. Wie anhand eines Ausführungs¬ beispieles noch dargelegt wird, läßt sich durch diese Anordnung die Anzahl der möglichen Klemmrichtungen nochmals erhöhen, wodurch die Universalität der Ein¬ richtung weiter vergrößert wird.

Für die Feinverstellung des Oberteils gegenüber dem Un¬ terteil einer Spanneinheit ist in weiterer Ausgestal¬ tung der Erfindung vorgesehen, daß an dem Unterteil ein in Verschieberichtung des Oberteils ausgerichteter Ver¬ stellgewindebolzen angeordnet ist, welcher gegen eine der zentralen Spannfläche abgewandte.. Betätigungsfläche des Oberteils zustellbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an der Oberseite des Oberteils Paßbohrungen und/oder Gewinde¬ bohrungen zum Befestigen weiterer Spannmittel, An¬ schlagmittel und dergleichen vorgesehen.

Die Rasterbohrungen der Spannplatte sind vorzugsweise alle gleich ausgebildet, wobei Einsätze zum Umbilden zumindest einzelner Rasterbohrungen in Paßbohrungen vorgesehen sind. Auf diese Weise läßt sich jede der Rasterbohrungen entweder zum genauen Ausrichten oder zum Befestigen der Spanneinheiten auf der Spannplatte verwenden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine modu- lare Spanneinheit vorgesehen, die im wesentlichen aus einem mit seiner Spannfläche auf die Rasterplatte mon¬ tierbaren Spannfuß und aus einem sich senkrecht zur Spannfläche erstreckenden zylindrischen Schaft gebildet ist, wobei die Oberseite des Schaftes parallel zur Spannfläche angeordnet und als weitere Aufspannfläche ausgebildet ist, und wobei die Spannplatte an ihrem Um¬ fang mit an das Rastermaß der Rasterplatte angepaßten Bohrungen versehen ist. Eine solche Spanneinheit aus einem zentralen zylindrischen Schaft mit mindestens einer Aufspannfläche auf der Oberseite und mit einem auf die Rasterplatte aufmontierbaren Spannfuß ist ein¬ fach in der Herstellung und hat die zum sicheren Auf¬ spannen der Werkstücke auf die Rasterplatte notwendige Steifigkeit, insbesondere Biege- und Verwindungsstei- figkeit.

In der bevorzugten Ausführungsform ist der Schaft der Spanneinheit massiv und einstückig .mit dem Spannfuß ausgebildet, wobei zwischen dem Spannfuß und dem Schaft ein umlaufender Einstich zur Ausbildung eines Freirau¬ mes für in dem Spannfuß ausgebildete Bohrungen vorgese¬ hen ist. Ferner ist die Mantelfläche des Schaftes der Spanneinheit mit einer weiteren Aufspannfläche verse¬ hen, die in einer zur Achse des Schaftes parallelen Ebene angeordnet und mit Bohrungen im Rastermaß verse¬ hen ist. Eine solche Spanneinheit aus einem massiven Schaft mit einem Spannfuß zum Aufspannen auf eine Ra¬ sterplatte und mit einer oberen und einer seitlichen Aufspannfläche ist einerseits einfach in der Herstel¬ lung andererseits äußerst variabel im Einsatz zum Auf¬ spannen der unterschiedlichsten zu bearbeitenden und/oder zu bemessenden Werkstücke. Aufgrund des im Querschnittt kreisförmigen, zylindrischen Schaftes ist die Spanneinheit äußerst biege- und verwindungssteif.

Zum Aufspannen der Werkstücke reicht regelmäßig eine durchgehend oder partiell durch eine Abflachung an¬ geschnittene Mantelfläche des zylindrischen Schaftes, die je nach Verwendung der Spanneinheit durch eine Dre¬ hung der Spanneinheit um ihre vertikale Achse ausge¬ richtet werden kann.

Zur weiteren Fixierung von Werkstücken auf der Raster¬ platte mittels der Spanneinheit sind weitere, mit Boh¬ rungen versehene Positionselemente vorgesehen, die aus einem Zylinderstück mit einer achsparallelen Abflachung gebildet sind, deren Abmessungen und Bohrungen an die seitliche Aufspannfläche der Spanneinheit angepaßt sind. Die paarweise Nebeneinander-Anordnung derartiger Positionselemente unmittelbar auf einer Rasterplatte ermöglicht die Zentrierung runder Werkstücke auf der Rasterplatte.

Zur Verlängerung der Spanneinheiten - sind schließlich scheibenzylindrische Positionselemente vorgesehen, deren Ober- und Unterseiten mit an die auf der Obersei¬ te des Schaftes der Spanneinheit vorgesehene Aufspann¬ fläche angepaßten Bohrungen versehen sind.

In einer weiteren Ausführungsform einer auf eine Ra¬ sterplatte aufmontierbaren Spanneinheit ist der Schaft der Spanneinheit ohlzylindrisch und einstückig mit dem auf die Rasterplatte aufmontierbaren Spannfuß ausgebil¬ det, wobei der Spannfuß den Schaft umfangsmäßig über¬ ragt und mit an das Rastermaß der Rasterplatte angepa߬ ten Bohrungen versehen ist und wobei die Oberseite des hohlzylindrischen Schaftes geschlossen und mit einer axialen Durchgangsbohrung versehen' ist. Eine solche Spanneinheit dient der Befestigung von Spanneisen zum Niederdrücken von Werkstücken in Richtung auf die Ra¬ sterplatte.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich¬ nung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf eine Spannein¬ richtung mit einer Spannplatte und drei Spanneinheiten;

Figur 2 in vergrößerter Darstellung eine

Draufsicht auf eine auf der Spann¬ platte befestigte Spanneinheit;

Figur 3 eine perspektivische Explosionsdar¬ stellung einer Spanneinheit mit einem Unterteil und einem Oberteil;

Figur 4 eine Draufsicht auf. das Unterteil einer Spanneinheit;

Figur 5 einen Querschnitt durch das Unterteil gemäß der Figur 4 entlang der Schnittlinie V-V;

Figur 6 eine Draufsicht auf das Oberteil der

Spanneinheit;

Figur 7 einen Querschnitt durch das Oberteil entlang der Schnittlinie VII-VII;

Figur 8 eine Seitenansicht des Oberteils;

Figur 9 eine perspektivische Darstellung einer Spanneinheit in einer anderen Ausführungsform;

Figur 10 eine perspektivische Darstellung der

Spanneinheit gemäß Figur 9 mit einem angesetzten Positionierelement,

Figur 11 das Positionierelement aus Fig. 10 in einer anderen perspektivischen Dar¬ stellung,

Figur 12,a,b,c perspektivische Darstellungen von drei weiteren, kreiszylindrischen Po- sitionierelementen,

Figur 13 eine weitere Ausführungsform ' einer auf eine Rasterplatte montierbaren Spanneinheit;

Figur 14,a,b perspektivische Darstellungen eines

Spanneisens und einer Führungshülse nebst zugeordneter- Schraubelemente für die Spanneinheit in der Ausfüh¬ rungsform gemäß Fig. 13,

Figur 15 die perspektivische Draufsicht auf eine Rasterplatte mit aufmontierten Spanneinheiten in der Ausführungsform gemäß Figur 9 und Figur 13,

Figur 16 eine perspektivische Darstellung einer Rasterplatte mit aufmontiertem Werkstück, und

Figur 17 eine weitere perspektivische Darstel¬ lung einer Rasterplatte mit einem an¬ deren aufmontierten Werkstück.

Figur 1 zeigt eine kreisförmige Spannplatte 2 mit Rast¬ erbohrungen 4, die in Figur 1 als den Mittelpunkt diser Bohrungen bezeichnende Achsenkreuze dargestellt sind. Die Rasterbohrungen 4 sind auf zueinander parallelen Reihen Rl, R2... Rn angeordnet, wobei der Abstand a der Rasterbohrungen 4 in einer Reihe stets gleich ist. Die Rasterbohrungen 4 einer Reihe, beispielsweise der Reihe R2, sind gegenüber den Rasterbohrungen der benachbarten Reihen, beispielsweise der Reihen Rl und R3, jeweils um einen halben Bohrungsabstand b gegeneinander versetzt, d.h. b = a/2. Der Abstand c je zweier Reihen voneinan¬ der ist so gewählt, daß sich je drei benachbarte Rast¬ erbohrungen 4 an den Spitzen eines fiktiven gleichsei¬ tigen Grunddreieckes 6 befinden, d.h. c = a/2 N/T} Wie Figur 1 erkennen läßt, wiederholt sich das Anordnungs¬ muster, ausgehend von einer beliebigen radialen Boh¬ rungsreihe, jeweils nach einem Winkelabstand von 60° bezogen auf den Plattenmittelpunkt 8, wobei die Raster¬ bohrungen einer Reihe jeweils zu diesem Mittelpunkt 8 symmetrisch angeordnet sind.

Wie bereits einleitend ausgeführt wurde, lassen sich die Rasterbohrungen 4 beispielsweise auf einem Bearbei¬ tungszentrum unter Ausnutzung zweier zueinander recht¬ winklig verlaufender Arbeitstischführungen herstellen, womit eine hohe Anordnungsgenauigkeit erzielbar ist.

Der Spannplatte 2 sind in der Figur 1 drei Spanneinhei¬ ten 10, 12, 14 zugeordnet, die zum Spannen und Zentrie¬ ren eines beispielsweise kreisförmigen, in Figur 1 strichpunktiert dargestellten Werkstückes 16 dienen. Die Spanneinheiten 10, 12, 14 sind jeweils um 120° ge¬ geneinander winkelversetzt angeordnet. Sie werden radi¬ al gegen das Werkstück 16 gespannt, wodurch sich eine statisch bestimmte Dreipunktspannung ergibt. Die Spann¬ einheiten 10, 12, 14 haben auf das Rastermuster der

Spannplatte 2 abgestimmte Befestigungsbohrungen, über die sie auf der Spannplatte 2 befestigt werden können, wie anhand der folgenden Zeichnungen genauer erläutert wird.

Wie insbesondere Figur 3 zeigt, besteht jede Spannein¬ heit im wesentlichen aus einem Unterteil 18 und einem Oberteil 20. Die Befestigungsbohrungen zum Befestigen der Spanneinheiten sind jeweils am Unterteil 18 ausge¬ bildet, so daß dieses entsprechend dem Rastermuster der Spannplatte 2 in unterschiedlichen diskreten Positionen auf der Spannplatte 2 befestigt werden kann. Wie insbe¬ sondere die Figur 4 zeigt, hat das Unterteil 18 drei Reihen von Befestigungsbohrungen, wobei die mittlere Reihe rl aus Rasterbohrungen aus hochgenauen Paßbohrun¬ gen 22 gebildet ist, während die beiden äußeren Reihen r2, r3 aus Befestigungsbohrungen 24 bestehen. Wie Figur 5 erkennen läßt, haben die Befestigungsbohrungen 24 in an sich bekannter Weise einen erweiterten Teil zur bün*- digen Aufnahme eines Schraubenkopfes..

Je drei benachbarte Bohrungen des Unterteils 18, d.h. zwei Befestigungsbohrungen 24 und eine Paßbohrung 22 oder auch zwei Paßbohrungen 22 und eine Befestigungs¬ bohrung 24, liegen auf einem dem Grunddreieck 6 der Spannplatte 2 entsprechenden gleichseitigen Dreieck 26, so daß sich das Unterteil dem Rastermuster entsprechend in verschiedenen diskreten Positionen auf der Spann¬ platte 2 befestigen läßt. Bei den in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Spanneinheiten verlaufen die Reihen rl, r2, r3 in Längsrichtung der Unterteile 18, so daß der Bohrungsabstand in Längsrichtung jeweils gleich a ist und der Abstand der Reihen rl, r2, r3 zueinander je¬ weils gleich c. Damit läßt sich die Spanneinheit je¬ weils in zu den Seiten des Grundreieckes 6 parallelen Richtungen ausrichten.

Es besteht auch die Möglichkeit, das Unterteil so aus¬ zubilden, daß die Bohrungsreihen quer angeordnet sind, wobei die Befestigungsbohrungen in Querrichtung einen Abstand a und die Reihen in Längsrichtung einen Abstand c zueinander haben. Damit lassen sich die Spanneinhei¬ ten 10 bis 14 auch rechtwinklig zu den Reihen Rl bis Rn der Spannplatte anordnen, wie nicht näher dargestellt wurde.

Wie Figur 4 erkennen läßt, sind zwischen den Befesti¬ gungsbohrungen 24 jeweils Gewindebohrungen 28 angeord¬ net, die zur Befestigung des Oberteils 20 auf dem Un¬ terteil 18 dienen.

Das Unterteil ist mit einer nach oben offenen zentralen Längsnut 30 versehen, in die eine an der Unterseite des Oberteils 20 ausgebildete Führungsleiste 32 eingreift, so daß das Oberteil 20 auf dem Unterteil 18 längsge¬ führt ist. In den bezüglich der Verschieberichtung seitlichen Bereichen des Oberteils 20 sind den Gewind¬ ebohrungen 28 zugeordnete Langlöcher 34 ausgebildet, durch die Befestigungsbolzen hindurch gesteckt und in die Gewindebohrungen 28 des Unterteils eingeschraubt werden können. Wie insbesondere Figur 7 zeigt, sind die Langlöcher 34 in an sich bekannter Weise zur bündigen Aufnahme der Bolzenknöpfe nach oben erweitert.

Die Führungsleiste 32 bildet an ihrer bezüglich der Verschieberichtung vorderen Seite eine zentrale Spann¬ fläche 36, die dazu bestimmt ist, sich an ein Werkstück anzulegen. Zu beiden Seiten der zentralen Spannfläche 36 schließen sich in einem Winkel von 30° dazu stehende seitliche Spannflächen 38, 40 an, deren Funktion weiter unten beschrieben wird.

An der Oberseite des Oberteils 20 sind weitere Gewinde¬ bohrungen 42 und Paßbohrungen 44 zum Befestigen weite¬ rer Spann- bzw. Anschlagmittel angeordnet.

An die Rückseite des Unterteils 18 wird eine Lagerplat¬ te 4.6 angeschraubt, die mit einer zentralen Gewindeboh¬ rung 48 versehen ist. Wie insbesondere aus Figur 2 er¬ sichtlich ist, ist in die Gewindebohrung 48 ein Ver¬ stellgewindebolzen 50 eingeschraubt, der mit seinem vorderen Ende an das Oberteil 20 anlegbar ist, so daß durch Verdrehen des Verstellgewindebolzens 50 das Ober¬ teil 20 gegenüber dem Unterteil 18 längsverstellbar ist. Zwischen die Lagerplatte 46 und das Oberteil 20 können auch genaue Endmaße eingelegt werden, um die Po¬ sition des Oberteils 20 gegenüber dem Unterteil 18 genau zu fixieren.

Wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, wiederholt sich das auf " den Mittelpunkt 8 bezogene radiale Anordnungs¬ muster der Raεterbohrungen 4 jeweils in Winkelschritten von 60°, so daß die Spanneinheiten auf sechs unter¬ schiedlichen Radialen sowie dazu parallelen Bohrungs- reihen angeordnet werden können. Die auf der mittleren Reihe R0 liegenden Radiale entsprechen gleichzeitig einer Achse eineε rechtwinkligen Achsensystems; um Spanneinheiten auch in einer dazu rechtwinklig stehen¬ den Achsenrichtung befestigen zu können, muß das Anord¬ nungsmuster der Befestigungsbohrungen des Unterteils lediglich in der weiter vorne beschriebenen Weise ge¬ ringfügig so geändert werden, daß die Bohrungsabstände in Querrichtung gleich a und in Längsrichtung gleich c sind.

Um das Werkstück 16 auf der Spannplatte 2 zu spannen, werden zunächst die Unterteile 18 um 120° versetzt so auf der Spannplatte befestigt, daß ihre Positionen grob

den Abmessungen des Werkstückes 16 entsprechen. Sodann werden die Oberteile 20 aufgesetzt und mittels der Ver¬ stellgewindebolzen 50 feinverstellt, bis die zentralen Spannflächen 36 am Werkstück 16 anliegen. Anschließend werden die Oberteile 20 auf den Unterteilen 18 mittels durch die Langlöcher 24 hindurch in die Gewindebohrun¬ gen 28 eingeschraubter Schraubbolzen 52 fixiert.

Um beispielsweise ein rechtwinkliges Werkstück zu span¬ nen, können zwei auf der Lochreihe R0 angeordnete, ein¬ ander entgegengerichtete Spanneinheiten sowie zwei dazu rechtwinklig ausgerichtete Spanneinheiten des weiter vorne beschriebenen Sondertyps verwendet werden. Es be¬ steht jedoch auch die Möglichkeit, Spanneinheiten des mit den Bezugszeichen 10 bis 14 beschriebenen Typs zu verwenden, wobei beispielsweise bei der Ausrichtung entsprechend der Spanneinheit 10 die seitliche Spann¬ fläche 40 zur Anlage an das Werkstück gebracht wird.

Im folgenden wird auf die Figuren 9 bis 17 Bezug genom¬ men.

Die auf eine Rasterplatte 101 einer modularen Raster¬ spannvorrichtung aufmontierbare Spanneinheit, nachfol¬ gend als Aufbauelemente 102 bezeichnet, besteht in der Ausführungsform gemäß den Figuren 9 und 10 aus einem massiven zylindrischen Schaft 10.3 aus einem metalli¬ schen, für eine Wärmebehandlung oder Oberflächenbe- schichtung geeigneten Werkstoff, der mit einem umlau¬ fenden Einstich 104 zur Ausbildung eines Freiraumes 105 versehen ist, welcher den massiven Schaft 102 von einem auf die Rasterplatte 101 aufmontierbaren Spannfuß 106 trennt, der einstückig mit dem Schaft 103 ausgebildet ist. Der Spannfuß 106 ist mit seiner unteren Spannflä¬ che 107 auf die Rasterplatte 101 aufmontierbar. Hierzu sind am Umfang des scheibenförmigen Spannfußes 106

Durchgangsbohrungen 108 ausgebildet, die im Rastermaß der Rasterplatte 101 angeordnet sind. Die Oberseite 109 des massiven Schaftes 103 ist parallel zur Spannfläche 107 des Spannfußes 106 angeordnet und als Aufspannflä¬ che 110 ausgebildet, die mit Gewindebohrungen 111 ver¬ sehen ist, die ebenfalls im Rastermaß angeordnet sind. Die Achse 112 des zylindrischen Schaftes 103 steht senkrecht auf der Spannfläche 107 des Spannfußes 106 und senkrecht auf der Aufspannfläche 110 der Oberseite 109 des Schaftes 103. Koaxial zur Achse 112 sind Pa߬ bohrungen 111A vorgesehen.

Die Mantelfläche des Schaftes 103 des Aufbauelementes 102 ist mit einer weiteren Aufspannfläche 113 versehen, die in eine zur Achse 112 des Schaftes 103 parallelen Ebene angeordnet und mit Gewindebohrungen 114 versehen ist, die ebenfalls im Rastermaß der Rasterplatte 101 angeordnet sind.

Die Fig. 10 zeigt das Aufbauelement 102 gemäß Fig. 9 mit einem an dessen Aufspannfläche 113 angeschraubten Poεitionierelement 115, das in Fig. 11 nochmalε einzeln dargeεtellt ist. Das Positionierelement 115 besteht aus einem Zylinderstück mit einer achsparallelen Abflachung 116, deren Bohrungen 117 das Rastermaß der Gewindeboh¬ rungen 114 der Aufspannfläche 113 des Aufbauelementes 102 aufweisen. Die Bohrungen 117 sind Durchgangsbohrun¬ gen, die von der runden Seite her zum Einsatz von Schraubenköpfen aufgebohrt sind. Die Ober- und Unter¬ seite des Positionierelementes 115 ist mit auf einem Radius liegenden Gewindebohrungen 118 versehen, die auf der Abflachung 116 gegenüberliegenden runden Seite der Ober- und Unterseiten des Positionierelementes 115 aus¬ gebildet sind. In der radialen Achsebene, die parallel zur Abflachung 116 verläuft, sind an der äußeren Man¬ telfläche des Positionierelementes 115 Einfräsungen 119

ausgebildet, in deren Bereich achsparallele Durchgangs¬ bohrungen 120 angeordnet sind. Mit 128 sind koaxiale Paεsungsbohrungen bezeichnet.

Die Figuren 12a, b und c zeigen scheibenzylindrische Positionierelemente 121, 122, 123 zum Aufbau auf die Oberseite 109 des Aufbauelementes 102 in der Ausfüh¬ rungsform gemäß den Figuren 9 und 10. Alle drei Po¬ sitionierelemente 121, 122 und 123 weisen auf ihren Oberseiten im Winkel von 120° zueinanderliegende Aus- fräsungen 124 auf, in deren Bereich achsparallele Durchgangsbohrungen 125 ausgebildet sind. In einem je¬ weils zu den drei Ausfräsungen 124 unter 60° verschobe¬ nen Winkel sind von der Oberseite der Positionierele¬ mente 121, 122 und 123 her Gewindebohrungen 126, 127 ausgebildet, wobei die Gewindebohrungen 126 bei allen drei Positionierelementen 121, 122 und 123 auf einem großen Außenradius und die Gewindebohrungen 127 nur beim Positionierelement 121 auf einem kleineren Innen¬ radius vorgesehen sind. In der Achse eines jeden der Positionierelemente 121, 122, 123 ist jeweils eine zen¬ trale Passungsbohrungen 128 ausgebildet.

In der Fig. 13 ist eine zweite Ausführungsform des auf einer Rasterplatte aufmontierbaren Aufbauelementes 132 dargestellt. Hierbei ist der Schaft 133 hohlzylindrisch ausgebildet und mit einem den Schaft 132 umfangsmäßig überragenden Spannfuß 136 mit einer unteren Spannfläche 137 versehen. Der Spannfuß 136 trägt einen Kranz von Durchgangsbohrungen 138, die im Rastermaß der Raster¬ platte 101 angeordnet sind. Der Spannfuß 136 weist eine abgeflachte Seitenfläche 135 auf. Der mit dem Spannfuß 136 einstückig ausgebildete hohlzylindrische Schaft 133 ist an seinem oberen Ende geschlossen und weist eine zentrale Gewindebohrung 139 in der oberen Aufspannflä¬ che 140 auf.

Zum Aufsetzen auf die Aufspannflache 140 des Aufbauele- mentes 132 in der Ausführungsform gemäß Fig. 13 sind das in Fig. 14 dargestellte Spanneisen 141 und die in Fig. 14b dargestellte Führungshülse 142 zusammen mit zugehörigen Gewindeschrauben 143 bzw. 144 vorgesehen. Die Fuhrungshulse 142 umfaßt einen unteren Aufspann- kranz 145 mit gegenüberliegenden Abflachungen 146 zum Angriff eines Werkzeuges und eine in der Achse liegende Gewindebohrung 147, deren oberer Teil das Gewindemaß für den Gewindebolzen 143 und deren unteren Teil das Gewindemaß für den Gewindebolzen 144 aufweist. Dieser dient zum Einschrauben in die Gewindebohrung 139 in der Aufspannfläche 140, wobei die Führungshülse 142 auf dieser festgelegt wird. Das Spanneisen 141, das auf seiner Unterseite eine Bohrung 148 umfaßt, übergreift den zylindrischen Schaft 149 der Führungshülse 142 und wird mittels der Gewindeschraube 143 •gegen den Auf- spannkranz 145 der Führungshülse 142 geschraubt, wobei sich der Kopf der Gewindeschraube 143- auf der Oberflä¬ che des Spanneisens 141 abstützt. Dieses umfaßt einen Kragarm 150, der zum Aufspannen eines Werkstückes dient.

In der Fig. 15 ist eine Rasterplatte 101 dargestellt, auf welche Bauelemente 102, 132 mit zugehörigen Posi¬ tionierelementen 115, 121, 122, 123 bzw. Spanneisen 141 und Führungshülsen 142 aufgesetzt sind. Hierbei ist er¬ sichtlich, daß eine modulare Bauweise möglich ist, zumal die verschiedenen Elemente der Rasterεpannvor- richtung modular zusammenfügbar sind.

In der Fig. 16 ist ein Werkstück 151 dargestellt, das auf einer Rasterplatte 101 mittels mehrerer Aufbauele- mente 102, 132 aufmontiert ist. Zum Niederhalten des

Werkstückes 151 dient ein Aufbauelement 132 mit darauf befindlicher Führungshülse 142 mit Spanneisen 141.

Die Fig. 17 zeigt die selbständige, paarweise Anordnung der Positionierelemente 115 mit ihren Abflachungen 116 unmittelbar auf einer Rasterplatte 101, wobei die paar¬ weise angeordneten Positionierelemente 115 mit ihren zylindrischen Mantelflächen eine Prismenführung für ein zylindrisches Werkstück 152 bilden. Zwei Aufbauelemente 132 sind beidseits des einen Paares von Positionierele¬ menten 115 auf die Rasterplatte 101 aufmontiert und tragen ein Joch 153, das mittels Befestigungsschrauben 154 auf den Aufbauelementen 132 aufgeschraubt ist. Eine zentrale Spannschraube 155 dient zum Niederdrücken des kreiszylindrischen Werkstückes 152 in das durch ' die Po¬ sitionierelemente 115 gebildete Prisma.

Das Rastermaß der Rasterplatte 101 besteht aus einer Matrix von in Zeilen und Spalten angeordneten Durch¬ gangsbohrungen bzw. Gewindebohrungen, wie vorne be¬ schrieben wurde. Das hierdurch vorgegebene Rastermaß wird auch bei den Bohrungen der Aufspannflächen 110, 113 und 140 verwendet.

Das in Fig. 17 dargestellte, durch die Elemente 132, 153 gebildete Aufbauelement stellt ein an sich bekann¬ tes Spannjoch dar. Dabei ist die Länge des Querträgers 153 bzw. der Abstand der beiden Bohrungen zur Aufnahme der Spannschrauben 154 wieder auf das Rastermaß der Ra¬ sterplatte abgestimmt.