Die Erfindung bezieht sich auf eine Baugruppe bestehend aus einem Lagerelement eines Maschinenbetts einer Drehmaschine für Brillengläser aus Kunststoff und aus einer an dem Lagerelement angeordneten Bearbeitungseinheit, wie eine Werkstückspindel oder eine Werkzeugaufnahme für einen Drehmei ^¬ ßel.

Es ist bereits eine Werkzeugaufnahme mit einem Festkörpergelenk aus dem Maschinenhandbuch "Precitech Nanoform ^® 200 / Nanoform ^® 300" der Precitech Inc., Keene, New Hampshire, USA, Seiten 14-15 bekannt. Zwecks Einstellung der Drehmeißelschneide auf Drehmitte weist die Werkzeugaufnahme eine Feineinstellung auf, die mit Bezug zur Drehachse des Festkörpergelenks gegenüberliegend zum Werkzeug angeordnet ist .

Aus der DE 20 2010 007 456 Ul ist ein Spindelantrieb be ^¬ kannt, der durch Anwendung von Piezo-Elementen eine der Spindelbewegung überlagerte Feineinstellbewegung gewähr ^¬ leistet. Die Piezo-Elemente verursachen dabei entgegen ei ^¬ ner Vorspannkraft von beispielsweise Tellerfedern oder Festkörpergelenken eine Verschiebung des einseitigen Lagers der Spindel und gewährleisten somit eine der Verformung des Piezo-Elements entsprechende Bewegung der Spindel in Längs ^¬ richtung derselben. Eine Anwendung des benannten Festkör ^¬ pergelenks als Gelenk, zwecks Verschwenkung des Werkstücks oder Werkzeugs ist hingegen nicht beschrieben.

Dies ist ein typisches Beispiel für den Einsatz eines Fest ^¬ körpergelenks. Kennzeichnend ist die Adaption des Festkör ^¬ pergelenks an die Werkzeugaufnahme. Da die Werkzeugaufnahme mit dem Werkzeug eine relativ kleine Masse hat, ist die durch die Feineinstellung aufzunehmende Kraft maßgeblich auf die Verformung des Festkörpergelenks zurückzuführen. Das Gewicht der Werkzeugaufnahme mit dem Werkzeug ist dabei zu vernachlässigen.

Werkzeugmaschinen, insbesondere Unrund-Drehmaschinen für die Herstellung von Kunststofflinsen bzw. Brillengläsern, wurden in der Vergangenheit zunehmend dynamischer, sodass inzwischen hochdynamische Bearbeitungsprozesse mit ca. 100 Hz Oszillationsfrequenz bei den führenden Herstellern gängig sind.

Alternativ zur Anwendung eines Fest körpergelenks zur Höhenjustage des Werkzeugs ist die Anwendung einer ange ^¬ stellten Linearachse für das Werkzeug bekannt. Durch die Anstellung ist nicht nur eine Zustellbewegung sondern auch eine Bewegungskomponente in eine Richtung rechtwinklig dazu möglich, sodass die Höhe des Werkzeugs einstellbar ist. Da ^¬ mit einher geht jedoch der Nachteil, dass Änderungen der Werkzeugposition, die auf eine wärmebedingte Ausdehnung des Werkzeugantriebs zurückzuführen sind, auf zwei Positionswerte Einfluss nehmen, sodass mit Temperaturänderung eine kontinuierliche Kalibrierung einher geht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baugruppe für eine ein Festkörpergelenk aufweisende Hochgeschwindig- keits-Drehmaschine derart auszubilden und anzuordnen, dass eine hochdynamische Bearbeitung möglich ist.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass ein Festkörpergelenk vorgesehen ist, über das die Bearbeitungseinheit verschwenkbar oder verkippbar an dem Lagerelement angeordnet ist. Gelöst wird die Aufgabe auch durch eine Drehmaschine mit einer derart angelenkten Bearbeitungseinheit . Die Anordnung des Fest körpergelenks an der Bearbeitungseinheit gewährleistet nicht nur die Ausrichtung der relativen Lage zwischen der Bearbeitungseinheit, wie einer Werkstückspindel und dem Lagerelement, sondern auch die Ausrichtung zwischen der Bearbeitungseinheit und dem maschinenbettsei- tigen Werkzeughalter, wie einem Linearmotor bzw. dem Dreh ^¬ meißel. Zudem ist im Falle der Ausbildung der Bearbeitungs ^¬ einheit als Werkstückspindel eine Anbindung des Werkzeug ^¬ halters bzw. Werkzeugantriebs an das Maschinenbett mit sehr hoher Steifigkeit möglich, weil ein weiteres Einstellele ^¬ ment, wie ein Festkörpergelenk werkzeugseitig nicht mehr notwendig ist. Damit einher geht trotz hochdynamisch bewegter Werkzeugmassen eine äußerst präzise Unrund-Bearbeitung des Werkstücks.

Das Festkörpergelenk dient der Ausrichtung der relativen Lage zwischen dem als Drehmeißel ausgebildeten Werkzeug und dem rotierenden Werkstück, damit die Drehmeißelspitze exakt durch das Rotationszentrum des Werkstücks bewegt werden kann. Wenn es sich bei der Bearbeitungseinheit um eine Werkstückspindel handelt, wird mit dem Festkörpergelenk die relative Lage zu einem Werkzeughalter bzw. einem Drehmeißel einstellbar. Wenn es sich bei der Bearbeitungseinheit um eine Werkzeugaufnahme bzw. einen Drehmeißel handelt, wird mit dem Festkörpergelenk die relative Lage zu einer Werk ^¬ stückspindel bzw. dem Werkstück einstellbar. Das Festkör ^¬ pergelenk kann demnach Werkstück- oder werkzeugseitig vor ^¬ gesehen werden um die relative Lage zwischen Werkzeug und Werkstück zu realisieren.

In der folgenden Beschreibung ist das Festkörpergelenk bei ^¬ spielhaft werkstückseitig angeordnet, sodass als Bearbei ^¬ tungseinheit eine Werkstückspindel vorgesehen ist, die re ^¬ lativ zum Maschinenbett, mithin relativ zum Werkzeughalter bzw. einem Werkzeugantrieb ausrichtbar ist. Eine werkzeug- seitige Anbindung des Fest körpergelenks wäre genauso mög ^¬ lich .

Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn das Festkörper ^¬ gelenk eine Gelenkachse und einen Schwenkradius R aufweist und zur Ausrichtung der relativen Lage zwischen der Bearbeitungseinheit, wie der Werkstückspindel und dem Lagerele ^¬ ment dient. Die Gelenkachse bildet den Ursprung des Schwenkradius, der sich rechtwinklig zur Gelenkachse er ^¬ streckt. Die Werkstückspindel ist mittelbar über das Festkörpergelenk an dem Lagerelement schwenkbar gelagert, sodass die relative Lage zwischen der Werkstückspindel und dem Lagerelement insbesondere in Richtung einer Flächennor ^¬ malen des Lagerelements gewährleistet ist.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Bearbeitungseinheit, wie die Werkstückspindel mit einem Aktor gekoppelt ist, mittels dessen die Bewegung um das Festkörpergelenk möglich ist. Zwecks Einleitung der Bewegung der Werkstück ^¬ spindel sowie des schwenkbaren Teils des Fest körperlagers ist der Aktor unmittelbar mit der Werkstückspindel verbun ^¬ den. Alternativ ist auch eine Ankopplung des Aktors an den bewegbaren Teil des Fest körpergelenks denkbar. Hierbei wä ^¬ ren jedoch die Bauraumverhältnisse im Bereich einer Seite der Werkstückspindel von größerer Bedeutung. Rund um die Werkstückspindel besteht in der Regel nur wenig Freiraum, der eine Integration des Aktors erlaubt.

Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Bearbeitungseinheit, wie die Werkstückspindel mit Bezug zur Richtung des Schwenkradius R zwischen dem Festkörpergelenk und dem Aktor angeordnet ist und mittels des Aktors in eine Richtung rechtwinklig zum Schwenkradius R bewegbar ist. Mit der An- Ordnung der Werkstückspindel zwischen dem Festkörpergelenk und dem Aktor gehen die folgenden Vorteile einher. Zum einen liegt dem Angriffspunkt des Aktors ein größerer Hebel ^¬ arm zugrunde, als es für einen Angriffspunkt auf Höhe der Werkstückspindelachse der Fall wäre. Damit einher geht eine relativ geringe Aktorkraft zur Überwindung der durch das Festkörpergelenk sowie die Gewichtskraft der Werkstückspindel auftretenden Gegenkraft. Zum anderen ist der Verstell ^¬ weg des Aktors proportional größer als der Verstellweg der Werkstückspindelachse - maßgeblich ist das Verhältnis von Schwenkradius Aktor zu Schwenkradius Werkstückspindelachse -, sodass bezüglich der Verstellbewegung der Werkstückspindelachse ein Übersetzungsverhältnis größer als 1, mit ^¬ hin eine Untersetzung gewährleistet ist. Damit einher geht eine erhöhte Genauigkeit, da die aktorseitig möglicherweise entstehenden Toleranzen lediglich mit vorgenanntem Übersetzungsverhältnis in der Positionierung der Werkstückspindelachse Niederschlag finden. Je größer das Verhältnis zwischen dem Schwenkradius des Aktors und dem Schwenkradius der Werkstückspindel gewählt wird, desto größer wird zum einen vorgenanntes Übersetzungsverhältnis und auch der An ^¬ griffshebel des Aktors.

Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Bearbeitungseinheit bzw. Werkstückspindel eine Bearbei ^¬ tungsachse aufweist, wobei das Fest körpergelenk mehrere Befestigungselemente und mindestens ein über die Befestigungselemente fixiertes Biegeelement aufweist, wobei das Biegeelement zwei Flächenträgheitsmomente Ml, M2 aufweist, bei denen der jeweilige Vektor VI, V2 , der das Flächenträgheitsmoment Ml, M2 abbildet, rechtwinklig zur Bearbeitungsachse, mithin zur Werkstückspindelachse angeordnet ist. Das Festkörpergelenk ist entgegen der Lehre aus dem Stand der Technik nicht integraler Bestandteil der Werkzeugaufnahme bzw. der Werkstückaufnahme, sondern wird über vorgenannte Befestigungselemente mit der Werkstückspindel einerseits sowie dem Lagerelement andererseits verbunden. Die beiden Flächenträgheitsmomente Ml, M2 gewährleisten letztlich eine äußerst steife Anbindung der Werkstückspindel. Neben dem bestehenden Freiheitsgrad des Festkörpergelenks um die Ge ^¬ lenkachse ist das Festkörpergelenk betreffend die beiden vorstehend genannten Flächenträgheitsmomente Ml, M2 vorzugsweise im Rahmen der beiden anderen verbleibenden Freiheitsgrade, soweit es die Rotation betrifft, maximal versteift. Die beiden Vektoren Vi, V2 der beiden Flächenträg ^¬ heitsmomente Ml, M2 stehen also im Wesentlichen rechtwink ^¬ lig zueinander. Eine Abweichung vom rechten Winkel ist durchaus denkbar mit Rücksicht auf die letztlich gewünschte Steifigkeit des Festkörpergelenks . Das Flächenträgheitsmoment Ml, M2 wird bestimmt durch die Höhe H und die Dicke d des Biegeelements, wobei das Verhältnis von der Höhe h zu der Dicke d vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,01, insbesonde ^¬ re zwischen 0,1 und 0,02 oder zwischen 0,09 und 0,05 liegt.

Vorteilhafterweise kann es vorgesehen sein, dass die Bearbeitungseinheit, wie die Werkstückspindel ein Gehäuse mit einer Länge L aufweist, wobei sich das Festkörpergelenk über mindestens 80 %, vorzugsweise über 100 % der Länge L des Gehäuses erstreckt. Somit sind eine maximale Steifigkeit der Anbindung sowie die Parallelität zwischen der La ^¬ gerachse und der Spindelachse realisierbar. Es ist auch vorgesehen, dass das Festkörpergelenk das Gehäuse stirnseitig überragt, mithin länger ist als die Länge L und sich über 120 % der Länge L des Gehäuses erstreckt.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das Biegeelement zweiteilig ausgebildet ist und die Biegeelemente rechtwinklig zueinan ^¬ der ausgerichtet sind, wobei das erste Biegeelement das Flächenträgheitsmoment Ml und das zweite Biegeelement das Flächenträgheitsmoment M2 aufweist. Das jeweilige Biegeelement zeichnet sich durch eine längliche Querschnitts-form mit dem vorgenannten Verhältnis von Höhe h und Dicke d aus. Das Biegeelement ist vorzugsweise aus Federstahl gebildet, weil dieser in der Regel ein größeres E-Modul und eine grö ^¬ ßere Streckgrenze aufweist als Blech oder Guss.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn die beiden Biegeelemente als separate Bauteile ausgebildet sind, wobei das jeweilige Biegeelement über jeweils zwei Befestigungselemente fixiert ist. Durch die Trennung der beiden Biegeele ^¬ mente, also die Ausbildung des Biegeelementes als Bauteilgruppe bestehend aus mehreren separaten Biegeelementen ist eine äußerst präzise Anlenkung der Werkstückspindel an das Lagerelement möglich. Zudem ist das jeweilige Biegeelement wesentlich einfacher und damit kostengünstiger herzustel ^¬ len. Gleiches gilt für die Ausbildung der jeweiligen Auf ^¬ nahme an der Werkstückspindel bzw. am Lagerelement. Das jeweilige Biegeelement ist sowohl an der Werkstückspindel als auch am Lagerelement über mindestens zwei Befestigungselemente fixiert. Bei der Ausbildung mehrerer Schenkel für das Biegeelement ist eine entsprechende Anzahl von Befestigungselementen vorgesehen, die für einen ausreichend festen Sitz des jeweiligen Schenkels sorgt.

Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn der Aktor ein Knick- und/oder Biegegelenk mit einer Biegeachse aufweist, wobei die Biegeachse parallel zur Gelenkachse ausgerichtet ist. Da es sich bei der Bewegung um das Festkörpergelenk bzw. dessen Gelenkachse um eine Schwenkbewegung der Werkstück ^¬ spindel handelt, ist zwecks Gewährleistung der erforderli ^¬ chen Präzision des Schwenkvorganges eine Anpassung des Li- nearaktors an vorgenannte Schwenk- bzw. Kreisbewegung vorteilhaft. Damit die erforderliche Präzision gewährleistet werden kann, ist der Aktor sowohl an der Werkstückspindel als auch am Lagerelement steif bzw. starr befestigt. Vor ^¬ teilhaft kann somit die Umsetzung eines Freiheitsgrades für den Aktor im Bereich zwischen diesen beiden Anbindungspunk- ten, also im Bereich der Motor- oder Getriebewelle.

Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn der Aktor einen Schrittmotor mit einer Motorwelle und eine drehfest an die Motorwelle gekoppelte Gewindespindel aufweist. Mit Anbin- dung eines Schrittmotors ist eine einfache und kostengünstige Antriebsvariante gewählt, die zugleich eine ausreichend präzise Positionierung des Aktors gewährleistet. Der Schrittmotor per se ist für verschiedene Drehmomente an ^¬ wendbar. Unter Berücksichtigung der oben ausgeführten Ver- schwenkgeometrie mit beschriebenem Untersetzungsverhältnis ist eine Anwendung für ein Fest körpergelenk gewährleistet. Zwecks Gewährleistung der erforderlichen Präzision kommt es darauf an, dass Motor und Spindelwelle drehfest miteinander verbunden sind.

Als Aktor kommt auch ein manuell bedienbares Getriebe, wie ein Exzentergetriebe oder ein Spindelgetriebe in Betracht.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Motorwelle und die Gewindespindel über eine als Ausgleichsgelenk ausgebil ^¬ dete Kupplung drehfest gekoppelt sind, wobei die Kupplung mindestens zwei Freiheitsgrade aufweist, sodass ein radialer Versatz zwischen der Motorwelle und der Gewindespindel ausgeglichen werden kann. Die Ausbildung der Verbindungs ^¬ stelle zwischen Motor und Getriebewelle bzw. Gewindespindel gewährleistet einen kompakten Aufbau des Aktors insgesamt. Mit der Kupplung wird vorzugsweise die vorstehend genannte Drehfestigkeit zwischen der Motorwelle und der Gewindespin ^¬ del garantiert.

Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die Gewindespindel mit einem Ende in einer Gewindehülse aufgenommen ist, wobei die Gewindehülse zumindest mittelbar an dem Lagerelement befes ^¬ tigt ist. Die letztlich erreichte Bewegung der Werkstückspindel entspricht der Relativbewegung zwischen der Gewindespindel und der Gewindehülse. Letztere ist erfindungsgemäß mit dem Lagerelement gekoppelt, sodass sich aufgrund der Rotation der Gewindespindel eine Verschiebung derselben relativ zur Gewindehülse ergibt. Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Gewindespindel am Lagerelement anzuordnen und die Gewindehülse mit der Motorwelle zu koppeln.

Schließlich kann es von Vorteil sein, wenn die Gewindespin ^¬ del relativ zur Gewindehülse axial vorgespannt ist. Mit der Vorspannung zwischen Gewindespindel und Gewindehülse wird dieses Getriebeelement spielfrei gestellt. Vorzugsweise liegt die Gewindespindel auf der Seite des Gewindeganges gegen die Gewindehülse an, an der sie schon allein aufgrund der Gewichtskraft der Gewindespindel anliegt. Die Größe der Vorspannkraft muss somit lediglich danach gewählt werden, welche Bearbeitungskräfte an der Werkstückspindel angreifen, die zu einer Aufhebung der vorgenannten Anlage zwischen der Gewindespindel und der Gewindehülse führen könn ^¬ ten. Die Vorspannkraft sollte demnach größer sein als die angreifenden Bearbeitungskräfte.

Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn der Aktor einen Linearmaßstab aufweist, über den der tatsächliche Verstellweg der Gewindespindel relativ zu der Gewindehülse erfass ^¬ bar ist. Die mit einem Schrittmotor möglicherweise einher ^¬ gehenden Toleranzen bzw. Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Drehwinkel werden vorzugsweise durch Anwendung eines Linearmaßstabes ausgeräumt. Der Linearmaßstab ist vorzugsweise integraler Bestandteil des Aktors, sodass eine präzise Abstimmung zwischen Soll- und Ist-Bewegung bzw. Hub des Aktors möglich ist. Ferner ist die Ausräumung von Steigungsfehlern des Gewindes möglich.

Zudem kann es vorteilhaft sein, wenn der Aktor mit Bezug zur Länge L des Gehäuses außermittig an dem werkstückseiti- gen Ende des Gehäuses angeordnet ist. Der Aktor stellt auf der dem Festkörpergelenk gegenüberliegenden Seite die einzige Lagerstelle für die Werkstückspindel dar. Mit einer Ankopplung bzw. Lagerstelle, die möglichst nahe am Kraftan ^¬ griffspunkt der Werkstückaufnahme liegt, werden die angrei ^¬ fenden Krafthebel entsprechend klein. Insgesamt ist eine steife Lagerung gewährleistet.

Gelöst wird die Aufgabe auch durch eine Drehmaschine mit einem Maschinenbett, mit einer zumindest mittelbar auf dem Maschinenbett angeordneten Werkzeug- oder Werkstückhalter und mit einer zumindest mittelbar auf dem Maschinenbett an ^¬ geordneten Baugruppe, wie vorstehend beschrieben, wobei über das Festkörpergelenk das Werkstück und das Werkzeug relativ zueinander ausrichtbar sind. Bei einer Drehmaschine mit der vorgehend beschriebenen Baugruppe ist beispielswei ^¬ se das Lagerelement auf dem Maschinenbett montiert oder in ^¬ tegraler Bestandteil des Maschinenbetts, sodass auch eine Ausrichtung der relativen Lage zwischen der Bearbeitungs ^¬ einheit und dem Maschinenbett sowie letztlich gewünscht zwischen dem Werkstück, bzw. der Werkstückspindel und dem Werkzeug, bzw. dem Werkzeughalter gewährleistet ist. Vor ^¬ zugsweise ist das Lagerelement mittelbar über ein weiteres translatorisches Lager auf dem Maschinenbett montiert, so ^¬ dass das Lagerelement inklusive der Werkstückspindel über einen Linearmotor in translatorischer Richtung relativ zum Maschinenbett bzw. den weiteren Werkzeugkomponenten bewegt werden kann.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht der Baugruppe mit

Werkstückspindel, Festkörperlager und Aktor;

Figur 2a eine Ansicht nach Figur 1 von vorne;

Figur 2b eine Detailansicht aus Figur 2a;

Figur 2c ein Biegeelement in der Ansicht von vorne;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Drehmaschine.

Nach Figur 1 ist eine Werkstückspindel 3 inklusive Gehäu ^¬ se 3.2 und Welle bzw. Aufnahme 3.3 auf einem Lagerelement 8.2 angeordnet. Die Werkstückspindel 3 ist hierbei über ein Festkörpergelenk 1 schwenkbar auf dem Lagerelement 8.2 be ^¬ festigt. Das Fest körpergelenk 1 weist eine theoretische Gelenkachse 1.3 auf, die vorzugsweise parallel zu einer Werkstückspindelachse 3.1 ausgerichtet ist. Die Werkstückspindel 3 besitzt somit einen Schwenkradius R, der durch den horizontalen Abstand zwischen der Gelenkachse 1.3 und der Werkstückspindelachse 3.1 definiert ist. Mit Bezug zur Werkstückspindel 3 gegenüberliegend zum Festkörpergelenk 1 ist ein Aktor 4 vorgesehen, über den die Werkstückspindel 3 relativ zum Lagerelement 8.2 in einer Richtung rechtwinklig zum Schwenkradius R nach oben bzw. nach unten bewegt wird. Der Hebelarm a, mit dem der Aktor 4 angreift, ist damit etwa doppelt so lang wie der Schwenkradius R. Das Lagerelement 8.2 weist auf seiner unteren Seite Lager ^¬ schuhe 6.1-6.3 auf, über die das Lagerelement 8.2 über nicht dargestellte weitere Teile eines Translationslagers in Richtung der Werkstückspindelachse 3.1 bewegt werden kann. Als Antrieb für diese translatorische Bewegung dient ein Linearmotor, dessen Primärteil 7.1 in die Unterseite des Lagerelementes 8.2 eingelassen ist. Ferner ist eine nicht weiter dargestellte translatorische Bewegungsachse x vorgesehen .

Das Festkörpergelenk 1 weist zwei zentrale Biegeelemente 1.1, 1.2 auf, welche mit Bezug zur Lagerfläche des La ^¬ gerelements 8.2 nach Figur 1 bzw. 2b vier Parallel- Schenkel 1.1a - 1. ld und zwei Lot-Schenkel 1.2a, 1.2b be ^¬ sitzen. Die vier Parallel-Schenkel 1.1a - 1. ld sind gleichmäßig über die Länge L des Gehäuses 3.2 der Werkstückspindel 3 verteilt an den vier Positionen P1-P4 vorgesehen und über ein erstes Befestigungselement 2.1 mit dem Gehäuse 3.2 verschraubt. An der jeweiligen Position weist das Befestigungselement 2.1 entsprechende Aussparungen auf. Das Befes ^¬ tigungselement 2.1 wird durch mehrere Klemmschuhe 2.1a (nur der erste ist dargestellt) ergänzt, über die der jeweilige Parallel-Schenkel 1.1a - l.ld mit dem Befestigungsele ^¬ ment 2.1 sandwichartig gefasst ist. Über ein zweites Befes ^¬ tigungselement 2.2 ist das freie Ende des Biegeelements 1.1 mit dem Lagerelement 8.2 verschraubt. Auch das zweite Befestigungselement 2.2 wird durch einen Klemmschuh 2.2a ergänzt, über den das freie Ende des Biegeelements 1.1 mit dem Befestigungselement 2.2 sandwichartig gefasst ist. Das zweite Befestigungselement 2.2 dient auch als Lager für das freie Ende des zweiten Biegeelements 1.2. Ergänzt wird es durch einen Klemmschuh 2.2b. Spindelseitig ist das zweite Biegeelement 1.2 ebenfalls über das Befestigungselement 2.1 an dem Gehäuse 3.2 der Werkstückspindel 3 befestigt, wobei ein Klemmschuh 2.1b vorgesehen ist, über den das freie Ende des Biegeelements 1.2 mit dem Befestigungselement 2.1 sandwichartig gefasst ist. Mit Bezug zur Gelenkachse 1.3 ent ^¬ spricht die Länge der Klemmung der vier Parallel- Schenkel 1.1a - 1. Id der Länge der Klemmung der beiden Lot- Schenkel 1.2a, 1.2b.

Das Biegeelement 1.1, 1.2 kann entweder einteilig ausgebildet sein oder gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel mehrteilig. Das jeweilige Biegeelement 1.1, 1.2 ist in Federstahl ausgeführt und flach ausgebildet bzw. weist einen länglichen, rechteckförmigen Querschnitt mit der Dicke d und der Höhe h auf. Das Verhältnis von der Höhe h zu der Dicke d beträgt nach Figur 2c ca. 0,07. Ein solches Verhältnis wird insbesondere bei Biegeelementen aus Blech vorzufinden sein, wobei Federstahl durch Wärmebehandlung von Blech erhalten wird. Während das erste Biegeelement 1.1 nach Figur 2a, 2b horizontal ausgerichtet ist, ist das zweite Biegeelement 1.1 vertikal ausgerichtet, wobei das jeweilige Flächenträgheitsmoment Ml, M2 bzw. der jeweilige Vektor Vi, V2 vertikal bzw. horizontal ausgerichtet ist. Beide Vektoren VI, V2 verlaufen dabei rechtwinklig zur Werkstückspindelachse 3.1 und sind zugleich relativ zueinander ebenfalls rechtwinklig. Eine axiale Belastung der Werkstückspindel 3 in Richtung der Werkstückspindelachse 3.1 würde demnach maßgeblich über das horizontal verlaufende erste Biegeelement 1.1 mit dem Flächenträgheitsmoment Ml aufgenommen, während die Gewichtskraft der Werkstückspindel 3 oder eine parallel zur Gewichtskraft wirkende Belastung über das zweite Biegeelement 1.2 mit dem Flächenträgheitsmoment M2 aufgenommen würde. Das Festkörperge- lenk 1 muss derart ausgebildet sein, dass die Parallelität zwischen der Gelenkachse 1.3 und der Werkstückspindelachse 3.1 stets erhalten bleibt. Die Steifigkeit des Festkörpergelenks 1 und die Lage der Gelenkachse 1.3 werden maßgeblich beeinflusst durch die Di ^¬ cke d und die Lagerung des jeweiligen Biegeele ^¬ ments 1.1, 1.2 bzw. eine freie Länge Fl, F2 des Biegeele ^¬ ments 1.1, 1.2 wie in Figur 2b dargestellt. Die freie Länge Fl, F2 wird bestimmt durch den Abstand der sich gegen ^¬ überstehenden Befestigungselemente 2.1, 2.2 bzw. deren Klemmschuhe 2.1a - 2.2b. Es ist eine freie Länge Fl, F2 zwischen 1 mm und 10 mm oder zwischen 4 mm und 6 mm, vorzugsweise von 5 mm vorgesehen. Die Dicke d des Biegeelements 1.1, 1.2 beträgt zwischen 1 mm und 6 mm oder zwischen 2 mm und 4 mm, vorzugsweise 2,5 mm oder 3 mm oder 3,5 mm. Auf die vorstehend angesprochene Parallelität zwischen der Gelenkachse 1.3 und der Werkstückspindelachse 3.1 kann Ein- fluss genommen werden über die Änderung der freien Länge Fl, F2 aller oder einzelner Schenkel 1.1a - 1.2b sowie über die Dicke d des Biegeelements.

Der jeweilige Klemmschuh 2.1a - 2.2b weist eine Anschrä- gung S auf, die nach Figur 2b eine Minimierung der freien Länge Fl, F2 der sich gegenüberstehenden Klemmschuhe 2.2a, 2.1b gewährleistet. Trotz der Tatsache, dass dies für den Klemmschuh 2.1a nicht notwendig ist, sind alle Klemmschuhe 2.1a - 2.2b der Form nach gleich ausgebildet, um gleich ^¬ bleibende Klemm- oder Befestigungseigenschaften über die gesamte Klemmlänge L zu gewährleisten.

Nach Figur 2a ist das Gehäuse 3.2 der Werkstückspindel 3 mit Abstand zum Lagerelement 8.2 angeordnet, sodass eine Ausgleichsbewegung der Werkstückspindel 3 mit Bezug zum Schwenkradius R auch im Uhrzeigersinn möglich ist.

Wie vorgehend bereits ausgeführt, ist mit Bezug zur Werkstückspindel 3 gegenüberliegend vom Festkörpergelenk 1 der Aktor 4 angeordnet. Der Aktor 4 weist einen Schrittmotor 4.1 als Antrieb mit einer Motorwelle 4.2 auf, die über eine Kupplung 5 mit einer Gewindespindel 4.3 gekoppelt ist. Die Gewindespindel 4.3 ist an ihrem unteren Ende in einer Gewindehülse 4.4 aufgenommen, die (nicht weiter dargestellt) mit dem Lagerelement 8.2 gekoppelt ist. Die Gewindehülse 4.4 ist über eine Tellerfeder 4.9 und eine Vorspannmutter 4.9a gegen die Gewindespindel 4.3 vorgespannt. Über eine Lageranordnung 4.6a ist die Gewindespindel 4.3 innerhalb eines Gehäuses 4.7 drehbar gelagert.

Der Aktor 4 ist mit Bezug zu der Länge L des Gehäuses 3.2 der Werkstückspindel 3 am vorderen Ende platziert, sodass dieser als Lagerpunkt der Werkstückspindel 3 mit Bezug zu dem an der stirnseitigen Aufnahme 3.3 befindlichen Kraftangriffspunkt eine möglichst steife Lagerung bzw. Ankopplung gewährleistet. Dementsprechend erstreckt sich die Klemmlänge des Fest körpergelenks 1 ebenfalls über die Länge L des Gehäuses 3.2, d.h. der erste und der jeweilige Klemmschuh 2.1a - 2.2b sitzt bündig mit der vorderen bzw. hinteren Stirnwand 3.2a des Gehäuses 3.2.

Aufgrund der kreisförmigen Verschwenkbewegung der Werkstückspindel 3 und des spindelseitigen Teils des Aktors 4 um die Gelenkachse 1.3 des Festkörpergelenks 1 ist eine Verkippung zwischen dem spindelseitigen Teil des Aktors 4 und der am Lagerelement 8.2 befestigten Gewindehülse 4.4 des Aktors 4 zwingend.

Da es aufgrund der kreisförmigen Verschwenkbewegung der Werkstückspindel 3 sowohl zu einem gewünschten Höhenversatz der Werkstückspindel 3 als auch zu einem Versatz in Richtung der Bewegungsachse x kommt, ist der zuletzt genannte bei der Berechnung der Position der Werkstückspindel 3 bzw. der Werkstückspindelachse 3.1 zu berücksichtigen.

Die Kupplung 5 stellt eine drehfeste Verbindung zwischen der Motorwelle 4.2 und der Gewindespindel 4.3 dar. Sie ist gleichfalls als Ausgleichsgelenk ausgebildet und gewährleistet einen radialen Versatz zwischen der Motorwelle 4.2 und der Gewindespindel 4.9.

Der Motor wird über eine Steuerleitung 4.8 angesteuert. Die Lageranordnung 4.6a ist über eine Schraubenanordnung 4.6b innerhalb des Gehäuses 4.7 vorgespannt.

Nach Figur 3 ist die vorgehend beschriebene Baugruppe Teil einer Drehmaschine 8. Die Werkstückspindel 3 ist über das Festkörpergelenk 1 auf dem Lagerelement 8.2 schwenkbar gelagert. Die Werkstückspindel 3 sowie ein Werkzeughalter 6 mit einer Mittelachse 6a sind dabei auf einem gemeinsamen Maschinenbett 8.1 gelagert. Der Werkzeughalter 6 ist als Linearmotor mit einem daran gekoppelten Drehmeißel 6b aus ^¬ gebildet und über ein weiteres Lagerelement 8.3 auf dem Ma ^¬ schinenbett 8.1 oszillierbar gelagert. Die Mittelachse 6a verläuft durch eine Drehmeißelspitze des Drehmeißels 6b. Mittels des Festkörpergelenks 1 sind die Werkstückspindel 3 und der Werkzeughalter 6 relativ zueinander auf Höhe aus ^¬ richtbar, d.h. die Werkstückspindelachse 3.1 und die Mittelachse 6a sind zueinander vorzugsweise koaxial ausrichtbar .

Die so ausgebildete Drehmaschine weist einen Bedienpanel 8.4 sowie eine Ladeöffnung 8.5 auf. Bezugs zeichenliste

1 Festkörpergelenk

1.1 Biegeelement

1.2 Biegeelement

1.1a Parallel-Schenkel

1.1b Parallel-Schenkel

1.1c Parallel-Schenkel

l.ld Parallel-Schenkel

1.2a Lot-Schenkel

1.2b Lot-Schenkel

1.3 Gelenkachse

2.1 Befestigungselement

2.1a Befestigungselement, Klemmschuh

.1b Befestigungselement, Klemmschuh

.2 Befestigungselement

.2a Befestigungselement, Klemmschuh

.2b Befestigungselement, Klemmschuh

Bearbeitungseinheit, Werkstückspindel, Werkzeugaufnahme

.1 Bearbeitungsachse, Werkstückspindelachse .2 Gehäuse

.2a Stirnwand

.3 Welle, Aufnahme

Aktor

.1 Schrittmotor

.2 Motorwelle

.3 Gewindespindel

.4 Gewindehülse

.5 Linearmaßstab

.6a Lageranordnung 4.6b Schraubenanordnung

4.7 Gehäuse

4.8 Steuerleitung

4.9 Tellerfeder

4.9a Vorspannmutter

5 Knick- und/oder Biegegelenk, Kupplung

6 Werkzeughalter, Werkstückhalter

6a Mittelachse

6b Drehmeißel

6.1 Lagerschuh

6.2 Lagerschuh

6.3 Lagerschuh

7.1 Primärteil

8 Drehmaschine

8.1 Maschinenbett

8.2 Lagerelement

8.3 Lagerelement

8.4 Bedienpanel

8.5 Ladeöffnung

a Hebelarm

d Dicke

Fl freie Länge

Fl freie Länge

Ml Flächenträgheitsmoment

M2 Flächenträgheitsmoment

L Länge

PI Position

P2 Position

P3 Position

P4 Position

R Schwenkradius

S Anschrägung

VI Vektor Vektor

Bewegungsachse