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Title:
JIG, WHICH CAN BE PRECISELY REPOSITIONED
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/039807
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a jig (1), comprising a reference plane platform (4) and a clamping platform (3) for the precise clamping of a tool holder device (2), the surfaces of said platforms lying in contact with one another. The reference plane platform (4) is configured with clamping openings (8, 9, 10, 11), to which clamping and positioning bolts (21, 22, 23, 24) that are held on the clamping platform (3) are allocated. Said clamping and positioning bolts (21, 22, 23, 24) use one section of the wall (12, 13, 14, 15) of the clamping openings (8, 9, 10, 11) as a reference surface, when they are pressed elastically against said wall. This is achieved by a tightening device (40), which not only clamps the clamping and positioning bolts (21, 22, 23, 24) in an axial manner, but also presses them against the bore wall in a different radial direction.

Inventors:
LANG GUENTER (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/004133
Publication Date:
May 15, 2003
Filing Date:
November 07, 2002
Export Citation:
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Assignee:
LANG GUENTER (DE)
International Classes:
B23Q1/00; B23Q16/00; (IPC1-7): B23Q1/00; B23Q3/18; B23Q16/00
Foreign References:
US5167405A1992-12-01
DE19960070A12001-06-21
Attorney, Agent or Firm:
RÜGER. BARTHELT & ABEL (Webergasse 3 Esslingen, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Spanneinrichtung (1), insbesondere zum Spannen von Werk stücken zur spanenden Bearbeitung, mit einer Bezugsebenenplatte (4), die eine ebene Spannflä che (5), die eine Bezugsebene (6) festlegt, und wenigstens zwei Spannöffnungen (8,9) mit Wandungen (12,13) auf weist, an denen jeweils wenigstens eine Bezugsfläche (16, 17) ausgebildet ist, mit einer Spannplatte (3), die eine auf die Spannfläche (5) aufzusetzende ebene Grundfläche (7) und wenigstens zwei Spannund Positionierbolzen (21,22) aufweist, die den Spannöffnungen (8,9) zugeordnet sind und die jeweils eine Positionierfläche (37,38) aufweisen, die den Bezugs flächen (16,17) zugeordnet sind, und mit einer Festzieheinrichtung (40), die dazu eingerichtet ist, die Spannund Positionierbolzen (21,22) mit einer Axialkraft und einer überlagerten Radialkraft zu beauf schlagen, um mittels der Axialkraft die Grundfläche (7) der Spannplatte (3) gegen die Spannfläche (5) der Bezugs ebenenplatte (4) zu pressen und um mittels der Radialkraft die Spannund Positionierbolzen (21, 22) mit ihren Posi tionierflächen (37,38) gegen die Bezugsflächen (16,17) zu drücken.
2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Spannfläche (5) eine durchgehend ausgebil dete, nur durch die Spannöffnungen (8,9, 10,11) unter brochene Fläche ist.
3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Grundfläche (7) eine durchgehende, zusam menhängende Fläche ist.
4. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannund Positionierbolzen (21,22, 23,24) eine solche Größe und Position aufweisen, dass sie, wenn sie in entspanntem Zustand in die Spannöffnungen (8,9, 10,11) ragen, mit ihren Positionierflächen (37,38) von den Bezugsflächen (16,17, 18,19) entfernt sind.
5. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannund Positionierbolzen (21,22, 23,24) in Bezug auf die Spannöffnungen (8,9, 10,11) ein Untermaß aufweisen.
6. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannund Positionierbolzen (21,22, 23,24) in Radialrichtung federnd ausgebildet sind.
7. Spanneinrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der maximale Federhub der Spannund Posi tionierbolzen (21,22, 23,24) größer ist als der Abstand der Positionierflächen (37,38) der Spannund Positio nierbolzen (21,22, 23,24) von den Bezugsflächen (16,17, 18,19).
8. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsflächen (16,17, 18,19) der Spannöffnungen (8,9, 10,11) und die Positionierflächen (37, 38) der Spannund Positionierbolzen (21,22, 23,24) jeweils zy lindrisch gewölbt sind.
9. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannund Positionierbolzen (21,22, 23,24) eine zylindrische Grundform und eine Spannausnehmung (31, 32) aufweisen.
10. Spanneinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannausnehmung (31,32) eine keilförmige Aus nehmung ist.
11. Spanneinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannausnehmung (31,32) kegelstumpfförmige Be grenzungsflächen aufweist.
12. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt vier Spannöffnungen (8,9, 10,11) und vier Spannund Positionierbolzen (21,22, 23,24) vorgesehen sind.
13. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Festzieheinrichtung (4) der Bezugsebenenplatte (4) zugeordnet ist, und dass die Festzieheinrichtung (40) einander gegenüberliegende Spannbolzen (21,22, 23,24) paarweise voneinander weg spannt.
14. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Festzieheinrichtung (237) in der Bezugsebenen platte (204) angeordnet ist, und dass die Festzieheinrich tung (237) die Spannbolzen von einem Spannzentrum (287) radial weg gerichtet spannt.
15. Spanneinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn zeichnet, dass die Festzieheinrichtung (37) Spannschieber (41,42, 43,44) aufweist, die zu den Spannbolzen (8.9. 10,11) radial verschiebbar gelagert sind.
16. Spanneinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschieber (41,42, 43,44) zueinander syn chron angetrieben sind.
17. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Spannschiebern (41,42, 43,44) jeweils eine Rückzugseinrichtung (66,67) zugeordnet ist.
18. Spanneinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschieber (41,42, 43,44) durch ein Keil getriebe (65) mit einer Antriebseinrichtung (59) verbunden sind.
19. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschieber (141,142, 143,144) über ein hyd raulisches Getriebe (187) mit einer Antriebseinrichtung (186) verbunden sind.
20. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Spannbolzen (41,42, 43,44) eine Vorzentrie rungseinrichtung (26,28) zugeordnet ist.
21. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Spannbolzen (41,42, 43,44) eine Abdrückeinrichtung (71,72) zugeordnet ist.
Description:
Wiederholaenaue Spanneinrichtung Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung mit erhöhter Spannwiederholgenauigkeit.

In der Praxis kommt es häufig darauf an, einen Werkstück- träger wiederholgenau spannen zu können. Dazu ist es erforder- lich, den betreffenden Werkstückträger in sechs Freiheitsgra- den, d. h. in drei Linearkoordinaten X, Y, Z und in drei Schwenkrichtungen (Schwenkbewegung um die X-Achse, Y-Achse bzw.

Z-Achse) präzise positionieren zu können. Ist die Werkstückauf- spannung im Rahmen einer Werkstückbearbeitung vorzunehmen, müs- sen häufig erhebliche auf das Werkstück einwirkende Kräfte be- rücksichtigt, d. h. von der Spanneinrichtung aufgenommen werden, ohne dass sich das Werkstück verlagert. Die betreffenden Spann- einrichtungen müssen deshalb robust ausgebildet sein. Die Kraftübertragung zwischen einzelnen Elementen kann hier nicht punktuell erfolgen, weil dies zu Werkstoffüberlastungen an der Spanneinrichtung und somit zu Verformungen führt.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Spann- einrichtung zu schaffen, die sich für den Einsatz beispiels- weise in der spanenden WerkstückbearbeitUng eignet und die eine hohe Spannwiederholgenauigkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird von der erfindungsgemäßen Spanneinrich- tung erfüllt. Die Spanneinrichtung enthält eine Bezugsebenen- platte mit einer ebenen Spannfläche, in der Spannöffnungen aus- gebildet sind. Die Spannöffnungen weisen Wandungen auf, die wenigstens abschnittsweise eine Bezugsfläche bilden bzw. fest- legen. Die Bezugsflächen der Spannöffnungen sind im Wesentli- chen rechtwinklig zu der Bezugsebene der Bezugsebenenplatte festgelegt. Die Spannfläche der Bezugsebenenplatte bildet eine Bezugsebene. Die Spannplatte wird von einer Festzieheinrichtung gegen die Spannfläche gepresst und insoweit bezügl. der Norma- lenrichtung der Spannfläche äußerst präzise gehalten. Für die Spannwiederholgenauigkeit bzgl. der in der Bezugsebene liegen- den Richtungen sorgen die in den Spannöffnungen vorgesehenen Bezugsflächen. Bezugsflächen sind mit einer solchen Genauigkeit bearbeitet, dass sie der Positionierung der Werkstückspannein- richtung mit der gewünschten Genauigkeit dienen können. Den Bezugsflächen sind Positionierflächen an Spann-und Positio- nierbolzen zugeordnet. Die Spann-und Positionierbolzen über- nehmen somit die präzise Ausrichtung der Spannplatte für die in der Bezugsebene liegenden Richtungen. Dies wird erreicht, indem die Spann-und Positionierbolzen von der Festzieheinrichtung nicht nur mit einer Axialkraft sondern zusätzlich mit einer überlagerten Radialkraft beaufschlagt werden, die die Spann- und Positionierbolzen voneinander weg spreizt (oder aufeinander zu biegt) und mit ihren Positionierflächen jeweils gegen die Positionierfläche drückt. Durch das Aufspreizen (oder Zusammen- biegen) der Spann-und Positionierbolzen, das eine elastische Verbiegung derselben im Hundertstel-oder Zehntelmillimeter- bereich bewirken kann, stellt sich die Position der Spannplatte bei jeder Spannung immer wieder so ein, dass zwischen den fle- xibel ausgelenkten Spann-und Positionierbolzen ein Kräfte- gleichgewicht hergestellt ist. Aufgrund der den Spann-und Po- sitionierbolzen eigenen hohen Steifigkeit ist dieser Kräfte- gleichgewichtspunkt bezügl. der Spannplatte mit einer im um- Bereich liegenden Genauigkeit fixiert. Durch die Anlage der Spann-und Positionierbolzen an den Bezugsflächen ergibt sich dann eine genaue und wiederkehrsichere Positionierung der Spannplatte.

Sowohl die Spannfläche als auch die Grundfläche können im Grunde genommen durch mehrere, jeweils in einer gemeinsamen Ebene liegende Flächenbereiche gebildet werden. Dies ist ins- besondere zweckmäßig, wenn nur geringe Spannkräfte zu übertra- gen sind. Sind die Spannfläche und die Grundfläche jedoch je- weils als durchgehende, zusammenhängende Fläche ausgebildet, können besonders große Kräfte übertragen werden. Es ergibt sich eine moderate Flächenpressung, was die Übertragung hoher Kräfte ermöglicht. Außerdem ergibt sich eine höhere Haftreibung zwi- schen den beteiligten Flächen, was wiederum eine Übertragung großer Kräfte auch in Richtung parallel zu der Spannfläche und der Grundfläche ermöglicht.

Die Positionierbolzen weisen vorzugsweise eine solche Grö- ße und Position auf, dass sie in entspanntem Zustand in die Spannöffnungen ragen, ohne mit ihren Positionierflächen an den Bezugsflächen anzuliegen. Sie werden dann von der Festziehein- richtung aufgespreizt (oder zusammengedrückt) und in die jewei- lige Berührung von Positionierfläche und Bezugsfläche gebracht.

Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Spannbolzen und die Spannöffnungen koaxial zueinander ausgerichtet sind, oder wenigstens zu einander parallele Mittelachsen bzw. Längs- richtungen aufweisen. Bei einer alternativen Ausführungsform, die auch denkbar ist, sind die Spannöffnungen und die Spann- bolzen nicht vollständig parallel zueinander ausgerichtet, son- dern schließen einen kleinen spitzen Winkel miteinander ein.

Beispielsweise sind die Spannbolzen zueinander parallel ausge- richtet, während zwei zugeordnete Spannöffnungen jeweils in unterschiedliche Richtungen schräg angeordnet oder alternativ seitlich versetzt und etwas konisch ausgebildet sind. Beim Ein- ziehen der Spannbolzen in die Spannöffnungen erhalten die Spannbolzen in den Spannöffnungen Wandkontakt, wodurch sie die gesuchte Radialkraftkomponente erhalten. Sie werden dadurch aufgespreizt oder aufeinander zu bewegt. Beides führt zu der gewünschten wiederholgenauen Spannung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Spannöff- nungen und die Spannbolzen parallel zueinander orientiert, wo- bei die Spann-und Positionierbolzen in Bezug auf die Spannöff- nungen ein Untermaß aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass sie kräftefrei in die Spannöffnungen eingeführt werden können, was den Spannvorgang erleichtert.

Die Spann-und Positionierbolzen sind bezügl. ihrer Radi- alrichtung vorzugsweise geringfügig federnd ausgebildet. Alter- nativ kann auch eine gewisse federnde Nachgiebigkeit an der entsprechenden Bezugsfläche vorgesehen sein. Beides kann dazu genutzt werden, die Spannplatte zu zentrieren.

Der maximale Federhub der Spann-und Positionierbolzen ist vorzugsweise größer als der Abstand der Positionierflächen der Positionierbolzen von den Bezugsflächen. Dies stellt sicher, dass die Spann-und Positionierbolzen bei dem Spannvorgang kei- ne Beschädigung erleiden.

Die Positionierflächen der Spann-und Positionierbolzen und die Bezugsflächen sind vorzugsweise zylindrisch gewölbt.

Dies hat nicht nur fertigungstechnische Vorteile, sondern bie- tet darüber hinaus die Möglichkeit einer präzisen Positionie- rung.

Die Positionierbolzen weisen vorzugsweise eine zylindri- sche Grundform mit einer keilförmigen Spannausnehmung oder ei- ner doppelt konischen Spannausnehmung auf. Die keilförmige Spannausnehmung hat den Vorzug, dass ein in Eingriff kommender Spannkeil eine gute Flächenanlage vorfindet und somit hohe Spannkräfte erzielbar sind. Die doppelt konische Spannausneh- mung hat hingegen den Vorzug, dass der Spannbolzen keiner be- sonderen Winkelausrichtung bedarf. Er kann beispielsweise als Einschraubbolzen ausgebildet sein und in die Spannplatte in entsprechende Gewindebohrungen eingeschraubt sein. Außerdem kann sich durch den doppelt konischen Einschnitt der Spannaus- nehmung eine erhöhte Flexibilität des Spannbolzens ergeben.

Die Spanneinrichtung weist wenigstens zwei vorzugsweise aber drei oder vier Spannbolzen und Spannöffnungen auf. Die Anordnung mit drei Spannbolzen, die radial voneinander weg ge- spreizt oder radial aufeinander zu gebogen werden, ist bei- spielsweise bei Drehfuttern anwendbar, bei denen die Spannplat- te auf einem drehenden Maschinenelement zu befestigen ist. Die Anordnung mit vier oder auch mehr Spannbolzen eignet sich hin- gegen insbesondere zur Spannung rechteckiger Spannplatten, bei- spielsweise bei ruhender Werkstücklagerung.

Die Spanneinrichtung weist mehrere Spannschieber auf. Vor- zugsweise ist jedem Spannbolzen jeweils ein Spannschieber zu- geordnet, der den Spannbolzen mit einer Axial-und Radialkraft beaufschlagt. Die Spannschieber sind zueinander synchron an- getrieben, um die Spannbolzen gleichzeitig flexibel auszulen- ken. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass die Zentrierung der Spannplatte mit guter Genauigkeit schon ganz zu Beginn des Spannvorgangs eintritt, so dass Mikrorutschbewegungen zwischen der Spannplatte und der Bezugsebenenplatte nicht mehr auftre- ten, nachdem die Spannbolzen mit Axialkraft beaufschlagt sind.

Zum Antrieb der Spannschieber kann sowohl ein Keilgetriebe als auch ein hydraulisches Getriebe dienen. Beide sind vorzugs- weise von einer einzigen Antriebsquelle her angetrieben.

Dem Spannbolzen kann eine Vorzentrierungseinrichtung zu- geordnet sein, die die Spannbolzen zu Beginn des Spannvorgangs etwa mittig in der jeweiligen Spannöffnung positioniert. Dies kann dazu beitragen, die Belastung der Spann-und Positionier- bolzen zu reduzieren.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens einem, vorzugsweise aber jedem, Spannbolzen eine Abdrückein- richtung zugeordnet, die den Spann-und Positionierbolzen mit einer Axialkraft vorspannt, die aus der Spannöffnung herausge- richtet ist. Dies unterstützt das Abheben der Spannplatte von der Bezugsebenenplatte nach dem Lösen der Festzieheinrichtung.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der gehörigen Figurenbeschreibung oder Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen : Figur 1 eine Spanneinrichtung zum Spannen eines Werkstücks mit Bezugsebenenplatte und von dieser getrennten Spannplatte in einer geschnittenen, schematisierten Seitenansicht, Figur 2 zwei Spannkeile der Spannplatte nach Figur 1 in Draufsicht, Figur 3 die Spanneinrichtung nach Figur 1 in einer schemati- sierten Draufsicht, Figur 4 eine abgewandelte Ausführungsform der Spanneinrich- tung in einer schematisierten Draufsicht und Figur 5 eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Spann- einrichtung in einer schematisierten Draufsicht.

In Figur 1 ist eine Spanneinrichtung 1 veranschaulicht, die dazu dient, eine lediglich symbolisch veranschaulichte Werkstückaufnahmeeinrichtung 2 positionsgenau zu spannen. Die Werkstückaufnahmeeinrichtung 2 ist dazu mit einer Spannplatte 3 verbunden oder als Teil der Spannplatte 3 ausgeführt. Die Spannplatte 3 ist gegen eine Bezugsebenenplatte 4 zu spannen, die beispielsweise ortsfest oder auf einem präzise zu bewegen- den Tisch oder an einem anderweitig kontrolliert bewegten Ma- schinenelement gehalten ist. Die Bezugsebenenplatte weist an ihrer Oberseite eine ebene Spannfläche 5 auf, die eine Bezugs- ebene 6 festlegt und die Spannfläche 5 liegt vollständig in der Bezugsebene 6 und ist vorzugsweise als zusammenhängende Fläche ausgebildet. Alternativ und bedarfsweise können in der Spann- fläche 5 auch nicht veranschaulichte Ausnehmungen vorhanden sein.

Die zugeordnete Spannplatte 3 weist an ihrer der Spannflä- che 5 gegenüber liegenden Seite eine ebene Grundfläche 7 auf, die mit der Spannfläche 5 in Flächenanlage zu überführen ist, wenn die Spannplatte 3 gegen die Bezugsebenenplatte 4 gespannt ist. Damit legt die Bezugsebenenplatte 4 mit ihrer Spannfläche 5 die Position der Werkstückaufnahmeeinrichtung 2 in X-Richtung fest.

Zur Positionierung in Y-Richtung und Z-Richtung dienen in der Bezugsebenenplatte 4 vorgesehene Spannöffnungen 8,9, 10, 11 (siehe auch Figur 3), die beispielsweise als Zylinderbohrun- gen ausgebildet sind. Sie weisen jeweils eine zylindrische Wan- dung 12,13, 14,15 auf, von denen wenigstens ein Abschnitt als Bezugsfläche 16, 17, 18,19 dient. Die Bezugsflächen 16,17, 18,19 sind somit zylindrisch gewölbt und durch einen Teil der jeweiligen Wandung 12,13, 14,15 gebildet. Die Bezugsflächen 16,17, 18,19 dienen zur Positionierung von Spann-und Posi- tionierbolzen 21, 22,23, 24, die an der Spannplatte 3 gehalten sind. Die Spann-und Positionierbolzen, 21,22, 23,24 sind beispielsweise als Einschraubbolzen ausgebildet und in entspre- chende Gewindebohrungen an der Unterseite der Spannplatte 3 eingeschraubt. Sie ragen somit von der Grundfläche 7 rechtwink- lig weg, wobei sie parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23,24 sind dabei vorzugs- weise im Viereck angeordnet und zwar koaxial zu den aus Figur 3 ersichtlichen Spannöffnungen 8,9, 10,11. Die Spannöffnungen 8,9, 10,11 sind dabei vorzugsweise in der Nähe von Ecken der z. B. quadratisch ausgebildeten Bezugsebenenplatte 4 angeordnet.

Die Bezugsebenenplatte 4 kann jedoch auch als kreisförmige Platte ausgebildet sein, wie in Figur 3 durch eine Linie 25 veranschaulicht ist, oder eine abweichende Außenumrandung ha- ben.

Die Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23, 24 sind un- tereinander gleich ausgebildet. Der nachfolgend beschriebene Spannbolzen 21 steht somit exemplarisch für die Übrigen. Er weist unmittelbar im Anschluss an die Grundfläche 7 einen Zen- trierrand 26 auf, der einen zylindrischen Außenumfang und einen sich daran anschließenden Kegelabschnitt 27 umfasst. Er dient der Vorzentrierung des Spann-und Positionierbolzens in der Spannöffnung 8, deren Rand von einem trichterförmig in die Öff- nung hinein führenden Zentrierring 28 gebildet ist. Im An- schluss an den Kegelabschnitt setzt sich der Spann-und Posi- tionierbolzen 21 zylindrisch, jedoch mit geringerem Durchmesser als an dem Zentrierrand 26, fort. Der Durchmesser dieses Zylin- derabschnitts 29 ist um wenige Zehntel-oder Hundertstelmilli- meter geringer als der Durchmesser der Spannöffnung 8, so dass der Spann-und Positionierbolzen 21 mit Spiel in die Spannöff- nung 8 findet. Im Anschluss an den Zylinderabschnitt 29 ver- jüngt sich der Spann-und Positionierbolzen 21 zunächst in ei- nem Konusabschnitt 31, an den sich wiederum ein Konusabschnitt 32 anschließt. Der Konusabschnitt 32 ist umgekehrt orientiert wie der Konusabschnitt 31 und erweitert den Durchmesser des Spann-und Positionierbolzens 21 wieder auf den ursprünglichen Durchmesser. Es schließt sich somit an den Konusabschnitt 32 ein Zylinderabschnitt 33 an, dessen Durchmesser etwa mit dem Durchmesser des Zylinderabschnitts 29 übereinstimmt. An seiner unteren Stirnseite kann sich eine Einführphase 34 anschließen, die zu einer flachen Stirnseite 35 überleitet. Diese kann mit einer Stirnausnehmung 36 versehen sein.

Der Spann-und Positionierbolzen ist geringfügig flexibel ausgebildet oder gelagert, so dass er bei Beaufschlagung mit einer in Y-Richtung oder Z-Richtung wirkenden Kraft (Radial- kraft) flexibel ausgelenkt wird. Er weist dabei eine hohe Fe- derhärte auf. Der maximale Federhub ist dabei wenigstens so groß wie der Radiusunterschied zwischen dem Radius des Zylin- derabschnitts 33 und dem Radius der Bezugsfläche 16. Die Zylin- derabschnitte 33 der einzelnen Spann-und Positionierbolzen 21, 22 (23,24) bilden somit, zumindest mit ihren den Bezugsflächen 16,17 gegenüber liegenden Stellen, Positionierflächen 37, 38, die den Bezugsflächen 16,17 zugeordnet sind.

Zum Festspannen der Spannplatte 3 dient eine Festziehein- richtung 40, die sowohl dazu dient, die Spann-und Positionier- bolzen 21,22, 23,24 jeweils in Axialrichtung X (in Figur 1 nach unten) als auch in jeweils einer ausgewählten Radialrich- tung mit einer Kraft zu beaufschlagen, die in der X-Z-Ebene liegt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform gehören zu der Festzieheinrichtung 40 Spannschieber 41,42, 43,44, wobei je- weils ein Spannschieber einem Spann-und Positionierbolzen zu- geordnet ist. Die Spannschieber 41,42, 43,44 sind in Bohrun- gen 45,46, 47, 48 verschiebbar gelagert, die sich quer zu den Spannöffnungen 8,9, 10,11 erstrecken. Somit sind die Spann- schieber 41,42, 43,44 jeweils von dem betreffenden Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23,24 weg und auf diesen zu ver- schiebbar. Im Ausführungsbeispiel (Figur 3) sind die Spann- schieber 41,42, 43,44 gleich lang. Sie können jedoch auch unterschiedlich lang ausgebildet sein, d. h. die Spannschieber 41,43 können länger oder kürzer als die Spannschieber 42,44 sein. Damit kann das Spannsystem aus der Mitte heraus verlagert sein, ohne die Funktion zu beeinträchtigen. Die Mitte der Be- zugsebenenplatte 4 kann deshalb frei gehalten werden, so dass hier Öffnungen und Durchgänge vorgesehen werden können. Die Bohrungen 45,46, 47,48 münden seitlich in die Spannöffnungen 8,9, 10,11, so dass die Spannschieber 41,42, 43,44 in die Spannöffnungen 8,9, 10,11 eintreten und aus diesen heraus gefahren werden können, wie in Figur 3 gestrichelt veranschau- licht ist. Die Spannschieber, die beispielsweise einen runden Querschnitt aufweisen können, weisen dabei keilförmige Köpfe 49,50, 51,52 auf, deren Seitenansicht aus Figur 1 ersichtlich ist. In Figur 2 sind sie gesondert veranschaulicht. Die Köpfe 49,50 dienen als Keile zur Spannung der Konusabschnitte 32 der Spann-und POsitionierbolzen 21,22, 23,24.

An ihrem rückseitigen Ende sind die Spannschieber 41,42, 43,44 jeweils mit einer quer zu dem jeweiligen kopfstehenden Abschrägung 53 versehen, in die, wie Figur 3 veranschaulicht, gleich oder unterschiedlich lange Keilschieber 56,57 greifen können. Sind die Keilschieber 56,57 unterschiedlich lang, kann ihr Antrieb außermittig plaziert werden. Diese dienen dazu, die Spannschieber 41,42 bzw. 43,44 auseinander zu zwängen, wenn sie expandiert werden. Die Keilschieber 56,57 sitzen mit Spiel in einer sich quer zu den Bohrungen 45,46, 47,48 erstrecken- den Verbindungsbohrung 58. Durch das Spiel sind sie schwimmend gelagert. Die Keilschieber können wiederum durch einen An- triebsschieber 59 auseinander gezwängt werden, der mit einem keilförmigen Kopf zwischen die Enden der Keilschieber 56,57 passt und in einer entsprechenden sich beispielsweise parallel zu den Bohrungen 45,46, 47,48 erstreckenden Bohrung 61 sitzt.

Der Antriebsschieber 59 kann beispielsweise ein kegelförmiges Ende 62 aufweisen und Außengewinde 63 tragen. Er ist außerdem mit einem Kopf 64 versehen, der den formschlüssigen Einsatz eines Werkzeugs gestattet. Durch Drehen des Kopfs 64 kann der Antriebsschieber 59 in die Bohrung 61 hinein und aus dieser heraus geschraubt werden.

Die Keilschieber 56,57 bilden mit dem mechanisch, pneu- matisch, hydraulisch oder elektrisch angetriebenen Antriebs- schieber 59 ein Keilgetriebe 65, das zur Betätigung der Spann- schieber 41,42, 43,44 dient.

Bedarfsweise kann das Keilgetriebe 65 mit einer Rückzugs- einrichtung versehen sein, die durch wenigstens zwei Federn 66, 67 gebildet wird. Die Federn 66,67 sind beispielsweise als Zugfedern ausgebildet und sitzen in entsprechenden Axialbohrun- gen 68,69 der Spannschieber 41,42, 43,44. Sie ziehen dabei die Spannschieber 41,42 bzw. 43,44 aufeinander zu in eine Position, in der sie nicht in die Spannöffnungen 8,9, 10,11 ragen.

An dem Boden der Spannöffnungen 8,9, 10,11 können Gummi- puffer 71,72 angeordnet sein, die in die Stirnausnehmungen 36 der Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23,24 ragen und dazu dienen, die Spannbolzen 21,22, 23,24 aus ihrer Spannstellung axial heraus zu führen. Dabei hebt die Grundfläche 7 wenigstens etwas von der Spannfläche 5 ab.

Die insoweit beschriebene Spanneinrichtung 1 arbeitet wie folgt : Beim Spannen der Spannplatte 3 wird diese zunächst an die Bezugsebenenplatte 4 herangeführt und die Spann-und Positio- nierbolzen 21,22, 23,24 werden in die Spannöffnungen 8,9, 10,11 eingeführt. Wenn die Stirnausnehmungen 36 auf den Gummi- puffern 71,72 aufsitzen, befinden sich die Zentrierränder 26 bereits innerhalb der Zentrierringe 28, so dass die Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23,24 vorzentriert sind. Außerdem befinden sich die Konusabschnitte 32 unmittelbar vor den Köpfen 49,50, 51,52 der unter Federwirkung zurück gezogenen Spann- schieber 41,42, 43,44. Wird nun der Antriebsschieber 59 be- tätigt, indem er in seine Bohrung 61 hinein geschraubt wird, werden die Keilschieber 56,57 voneinander weg getrieben. Sie zentrieren sich dabei zwischen den Enden der Spannschieber 41, 42 bzw. 43,44. Die Verbindungsbohrung 58 weist ein erhebliches Übermaß in Bezug auf die Keilschieber 56,57 auf, so dass diese mit Spiel in der Verbindungsbohrung 58 sitzen. Die Zentrierung ergibt sich somit durch die Spannschieber, die ihrerseits wie- derum von den Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23,24 zen- triert werden. Es ergibt sich eine gleichmäßige Kraftaufteilung auf alle vier Spannschieber 41, 42, 43,44, die nun zunächst die Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23, 24 in Y-Richtung, d. h. in einer Radialrichtung auslenken. Die Spann-und Positio- nierbolzen 21,22, 23,24 legen sich dabei mit ihren Positio- nierflächen 37,38 an die Bezugsflächen 16, 17,18, 19 an. Sie werden dabei federnd nach außen gespannt, wobei die Spannplatte 3 sich in einer Mittelposition einstellt, in der die in den Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23,24 insgesamt gespei- cherte Federenergie ein Minimum ist. Aufgrund der hohen Feder- härte der Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23, 24 ist die- ses ! Energieminimum und somit die Mittelposition der Spannplatte 3 scharf definiert. Wird der Antriebsschieber 59 weiter fest gezogen, drücken die keilförmigen Köpfe 49,50, 51,52 auf den Konusflächen 32 weiter nach außen, wodurch sich auch eine Span- nung der Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23,24 in Axial- richtung nach unten (entgegen der X-Richtung) ergibt. Dadurch wird die Spannplatte 3 gegen die Bezugsebenenplatte 4 festge- spannt. Die Gummipuffer 71,72 werden dabei komprimiert.

Wird der Antriebsschieber 59 aus seiner Bohrung 61 heraus- geschraubt, können die Federn 66,67 die Spannschieber 41,42 bzw. 43,44 wieder zusammenziehen, wodurch die Spann-und Posi- tionierbolzen 21, 22,23, 24 freigegeben werden. Die Gummipuf- fer 71, 72 können sich nun entspannen und drücken die Spann- und Positionierbolzen 21, 22, 23,24 wenigstens geringfügig in Axialrichtung (X-Richtung) aus den Spannöffnungen 8,9, 10,11 heraus.

Figur 4 veranschaulicht eine abweichende Spanneinrichtung 100 mit einer Spannplatte 103 und einer Bezugsebenenplatte 104 in einer schematischen Draufsicht. Ihren Spannöffnungen 108, 109,110, 111 sind Spannschieber 141,142, 143,144 zugeordnet, die in Diagonalrichtung des von den Spannöffnungen 108,109, 110,111 festgelegten Rechtecks liegen. Sie sind außerdem in Bohrungen 145,146, 147,148 abgedichtet verschiebbar gehalten, in denen sie Fluidkammern für ein Hydraulikfluid abschließen.

Diese stehen über Leitungen 180,181, 182,183 mit einer Hyd- raulikkammer 184 in Verbindung, in der ein Antriebskolben 185 abgedichtet verschiebbar gelagert ist. Dieser ist beispiels- weise über einen Gewindetrieb 186 gezielt verschiebbar. Das aus der Hydraulikkammer 184, den Leitungen 180,181, 182,183 und den Spannschiebern 141,142, 143, 144 gebildete Hydrauliksystem (Hydraulikgetriebe 187) ist nach außen hin hermetisch abgedich- tet und vollständig mit Hydraulikfluid gefüllt. Eine Verschie- bung des Hydraulikkolbens 185 bewirkt eine entsprechende Ver- schiebung der Spannschieber 141,142, 143,144 unter gleich- mäßiger Kräfteaufteilung.

Eine weitere, insbesondere für drehende Lagerung einer Werkstückaufnahmeeinrichtung 200 geeignete Spanneinrichtung 200 mit einer Spannplatte 203 und einer Bezugsebenenplatte 204 ist in Figur 5 veranschaulicht. Es sind insgesamt drei Spannöff- nungen 208,209, 210 vorgesehen, die bezügl. einer Drehachse 287 auf einem konzentrischen Kreis und in einem Winkelabstand von 120° zueinander angeordnet sind. Bezügl. der Drehachse 287 radial expandierbare Spannschieber 241,242, 243 sind in ent- sprechenden Radialbohrungen verschiebbar gelagert. Zur Betäti- gung dient ein mittlerer Nocken 288, der um die Drehachse 287 drehbar gelagert ist. Er weist in seinem Außenumfang Spannflä- chen 289, 290,291 auf, die jeweils den Spannschiebern 241, 242,243 zugeordnet sind und deren Radius in Umfangsrichtung zunimmt. Eine Verdrehung des Nockens 288 gegen den die Bezugs- ebenenplatte 204 bildenden Grundkörper und somit gegen die Spannschieber 241, 242, 243 expandiert diese bis ihre Köpfe in die Spannöffnungen 208,209, 210 eintreten und entsprechende Spann-und Positionierbolzen festspannen.

Sowohl der Bezugsebenenplatte 104 nach Figur 4 als auch der Bezugsebenenplatte 204 nach Figur 5 sind entsprechende Spannplatten mit Spannbolzen zugeordnet, wie sie im Zusammen- hang mit Figur 1 bis 3 beschrieben worden sind, wobei die Spannbolzen jeweils koaxial zu den Spannöffnungen 108,109, 110,111 bzw. 208,209, 210 angeordnet sind. Außerdem sind sie in oben beschriebener Weise flexibel ausgebildet, um die fe- dernde Zentrierung der Spannplatte zu übernehmen. Wenn die Spannplatte gegen die Bezugsebenenplatte festgespannt ist, ist die einmal eingestellte'Zentrierung durch Haftreibung zwischen der Grundfläche 7 und der Spannfläche 5 unverrückbar festge- legt.

Eine Spanneinrichtung 1 weist zur präzisen Spannung einer Werkstückaufnahmeeinrichtung 2 eine Bezugsebenenplatte 4 und eine Spannplatte 3 auf, die flächig miteinander in Anlage ge- bracht werden. In der Bezugsebenenplatte 4 sind Spannöffnungen 8,9, 10,11 ausgebildet, denen Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23, 24 zugeordnet sind, die an der Spannplatte 3 gehal- ten sind. Die Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23,24 nut- zen einen Abschnitt der Wandung 12,13, 14,15 der Spannöff- nungen 8,9, 10,11 als Bezugsfläche, wenn sie federnd gegen diese gepresst werden. Dazu dient eine Festzieheinrichtung 40, die die Spann-und Positionierbolzen 21,22, 23,24 nicht nur axial spannt sondern auch in einer unterschiedlichen Radial- richtung gegen die Bohrungswandung drückt.