DE102022110661B3

DE102022110661B3 - Schnellspanneinrichtung und Spannsystem

Info

Publication number: DE102022110661B3
Application number: DE102022110661.6A
Authority: DE
Inventors: Arne Grünewald; Henry Dormann
Original assignee: Carl Mahr Holding GmbH
Current assignee: Carl Mahr Holding GmbH
Priority date: 2022-05-02
Filing date: 2022-05-02
Publication date: 2023-09-07
Anticipated expiration: 2042-05-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnellspanneinrichtung (16) sowie ein Spannsystem (15) mit einer Schnellspanneinrichtung (16). Die Schnellspanneinrichtung (16) ist dazu eingerichtet, ein Fußteil (18) einer Werkstückhalteeinheit (17) einzuspannen. Die Schnellspanneinrichtung (16) hat eine Basiseinheit (21), mehrere Spannelemente (32) und einen Drehring (46) zur Betätigung bzw. Bedienung der Schnellspanneinrichtung (16). Der Drehring ist mit den Spannelementen (32) über radial an der Basiseinheit (21) bewegbar geführt gelagerte Schieber (40) bewegungsgekoppelt. Der Drehring (46) ist um eine Mittelachse (M) drehbar an der Basiseinheit (21) gelagert. Die Kopplung zwischen den Schiebern (40) und dem Drehring (46) erfolgt über Führungskulissen (48) am Drehring (46).Eine Krafterzeugungseinrichtung (55) kann ein Drehmoment auf den Drehring (46) erzeugen, das wiederum aufgrund der Kopplung mit den Spannelementen (32) in eine Spannkraft (FS) umgesetzt wird, mit der die Spannelemente (32) in ihrer jeweiligen Spannposition (CP) das Fußteil (18) der Werkstückhalteeinheit (17) beaufschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellspanneinrichtung und ein Spannsystem aufweisend eine Schnellspanneinrichtung und eine Werkstückhalteeinheit mit einem Fußteil, das in der Schnellspanneinrichtung angeordnet und lösbar geklemmt bzw. eingespannt werden kann.
Optional kann für das Spannsystem bzw. die Schnellspanneinrichtung eine Referenzeinheit mit einem Referenzkörper und einer Referenzkörperhalterung vorhanden sein. Die Referenzkörperhalterung kann außermittig auf der Schnellspanneinrichtung angeordnet und lösbar daran angeordnet werden.
Drehfutter, Spannfutter und andere Werkstückhalteeinrichtungen zur Aufnahme von zu bearbeitenden und/oder zu messenden Werkstücken sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise beschreibt DE 20 2014 004 713 U1 ein Spannsystem mit mehreren radial bewegbaren Spannbacken. Die Spannbacken können über ein Getriebe mit einer Planspirale radial zu einer Spannachse bewegt werden.
DE 103 17 339 A1 offenbart ein Spannsystem zum Einspannen von Werkstückpaletten, die ein Werkstück tragen, bei dem die Werkstückpaletten hierfür Spannzapfen aufweisen, die an der Unterseite vorsteht und durch ein Spannmittel mit einer Spannkraft beaufschlagt wird. Durch die Spannkraft wird die Palette gegen eine Auflagefläche des Spannsystems gezogen.
Ein Halter für ein Werkstück, insbesondere ein optisches Werkstück, das zum Einspannen in ein Drehfutter oder Spannfutter eingerichtet ist, ist aus DE 10 2018 111 368 B3 bekannt.
EP 1 640 094 B1 offenbart eine Dreipunktauflage mit Kugeln und V-förmigen Positionierausnehmungen zur Positionierung der Werkstückhalteeinheit. Derartige Dreipunktauflagen sind an sich bekannt, beispielsweise auch aus US 6 072 569 A .
EP 1 640 094 B1 offenbart ein Spannsystem, bei dem eine Werkstückhalteeinheit vorhanden ist, die auf einen Tisch aufgestellt werden kann. An dem Tisch ist eine Positionieranordnung mit drei in Umfangsrichtung um eine Achse verteilt angeordneten Positioniervertiefungen vorhanden. In jede Positioniervertiefung kann eine Kugel eingreifen, die an der Unterseite der Werkstückhalteeinheit angeordnet ist. Dadurch kann die Werkstückhalteeinheit durch ihr Eigengewicht auf dem Tisch einer Messeinrichtung positioniert werden. Nachteilig ist dabei, dass das Halten der Werkstückhalteeinheit durch ihr Eigengewicht für hochpräzise Anwendungen, insbesondere in Messmaschinen, nicht für alle Werkstücke geeignet ist, insbesondere für große bzw. ausladende Werkstücke, die ein Kippmoment auf die Werkstückhalteeinheit übertragen können. Messungen, insbesondere im Sub-Mikrometer-Bereich, an einem in der Werkstückhalteeinheit gehaltenen Werkstück sind nicht ohne Weiteres mit der erforderlichen Genauigkeit ausführbar.
DE 20 2014 004 713 U1 beschreibt ein Spannsystem für ein Werkstück auf einer Messmaschine mit einem Mehrbackenspannfutter. Die Spannbacken stehen mit einer Planspirale in Eingriff, die drehbar gelagert ist. Das Mehrbackenspannfutter ist auf diese Weise spannbar bzw. lösbar.
Die Firma Retter bietet eine Spanneinheit (https://www.retter.de/de/spanneinheit.html) an. Die Spanneinheit hat einen Spannring mit drei Spannelementen, die jeweils um eine Schwenkachse schwenkbar sind, die sich im Wesentlichen parallel zu einer Spannachse (Mittelachse des Spannrings) erstrecken, wobei die Werkstückhalteeinheit in der Spanneinheit entlang der Spannachse angeordnet wird. Ein Fußteil der Werkstückhalteeinheit wird durch die Spannelemente federelastisch beaufschlagt und mit einer axialen Spannkraft gehalten. Bei diesem bekannten Spannsystem kann durch die Schwenkbewegung der Spannelemente eine Kraft auf das Fußteil der Werkstückhalteeinheit in Umfangsrichtung erzeugt werden, wenn die Spannelemente aus einer Freigabestellung in die Spannstellung bewegt werden. Die dabei auf das Fußteil der Werkstückhalteeinheit ausgeübte Umfangskraft wird als nachteilig für das Aufrechterhalten der Positioniergenauigkeit der Werkstückhalteeinheit in der Schnellspanneinrichtung angesehen. Außerdem ist der Bauraumbedarf für die Schnellspanneinrichtung relativ groß. Das federelastische Erzeugen der Spannkraft führt zu einer Klemmung, deren Genauigkeit vom Betrag der Spannkraft bzw. der Federcharakteristik abhängt. Zudem ist ein Niederhalten und Fixieren allein durch die elastisch angepresste Federkraft in axialer Richtung insbesondere für Werkstücke nachteilig, bei denen ein großes Kippmoment zu erwarten ist, also beispielsweise bei Werkstücken mit großer Masse und/ oder und großer Länge. Die Steifigkeit der Fixierung des Werkstücks ist in solchen Fällen häufig nicht ausreichend.
Aus DE 3807914 C2 ist eine Spannvorrichtung mit Spannlöchern in einer Grundplatte bekannt, wobei Grundkörper der Spannvorrichtung mittels eines Kugelverschlusses in den Spannlöchern spielfrei verriegelbar sind. Ein Verfahren zum Konfigurieren einer Vorrichtung für die Positionierung von Bauteilen auf einer Maschine ist in DE 197 08 762 B4 beschrieben. Dabei werden säulenartige Tragelemente in ihrer Höhe eingestellt, um einen zu messenden Körper in einer vorgegebenen Lage abzustützen.
DE 10 2015 114 212 A1 offenbart eine Anordnung zum Einspannen eines rotierbaren Werkstücks. Eine Pinole ist zwischen einer Spannstellung und einer Freigabestellung mit einer Hand bedienbar. Die Pinole ist hierfür drehgelagert in einem Reitstock aufgenommen. Die Bewegung der Pinole zwischen der Freigabestellung und der Spannstellung wird über eine Kulissenführung vorgegeben.
Die in DE 10 2018 007 050 A1 beschriebene Zentrierschnittstelle eines Werkstückwechselträgers weist einen Tischadapter und eine Werkstückaufnahmebasis auf. Der Tischadapter kann mit einem Messtisch einer Messmaschine verbunden werden. Zur Positionierung zwischen dem Tischadapter und dem Messtisch sind drei Auflagestellen gebildet, die jeweils unterschiedlich ausgestaltet sind.
DE 60 2004 006 600 T2 offenbart eine Werkzeugwechselvorrichtung mit einem Adapter zur Befestigung auf einer Koordinatenmessmaschine. Ein Werkzeughalter kann mittels Positionierungsflächen statisch bestimmt angeordnet werden.
In WO 91/06396 A2 wird eine Koordinatenmessmaschine beschrieben, die einen Drehtisch aufweist. Der Drehtisch hat eine Grundplatte, die an einer Basis befestigt ist. Eine Auflageplatte ist drehbar an der Grundplatte angeordnet. Hierzu ist eine Mehrzahl von Kugeln in einem Kreis um die Drehachse angeordnet. Benachbarte Kugeln bilden V-förmige Nuten. An der Auflageplatte des Drehtisches sind Körper angeordnet, die in die V-förmigen Zwischenräume zwischen den Kugeln eingreifen, so dass eine Sechspunktauflage erreicht ist.
DE 10 2016 118 572 A1 offenbart einen auf einem Drehtisch außerhalb (dezentral) einer Spannfutteraufnahme angeordneten Referenzkörper. Der Referenzkörper besteht vorzugsweise aus einer Kugel als eigentlicher Referenz und einem daran befestigten Schaft, der am gegenüberliegenden Ende einen Gewindeabschnitt zur Befestigung aufweist.
Eine gattungsbildende Schnellspanneinrichtung sowie ein gattungsbildendes Spannsystem ist in DE 20 2021 104 671 U1 beschrieben. Die Schnellspanneinrichtung hat eine Basiseinheit mit mehreren Spannelementen, die in Umfangsrichtung um eine Mittelachse verteilt angeordnet sind. Die Spannelemente sind zwischen einer Freigabeposition und einer Spannposition bewegbar. Mittels einer Positionieranordnung kann ein Fußteil einer Werkstückhalteeinheit in der Schnellspanneinrichtung exakt positioniert werden.
Aus DE 10 2014 111 576 A1 geht eine Spanneinrichtung zum Einspannen eines Werkstücks hervor. Die Spanneinrichtung weist eine ringförmige Aufspanneinheit mit Spannbacken auf, die in radial verlaufenden Nuten verschiebbar angeordnet sind. Die Spannbacken können mittels eines jeweiligen Nutensteins festgeklemmt werden. Radial nach außen vorgespannte Spannbolzen sind in Kulissenbahnen geführt und können aus ihrer Spannstellung entlang einer Kulissenbahn schräg zur Umfangsrichtung und schräg zur Radialrichtung bewegt werden.
Ausgehend vom Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Schnellspanneinrichtung bereitzustellen, die sich einfach zum Spannen und Lösen einer Werkstückhalteeinheit bedienen lässt und lediglich einen geringen Bauraum benötigt, insbesondere eine geringe Bauhöhe aufweist. Außerdem soll eine hohe Steifigkeit der Abstützung der eingespannten Werkstückhalteeinheit erreicht werden. Bevorzugt soll auch eine verbesserte Referenzierung der Drehachse im Koordinatensystem der Messmaschine ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Schnellspanneinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder ein Spannsystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 13 gelöst.
Die erfindungsgemäße Schnellspanneinrichtung hat eine Basiseinheit, an der mehrere Spannelemente angeordnet sind. Die Spannelemente sind in einer Umfangsrichtung um eine Mittelachse verteilt angeordnet, vorzugsweise entlang einer gemeinsamen Kreisbahn. Jedes Spannelement ist zwischen einer Freigabeposition und einer Spannposition bewegbar. In der Spannposition beaufschlagt das betreffende Spannelement eine einzuspannende Werkstückhalterung mit einer Spannkraft. Die Spannkraft ist die Kraft oder Kraftkomponente, die parallel zur Mittelachse in einer Axialrichtung ausgerichtet ist. In der Spannstellung können eventuell auch Kraftkomponenten rechtwinklig zur Axialrichtung erzeugt werden, deren Beträge jedoch verglichen mit dem Betrag der Spannkraft deutlich geringer sind.
An der Basiseinheit sind mehrere Schieber rechtwinklig zur Mittelachse (also in Radialrichtung) bzw. rechtwinklig zur Axialrichtung bewegbar gelagert. Jeder Schieber ist mit einem der Spannelemente und vorzugsweise genau einem der Spannelemente bewegungsgekoppelt. Eine Bewegung des betreffenden Schiebers zur Mittelachse hin oder von der Mittelachse weg verursacht eine betreffende Bewegung des Spannelements in Richtung der Spannposition oder in Richtung der Freigabeposition. Beispielsweise kann eine lineare Bewegung des Schiebers in eine Schwenkbewegung des Spannelements zwischen der Freigabeposition und der Spannposition durch die Kopplung transformiert werden.
Ein Drehring der Schnellspanneinrichtung ist um die Mittelachse drehbar gelagert. Er kann zwischen einer Ausgangsdrehposition und einer Arbeitsdrehposition gedreht werden. Die Ausgangsdrehposition ist der Freigabeposition der Spannelemente und die Arbeitsdrehposition ist der Spannposition der Spannelemente zugeordnet.
Zwischen dem Drehring und den Schiebern ist eine Bewegungskopplung hergestellt, so dass die Schieber entlang ihrer Bewegungsbahn eine Schieberposition einnehmen, die von der Drehposition des Drehrings abhängt. An dem Drehring sind mehrere Führungskulissen vorhanden. Mittels jeder der Führungskulissen wird jeweils ein zugeordneter Schieber geführt gelagert. Jede Führungskulisse ist bei einem Ausführungsbeispiel als Aussparung oder Nut am Drehring realisiert. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Führungskulissen durch eine andere Ausgestaltung von hervorstehenden Führungsvorsprüngen oder Führungsschienen zu bilden. Zumindest ein Teil jedes Schiebers ist als Nutenstein ausgebildet, der mit der zugeordneten Führungskulisse in Eingriff steht.
Der Drehring kann relativ zur Basiseinheit schwimmend gelagert sein, so dass er parallel zu einer Lagerebene bewegbar ist, wobei die Lagerebene rechtwinkelig zur Mittelachse orientiert ist. Zusätzlich oder alternativ kann die schwimmende Lagerung auch ein Kippen bzw. Schrägstellen des Drehrings gegenüber der Lagerebene zulassen.
Bei einem ersten erfindungsgemäßen Aspekt der Schnellspanneinrichtung hat jede Führungskulisse einen ersten Kulissenabschnitt und einen zweiten Kulissenabschnitt. Bevorzugt hat jede Führungskulisse ausschließlich zwei Kulissenabschnitte. Der erste Kulissenabschnitt und der zweite Kulissenabschnitt schließen sich vorzugsweise unmittelbar aneinander an. Die Verlaufsrichtung oder Erstreckungsrichtung der Führungskulisse und somit der Kulissenabschnitte kann durch eine Mittellinie der Führungskulisse definiert sein. Der erste Kulissenabschnitt hat einen Verlauf, der schräg zur Umfangsrichtung ausgerichtet ist. Dabei kann sich der erste Kulissenabschnitt linear oder nicht-linear (z.B. bogenförmig) erstrecken. Der zweite Kulissenabschnitt hat relativ zur Umfangsrichtung betrachtet eine Steigung bzw. eine Erstreckung, die sich vom ersten Kulissenabschnitt unterscheidet.
Der erste Kulissenabschnitt und/oder der zweite Kulissenabschnitt verlaufen nicht ausschließlich in Radialrichtung und/oder ausschließlich Umfangsrichtung.
Wenn sich die Spannelemente in der Freigabeposition befinden und der Drehring die Ausgangsdrehposition einnimmt, sind die Schieber jeweils mit einem ersten Kulissenabschnitt gekoppelt. Insbesondere befinden sich die Schieber in einer Position an einem Ende des ersten Kulissenabschnitts, das vom zweiten Kulissenabschnitt entfernt bzw. dem zweiten Kulissenabschnitt entgegengesetzt ist. Der Drehring befindet sich dann in der Ausgangsdrehposition.
In der Spannposition sind die Schieber mit dem zweiten Kulissenabschnitt der jeweiligen Führungskulisse gekoppelt. Der Drehring befindet sich dann in der Arbeitsdrehposition.
Die Ausgestaltung der Schnellspanneinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung benötigt lediglich wenig Bauraum und kann insbesondere in Axialrichtung parallel zur Mittelachse kompakt gebaut werden. Der Drehring dient als Bedienelement zur manuellen Betätigung und/oder zur automatisierten Betätigung. Mittels des Drehrings lassen sich sämtliche Spannelemente schnell und einfach zwischen der Freigabeposition und der Spannposition bewegen. Durch die unterschiedlichen Steigungen der Kulissenabschnitte ist es möglich, den gesamten Drehpositionsbereich des Drehrings zwischen der Ausgangsdrehposition und der Arbeitsdrehposition klein zu halten und zusätzlich eine Übersetzung zu realisieren, die eine Selbsthemmung in der Spannposition der Spannelemente bewirkt. Im Bereich der Arbeitsdrehposition des Drehrings und der jeweiligen Spannposition der Spannelemente sind lediglich geringe Kräfte zum Drehen des Drehrings erforderlich.
Grundsätzlich ist es bevorzugt, wenn die Führungskulissen identisch sind, insbesondere bezüglich der Ausrichtung der Kulissenabschnitte relativ zur Radialrichtung und/oder Umfangsrichtung um die Mittelachse. Bei einem Ausführungsbeispiel können sich wenigstens zwei der vorhandenen Führungskulissen voneinander unterscheiden, insbesondere bezüglich der Ausrichtung der Kulissenabschnitte relativ zur Radialrichtung und/oder Umfangsrichtung um die Mittelachse.
Es ist bevorzugt, wenn der zweite Kulissenabschnitt zumindest teilweise schräg zur Umfangsrichtung verläuft. Der zweite Kulissenabschnitt kann dabei einen nicht linearen und insbesondere bogenförmigen Verlauf aufweisen. Der Verlauf weicht von einem Verlauf in Umfangsrichtung ab. Durch diesen nicht linearen und insbesondere bogenförmigen Verlauf verändert sich abhängig von Drehposition des Drehrings auch die Kontakt- oder Kopplungsstelle zwischen dem Drehring und dem zugeordneten Schieber. Als Folge davon verändert sich das Übersetzungsverhältnis zwischen einem auf den Drehring wirkenden Drehmoment und der von den Schiebern erzeugten Radialkraft auf die Spannelemente und somit auch der von den Spannelementen erzeugten Spannkraft. Durch einen nicht-linearen, insbesondere bogenförmigen, nicht mit der Umfangsrichtung übereinstimmenden Verlauf des zweiten Kulissenabschnitts lassen sich Veränderungen beim Erzeugen der Spannkraft für die einzelnen Spannelemente zumindest teilweise kompensieren.
Bei einem Ausführungsbeispiel hat der erste Kulissenabschnitt einen linearen Verlauf.
Die Steigung bzw. der Steigungswinkel eines Kulissenabschnitts relativ zur Umfangsrichtung ist bei einem Ausführungsbeispiel an jeder Stelle des ersten Kulissenabschnitts größer als an irgendeiner Stelle des zweiten Kulissenabschnitts. Der Steigungswinkel wird an jeder Stelle der Führungskulisse definiert zwischen einer Mittellinie der Führungskulisse und einer Tangente an die Umfangsrichtung an der jeweils betrachteten Stelle. Wenn die Mittellinie der Führungskulisse einen bogenförmigen Verlauf aufweist, wird der Steigungswinkel zwischen der Tangente an die Umfangsrichtung und der Tangente an die Mittellinie bestimmt.
Zur Erzeugung der Spannkraft weist die Schnellspanneinrichtung eine Krafterzeugungseinrichtung auf. Die Krafterzeugungseinrichtung ist zur Erzeugung der Spannkraft über den Drehring und die Schieber mit den Spannelementen gekoppelt. Die Krafterzeugungseinrichtung erzeugt ein Drehmoment in Umfangsrichtung auf den Drehring, das aufgrund der Bewegungskopplung eine Schubkraft auf die Schieber und dadurch wiederum eine von den Spannelementen ausgeübte Spannkraft bewirkt. Die Krafterzeugungseinrichtung kann für jedes Spannelement eine und insbesondere genau eine Krafterzeugungseinheit aufweisen.
Die wenigstens eine Krafterzeugungseinheit kann beispielsweise eine Zugkraft auf den Drehring ausüben.
Die Krafterzeugungseinrichtung und insbesondere jede Krafterzeugungseinheit weist ein Krafterzeugungselement auf, das den Drehring in einem ersten Drehpositionsbereich in seine Ausgangsdrehposition drängt. Das wenigstens eine Krafterzeugungselement kann zusätzlich oder alternativ in einem zweiten Drehpositionsbereich des Drehrings derart auf den Drehring einwirken, dass dieser in seine Arbeitsdrehposition gedrängt wird. Somit kann eine sozusagen bistabile Schnellspanneinrichtung erreicht werden.
Es ist bevorzugt, dass die Schieber mit dem ersten Kulissenabschnitt der jeweiligen Führungskulisse gekoppelt sind, wenn sich der Drehring im ersten Drehpositionsbereich befindet. Zusätzlich oder alternativ befindet sich der Drehring im zweiten Drehpositionsbereich, wenn die Schieber mit dem zweiten Kulissenabschnitt der jeweiligen Führungskulisse gekoppelt sind. An einer Übergangsposition der Schieber grenzt der erste Drehpositionsbereich an den zweiten Drehpositionsbereich an. Die Übergangsposition der Schieber kann sich im ersten Kulissenabschnitt befinden oder an der Stelle, an der der erste Kulissenabschnitt in den zweiten Kulissenabschnitt übergeht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Krafterzeugungseinrichtung und vorzugsweise jede Krafterzeugungseinheit einen Schwenkhebel. Jeder Schwenkhebel ist um eine Hebellagerachse schwenkbar gelagert. Die Hebellagerachse erstreckt sich vorzugsweise in Axialrichtung. Mit Abstand zu der Hebellagerachse ist jeder Schwenkhebel mit einem zugeordneten Krafterzeugungselement verbunden bzw. gekoppelt. Außerdem kann jeder Schwenkhebel mit Abstand zu seiner Hebellagerachse mit dem Drehring gekoppelt sein, um die Kraft des Krafterzeugungselements auf den Drehring zu übertragen. Die Kopplung zwischen dem Drehring und dem Schwenkhebel kann beispielsweise über einen Fortsatz realisiert sein, der sich bei einer Schwenkbewegung des Schwenkhebels um die Schwenklagerachse bewegt und dabei gleichzeitig relativ zum Drehring bewegt. Der Fortsatz kann beispielsweise ein Kulissenelement bzw. Nutenstein einer Kulissenführung sein.
Es ist bevorzugt, wenn jedes Krafterzeugungselement eine Initialkraft erzeugt, so dass ein Drehmoment auf den jeweils zugeordneten Schwenkhebel um die Hebellagerachse wirkt, zumindest dann, wenn die Initialkraft keine Richtung hat, die die Hebellagerachse schneidet. Wenn der Richtungsvektor der Initialkraft die Hebellagerachse schneidet, wirkt kein Drehmoment auf den Schwenkhebel. Diese Stellung entspricht der Übergangsstelle zwischen dem ersten Drehpositionsbereich und dem zweiten Drehpositionsbereich des Drehrings. Verläuft die Richtung der Initialkraft versetzt zur Hebellagerachse, wirkt auf den Schwenkhebel ein Drehmoment, das unterschiedliche Drehmomentrichtungen haben kann und den Drehring somit entweder in Richtung der Ausgangsdrehposition oder in Richtung der Arbeitsdrehposition drängt, so dass die Spannelemente entweder in Richtung ihrer Freigabeposition oder in Richtung ihrer Spannposition gedrängt werden.
Es ist bevorzugt, wenn jedes Spannelement in der Spannposition in eine Axialrichtung parallel zur Mittelachse und/oder in einer Radialrichtung radial zur Mittelachse unelastisch abgestützt ist. Unter einer unelastischen Abstützung ist eine Abstützung zu verstehen, bei der sich keine elastische Positionsänderung des Spannelements ergibt, wenn auf das Spannelement Kräfte oder Momente wirken, die beim ordnungsgemäßen Gebrauch der Schnellspanneinrichtung auftreten.
Bei einem Ausführungsbeispiel können die Spannelemente jeweils um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert sein, die in einer Richtung ausgerichtet ist, die wiederum rechtwinklig zur Mittelachse orientiert ist. Die Bewegung der Spannelemente zwischen der Freigabeposition und der Spannposition erfolgt durch eine Schwenkbewegung und vorzugsweise ausschließlich eine Schwenkbewegung um die jeweilige Schwenkachse.
Zusätzlich oder alternativ zu einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt der Schnellspanneinrichtung kann die Schnellspanneinrichtung auch gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt ausgeführt werden. Bei dieser Ausgestaltung weist die Schnellspanneinrichtung analog zu einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele eine Basiseinheit, mehrere an der Basiseinheit angeordnete Spannelemente und mehrere an der Basiseinheit gelagerte Schieber auf. Außerdem hat die Schnellspanneinrichtung gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt einen Drehring. Die Ausgestaltung und/oder Anordnung und/oder Lagerung des Drehrings und/oder der Spannelemente und/oder der Schieber kann irgendeinem Ausführungsbeispiel des ersten erfindungsgemäßen Aspekts entsprechen.
Die Schnellspanneinrichtung gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt hat außerdem eine Krafterzeugungseinrichtung, die mit dem Drehring gekoppelt und dazu eingerichtet ist, eine Initialkraft zu erzeugen. Durch die Initialkraft kann auf den Drehring ein Drehmoment ausgeübt werden, das aufgrund der Kopplung zwischen dem Drehring und den Schiebern einerseits und den Schiebern und den Spannelementen andererseits in die Spannkraft umgewandelt werden kann, die in der Spannposition zwischen jedem Spannelement und einer einzuspannenden Werkstückhalterung wirkt. Die Krafterzeugungseinrichtung kann gemäß irgendeinem Ausführungsbeispiel des ersten erfindungsgemäßen Aspekts der Schnellspanneinrichtung realisiert sein.
Ein Spannsystem weist eine Schnellspanneinrichtung nach irgendeinem Ausführungsbeispiel sowie eine Werkstückhalteeinheit auf. Die Werkstückhalteeinheit ist dazu eingerichtet, ein Werkstück zu halten. Die Werkstückhalteeinheit hat ein Fußteil, mittels dem die Werkstückhalteeinheit in der Schnellspanneinrichtung eingespannt werden kann. Vorzugsweise hat das Fußteil an einer Unterseite mehrere Positionierkörper, die dazu eingerichtet sind, mit einer Positionieranordnung der Schnellspanneinrichtung zusammen zu arbeiten. An der der Unterseite entgegengesetzten Oberseite weist das Fußteil eine Spannfläche für jedes Spannelement auf.
Mittels der Positionierkörper und der Positionieranordnung wird das Fußteil und mithin die Werkstückhalteeinheit relativ zur Schnellspanneinrichtung positioniert und in einer gewünschten Ausrichtung angeordnet.
Unabhängig von anderen Aspekten der Schnellspanneinrichtung und des Spannsystems kann eine Referenzeinheit aufweisend einen Referenzkörper für die Schnellspanneinrichtung bereitgestellt werden. Die Referenzeinheit kann Bestandteil des Spannsystems sein. Vorzugsweise ist der Referenzkörper in Axialrichtung positionierbar bzw. einstellbar an einer Referenzkörperhalterung angeordnet. Die Referenzkörperhalterung ist vorzugsweise dazu eingerichtet lösbar an der Schnellspanneinrichtung angeordnet zu werden, insbesondere werkzeuglos, beispielsweise mittels einer magnetischen Verbindung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine perspektivische Teildarstellung einer Messmaschine sowie einem Spannsystem aufweisend ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schnellspanneinrichtung sowie eine Werkstückhalteeinheit und eine optionale Referenzeinheit in einer perspektivischen Teildarstellung,
2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schnellspanneinrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
3 ein Ausführungsbeispiel eines Fußteils einer Werkstückhalteeinheit in einer perspektivischen Darstellung,
4 das Fußteil der Werkstückhalteeinheit aus 2 in einer Seitenansicht,
5 einen Schnitt durch ein Spannsystem entlang einer Mittelachse in perspektivischer Darstellung, wobei das Spannsystem eine Werkstückhalteeinheit mit Fußteil gemäß den 3 und 4 sowie eine Schnellspanneinrichtung gemäß 2 aufweist,
6 einen anderen Schnitt durch das Spannsystem gemäß 5 versetzt zur Mittelachse in perspektivischer Darstellung,
7 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnellspanneinrichtung sowie einer optionalen Referenzeinheit,
8 einen Drehring, einen Basisring und Spannelemente einer erfindungsgemäßen Schnellspanneinrichtung in einer perspektivischen Ansicht, wobei sich die Spannelemente in einer Freigabeposition befinden,
9 die Bestandteile der Schnellspanneinrichtung aus 8 in einer Draufsicht entlang der Mittelachse,
10 einen Drehring, einen Basisring und Spannelemente einer erfindungsgemäßen Schnellspanneinrichtung in einer perspektivischen Ansicht, wobei sich die Spannelemente in einer Spannposition befinden,
11 die Bestandteile der Schnellspanneinrichtung aus 10 in einer Draufsicht entlang der Mittelachse,
12 und 13 jeweils eine Prinzipdarstellung einer Krafterzeugungseinheit in unterschiedlichen Positionen und Zuständen,
14 eine Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Schnellspanneinrichtung im Bereich eines Spannelements in Draufsicht,
15 eine schematische Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Spannelements einer erfindungsgemäßen Schnellspanneinrichtung in einer Freigabeposition,
17 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Schnellspanneinrichtung aufweisend eine Basiseinheit und einen Drehring,
18 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Referenzeinheit, bestehend aus einem Referenzkörper und einer Referenzkörperhalterung, wobei die Referenzkörperhalterung zum Anbringen an der Basiseinheit einer erfindungsgemäßen Schnellspanneinrichtung eingerichtet ist,
19 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Bereich einer Montageplatte und einer Adapterplatte der Referenzkörperhalterung aus 18 und
20 bis 23 jeweils eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Werkstückhalteeinheit.

1 zeigt eine Messmaschine 10 in einer perspektivischen Teildarstellung. Die Messmaschine 10 hat eine Tasteinrichtung 11 mit einem Tastelement 12. Das Tastelement 12 kann zum taktilen und/oder berührungslosen Antasten eines nicht dargestellten Werkstücks verwendet werden, um Merkmale des Werkstücks zu messen.
Zum Einspannen des Werkstücks in der Messmaschine 10 dient ein Spannsystem 15. Das Spannsystem 15 weist eine Schnellspanneinrichtung 16 sowie eine Werkstückhalteeinheit 17 auf. An der Werkstückhalteeinheit 17 ist das zu messende Werkstück angeordnet. Die Werkstückhalteeinheit 17 stellt somit mittelbar die Verbindung zwischen dem Werkstück und die Schnellspanneinrichtung 16 her. Die Werkstückhalteeinheit 17 kann Haltemittel aufweisen, die an die jeweilige Geometrie, Größe und Ausgestaltung des Werkstücks angepasst sind.
Das Spannsystem 15 kann mehrere unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Werkstückhalteeinheit 17 aufweisen (1 sowie 20-23), um unterschiedliche Werkstücke halten zu können. Jede Werkstückhalteeinheit 17 weist ein Fußteil 18 auf. Die Fußteile 18 jeder Werkstückhalteeinheiten 17 können im Wesentlichen identisch aufgebaut sein und stellen die Verbindungsschnittstelle zu der Schnellspanneinrichtung 16 dar. Mittels des Fußteils 18 können somit die unterschiedlichen Werkstückhalteeinheiten 17 einfach und schnell in der Schnellspanneinrichtung 16 positioniert und eingespannt werden.
An einer Unterseite weist das Fußteil 18 mehrere Positionierkörper 19 auf. Beim Ausführungsbeispiel sind drei Positionierkörper 19 in einer Umfangsrichtung um eine zentrale Achse Z des Fußteils 18 angeordnet, vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Positionierkörper 19 des Fußteils 18 sind insbesondere in den 3 und 4 zu erkennen. Sie sind beim Ausführungsbeispiel durch Zylinderkörper bzw. Zylinderstifte gebildet, deren Zylinderachsen sich radial zur zentralen Achse Z erstrecken. Die Zylinderkörper können in Aussparungen bzw. Nuten am Fußteil 18 angeordnet sein.
Zumindest ein Abschnitt jedes Positionierkörpers 19 steht von der Unterseite des Fußteils 18 vor und kann mit diesem Abschnitt in einer zugeordneten Positioniervertiefung 20 (6) der Schnellspanneinrichtung angeordnet werden. Die Schnellspanneinrichtung 16 weist für jeden Positionierkörper 19 eine zugeordnete Positioniervertiefung 20 auf. Die Positioniervertiefungen 20 sind in einer Umfangsrichtung U um eine Mittelachse M der Schnellspanneinrichtung 16 verteilt angeordnet und beispielsgemäß regelmäßig verteilt angeordnet. Die Positioniervertiefungen 20 sind beim Ausführungsbeispiel an einer Basiseinheit 21 der Schnellspanneinrichtung 16 angeordnet. Die Basiseinheit 21 und insbesondere die Positioniervertiefungen definiert bzw. definieren die Mittelachse M der Schnellspanneinrichtung 16. Die Richtung parallel zur Mittelachse M wird als Axialrichtung A bezeichnet und eine Rotationsrichtung bzw. Drehrichtung um die Mittelachse M wird als Umfangsrichtung U bezeichnet (z.B. 2).
Jede Positioniervertiefung 20 kann zwischen zwei in Umfangsrichtung U nebeneinander angeordneten zylindrischen oder kugelförmigen Körpern gebildet sein. Beim Ausführungsbeispiel weist die Basiseinheit 21 drei Paare von Kugeln 22 auf. Jedes Paar von Kugeln 22 begrenzt dazwischen jeweils eine der Positioniervertiefungen 20. Wie es beispielsweise in den 2, 6 und 7 zu erkennen ist, sind die Kugeln 22 in einer Basisplatte 23 der Basiseinheit 21 angeordnet.
Anstelle der Verwendung von Kugeln 22 oder anderen Körpern können die Positioniervertiefungen 20 auch auf anderer Weise in der Basisplatte 23 realisiert sein, beispielsweise in Form von nutförmigen Vertiefungen, die insbesondere radial zur Mittelachse M ausgerichtet sind und im Querschnitt schräg zueinander angeordnete Nutflanken aufweisen - die Nuten können somit V-förmig sein.
Zu der Basiseinheit 21 gehört beispielsgemäß ein Basisring 24, der sich koaxial um die Mittelachse M erstreckt. Der Basisring 24 ist an der Basisplatte 23 befestigt, beispielsweise durch eine Schraubverbindung ( 7). Der Basisring 24 umschließt in Umfangsrichtung U einen Innenbereich 25, in dem das Fußteil 18 der Werkstückhalteeinheit 17 angeordnet werden kann. In Axialrichtung A ist der Innenbereich 25 auf der einen Seite zum Einsetzen des Fußteils 18 offen und auf der anderen Seite durch die Basisplatte 23 begrenzt. Die Positioniervertiefungen 20 sind vom Innenbereich 25 zugänglich.
Der Basisring 24 und die Basisplatte 23 können separate Bauelemente sein oder monolithisch als ein einziges Bauelement ausgebildet sein.
Die Schnellspanneinrichtung 16 weist außerdem ein Mittel oder eine Einrichtung auf, um die Relativdrehlage zwischen der Werkstückhalteeinheit 17 und der Schnellspanneinrichtung 16 zu definieren. Dazu ist beim Ausführungsbeispiel an der Basiseinheit 21 ein Vorsprung 26 vorhanden, der seitlich und beispielsgemäß radial in den Innenbereich 25 hineinragt. Der Vorsprung 26 weist beim Ausführungsbeispiel eine teilzylindrische und beispielsweise halbzylindrische Form auf. Seine Zylinderachse ist in Axialrichtung A ausgerichtet. Der Vorsprung 26 der Basiseinheit 21 könnte auch eine andere beliebige Kontur aufweisen.
Am Fußteil 18 ist angepasst an die Querschnittskontur des Vorsprungs 26 eine Randaussparung 27 vorhanden. Die Randaussparung 27 durchsetzt das Fußteil 18 parallel zur zentralen Achse Z vollständig und ist beim Ausführungsbeispiel radial zur zentralen Achse Z nach außen offen. Die Randaussparung 27 hat eine Querschnittskontur, die genauso groß ist wie oder etwas größer ist als die Querschnittskontur des Vorsprungs 26.
Zum Positionieren und Ausrichten der Werkstückhalteeinheit 17 an der Schnellspanneinrichtung 16 wird das Fußteil 18 in den Innenbereich 25 eingesetzt. Die Positionierkörper 19 gelangen in die jeweils zugeordnete Positioniervertiefung 20 der Basiseinheit 21, so dass das Fußteil 18 statisch bestimmt gegenüber der Basiseinheit 21 ausgerichtet wird. Die Zuordnung der Positionierkörper 19 zu der jeweiligen Positioniervertiefung 20 erfolgt durch den Vorsprung 26 und die Randaussparung 27. Die exakte Drehlage des Fußteils 18 um die Mittelachse M der Schnellspanneinrichtung 16 wird beispielsgemäß durch das Zusammenwirken der Positionierkörper 19 mit den Positioniervertiefungen 20 definiert.
Im Bereich des Vorsprungs 26 bzw. der Randaussparung 27 kann bei hergestellter Verbindung zwischen dem Fußteil 18 und der Basiseinheit 21 ein Freiraum zwischen dem Vorsprung 26 und dem Fußteil 18 verbleiben. In Abwandlung dazu ist es auch möglich, dass der Vorsprung 26 an einer oder mehreren Stellen am Fußteil 18 anliegt. Bei allen Ausführungen besteht die Möglichkeit, dass ein Drehmoment um die Mittelachse M zwischen der Werkstückhalteeinheit 17 und der Schnellspanneinrichtung 16 am Vorsprung 26 abgestützt werden kann, um eine Relativdrehung zu vermeiden.
Bei abgewandelten Ausführungsbeispielen kann der Vorsprung 26 auch am Fußteil 18 und die Randaussparung 27 an der Basiseinheit 21 und insbesondere dem Basisring 24 vorhanden sein.
Die Schnellspanneinrichtung 16 hat beim Ausführungsbeispiel außerdem um die Mittelachse M verteilt (insbesondere regelmäßig verteilt) angeordnete Spannelemente 32, beispielsgemäß drei Spannelemente 32. Jedes Spannelement 32 kann zwischen einer Freigabeposition RP und einer Spannposition CP bewegt werden. In der Freigabeposition RP können die Spannelemente 32 den Zugang von oben zum Innenbereich 25 vollständig freigeben - sie sind dann insbesondere radial nach außen versetzt zum Innenbereich 25 angeordnet. Alternativ dazu können sind in der Freigabeposition RP auch in den Innenbereich 25 eingreifen und/oder oberhalb des Innenbereichs positioniert sein. Jedenfalls wird ein ausreichend großer Freiraum zwischen den Spannelementen 32 zum Einsetzen und Herausnehmen des Fußteils 18 in bzw. aus dem Innenbereich 25 gewährleistet, wenn sich die Spannelemente 32 in der jeweiligen Freigabeposition RP der befinden.
Die Bewegung zwischen der Freigabeposition RP und der Spannposition CP ist beim Ausführungsbeispiel eine Schwenkbewegung um eine Schwenkachse S. Die Schwenkachse S jedes Spannelements 32 erstreckt sich beim Ausführungsbeispiel rechtwinklig zur Mittelachse M und versetzt zur Mittelachse M. Die Schwenkachsen S sind in einer gemeinsamen Radialebene zur Mittelachse M angeordnet. Sie erstrecken sich beispielsweise tangential zur Umfangsrichtung U.
In den 15 und 16 ist jeweils eine Prinzipdarstellung der Wirkungsweise der Spannelemente 32 dargestellt. 15 zeigt ein Spannelement 32 in der Freigabeposition RP und 16 zeigt das Spannelement 32 in der Spannposition CP.
Beim Ausführungsbeispiel ist jedes Spannelement 32 durch zwei schräg oder rechtwinklig miteinander verbundene Schenkel gebildet. Ein erster Schenkel 33 ist an einem Ende schwenkbar um die Schwenkachse S gelagert. An seinem dem Schwenklager entgegengesetzten Ende ist der erste Schenkel 33 mit einem zweiten Schenkel 34 verbunden. Die beiden Schenkel 33, 34 können monolithisch ausgebildet sein. Der zweite Schenkel 34 trägt einen Spannkörper 35. Der Spannkörper 35 ist dazu eingerichtet, in der Spannposition CP an einer zugeordneten Spannfläche 36 des Fußteils 18 anzuliegen und eine Spannkraft F auf das Fußteil 18 zu erzeugen, mit der das Fußteil 18 zwischen dem Spannelement 32 und der Basiseinheit 21 (beispielsgemäß der Basisplatte 23) eingespannt wird.
Der Spannkörper 35 hat vorzugsweise eine konvex geformte Außenfläche, beispielsgemäß eine sphärische Außenfläche. Der Spannkörper 35 kann durch einen Abschnitt einer Kugel gebildet sein, der vom zweiten Schenkel 34 weg ragt, wobei die Kugel am zweiten Schenkel 34 befestigt ist.
Die Spannelemente 32 sind in Umfangsrichtung U gleichmäßig verteilt um die Mittelachse M angeordnet. Zum Schwenken jedes Spannelements 32 um die Schwenkachse S ist jedes Spannelement 32 mit einem Schieber 40 bewegungsgekoppelt. Der Schieber 40 ist in einer Radialrichtung R radial zur Mittelachse M linear verschiebbar an der Basiseinheit 21 und beispielsgemäß am Basisring 24 gelagert. Hierzu hat der Schieber 40 beim Ausführungsbeispiel einen Bestandteil, ausgebildet als Nutenstein 41, der in einer Nut des Basisrings 24 verschiebbar angeordnet ist.
Der Schieber 40 hat außerdem ein Kulissenelement 42, das am Nutenstein 41 angeordnet ist. Das Kulissenelement 42 weist beim Ausführungsbeispiel rechtwinklig zur Axialrichtung A zumindest in einem Bereich oder Abschnitt einen kreisrunden Querschnitt auf. An einem den Nutenstein 41 entgegengesetzten Ende ist das Kulissenelement 42 über wenigstens ein Verbindungselement 43 und beispielsgemäß jeweils zwei Verbindungselemente 43 mit dem zugeordneten Spannelement 32 verbunden. Jedes Verbindungselement 43 ist sowohl am Spannelement 32 als auch am Kulissenelement 42 schwenkbar gelagert. Dadurch kann eine lineare Bewegung des Schiebers 40 in eine Schwenkbewegung des Spannelements 32 transformiert werden. Hierzu ist das Verbindungselement 43 mit Abstand zur Schwenkachse S am Spannelement 32 schwenkbar gelagert, beispielsgemäß am ersten Schenkel 33 und insbesondere an dem der Schwenkachse S entgegengesetzten Ende des ersten Schenkels 33.
Die Schnellspanneinrichtung 16 hat einen Drehring 46 zur Bewegung und/oder Positionierung der Schieber 40. Der Drehring 46 ist drehbar an der Basiseinheit 21 gelagert. In Axialrichtung A ist der Drehring 46 beim Ausführungsbeispiel zwischen dem Basisring 24 und einer Abdeckplatte 47 der Schnellspanneinrichtung 16 angeordnet. Die Abdeckplatte 47 ist unbeweglich an der Basiseinheit 21 befestigt, beispielsgemäß mittels einer Schraubverbindung, wie es insbesondere in 7 zu erkennen ist.
Beispielsgemäß ist der Drehring 46 schwimmend angeordnet und kann sich rechtwinkelig zur Axialrichtung A verschieben und/oder relativ zur Axialrichtung A neigen oder kippen. Um diese Bewegung des Drehrings 46 zu ermöglichen, ist beispielsgemäß der Innendurchmesser des Drehrings 46 größer als der minimale Innendurchmesser des Basisrings 24 (Radiusdifferenz b; 17). Dadurch besteht die Möglichkeit, Abweichungen in der Dimension der Fußteile 18 und/oder in der Orientierung und/oder Positionierung eines zu spannenden Fußteils 18 relativ zur Basiseinheit 21 zu kompensieren. Die Spannkörper 35 der Spannelemente 32 können sich dadurch in Axialrichtung A auf unterschiedlichen Niveaus bzw. unterschiedlichen Höhenlagen befinden. Daher können die Spannkörper 35 den Abweichungen des Fußteils 18 entsprechend positioniert werden und somit eine sichere Fixierung des Fußteils 18 ermöglichen, zumindest innerhalb eines Toleranzbereichs. Insbesondere Höhenabweichungen in Axialrichtung A der jeweiligen Spannflächen 36 relativ zueinander, an denen die jeweiligen Spannkörper 35 anliegen, lassen sich dadurch ausgleichen.
Die Schieber 40 sind mit dem Drehring 46 antriebs- bzw. bewegungsgekoppelt. Hierzu hat der Drehring 46 für jeden Schieber 40 eine Führungskulisse 48. Die Führungskulisse 48 ist beim Ausführungsbeispiel als eine Nut oder Aussparung im Drehring 46 gebildet, in die der Schieber 40 hineinragt oder hindurchragt, beispielsgemäß mit dem Kulissenelement 42. Auf der dem Basisring 24 entgegengesetzten Seite des Drehrings 46 sind die Enden der Kulissenelemente 42 angeordnet, an denen die Verbindungselemente 43 befestigt sind (vergleiche z.B. 8 und 10).
Der Drehring 46 ist zwischen einer Ausgangsdrehposition IP (8 und 9) und zumindest bis zu einer Arbeitsdrehposition WP (10 und 11) um die Mittelachse M drehbar. Die Arbeitsdrehposition WP ist durch die Ausgestaltung und Anordnung des Fußteils 18 vorgegeben und kann somit bei Abweichungen der Fußteile 18 von der idealen Sollform oder bei Fehlausrichtungen im Innenbereich 25 variieren. An die Ausgangsdrehposition IP schließt sich ein erster Drehpositionsbereich an. An den ersten Drehpositionsbereich schließt sich ein zweiter Drehpositionsbereich an, der die Arbeitsdrehposition WP aufweist.
Wenn die Drehposition des Drehrings 46 um die Mittelachse M durch einen Drehwinkel δ beschrieben wird, kann ein Drehwinkel δ=δ_IP die Ausgangsdrehposition IP definieren. Ein Drehwinkel δ=δ_WP kann die Arbeitsdrehposition WP definieren. Dann kann folgendes definiert werden:

erster Drehpositionsbereich: δ_IP ≤ δ ≤ δ_U
zweiter Drehpositionsbereich: δ_U < δ ≤ δ_WP

Dabei ist δ=δ_U der Drehwinkel, der den Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Drehpositionsbereich beschreibt.
Die Führungskulisse 48 hat einen ersten Kulissenabschnitt 49 und einen sich daran anschließenden zweiten Kulissenabschnitt 50. In der Ausgangsdrehposition IP befindet sich das Kulissenelement 42 im ersten Kulissenabschnitt 49 (8 und 9) und in der Arbeitsdrehposition WP befindet sich das Kulissenelement 42 im zweiten Kulissenabschnitt 50 der jeweils zugeordneten Führungskulisse 48 ( 10 und 11). Die Ausgangsdrehposition IP ist den Freigabepositionen RP der Spannelemente 32 zugeordnet, während die Arbeitsdrehposition WP den Spannpositionen CP der Spannelemente 32 zugeordnet ist.
Mittels des Drehrings 46 lassen sich über die Kopplung mit den Schiebern 40 sämtliche Spannelemente 32 zwischen der Freigabeposition RP und der Spannposition CP bewegen und beispielsgemäß schwenken. Der Drehring 46 ist somit ein Bedienelement der Schnellspanneinrichtung 46 und kann manuell oder motorisch betätigt werden.
Der erste Kulissenabschnitt 49 erstreckt sich beim Ausführungsbeispiel linear und schräg zur Umfangsrichtung U. Er verläuft nicht radial zur Mittelachse M, sondern ebenfalls schräg zur Radialrichtung R.
Der zweite Kulissenabschnitt 50 jeder Führungskulisse 48 erstreckt sich beim Ausführungsbeispiel nicht linear, sondern bogenförmig gekrümmt und nähert sich dabei ausgehend vom ersten Kulissenabschnitt 49 entlang seiner Erstreckungsrichtung der Mittelachse M an. Der Verlauf der Führungskulisse bzw. des ersten Kulissenabschnitts 49 und des zweiten Kulissenabschnitts 50 ist durch eine Mittellinie L definiert (14). Die Mittellinie L beschreibt die Bewegungsbahn entlang der sich das Kulissenelement 42 bzw. ein Zentrum des Kulissenelements 42 und der Drehring 46 relativ zueinander bewegen, wenn eine Relativdrehung des Drehrings 46 relativ zum Schieber 40 stattfindet. Bei dieser Relativdrehung bewegt sich der Schieber 40 in Radialrichtung R um eine Weglänge Δr, so dass dadurch wiederum aufgrund der Kopplung mit den Spannelementen 32 die Schwenkbewegung zwischen der Freigabeposition RP und der Spannposition CP erfolgen kann. Die Schieber 40 können in Radialrichtung R maximal um die Maximalweglänge Δr_max bewegt werden, die sich aus dem Abstand der entgegengesetzten Enden der Führungskulisse 48 von der Mittelachse M ergibt (14).
Dem Drehring 46 ist eine Krafterzeugungseinrichtung 55 mit wenigstens einer Krafterzeugungseinheit 56 zugeordnet. Beim Ausführungsbeispiel sind drei Krafterzeugungseinheiten 56 vorhanden. Die Krafterzeugungseinheiten 56 sind in Umfangsrichtung U verteilt um die Mittelachse M angeordnet (9 und 11). Jede Krafterzeugungseinheit 56 hat ein Krafterzeugungselement 57, beispielsgemäß eine Feder 58 und insbesondere eine Schraubenfeder. Außerdem weist jede Krafterzeugungseinheit 56 einen Schwenkhebel 59 auf, der schwenkbar um eine Hebellagerachse H gelagert ist. Die Hebellagerachsen H erstrecken sich beim Ausführungsbeispiel parallel zur Axialrichtung A. Prinzipdarstellungen der Krafterzeugungseinheiten 56 ist in den 12 und 13 veranschaulicht. Die Krafterzeugungseinheiten 56 sind außerdem anhand der 9 und 11 ersichtlich.
Über das Krafterzeugungselement 57 bzw. die Feder 58 wird eine Initialkraft FI erzeugt, die beim Ausführungsbeispiel eine Zugkraft ist und mit Abstand von der Hebellagerachse H am Schwenkhebel 59 angreift. Die Initialkraft FI wirkt entlang einer Geraden zwischen den beiden Befestigungsstellen der Feder 58, beispielsgemäß einer ersten Befestigungsstelle 60 am Schwenkhebel 59 und einer zweiten Befestigungsstelle 61 an der Basiseinheit 21, die in den 12 und 13 lediglich stark schematisiert veranschaulicht ist.
Verläuft eine Gerade G zwischen der ersten Befestigungsstelle 60 und der zweiten Befestigungsstelle 61 versetzt zur Hebellagerachse H, übt die Initialkraft FI ein Drehmoment auf den Schwenkhebel 59 aus. Im ersten Drehpositionsbereich (δ_IP ≤ δ ≤ δ_U) ist die Gerade G zwischen den beiden Befestigungsstellen 60, 61 auf der einen Seite der Hebellagerachse H angeordnet (12) während sich im zweiten Drehpositionsbereich (δ_U < δ ≤ δ_WP) des Drehrings 46 die Gerade G zwischen den beiden Befestigungsstellen 60, 61 auf der entgegengesetzten Seite der Hebellagerachse H befindet (13). An der Übergangsstelle zwischen den beiden Drehpositionsbereichen (δ=δ_U) erstreckt sich die Gerade G durch die Hebellagerachse H.
Somit wird im ersten Drehpositionsbereich des Drehrings 46 ein Drehmoment auf den Schwenkhebel 59 ausgeübt, das in einen Richtungssinn (hier im Uhrzeigersinn) um die Hebellagerachse H gerichtet ist, wohingegen im zweiten Drehpositionsbereich des Drehrings 46 ein Drehmoment auf den Schwenkhebel 59 ausgeübt wird, das im jeweils anderen Richtungssinn (hier entgegen dem Uhrzeigersinn) um die Hebellagerachse H gerichtet ist. Befindet sich der Drehring 46 an der Übergangsstelle zwischen dem ersten Drehpositionsbereich und dem zweiten Drehpositionsbereich (δ=δ_U), sind die Kulissenelemente 42 der Schieber 40 entweder im ersten Kulissenabschnitt 49 oder an im Übergang zwischen dem ersten Kulissenabschnitt 49 und dem zweiten Kulissenabschnitt 50 angeordnet.
Mit Abstand zu der Hebellagerachse H und beispielsgemäß an oder im Bereich der ersten Befestigungsstelle 60 ist jeder Schwenkhebel 59 mit dem Drehring 46 bewegungsgekoppelt, beispielsweise mittels eines Fortsatzes 62, der in eine nutförmige Aussparung 63 am Drehring 46 eingreift. Der Fortsatz 62 kann beispielsweise als Stift, insbesondere Zylinderstift, ausgebildet sein und sich ausgehend vom Schwenkhebel 59 in Axialrichtung A in die Aussparung 63 hinein erstrecken. Die Aussparung 63 kann bei sämtlichen Ausführungsbeispielen einen geradlinigen Verlauf aufweisen, wie es in den 12 und 13 schematisch dargestellt ist. Sie kann sich schräg zur Umfangsrichtung U und schräg zur Radialrichtung erstrecken. In Abwandlung hierzu kann die Aussparung 63 auch einen abgewinkelten und/oder gekrümmten Verlauf aufweisen, wie es anhand der Ausführungsbeispiele gemäß 8 bis 11 veranschaulicht ist. Beide Ausgestaltungsmöglichkeiten können bei sämtlichen Ausführungsformen zur Anwendung kommen.
Zum Spannen einer Werkstückhalteeinheit 17 wird wie folgt vorgegangen: Der Drehring 46 der Schnellspanneinrichtung 16 wird in die Ausgangsdrehposition IP gedreht, sofern er diese nicht einnimmt. Die Krafterzeugungseinrichtung 55 sorgt dafür, dass der Drehring 46 in der Ausgangsdrehposition IP gehalten wird. Anschließend kann das Fußteil 18 in den Innenbereich 25 eingesetzt werden. Die Positionierkörper 19 und die Positioniervertiefungen 20 sorgen für die genaue Relativposition und Relativausrichtung zwischen dem Fußteil 18 und der Basiseinheit 21. Anschließend wird der Drehring aus der Ausgangsdrehposition IP in den zweiten Drehpositionsbereich gedreht. In diesem zweiten Drehpositionsbereich sorgt die Krafterzeugungseinrichtung 55 dafür, dass der Drehring 46 in die Arbeitsdrehposition WP gebracht und dort gehalten wird. Die Spannelemente 32 werden durch die Drehung des Drehrings 46 von der Ausgangsdrehposition IP in die Arbeitsdrehposition WP aus der Freigabeposition RP in die Spannposition CP geschwenkt. Die Werkstückhalteeinheit 17 ist an der Schnellspanneinrichtung 16 eingespannt.
Um die Werkstückhalteeinheit 17 aus der Schnellspanneinrichtung 16 zu entnehmen, wird der Drehring 46 aus der Arbeitsdrehposition WP in den ersten Drehpositionsbereich gedreht. In diesem ersten Drehpositionsbereich sorgt die Krafterzeugungseinrichtung 55 dafür, dass der Drehring 46 in die Ausgangsdrehposition IP gebracht und dort gehalten wird. Die Spannelemente 32 werden durch die Drehung des Drehrings 46 von der Arbeitsdrehposition WP in die Ausgangsdrehposition IP aus der Spannposition CP in die Freigabeposition RP geschwenkt. Die Werkstückhalteeinheit 17 ist nicht mehr an der Schnellspanneinrichtung 16 eingespannt und kann entnommen werden.
Wie es in den 1, 7 und 18 veranschaulicht ist, kann die Schnellspanneinrichtung 16 dazu eingerichtet sein, eine Referenzeinheit 69, aufweisend einen Referenzkörper 70, beispielsgemäß eine Referenzkugel, und eine Referenzkörperhalterung 71, um den Referenzkörper 70 zu halten und zu positionieren. Die Referenzkörperhalterung 71 kann an der Schnellspanneinrichtung 16 befestigt werden, beispielsweise an der Basiseinheit 21 oder wie beim Ausführungsbeispiel an der Abdeckplatte 47 oder einem anderen mit der Basiseinheit 21 verbundenen Bestandteil. Der Referenzkörper 70 ist beim Ausführungsbeispiel an einem zylindrischen Sockel 72 der Referenzkörperhalterung 71 angeordnet. Die Referenzkörperhalterung 71 hat ein hohlzylindrisches Aufnahmeteil 73, in das der Sockel 72 eingesteckt und kraftschlüssig festgespannt bzw. festgeklemmt werden kann. Ein Anschlagteil 74 kann am Sockel 72 in einer gewünschten Position in Axialrichtung A befestigt werden, um die Position des Referenzkörpers 70 in Axialrichtung A einzustellen. Das Anschlagteil 74 definiert die Einstecktiefe des Sockels 72 in das Aufnahmeteil 73 und liegt in vollständig bzw. korrekt eingesteckter Position an einer Stirnfläche des Aufnahmeteils 73 an (1 und 7).
Die Referenzkörperhalterung 71 hat außerdem eine Adapterplatte 75, an der das Aufnahmeteil 73 befestigt ist, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung. Die Adapterplatte 75 kann über eine Verbindungseinrichtung 76 lösbar mit einer Montageplatte 77 der Referenzkörperhalterung 71 verbunden werden. Die Montageplatte 77 ist wiederum an der Schnellspanneinrichtung 16 und beispielsgemäß der Abdeckplatte 47 befestigt, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung. Die Montageplatte 77 kann alternativ auch durch einen Abschnitt der Abdeckplatte 47 oder einen anderen Bestandteil der Schnellspanneinrichtung 16 gebildet sein.
Die Verbindungseinrichtung 76 ist beim Ausführungsbeispiel insbesondere dazu eingerichtet, eine magnetische Verbindung zwischen der Adapterplatte 75 und der Montageplatte 77 herzustellen (19). Dazu weist beispielsweise die Adapterplatte 75 an ihrer der Montageplatte 77 zugewandten Unterseite wenigstens einen Magneten 78 auf. Die Montageplatte 77 ist aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise einer Stahllegierung. Dadurch kann eine Verbindungskraft in Axialrichtung A erzeugt werden.
Um eine exakte Positionierung und Ausrichtung der Adapterplatte 75 relativ zur Montageplatte 77 zu erreichen, weist die Verbindungseinrichtung 76 analog zur Schnellspanneinrichtung 16 von der Unterseite der Adapterplatte 75 vorstehende Positionierkörper 19 auf, die bei hergestellter Verbindung in eine Positioniervertiefung 20 der Montageplatte 77 eingreifen (oder umgekehrt). wobei die Positioniervertiefung 20 durch ein Paar von Körpern, beispielsweise Kugeln 22, gebildet sein kann.
Unterschiedliche Ausgestaltungsmöglichkeiten für Werkstückhalteeinheiten 17 sind beispielhaft den 1 sowie 20-23 zu entnehmen. Das Spannsystem 15 kann eine Mehrzahl unterschiedlich ausgestalteter Werkstückhalteeinheiten 17 aufweisen, so dass nach Art eines Baukastensystems abhängig von dem zu messenden Werkstück eine geeignete Werkstückhalteeinheit 17 ausgewählt und in die Schnellspanneinrichtung 16 eingespannt werden kann. Beispielsweise kann die Werkstückhalteeinheit 17 mehrere zur zentralen Achse Z hin bzw. von der zentralen Achse Z weg bewegbare Spannbacken 80 aufweisen. Mittels der Spannbacken 80 kann beispielsweise ein stabförmiges oder zylindrisches Werkstück gespannt werden (22). Bei einer Ausgestaltung mit zwei Spannbacken 80 (23) können beispielsweise Werkstücke mit zwei parallelen Außenseiten gespannt werden. Vorzugsweise sind die Werkstückhalteeinheiten 17 mit Spannbacken 80 dazu eingerichtet, Werkstücke zentriert gegenüber der zentralen Achse Z zu spannen, wobei sämtliche Spannbacken 80 jeweils denselben Abstand von der zentralen Achse Z aufweisen.
Die Werkstückhalteeinheit 17 gemäß 20 hat beispielsweise eine Lochplatte 81, auf der Werkstücke mit Hilfe von Befestigungsmitteln angeordnet werden können. Diese Lochplatte 81 weist wegen ihres Durchmessers, der etwa so groß ist wie der Durchmesser der Basiseinheit 21 der Schnellspanneinrichtung 16 eine Plattenaussparung 82 für die Referenzeinheit 69 auf. Die Drehposition der Plattenaussparung 82 der Lochplatte 81 in Umfangsrichtung um die Mittelachse M wird durch die Drehposition des Fußteils 18 der Werkstückhalteeinheit 17 um die Mittelachse M bestimmt. Die Drehposition des Fußteils 18 um die Mittelachse M ist wiederum durch das Zusammenwirken der Randaussparung 27 des Fußteils 18 und dem Vorsprung 26 der Basiseinheit 21 definiert. Dadurch ist sichergestellt, dass die Plattenaussparung 82 und die zum Anbringen der Referenzeinheit 69 vorgesehene Stelle an der Schnellspanneinrichtung 16 in Umfangsrichtung um die Mittelachse M übereinstimmen.
Die Art und Anzahl der in einem Spannsystem 15 vorhandenen Werkstückhalteeinheiten 17 kann variieren.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele kombinieren mehrere erfindungsgemäße Aspekte. Der erste erfindungsgemäße Aspekt betrifft die Bewegungskopplung oder Antriebskopplung zwischen dem Drehring 46 und den Spannelementen 32 mittels der Schieber 40 und der Führungskulissen 48. Ein weiterer unabhängiger erfindungsgemäßer Aspekt ist die Ausgestaltung der Krafterzeugungseinrichtung 55 zur Erzeugung der Initialkraft FI auf den Drehring 46, die dann wiederum in die Spannkraft FS der Spannelemente 32 transformiert werden kann, wenn der Drehring 46 sich in einem zweiten Drehpositionsbereich in seiner Arbeitsdrehposition WP befindet. Diese beiden Aspekte können separat oder kombiniert miteinander verwendet werden.
Die Erfindung betrifft eine Schnellspanneinrichtung 16 sowie ein Spannsystem 15 mit einer Schnellspanneinrichtung 16. Die Schnellspanneinrichtung 16 ist dazu eingerichtet, ein Fußteil 18 einer Werkstückhalteeinheit 17 einzuspannen und optional eine Referenzeinheit 69 außermittig aufnehmen zu können. Die Schnellspanneinrichtung 16 hat eine Basiseinheit 21, mehrere Spannelemente 32 und einen Drehring 46 zur Betätigung bzw. Bedienung der Schnellspanneinrichtung 16. Der Drehring ist mit den Spannelementen 32 über radial an der Basiseinheit 21 bewegbar geführt gelagerte Schieber 40 bewegungsgekoppelt. Der Drehring 46 ist um eine Mittelachse M drehbar an der Basiseinheit 21 gelagert. Die Kopplung zwischen den Schiebern 40 und dem Drehring 46 erfolgt über Führungskulissen 48 am Drehring 46. Bei einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung weisen die Führungskulissen 48 zwei unterschiedlich gegenüber der Umfangsrichtung U um die Mittelachse M ausgerichtete Kulissenabschnitte 49, 50 auf. Bei einem zweiten erfindungsgemä-ßen Aspekt ist eine Krafterzeugungseinrichtung 55 vorhanden, die ein Drehmoment auf den Drehring 46 erzeugen kann, das wiederum aufgrund der Kopplung mit den Spannelementen 32 in eine Spannkraft FS umgesetzt wird, mit der die Spannelemente 32 in ihrer jeweiligen Spannposition CP das Fußteil 18 der Werkstückhalteeinheit 17 beaufschlagen.
Bezugszeichenliste:

10: Messmaschine
11: Tasteinrichtung
12: Tastelement
15: Spannsystem
16: Schnellspanneinrichtung
17: Werkstückhalteeinheit
18: Fußteil
19: Positionierkörper
20: Positioniervertiefung
21: Basiseinheit
22: Kugel
23: Basisplatte
24: Basisring
25: Innenbereich
26: Vorsprung
27: Randaussparung
32: Spannelement
33: erster Schenkel
34: zweiter Schenkel
35: Spannkörper
36: Spannfläche
40: Schieber
41: Nutenstein
42: Kulissenelement
43: Verbindungselement
46: Drehring
47: Abdeckplatte
48: Führungskulisse
49: erster Kulissenabschnitt
50: zweiter Kulissenabschnitt
55: Krafterzeugungseinrichtung
56: Krafterzeugungseinheit
57: Krafterzeugungselement
58: Feder
59: Schwenkhebel
60: erste Befestigungsstelle
61: zweite Befestigungsstelle
62: Fortsatz
63: Aussparung
69: Referenzeinheit
70: Referenzkörper
71: Referenzkörperhalterung
72: Sockel
73: Aufnahmeteil
74: Anschlagteil
75: Adapterplatte
76: Verbindungseinrichtung
77: Montageplatte
78: Magnet
80: Spannbacke
81: Lochplatte
82: Plattenaussparung
δ: Drehwinkel des Drehrings um die Mittelachse
δIP: Drehwinkel der Ausgangsdrehposition
δWP: Drehwinkel der Arbeitsdrehposition
δU: Drehwinkel des Übergangs zwischen erstem und zweitem Drehpositionsbereich
Δr: Weglänge
Δrmax: Maximalweglänge
A: Axialrichtung
b: Radiusdifferenz
CP: Spannposition
FS: Spannkraft
FI: Initialkraft
H: Hebellagerachse
IP: Ausgangsdrehposition
L: Mittellinie
M: Mittelachse
RP: Freigabeposition
S: Schwenkachse
U: Umfangsrichtung
WP: Arbeitsdrehposition
Z: zentrale Achse des Fußteils

Claims

Schnellspanneinrichtung (16) aufweisend: - eine Basiseinheit (21), - mehrere an der Basiseinheit (21) in einer Umfangsrichtung (U) um eine Mittelachse (M) verteilt angeordnete Spannelemente (32), wobei jedes Spannelement (32) zwischen einer Freigabeposition (RP) und einer Spannposition (CP) bewegbar und in der Spannposition (CP) dazu eingerichtet ist, eine Werkstückhalteeinheit (17) mit einer in Axialrichtung (A) parallel zur Mittelachse (M) wirkenden Spannkraft (FS) zu beaufschlagen, - mehrere rechtwinkelig zur Mittelachse (M) bewegbar an der Basiseinheit (21) gelagerte Schieber (40), wobei jeder Schieber (40) mit einem der Spannelemente (32) gekoppelt ist, - einem relativ zur Basiseinheit (21) drehbar um die Mittelachse (M) angeordneten Drehring (46), der zwischen einer der Freigabeposition (RP) zugeordneten Ausgangsdrehposition (IP) und einer der Spannposition (SP) zugeordneten Arbeitsdrehposition (WP) drehbar ist, - mehrere am Drehring (46) angeordnete Führungskulissen (48), wobei jede der Führungskulissen (48) mit einem der Schieber (40) gekoppelt ist, und wobei jede der Führungskulissen (48) einen ersten Kulissenabschnitt (49) und einen zweiten Kulissenabschnitt (50) aufweist, und wobei sich zumindest der erste Kulissenabschnitt (49) schräg zur Umfangsrichtung (U) um die Mittelachse (M) erstreckt und jeder Schieber (40) in der Ausgangsdrehposition (IP) mit dem ersten Kulissenabschnitt (49) und in der Arbeitsdrehposition (WP) mit dem zweiten Kulissenabschnitt (50) der jeweils zugeordneten Führungskulisse (48) gekoppelt ist, - eine Krafterzeugungseinrichtung (55), die die Spannkraft (FS) erzeugt, wobei die Krafterzeugungseinrichtung (55) über den Drehring (46) und die Schieber (40) mit den Spannelementen (32) derart gekoppelt ist, dass ein Drehmoment in Umfangsrichtung (U) auf den Drehring (46) erzeugt wird, das aufgrund der Bewegungskopplung eine Schubkraft auf die Schieber (40) und dadurch wiederum die von den Spannelementen (32) ausgeübte Spannkraft (FS) bewirkt.
Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Kulissenabschnitt (50) zumindest teilweise schräg zur Umfangsrichtung (U) verläuft.
Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Kulissenabschnitt (49) einen linearen Verlauf aufweist.
Schnellspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kulissenabschnitt (50) einen nichtlinearen und insbesondere bogenförmigen Verlauf aufweist.
Schnellspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Steigungswinkel einer Mittellinie (L) der Führungskulisse (48) gegenüber der Umfangsrichtung (U) im ersten Kulissenabschnitt (49) an jeder Stelle größer ist als im zweiten Kulissenabschnitt (50) .
Schnellspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Krafterzeugungseinrichtung (55) wenigstens ein Krafterzeugungselement (57) aufweist, das den Drehring (46) in einem ersten Drehpositionsbereich des Drehrings (46) in seine Ausgangsdrehposition (IP) dängt und/oder den Drehring (46) in einem zweiten Drehpositionsbereich des Drehrings (46) in seine Arbeitsdrehposition (WP) drängt.
Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 6, wobei die Schieber (40) mit dem ersten Kulissenabschnitt (49) der jeweils zugeordneten Führungskulisse (48) gekoppelt sind, wenn sich der Drehring (46) im ersten Drehpositionsbereich befindet.
Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei sich der Drehring (46) im zweiten Drehpositionsbereich befindet, wenn die Schieber (40) mit dem zweiten Kulissenabschnitt (50) der jeweils zugeordneten Führungskulisse (48) gekoppelt sind.
Schnellspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 , wobei die Krafterzeugungseinrichtung (55) wenigstens einen Schwenkhebel (59) aufweist, der um eine Hebellagerachse (H) schwenkbar gelagert ist, und mit Abstand zu der Hebellagerachse (H) mit dem Krafterzeugungselement (57) oder wenigstens einem der Krafterzeugungselemente (57) gekoppelt ist.
Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 9, wobei jedes Krafterzeugungselement (57) eine Initialkraft (FI) erzeugt, und die Initialkraft (FI) den Schwenkhebel (59) mit einem Drehmoment beaufschlagt, wenn die Richtung der Initialkraft (FI) nicht durch die Hebellagerachse (H) verläuft.
Schnellspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Spannelement (32) in der Spannposition (CP) in einer Axialrichtung (A) parallel zur Mittlachse (M) und/oder in einer Radialrichtung (R) radial zur Mittlachse (M) unelastisch abgestützt ist.
Schnellspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spannelemente (32) um eine rechtwinkelig zur Mittelachse (M) verlaufende Schwenkachse (S) schwenkbar sind.
Spannsystem (15) aufweisend: - eine Schnellspanneinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und - wenigstens eine Werkstückhalteeinheit (17), die zum Halten eines Werkstücks eingerichtet ist und die ein in der Schnellspanneinrichtung (16) positionierbares und einspannbares Fußteil (18) aufweist, das an einer Unterseite mehrere Positionierkörper (19) aufweist, die dazu eingerichtet sind zur Positionierung und Ausrichtung der Werkstückhalteeinheit (17) in der Schnellspanneinrichtung (16) mit jeweils einer Positioniervertiefung (20) der Schnellspanneinrichtung (16) zusammenzuarbeiten, wobei das Fußteil (18) an einer der Unterseite entgegengesetzten Oberseite für jedes Spannelement (32) eine Spannfläche (36) aufweist.