WO2021000976A1 - Device for releasably fixing a workpiece to be machined, frame for receiving at least one such device, and method for supporting the workpiece to be machined - Google Patents

Abstract

The invention relates to a device (1) for releasably fixing a workpiece (2) to be machined, wherein the device (1) comprises a support strut (3), the end of which closest to the workpiece (2) is equipped with a workpiece support (5) bearing indirectly or directly against the workpiece surface (4). In accordance with the solution according to the invention, the end of the support strut (3) opposite the workpiece (2) is mounted in a housing (6) of the device (1) such that the support strut is pivotable, rotatable and the axial length of the support strut is variable. The invention additionally describes a frame for receiving at least one device of this kind and also a method for supporting a workpiece (2) to be machined on a frame (25) equipped with at least one device (1).

Description

Vorrichtung zur lösbaren Fixierung eines zu bearbeitenden Werkstücks, Rahmen zur Aufnahme mindestens einer derartigen Vorrichtung und Verfahren zur Device for releasably fixing a workpiece to be machined, frame for receiving at least one such device and method for

Lagerung des zu bearbeitenden Werkstücks Storage of the workpiece to be processed

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur lösbaren Fixierung eines zu bearbeitenden Werkstücks, einen Rahmen zur Aufnahme mindestens einer derartigen Vorrichtung und ein Verfahren zur Lagerung des zu bearbeitenden Werkstücks. The invention relates to a device for releasably fixing a workpiece to be machined, a frame for receiving at least one such device and a method for supporting the workpiece to be machined.

Aus der DE 102 30 270 B4 ist eine Vorrichtung zur lösbaren Fixierung einer gleichmäßig gekrümmten Oberfläche eines zu bearbeitenden, tafelförmigen Werkstückes bekannt, wobei das zu bearbeitende Werkstück ein großflächiges, gewölbtes Laminatblech ist. Die aus dieser Druckschrift bekannte Vorrichtung weist ein Gehäuse auf, in dem mehrere Stützstreben translatorisch bewegbar gelagert sind, sodass diese an die Wölbung des Werkstückes angepasst werden können. Am werkstückseitigen Ende der Stützstreben sind Halterungen zur Fixierung eines Profils angeordnet, an dem Saugnäpfe befestigt sind, die an eine Unterdruckerzeugungseinrichtung angeschlossen wreden. Die Stützstreben, die Halterungen, das Profil und die Saugnäpfe bilden gemeinsam eine Einheit zur Fixierung einer Seite des zu bearbeitenden Werkstückes. Auf der dieser Einheit gegenüberliegenden Seite des Werkstückes ist eine weitere derartige Einheit vorgesehen, die das Werkstück zusätzlich von seiner Rückseite her fixiert, sodass das Werkstück mittels der Saugnäpfe und dem vorhandenen Unterdrück (Vakuum) beidseitig eingespannt ist. Während der Fixierung des Werkstückes über die Saugnäpfe passen sich diese infolge des anliegenden Unterdrucks unmittelbar an die Oberfläche des Werkstückes an, gehen jedoch in ihre ursprüngliche Ausgangsform zurück, wenn sie vom Werkstück gelöst werden. From DE 102 30 270 B4 a device for releasably fixing a uniformly curved surface of a panel-shaped workpiece to be processed is known, the workpiece to be processed being a large-area, curved laminate sheet. The device known from this publication has a housing in which several support struts are mounted such that they can be moved in a translatory manner, so that they can be adapted to the curvature of the workpiece. At the end of the support struts on the workpiece side, mounts for fixing a profile are arranged, to which suction cups are attached, which are connected to a vacuum generating device. The support struts, the brackets, the profile and the suction cups together form a unit for fixing one side of the workpiece to be machined. On the side of the workpiece opposite this unit, another such unit is provided which additionally fixes the workpiece from its rear side so that the workpiece is clamped on both sides by means of the suction cups and the existing negative pressure (vacuum). During the fixation of the workpiece on the Suction cups adapt them directly to the surface of the workpiece due to the negative pressure applied, but return to their original shape when they are released from the workpiece.

Zum Fixieren tafelförmiger Werkstücke für spezielle Formen der Bearbeitung sind allgemein Vorrichtungen bekannt, die aus Elementen in Form selektiv ausfahrbarer Stangen bestehen, die am freien Ende mit einer Art Saugnapf versehen sind. In diesem Sinne beschreibt das Patent DE 1 903 576 C eine Vorrichtung aus manuell positionierbaren Stützen mit einem Haltenapf an ihrem freien Ende. For fixing panel-shaped workpieces for special forms of machining, devices are generally known which consist of elements in the form of selectively extendable rods which are provided with a type of suction cup at the free end. In this sense, the patent DE 1 903 576 C describes a device made of manually positionable supports with a holding cup at its free end.

Weitere Beispiele für Vorrichtungen mit Haltestützen, die am freien Ende ein napfförmiges Auflageelement in Verbindung mit einer Lufteinrichtung aufweisen, sind die Patente GB 120697, US 3681834 A und EP 0069230 B1. Further examples of devices with holding supports which have a cup-shaped support element in connection with an air device at the free end are patents GB 120697, US Pat. No. 3,681,834 A and EP 0069230 B1.

Den bislang bekannten Lösungen ist gemein, dass sie jeweils Stützstreben aufweisen, die ausschließlich linear beziehungsweise translatorisch bewegt werden können. Zudem sind in einigen Ausführungsvarianten für die Bewegung einer jeden Stützstrebe jeweils gesonderte Antriebe erforderlich, sodass damit ein erheblicher konstruktiver Aufwand einhergeht und die Herstellungskosten für eine derartige Vorrichtung erheblich sind. The solutions known up to now have in common that they each have support struts that can only be moved linearly or translationally. In addition, in some design variants, separate drives are required in each case for the movement of each support strut, so that this entails considerable constructional effort and the manufacturing costs for such a device are considerable.

Eine besondere Problematik besteht darüber hinaus häufig, wenn Werkstücke mit einer sehr komplexen Formgebung oder mit einer erheblichen Bauteilgröße in einen Werkstückträger einer Werkzeugmaschine eingespannt werden müssen, um sie zu vermessen oder zu bearbeiten. Bei der Bearbeitung kann es sich beispielsweise um spanende Verfahren, also um Fräsverfahren, Bohrverfahren oder Schneidverfahren handeln. Dabei dürfen die einzelnen Stützstreben oder Halterungen den Bearbeitungswerkzeugen nicht im Wege sein und müssen ferner das Werkstück möglichst in einer Weise einspannen, dass dieses, ohne Verformungen oder Eigenspannungen auszubilden, fixiert werden kann. Nur so kann eine qualitativ hochwertige und maßgenaue Bearbeitung des Werkstückes erfolgen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, auch komplexe Geometrien eines Werkstücks exakt und zuverlässig zu fixieren, um dessen Bearbeitung insgesamt zu vereinfachen und eine hohe Maßgenauigkeit zu erreichen. Darüber hinaus soll ein Rahmen zur Aufnahme des Werkstückes angegeben werden, der möglichst flexibel einsetzbar ist und mit kurzen Umrüstzeiten an unterschiedliche Werkstücke angepasst werden kann. Weiterhin sollte ein Verfahren angegeben werden, mit dem mindestens eine, in dem Rahmen aufgenommene Vorrichtung an die Struktur des Werkstücks angepasst werden kann. In addition, there is often a particular problem when workpieces with a very complex shape or with a considerable component size have to be clamped in a workpiece carrier of a machine tool in order to measure or machine them. The machining can, for example, be a machining process, that is, a milling process, drilling process or cutting process. The individual support struts or brackets must not be in the way of the machining tools and must also clamp the workpiece in such a way that it can be fixed without developing deformations or internal stresses. This is the only way to ensure high quality and accurate machining of the workpiece. The invention is based on the object of providing a device which is able to precisely and reliably fix even complex geometries of a workpiece in order to simplify its processing overall and to achieve high dimensional accuracy. In addition, a frame for holding the workpiece should be specified, which can be used as flexibly as possible and can be adapted to different workpieces with short changeover times. Furthermore, a method should be specified with which at least one device accommodated in the frame can be adapted to the structure of the workpiece.

Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 , 15 und 19. The invention solves this problem with the features of independent patent claims 1, 15 and 19.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Further refinements of the invention are the subject of the subclaims.

Eine Vorrichtung zur lösbaren Fixierung eines zu bearbeitenden Werkstücks, bei dem die Vorrichtung mindestens eine Stützstrebe aufweist, deren dem Werkstück zugewandtes Ende mit einem an der Werkstückoberfläche mittelbar oder unmittelbar anliegenden Werkstückträger ausgestattet ist, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass das dem Werkstück gegenüberliegende Ende der Stützstrebe schwenkbar, rotierbar und in seiner axialen Länge veränderbar in einem Gehäuse der Vorrichtung gelagert ist. A device for the detachable fixation of a workpiece to be machined, in which the device has at least one support strut, the end of which facing the workpiece is equipped with a workpiece carrier directly or indirectly adjacent to the workpiece surface, was further developed according to the invention to the effect that the end of the support strut opposite the workpiece is pivotable, rotatable and adjustable in its axial length in a housing of the device.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist eine sehr flexible Anpassung der Vorrichtung an die Oberfläche und an spezielle Geometrien eines Werkstückes problemlos möglich. Durch die zusätzlich zu der translatorischen Bewegung mögliche Rotation und durch die Schwenkbarkeit können die Stützstreben sogar für Werkstücke eingesetzt werden, deren zu fixierende Oberfläche eine Wellenkontur mit unterschiedlichen Abmessungen der einzelnen Wellen und Täler aufweist. Damit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch geeignet, das Werkstück in Bereichen zu fixieren, die bisher für eine Fixierung oder Einspannung nicht zugänglich waren. Ein sehr vorteilhaftes Beispiel für die Umsetzung der Rotation und/oder Schwenkbarkeit der Stützstreben ist darin zu sehen, dass die Stützstrebe an ihrem dem Werkstück gegenüberliegenden Ende ein Kugelgelenk aufweist. Mit einem Kugelgelenk lassen sich Rotations- und Schwenkbewegungen, also Bewegungen in mehreren Freiheitsgraden umsetzen. Der Aufbau eines derartigen Kugelgelenks ist verhältnismäßig einfach und platzsparend, was in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von besonderer Bedeutung ist. With the solution according to the invention, a very flexible adaptation of the device to the surface and to special geometries of a workpiece is possible without any problems. Due to the rotation possible in addition to the translational movement and the pivotability, the support struts can even be used for workpieces whose surface to be fixed has a wave contour with different dimensions of the individual waves and valleys. The device according to the invention is thus also suitable for fixing the workpiece in areas that were previously inaccessible for fixing or clamping. A very advantageous example for implementing the rotation and / or pivotability of the support struts can be seen in the fact that the support strut has a ball joint at its end opposite the workpiece. With a ball joint, rotating and swiveling movements, i.e. movements in several degrees of freedom, can be implemented. The construction of such a ball joint is relatively simple and space-saving, which is of particular importance in a device according to the invention.

Eine besonders einfache Ausführungsvariante eines derartigen Kugelgelenkes kann darin gesehen werden, dass das Kugelgelenk eine mit der Stützstrebe verbundene Lagerkugel aufweist, die in dem Gehäuse der Vorrichtung beweglich gelagert ist. Die Lagerkugel kann dabei auf die Stützstrebe aufgesetzt oder an der Stützstrebe ausgebildet sein. Mit Hilfe der Lagerkugel lassen sich nicht nur die erwähnten Rotations- und/oder Schwenkbewegungen der Stützstrebe auf einfache Weise realisieren. Es ist darüber hinaus auch möglich, eine Verstellung der Stützstrebe in axialer Richtung umzusetzen. Hierfür wird die Stützstrebe durch eine zentrale, kreiszylindrische Bohrung der Lagerkugel geführt, sodass die Stützstrebe die Lagerkugel durchdringt. Somit lässt sich mit einer verhältnismäßig einfachen Baugruppe sowohl eine axiale Bewegung der Stützstrebe, als auch eine Rotations und/oder Schwenkbewegung in beliebigen Richtungen umsetzen. Anders ausgedrückt handelt es sich hierbei um eine sehr einfach zu realisierende Maßnahme, die jedoch wesentliche Vorteile für die Vorrichtung und für die maßgenaue Lagerung und Fixierung des Werkstückes mit sich bringt. A particularly simple variant of such a ball joint can be seen in the fact that the ball joint has a bearing ball which is connected to the support strut and which is movably supported in the housing of the device. The bearing ball can be placed on the support strut or formed on the support strut. With the help of the bearing ball, not only can the mentioned rotational and / or pivoting movements of the support strut be implemented in a simple manner. It is also possible to adjust the support strut in the axial direction. For this purpose, the support strut is guided through a central, circular-cylindrical bore in the bearing ball so that the support strut penetrates the bearing ball. Thus, with a relatively simple assembly, both an axial movement of the support strut and a rotational and / or pivoting movement in any direction can be implemented. In other words, this is a very easy to implement measure, which, however, has significant advantages for the device and for the dimensionally accurate storage and fixation of the workpiece.

Zur weiteren Verbesserung der Lagerungseigenschaften der Lagerkugel kann darüber hinaus eine Lagerschale vorgesehen werden, die die Lagerkugel in dem Gehäuse der Vorrichtung aufnimmt. Dabei ist es möglich, als Lagerschale eine Kunststoff-Lagerschale oder eine metallische Lagerschale zu verwenden. Die Auswahl der entsprechenden Werkstoffe für die Lagerschale richtet sich dabei nach den zu erwartenden Belastungen, die durch das einzuspannende beziehungsweise zu fixierende Werkstück zu erwarten sind. Da die Einstellung der Position der Stützstrebe der Vorrichtung in Anpassung an die Oberfläche des zu fixierenden Werkstücks möglichst flexibel sein muss, geht ein weiterführender Vorschlag der Erfindung dahin, die Lagerkugel mit mehreren, in ihre Mantelfläche eingebrachten Schlitzen auszustatten. Die Schlitze gestatten dabei eine zentripetale, also zum geometrischen Mittelpunkt der Lagerkugel hin gerichtete Verspannung der Lagerkugel, sodass aufgrund der damit gegebenen Elastizität der Lagerkugel Spanneinheiten unmittelbar an der Lagerkugel angreifen können, die dadurch die innerhalb der Lagerkugel geführte Stützstrebe in jeder gewünschten Position fixieren. To further improve the bearing properties of the bearing ball, a bearing shell can also be provided which receives the bearing ball in the housing of the device. It is possible to use a plastic bearing shell or a metallic bearing shell as the bearing shell. The selection of the appropriate materials for the bearing shell is based on the expected loads that are to be expected from the workpiece to be clamped or fixed. Since the setting of the position of the support strut of the device to match the surface of the workpiece to be fixed must be as flexible as possible, a further proposal of the invention is to equip the bearing ball with several slots made in its outer surface. The slots allow a centripetal bracing of the bearing ball, that is to say towards the geometric center point of the bearing ball, so that, due to the elasticity of the bearing ball, clamping units can act directly on the bearing ball, thereby fixing the support strut guided within the bearing ball in any desired position.

Der Verlauf der Schlitze der Lagerkugel wird dabei an die zu erwartenden Belastungen angepasst. So können beispielsweise die die Lagerkugel vollständig durchdringenden Schlitze mäanderförmig verlaufen oder abwechselnd, in zueinander entgegengesetzt orientierten Richtungen bis über den Äquator der Lagerkugel hinaus in die Lagerkugel eingebracht sein. Dabei sind andere Verlaufsformen der Schlitze selbstverständlich möglich, die sich aufgrund empirischer Erfahrungen oder anhand von Versuchen ergeben können, um möglichst optimale Einspannergebnisse der Stützstrebe zu erreichen. The course of the slots in the bearing ball is adapted to the expected loads. For example, the slots that completely penetrate the bearing ball can run in a meandering manner or alternately, in mutually opposite directions, can be introduced into the bearing ball beyond the equator of the bearing ball. Other shapes of the slots are of course possible, which can result from empirical experience or from tests in order to achieve the best possible clamping results for the support strut.

Um die Stützstrebe in jeder gewünschten Position fixieren zu können, geht eine weiterbildende Maßnahme nach der Erfindung dahin, dass das Kugelgelenk und hier insbesondere die Lagerkugel zur Ausrichtung der Stützstrebe in einer zur Fixierung des Werkstücks geeigneten Position mittels eines pneumatischen, hydraulischen oder elektromagnetischen Spannmechanismus fixierbar ist. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, dass bevorzugt, aber nicht zwingend, keine mechanischen Spannmechanismen zum Einsatz kommen, sondern die Fixierung der Stützstreben in der gewünschten Position möglichst automatisiert erfolgen kann. So ist die Ausrichtung zum Beispiel automatisierbar, in dem ein programmgesteuerter Roboter die Stützstreben anhand vorgegebener CAD-Daten unmittelbar in ihrer für die Fixierung des Werkstücks geeigneten Position ausrichtet, sodass nach der auf diese Weise erfolgten Ausrichtung der Stützstreben der Spannmechanismus zum Einsatz kommt, der die Stützstreben im Bereich des Kugelgelenkes fixiert. In order to be able to fix the support strut in any desired position, a further development measure according to the invention is that the ball joint and here in particular the bearing ball for aligning the support strut can be fixed in a position suitable for fixing the workpiece by means of a pneumatic, hydraulic or electromagnetic clamping mechanism . It is of particular importance here that preferably, but not necessarily, no mechanical tensioning mechanisms are used, but that the support struts can be fixed in the desired position as automatically as possible. The alignment can be automated, for example, in that a program-controlled robot aligns the support struts directly in their position suitable for fixing the workpiece using specified CAD data, so that after the alignment that has taken place in this way, the Support struts the clamping mechanism is used, which fixes the support struts in the area of the ball joint.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltung dieser Lösung wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass der in dem Gehäuse der Vorrichtung aufgenommene Spannmechanismus zur sphärischen Klemmung der Lagerkugel des Kugelgelenks mindestens einen Kolben, insbesondere einen Pneumatikkolben, einen Federenergiespeicher mit Klemmbacken, einen Elektromagneten oder einen Hydraulikstößel aufweist. Gegebenenfalls kann hier auch ein Keilgetriebe mit einem Pneumatikkolben zum Einsatz kommen. Letztlich handelt es sich bei den Spannmechanismen um Vorrichtungen, die an der Außenoberfläche der Lagerkugel angreifen und diese in zentripetaler Richtung verspannen, sodass die in der Lagerkugel geführte Stützstrebe auf diese Weise fixiert wird. According to a special embodiment of this solution, it is also proposed that the clamping mechanism received in the housing of the device for spherical clamping of the bearing ball of the ball joint has at least one piston, in particular a pneumatic piston, a spring energy store with clamping jaws, an electromagnet or a hydraulic ram. If necessary, a wedge gear with a pneumatic piston can also be used here. Ultimately, the tensioning mechanisms are devices that engage the outer surface of the bearing ball and tension it in the centripetal direction, so that the support strut guided in the bearing ball is fixed in this way.

In besonders einfacher Weise lässt sich das Werkstück mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung fixieren, wenn der Werkstückträger ein Kontursegment als Bestandteil einer Unterdruckerzeugungseinrichtung aufnimmt und das Kontursegment eine dieses durchdringende Saugleitung aufweist, deren Säugöffnung sich in einer zu dem zu fixierenden Werkstück komplementär ausgeführten Anlagefläche des Kontursegmentes befindet. The workpiece can be fixed in a particularly simple manner with the device according to the invention if the workpiece carrier receives a contour segment as part of a vacuum generating device and the contour segment has a suction line that penetrates this and the suction opening of which is located in a contact surface of the contour segment that is complementary to the workpiece to be fixed.

Anders ausgedrückt wird das Werkstück mit einem Unterdrück angesaugt und auf diese Weise lösbar an dem Kontursegment fixiert. Wenn in diesem Zusammenhang von einem„Unterdrück“ gesprochen wird, so bezieht sich diese Bezeichnung auf einen Druck, der geringer ist, als der Normalluftdruck. Vielfach wird in diesem Zusammenhang auch von einem „Vakuum“ gesprochen. In besonders vorteilhafter Weise verfügt das Kontursegment daher über eine das Kontursegment durchdringende Saugleitung, deren Säugöffnung sich in der zu dem Werkstück komplementär ausgeführten Anlagefläche des Kontursegmentes befindet. Kommt eine derartige Unterdruckerzeugungseinrichtung zum Einsatz, so kann es auch, jedoch nicht zwingend, von Vorteil sein, wenn das Kontursegment elastische Eigenschaften aufweist und hierfür aus einem entsprechenden Werkstoff besteht, bei dem es sich zum Beispiel um einen Kunststoff oder um einen Elastomerwerkstoff handeln kann. Geeignet erscheinen für diesen Zweck auch schaumstoffartige Werkstoffe. In other words, the workpiece is sucked in with a negative pressure and in this way is releasably fixed on the contour segment. If "negative pressure" is used in this context, this designation refers to a pressure that is lower than the normal air pressure. A “vacuum” is often used in this context. In a particularly advantageous manner, the contour segment therefore has a suction line which penetrates the contour segment and whose suction opening is located in the contact surface of the contour segment, which is designed to be complementary to the workpiece. If such a negative pressure generating device is used, it can also, but not necessarily, be advantageous if the contour segment has elastic properties and, for this purpose, has a corresponding one There is material, which can be, for example, a plastic or an elastomer material. Foam-like materials also appear suitable for this purpose.

Von Bedeutung ist bei Verwendung einer Unterdruckerzeugungseinrichtung jedoch zur Aufrechterhaltung des Unterdrucks, dass eine Abdichtung gegenüber der Umgebung erfolgt. Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß in die zu dem Werkstück komplementär ausgeführte Anlagefläche des Kontursegmentes eine Konturdichtung integriert, die die in der Anlagefläche vorhandenen Säugöffnungen umschließt, sodass dadurch eine Saugfläche des Kontursegments gebildet wird. Die Konturdichtung legt sich bevorzugt im Randbereich des Kontursegmentes an die Oberfläche des Werkstücks an. When using a negative pressure generating device, however, it is important to maintain the negative pressure that there is a seal with respect to the environment. For this reason, according to the invention, a contour seal is integrated into the contact surface of the contour segment, which is complementary to the workpiece, which surrounds the suction openings in the contact surface so that a suction surface of the contour segment is formed. The contour seal preferably rests against the surface of the workpiece in the edge area of the contour segment.

Im einfachsten Fall kann die Konturdichtung gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung als ein in eine nutförmige Ausnehmung des Kontursegments eingesetztes Lippenprofil ausgeführt sein, wobei die nutförmige Ausnehmung in die dem Werkstück zugewandte Anlagefläche des Kontursegments integriert ist. Zum Beispiel ist es möglich, die Nut als L-förmige Nut auszuführen, in die ein Vakuum-Lippenprofil als Konturdichtung eingesetzt ist. In the simplest case, the contour seal according to an advantageous embodiment of the invention can be designed as a lip profile inserted into a groove-shaped recess of the contour segment, the groove-shaped recess being integrated into the contact surface of the contour segment facing the workpiece. For example, it is possible to design the groove as an L-shaped groove in which a vacuum lip profile is inserted as a contour seal.

Da sich ein Unterdrück in besonders vorteilhafter Weise für die lösbare Fixierung des Werkstückes eignet, wird gemäß einer weiterbildenden Maßnahme der Erfindung vorgeschlagen, dass auch der Werkstückträger einen Bestandteil der Unterdruckerzeugungseinrichtung bildet und eine strömungsleitend mit der Saugleitung des Kontursegments verbundene Saugleitung aufweist. Auf diese Weise kann der Unterdrück über die Saugleitung des Werkstückträgers bis in das Kontursegment hineingeführt werden, wo er letztlich in der zuvor beschriebenen Weise zum Ansaugen des Werkstückes verwendet wird. Since a negative pressure is particularly advantageous for the detachable fixation of the workpiece, it is proposed according to a further development measure of the invention that the workpiece carrier also forms part of the negative pressure generating device and has a suction line connected to the suction line of the contour segment in a flow-conducting manner. In this way, the negative pressure can be guided via the suction line of the workpiece carrier into the contour segment, where it is ultimately used in the manner described above to suck in the workpiece.

Die strömungsleitende Verbindung zu den vorhandenen Saugleitungen kann beispielsweise über einen Saugleitungsanschluss realisiert werden, der beispielsweise einen Bestandteil des Werkstückträgers bildet. Auf diese Weise ist der Saugleitungsanschluss leicht zugänglich, was insbesondere bei der Installation und bei Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten von Vorteil ist. The flow-conducting connection to the existing suction lines can be implemented, for example, via a suction line connection which, for example, forms part of the workpiece carrier. That way is the suction line connection is easily accessible, which is particularly advantageous during installation and during maintenance and / or repair work.

Eine besonders vorteilhafte Maßnahme ist gemäß der vorliegenden Erfindung alternativ zu dem Saugleitungsanschluss am Werkstückträger auch darin zu sehen, dass die Stützstrebe hohl ausgebildet ist und der Innenhohlraum der Stützstrebe als Saugleitung der Unterdruckerzeugungseinrichtung ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend hierzu kann der Innenhohlraum der Stützstrebe auch zur Aufnahme und Verlegung von Versorgungsleitungen dienen, was die gesamte Vorrichtung insgesamt sehr kompakt gestaltet und dazu beiträgt, Störquellen oder Beschädigungen an den Versorgungsleitungen zu reduzieren oder gänzlich zu vermeiden. Auf diese Weise werden externe Leitungsführungen vermieden, was die Strömungsführung beziehungsweise die Leitungsführung insgesamt wesentlich vereinfacht und zudem kostenintensive Bauteile einspart. Wird die Stützstrebe selbst als Bestandteil der Unterdruckerzeugungseinrichtung verwendet, so weist die hohl ausgeführte Stützstrebe hierfür an ihrem der Einspannseite gegenüberliegenden Ende einen Anschluss auf, der für die Kopplung mit der Unterdruckerzeugungseinrichtung zum Einsatz kommt. Im einfachsten Fall kann dies eine Bohrung sein, die den Anschluss der Unterdruckerzeugungseinrichtung beispielsweise über ein in die Bohrung eingebrachtes Gewinde aufnimmt. According to the present invention, a particularly advantageous measure, as an alternative to the suction line connection on the workpiece carrier, is also to be seen in the fact that the support strut is designed to be hollow and the inner cavity of the support strut is designed as a suction line of the vacuum generating device. As an alternative or in addition to this, the inner cavity of the support strut can also be used to accommodate and lay supply lines, which makes the entire device very compact overall and helps to reduce or completely avoid sources of interference or damage to the supply lines. In this way, external line routings are avoided, which significantly simplifies the flow routing or the line routing overall and also saves cost-intensive components. If the support strut itself is used as part of the vacuum generating device, the hollow support strut has a connection at its end opposite the clamping side for this purpose, which connection is used for coupling to the vacuum generating device. In the simplest case, this can be a bore that receives the connection of the negative pressure generating device, for example via a thread introduced into the bore.

Eine maßgebliche Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darüber hinaus auch darin zu sehen, dass der Werkstückträger ein Justierelement aufweist, das bei vollständig abgesenkter Stützstrebe in eine korrespondierende und zu dem Justierelement komplementär ausgeführte Aussparung des Gehäuses der Vorrichtung eingerückt ist. A significant feature of the device according to the invention is also to be seen in the fact that the workpiece carrier has an adjusting element which, when the support strut is completely lowered, is engaged in a corresponding recess in the housing of the device that is complementary to the adjusting element.

Ein derartiges Justierelement dient der Kalibrierung der Vorrichtung. Ausgehend von der dadurch definierten„Nulllage“ kann die Vorrichtung im Anschluss hieran innerhalb eines räumlichen Koordinatensystems ausgerichtet und somit anhand vorgegebener CAD-Daten an die Oberfläche des zu fixierenden Werkstücks angepasst werden. Das Justierelement ist damit ein wesentliches Hilfsmittel für die automatisierte Einstellung der Vorrichtung in Anpassung an die Werkstü cko be rf I äch e . Such an adjusting element is used to calibrate the device. Starting from the “zero position” defined in this way, the device can then be aligned within a spatial coordinate system and thus on the surface of the workpiece to be fixed using specified CAD data be adjusted. The adjusting element is thus an essential aid for the automated setting of the device in adaptation to the work piece.

Ein Rahmen zur Aufnahme mindestens einer Vorrichtung nach der Erfindung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Vorrichtung auf einer Tragplatte des Rahmens befestigt ist, die zur Gewährleistung der Schwenkbewegung der Stützstrebe eine geeignete Ausnehmung aufweist. A frame for receiving at least one device according to the invention is particularly characterized in that the housing of the device is attached to a support plate of the frame which has a suitable recess to ensure the pivoting movement of the support strut.

Wenn in diesem Zusammenhang von einer„geeigneten Ausnehmung“ gesprochen wird, so bedeutet dies, dass die Ausnehmung den zu erwartenden Bewegungsrichtungen der Stützstrebe der Vorrichtung in ihrer Geometrie angepasst ist. When a “suitable recess” is spoken of in this context, this means that the geometry of the recess is adapted to the expected directions of movement of the support strut of the device.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante des Rahmens ist dieser aus mehreren, austauschbaren Einzelrahmen zusammengesetzt, die gemeinsam der Kontur des zu fixierenden Werkstücks angepasst oder zumindest angenähert sind. Der Vorteil einer derartigen Ausführung eines Rahmens besteht in seiner Modulbauweise, die flexibel an wechselnde Werkstücke angepasst werden kann. Der Aufwand für die Lagerung der Einzelrahmen ist dabei vertretbar gering. Die Lagerung des Werkstücks kann insgesamt durch einen derartigen Rahmen optimiert werden. In a particularly preferred embodiment of the frame, it is composed of several, interchangeable individual frames, which together are adapted or at least approximated to the contour of the workpiece to be fixed. The advantage of such a design of a frame is its modular design, which can be flexibly adapted to changing workpieces. The effort for the storage of the individual frames is justifiable low. The storage of the workpiece can be optimized overall by means of such a frame.

Der Modulbauweise des Rahmens entsprechend wird darüber hinaus gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Einzelrahmen lösbar miteinander verbunden sind. Als lösbare Verbindungen werden dabei bevorzugt Schnelllösemechanismen eingesetzt, sodass der Rahmen innerhalb kurzer Umrüstzeiten an ein anderes Werkstück angepasst werden kann. Der Rahmen ist damit sehr flexibel zu handhaben und lässt sich für sehr unterschiedliche Einsatzzwecke verwenden. In accordance with the modular construction of the frame, it is also proposed according to an advantageous embodiment of the invention that the individual frames are detachably connected to one another. Quick release mechanisms are preferably used as releasable connections so that the frame can be adapted to another workpiece within a short changeover time. The frame is therefore very flexible to handle and can be used for very different purposes.

Hinsichtlich der Handhabung des Rahmens ist es von besonderem Vorteil, wenn jeder Einzelrahmen aus einer Vielzahl einzelner Streben besteht und damit fachwerkartig und in einer Leichtbauweise ausgeführt ist. Eine derartige Leichtbauweise schließt beispielsweise die Ausführung des Rahmens aus Leichtbauwerkstoffen, wie Aluminium oder Messing ein. Damit kann der Rahmen insgesamt und jeder Einzelrahmen im Besonderen gewichtssparend ausgeführt werden, was sich beispielsweise positiv beim Austausch von Einzelrahmen oder während ihres Transports auswirkt. With regard to the handling of the frame, it is of particular advantage if each individual frame consists of a large number of individual struts and thus Is executed like a framework and in a lightweight construction. Such a lightweight construction includes, for example, the execution of the frame from lightweight materials such as aluminum or brass. The frame as a whole and each individual frame in particular can thus be designed to be weight-saving, which has a positive effect, for example, when exchanging individual frames or during their transport.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lagerung eines zu bearbeitenden The inventive method for storing a to be processed

Werkstücks auf einem mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen ausgestatteten Rahmen ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet: Workpiece on a frame equipped with devices according to the invention is characterized by the following process steps:

-Kalibrierung einer neutralen Ausgangslage sämtlicher, in dem Rahmen vorhandener Vorrichtungen, indem bei gelöstem Spannmechanismus die -Calibration of a neutral starting position of all devices in the frame by adding the

Stützstrebe jeder Vorrichtung, mittels eines anhand von CAD-Daten Support strut of each device, using a CAD data

programmgesteuerten Roboters soweit abgesenkt wird, dass das an dem program-controlled robot is lowered so far that the

Werkstückträger vorhandene Justierelement vollständig in der Alignment element present entirely in the workpiece carrier

korrespondierenden Aussparung des Gehäuses der Vorrichtung aufgenommen ist, corresponding recess of the housing of the device is added,

-ausgehend von der damit definierten Neutrallage der Vorrichtung bewegt der Roboter anschließend die Stützstrebe soweit, dass der Werkstückträger eine durch die CAD-Daten vorgegebene Lagerungsposition für das Werkstück einnimmt, Starting from the neutral position of the device thus defined, the robot then moves the support strut so far that the workpiece carrier assumes a storage position for the workpiece specified by the CAD data,

-Aktivierung der einzelnen Spannmechanismen, sodass die Vorrichtungen in ihrer eingestellten Position fixiert sind, -Activation of the individual clamping mechanisms so that the devices are fixed in their set position,

-Auflage des Werkstücks auf die in dem Rahmen ausgerichteten Werkstückträger der einzelnen Vorrichtungen und -Support of the workpiece on the workpiece carriers of the individual devices and aligned in the frame

-Fixierung des abschließend zu bearbeitenden Werkstücks mit Hilfe der vorhandenen Unterdruckerzeugungseinrichtung. -Fixing of the workpiece to be finally processed with the aid of the existing vacuum generating device.

Dabei ist von besonderer Bedeutung, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine nahezu vollständige Automatisierung des Einspannens und des Wechsels eines Werkstücks möglich wird, wobei auch die Zusammensetzung des Rahmens aus mehreren Einzelrahmen in Anpassung an das zu lagernde Werkstück automatisiert werden kann, wenn programmgesteuerte Roboter zum Einsatz kommen. Der besondere Vorteil der hier vorgestellten Lösung besteht jedoch darin, dass die konstruktiv vorgegebenen CAD-Daten eines Werkstücks unmittelbar dazu genutzt werden können, die erforderlichen Vorrichtungen in den Rahmen einzusetzen und diese anschließend mittels des Roboters auszurichten, sodass sie der zu lagernden Oberfläche des zu bearbeitenden oder zu vermessenen Werkstücks insgesamt optimal angepasst sind. Das Werkstück kann damit spannungsfrei und toleranzfrei fixiert werden, was einen erheblichen Vorteil für die Qualität der Vermessung oder Bearbeitung des Werkstückes darstellt. It is of particular importance that the method according to the invention enables almost complete automation of the clamping and changing of a workpiece, the composition of the frame from several individual frames in adaptation to the workpiece to be stored can be automated if program-controlled robots are used. The particular advantage of the solution presented here, however, is that the structurally specified CAD data of a workpiece can be used directly to insert the necessary devices into the frame and then to align them by means of the robot so that they match the surface of the workpiece to be processed or the workpiece to be measured are optimally adapted overall. The workpiece can thus be fixed tension-free and tolerance-free, which is a considerable advantage for the quality of the measurement or processing of the workpiece.

Nach der Aktivierung der einzelnen Spannmechanismen und der damit bewirkten Fixierung der einzelnen Vorrichtungen in ihrer eingestellten Position und vor der Auflage des Werkstücks auf die in dem Rahmen ausgerichteten Werkstückträger der einzelnen Vorrichtungen wird erfindungsgemäß durch den Roboter die exakte Positionierung der einzelnen Vorrichtungen mit ihren jeweiligen Werkstückträgern noch einmal vermessen und somit die exakte Einstellung zur Aufnahme des Werkstückes kontrolliert. After the activation of the individual clamping mechanisms and the resulting fixation of the individual devices in their set position and before the workpiece is placed on the workpiece carriers of the individual devices aligned in the frame, the robot, according to the invention, still accurately positions the individual devices with their respective workpiece carriers Measure once and thus check the exact setting for receiving the workpiece.

Insbesondere die Automatisierung sämtlicher Vorgänge liegt vorliegend im Sinne der Erfindung, weshalb bevorzugt mindestens ein Roboter zum Einsatz kommt, der hier sämtliche oder überwiegende Tätigkeiten übernimmt. So kann der Roboter beispielsweise auch das Auflegen des Werkstückes auf die Werkstückträger der Vorrichtungen durchführen. Natürlich ist jedoch auch ein manuelles Auflegen des Werkstückes weiterhin möglich. In particular, the automation of all processes is present in the sense of the invention, which is why at least one robot is preferably used, which takes over all or predominant activities here. For example, the robot can also place the workpiece on the workpiece carriers of the devices. Of course, manual placement of the workpiece is still possible.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen dabei keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung eines Prinzips der Erfindung. Gleiche oder gleichartige Bauteile werden stets mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind. The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. The exemplary embodiments shown do not represent a restriction to the variants shown, but merely serve to explain a principle of the invention. Identical or similar components are always denoted by the same reference numbers. In order to be able to illustrate the mode of operation according to the invention, only greatly simplified schematic representations are shown in the figures, in which the for the invention is not essential components have been omitted. However, this does not mean that such components are not present in a solution according to the invention.

Es zeigt: It shows:

Figur 1 : eine Vorrichtung zur lösbaren Fixierung eines zu bearbeitenden Figure 1: a device for releasably fixing a to be processed

Werkstückes als isolierte Baueinheit in räumlicher Ansicht, Workpiece as an isolated structural unit in a spatial view,

Figur 2: ausschnittsweise den Innenraum des Gehäuses der Vorrichtung aus Figur 1 , FIG. 2: a section of the interior of the housing of the device from FIG. 1,

Figur 3: eine in räumlicher Ansicht dargestellte Lagerkugel zur Figure 3: a shown in a three-dimensional view of the bearing ball

Verwendung in einer Vorrichtung zur lösbaren Fixierung eines zu bearbeitenden Werkstücks, Use in a device for releasably fixing a workpiece to be machined,

Figur 4: beispielhaft eine Vorrichtung zur lösbaren Fixierung eines zu Figure 4: an example of a device for releasably fixing a to

bearbeitenden Werkstückes mit einem Kontursegment und einem darauf gelagerten Werkstück in einer teilweise geschnittenen Ansicht, machining workpiece with a contour segment and a workpiece mounted on it in a partially cut view,

Figur 5: mehrere Vorrichtungen in unterschiedlichen Positionen für die Figure 5: several devices in different positions for the

Fixierung eines Werkstücks, Fixation of a workpiece,

Figur 6: ein zu fixierendes Werkstück mit einer gekrümmten Oberfläche in einer räumlichen Ansicht, FIG. 6: a workpiece to be fixed with a curved surface in a three-dimensional view,

Figur 7: ein Einzelrahmen als Bestandteil eines Rahmens zur Aufnahme mindestens einer Vorrichtung, FIG. 7: a single frame as part of a frame for receiving at least one device,

Figur 8: ein Rahmen mit mehreren darin aufgenommenen Vorrichtungen, Figure 8: a frame with several devices received therein,

Figur 9: der Rahmen aus Figur 8 mit einem durch die Vorrichtungen Figure 9: the frame from Figure 8 with one through the devices

fixierten Werkstück fixed workpiece

und and

Figur 10: ein aus mehreren Einzelrahmen zusammengesetzter Rahmen zur Figure 10: a composed of several individual frames frame for

Aufnahme eines Werkstücks. Picking up a workpiece.

Die Figur 1 zeigt eine insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur lösbaren Fixierung eines hier nicht dargestellten Werkstücks 2. Die Vorrichtung 1 weist eine Stützstrebe 3 mit einem an ihrem oberen, freien Ende befestigten Werkstückträger 5 auf. Die Stützstrebe 3 ist in einem Gehäuse 6 um ihre Längsachse rotierbar, schwenkbeweglich und entlang ihrer axialen Richtung verschiebbar gelagert. Für die Lagerung der Stützstrebe 3 kommt vorliegend ein Kugelgelenk 7 zum Einsatz, dessen Lagerkugel 8 in dem Gehäuse 6 aufgenommen ist. Die Lagerkugel 8 weist in ihrer Mantelfläche mehrere, in axialer Richtung verlaufende und über ihren Umfang verteilt angeordnete Schlitze 10 beziehungsweise 11 auf. Durch die Schlitze 10, 11 kann die Lagerkugel 8 in zentripetaler Richtung, also zu ihrem geometrischen Mittelpunkt hin, verspannt werden, was im vorliegenden Fall mit einem in der Figur 1 nicht gezeigten Spannmechanismus 13 erfolgt, der vor Verunreinigungen geschützt in dem Gehäuse 6 aufgenommen ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Stützstrebe 3 innerhalb des Kugelgelenks 7 zu verdrehen, zu verschwenken und die Stützstrebe 3 zusätzlich in Richtung ihrer axialen Erstreckung zu bewegen, sodass die Stützstrebe 3 in mehreren Bewegungsrichtungen verstellbar ausgeführt und in jeder beliebigen Position durch die Verspannung der Lagerkugel 8 fixierbar ist. Auf diese Weise kann die Stützstrebe 3 optimal an den Verlauf der Oberfläche des Werkstücks 2 angepasst werden. An ihrem werkstückseitigen Ende weist die Stützstrebe 3 den Werkstückträger 5 auf, der bei dem dargestellten Beispiel zusätzlich über einen Saugleitungsanschluss 22 verfügt, mittels dessen eine Verbindung zu einer Unterdruckerzeugungseinrichtung der Vorrichtung 1 besteht. Dies hat zur Folge, dass über die Saugleitung 21 des Werkstückträgers 5 ein Unterdrück an ein auf dem Werkstückträger 5 angeordnetes, in der Figur 1 jedoch nicht gezeigtes Kontursegment 14 weitergeleitet werden kann. Zur Verbindung des Werkstückträgers 5 mit dem nicht dargestellten Kontursegment 6 dient die Oberfläche 32 des Werkstückträgers 5, die zugleich dessen Oberseite bildet, wobei die Fixierung des Kontursegments 14 an dem Werkstückträger 5 zum Beispiel über ein Nullpunktspannsystem erfolgen kann. Die in der Figur 1 gezeigte Vorrichtung 1 weist jedoch noch weitere Besonderheiten auf. So ist beispielsweise an dem Werkstückträger 5 ein Justierelement 43 ausgebildet, dessen Kontur passgenau in eine hierzu korrespondierende Aussparung 35 in dem Gehäuse 6 einrückt, wenn die Stützstrebe 3 sich in ihrer axial untersten Position befindet. Das Justierelement 43 weist dabei eine Höhe h auf, die der Tiefe der Aussparung 35 entspricht. Die vollständig in die Aussparung 35 eingerückte Position des Justierelements 43 dient der Kalibrierung der gesamten Vorrichtung 1 und kann in diesem Fall auch als „Nullposition“ bezeichnet werden. Von hier ausgehend werden mithilfe eines räumlichen Koordinatensystems exakt die Anlagepunkte an der Oberfläche des zu lagernden beziehungsweise zu fixierenden Werkstückes im Raum definiert und bestimmt. FIG. 1 shows a device, denoted overall by 1, for releasably fixing a workpiece 2, not shown here. The device 1 has a support strut 3 with a workpiece carrier 5 fastened to its upper, free end. The support strut 3 is mounted in a housing 6 so that it can rotate about its longitudinal axis, be pivotable and displaceable along its axial direction. For In the present case, a ball joint 7 is used to mount the support strut 3, the bearing ball 8 of which is received in the housing 6. In its outer surface, the bearing ball 8 has a plurality of slots 10 and 11, which run in the axial direction and are distributed over its circumference. Through the slots 10, 11, the bearing ball 8 can be clamped in the centripetal direction, i.e. towards its geometric center, which in the present case takes place with a clamping mechanism 13, not shown in FIG. 1, which is accommodated in the housing 6 in a manner protected from contamination . This makes it possible to rotate and pivot the support strut 3 within the ball joint 7 and also to move the support strut 3 in the direction of its axial extent, so that the support strut 3 can be adjusted in several directions of movement and in any position by the bracing of the bearing ball 8 is fixable. In this way, the support strut 3 can be optimally adapted to the course of the surface of the workpiece 2. At its end on the workpiece side, the support strut 3 has the workpiece carrier 5, which in the example shown also has a suction line connection 22 by means of which there is a connection to a vacuum generating device of the device 1. This has the consequence that a negative pressure can be passed on via the suction line 21 of the workpiece carrier 5 to a contour segment 14 which is arranged on the workpiece carrier 5 but is not shown in FIG. To connect the workpiece carrier 5 to the contour segment 6 (not shown), the surface 32 of the workpiece carrier 5, which also forms its upper side, is used, whereby the contour segment 14 can be fixed to the workpiece carrier 5, for example via a zero point clamping system. The device 1 shown in FIG. 1, however, has other special features. For example, an adjusting element 43 is formed on the workpiece carrier 5, the contour of which engages with an exact fit in a corresponding recess 35 in the housing 6 when the support strut 3 is in its axially lowermost position. The adjusting element 43 has a height h which corresponds to the depth of the recess 35. The position of the adjusting element 43, which is completely indented into the recess 35, is used the calibration of the entire device 1 and in this case can also be referred to as the “zero position”. Starting from here, with the aid of a spatial coordinate system, the contact points on the surface of the workpiece to be stored or fixed in space are precisely defined and determined.

Eine weitere Besonderheit der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung 1 zur lösbaren Fixierung eines zu bearbeitenden Werkstücks 2 besteht darüber hinaus darin, dass die Stützstrebe 3 zumindest partiell hohl ausgebildet ist und demzufolge einen Innenhohlraum 23 aufweist. Dieser Innenhohlraum 23 kann für verschiedene Einsatzzwecke genutzt werden. So ist es zum Beispiel möglich, den Innenhohlraum 23 als Zuleitung der Unterdruckerzeugungseinrichtung einzusetzen, sodass er einen Bestandteil dieser Unterdruckerzeugungseinrichtung bildet. Hierfür weist die hohl ausgebildete Stützstrebe 3 an ihrem dem Werkstück 2 abgewandten Ende einen Saugleitungsanschluss 33 auf, bei dem es sich im einfachsten Fall um eine Bohrung mit einem Gewinde für die Fixierung eines entsprechenden Saugleitungsanschlusses handeln kann. Another special feature of the device 1 shown in FIG. 1 for detachably fixing a workpiece 2 to be machined is that the support strut 3 is at least partially hollow and consequently has an inner cavity 23. This inner cavity 23 can be used for various purposes. For example, it is possible to use the inner cavity 23 as a supply line for the vacuum generating device, so that it forms a component of this vacuum generating device. For this purpose, the hollow support strut 3 has a suction line connection 33 at its end facing away from the workpiece 2, which in the simplest case can be a bore with a thread for fixing a corresponding suction line connection.

Eine weitere Möglichkeit der Verwendung des Innenhohlraumes 23 besteht in der Verlegung von Versorgungsleitungen, bei denen es sich um elektrische Leitungen, um Pneumatikleitungen oder andere handeln kann. Diese Art der Verlegung hat den Vorteil, dass die Versorgungsleitungen vor Beschädigungen geschützt sind und außerdem im Außenbereich der Vorrichtung 1 beispielsweise bei der Bearbeitung des zu fixierenden Werkstücks 2 nicht hinderlich sind. Another possibility of using the inner cavity 23 consists in laying supply lines, which can be electrical lines, pneumatic lines or others. This type of laying has the advantage that the supply lines are protected from damage and, in addition, are not a hindrance in the outer area of the device 1, for example when processing the workpiece 2 to be fixed.

Aus der Figur 2 geht ausschnittsweise der Innenraum des Gehäuses 6 der Vorrichtung 1 aus Figur 1 hervor, sodass die in dem Gehäuse 6 aufgenommenen Bestandteile der Vorrichtung 1 erkennbar werden. Hieraus wird deutlicher erkennbar, als dies im Zusammenhang mit der Beschreibung der Figur 1 möglich war, dass die Stützstrebe 3 eine Lagerkugel 8 durchdringt, die entlang ihrer Mantelfläche eine Vielzahl darin eingebrachter Schlitze 10, 11 aufweist. Das dadurch gebildete Kugelgelenk 7 ist in diesem Fall in einer Lagerschale 9 in dem Gehäuse 6 aufgenommen, sodass die Stützstrebe 3 sowohl in axialer Richtung verstellbar, als auch drehbar und schwenkbar in mehreren Richtungen in dem Gehäuse 6 gelagert ist. Die bereits erwähnten Schlitze 10, 1 1 in der Lagerkugel 8 ermöglichen eine zentripetale Verspannung der Lagerkugel 8, um damit die Stützstrebe 3 in dem Gehäuse 6 zu fixieren. Hierfür dienen mehrere Spannmechanismen 13, von denen die Vorrichtung 1 in Figur 2 insgesamt drei, jeweils um 120° zueinander versetzt angeordnete Spannmechanismen 13 aufweist. Erkennbar wird aus der Darstellung der Figur 2 ferner, dass jeder der Spannmechanismen 13 einen Pneumatikkolben 36 aufweist, dessen Funktion nachfolgend im Zusammenhang mit der Beschreibung der Figur 4 noch näher erläutert wird. Da die Spannmechanismen 13 im vorliegend dargestellten Beispiel pneumatische Einrichtungen sind, benötigen diese Versorgungsleitungen, über die ein pneumatischer Druck zugeführt wird. Diese Versorgungsleitungen 34 sind in der Figur 2 beispielhaft erkennbar und können anstelle der dargestellten Verlegung auch innerhalb der Stützstrebe 3 entlanggeführt werden, wenn diese einen Innenhohlraum 23 aufweist, also hohl ausgeführt ist. The interior of the housing 6 of the device 1 from FIG. 1 can be seen from FIG. 2, so that the components of the device 1 accommodated in the housing 6 can be seen. From this it can be seen more clearly than was possible in connection with the description of FIG. 1 that the support strut 3 penetrates a bearing ball 8 which has a plurality of slots 10, 11 made therein along its outer surface. The ball joint 7 thus formed is in this case received in a bearing shell 9 in the housing 6, so that the support strut 3 is adjustable in the axial direction as well as rotatable and pivotable in several directions Housing 6 is mounted. The aforementioned slots 10, 11 in the bearing ball 8 allow centripetal bracing of the bearing ball 8 in order to fix the support strut 3 in the housing 6. A plurality of tensioning mechanisms 13 are used for this, of which the device 1 in FIG. 2 has a total of three tensioning mechanisms 13, each offset from one another by 120 °. It can also be seen from the illustration in FIG. 2 that each of the clamping mechanisms 13 has a pneumatic piston 36, the function of which is explained in more detail below in connection with the description of FIG. Since the clamping mechanisms 13 in the example shown here are pneumatic devices, they require supply lines via which pneumatic pressure is supplied. These supply lines 34 can be seen by way of example in FIG. 2 and, instead of the routing shown, can also be routed within the support strut 3 if it has an inner cavity 23, that is to say is designed to be hollow.

Der Figur 3 ist eine Lagerkugel 8 als separiertes Einzelteil und in einer räumlichen Darstellung entnehmbar. Die hier gezeigte Lagerkugel 8 weist eine Mantelfläche 38 auf, die im Wesentlichen die Kugelform der Lagerkugel 8 bestimmt und deren geometrischer Äquator 12 die Mantelfläche 38 mittig teilt. Die Lagerkugel 8 ist zudem hohl ausgebildet, sodass sie einen kreiszylindrischen Innenraum 37 aufweist. Der Innenraum 37 der Lagerkugel 8 dient der Aufnahme der Stützstrebe 3 in der zuvor bereits beschriebenen Weise. Durch den kreiszylindrisch geformten Innenraum 37 und die kugelförmige Mantelfläche 38 weist die Lagerkugel 8 als obere und untere Begrenzung je eine Mantelringfläche 44 auf, von der in der Figur 3 lediglich die obere, dem Werkstückträger 5 zugewandte Mantelringfläche 44 dargestellt ist. Die Besonderheit der Lagerschale 8 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 besteht darin, dass in die Mantelfläche 38 der Lagerschale 8 einander entgegengesetzt verlaufend mehrere Schlitze 10 und 1 1 eingebracht sind, die die Mantelfläche 38 in radialer Richtung vollständig durchdringen. Dabei gehen die Schlitze 10 hierbei von der oberen Mantelringfläche 44 aus und verlaufen bis über den Äquator 12 hinaus. Umgekehrt verlaufen die Schlitze 11 von der unteren, in der Figur 3 nicht näher bezeichneten Mantelringfläche 44 ausgehend ebenfalls bis über den Äquator 12 der Lagerkugel 8 hinaus. Durch diese spezielle Verlaufsform der Schlitze 10, 11 wird eine Elastizität der Lagerkugel 8 erreicht, die eine zentripetale Bewegung der durch die Schlitze 10, 1 1 gebildeten Segmente der Lagerkugel 8 durch die über die Spannmechanismen 13 aufgebrachte Spannkraft ermöglicht. Auf diese Weise kann die in der Lagerkugel 8 geführte Stützstrebe 3 in jeder beliebigen Position fixiert werden. FIG. 3 shows a bearing ball 8 as a separate individual part and in a three-dimensional representation. The bearing ball 8 shown here has a jacket surface 38 which essentially determines the spherical shape of the bearing ball 8 and whose geometric equator 12 divides the jacket surface 38 in the middle. The bearing ball 8 is also made hollow so that it has a circular cylindrical interior 37. The interior 37 of the bearing ball 8 is used to accommodate the support strut 3 in the manner already described above. Due to the circular-cylindrical interior 37 and the spherical outer surface 38, the bearing ball 8 has an outer ring surface 44 as an upper and lower boundary, of which only the upper outer ring surface 44 facing the workpiece carrier 5 is shown in FIG. The peculiarity of the bearing shell 8 of a device 1 according to the invention is that a plurality of slots 10 and 11 running opposite one another are introduced into the lateral surface 38 of the bearing shell 8, which completely penetrate the lateral surface 38 in the radial direction. In this case, the slots 10 start from the upper circumferential ring surface 44 and extend beyond the equator 12. Conversely, the slots 11 run from the lower circumferential ring surface 44, not shown in detail in FIG starting also beyond the equator 12 of the bearing ball 8. This special shape of the slots 10, 11 achieves an elasticity of the bearing ball 8, which enables a centripetal movement of the segments of the bearing ball 8 formed by the slots 10, 11 by the clamping force applied by the clamping mechanisms 13. In this way, the support strut 3 guided in the bearing ball 8 can be fixed in any desired position.

In der Figur 4 ist beispielhaft eine Vorrichtung 1 zur lösbaren Fixierung eines zu bearbeitenden Werkstückes 2 mit einem Kontursegment 14 und dem darauf gelagerten Werkstück 2 in einer teilweise geschnittenen Ansicht dargestellt. Bei dem Kontursegment 14 handelt es sich um ein auf dem Werkstückträger 5 fixiertes Bauteil, dessen dem Werkstück 2 zugewandte Anlagefläche 17 exakt der Kontur des zu fixierenden Werkstücks 2 angepasst ist und somit mit seiner komplementär zu der Werkstückoberfläche 4 ausgeführten Anlagefläche 17 an der korrespondierenden Werkstückoberfläche 4 anliegt. Durch eine Unterdruckerzeugungseinrichtung wird dabei ein Unterdrück erzeugt, der über die Saugleitung 15 des Kontursegments 14 das Werkstück 2 ansaugt, sodass dieses durch den damit gegebenen Saugdruck an dem Kontursegment 14 lösbar fixiert wird. Das Kontursegment 14 weist ferner eine um die Saugleitung 15 herum verlaufende Konturdichtung 18 auf, die in eine passende, nutförmige Ausnehmung 20 des Kontursegments 14 eingesetzt ist und damit um die Saugleitung 15 herum eine Saugfläche 19 schafft, wie sie besser in Figur 8 erkennbar ist. Korrespondierend zu der Saugleitung 15 weist auch der Werkstückträger 5 eine Saugleitung 21 auf, sodass über den vorhandenen Saugleitungsanschluss 22 an dem Werkstückträger 5 der für die Fixierung des Werkstücks 2 erforderliche Unterdrück erzeugt und bis zu der Saugfläche 19 geführt werden kann. Die den Werkzeugträger 5 und das Kontursegment 14 aufnehmende Stützstrebe 3 der Vorrichtung 1 ist dabei an ihrer dem Werkstück 2 abgewandten Seite mit der bereits beschriebenen Lagerkugel 8 ausgestattet, die von der Stützstrebe 3 vollständig durchdrungen wird. Die Lagerkugel 8 ist bei dieser Ausführung unmittelbar in einer Lagerfläche des Gehäuses 6 der Vorrichtung 1 gelagert, sodass dadurch das Kugelgelenk 7 gebildet wird. Die einzelnen Bewegungsmöglichkeiten der Stützstrebe 3 sind in der Figur 4 durch die Doppelpfeile A, B und C symbolisiert, wobei der der Doppelpfeil „A“ die Rotationsbewegung, der Doppelpfeil „B“ eine Schwenkbewegung und der Doppelpfeil„C“ die axiale Bewegungsmöglichkeit der Stützstrebe 3 symbolisiert. Um der Stützstrebe 3 ihre Bewegungsfreiheit zu ermöglichen, weist die die Vorrichtung 1 aufnehmende T ragplatte 24 eines später noch näher zu erläuternden Rahmens 25 eine Ausnehmung 26 auf, deren Öffnungsbereich durch den Winkel a angedeutet ist. Nachdem die Stützstrebe 3 der Vorrichtung 1 in der für die Einspannung des Werkstückes 2 erforderlichen Position ausgerichtet ist, tritt der Spannmechanismus 13 in Kraft, sodass die Lagerkugel 8 aufgrund ihrer Elastizität in zentripetaler Richtung verspannt wird und damit die Stützstrebe 3 in der vorgegebenen Position fixiert. Der Spannmechanismus 13 weist hierfür einen Pneumatikkolben 36 auf, der in Kombination mit einem Klemmelement 39 in Richtung des Pfeils D bewegt werden kann und damit gegen die Oberfläche der Lagerkugel 8 wirkt, sodass dadurch die erwünschte Klemmwirkung erreicht wird. Da insgesamt drei, um jeweils 120° versetzt zueinander angeordnete Spannmechanismen 13 an der Vorrichtung 1 vorhanden sind, wird die Lagerkugel 8 sehr gleichmäßig gespannt, sodass dadurch eine sehr gleichmäßige und zuverlässige Fixierung der Stützstrebe 3 möglich ist. In FIG. 4, a device 1 for releasably fixing a workpiece 2 to be machined with a contour segment 14 and the workpiece 2 mounted thereon is shown in a partially sectioned view. The contour segment 14 is a component fixed on the workpiece carrier 5, whose contact surface 17 facing the workpiece 2 is precisely adapted to the contour of the workpiece 2 to be fixed and thus with its contact surface 17, which is complementary to the workpiece surface 4, on the corresponding workpiece surface 4 is applied. A vacuum generating device generates a vacuum which sucks in the workpiece 2 via the suction line 15 of the contour segment 14 so that the workpiece 2 is releasably fixed to the contour segment 14 by the suction pressure thus given. The contour segment 14 also has a contour seal 18 running around the suction line 15, which is inserted into a matching, groove-shaped recess 20 of the contour segment 14 and thus creates a suction surface 19 around the suction line 15, as can be seen better in FIG. Corresponding to the suction line 15, the workpiece carrier 5 also has a suction line 21, so that the vacuum required for fixing the workpiece 2 can be generated via the existing suction line connection 22 on the workpiece carrier 5 and can be guided to the suction surface 19. The support strut 3 of the device 1, which accommodates the tool carrier 5 and the contour segment 14, is equipped on its side facing away from the workpiece 2 with the already described bearing ball 8, which is completely penetrated by the support strut 3. In this embodiment, the bearing ball 8 is mounted directly in a bearing surface of the housing 6 of the device 1, so that the ball joint 7 is thereby formed. The single ones Movement possibilities of the support strut 3 are symbolized in FIG. 4 by the double arrows A, B and C, the double arrow “A” symbolizing the rotational movement, the double arrow “B” a pivoting movement and the double arrow “C” the axial movement possibility of the support strut 3. In order to allow the support strut 3 its freedom of movement, the support plate 24 of a frame 25, which will be explained in more detail later, which receives the device 1, has a recess 26, the opening area of which is indicated by the angle a. After the support strut 3 of the device 1 is aligned in the position required for clamping the workpiece 2, the clamping mechanism 13 comes into force, so that the bearing ball 8 is clamped in the centripetal direction due to its elasticity and thus fixes the support strut 3 in the predetermined position. For this purpose, the clamping mechanism 13 has a pneumatic piston 36 which, in combination with a clamping element 39, can be moved in the direction of the arrow D and thus acts against the surface of the bearing ball 8 so that the desired clamping effect is achieved. Since a total of three tensioning mechanisms 13, each offset by 120 ° to one another, are present on the device 1, the bearing ball 8 is tensioned very evenly, so that a very even and reliable fixation of the support strut 3 is possible.

Die Figur 5 zeigt mehrere Vorrichtungen 1 in unterschiedlichen Positionen, wie sie für die Fixierung eines in der Figur 5 nicht dargestellten Werkstücks 2 erforderlich sein können. Dabei sind sämtliche, der gezeigten Vorrichtungen 1 in einer gemeinsamen Tragplatte 24 eines Rahmens 25 gelagert. Durch die Darstellung der Figur 5 soll lediglich veranschaulicht werden, dass die Stützstreben 3 der einzelnen Vorrichtungen 1 sowohl in axialer Richtung C, als auch in beliebigen Schwenk- und Rotationsrichtungen A, B bewegt werden können, da sie über das Kugelgelenk 7 innerhalb der Lagerkugel 8 aufgenommen sind. FIG. 5 shows a plurality of devices 1 in different positions, as they may be necessary for fixing a workpiece 2, not shown in FIG. All of the devices 1 shown are mounted in a common support plate 24 of a frame 25. The illustration in FIG. 5 is only intended to illustrate that the support struts 3 of the individual devices 1 can be moved both in the axial direction C and in any pivoting and rotation directions A, B, since they can be moved via the ball joint 7 within the bearing ball 8 are included.

Aus der Figur 6 geht lediglich beispielhaft ein zu fixierendes Werkstück 2 mit einer gekrümmten Oberfläche in einer räumlichen Ansicht und als isoliertes Einzelteil hervor. Dieses spezielle Werkstück 2 verfügt über eine Werkstückinnenoberfläche 40, an der mehrere, parallel zueinander verlaufende Spanten 41 angebracht sind. Die der Werkstückinnenoberfläche 40 gegenüberliegende Werkstückoberfläche 4 wurde bereits im Zusammenhang mit der Darstellung in Figur 4 erwähnt. Diese Werkstückoberfläche 4 wird durch den Werkstückträger 5 beziehungsweise das auf dem Werkstückträger 5 fixierte Kontursegment 14 fixiert. A workpiece 2 to be fixed with a curved surface in a three-dimensional view and as an isolated individual part emerges from FIG. 6 merely by way of example. This special workpiece 2 has an inner surface of the workpiece 40, to which several frames 41 running parallel to one another are attached. The workpiece surface 4 opposite the workpiece inner surface 40 has already been mentioned in connection with the illustration in FIG. This workpiece surface 4 is fixed by the workpiece carrier 5 or the contour segment 14 fixed on the workpiece carrier 5.

In der Figur 7 ist ein Einzelrahmen 27 dargestellt, der einen Bestandteil eines bevorzugt aus mehreren Einzelrahmen 27, 28 bestehenden Rahmens 25 bildet, wobei jeder Einzelrahmen der Aufnahme mindestens einer Vorrichtung 1 dient. Für die Aufnahme der einzelnen Vorrichtungen 1 weist der Einzelrahmen 27 mehrere geometrisch gleiche Ausnehmungen 26 auf, die in eine T ragplatte 24 eingearbeitet sind, die den oberen Abschluss des Einzelrahmens 27 bildet. Der Tragplatte 24 gegenüberliegend befindet sich eine Grundplatte 31 des Einzelrahmens 27, sodass durch die zwischen der T ragplatte 24 und der Grundplatte 31 vorhandenen Streben 29 eine stabile Fachwerkkonstruktion gebildet wird, die von zahlreichen Öffnungen 30 unterbrochen ist. An den seitlichen Randbereichen weist der Einzelrahmen 27 verschiedene Anschlusselemente 42 auf, über die er mit weiteren Einzelrahmen 27, 28 gekoppelt und somit zu einem Rahmen 25 zusammengesetzt werden kann. In besonders bevorzugter Weise besteht jeder Einzelrahmen aus einem Leichtbauwerkstoff, wie beispielsweise Aluminium, damit er möglichst einfach zu transportieren ist. In FIG. 7, a single frame 27 is shown, which forms part of a frame 25 preferably consisting of several single frames 27, 28, each single frame serving to accommodate at least one device 1. To accommodate the individual devices 1, the individual frame 27 has a plurality of geometrically identical recesses 26 which are incorporated into a support plate 24 which forms the upper end of the individual frame 27. A base plate 31 of the individual frame 27 is located opposite the support plate 24, so that the struts 29 present between the support plate 24 and the base plate 31 form a stable framework structure that is interrupted by numerous openings 30. At the lateral edge areas, the individual frame 27 has various connection elements 42, via which it can be coupled to further individual frames 27, 28 and thus assembled to form a frame 25. In a particularly preferred manner, each individual frame consists of a lightweight material such as aluminum, so that it can be transported as easily as possible.

Aus der Figur 8 geht ein Rahmen 25 hervor, der im dargestellten Beispiel aus zwei gleichartig aufgebauten Einzelrahmen 27, 28 modulartig zusammengesetzt ist. In der oberen Tragplatte 24 des Rahmens 25 sind zahlreiche Ausnehmungen 26 vorhanden, die der Aufnahme je einer Vorrichtung 1 dienen. Durch die Ausnehmungen 26 wird die Schwenkbewegung der Stützstreben 3 innerhalb des Rahmens 25 ermöglicht. Dabei ist zu beachten, dass jede Vorrichtung 1 ein Gehäuse 6 aufweist, in dem die Spannmechanismen 13 sowie die Kugelgelenke 7 vor Verunreinigungen geschützt aufgenommen sind. Wie aus der Darstellung in Figur 8 ferner erkennbar wird, weisen die Stützstreben 3 der in dem Rahmen 25 aufgenommenen Vorrichtungen 1 unterschiedliche Positionen auf, sodass sie das im Zusammenhang mit der Figur 6 beschriebene Werkstück 2 aufnehmen können und die mit den Vorrichtungen 1 verbundenen Kontursegmente 14 sich der Werkstückinnenoberfläche 4 optimal anpassen können. Hierfür weisen die Kontursegmente 14 der einzelnen Vorrichtungen 1 unterschiedliche Geometrien auf. Gemein ist jedoch sämtlichen Kontursegmenten 14, dass diese auf der der Werkstückoberfläche 4 des Werkstücks 2 zugewandten Seite jeweils eine Saugleitung 15 aufweisen, die in eine Säugöffnung 16 mündet, die an die Unterdruckerzeugungseinrichtung angeschlossen ist und einen Unterdrück im Bereich der dadurch gebildeten Saugfläche 19 bildet. In der in Figur 8 gezeigten Ausführungsvariante eines Rahmens 25 sind nicht in sämtliche, der vorhandenen Ausnehmungen 26 Vorrichtungen 1 eingesetzt. Dies hängt damit zusammen, dass der Rahmen 25 flexibel für unterschiedliche Werkstücke 2 verwendet werden kann. Die vorhandenen Vorrichtungen 1 bilden hierbei eine Matrix, die der Fläche des zu fixierenden und zu bearbeitenden Werkstücks 2 entspricht. Anhand der Darstellung in Figur 8 ist auch vorstellbar, dass auf die Kontursegmente 14 in ihrer speziellen, der gekrümmten Werkstückoberfläche 4 des Werkstücks 2 angepassten Anordnung und Geometrie das Werkstück 2 passend aufgesetzt werden kann und anschließend mittels der Unterdruckerzeugungseinrichtung mit einem Unterdrück fixiert wird. Auf diese Weise kann das Werkstück 2 auf der der gekrümmten Werkstückoberfläche 4 gegenüberliegendenA frame 25 emerges from FIG. 8 which, in the example shown, is assembled in a modular manner from two identically constructed single frames 27, 28. In the upper support plate 24 of the frame 25 there are numerous recesses 26 which each serve to accommodate a device 1. The pivoting movement of the support struts 3 within the frame 25 is made possible by the recesses 26. It should be noted here that each device 1 has a housing 6 in which the clamping mechanisms 13 and the ball joints 7 are received in a manner protected from contamination. As can also be seen from the illustration in FIG. 8, the support struts 3 of the devices 1 accommodated in the frame 25 have different positions so that they can accommodate the workpiece 2 described in connection with FIG. 6 and the contour segments 14 connected to the devices 1 can optimally adapt to the workpiece inner surface 4. For this purpose, the contour segments 14 of the individual devices 1 have different geometries. What all contour segments 14 have in common, however, is that they each have a suction line 15 on the side facing the workpiece surface 4 of the workpiece 2, which opens into a suction opening 16 which is connected to the vacuum generating device and forms a vacuum in the area of the suction surface 19 formed thereby. In the embodiment variant of a frame 25 shown in FIG. 8, devices 1 are not inserted into all of the existing recesses 26. This is related to the fact that the frame 25 can be used flexibly for different workpieces 2. The devices 1 present here form a matrix which corresponds to the area of the workpiece 2 to be fixed and processed. On the basis of the illustration in FIG. 8, it is also conceivable that the workpiece 2 can be placed appropriately on the contour segments 14 in their special arrangement and geometry adapted to the curved workpiece surface 4 of the workpiece 2 and then fixed with a vacuum by means of the vacuum generating device. In this way, the workpiece 2 can be on the opposite of the curved workpiece surface 4

Werkstückinnenoberfläche 40 beziehungsweise in seinen Randbereichen bearbeitet werden. Workpiece inner surface 40 or processed in its edge areas.

Die Figur 9 zeigt die beiden miteinander verbundenen Einzelrahmen 27, 28, die im vorliegenden Fall den Rahmen 25 bilden und im Zusammenhang mit der Beschreibung der Figur 8 bereits erläutert wurden, jedoch mit einem durch die Vorrichtungen 1 fixierten Werkstück 2, wie es im Zusammenhang mit der Beschreibung der Figur 6 bereits erläutert wurde. Daraus wird ersichtlich, dass das Werkstück mit seiner gekrümmten Werkstückoberfläche 4 auf den komplementär hierzu geformten Kontursegmenten 14 aufliegt und durch die Unterdruckerzeugungseinrichtung angesaugt wird. Somit ist das Werkstück 2 lösbar auf den vorhandenen Vorrichtungen 1 fixiert und kann auf seiner Werkstückinnenoberfläche 40 beziehungsweise in seinen Randbereichen bearbeitet werden. FIG. 9 shows the two interconnected individual frames 27, 28, which in the present case form the frame 25 and have already been explained in connection with the description of FIG. 8, but with a workpiece 2 fixed by the devices 1, as is the case in connection with the description of Figure 6 has already been explained. It can be seen from this that the workpiece rests with its curved workpiece surface 4 on the contour segments 14 which are shaped complementarily thereto and is sucked in by the vacuum generating device. Thus, the workpiece 2 is releasably fixed on the existing devices 1 and can be on his Workpiece inner surface 40 or processed in its edge areas.

Die Figur 10 zeigt schließlich einen aus mehreren unterschiedlich gestalteten Einzelrahmen 27 und 28 zusammengesetzten Rahmen 25 zur Aufnahme eines Werkstücks 2. Dabei entsprechen die Einzelrahmen 27 den zuvor bereits beschriebenen Einzelrahmen. Hingegen weisen die Einzelrahmen 28 hier im Unterschied einen trapezförmigen Querschnitt auf, sodass der zusammengesetzte Rahmen 25 eine Oberfläche mit ebenen und geneigten Abschnitten aufweist. Hier kann ein gekrümmtes Werkstück 2 optimal gelagert werden. Finally, FIG. 10 shows a frame 25 composed of several differently designed individual frames 27 and 28 for receiving a workpiece 2. The individual frames 27 correspond to the individual frames already described above. In contrast, the individual frames 28 here have a trapezoidal cross-section, so that the assembled frame 25 has a surface with flat and inclined sections. A curved workpiece 2 can be optimally stored here.

BEZUGSZEICHENLISTE: REFERENCE CHARACTERISTICS LIST:

1 Vorrichtung 1 device

2 Werkstück 2 workpiece

3 Stützstrebe 3 support strut

4 Werkstückoberfläche 4 workpiece surface

5 Werkstückträger 5 workpiece carriers

6 Gehäuse 6 housing

7 Kugelgelenk 7 ball joint

8 Lagerkugel 8 bearing ball

9 Lagerschale 9 bearing shell

10 Schlitz 10 slot

11 Schlitz 11 slot

12 Äquator (der Lagerkugel) 12 equator (of the bearing ball)

13 Spannmechanismus 13 Clamping Mechanism

14 Kontursegment 14 contour segment

15 Saugleitung (des Kontursegments) 15 suction line (of the contour segment)

16 Säugöffnung (des Kontursegments) 16 suction opening (of the contour segment)

17 Anlagefläche (des Kontursegments) 17 contact surface (of the contour segment)

18 Konturdichtung 18 contour seal

19 Saugfläche 19 suction surface

20 Ausnehmung (Nut) 20 recess (groove)

21 Saugleitung (des Werkstückträgers) 21 suction line (of the workpiece carrier)

22 Saugleitungsanschluss (am Werkstückträger) 22 suction line connection (on workpiece carrier)

23 Innenhohlraum (der Stützstrebe) 23 inner cavity (of the support strut)

24 T ragplatte 24 support plate

25 Rahmen 25 frames

26 Ausnehmung (der Tragplatte des Rahmens) 26 recess (of the support plate of the frame)

27 Einzelrahmen 27 single frames

28 Einzelrahmen 28 single frames

29 Streben 29 striving

30 Öffnungen FORTSETZUNG BEZUGSZEICHENLISTE 30 openings LIST OF REFERENCES CONTINUED

31 Grundplatte 31 base plate

32 Oberfläche (des Werkstückträgers) 32 surface (of the workpiece carrier)

33 Saugleitungsanschluss (an der Stützstrebe)33 Suction line connection (on the support strut)

34 Versorgungsleitungen 34 supply lines

35 Aussparung 35 recess

36 Pneumatikkolben 36 pneumatic pistons

37 Innenraum 37 interior

38 Mantelfläche 38 outer surface

39 Klemmelement 39 clamping element

40 Werkstückinnenoberfläche 40 inner surface of the workpiece

41 Spanten 41 frames

42 Anschlusselemente 42 connection elements

43 Justierelement 43 Adjustment element

44 Mantelringfläche 44 outer ring surface

h Höhe h height

A, B, C, D Bewegungsrichtungen A, B, C, D directions of movement

a Schwenkwinkel a swivel angle

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

1. Vorrichtung (1) zur lösbaren Fixierung eines zu bearbeitenden 1. Device (1) for releasably fixing a to be processed

Werkstücks (2), wobei die Vorrichtung (1) eine Stützstrebe (3) aufweist, deren dem Werkstück (2) zugewandtes Ende mit einem an der Werkstückoberfläche (4) mittelbar oder unmittelbar anliegenden Werkstückträger (5) ausgestattet ist, Workpiece (2), the device (1) having a support strut (3) whose end facing the workpiece (2) is equipped with a workpiece carrier (5) directly or indirectly adjacent to the workpiece surface (4),

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das dem Werkstück (2) gegenüberliegende Ende der Stützstrebe (3) schwenkbar, rotierbar und in seiner axialen Länge veränderbar in einem Gehäuse (6) der Vorrichtung (1) gelagert ist. the end of the support strut (3) opposite the workpiece (2) is mounted in a housing (6) of the device (1) so as to be pivotable, rotatable and adjustable in its axial length.

2. Vorrichtung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, 2. Device according to one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Stützstrebe (3) an ihrem dem Werkstück (2) gegenüberliegenden Ende ein Kugelgelenk (7) aufweist. the support strut (3) has a ball joint (7) at its end opposite the workpiece (2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3. Device according to claim 2,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das Kugelgelenk (7) aus einer von der Stützstrebe (3) durchdrungenen Lagerkugel (8) besteht, die in dem Gehäuse (6) der Vorrichtung (1) schwenkbar beweglich gelagert ist. the ball joint (7) consists of a bearing ball (8) which is penetrated by the support strut (3) and which is pivotably movably mounted in the housing (6) of the device (1).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4. Apparatus according to claim 3,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Lagerkugel (8) in einer Lagerschale (9) des Gehäuses (6) aufgenommen ist. the bearing ball (8) is received in a bearing shell (9) of the housing (6).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, 5. Apparatus according to claim 3 or 4,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Lagerkugel (8) mehrere, in ihre Mantelfläche eingebrachte Schlitze (10, 11) aufweist. the bearing ball (8) has several slots (10, 11) made in its outer surface.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6. Apparatus according to claim 5,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die die Lagerkugel (8) vollständig durchdringenden Schlitze (10, 11) mäanderförmig verlaufen oder abwechselnd, in zueinander the slots (10, 11) which completely penetrate the bearing ball (8) run in a meandering shape or alternately in one another

entgegengesetzt orientierten Richtungen bis über den Äquator (12) der Lagerkugel (8) hinaus in die Lagerkugel (8) eingebracht sind. oppositely oriented directions are introduced into the bearing ball (8) beyond the equator (12) of the bearing ball (8).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, 7. Device according to one of claims 2 to 6,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das Kugelgelenk (7) zur Ausrichtung der Stützstrebe (3) in einer zur Fixierung des Werkstücks (2) geeigneten Position mittels eines pneumatischen, hydraulischen oder elektromagnetischen the ball joint (7) for aligning the support strut (3) in a position suitable for fixing the workpiece (2) by means of a pneumatic, hydraulic or electromagnetic

Spannmechanismus (13) fixierbar ist. Clamping mechanism (13) can be fixed.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8. Apparatus according to claim 7,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

der in dem Gehäuse (6) der Vorrichtung (1) aufgenommene that received in the housing (6) of the device (1)

Spannmechanismus (13) zur sphärischen Klemmung der Lagerkugel (8) des Kugelgelenks (7) mindestens einen Pneumatikkolben (39), einen Federenergiespeicher mit Klemmbacken, einen Elektromagneten oder einen Hydraulikstößel aufweist. Clamping mechanism (13) for spherical clamping of the bearing ball (8) of the ball joint (7) has at least one pneumatic piston (39), a spring energy store with clamping jaws, an electromagnet or a hydraulic ram.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that

der Werkstückträger (5) ein Kontursegment (14) als Bestandteil einer Unterdruckerzeugungseinrichtung aufnimmt und das Kontursegment (14) eine dieses durchdringende Saugleitung (15) aufweist, deren the workpiece carrier (5) receives a contour segment (14) as part of a vacuum generating device and the contour segment (14) has a suction line (15) penetrating it, the

Säugöffnung (16) sich in einer zu dem zu fixierenden Werkstück (2) komplementär ausgeführten Anlagefläche (17) des Kontursegmentes (14) befindet. The suction opening (16) is located in a contact surface (17) of the contour segment (14) that is complementary to the workpiece (2) to be fixed.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10. Apparatus according to claim 9,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

in die zu dem Werkstück (2) komplementär ausgeführte Anlagefläche (17) des Kontursegmentes (14) eine Konturdichtung (18) integriert ist, die die mindestens eine, in der Anlagefläche (17) vorhandene Säugöffnung (16) umschließt, sodass dadurch innerhalb der Anlagefläche (17) wenigstens eine Saugfläche (19) gebildet ist. A contour seal (18) is integrated into the contact surface (17) of the contour segment (14) which is complementary to the workpiece (2) and encloses the at least one suction opening (16) present in the contact surface (17), so that within the contact surface (17) at least one suction surface (19) is formed.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11. The device according to claim 10,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Konturdichtung (18) als ein in eine nutförmige Ausnehmung (20) des Kontursegments (14) eingesetztes Lippenprofil ausgeführt ist, wobei die nutförmige Ausnehmung (20) in die dem Werkstück (2) zugewandte Anlagefläche (17) des Kontursegments (14) integriert ist. the contour seal (18) is designed as a lip profile inserted into a groove-shaped recess (20) of the contour segment (14), the groove-shaped recess (20) being integrated into the contact surface (17) of the contour segment (14) facing the workpiece (2) .

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , 12. Device according to one of claims 9 to 11,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

der Werkstückträger (5) als Bestandteil der the workpiece carrier (5) as part of the

Unterdruckerzeugungseinrichtung ausgeführt ist und eine Is executed vacuum generating device and a

strömungsleitend mit der Saugleitung (15) des Kontursegments (14) verbundene Saugleitung (21) mit einem Saugleitungsanschluss (22) aufweist. Has suction line (21) connected in a flow-conducting manner to the suction line (15) of the contour segment (14) and having a suction line connection (22).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , 13. Device according to one of claims 9 to 11,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Stützstrebe (3) hohl ausgebildet ist und der Innenhohlraum (23) der Stützstrebe (3) als Saugleitung der Unterdruckerzeugungseinrichtung ausgebildet ist oder der Aufnahme von Versorgungsleitungen dient. the support strut (3) is hollow and the inner cavity (23) of the support strut (3) is designed as a suction line of the vacuum generating device or is used to accommodate supply lines.

14. Vorrichtung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, 14. Device according to one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

der Werkstückträger (5) ein Justierelement (43) aufweist, das bei vollständig abgesenkter Stützstrebe (3) in eine korrespondierende und zu dem Justierelement (43) komplementär ausgeführte Aussparung (35) des Gehäuses (6) der Vorrichtung (1) eingerückt ist. the workpiece carrier (5) has an adjusting element (43) which, when the support strut (3) is completely lowered, is engaged in a corresponding recess (35) in the housing (6) of the device (1) which is complementary to the adjusting element (43).

15. Rahmen zur Aufnahme mindestens einer Vorrichtung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, 15. Frame for receiving at least one device according to one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das Gehäuse (6) der Vorrichtung (1) auf einer Tragplatte (24) des Rahmens (25) befestigt ist, die zur Gewährleistung der the housing (6) of the device (1) is attached to a support plate (24) of the frame (25), which ensures the

Schwenkbewegung der Stützstrebe (3) eine geeignete Ausnehmung (26) aufweist. Pivoting movement of the support strut (3) has a suitable recess (26).

16. Rahmen nach Anspruch 15, 16. Frame according to claim 15,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

der Rahmen (25) aus mehreren, austauschbaren Einzelrahmen (27, 28) zusammengesetzt ist, die gemeinsam der Kontur des zu fixierenden Werkstücks (2) angepasst sind. the frame (25) is composed of several interchangeable individual frames (27, 28) which together are adapted to the contour of the workpiece (2) to be fixed.

17. Rahmen nach Anspruch 15 oder 16, 17. Frame according to claim 15 or 16,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Einzelrahmen (27, 28) lösbar miteinander verbunden sind. the individual frames (27, 28) are detachably connected to one another.

18. Rahmen nach einem der Ansprüche 15 bis 17, 18. Frame according to one of claims 15 to 17,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

jeder Einzelrahmen (27, 28) aus einer Vielzahl einzelner Streben (29) besteht und damit fachwerkartig und in einer Leichtbauweise ausgeführt ist. each individual frame (27, 28) consists of a large number of individual struts (29) and is thus designed in the manner of a framework and in a lightweight construction.

19. Verfahren zur Lagerung eines zu bearbeitenden Werkstücks (2) auf einem mit Vorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgestatteten Rahmen (25) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: 19. A method for storing a workpiece (2) to be machined on a frame (25) equipped with devices (1) according to one of claims 1 to 14 according to one of claims 15 to 18, characterized by the method steps:

-Kalibrierung einer neutralen Ausgangslage sämtlicher, in dem Rahmen (25) vorhandener Vorrichtungen (1), indem bei gelöstem -Calibration of a neutral starting position of all devices (1) present in the frame (25) by, when the

Spannmechanismus (13) die Stützstrebe (3) jeder Vorrichtung (1), mittels eines anhand von CAD-Daten programmgesteuerten Roboters soweit abgesenkt wird, dass das an dem Werkstückträger (5) vorhandene Justierelement (43) vollständig in der korrespondierenden Aussparung (35) des Gehäuses (6) der Vorrichtung (1) aufgenommen ist, Clamping mechanism (13) the support strut (3) of each device (1) is lowered by means of a robot program-controlled using CAD data so that the adjustment element (43) present on the workpiece carrier (5) is completely in the corresponding recess (35) of the Housing (6) of the device (1) is received,

-ausgehend von der damit definierten Neutrallage der Vorrichtung (1) bewegt der Roboter anschließend die Stützstrebe (3) soweit, dass der Werkstückträger (5) eine durch die CAD-Daten vorgegebene Starting from the neutral position of the device (1) thus defined, the robot then moves the support strut (3) so far that the workpiece carrier (5) has a position specified by the CAD data

Lagerungsposition für das Werkstück (2) einnimmt, Assumes storage position for the workpiece (2),

-Aktivierung der einzelnen Spannmechanismen (13), sodass die -Activation of the individual tensioning mechanisms (13) so that the

Vorrichtungen (1) in ihrer eingestellten Position fixiert sind, Devices (1) are fixed in their set position,

-Auflage des Werkstücks auf die in dem Rahmen (25) ausgerichteten Werkstückträger (5) der einzelnen Vorrichtungen (1) und -Support of the workpiece on the workpiece carriers (5) of the individual devices (1) and aligned in the frame (25)

-Fixierung des abschließend zu bearbeitenden Werkstücks (2) mit Hilfe der vorhandenen Unterdruckerzeugungseinrichtung. -Fixing of the final workpiece (2) to be machined with the aid of the existing vacuum generating device.

20. Verfahren nach Anspruch 19, 20. The method according to claim 19,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

nach der Aktivierung der einzelnen Spannmechanismen (13) und der damit bewirkten Fixierung der einzelnen Vorrichtungen (1) in ihrer eingestellten Position und vor der Auflage des Werkstücks (2) auf die in dem Rahmen (25) ausgerichteten Werkstückträger (5) der einzelnen Vorrichtungen (1) der Roboter die exakte Positionierung der einzelnen Vorrichtungen (1) mit ihren jeweiligen Werkstückträgern (5) vermisst und somit kontrolliert. after the activation of the individual clamping mechanisms (13) and the resulting fixation of the individual devices (1) in their set position and before the workpiece (2) is placed on the workpiece carriers (5) of the individual devices (5) aligned in the frame (25) 1) the robot measures and thus controls the exact positioning of the individual devices (1) with their respective workpiece carriers (5).

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, 21. The method according to claim 19 or 20,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das Auflegen des Werkstückes (2) auf die Werkstückträger (5) der Vorrichtungen (1) manuell oder automatisiert, mittels des Roboters, erfolgt. the workpiece (2) is placed on the workpiece carrier (5) of the devices (1) manually or automatically, by means of the robot.