DE10043242A1 - Modulare Vakuumspannvorrichtung - Google Patents

Abstract

Modulare Vakuumspannvorrichtung, umfassend: DOLLAR A - ein auf einer Unterlage ansaugbares Grundelement (2) mit mindestens einem mit einer externen Unterdruckquelle koppelbaren Unterdruckkanal (8), der an der Oberseite des Grundelements (2) in einer abdichtenden Steckverbindung (11) mündet, DOLLAR A - ein Unterteil (3), das mit seiner Unterseite auf die Steckverbindung (11) des Grundelements (2) den Unterdruckkanal fortsetzend aufsteckbar ist, wobei der Unterdruckkanal (14) auf der Oberseite (17) des Unterteils (3) mündet, DOLLAR A - mindestens ein, vorzugsweise mehrere Zwischensegmente (4, 5), das bzw. die auf das Unterteil (3) bzw. ein anderes Zwischensegment den Unterdruckkanal fortsetzend zur Höheneinstellung abdichtend aufsetzbar ist bzw. sind, DOLLAR A - ein Oberteil (6), das auf ein Zwischensegment (5) abdichtend aufsetzbar ist und auf seiner Oberseite einen Ansaugbereich zum Aufspannen eines Werkstücks aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine modulare Vakuumspannvorrichtung.

Derartige Vakuumspannvorrichtungen dienen zum Spannen von Werkstücken, die mechanisch bearbeitet werden. Vakuumspannvorrichtungen werden vor allem dort eingesetzt, wo eine Vielzahl verschiedenartig geformter Werkstücke gespannt werden muss, für die ansonsten die Anfertigung vieler Schablonen oder Vorrich­ tungen erforderlich wäre. Durch die Verwendung von Vakuumspannvorrichtungen entfallen diese Vorrichtungen und das Aufspannen verschieden geformter Werkstücke kann äußerst flexibel erfolgen. Vakuumspannvorrichtungen haben sich vor allem auch bei automatisch gesteuerten Maschinen bewährt, da in diesem Fall auch die Positionierung der Vakuumspannvorrichtungen automatisiert erfol­ gen kann.

Es sind bereits Vakuumspannvorrichtungen, die auch als Vakuumsauger bezeich­ net werden, entwickelt worden, die auf ihrer Oberseite eine durch eine Dichtung begrenzte Ansaugfläche aufweisen, die rund oder rechteckig ausgebildet sein kann. Auf der Oberseite mündet ein Unterdruckkanal, der an eine externe Unter­ druckquelle angeschlossen wird. Diese Saugaufsätze, die vielfältige Formen auf­ weisen, lassen sich auf ein Unterteil aufsetzen, das auf seiner Unterseite einen abdichtbaren Unterdruckbereich aufweist, mit dem der Vakuumsauger auf einer Oberfläche fixiert werden kann. Die Saugaufsätze werden in verschiedenen Hö­ hen gefertigt, um auch unregelmäßig geformte Werkstücke herstellen zu können. Außerdem wird bei höheren Saugaufsätzen eine bessere Zugänglichkeit für ein Werkzeug von der Seite oder der Unterseite erreicht. Dementsprechend war es bisher erforderlich, eine große Anzahl verschieden hoher und verschieden ge­ formter Vakuumsauger vorzuhalten, um sämtliche zu bearbeitenden Werkstücke spannen zu können. Besonders aufwändig war bisher das Aufspannen von Werkstücken, die gleichzeitig mehrere verschieden hohe Vakuumsauger erfor­ derten.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, das Spannen eines Werkstücks mit einer Vakuumspannvorrichtung zu vereinfachen und flexibler zu gestalten.

Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine modulare Vakuumspann­ vorrichtung mit den folgenden Merkmalen vorgesehen:

• - ein auf einer Unterlage ansaugbares Grundelement mit mindestens einem mit einer externen Unterdruckquelle koppelbaren Unterdruckkanal, der an der Oberseite des Grundelements in einer abdichtenden Steckverbindung mündet,
• - ein Unterteil, das mit seiner Unterseite auf die Steckverbindung des Grundelements den Unterdruckkanal fortsetzend aufsteckbar ist, wobei der Unterdruckkanal auf der Oberseite des Unterteils mündet,
• - mindestens ein, vorzugsweise mehrere Zwischensegmente, das bzw. die auf das Unterteil bzw. ein anderes Zwischensegment den Unterdruckkanal fortsetzend zur Höheneinstellung abdichtend aufsetzbar ist bzw. sind,
• - ein Oberteil, das auf ein Zwischensegment abdichtend aufsetzbar ist und auf seiner Oberseite einen Ansaugbereich zum Aufspannen eines Werk­ stücks aufweist.

Die erfindungsgemäße modulare Vakuumspannvorrichtung kann äußerst flexibel an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Der modulare Aufbau ermög­ licht es, mit einer begrenzten Anzahl verschiedener Einzelteile sehr viele Varian­ ten zusammenzustellen. Dazu wird jeweils ein Grundelement verwendet, dass mit einer externen Unterdruckquelle verbunden wird. Im Inneren des Grundelements befindet sich ein Unterdruckkanal, der auch als Durchgangsbohrung ausgebildet sein kann. Auf der Oberseite des Grundelements ist eine Steckverbindung ange­ ordnet, die den Unterdruckkanal fortsetzt und außenseitig abdichtet.

Nach einer ersten Alternative weist das Grundelement zwei separate Unterdruck­ kanäle auf, von denen der erste mit einer externen (weiteren) Unterdruckquelle koppelbar ist und in einem Unterdruckbereich auf der Unterseite und der zweite in der Steckverbindung auf der Oberseite mündet. Über den ersten Unterdruckkanal bzw. den Unterdruckbereich kann das Ansaugen der Vakuumspannvorrichtung auf einer Unterlage (z. B. einem Stahl- oder Holztisch) getrennt von dem Spannen des Werkstücks ausgeführt werden. Der zweite, oberseitig mündende Unterdruckkanal dient ausschließlich zum Spannen. Nach einer zweiten Alternative kann sich der Unterdruckkanal von der Unterseite zur Oberseite erstrecken. Hier wird die Vor­ richtung gleichseitig über den eigentlich zum Spannen dienenden Unterdruckkanal auf der Unterlage festgesaugt. Die Unterlage kann z. B. ein eine Vielzahl von An­ saugöffnungen aufweisender Stahltisch oder eine Konsole sein.

In die Steckverbindung des Grundelements ist ein Unterteil einsteckbar. Dieses weist auf seiner Oberseite ebenfalls einen Anschluss zum Aufsetzen von Zwi­ schenelementen auf. Die Unterseiten der Unterteile sind jeweils identisch, die o­ berseitigen Anschlüsse können hinsichtlich der Größe und Form unterschiedlich ausgebildet sein.

Bevorzugt weist eine erfindungsgemäße Vakuumspannvorrichtung mehrere auf­ einander aufgesetzte Zwischensegmente auf. Die einzelnen Zwischensegmente können verschieden hoch ausgebildet sein, so dass sich durch eine Kombination mehrerer Zwischensegmente praktisch jede gewünschte Höhe einstellen lässt. In ihrem Inneren verläuft mindestens ein Unterdruckkanal, der eine Unterdruckver­ bindung mit den benachbarten Segmenten bildet. Die einzelnen Zwischenseg­ mente sind über eine abgedichtete Steckverbindung miteinander verbindbar. Auf dem obersten Zwischensegment wird das Oberteil aufgesetzt, auf dessen Ober­ seite ein Ansaugbereich zum Aufspannen eines Werkstücks angeordnet ist. Auch dieser Ansaugbereich ist auf seinem Umfang abgedichtet. Die innenliegenden Unterdruckkanäle sind bevorzugt als Durchgangsbohrungen ausgebildet, um das Luftvolumen zu minimieren, so dass die Ansaugwirkung bereits kurz nach dem Anschluss an die Unterdruckquelle eintritt.

Eine besonders zuverlässige Funktion und ein sicherer Betrieb der modularen Va­ kuumspannvorrichtung ergibt sich, wenn das Unterteil und die Zwischensegmente sowie das Oberteil über ein Befestigungsmittel lösbar miteinander verbindbar sind. Die Vakuumspannvorrichtung kann dann auch Querkräfte aufnehmen, die von einem Werkzeug während der Bearbeitung erzeugt werden. Das Befestigungs­ mittel kann beispielsweise als Schraubverbindung ausgebildet sein, wobei das Oberteil Schraubenlöcher, die Zwischensegmente Durchgangsbohrungen und das Unterteil Gewindesacklöcher aufweisen. In diesem Fall wird eine Schraube von oben eingeschraubt, um sämtliche Komponenten miteinander zu verbinden.

Alternativ kann das Befestigungsmittel auch als Klemmverbindung ausgebildet sein, wobei Klemmstifte vorgesehen sind, die in Bohrungen des Oberteils, der Zwischensegmente sowie des Unterteils einsteckbar sind. Die Klemmstifte weisen dabei ein Übermaß auf, das eine sichere Klemmung in den Bohrungen bezie­ hungsweise Ausnehmungen gewährleistet und dennoch eine Trennung der ein­ zelnen Bestandteile nach dem Bearbeitungsvorgang erlaubt. Diese Klemmstifte können entweder auf der Oberseite des Unterteils oder auf der Unterseite des O­ berteils angeordnet sein. In einer anderen Ausführungsform erstrecken sich die Klemmstifte nicht über die ganze Höhe der Vakuumspannvorrichtung, sondern klemmen jeweils nur ein benachbartes Bauteil, d. h. die an dem Oberteil angeord­ neten Klemmstifte wirken mit dem darunter liegenden Zwischensegment zusam­ men, die Klemmstifte des Zwischensegments werden in das darunter liegende Zwischensegment gesteckt und die Klemmstifte des untersten Zwischensegments dienen zur Klemmbefestigung an dem Unterteil.

Mit besonderem Vorteil umfasst eine erfindungsgemäße modulare Vakuumspann­ vorrichtung mehrere Zwischensegmente, die unterschiedlich hoch ausgebildet sind. Durch die Kombination verschiedener Zwischensegmente lässt sich jede gewünschte Höhe einstellen. Eine größere Höhe ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn an einem Werkstück sowohl die Ober- als auch die Unterseite bearbeitet werden soll. Es wird auf diese Weise eine verbesserte Zugänglichkeit der Unter­ seite beispielsweise für Fräswerkzeuge ermöglicht. Die Vakuumspannvorrichtung lässt sich mit besonderem Vorteil auch bei Werkstücken anwenden, die in verschiedenen Bereichen des Aufspannbereichs verschieden hoch gespannt werden müssen. Für jeden Aufspannbereich wird eine Vakuumspannvorrichtung mit un­ terschiedlich hohen Zwischensegmenten derart kombiniert, dass die erforderliche Gesamthöhe erreicht wird.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere verschieden­ geformte Zwischensegmente miteinander kombinierbar sind. Sämtliche Unterteile weisen auf ihrer Oberseite eine gleichgroße Steckverbindung auf. Die darauf auf­ setzbaren Zwischensegmente können auf ihrer Oberseite eine Steckverbindung aufweisen, die in der Form und I oder der Größe von der Unterseite abweicht. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die unterseitige Steckverbindung rund ausgebildet ist und auf der Oberseite ein rechteckiger, dreieckiger oder kreisförmi­ ger Anschluss mit einer anderen Größe ausgebildet ist. Bei mehreren Zwischen­ segmenten kann die Steckverbindung schrittweise verkleinert werden. Sämtliche Varianten der Vakuumspannvorrichtung lassen sich auf das "genormte" Unterteil aufsetzen. Die Verwendung von kleinen Ansaugbereichen bietet sich insbesonde­ re dann an, wenn das Werkstück aufgrund seiner Oberflächenkontur nur an be­ stimmten Punkten gespannt werden kann. Wenn eine Steckverbindung wie be­ schrieben nur eine Teilfläche der Ober- oder Unterseite eines Zwischensegments umfasst, ist die restliche Teilfläche vorteilhafter Weise geschlossen.

Günstig ist es, wenn die auf der Oberseite des Grundelements angeordnete Öff­ nung als ringförmige Ausnehmung ausgebildet ist, in die ein auf der Unterseite des Unterteils entsprechend gegengleich ausgebildeter, eine Dichtung aufweisender Ringabschnitt einsteckbar ist. Natürlich ist auch ein umgekehrter Aufbau denkbar, d. h. der Ring ist an dem Grundelement angeordnet und in eine Ausnehmung des Unterteils einsteckbar. Eine derartige Vorrichtung bietet den Vorteil, dass das Un­ terteil gegenüber dem Grundelement zur Ausrichtung des Oberteils verdrehbar ist. Es kann beispielsweise ein Oberteil mit einem rechteckigen Ansaugbereich ver­ wendet werden, der in Bezug auf die Symmetrieachse des Grundelements au­ ßermittig angeordnet ist. Bei einer Verdrehung des Oberteils sowie der damit ver­ bundenen Zwischensegmente und dem Unterteil kann praktisch jede beliebige gedrehte Zwischenposition des oberseitigen Ansaugbereiches erreicht werden.

Die Dreh-Steck-Verbindung ergibt einen zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Anpas­ sung und Positionierung der Vakuumspannvorrichtung an das jeweilige Werk­ stück.

Besonders bewährt haben sich Vakuumspannvorrichtungen, bei denen das Grundelement und/oder das Oberteil eine reibungserhöhende Einlage aufweisen. Diese Einlage trägt ebenfalls zu einer besseren Anhaftung des Werkstücks an dem Oberteil bzw. dem Grundelement auf der Unterlage bei und verhindert ein Verrutschen. Bei Fräs- oder Bohrarbeiten können seitliche oder schiefe Kräfte auftreten, die über die Einlage abgetragen werden. Diese Einlage kann auf ihrer Oberseite Noppen aufweisen und aus einem Gummimaterial hergestellt sein.

Es hat sich als besonders günstig herausgestellt, die Mündung des Unterdruckka­ nals in dem Oberteil mit einem Ansaugfilter zu versehen, um das Ansaugen von Fremdkörpern, beispielsweise Bohrspänen zu verhindern. Diese Fremdkörper können ansonsten den Unterdruckkanal verstopfen und zu Funktionsproblemen führen.

Um eine sichere Abdichtung des Spannbereichs auf der Oberseite des Oberteils zu erzielen, weist dieser eine umlaufende Dichtung auf, wobei bevorzugt eine Dichtlippe zur Anwendung kommt. Alternativ ist es auch möglich, ein umlaufendes Moosgummiprofil zu verwenden.

Die erfindungsgemäße modulare Vakuumspannvorrichtung kann kostengünstig hergestellt werden, wenn die Komponenten aus Kunststoff bestehen.

Es kann auch vorgesehen sein, dass an gegenüberliegenden Seitenflächen des Grundelements Führungsleisten befestigbar sind, mittels denen die Vakuum­ spannvorrichtung auf eine Konsole aufsetz- und positionierbar ist.

Damit lässt sich die Ausrichtung von mehreren Vakuumspannvorrichtungen be­ sonders einfach vornehmen. Dies ist beispielsweise erforderlich, um im Interesse einer gleichbleibenden Qualität eine exakte Reproduzierbarkeit des Herstellungs­ vorgangs und damit auch der Aufspannung zu erreichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Be­ zugnahme auf die Figuren näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße modulare Vakuumspannvorrichtung in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.

Fig. 2 zeigt eine modulare Vakuumspannvorrichtung mit unterschiedlich hohen Zwischensegmenten.

Die in Fig. 1 dargestellte Vakuumspannvorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem Grundelement 2, einem Unterteil 3, einem ersten Zwischensegment 4, ei­ nem zweiten Zwischensegment 5 sowie einem Oberteil 6.

Das Grundelement 2 der Vakuumspannvorrichtung 1 wird auf einen nicht darge­ stellten Maschinentisch oder eine Konsole aufgesetzt, an deren Oberfläche durch ein Ventil verschließbare Unterdruckkanäle münden. Das Grundelement 2, das in der Figur im Querschnitt dargestellt ist, besitzt eine kreisförmige Unterseite. Im Randbereich des Grundelements 2 ist eine umlaufende Dichtung 7 ausgebildet, die bei aufgesetzter Vakuumspannvorrichtung 1 einen Unterdruckraum bildet und abdichtet. Durch das Grundelement 2 verlaufen mehrere in der Art einer Durch­ gangsbohrung gestaltete Unterdruckkanäle 8, die mit gegenüberliegenden Unter­ druckkanälen des Maschinentischs oder der Konsole zusammenwirken. Zu die­ sem Zweck sind im Bereich der Unterdruckkanäle 8 Magneten 9 angeordnet, die beim Aufsetzen das Ventil der Unterlage öffnen und die Strömungsverbindung mit einer externen Unterdruckquelle herstellen. Die Unterdruckquelle ist mit einer Va­ kuumpumpe zur Herstellung des Unterdrucks verbunden. Zur Erhöhung der Haft­ reibung ist auf der Unterseite des Grundelements 2 eine reibungserhöhende Ein­ lage 10 oberflächenbündig angeordnet, die aus einem Gummimaterial hergestellt ist. Wenn das Grundelement 2 an die Unterdruckquelle angeschlossen ist, wird der Unterdruckbereich auf der Unterseite des Grundelements 2, der von der Dichtung 7 ringsherum begrenzt wird, evakuiert und das Grundelement 2 wird un­ ter Verformung der Dichtung 7 auf die Unterlage gesaugt.

Auf der Oberseite des Grundelements 2 ist eine abdichtende Steckverbindung in Form einer ringförmigen Ausnehmung 11 angebracht, die zur Befestigung des Unterteils 3 an dem Grundelement 2 dient.

Das Unterteil 3 ist an seiner Oberseite quadratisch ausgebildet, wobei sein Au­ ßendurchmesser im wesentlichen dem des Grundelements 2 entspricht. Auf der Unterseite des Unterteils 3 ist ein ringförmiger Einsteckabschnitt 12 angeformt, der in die Ausnehmung 11 einsteckbar ist. Die Abdichtung dir Steckverbindung erfolgt über eine Dichtung 13, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als O-Ring ausgebildet ist. Die Unterdruckkanäle 8 des Grundelements 2 setzen sich in Un­ terdruckkanälen 14 des Unterteils 3 fort. Innerhalb des Unterteils 3 ist wenigstens ein Unterdruckkanal 14 angeordnet, es können aber auch mehrere derartige Un­ terdruckkanäle vorhanden sein. Die Unterdruckkanäle 8, 14 sind als Durchgangs­ bohrungen unter Vermeidung größerer Hohlräume ausgebildet, um eine schnelle Ansaugwirkung zu erzielen. Bei größeren Hohlräumen besteht das Problem, dass zunächst diese evakuiert werden müssen, bevor der Unterdruck an den eigentli­ chen Ansaugflächen wirken kann. Auf der Oberseite des Unterteils 3 ist eine Dichtung 15 in einer umlaufenden Nut 16 angeordnet, wobei die Dichtung 15 die Oberfläche 17 des Unterteils 3 etwas überragt.

Diese Dichtung 15 dient zum Abdichten eines aufgesetzten ersten Zwischenseg­ ments 4, dessen Unterseite 18 die gleiche Größe wie die Oberseite des Unterteils 3 aufweist. Die Oberseite des Zwischensegments 4 weist jedoch eine demgegen­ über kleinere Fläche auf, auf der ebenfalls eine Dichtung 19 angeordnet ist. Mittels des Zwischensegments 4 wird die große Dichtungsfläche auf die wesentlich klei­ nere, durch die Dichtung 19 begrenzte Fläche reduziert. Die Restfläche 20 ist de­ ckelartig verschlossen. Die Verwendung eines derartigen Zwischensegments 4 ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Spannbereich an einem zu bearbeitenden Werkstück verkleinert werden soll, um eine bessere Zugänglichkeit der Unterseite für Bearbeitungswerkzeuge sicherzustellen. Dementsprechend ist es auch möglich, auf das Zwischensegment 4 mehrere stufenweise kleinere Zwischenseg­ mente aufzusetzen, um eine bestimmte Größe und Form des Aufspannbereichs zu erreichen.

Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem Zwischenseg­ ment 4 ein weiteres Zwischensegment 5 mit einer ebenen Unterseite aufgesetzt, das die Höhe des Zwischensegments 4 vergrößert. Es lassen sich weitere Zwi­ schensegmente aufsetzen, um exakt eine bestimmte erforderliche Gesamthöhe zu erreichen. Die Abdichtung auf der Oberseite des Zwischensegments 5 erfolgt wie bei den bisher beschriebenen Komponenten mittels einer Dichtung 21.

Auf das oberste Zwischensegment 5 ist das Oberteil 6 aufgesetzt. Es stehen ver­ schiedene Oberteile zur Auswahl, um eine bestimmte Form des Ansaugbereichs zu erzielen. Der Ansaugbereich kann dreieckig, viereckig oder kreisförmig ausge­ bildet sein oder aus einer Kombination dieser Grundformen bestehen. Der An­ saugbereich wird von einer Dichtlippe 22 begrenzt, die beim Ansaugen zusam­ mengedrückt wird und eine besonders gute Abdichtung des Unterdruckbereichs gewährleistet. Analog zur Unterseite des Grundelements weist die Oberseite des Oberteils 6 eine Einlage 23 auf, die zur Erhöhung der Reibung zwischen dem O­ berteil 6 und einem zu bearbeitenden Werkstück dient. Das Filterelement 24 ver­ hindert das Ansaugen von bei der Bearbeitung anfallenden Spänen usw., die an­ sonsten zu Funktionsstörungen führen könnten.

Wie in der Figur zu erkennen ist, bilden die einzelnen Unterdruckkanäle 8, 14, 25, 26 und 27 im zusammengebauten Zustand einen gemeinsamen Unterdruckkanal, so dass die Unterdruckwirkung in dem Ansaugbereich, der durch die Dichtlippe 22 gebildet wird, eintreten kann. Die Verbindung der Einzelteile erfolgt über eine Schraubverbindung. Dazu weist das Oberteil 6 eine Durchgangsbohrung 28 auf, dessen oberer Bereich zur Aufnahme einer Senkkopfschraube ausgebildet ist. Ebenso weisen die Zwischensegmente 5, 4 dazu passende Durchgangsbohrun­ gen 29, 30 auf. In dem Unterteil 3 ist ein Gewindesackloch 31 vorgesehen, in das eine nicht dargestellte Schraube eingeschraubt wird, die das Oberteil 6 mit den Zwischensegmenten 4, 5 und dem Unterteil 3 verbindet. Alternativ kann anstelle einer Schraubverbindung auch eine Klemmverbindung vorgesehen sein, bei der die Einzelkomponenten jeweils einen Klemmstift und eine Stiftaufnahme auf der gegenüberliegenden Seite aufweisen.

Wie in Fig. 1 weiter zu erkennen ist, sind an gegenüberliegenden Seitenflächen 33, 45 des Grundelements 2 Führungsleisten 32, 34 befestigbar. Die Befestigung der Führungsleiste 34 erfolgt durch Einschrauben einer nicht dargestellten Schraube durch die Durchgangsbohrung 35 in das auf der Seitenfläche 45 ange­ ordnete Gewindesackloch 36. Analog erfolgt die Befestigung der Führungsleiste 32 an der gegenüberliegenden Seitenfläche 33. Die Führungsleisten 32, 34 über­ ragen das Grundelement 2 unterseitig und dienen zum Aufsetzen und Positionie­ ren der Vakuumspannvorrichtung 1 auf einer Konsole. Auf diese Weise lassen sich mehrere Vakuumspannvorrichtungen besonders einfach ausrichten. Zusätz­ lich wird durch die Führungsleisten 32, 34 sichergestellt, dass die Unterdruckka­ näle 8 auf die Unterdruckanschlüsse der Unterlage ausgerichtet werden.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Vakuumspannvor­ richtung 46 besteht aus dem Grundelement 43, auf das das Unterteil 3, die Zwi­ schensegmente 41, 42 sowie das Oberteil 44 aufsetzbar sind.

Die Außenkontur des Grundelements 43 entspricht im wesentlichen derjenigen des Grundelements 2 des ersten Ausführungsbeispiels. Die beiden Grundele­ mente unterscheiden sich jedoch hinsichtlich ihrer inneren Unterdruckkanäle. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, verlaufen innerhalb des Grundelements 43 zwei vonein­ ander getrennte Unterdruckkanäle 37, 38, die jeweils an äußeren Seitenflächen des Grundelements 43 münden, wobei der Unterdruckkanal 37 an eine Unter­ druckleitung 39 und der Unterdruckkanal 38 an eine Unterdruckleitung 40 ange­ schlossen ist. Die beiden Unterdruckleitungen 39, 40 können an eine gemeinsame Vakuumpumpe angeschlossen sein. Wesentlich ist jedoch, dass der Unterdruck in den Unterdruckkanälen 37, 38 getrennt ein- und ausgeschaltet werden kann. Der Unterdruckkanal 37 mündet im Inneren des Grundelements 43 an der Oberseite der Steckverbindung 11 und ist zur Unterseite des Grundelements 43 hin abge­ dichtet.

Der zweite Unterdruckkanal 38 ist nicht mit der Steckverbindung 11 und den sich daran anschließenden weiteren Unterdruckkanälen verbunden. Ausgehend von der seitlichen Anschlussöffnung in dem Grundelement 43 weist der Unterdruckka­ nal 38 einen horizontalen Verlauf auf, an den sich ein vertikaler Abschnitt an­ schließt, der an der Unterseite des Grundelements 43 mündet. Bei auf einer Un­ terlage aufgesetzter Vakuumspannvorrichtung 46 bildet der von der Dichtung 7 des Grundelements 43 eingeschlossene Raum einen abgedichteten Unterdruck­ raum, so dass die Vakuumspannvorrichtung 46 bei eingeschalteter Unterdruck­ versorgung auf die Unterlage gesaugt wird. Der besondere Vorteil der Trennung der Unterdruckkanäle besteht darin, dass beispielsweise zunächst die Vakuum­ spannvorrichtung 46 selbst auf einer Unterlage positioniert und angesaugt werden kann, anschließend kann das zu bearbeitende Werkstück auf die Oberseite der Vakuumspannvorrichtung 46 aufgelegt und durch die Kopplung des zweiten Un­ terdruckkanals 37 mit der Vakuumpumpe angesaugt werden. Nach erfolgter Bear­ beitung des Werkstücks wird lediglich die Ansaugung auf der Oberseite abge­ schaltet, so dass das Werkstück gewechselt werden kann. Die Fixierung der Va­ kuumspannvorrichtung 46 selbst bleibt unverändert, so dass keinerlei Einstell- o­ der Positionierarbeiten erforderlich sind.

Auf das Grundelement 43 ist ein Unterteil 3 aufgesetzt, das dem in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Unterteil entspricht. Auf das Unterteil 3 sind ein erstes Zwischensegment 41 und ein zweites Zwischensegment 42 aufgesetzt. Die Abdichtung zwischen den einzelnen Zwischensegmenten erfolgt ebenfalls wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die Ausgestaltung der Dichtun­ gen und der Steckverbindungen nicht mehr eingegangen werden muss. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, unterscheiden sich die Zwischensegmente 41 und 42 hin­ sichtlich ihrer Höhe. Die Verwendung von verschieden hohen Zwischensegmenten ermöglicht es, mit einer begrenzten Anzahl von Zwischensegmenten praktisch jede gewünschte Gesamthöhe einer Vakuumspannvorrichtung zu bilden. Inner­ halb der Zwischensegmente verlaufen die bereits beschriebenen vertikalen Unter­ druckkanäle sowie Durchgangsbohrungen, die zur Befestigung der Einzelteile die­ nen.

Auf der Oberseite des Zwischensegments 42 wird das Oberteil 44 aufgesetzt, dessen Aufbau und Wirkungsweise der des bereits beschriebenen Oberteils 6 entspricht. Der Ansaugbereich auf der Oberseite des Oberteils 44 kann rund oder viereckig ausgebildet sein. Die Größe und Form dieses Abdichtbereichs bestimmt die Größe und Form der Zwischensegmente 41, 42 sowie die Ausgestaltung des Unterteils 3. Bevorzugt werden eckige, d. h. quaderförmige Oberteile, Zwischen­ segmente und Unterteile, wobei sich auf der Unterseite des Unterteils 3 eine runde Steckverbindung anschließt, die eine Verdrehung des Oberteils 44 ermöglicht.

Claims (23)

1. Modulare Vakuumspannvorrichtung, umfassend:
ein auf einer Unterlage ansaugbares Grundelement (2, 43) mit mindestens einem mit einer externen Unterdruckquelle koppelbaren Unterdruckkanal (8, 37, 38), der an der Oberseite des Grundelements (2, 43) in einer abdichtenden Steckverbindung (11) mündet,
ein Unterteil (3), das mit seiner Unterseite auf die Steckverbindung (11) des Grundelements (2, 43) den Unterdruckkanal fortsetzend aufsteckbar ist, wobei der Unterdruckkanal (14) auf der Oberseite (17) des Unterteils (3) mündet,
mindestens ein, vorzugsweise mehrere Zwischensegmente (4, 5, 41, 42), das bzw. die auf das Unterteil (3) bzw. ein anderes Zwischensegment den Unterdruckkanal fortsetzend abdichtend aufsetzbar ist bzw. sind,
ein Oberteil (6, 44), das auf ein Zwischensegment (5, 42) abdichtend aufsetzbar ist und auf seiner Oberseite einen Ansaugbereich zum Aufspannen eines Werkstücks aufweist.

2. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (3), das, gegebenenfalls die Zwischensegmente (4, 5, 41, 42) und das Oberteil (6, 44) über ein Befestigungsmittel lösbar miteinander verbindbar sind.

3. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel als Schraubverbindung ausgebildet ist, wobei das Oberteil Schraubenlöcher (28), das, gegebenenfalls die Zwischensegmente (4, 5) Durchgangsbohrungen (29, 30) und das Unterteil (3) Gewindesacklöcher (31) aufweist.

4. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel als Klemmverbindung ausgebildet ist.

5. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmverbindung Klemmstifte aufweist, die in Bohrungen des Oberteils, des bzw. der Zwischensegmente und des Unterteils einsteckbar sind.

6. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Unterteil oder an dem Oberteil Klemmstifte angeordnet sind, die in Bohrungen der übrigen Komponenten einsteckbar sind.

7. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer mehrere Zwischensegmente (41, 42) aufweisenden Vakuumspannvorrichtung (46) diese unterschiedlich hoch ausgebildet sind.

8. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindungen auf der Ober- und/oder Unterseite der Zwischensegmente (4, 5) eine umlaufende Dichtung (19, 21) aufweisen.

9. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verschieden geformte Zwischensegmente (4, 5) miteinander kombinierbar sind.

10. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Größe und/oder Form einer Steckverbindung auf der Unterseite eines Zwischensegments (4) von derjenigen auf der Oberseite unterscheidet.

11. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steckverbindung eines Zwischensegments (4) nur eine Teilfläche der Ober- bzw. Unterseite umfasst und die restliche Teilfläche geschlossen ist.

12. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Oberseite des Grundelements (2, 43) angeordnete Öffnung als ringförmige Ausnehmung (11) ausgebildet ist, in die ein auf der Unterseite des Unterteils (3) entsprechend gegengleich ausgebildeter, eine Dichtung (13) aufweisender Ringabschnitt (12) einsteckbar ist.

13. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (3) gegenüber dem Grundelement (2, 43) im zusammengebauten Zustand zur Ausrichtung des Oberteils (6, 44) verdrehbar ist.

14. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (2, 43) und/oder das Oberteil (6, 44) eine reibungserhöhende Einlage (10, 23) aufweisen.

15. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage Noppen aufweist.

16. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (10, 23) aus einem Gummimaterial herstellbar ist.

17. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung des Unterdruckkanals (27) in dem Oberteil (6) einen Ansaugfilter (24) aufweist.

18. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugbereich auf der Oberseite des Oberteils (6, 44) eine umlaufende Dichtung (22) aufweist.

19. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (22) eine Dichtlippe aufweist.

20. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung als Moosgummiprofil ausgebildet ist.

21. Modulare Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (6, 44), das bzw. die Zwischensegmente (4, 5, 41, 42), das Unterteil (3) und das Grundelement (2, 43) aus Kunststoff herstellbar sind.

22. Modulare Vakuumspannvorrichtung einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an gegenüberliegenden Seitenflächen (33, 45) des Grundelements (2) Führungsleisten (32, 34) befestigbar sind, mittels denen die Vakuumspannvorrichtung (1) auf eine Konsole aufsetzbar und positionierbar ist.

23. Modulare Vakuumspannvorrichtung einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (43) zwei mit einer externen Unterdruckquelle separat koppelbare Unterdruckkanäle (37, 38) aufweist, von denen der erste an der Oberseite des Grundelements (43) in einer abdichtbaren Steckverbindung (11) und der zweite in einem abdichtbaren Bereich auf der Unterseite des Grundelements (43) mündet.