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Die Erfindung betrifft eine Vakuum-Spannvorrichtung, mit mindestens einer Spanneinheit, die einen mit Unterdruck beaufschlagbaren und seitlich von einem flexiblen Saugnapf begrenzten Saugraum enthält, wobei der Saugnapf einen eine Ansaugöffnung umrahmenden und an einen festzuspannenden Gegenstand ansetzbaren vorderen Endabschnitt aufweist, der relativ zu einem an einer Tragstruktur befestigten oder befestigbaren rückseitigen Basisabschnitt der Spanneinheit beweglich ist, wobei die Spanneinheit ferner über einen in dem Saugraum angeordneten Abstützkörper zum Abstützen des jeweils festzuspannenden Gegenstandes verfügt, der eine nach vorne in Richtung zu der Ansaugöffnung orientierte Abschnittsfläche aufweist.
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Eine aus der
DE 20 2007 002 876 U1 bekannte Vakuum-Spannvorrichtung dieser Art enthält eine als Sauggreifer bezeichnete Spanneinheit, die mit einem einen Saugraum begrenzenden flexiblen Saugnapf ausgestattet ist. De Saugnapf ist mit einem vorderen Endabschnitt an einen festzuspannenden und anschließend zu transportierenden Gegenstand ansetzbar, wobei durch Evakuieren des Saugraumes auf Basis des sich hierbei einstellenden Unterdruckes ein Festspannen des Gegenstandes an dem Saugnapf stattfindet. Im Inneren des Saugraumes ist an dem Saugnapf ein Abstützkörper fixiert, der dazu dient, den angesaugten Gegenstand abzustützen und an einer zu starken Verformung zu hindern. Ohne einen solchen Abstützkörper besteht bei sehr dünnwandigen und insbesondere bei flexiblen Gegenständen die Gefahr, dass sie beim Ansaugen zu stark durchgebogen werden und eventuell brechen.
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Aus der
DE 103 38 594 A1 ist eine Vakuum-Spannvorrichtung bekannt, bei der eine Spanneinheit einen Saugnapf aufweist, der an einem rückseitigen Auflageteller befestigt ist, welcher mit einem Anschlussstutzen zur externen Fixierung der Spanneinheit versehen ist. Der Saugnapf hat einen elastischen Körper aus einem gewebeverstärkten Material.
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Auf dem Gebiet der Messtechnik besteht oftmals die Problematik, einen zu vermessenden Gegenstand lösbar festspannen zu müssen. Dieses Festspannen gestaltet sich aufgrund der dafür notwendigen Handhabung mechanischer Verbindungeinrichtungen sehr zeitaufwändig. Dies vor allem bei unregelmäßig geformten Gegenständen, die teilweise über sehr komplexe Freiformflächen verfügen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die ein einfaches und exaktes Festspannen von insbesondere zu vermessenden Gegenständen erlauben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Vakuum-Spannvorrichtung der eingangs genannten Art mit einer konvex gewölbten Abstützfläche am Abstützkörper ihrer mindestens einen Spanneinheit versehen.
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Auf diese Weise liegt eine Vakuum-Spannvorrichtung vor, die sehr gut dafür geeignet ist, zu vermessende oder in sonstiger Weise zu bearbeitende Gegenstände vorübergehend mit geringem Zeitaufwand festzuspannen. Die Spannkraft wird durch Unterdruck erzeugt, indem der vom Saugnapf begrenzte Saugraum durch Anlegen einer Unterdruckquelle evakuiert wird, nachdem zuvor der festzuspannende Gegenstand mit der Stirnseite des vorderen Endabschnittes des Saugnapfes in Kontakt gebracht wurde. Der im Saugraum angeordnete Abstützkörper sorgt dabei für die Einnahme einer vorbestimmten Relativposition zwischen dem festzuspannenden Gegenstand und dem an einer Tragstruktur befestigten Basisabschnitt der Spanneinheit. Auf diese Weise sind reproduzierbare Spannvorgänge möglich. Eine Besonderheit der konvex gewölbten Abstützfläche des Abstützkörpers besteht darin, dass ein Gegenstand in quasi beliebiger Winkellage bzw. Ausrichtung zuverlässig abstützbar ist. Selbst Gegenstände mit sehr komplexen und unter Umständen auch gewölbten Außenflächen lassen sich mithin sehr zuverlässig und reproduzierbar abstützen und festspannen.
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Eine bevorzugte Handhabung beim Festspannen eines Gegenstandes besteht darin, vor Aktivierung des Evakuierens des Saugraumes durch relative Positionierung von Spanneinheit und festzuspannendem Gegenstand eine Anlage des festzuspannenden Gegenstandes an der Abstützfläche des Abstützkörpers hervorzurufen, wobei aufgrund des gleichzeitigen Kontaktes zwischen dem festzuspannenden Gegenstand und dem vorderen Endabschnitt des Saugnapfes eine elastische Verformung des Saugnapfes stattfindet. Auf diese Weise kann ein festzuspannender Gegenstand noch vor dem eigentlichen Spannvorgang optimal ausgerichtet werden. Erst wenn der festzuspannende und beispielsweise zu vermessende Gegenstand korrekt ausgerichtet ist, wird der Evakuierungsvorgang gestartet, um die zwischen dem Abstützkörper und dem festzuspannenden Gegenstand eingestellte Relativposition zu fixieren. Somit wird deutlich, dass die Vakuum-Spannvorrichtung sehr gut für wiederkehrende gleichartige Spannaufgaben geeignet ist.
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Die Vakuum-Spannvorrichtung kann mit nur einer Spanneinheit oder auch mit mehreren Spanneinheiten ausgestattet sein. Besonders zweckmäßig ist eine Ausstattung mit mindestens drei Spanneinheiten. Die vorhandenen mehreren Spanneinheiten können unter Berücksichtigung der Kontur eines festzuspannenden Gegenstandes in optimaler Verteilung relativ zueinander angeordnet werden.
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Obgleich sich die Vakuum-Spannvorrichtung für alle Maßnahmen eignet, in denen ein Gegenstand vorübergehend festgespannt werden soll, erweist sie sich als besonders vorteilhaft für Anwendungen auf dem Gebiet der Messtechnik, wobei sie als Bestandteil einer zum Vermessen von Gegenständen geeigneten Messvorrichtung ausgebildet sein kann.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Die Abstützfläche ist vorzugsweise querschnittsmittig im Inneren des Saugraumes angeordnet. Der Querschnitt des Abstützkörpers ist zweckmäßigerweise geringer als der Innenquerschnitt des Saugnapfes bzw. des Saugraumes, sodass der Abstützkörper mit allseitigem radialem Abstand zur Seitenwand des Saugnapfes im Inneren des Saugraumes angeordnet ist.
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Vorzugsweise verfügt der Abstützkörper über einen stabförmigen Längenabschnitt, mit dem er sich im Inneren des Saugraumes in dessen Längsrichtung erstreckt, wobei er zweckmäßigerweise zentral, also querschnittsmittig im Saugraum platziert ist. Er ist vorzugsweise koaxial zur Längsrichtung des Saugraumes ausgerichtet. An seiner der Ansaugöffnung zugewandten vorderen Stirnseite trägt der stabförmige Längenabschnitt die zur Abstützung eines festzuspannenden Gegenstandes dienende, konvex gewölbte Abstützfläche.
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Eine bevorzugte Gestaltung des stabförmigen Längenabschnittes sieht einen länglichen Halsabschnitt und einen sich stirnseitig daran anschließenden Kopfabschnitt vor, wobei der Kopfabschnitt die Abstützfläche aufweist über einen größeren maximalen Durchmesser verfügt als der diesbezüglich schlankere Halsabschnitt.
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Für eine konvexe Wölbung der Abstützfläche sind verschiedene Gestaltungen möglich. Denkbar ist beispielsweise ein Flächenverlauf entsprechend der Außenfläche eines Paraboloides oder eines Hyperboloides. Wegen der damit verbundenen Gleichförmigkeit der Krümmung wird allerdings eine kugelkappenförmige Abstützfläche bevorzugt. Hier hat die Abstützfläche an jeder Stelle einen gleichbleibenden Abstand vom Kugelzentrum der Kugelkappe.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Abstützfläche mindestens die Größe der Kugelkappe einer Halbkugel hat. Hierbei wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Ausdehnung der Abstützfläche größer als diejenige einer Halbkugel ist und zwischen derjenigen einer Halbkugel und einer Vollkugel liegt.
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Die kugelkappenförmige Abstützfläche ist zweckmäßigerweise von der Oberfläche eines kugelkappenförmig gestalteten Kopfabschnittes des Abstützkörpers gebildet. Hierbei schließt sich an die kugelkappenförmige Abstützfläche insbesondere eine zylindrische Fläche an, die von einem zylindrischen Längenabschnitt des Abstützkörpers gebildet ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Vakuum-Spannvorrichtung ist der Abstützkörper bezügliches des Basisabschnittes der betreffenden Spanneinheit ortsfest angeordnet. Es liegt insbesondere unabhängig vom Betriebszustand der Spanneinheit und der bezüglich des Basisabschnittes eingenommenen Relativposition des vorderen Endabschnittes des Saugnapfes eine konstante Relativlage zwischen dem Abstützkörper und dem Basisabschnitt der Spanneinheit vor. Verglichen mit einer Bauform, bei der der Abstützkörper mit dem verformbaren Saugnapf bewegungsgekoppelt ist und dessen Verformungsbewegung zumindest partiell mitmachen kann, hat die ortsfeste Zuordnung den Vorteil einer sehr präzisen Bereitstellung der gewünschten Position der konvex gewölbten Abschnittsfläche.
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Die Spanneinheit ist zweckmäßigerweise mit einer Befestigungseinrichtung ausgestattet, mit deren Hilfe sie – insbesondere lösbar – an einer zur Vakuum-Spannvorrichtung gehörenden oder externen Tragstruktur festlegbar ist. Von Vorteil ist hierbei, wenn die Befestigungseinrichtung ebenso wie der Abstützkörper Bestandteil eines kombinierten und insbesondere einstückigen Abstütz- und Befestigungselementes ist, das eine Mehrfachfunktion übernimmt. Einerseits bildet es den Abstützkörper und andererseits die Befestigungseinrichtung. Der Saugnapf ist an dem kombinierten Abstütz- und Befestigungselement insbesondere auswechselbar befestigt.
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Es ist zweckmäßig, wenn der Saugnapf der Spanneinheit einen rückseitigen Befestigungsabschnitt aufweist, der von dem Abstütz- und Befestigungselement durchsetzt ist und sich an letzterem abstützt. Der Befestigungsabschnitt kann insbesondere zwischen dem Abstütz- und Befestigungselement und der an letzterem fixierten oder fixierbaren Tragstruktur festgeklemmt sein.
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Zur Beaufschlagung des Saugraumes mit einem Unterdruck ist die mindestens eine Spanneinheit zweckmäßigerweise mit einem in den Saugraum einmündenden Absaugkanal versehen, an den andererseits eine Unterdruckquelle angeschlossen oder anschließbar ist. Als Unterdruckquelle kommt beispielsweise eine Vakuumpumpe oder eine Ejektoreinrichtung in Frage. Der Absaugkanal ist vorzugsweise so angeordnet und ausgebildet, dass er den Basisabschnitt der Spanneinheit durchsetzt.
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zumindest teilweise kann der Absaugkanal in dem Abstützkörper verlaufen. Verfügt die Spanneinheit über ein kombiniertes Abstütz- und Befestigungselement verlauft der Absaugkanal vorzugsweise durch dieses Abstütz- und Befestigungselement hindurch. Insbesondere ist der Absaugkanal so gestaltet, dass er an dem Abstützkörper seitlich in dem Saugraum ausmündet. Beim Evakuieren des Saugraumes wird mithin die darin befindliche Luft durch den den Abstützkörper durchsetzenden Absaugkanal hindurch abgesaugt.
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Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn die Vakuum-Spannvorrichtung mehrere Spanneinheiten aufweist, die gleichzeitig zum Festspannen ein und denselben Gegenstandes nutzbar sind. Der festzuspannende Gegenstand kann somit durch eine Mehrpunktauflage reproduzierbar positioniert werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuum-Spannvorrichtung im Längsschnitt in einem deaktivierten Bereitschaftszustand,
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2 die Vakuum-Spannvorrichtung aus 1 in einer Vorderansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil II aus 1, und
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3 die Vakuum-Spannvorrichtung aus 1 in einem Betriebszustand beim unterdruckbedingten Festhalten eines beliebigen Gegenstandes.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuum-Spannvorrichtung 1 illustriert, die vorzugsweise über mehrere mittels Vakuum bzw. Unterdruck betreibbare Spanneinheiten 2 verfügt, von denen aufgrund ihrer identischen Ausgestaltung in der Zeichnung nur eine abgebildet ist. Die Vakuum-Spannvorrichtung 1 enthält insbesondere drei oder noch mehr solcher Spanneinheiten 2. Allerdings kann die Vakuum-Spannvorrichtung auch über lediglich eine einzige Spanneinheit 2 verfügen.
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Die Vakuum-Spannvorrichtung 1 enthält eine nur partiell illustrierte Tragstruktur 3, die beispielsweise die Form eines ortsfesten Gestells hat, an dem die mindestens eine Spanneinheit 2 in bevorzugt lösbarer Weise befestigt werden kann oder befestigt ist.
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Bei einem bevorzugten Anwendungsfall gehört die Tragstruktur 3 wie auch die gesamte Vakuum-Spannvorrichtung 1 zu einer Messvorrichtung, die beispielsweise in der Fertigungstechnik dazu eingesetzt wird, zuvor hergestellte Gegenstände, von denen einer in 3 bei 4 illustriert ist, hinsichtlich seiner Maßhaltigkeit zu vermessen.
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Die Vakuum-Spannvorrichtung 1 kann aber auch Bestandteil einer Handhabungseinrichtung sein, mit deren Hilfe sich Gegenstände ergreifen und umpositionieren lassen.
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Die Spanneinheit 2 hat bevorzugt eine längliche Gestalt mit einer Längsachse 5. Sie enthält einen flexiblen Saugnapf 6 mit einem axial rückseitig angeordneten Befestigungsabschnitt 7 und einem diesbezüglich entgegengesetzten, an einer Vorderseite angeordneten vorderen Endabschnitt 8. Der Befestigungsabschnitt 7 ist Bestandteil eines Basisabschnittes 12 der Spanneinheit 2, der zur Befestigung an der schon erwähnten Tragstruktur 3 ausgebildet ist. Der Basisabschnitt 12 ist zu diesem Zweck mit einer Befestigungseinrichtung 13 ausgestattet, die exemplarisch aus einem mit einem Außengewinde 14 versehenen Befestigungsbolzen 15 besteht.
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Der Saugnapf 6 verfügt zweckmäßigerweise über gummielastische Eigenschaften und ist insbesondere aus einem Elastomermaterial gefertigt. Es handelt sich bei dem Saugnapf 6 um einen Hohlkörper, der sich ausgehend von dem rückseitigen Befestigungsabschnitt 7 koaxial zu der Längsachse 5 zur Vorderseite der Spanneinheit 2 erstreckt, wo er mit dem schon erwähnten vorderen Endabschnitt 8 endet.
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Der Saugnapf 6 umgrenzt einen Saugraum 16. Genauer gesagt verfügt der Saugnapf 6 seitlich über eine zu der Längsachse 5 koaxiale, in sich geschlossene Seitenwand 17, die den Saugraum 16 peripher luftundurchlässig begrenzt und die an der Vorderseite mit dem vorderen Endabschnitt 8 endet. Der vordere Endabschnitt 8 umrahmt eine Ansaugöffnung 18, die, wenn sie nicht durch einen festzuspannenden Gegenstand 4 bedeckt wird, eine Verbindung zwischen dem Saugraum 16 und der unmittelbaren atmosphärischen Umgebung der Spanneinheit 2 herstellt.
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Die Seitenwand 17 ist vorzugsweise faltenbalgartig strukturiert. Sie kann über eine oder mehrere in Achsrichtung der Längsachse 5 aufeinanderfolgende und einstückig miteinander verbundene Faltenabschnitte verfügen. Eine solche Struktur begünstigt das Verformungsvermögen des Saugnapfes 6 in Achsrichtung der Längsachse 5. Alternativ wäre aber auch eine Gestaltung der Seitenwand 17 ohne Faltenstruktur und beispielsweise in becherartiger oder tellerartiger Form möglich.
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Der Saugraum 16 ist mittels einer an ihn angeschlossenen oder anschließbaren Unterdruckquelle 22 evakuierbar. Mit anderen Worten kann die in ihm befindliche Luft mittels einer solchen Unterdruckquelle 22 abgesaugt werden. Dies geschieht durch mindestens einen Absaugkanal 23 hindurch, der den Basisabschnitt 12 durchsetzt und mit mindestens einer inneren Kanalmündung 24 in den Saugraum 16 einmündet. Der Absaugkanal 23 ist andererseits, beispielsweise über eine Absaugleitung 25, an die Unterdruckquelle 22 angeschlossen oder anschließbar. Bei der Unterdruckquelle 22 kann es sich beispielsweise um eine Vakuumpumpe oder um eine mit Druckluft betriebene Ejektoreinrichtung bzw. Saugdüse handeln.
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Die Unterdruckquelle 22 kann unabhängig von der mindestens einen Spanneinheit 2 ausgebildet und angeordnet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Unterdruckquelle 22, insbesondere bei einer Ausgestaltung als Ejektoreinrichtung, mit mindestens einer Spanneinheit 2 zu einer Baueinheit zusammenzufassen.
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Durch entsprechende Ansteuerung kann der Saugraum 16 über den Absaugkanal 23 hinweg auch mit Atmosphärendruck oder einem höheren Überdruck beaufschlagt werden, wenn ein zuvor erzeugter Unterdruck zum Zwecke des Lösens eines zuvor festgespannten Gegenstandes wieder abgebaut werden soll. Um dies zu bewerkstelligen, ist zweckmäßigerweise in die Verbindung zwischen der inneren Kanalmündung 24 und der Unterdruckquelle 22 eine nicht weiter abgebildete Ventileinrichtung eingeschaltet.
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Aufgrund der Flexibilität des Saugnapfes 6 ist dessen vorderer Endabschnitt 8 in der Lage, eine durch einen Doppelpfeil angedeutete lineare oder auch schräge Hubbewegung 26 relativ zu dem rückseitigen Basisabschnitt 12 und Befestigungsabschnitt 7 auszuführen. Hierbei kann sich, wie ein Vergleich mit 3 ergibt, die axiale Länge des Saugnapfes 6 und das Volumen des Saugraumes 16 verändern.
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Solange nach kein Gegenstand 4 an die Spanneinheit 2 angesetzt ist, liegt der aus 1 und 2 ersichtliche, auch als Grundstellung bezeichenbare Bereitschaftszustand vor. Der Saugnapf 6 nimmt hierbei seine maximale Länge ein, die ihm durch seine Struktur und Materialwahl aufgeprägt ist.
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Um einen handzuhabenden Gegenstand 4 durch Unterdruck festzuhalten und mithin festzuspannen, wird der Gegenstand 4 in der Richtung des Pfeils II aus 1 oder diesbezüglich auch leicht schräg stirnseitig an den vorderen Endabschnitt 8 des Saugnapfes 6 angesetzt. Hierbei kommt der Saugnapf 6 mit einer von der Stirnseite des vorderen Endabschnittes 8 gebildeten ringförmigen Dichtfläche 27 voll umfänglich an einer Außenfläche 28 des festzuspannenden Gegenstandes 4 zur Anlage.
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Der Kontakt zwischen Saugnapf 6 und Gegenstand 4 kann auch in umgekehrter Bewegungsabfolge stattfinden, indem die Spanneinheit 2 mit der Ansaugöffnung 18 voraus an den festzuspannenden Gegenstand 4 angesetzt wird.
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Der Gegenstand 4 ist beliebiger Art und von beliebiger Formgebung. insbesondere kann seine Außenfläche 28 eine zumindest partiell nicht ebene Erstreckung haben. Exemplarisch ist eine Gegenstand 4 mit gewölbter Außenfläche 28 gezeigt, bei dem es sich beispielsweise um den Kotflügel eines Kraftfahrzeuges handelt.
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wenn der festzuspannende Gegenstand 4 an der Dichtfläche 27 ringsum anliegt, ist die Ansaugöffnung 18 durch den Gegenstand 4 luftdicht verschlossen. Wird jetzt der Saugraum 16 über den Absaugkanal 23 hinweg abgesaugt, bildet sich in ihm ein Unterdruck aus, was zur Folge hat, dass der Gegenstand 4 am vorderen Endabschnitt 8 des Saugnapfes 6 anhaftet, wie dies in 3 illustriert ist.
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Aufgrund der Flexibilität des Saugnapfes 6 hängt prinzipiell die Relativposition zwischen dem vorderen Endabschnitt 8 und dem Basisabschnitt 12 von der Höhe des im Saugraum 16 herrschenden Unterdruckes ab. Je höher das erzeugte Vakuum ist, desto mehr zieht sich der Saugnapf 6 axial zusammen und rückt der vordere Endabschnitt 8 einschließlich des daran haftenden Gegenstandes 4 an den Basisabschnitt 12 heran.
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Damit ein festgespannter Gegenstand 4 unabhängig von der Höhe des im Saugraum 16 herrschenden Unterdruckes eine reproduzierbare Relativlage bezüglich des Basisabschnittes 12 einnimmt, ist die Spanneinheit 2 in vorteilhafter Weise mit einem sich im Inneren des Saugraumes 16 befindenden Abstützkörper 32 ausgestattet, der eine dem Befestigungsabschnitt 7 axial abgewandte und nach vorne in Richtung zu der Ansaugöffnung 18 weisende Abstützfläche 33 aufweist. An dieser Abstützfläche 33 kann sich ein festgespannter Gegenstand 4 abstützen, sodass ein konstanter Abstand zwischen diesem Gegenstand 4 und dem an der Tragstruktur 3 fixierten Basisabschnitt 12 der Spanneinheit 2 gewährleistet ist.
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Der Abstützkörper 32 ist so ausgebildet, dass sich die Abstützfläche 33 im Bereitschaftszustand, also bei nicht evakuiertem Saugraum 16 und unverformtem Saugnapf 6, mit axialem Abstand zu der Dichtfläche 27 innerhalb des Saugraumes 16 befindet.
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Ein besonderer Vorteil des Abstützkörpers 32 liegt in der Gestaltung seiner Abstützfläche 33. Diese Abstützfläche 33 ist konvex gewölbt. Besonders vorteilhaft ist dabei die beim Ausführungsbeispiel realisierte kugelförmige Wölbung, sodass die Abstützfläche 33 insbesondere die Form einer Kugelkappe hat.
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Um einen Gegenstand 4 festzuspannen, kann dieser an die Dichtfläche 27 angelegt und unter gleichzeitigem Zurückschieben des vorderen Endabschnittes 8 soweit verlagert werden, bis er auch an der konvex gekrümmten Abstützfläche 33 anliegt. Bedingt durch die konvexe und vorzugsweise kugelkappenförmige Wölbung der Abstützfläche 33 kann eine Außenfläche 28 des Gegenstandes 4 je nach Bedarf in unterschiedlichen Ausrichtungen und an unterschiedlichen Stellen an der Abstützfläche 33 zur Anlage kommen. Die bevorzugt konstante Krümmung der Abstützfläche 33 gewährleistet dabei, dass ein Gegenstand 4 unabhängig davon reproduzierbar abstützbar ist, ob er nun exakt stirnseitig vorne an der Außenfläche 28 zur Anlage gelangt oder in einem diesbezüglich in der Umfangrichtung der Kugelkappenfläche versetzten Bereich.
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Vorzugsweise wird im Betrieb der Vakuum-Spannvorrichtung 1 der Saugraum 16 erst dann evakuiert, nachdem zuvor der festzuspannende Gegenstand 4 wunschgemäß ausgerichtet wurde und unter Abstützung an der Abstützfläche 33 des Abstützkörpers 32 anliegt. Wenn ausgehend von diesem Zwischenzustand der Saugraum 16 mit Unterdruck beaufschlagt wird, wird der Gegenstand 4 zwar durch Unterdruck festgehalten, ändert jedoch seine Relativposition bezüglich des Basisabschnittes 12 der Spanneinheit 2 nicht mehr. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass ein Gegenstand 4 durch den Vorgang des Festspannens selbst keine Lageänderung mehr erfährt. Dies prädestiniert die Vakuum-Spannvorrichtung 1 zum reproduzierbaren Aufspannen von Gegenständen, die einer wie auch immer gearteten nachfolgenden Bearbeitung unterzogen werden sollen, beispielsweise einem Messvorgang innerhalb einer Messvorrichtung. insofern kann die Vakuum-Spannvorrichtung 1 insbesondere Bestandteil einer zum Vermessen von Gegenständen dienenden Messvorrichtung sein.
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Es ist zweckmäßig, wenn der Abstützkörper 32 so ausgebildet ist, dann sich die Abstützfläche 33 in der Querschnittsmitte des Saugraumes 16 befindet. Beim Ausführungsbeispiel ist dies der Fall.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Abstützkörper 32 mit allseitigem radialem Abstand zur peripheren Seitenwand 17 des Saugnapfes 6 im Inneren des Saugraumes 16 angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein eventuell gewünschtes Verformungsverhalten des Saugnapfes 6 in keinster Weise beeinträchtigt. Außerdem kann auf diese Weise eine Spanneinheit 2 mit sehr kleinen Querschnittsabmessungen realisiert werden.
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Der Abstützkörper 32 ist zweckmäßigerweise Bestandteil eines kombinierten Abstütz- und Befestigungselementes 34, das zweckmäßigerweise einstückig ausgebildet ist und das in vorteilhafter Weise eine Doppelfunktion ausübt, indem es einerseits die Abstützfläche 33 zur Verfügung stellt und andererseits die oben schon erwähnte Befestigungseinrichtung 13 aufweist.
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Exemplarisch ist das Abstütz- und Befestigungselement 34 ein längliches Bauteil, dessen rückseitiger Endabschnitt von dem Befestigungsbolzen 15 gebildet ist und das einen vorderen Endabschnitt aufweist, der den Abstützkörper 32 bildet.
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Der Abstützkörper 32 enthält in diesem Fall zweckmäßigerweise einen Befestigungsbund 35, an den sich rückseitig der Befestigungsbolzen 15 anschließt und an dessen der Ansaugöffnung 18 zugewandter Vorderseite ein stabförmiger Längenabschnitt 36 des Abstützkörpers 32 einstückig angeformt ist. Dieser stabförmige Längenabschnitt 36 erstreckt sich im Querschnittszentrum des Saugraumes 16 koaxial zu dessen Längsachse 5.
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Der stabförmige Längenabschnitt 36 ist an der dem Befestigungsbund 35 entgegengesetzten Stirnseite mit der Abstützfläche 33 versehen. Besonders zweckmäßig ist die beim Ausführungsbeispiel realisierte Gestaltung, bei der sich der stabförmige Längenabschnitt 36 aus einem stangenförmigen, zylindrischen Halsabschnitt 37 und einem zumindest partiell einen größeren Querschnitt als der Halsabschnitt 37 aufweisenden Kopfabschnitt 38 zusammensetzt. Der Halsabschnitt 37 erstreckt sich zwischen dem Befestigungsbund 35 und dem Kopfabschnitt 38. Die Abstützfläche 33 ist an der dem Halsabschnitt 37 abgewandten Außenfläche des Kopfabschnittes 38 vorgesehen.
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Der Saugnapf 6 ist an seinem Befestigungsabschnitt 7 mit einer axialen Durchbrechung 39 versehen. Das Abstütz- und Befestigungselement 34 lässt sich mit seinem Befestigungsbolzen 15 voraus von der Seite des Saugraumes 16 her durch die axiale Durchbrechung 39 hindurchstecken, bis der Befestigungsbund 35 eine sich von axial innen her an dem Befestigungsabschnitt 7 abstützende Einbauposition einnimmt. In dieser Einbauposition kann sich der Befestigungsbund 36 direkt oder indirekt an einer dem Saugraum 16 axial zugewandten Innenfläche des Befestigungsabschnittes 7 abstützen, wobei diese Innenfläche 43 die axiale Durchbrechung 39 umschließt.
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Beim Ausführungsbeispiel ist eine indirekte Abstützung vorgesehen, indem zwischen dem Befestigungsbund 35 und dem Befestigungsabschnitt 7 eine insbesondere aus Metall oder aus einem starren Kunststoffmaterial bestehende, gelochte Stützscheibe 42 angeordnet ist, die insbesondere topfförmig gestaltet ist.
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Die Stützscheibe 42 ist zweckmäßigerweise kraftschlüssig an dem Befestigungsabschnitt 7 fixiert und beispielsweise eingepresst und/oder eingeclipst.
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Der Befestigungsbund 35 weist außen vorzugsweise eine Mehreckkontur auf, sodass er sich zum Ansetzen eines Schraubwerkzeuges eignet. Mithin kann an dem Befestigungsbund 35 sehr einfach ein Drehmoment eingeleitet werden, um das Abstütz- und Befestigungselement 34 mit seinem Befestigungsbolzen 15 in eine in der Tragstruktur 3 ausgebildete Befestigungsbohrung 44 einzuschrauben. Auf diese Weise kann der Befestigungsabschnitt 7 des Saugnapfes 6 zwischen dem Befestigungsbund 35 des Abstütz- und Befestigungselementes 34 und der Tragstruktur 3 lösbar fest eingespannt werden.
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Der Absaugkanal 23 ist zweckmäßigerweise so in das Abstütz- und Befestigungselement 34 integriert, dass seine innere Kanalmündung 24 an einer rechtwinkelig zur Längsachse 5 orientierten seitlichen Außenfläche des Befestigungsbundes 35 angeordnet ist. Andererseits mündet der Absaugkanal 21 mit einer äußeren Kanalmündung 45 an der dem Befestigungsbund 35 entgegengesetzten Stirnfläche des Befestigungsbolzens 15, wo er mit der Absaugleitung 25 kommuniziert.
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Der geschilderte Aufbau der Spanneinheit 2 hat zur Folge, dass der Abstützkörper 32 stets ortsfest bezüglich des Basisabschnittes 12 angeordnet ist. Die Relativposition zwischen der Abstützfläche 33 und dem exemplarisch den Befestigungsabschnitt 7 enthaltenden Basisabschnitt 12 ist unabhängig vom aktuellen Verformungszustand der Seitenwand 17 des Saugnapfes 6 konstant.
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Zur Bildung der Abstützfläche 33 ist der Kopfabschnitt 38 bevorzugt als Kugelkopf mit kugelkappenförmiger Außenfläche ausgebildet. Der Kopfabschnitt 38 hat eine einstückig mit dem Halsabschnitt 37 verbundene Rückfläche 46, an die sich symmetrisch die kugelkappenförmige Abstützfläche 33 anschließt.
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Unabhängig von dieser beim Ausführungsbeispiel realisierten Konstruktion ist zweckmäßigerweise die kugelkappenförmige Abstützfläche 33 so gestaltet, dass sie mindestens die Größe der Kugelkappe einer Halbkugel hat. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Ausdehnung der Abstützfläche 33 größer als diejenige der Kugelkappe einer Halbkugel ist und insbesondere abmessungsmäßig zwischen der Außenoberfläche einer Halbkugel und der Außenoberfläche einer Vollkugel liegt.
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Die Abstützfläche 33 ist insbesondere so angeordnet, dass ihr Scheitelpunkt 47 der Ansaugöffnung 18 zugewandt ist und insbesondere auf der Längsachse des Saugraumes 16 liegt.
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Durch die bevorzugt kugelkappenförmige und jedenfalls konvexe Formgebung der Abstützfläche 33 verfügt die Abstützfläche 33 über mindestens einen axial in der Richtung der Ansaugöffnung 18 orientierten Flächenabschnitt und außerdem auch noch über sich direkt daran anschließende weitere Flächenabschnitte, die sich konzentrisch um die Längsachse des Saugraumes 16 herum erstrecken und die bezüglich dieser Längsachse geneigt sind oder auch diesbezüglich rechtwinkelig orientiert sind. Somit kann der Abstützkörper 32 einen festzuspannenden Gegenstand 4 nicht nur mit seiner Stirnseite, sondern auch mit seinen Seitenflächen abstützen. Außerdem kann sich ein festzuhaltender Gegenstand 4 beim Ausrichten an der insbesondere gleichförmig gewölbten Abstützfläche 33 abwälzen, was ein exaktes Ausrichten begünstigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007002876 U1 [0002]
- DE 10338594 A1 [0003]