DE19700177A1

DE19700177A1 - Vakuumelement von Vakuumspannvorrichtungen

Info

Publication number: DE19700177A1
Application number: DE1997100177
Authority: DE
Inventors: Karl Goeckel; Martin Goeckel
Original assignee: Individual
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 1997-01-04
Filing date: 1997-01-04
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2017-01-05
Also published as: DE19700177B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Vakuumelement von Vakuumspannvorrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Vakuumspannvorrichtungen sind Einrichtungen, mit denen zu bearbeitende Werkstücke mittels Ansaugung fixiert werden.

Das Werkstück wird dabei auf einen Tisch gelegt, der entweder selbst als Vakuumansaugvorrichtung ausgebildet ist, oder auf dem entsprechende Vakuumelemente aufgesetzt oder verschieblich positioniert werden können. Nach dem das Werkstück auf den Vakuumelementen aufgelegt ist, wird das Vakuumsystem aktiviert und das Werkstück wird durch den, durch die Vakuumelemente führenden Vakuumstrom, an seiner Unterseite angesaugt, Danach kann die Bearbeitung, beispielsweise durch einen Fräser, erfolgen. Die dabei radial auftretenden Kräfte können die Ansaugkraft überschreiten, so daß es zu einem Verrutschen des Werkstücks während der Bearbeitung kommen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Mittel zu schaffen, durch welche den auftretenden Radialkräften entgegengewirkt werden kann, so daß das Werkstück während der Bearbeitung sicher fixiert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Vakuumelement nach dem vorgeschlagenen Hauptanspruch gelöst.

Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung umfaßt Vakuumelemente die in Vakuumspannvorrichtungen integriert oder auf diesen adaptierbar oder aufsetzbar sind. Diese Vakuumelemente bilden die Auflagefläche eines zu bearbeitenden Werkstückes und saugen dieses an seiner Unterseite an, indem das Vakuumelement mit einem Vakuumstrom beaufschlagt wird.

Hierbei gibt es die verschiedensten Ausführungsformen von Vakuumelementen, auf die sich diese Erfindung bezieht.

Erfindungsgemäß ist auf der zum Werkstück weisenden Stirnseite des Vakuumelementes, also auf der Seite auf der normalerweise das Werkstück aufliegt oder anschlägt, mindestens eine Rutschsicherung angeordnet. Bei einer ersten Ausführungsform kann die Rutschsicherung durch die Oberflächenbearbeitung der Stirnseite des Vakuumelementes gebildet werden. Hierzu eignet sich beispielsweise eine Rändelung oder Oberflächenaufrauhung Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird die Rutschsicherung durch ein Einlageteil gebildet. Dies hat den Vorteil, daß ein Material mit einem, relativ hohen Reibungskoeffizient verwendet werden kann und vom Material des Vakuumelementes unabhängig ist.

Hierzu ist in der zum Werkstück hinweisenden Stirnseite, entsprechend der Anzahl der Rutschsicherungen eine Menge von Mulden eingearbeitet, in die jeweils eine Rutschsicherung eingebettet ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Rutschsicherung als Kompositteil ausgebildet. D.h. es werden verschiedene Materialien zusammen in Wirkverbindung gebracht, um deren Eigenschaften in optimaler Weise auszunutzen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Rutschsicherung aus einem, mit dem Werkstück zusammenwirkendem Reibschlußelement, einem radiale Kräfte aufnehmendem Topf zur Aufnahme des Reibschlußelementes und einem axialen Federelement besteht. Die verwendeten Einzelelemente sind dabei so koaxial übereinander angeordnet, daß das Reibschlußelement, beispielsweise ein Gummi mit hohem Reibungskoeffizient, an oberster Stelle mit dem Werkstück zusammentrifft, wobei das Reibschlußelement so in dem darunter angeordneten Topf eingesetzt ist, daß es über die zum Werkstück weisende Stirnseite des Vakuumelementes ausragt. Der Topf ist dabei soweit in der Mulde versenkt, daß dessen Ränder nicht mit dem Werkstück zusammentreffen können. Um eine durch das Werkstückgewicht auftretende Kompressionskraft auszugleichen, so daß nicht das Reibschlußelement zusammengedrückt werden kann, befindet sich auf dem Muldenboden ein axiales Federelement, auf dem der Topf mit dem Reibschlußelement aufliegt. Bei aktiviertem Vakuum wird das Werkstück auf die Stirnfläche des Vakuumelementes gezogen, während das Reibschlußelement durch das Wesen des axialen Federelementes so versenkt wird, daß eine Auflage des Werkstückes auf der Stirnfläche des Vakuumelementes nicht behindert wird und das Reibschlußelement mit dem Werkstück in Wirkverbindung bleibt. Das axiale Federelement bewirkt hierbei ein Andrücken des oberen Reibschlußelementes an die Werkstückunterseite zum Zwecke der Herstellung des Reibschlusses zwischen beiden Teilen. Dabei ist die Rückstellkraft des axialen Federelementes geringer als die wirkende Vakuumkraft.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden das Reibschlußelement, der Topf und das axiale Federelement eine Einheit, was beispielsweise durch Verklebung erfolgen kann.

Als geeignete Materialien eignen sich alle Werkstoffe, die den jeweiligen Kraftweiterleitungs- und Wirkungsaufgaben gerecht werden.

Es wird für das Reibschlußelement beispielsweise Gummi, mit einem hohen Reibungskoeffizient vorgeschlagen, während sich als Topfmaterial Metall oder geeigneter Kunststoff anbietet, wobei der Topf mit einer Spielpassung in die Mulde einzusetzen ist.

Das axiale Federelement wird bevorzugterweise durch ein Moosgummi gebildet. Das Vakuumelement selbst, kann im Auflagetisch, also in der Vakuumspannvorrichtung integriert sein oder mit diesem adaptiert werden. Auch erstreckt sich der Erfindungsgedanke auf solche Vakuumelemente, die an ein eigenes Vakuumsystem angeschlossen sind und auf einem Auflagetisch frei verschieblich angeordnet werden können.

Dabei können diese Vakuumelemente auch als s.g. Verschleißhülsen ausgebildet sein und zusätzlich mit Vakuumstromventilen bestückt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand den beiliegenden Zeichnungen, die besonders bevorzugte Ausführungsformen darstellen, erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Vakuumelement,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Vakuumelement nach Fig. 1,

Fig. 3 das in Fig. 1 mit "A" gekennzeichnete Detail in einer Vergrößerung.

In den nachfolgenden Figuren wurde auf die Schraffur von im Schnitt dargestellten Bauteilen verzichtet.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Vakuumelement 1 im Schnitt. Am Vakuumkanal 18 liegt ein durch eine Vakuumstromanlage erzeugter Sog an. Wenn das Werkstück 2 nicht aufliegen würde, dies kann auch eine Beschädigung des Vakuumelementes simulieren, wurde das Vakuumstromventil 16 auf den Dichtsitz 7 zurückweichen und schließen. Alternativ kann dieses Ventil auch im darunterliegenden Tisch integriert sein. Liegt ein Werkstück 2 auf, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, wirkt der Vakuumstrom bis an die Unterseite 3 des Werkstückes 2, wobei der Wirkungsradius des Sogs durch das Dichtmittel 15 begrenzt ist. Dadurch wird das Werkstück 2 an das Vakuumelement 1, bzw. auf dessen Stirnseite 4 angezogen, wobei es auf die Rutschsicherung 5 drückt. Die Rutschsicherung 5 wird hier durch mehrere Inseln gebildet, die auf der Stirnseite 4 verteilt sind. Eine einzelne Rutschsicherung besteht aus einem Paket, das in einer Mulde 6 eingebettet ist. Auf dem Muldenboden 10 befindet sich ein axiales Federelement 9, bevorzugterweise aus Moosgummi, auf dem ein Topf 8 zur Aufnahme eines Reibschlußelementes 7 angeordnet ist. Das Reibschlußelement 7 ragt dabei über den Topfrand 11 hinaus und kommt mit der Unterseite 3 des Werkstückes 2 in Wirkverbindung. Der Topf 8 ist dabei in der Mulde 6 soweit versenkt, daß der Topfrand 11 nicht zur Auflage mit dem Werkstück 2 kommen kann. Die die Rutschsicherung 5 bildenden Elemente 7, 8 und 9 sind zweckmäßigerweise miteinander verklebt. Somit können Materialien mit verschiedenen Eigenschaften verwendet werden, was dazu führt, daß das Reibschlußelement 7 sowohl von axialen Kompressionskräften als auch von auftretenden Radialkräften befreit wird, obwohl diese Kräfte über das Reibschlußelement eingeleitet werden. Unterstützend hierzu, liegt zwischen Topf 8 und Mulde 6, d. h. zwischen Topfaußenumfang 12 und dem Muldeninnendurchmesser 13 eine Spielpassung vor.

Wie deutlich hervorgeht, liegt das Werkstück 2 auf der Stirnseite 4 des Vakuumelementes 1 auf, während das Reibschlußelement 7 mit der Werkstückunterseite 3 in Wirkverbindung steht.

Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Vakuumelement 1. In diesem Ausführungsbeispiel hat sowohl das Vakuumelement 1 als auch die Rutschsicherungen 5 eine kreisförmige Gestalt. Hier kommen jedoch auch andere, z. B. quadratische Formgebungen in Frage. In Fig. 2 ist das Vakuumelement 1 nicht von einem Werkstück abgedeckt. Ansonsten sind die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wie dies auch in Fig. 3 erfolgt ist.

Bezugszeichenliste

1

Vakuumelement

2

Werkstück

3

Werkstückunterseite

4

Stirnseite v.

1

5

Rutschsicherung

6

Mulde

7

Reibschlußelement

8

Topf

9

axiales Federelement

10

Muldenboden

11

Topfrand

12

Topfaußenumfang

13

Muldeninnendurchmesser

14

Vakuumdüse

15

Dichtelement

16

Vakuumventil

17

Dichtsitz

18

Vakuumkanal

Claims

1. Vakuumelement von Vakuumspannvorrichtungen, das in der Vorrichtung integriert oder auf diese aufsetz- oder adaptierbar ist und ein zu bearbeitendes Werkstück an dessen Unterseite ansaugt, indem das Vakuumelement mit einem Vakuumstrom beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zum Werkstück (2) weisenden Stirnseite (4) des Vakuumelementes (1) mindestens eine Rutschsicherung (5) angeordnet ist.

2. Vakuumelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschsicherung (5) durch ein Einlageteil gebildet ist.

3. Vakuumelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschsicherung (5) durch eine spezifische Oberflächenbearbeitung der zum Werkstück (2) weisenden Stirnseite (4) des Vakuumelementes (1) gebildet ist.

4. Vakuumelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der, dem Werkstück (2) hinweisenden Stirnseite (4) des Vakuumelementes (1) mindestens eine Mulde (6) vorgesehen ist, in der die Rutschsicherung (5) eingebettet ist.

5. Vakuumelement nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschsicherung (5) aus einem, mit dem Werkstück (2) zusammenwirkenden Reibschlußelement (7), einem radiale Kräfte aufnehmenden Topf (8) zur Aufnahme des Reibschlußelementes (7) und einem axialen Federelement (9) besteht.

6. Vakuumelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Federelement (9) unterhalb des Topfes (8), auf dem Muldenboden (10) angeordnet ist.

7. Vakuumelement nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (7), der Topf (8) und das axiale Federelement (9) übereinander, in der Mulde (6) angeordnet sind.

8. Vakuumelement nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (7), der Topf (8) und das axiale Federelement (9) zu einer Einheit zusammengefaßt sind.

9. Vakuumelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (7), der Topf (8) und das axiale Federelement (9) miteinander durch Klebung verbunden sind.

10. Vakuumelement nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (7) über den Topfrand (11) ausragt.

11. Vakuumelement nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (8) derart in der Mulde (6) versenkt ist, daß der Topfrand (11) unterhalb der zum Werkstück (2) weisenden Stirnseite (4) zu liegen kommt oder zumindest mit dieser abschließt.

12. Vakuumelement nach Anspruch 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Topfaußenumfang (12) und dem Muldeninnendurchmesser (13) eine Spielpassung vorliegt.

13. Vakuumelement nach Anspruch 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Federelement (9) ein Moosgummi ist.

14. Vakuumelement nach Anspruch 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (8) aus einem kraftschlußstabilem Material besteht.

15. Vakuumelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (8) aus Metall besteht.

16. Vakuumelement nach Anspruch 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (7) aus einem Gummi mit hohem Reibschlußkoeffizient beschaffen ist.

17. Vakuumelement nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuumelement (1) als Verschleißteil ausgebildet ist.