DE19700177A1

DE19700177A1 - Vacuum element of vacuum clamping devices

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

Abstract

The vacuum element (1) is integrated into a vacuum clamping device or is adaptable to fit in it, and secures a workpiece (2) on its under face. At least one anti-slip device (5) is located on the end face (4) of the vacuum element that points towards the workpiece. The anti-slip device is formed as an inset piece and is embedded in a trough in the end face. The anti-slip device has a frictional engagement element (7) that interacts with the workpiece, a cup (8) that houses the friction element, and an axial spring element (9) that is located on the bottom of the trough and beneath the cup.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vakuumelement von Vakuumspannvorrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.The invention relates to a vacuum element of vacuum clamping devices according to the preamble of claim 1.

Vakuumspannvorrichtungen sind Einrichtungen, mit denen zu bearbeitende Werkstücke mittels Ansaugung fixiert werden.Vacuum clamping devices are devices with which to be machined Workpieces are fixed by suction.

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.The workpiece is placed on a table that is either itself Vacuum suction device is formed, or on the corresponding Vacuum elements can be placed or slidably positioned. After the workpiece is placed on the vacuum elements, it will Vacuum system activated and the workpiece is moved through the Vacuum flow leading vacuum elements, sucked in at its bottom, The machining can then take place, for example using a milling cutter. The radially occurring forces can exceed the suction force, so that the workpiece slips during machining can.

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.The object of the present invention is to create means through which the occurring radial forces can be counteracted, so that the workpiece is securely fixed during machining.

Diese Aufgabe wird durch ein Vakuumelement nach dem vorgeschlagenen Hauptanspruch gelöst.This task is proposed by a vacuum element according to the Main claim solved.

Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Particularly preferred developments of the invention are in the Subclaims marked.

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.The invention encompasses vacuum elements used in vacuum clamping devices integrated or adaptable or attachable to them. This Vacuum elements form the contact surface of a workpiece to be machined and suck it on its underside by using a vacuum element Vacuum flow is applied.

Hierbei gibt es die verschiedensten Ausführungsformen von Vakuumelementen, auf die sich diese Erfindung bezieht.There are various designs of vacuum elements, to which this invention relates.

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.According to the invention on the end facing the workpiece Vacuum element, i.e. on the side on which the workpiece is normally rests or strikes, at least one anti-slip device arranged. In a first embodiment, the anti-slip device can by Surface processing of the end face of the vacuum element are formed. Knurling or surface roughening, for example, are suitable for this In a particularly preferred embodiment of the present invention, the slip protection is formed by an insert. This has the advantage that a material with a relatively high coefficient of friction can be used can and is independent of the material of the vacuum element.

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.For this purpose, in the end facing the workpiece, corresponding to the Number of anti-slip devices incorporated a lot of troughs in the an anti-slip device is embedded.

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.In a particularly preferred embodiment of the present invention the anti-slip device is designed as a composite part. I.e. it will different materials brought together to their effect Exploit properties in an optimal way.

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.A preferred embodiment of the present invention is that the anti-slip device made of one that interacts with the workpiece Frictional locking element, a radial force-absorbing pot for receiving the Friction element and an axial spring element. The used Individual elements are arranged coaxially one above the other that the Frictional engagement element, for example a rubber with a high coefficient of friction, meets at the top with the workpiece, the The frictional engagement element is inserted into the pot underneath so that it is protrudes beyond the face of the vacuum element facing the workpiece. Of the Pot is so far sunk in the trough that its edges are not with the Workpiece can meet. To one by the workpiece weight compensate occurring compression force, so that not Frictional element can be compressed is located on the Trough bottom an axial spring element on which the pot with the Frictional element rests. When vacuum is activated, the workpiece is placed on the End face of the vacuum element pulled while the frictional engagement element is sunk by the nature of the axial spring element so that a support of the workpiece is not hindered on the end face of the vacuum element and the frictional engagement element remains in operative connection with the workpiece. The axial spring element causes a pressing of the upper one Frictional element on the underside of the workpiece for the purpose of manufacture of the frictional connection between the two parts. The restoring force is axial spring element less than the effective vacuum force.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden das Reibschlußelement, der Topf und das axiale Federelement eine Einheit, was beispielsweise durch Verklebung erfolgen kann. In a particularly preferred embodiment of the invention that form Frictional engagement element, the pot and the axial spring element one unit, what can be done for example by gluing.

Als geeignete Materialien eignen sich alle Werkstoffe, die den jeweiligen Kraftweiterleitungs- und Wirkungsaufgaben gerecht werden.Suitable materials are all materials that correspond to the respective Power transmission and impact tasks.

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.It is used for the frictional engagement element, for example rubber, with a high Coefficient of friction suggested while being metal or pot material offers suitable plastic, the pot with a clearance fit in the Shall be used.

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.The axial spring element is preferably formed by a foam rubber. The vacuum element itself can be in the support table, i.e. in the Vacuum clamping device can be integrated or adapted with this. The idea of the invention also extends to those vacuum elements which are attached to own vacuum system are connected and free on a support table can be slidably arranged.

Dabei können diese Vakuumelemente auch als s.g. Verschleißhülsen ausgebildet sein und zusätzlich mit Vakuumstromventilen bestückt werden.These vacuum elements can also be used as so-called Wear sleeves formed be and additionally equipped with vacuum flow valves.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand den beiliegenden Zeichnungen, die besonders bevorzugte Ausführungsformen darstellen, erläutert.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings represent particularly preferred embodiments, explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Vakuumelement, Fig. 1 a cross section through an inventive vacuum element,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Vakuumelement nach Fig. 1, Fig. 2 is a plan view of the inventive vacuum element according to Fig. 1,

Fig. 3 das in Fig. 1 mit "A" gekennzeichnete Detail in einer Vergrößerung. Fig. 3 shows the detail marked "A" in Fig. 1 in an enlargement.

In den nachfolgenden Figuren wurde auf die Schraffur von im Schnitt dargestellten Bauteilen verzichtet. In the following figures, the cross-hatching has been done on average shown components waived.

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. Fig. 1 shows an inventive vacuum element 1 in section. A suction generated by a vacuum flow system is present at the vacuum channel 18 . If the workpiece 2 would not rest, this can also simulate damage to the vacuum element, the vacuum flow valve 16 would retreat to the sealing seat 7 and close. Alternatively, this valve can also be integrated in the table below. If a workpiece 2 rests, as shown in this exemplary embodiment, the vacuum flow acts down to the underside 3 of the workpiece 2 , the radius of action of the suction being limited by the sealant 15 . As a result, the workpiece 2 is attracted to the vacuum element 1 , or to the end face 4 thereof, pressing on the anti-slip device 5 . The anti-slip device 5 is formed here by several islands which are distributed on the end face 4 . A single anti-slip device consists of a package which is embedded in a trough 6 . On the trough bottom 10 there is an axial spring element 9 , preferably made of foam rubber, on which a pot 8 for receiving a frictional engagement element 7 is arranged. The frictional engagement element 7 projects beyond the pot edge 11 and comes into operative connection with the underside 3 of the workpiece 2 . The pot 8 is sunk in the trough 6 to such an extent that the pot rim 11 cannot come to rest with the workpiece 2 . The elements 7 , 8 and 9 forming the anti-slip device 5 are expediently glued to one another. Thus, materials with different properties can be used, which means that the frictional locking element 7 is freed from both axial compression forces and radial forces which occur, although these forces are introduced via the frictional locking element. To support this, there is a clearance fit between pot 8 and trough 6 , ie between outer pot circumference 12 and trough inner diameter 13 .

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.As is clearly evident, is the workpiece 2 on the front side 4 of the vacuum element 1, whereas the frictional engaging element 7 is connected to the workpiece underside 3 in operative connection.

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. FIG. 2 shows a top view of the vacuum element 1 shown in FIG. 1 . In this embodiment, both the vacuum element 1 and the anti-slip devices 5 have a circular shape. However, others also come here, e.g. B. square shapes in question. In Fig. 2 the vacuum element 1 is not covered by a workpiece. Otherwise, the same elements are identified with the same reference numerals, as has also been done in FIG. 3.

Reference list

11

Vakuumelement
Vacuum element

22nd

Werkstück
workpiece

33rd

Werkstückunterseite
Underside of workpiece

44th

Stirnseite v. Front of v.

11

55

Rutschsicherung
Anti-slip device

66

Mulde
trough

77

Reibschlußelement
Friction element

88th

Topf
pot

99

axiales Federelement
axial spring element

1010th

Muldenboden
Hollow floor

1111

Topfrand
Pot rim

1212th

Topfaußenumfang
Outer pot circumference

1313

Muldeninnendurchmesser
Trough inside diameter

1414

Vakuumdüse
Vacuum nozzle

1515

Dichtelement
Sealing element

1616

Vakuumventil
Vacuum valve

1717th

Dichtsitz
Sealing seat

1818th

Vakuumkanal
Vacuum channel

Claims

1. Vacuum element of vacuum clamping devices, which is integrated in the device or can be placed or adapted to this and sucks a workpiece to be machined on its underside by applying a vacuum flow to the vacuum element, characterized in that pointing to the workpiece ( 2 ) End face ( 4 ) of the vacuum element ( 1 ) at least one anti-slip device ( 5 ) is arranged.

2. Vacuum element according to claim 1, characterized in that the anti-slip device ( 5 ) is formed by an insert part.

3. Vacuum element according to claim 1, characterized in that the anti-slip device ( 5 ) is formed by a specific surface treatment of the workpiece ( 2 ) facing end face ( 4 ) of the vacuum element ( 1 ).

4. Vacuum element according to claim 1 and 2, characterized in that in the, the workpiece ( 2 ) pointing end face ( 4 ) of the vacuum element ( 1 ) at least one trough ( 6 ) is provided, in which the anti-slip device ( 5 ) is embedded.

5. Vacuum element according to claim 1, 2 and 4, characterized in that the anti-slip device ( 5 ) from a, with the workpiece ( 2 ) interacting friction element ( 7 ), a radial force-absorbing pot ( 8 ) for receiving the friction element ( 7 ) and an axial spring element ( 9 ).

6. Vacuum element according to claim 5, characterized in that the axial spring element ( 9 ) below the pot ( 8 ), on the trough bottom ( 10 ) is arranged.

7. Vacuum element according to claim 5 and 6, characterized in that the frictional engagement element ( 7 ), the pot ( 8 ) and the axial spring element ( 9 ) one above the other, are arranged in the trough ( 6 ).

8. Vacuum element according to claim 5 to 7, characterized in that the frictional engagement element ( 7 ), the pot ( 8 ) and the axial spring element ( 9 ) are combined into one unit.

9. Vacuum element according to claim 8, characterized in that the frictional engagement element ( 7 ), the pot ( 8 ) and the axial spring element ( 9 ) are connected to one another by adhesive bonding.

10. Vacuum element according to claim 5 to 9, characterized in that the frictional engaging element (7) protrudes over the edge of the pot (11).

11. Vacuum element according to claim 1 to 10, characterized in that the pot ( 8 ) is sunk in the trough ( 6 ) in such a way that the pot edge ( 11 ) comes to lie below the end face ( 4 ) facing the workpiece ( 2 ) or at least concludes with this.

12. Vacuum element according to claim 5 to 11, characterized in that there is a clearance fit between the outer pot circumference ( 12 ) and the inner trough diameter ( 13 ).

13. Vacuum element according to claim 5 to 12, characterized in that the axial spring element ( 9 ) is a foam rubber.

14. Vacuum element according to claim 5 to 13, characterized in that the pot ( 8 ) consists of a non-positive material.

15. Vacuum element according to claim 14, characterized in that the pot ( 8 ) consists of metal.

16. Vacuum element according to claim 5 to 15, characterized in that the frictional engagement element ( 7 ) is made of a rubber with a high coefficient of frictional engagement.

17. Vacuum element according to claim 1 to 16, characterized in that the vacuum element ( 1 ) is designed as a wearing part.