DE10009026C1

DE10009026C1 - Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken

Info

Publication number: DE10009026C1
Application number: DE10009026A
Authority: DE
Inventors: Kurt Schmalz; Thomas Eisele; Ralf Stockburger
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2001-07-19
Anticipated expiration: 2020-02-26
Also published as: ITTO20010165A1; US20020074703A1; JP2001259949A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken mit wenigstens einem Spannbalken und einem auf dem Spannbalken aufliegenden Blocksauger. Der Blocksauger ist an einem Schlitten befestigt, der in Längsrichtung des Spannbalkens verfahrbar ist. Außerdem ist der Blocksauger von der Oberfläche des Spannbalkens abhebbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken, insbesondere von plattenförmigen Werkstücken.

Aus der EP 0 687 521 A1 ist eine Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken bekannt, wobei das Werkstück auf einer Vielzahl von Blocksaugern aufliegt und von diesen festge halten wird. Diese Blocksauger sind auf Spannbalken ange ordnet, die in einer ersten Richtung verfahrbar sind. Die Blocksauger selbst sind außerdem auf den Spannbalken ver fahrbar, wofür sie einen Antrieb besitzen. Als nachteilig wird bei dieser Vorrichtung angesehen, dass beim Verfahren der Blocksauger auf ihren Spannbalken die Unterseiten, über welche die Blocksauger auf der Oberseite der Spannbalken aufsitzen, abgenutzt wird, so dass die Gefahr besteht, dass mit der Zeit die Blocksauger nicht mehr korrekt auf den Spannbalken aufliegen und nicht mehr optimal fixiert werden. Außerdem gibt es keine Möglichkeit, die Bezugs fläche, welche z. B. von der Oberkante eines Spannbalkens gebildet wird, nachträglich zu überfräsen, um die erforder liche Maßgenauigkeit nach der Inbetriebnahme der Maschine zu erhalten.

Die DE 196 31 661 A1 zeigt eine Bearbeitungsmaschine mit Tragschienen für Saugköpfe, die auf den Tragschienen aufsitzen und in Richtung dessen Längsachse gleiten können. Auch die DE 94 19 700 U1 zeigt eine Werkzeugmaschine mit Saugspannern für plattenförmige Werkstücke, wobei die Saugspanner auf Schienen verschieblich gelagert sind. Schließlich ist aus der DE 44 04 413 C1 eine Vakuumspann vorrichtung bekannt geworden, die verstellbare Balken mit darauf positionierbaren, Dichtungen aufweisenden Saugspannern besitzt. Werden die Saugspanner verlagert, dann nützen sich die Dichtungen ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Gebrauchszeit verlängert wird und die Möglichkeit des Überfräsens gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung der gelöst, die die Merkmale des Anpruchs 1 aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Blocksauger vor dem Verschieben auf dem Spannbalken so weit angehoben, dass die Dichtung den Spannbalken nicht mehr berührt, so dass diese durch den Verschiebevorgang nicht mehr in Mit leidenschaft gezogen wird. Außerdem können auf der Ober fläche des Spannbalkens aufliegende Bearbeitungsrückstände die Dichtung beim Verschieben des Blocksaugers nicht mehr beschädigen. Da die Einrichtung zum Anheben des Block saugers funktionell unabhängig vom Antrieb ist, kann der Blocksauger angehoben werden, bevor er verschoben wird.

Eine andere Einrichtung zum Anheben verwendet die Kraft von Magneten, wobei z. B. ein Magnet im Spannbalken und ein Magnet im blocksauger vorgesehen sind, so dass abstoßende Kräfte erzeugt werden können. Eine weitere Variante sieht vor, dass die Einrichtung zum Anheben ein Luftkissen für den Blocksauger erzeugt, über welches er angehoben wird.

Der Antrieb kann entweder zum Verlagern des Blocksaugers verwendet werden oder zum Erfassen seiner Position. Bei dieser Variante wird der Blocksauger, nachdem er angehoben worden ist, von z. B. Hand verschoben.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Antrieb auf einer Grundplatte angeordnet ist und die Grundplatte mittels der Einrichtung zum Anheben verlagerbar ist. Auf diese Weise wird mit der Einrichtung der gesamte Antrieb und mit diesem der Blocksauger verlagert, insbesondere angehoben. Dies hat den Vorteil, dass die die Antriebskraft übertragenden Mittel zwischen dem Antrieb und dem Blocksauger vom Anheben des Blocksaugers unbeeinflusst sind.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Grundplatte mit Längsführungen versehen ist und an den Längsführungen wenigstens ein in Längsrichtung verfahrbarer Träger für den Blocksauger vorgesehen ist. Dieser Träger kann an den Längsführungen verschoben werden und nimmt dabei den Blocksauger mit. Der Blocksauger ist kuppelbar mit dem Träger verbunden, so dass der Träger jeweils mit dem geeigneten Blocksauger bestückbar ist. Dies kann manuell oder automatisch erfolgen. Zum Befestigen des Blocksaugers am Träger sind entsprechende Kupplungen oder Rastmittel vorgesehen.

Erfindungsgemäß ist mittels der Einrichtung die Grundplatte mit Träger und Blocksauger anhebbar. Dies bedeutet, dass die gesamte Einheit von Blocksauger, Antrieb und Ver schiebeelementen derart verlagert wird, dass ihre relative Anordnung zueinander unverändert bleibt, jedoch die Lage bezüglich des Spannbalkens derart verändert wird, dass der Blocksauger von der Oberseite des Spannbalkens abhebt.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Blocksau ger mittels des Trägers und der Einrichtung auf die Ober seite des Spannbalkens anpressbar ist. Dies hat den wesent lichen Vorteil, dass auf Unterdruckeinrichtungen zum An saugen des Blocksaugers an den Spannbalken verzichtet werden kann. Es bedarf somit nur noch einer Unterdruckein richtung zum Ansaugen des Werkstücks an den Blocksauger. Der Blocksauger kann auch durch die mechanische Verbindung zum Antrieb in seiner Position gehalten werden.

Eine bevorzugte Variante sieht vor, dass der Träger im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und den Spannbalken von unten umgreift. An den freien Enden ist der Blocksauger abnehmbar befestigt. Über den Träger ist der Blocksauger mit entsprechenden Spannmitteln mit dem Antrieb, insbeson dere einem vom Antrieb angetriebenen Zahnriemen, verbunden. Eine andere Variante sieht vor, dass der Träger über eine Nut den Spannbalken durchgreift. Dabei ist die Saugfläche des Spannbalkens unterbrochen.

Mit Vorzug weist jeder Spannbalken mehrere Blocksauger auf und ist jeder Blocksauger mit einem eigenen Antrieb versehen. Auf diese Weise können an dem Spannbalken oder an mehreren Spannbalken unterschiedlich große und unterschiedlich geformte Werkstücke problemlos befestigt werden, indem die einzelnen Blocksauger entsprechend und unabhängig voneinander an die gewünschten Positionen verfahren werden. Da jeder Blocksauger seinen eigenen Antrieb besitzt, können die Blocksauger unabhängig voneinander und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten verfahren werden.

Um die Blocksauger an jeder Stelle des Spannbalkens positionieren zu können, sind in jedem Spannbalken Unterdruckkanäle vorgesehen und ist jeder Spannbalken an seiner Oberseite mit mehreren Vakuumventilen versehen, die in Längsrichtung des Spannbalkens einen Abstand zueinander aufweisen, der geringer ist als der in Längsrichtung des Spannbalkens gesehene, von der effektiven Ansaugfläche des Blocksaugers überdeckte Bereich. Dies bedeutet, dass vom Blocksauger mindestens ein Vakuumventil überdeckt ist, unabhängig davon, wo der Blocksauger auf dem Spannbalken positioniert ist. Vorteilhaft weist die Dichtung eine Breite auf, die größer ist als der Durchmesser des Vakuumventils.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugsnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeipiel im Einzelnen beschrieben ist.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht (teilweise geschnitten) auf einen Spannbalken mit verschieblich gelagerten Blocksaugern;

Fig. 2: einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1 durch den Spannbalken;

Fig. 3: eine vergrößerte Wiedergabe des Abschnitts III gemäß Fig. 2 des Spannbalkens;

Fig. 4: eine vergrößerte Wiedergabe des Abschnitts IV gemäß Fig. 1 des Spannbalkens; und

Fig. 5: einen Querschnitt durch den Spannbalken mit aufgesetztem Blocksauger.

Die Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht einen Spannbalken 10, der, wie auch aus Fig. 5 ersichtlich, ein Abschnitt eines Strangpressprofils mit in Längsrichtung verlaufenden Kanälen, z. B. zum Führen von Unterdruck oder Pressluft, ist. An diesem Spannbalken 10 sind zwei Blocksauger 12 verfahrbar gelagert, wobei die Blocksauger 12 an ihrer Oberseite 14 eine Spannfläche zur Aufnahme und Fixierung eines (nicht dargestellten) Werkstücks aufweist. An der Unterseite des Blocksaugers 12 ist eine weitere Spannfläche vorgesehen, mit welcher der Blocksauger 12 an der Oberseite des Spannbalkens 10 fixierbar ist.

Jeder Blocksauger 12 ist an einem Träger 16 lösbar befestigt, so dass der Träger 16 mit dem jeweils geeigneten Blocksauger 12 bestückbar ist. Der Träger 16 ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, U-förmig ausgebildet und umgreift den Spannbalken 10 von unten.

Im Spannbalken 10 sind insgesamt drei Antriebe 18, 20 und 22 vorgesehen, welche z. B. über ein BUS-System angesteuert werden und über welche jeweils ein Zahnriemen 24, 26 und 28 angetrieben wird. Diese Zahnriemen 24, 26 und 28 liegen in unterschiedlichen Ebenen und dienen zum Antrieb jeweils eines Trägers 16. An der den Antrieben 18 bis 22 entfernt liegenden Seite umschlingen die Zahnriemen 24 bis 28 Umlenkrollen 30. Mittels einer Klemmverbindung 32 sind die Zahnriemen 24 bis 28 mit den Trägern 16 verbunden.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass der Spannbalken 10 derart mit einer Aussparung 34 versehen ist, dass die Antriebe 18 bis 22, die Zahnriemen 24 bis 28, die Umlenk rollen 30 und Einrichtungen 36 zum Anheben der Blocksauger untergebracht werden können. Diese Einrichtungen 36 sind in Form von Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildet, wobei der Zylinder 38 starr mit dem Spannbalken 10 verbunden ist und der Kolben 40 an einer Grundplatte 42 angreift. An dieser Grundplatte 42 sind die drei Antriebe 18 bis 22 derart befestigt, dass ihre Abtriebsräder 44, über welche die Zahnriemen 24 bis 28 angetrieben werden, in unterschied lichen Ebenen liegen. Aus den Fig. 1 und 2 ist erkennbar, dass wenigstens zwei derartige Einrichtungen 36 vorgesehen sind, so dass die Grundplatte 42 gleichmäßig über ihre gesamte Länge angehoben bzw. abgesenkt werden kann, indem der Kolben 40 in den Zylinder 38 eingefahren bzw. ausgefahren wird.

Die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch den Spannbalken 10 mit aufgesetztem Blocksauger 12. An der Oberseite des Spannbalkens 10 befinden sich mehrere Vakuum- und Abblas ventile 46, die zum Ansaugen des Blocksaugers 12 an die Oberseite des Spannbalkens 10 bzw. zum Ansaugen eines (nicht dargestellten) Werkstücks an die Oberseite 14 des Blocksaugers 12 bzw. reinigen der Konsole z. B. von Holzspänen dienen. Hierfür ist neben dem bzw. den Unterdruckkanälen noch ein Abblaskanal für Druckluft vorgesehen. Es ist, wie bereits erwähnt, deutlich erkennbar, dass der Träger 16 U-förmig ausgebildet ist und den Spannbalken 10 von unten umgreift. Die freien Enden des Trägers 16 sind so eingerichtet, dass Winkel 48 befestigbar sind, über welche der Blocksauger 12 am Träger 16 fixiert wird. Die Winkel 48 besitzen eine im Wesentlichen L-förmige Gestalt, wobei ein Schenkel 50 in eine Ausnehmung 52 an der Innenseite der freien Enden des Trägers 16 eingreift und der andere Schenkel 54 am Blocksauger 12 z. B. über eine Schraube befestigt ist. Das freie Ende des Schenkels 50 stützt sich an einer Schulter 56 ab, so dass die Winkel 48 auf jeden Fall vom Träger 16 nach oben mitgenommen werden, wenn diese angehoben werden. Die Winkel 48 dienen auch als Führungselemente für den Blocksauger 12 auf dem Spannbalken 10. Der Träger 16 weist an seinen freien Enden Mitnahmehaken auf, die die Winkel 48 hintergreifen. Eine nicht dargestellte Variante sieht vor, dass die Winkel 48 mit verlängerten Schenkeln 50 versehen werden, die dann direkt mit der Grundplatte 42 verbunden sind.

An der Basis 60 des Trägers 16 sind zwei Schienen 62 befestigt, die in Längsführungen 64 geführt sind. Diese Längsführungen 64 sind an der Unterseite der Grundplatte 42 angeschraubt, die ihrerseits mit dem Kolben 40 der Einrichtung 36 verbunden ist. Außerdem ist erkennbar, dass der Träger 16, insbesondere dessen linker U-Schenkel, über die Klemmverbindung 32 mit dem Zahnriemen 24 verbunden ist. Diese Klemmverbindung 32 ist über eine Aussparung 66 aus dem Spannbalken 10 herausgeführt.

Wird nun die Einrichtung 36 aktiviert, indem der Kolben 40 in den Zylinder 38 eingefahren wird, dann wird über den Kolben 40 die Grundplatte 42 angehoben und mit dieser Grundplatte 42 über die Längsführungen 64 und die Schienen 62 der Träger 16 und mit diesem über die Winkel 48 der Blocksauger 12 so weit angehoben, dass dessen Dichtungs elemente 68 von der Oberseite des Spannbalkens 10 angehoben werden. Sodann werden die Antriebe 18 bis 22 aktiviert, wodurch die Zahnriemen 24 bis 28 in Gang gesetzt werden. An den Zahnriemen 24 bis 28 sind über die Klemmverbindungen 32 die Träger 16 befestigt, die auf diese Weise in Längs richtung des Spannbalkens 10 verfahren werden. Die Träger 16 werden über die Schienen 62 und die Längsführungen 64 exakt geführt. Nimmt der Blocksauger 12 die vorgesehene Position ein, dann wird der Antrieb 18 bis 22 angehalten und die Einrichtung 36 deaktiviert, wodurch der Kolben 40 aus dem Zylinder 38 ausgefahren wird. Auf diese Weise wird der Blocksauger 12 auf die Oberseite des Spannbalkens 10 abgesetzt. Falls gewünscht, kann der Blocksauger 12 über die Einrichtung 36 auf die Oberseite des Spannbalkens 10 angepresst werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Blocksau ger 12 verfahren werden, ohne dass deren Dichtungselemente 68 abgenutzt oder durch auf der Oberseite der Spannbalken 10 aufliegende Bearbeitungsrückstände beschädigt werden. Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass an den Trägern 16 über geeignete Winkel oder Klemmmittel 48 beliebige Blocksauger 12 befestigbar sind. Außerdem kann, falls erforderlich, die Oberseite der Spannbalken 10 bearbeitet werden, um z. B. Oberflächenunebenheiten zu entfernen. Durch die Bearbeitung werden weder die Antriebe 18 bis 22 noch die Einrichtungen 36 beeinflusst.

Als Antriebe 18 bis 22 sind Schrittmotoren, welche ein Messsystem aufweisen können, in Verbindung mit Zahnriemen 24 bis 28, Zahnstangen oder Spindeln denkbar. Eine Variante sieht vor, dass Servomotoren mit separatem Weg-Mess-System verwendet werden. Es sind jedoch auch Pneumatikzylinder, welche kolbenstangenlos arbeiten, denkbar. Alternativ sind Vakuumzylinder verwendbar. Ferner können als Antriebe auch Linearmotoren verwendet werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken, insbesondere von plattenförmigen Werkstücken, mit wenigstens einem Spannbalken (10), wenigstens einem auf dem Spannbalken (10) über eine Dichtung (68) aufliegenden Blocksauger (12), einem mit dem Blocksauger (12) eine Einheit bildenden Antrieb (18, 20, 22) zum Transport des Blocksaugers (12) in Längsrichtung des Spannbalkens (10) sowie einer vom Antrieb (18, 20, 22) unabhängigen Einrichtung (36) zum Anheben des Blocksaugers (12).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (18, 20, 22) auf einer mittels der Einrichtung (36) anhebbaren Grundplatte (42) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (42) Längsführungen (64) aufweist, an denen wenigstens ein in Längsrichtung verfahrbarer Träger (16) für den Blocksauger (12) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Blocksauger (12) mit dem Träger (16) kuppelbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (42) mit Träger (16) und Block sauger (12) mittels der Einrichtung (36) anhebbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Blocksauger (12) mittels des Trägers (16) und der Einrichtung (36) auf die Oberseite des Spannbalkens (10) anpressbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (16) im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und den Spannbalken (10) ins besondere von unten untergreift.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spannbalken (10) mehrere Blocksauger (12) aufweist und jeder Blocksau ger (12) mit einem eigenen Antrieb (18, 20, 22) versehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spannbalken (10) an seiner Oberseite mit mehreren Vakuumventilen (46) ver sehen ist, die in Längsrichtung des Spannbalkens (10) einen Abstand zueinander aufweisen, der so bemessen ist, dass die in Längsrichtung des Spannbalkens (10) gesehene effektive Ansaugfläche des Blocksaugers (12) auf jeden Fall ein Vakuumventil (46) überdeckt.