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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Klemmen und Verfahren eines Werkstücks, welche das Werkstück für eine nachfolgende Bearbeitung klemmt und verfährt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Klemmen und Verfahren von Möbelwandungen in waagerechter Lage, um insbesondere Bohrungen usw. in die Möbelwandung einzubringen.
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Bei bekannten Maschinen zur Bearbeitung von Möbelwandungen oder dergleichen werden die Mobelwandungen üblicher Weise mittels einer Klemmeinrichtung geklemmt und dann wird ein Werkzeugträger relativ zur geklemmten Möbelwandung verfahren, um entsprechende Bearbeitungsschritte an der Möbelwandung auszuführen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Klemmvorrichtung mitsamt der geklemmten Möbelwandung relativ zum Bearbeitungswerkzeug zu verfahren. Hierbei muss gewährleistet bleiben, dass die Möbelwandung während des Verfahrens geklemmt bleibt und damit zu jedem Zeitpunkt der Bearbeitung eine definierte Lage beibehalten werden kann, wobei es jedoch häufig zu Ungenauigkeiten kommt.
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Die
DE 66 00 264 U offenbart einen Schraubstock für Werkzeugmaschinen, welcher eine erste und eine zweite Spannbacke aufweist, die beide mittels jeweils eines Kolbens betätigt werden. Zwischen den beiden Spannbacken ist ein Werkstück einspannbar, wobei die beiden Spannbacken mittels einer Gewindespindel bewegbar sind.
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Die
DE 699 09 961 T2 offenbart ein Bearbeitungszentrum mit mehreren Spanneinheiten, die verschiebbar auf Längsführungen angeordnet sind.
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Aus der
US 2 679 177 ist ein doppelt wirkender Schraubstock bekannt, bei welchem die Spannbacken jeweils mittels Hydraulikantrieben über Kolbenstangen betätigt werden.
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Die
DE 101 09 212 A1 offenbart einen Werkstückspanntisch mit wenigstens, zwei Schlitten, wobei die. Schlitten Kupplungseinrichtungen aufweisen, um zu einem Schlittenverband aneinander gekuppelt zu werden. Hierbei ist ein Schlitten als Masterschlitten ausgebildet, der an eine Antriebseinrichtung anschließbar ist, und die anderen Schlitten sind Slaveschlitten, die mit dem Masterschlitten im Verband verfahren werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Klemmen und Verfahren eines Werkstücks bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit eine Klemmung während des Verfahrens gewahrleistet, eine genaue Positionierung des Werkstücks und eine Vorpositionierung der Vorrichtung für unterschiedliche Werkstuckmaße ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Klemmen und Verfahren eines Werkstücks umfasst einen ersten und einen zweiten beweglichen Schlitten, welche jeweils einen eigenen Antrieb aufweisen. Ferner umfasst die Vorrichtung ein Zugelement, um ein Werkstück zwischen den beiden Schlitten zu klemmen und beide Schlitten miteinander zu koppeln. Das Zugelement ubt dabei eine Zugkraft derart aus, dass sich ein Schlitten relativ auf den anderen Schlitten zubewegt oder beide Schlitten sich aufeinander zubewegen, um das Werkstück zu klemmen. Somit ist bei geklemmtem Werkstück ein Verbund zwischen den beiden Schlitten über das Zugelement gebildet und im geklemmten Zustand des Werkstücks sind die beiden Schlitten gemeinsam verfahrbar. Durch die Kopplung der beiden Schlitten mit dem Zugelement wird verhindert, dass bei einer schnelleren Fahrt die Klemmung geoffnet wird. Darüber hinaus teilen sich beide Antriebe die Gesamtmasse der Vorrichtung und des Werkstücks. Die Masse des Werkstücks und der Vorrichtung wird daher auf mehrere Antriebe verteilt. Die Antriebe konnen kleiner dimensioniert werden, als wenn nur ein Antrieb das Verfahren der Klemmvorrichtung übernimmt und der andere Antrieb die Klemmung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere besonders bevorzugt bei Möbelwandungen, z. B. für Küchenschränke o. ä., verwendet werden, da derartige Möbelwandungen haufig wechselnde Abmessungen hinsichtlich Höhe, Breite und/oder Tiefe aufweisen. Die beiden Schlitten konnen durch ihre separaten Antriebe schnell und sicher auf die gewünschte Größe vorpositioniert werden und anschließend durch das Zugelement beim Klemmen als Verbund gemeinsam verfahren werden. Das Zugelement umfasst eine Zugstange, eine Betätigungseinrichtung und ein Klemmelement bzw. bevorzugt zwei Klemmelemente. Die Betätigungseinrichtung übt eine Zugkraft auf die Zugstange aus, so dass zumindest ein Schlitten relativ zum anderen Schlitten bewegt werden kann. Das Klemmelement bzw. die Klemmelemente dienen dabei zum Klemmen der Zugstange.
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Besonders bevorzugt ist dabei die Betätigungseinrichtung an einem der Schlitten angeordnet und das Klemmelement am anderen der Schlitten angeordnet. Bei zwei Klemmelementen ist vorzugsweise an jedem Schlitten eines angeordnet. Hinsichtlich des Arbeitsablaufes der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dabei nach dem Vorpositionieren der Schlitten das Klemmelement auf dem Schlitten ohne Betätigungseinrichtung auf der Zugstange geklemmt, dann wird das Werkstück eingelegt und die Lageregelung der Antriebe aufgehoben. Die Betätigungseinrichtung wird anschließend aktiviert, so dass sich der eine Schlitten relativ in Richtung des anderen Schlittens bewegt, um das Werkstück zwischen den beiden Schlitten einzuklemmen, und anschließend kann, falls vorhanden, die Klemmvorrichtung des Zugelements auf dem Schlitten mit der Betätigungseinrichtung betatigt werden. Die zweite Klemmung der Zugstange mit dem Klemmelement auf dem Schlitten mit der Betätigungseinrichtung verhindert ein Öffnen der Klemmung des Werkstücks zwischen den beiden Schlitten, wenn die Betätigungseinrichtung ausfällt oder während des Verfahrens nachgibt. Beide Schlitten sind über die geklemmte Zugstange verbunden und die Antriebe der Schlitten können aktiviert und verfahren werden.
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Die Betätigungseinrichtung ist vorzugsweise ein hydraulisch oder pneumatisch betriebener Kolben oder ein Spindelantrieb oder ein Zahnstangenantrieb.
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Um ein einfaches Einlegen des Werkstücks zwischen die beiden Schlitten zu ermöglichen, ist am ersten und am zweiten Schlitten jeweils eine Auflage für das Werkstück angeordnet. Die Auflage ist dabei etwas unterhalb der zum jeweils anderen Schlitten gerichteten Seitenwand der Schlitten angeordnet, so dass das Werkstück einfach auf die Auflagen aufgelegt werden kann. Die Auflagen können beispielsweise längliche Leisten sein, welche über einen Teil oder die gesamte Länge der Schlitten verlaufen. Die Ausrichtung des Werkstücks kann an den Seitenwänden der Schlitten erfolgen.
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Um das Einlegen des Werkstücks weiter zu vereinfachen, ist vorzugsweise wenigstens ein Anschlag an einem oder an beiden Schlitten angeordnet. Der Anschlag ist vorzugsweise am hinteren Bereich der Schlitten angeordnet.
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Ist eine lange Zugstange erforderlich, um längere Werkstücke zu klemmen, wird das Zugstangenende vorzugsweise zusätzlich geführt, um bei sehr dicht zusammengefahrenen Schlitten ein Schwingen des Zugstangenendes zu verhindern. Um ein Durchhängen der Zugstange bei dicht zusammengefahrenen Schlitten zu verhindern, kann für die Zugstange des Zugelements vorzugsweise noch eine zusätzliche Führung an einem Ende der Zugstange, gegenüber der Betätigungseinrichtung, vorgesehen werden. Die Führung liegt dann außerhalb des Schlittenverbundes. Es sei angemerkt, dass noch weitere Führungen angeordnet werden könnten, auch zwischen dem Schlitten.
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Ein besonders einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich dadurch, dass das Werkstück vorzugsweise zwischen einer ersten Seite des ersten Schlittens und einer ersten Seite des zweiten Schlittens klemmbar ist. Dabei sind die jeweiligen Seiten der Schlitten zum Klemmen diejenigen Seiten, welche parallel zueinander ausgerichtet sind.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Klemm- und Verfahrvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
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1 eine schematische Draufsicht einer Vorrichtung zum Klemmen und Verfahren eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im ungeklemmten Zustand und
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2 eine schematische Draufsicht der in 1 gezeigten Vorrichtung im geklemmten Zustand.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Klemmen und Verfahren eines Werkstücks 2 einen ersten Schlitten 3, einen zweiten Schlitten 5 und ein Zugelement 7. Der erste Schlitten 3 umfasst einen ersten Antrieb 4 sowie einen ersten und zweiten Führungswagen 17, 18, mit welchen der erste Schlitten 3 auf zwei Schienen 12 durch den ersten Antrieb 4 verfahrbar angeordnet ist. Der zweite Schlitten 5 ist im Wesentlichen wie der erste Schlitten mit einem zweiten Antrieb 6, einem ersten und einem zweiten Führungswagen 19 und 20 ausgebildet, welche ebenfalls auf den beiden Schienen 12 laufen.
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Das Zugelement 7 umfasst eine Zugstange 8, eine Betätigungseinrichtung 9, ein erstes Klemmelement 10a und ein zweites Klemmelement 10b. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist das zweite Klemmelement 10b am zweiten Schlitten 5 angeordnet, das erste Klemmelement 10a und die Betätigungseinrichtung 9 sind am ersten Schlitten 3 angeordnet. Ein am Ende der Zugstange 8 angeordnetes Führungselement 11 dient zur Führung des Zugstangenendes der Zugstange 8. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Betätigungseinrichtung 9 ein Pneumatikzylinder, der mittels eines Winkelstücks am ersten Schlitten 3 angeordnet ist.
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Ferner ist am ersten Schlitten 3 eine leistenförmige Auflage 13 und ein Anschlag 14 ausgebildet. Am zweiten Schlitten 5 ist ebenfalls eine leistenförmige Auflage 15 und ein Anschlag 16 ausgebildet. Die Auflagen 13 und 15 sind an der Unterseite der Schlitten angeordnet.
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Nachfolgend wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Klemmen und Verfahren eines Werkstücks 2 beschrieben. Wie aus 1 ersichtlich ist, werden in einem ersten Schritt die beiden Schlitten 3, 5 relativ zueinander positioniert. Der Abstand der beiden Schlitten 3, 5 zueinander hängt dabei von einer Lange L des Werkstücks 2 ab. Der Abstand zwischen den beiden Schlitten 3, 5 ist dabei die Länge L des Werkstücks plus eine Zugabe A, um eine Einlegeluft für ein einfaches Einlegen des Werkstücks 2 bereitzustellen. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die Zugabe A dabei etwas kleiner als eine Breite der Auflage 15, so dass das Werkstück 2 trotz der Zugabe A auf die beiden Auflagen 15 und 13 gelegt werden kann. Nach dem Vorpositionieren der Schlitten wird die Zugstange 8 mittels dem zweiten Klemmelement 10b am zweiten Schlitten 5 mit einer Klemmkraft K geklemmt. Beide Schlitten sind miteinander verbunden.
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Das Werkstück 2 kann dabei manuell oder automatisch, z. B. mittels eines Roboters oder einer Zuführvorrichtung, eingelegt werden. Das Werkstück 2 wird dabei vorzugsweise an den Anschlägen 14, 16 der Schlitten angelegt, so dass seine Stirnseiten parallel zu einer Seite 3a des ersten Schlittens 3 und einer Seite 5a des zweiten Schlittens 5 ausgerichtet sind. Die beiden Seiten 3a und 5a sind dabei wie in 1 gezeigt, die Seiten der Schlitten, welche zueinander ausgerichtet sind.
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Besteht die Gefahr, dass das Werkstück keine rechten Winkel besitzt, sondern übertrieben beschrieben, aus fertigungstechnischen Gründen als Trapez oder Parallelogramm ausgefuhrt ist, werden die Anschlagseiten 3a und 5a so ausgeführt, dass sichergestellt werden kann, dass die Längskante des Werkstücks immer an den Anschlägen 14 und 16 anliegt.
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Nachdem das Werkstück 2 eingelegt wurde, zieht nun das Zugelement 7 über die Zugstange 8 den zweiten Schlitten 5 in Richtung des ersten Schlittens 3, bis eine Klemmung und Ausrichtung des Werkstücks 2 erfolgt. Die Klemmung des Werkstücks 2 erfolgt dabei zwischen den Seiten 3a und 5a der beiden Schlitten. Diese Anordnung macht es weiterhin möglich, dass während des Klemmvorgangs auch gleichzeitig eine Ausrichtung eines eventuell etwas ungenau eingelegten Werkstückes 2 erfolgt. Nach der Klemmung des Werkstücks 2 übt die Betätigungseinrichtung 9 eine Zugkraft Z über die Zugstange 8 auf den zweiten Schlitten 5 aus.
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Nun konnen die beiden Antriebe 4 und 6 der Schlitten wieder betrieben werden, und der Verbund kann als Einheit entlang der Schienen 12 verfahren werden (vergl. 2). Um während der Bearbeitung des Werkstücks die Klemmung zwischen den beiden Schlitten 3, 5 aufrechtzuerhalten, kann die Zugkraft Z (vergl. 2) ständig aufrechterhalten werden oder mittels des ersten Klemmelements 10a auf den Schlitten 3 die Zugstange 8 geklemmt werden. Weiter wird die Klemmkraft K am Klemmelement 10b zum Klemmen der Zugstange 8 während der Bearbeitung aufrechterhalten. Sollte einer der Antriebe 4, 6, welche vorzugsweise elektrische Motoren sind, schneller bzw. langsamer als der andere fahren, kann durch die Kopplung der beiden Motoren über den Verbund diese Geschwindigkeitsdifferenz ausgeglichen werden. Der eine Antrieb zieht bzw. schiebt den anderen mit.
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Nachdem der Verbund durch die Antriebe 4, 6 entsprechend einem gewünschten Arbeitsplan verfahren wurde und z. B. Bohrungen in das Werkstück 2 eingebracht wurden, wird der Verbund an eine Abgabeposition bewegt und die Klemmung des Zugelements 7 gelöst und über die Antriebe 4 und 6 die Schlitten so positioniert, dass wieder die Zugabe A entsteht. Dadurch wird die Klemmung des Werkstücks 2 aufgehoben, so dass das Werkstück manuell oder automatisch entnommen werden kann. Anschließend können die beiden Schlitten 3, 5 wieder auf ein neues Zwischenmaß für ein nachfolgendes Werkstück positioniert werden.
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Erfindungsgemäß können somit einerseits Geschwindigkeitsdifferenzen der Antriebe 4, 6 ausgeglichen werden und andererseits sind die Antriebe 4, 6 nicht für die Werkstückklemmung zuständig, da diese durch das Zugelement 7 erfolgt. Während des Verfahrens des Werkstücks ist weiterhin das Zugelement 7 für die Bereitstellung des Verbundes zwischen den beiden Schlitten und die Klemmung des Werkstücks 2 zuständig, so dass die Antriebe 4, 6 lediglich zum Verfahren eingesetzt werden können. Dadurch ergibt sich weiterhin eine einfache Steuerung einer Maschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Klemmen und Verfahren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zum Klemmen und Verfahren
- 2
- Werkstück
- 3
- erster Schlitten
- 3a
- Seite des Schlittens
- 4
- erster Antrieb
- 5
- zweiter Schlitten
- 5a
- Seite des Schlittens
- 6
- zweiter Antrieb
- 7
- Zugelement
- 8
- Zugstange
- 9
- Betätigungseinrichtung
- 10a
- erstes Klemmelement
- 10b
- zweites Klemmelement
- 11
- Führungselement
- 12
- Schiene
- 13
- Auflage
- 14
- Anschlag
- 15
- Auflage
- 16
- Anschlag
- 17
- Führungswagen
- 18
- Führungswagen
- 19
- Führungswagen
- 20
- Führungswagen
- A
- Zugabe
- L
- Länge des Werkstücks
- Z
- Zugkraft
- K
- Klemmkraft
