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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Fixieren eines Werkstücks, mit mindestens einem mit einer Unterdruckversorgung zusammenwirkenden Anschluss und mindestens einer mit dem Anschluss durch eine Verbindungseinrichtung verbindbaren Saugereinheit zum Ansaugen des Werkstücks mittels Unterdruck.
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Aus dem Stand der Technik sind Spannvorrichtungen zum Fixieren von Werkstücken mittels Unterdruck, oftmals auch als Vakuum-Aufspann-Systeme bezeichnet, bekannt. Zur Anpassung an Werkstücke mit unterschiedlicher Form sind Aufspannsysteme bekannt, die mehrere Anschlüsse zur Aufnahme von Saugereinheiten aufweisen, wobei die Saugereinheiten in Abhängigkeit von der Geometrie des zu befestigenden Werkstücks an entsprechenden Anschlüssen angeordnet werden können. Die Saugereinheiten sind mittels Schrauben an den Anschlüssen zu befestigen. Hierfür müssen Werkzeuge bereitgehalten werden. Das Eindrehen oder Lösen der Schrauben führt zu einer entsprechenden Rüstzeit für das Umrüsten der Spannvorrichtung. Außerdem besteht nach einer gewissen Einsatzdauer der Spannvorrichtung die Gefahr von Gewindeschäden. Dies erfordert einen entsprechenden Wartungsaufwand und ggf. Reparaturen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Mitteln eine einfache Handhabung und einen zuverlässigen Betrieb einer Spannvorrichtung zu ermöglichen.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei der Spannvorrichtung der eingangs genannten Art ist die Verbindungseinrichtung als Rastkupplung ausgebildet, und zwar derart, dass im eingekuppelten Zustand der Rastkupplung eine Unterdruckverbindung zwischen dem Anschluss und der Saugereinheit herstellbar ist.
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Die Handhabung der Spannvorrichtung wird vereinfacht, da die Verbindungseinrichtung als Rastkupplung ausgeführt ist. Damit lässt die Saugereinheit auf einfache Weise am Anschluss fixieren, nämlich durch ein Ankuppeln im Sinne einer Verrastung. Im gekoppelten Zustand der Rastkupplung wird auch eine Unterdruckverbindung zwischen Anschluss und Saugereinheit hergestellt. Durch die schnelle und einfache Montagemöglichkeit der Saugereinheit am Anschluss ist eine schnelle Anpassung der Spannvorrichtung an hinsichtlich der Form unterschiedliche Werkstücke ermöglicht. Wartungsarbeiten oder Reparaturen werden durch die Rastkupplung erheblich vereinfacht. Eine Handhabung herkömmlicher Verbindungselemente, beispielsweise Schrauben, ist zur Kopplung der Saugereinheit am Anschluss nicht erforderlich.
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Die Rastkupplung kann mittels eines Betätigungsschafts der Saugereinheit betätigbar sein, insbesondere entriegelbar, sein. Hiermit ist ein integriertes Entriegelungsmittel bereitgestellt, so dass eine werkzeugfreie Montage und auch eine werkzeugfreie Demontage der Saugereinheit am Anschluss ermöglicht werden kann. Eine Bereithaltung von Werkzeugen zur Montage der Saugereinheit ist nicht erforderlich. Die Gefahr von Fehlbedienungen oder Montagefehlern ist reduziert.
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Im Konkreten kann im Betätigungsschaft, insbesondere orientiert in dessen Längsrichtung, ein Unterdruckkanal ausgebildet sein. Hiermit ist eine besonders kompakte Ausgestaltung von Unterdruckkanal und Betätigungsschaft realisiert. Durch die Anordnung des Unterdruckkanals im Betätigungsschaft ist dieser gegen Einflüsse oder Beschädigungen von außen her gesichert. Es ist denkbar, dass sich der Unterdruckkanal über die gesamte Länge des Betätigungsschafts erstreckt. Der Betätigungsschaft kann von der Rastkupplung bis hin in den Ansaugabschnitt der Saugereinheit reichen.
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Im Konkreten kann die Rastkupplung ein erstes Kupplungselement mit mindestens einem Rastmittel und ein zweites Kupplungselement mit mindestens einer Ausnehmung, insbesondere einem Hinterschnitt, zur Aufnahme des Rastmittels aufweisen. Hiermit ist eine einfache und stabile Ausgestaltung der Rastkupplung verwirklicht. Das Rastmittel kann als Ellipsoid oder als Kugel ausgebildet sein.
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Das erste Kupplungselement kann an der Saugereinheit ausgebildet sein und das zweite Kupplungselement kann am Anschluss ausgebildet sein. Durch diese Anordnung ist der apparative Aufwand der Spannvorrichtung reduziert, da der Anschluss als passives Element ausgebildet sein kann. An der Saugereinheit kann eine unmittelbare Betätigung des ersten Kupplungselements der Rastkupplung erfolgen. Hiermit ist ein günstiger Kraftfluss verwirklicht.
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Das erste Kupplungselement kann eine an der Saugereinheit befestigte Hülse aufweisen, an der das Rastmittel in einem Durchgang angeordnet ist. Somit ist das Rastmittel in verlagerbarem Zustand sicher an der Saugereinheit gekoppelt. Durch die Hülse lassen sich auch mehrere Rastmittel verlagerbar aufnehmen. Dabei ist denkbar, dass das Rastmittel relativ zur befestigten Hülse verlagerbar ist, dass jedoch dessen Verlagerbarkeit in Richtung Mitte der befestigten Hülse begrenzt ist. Damit ist ein Herausfallen des Rastmittels in ungekoppeltem Zustand vermieden. Wie voranstehend bereits erwähnt, kann es sich bei dem Rastmittel um einen Ellipsoid oder um eine Kugel handeln.
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Der befestigten Hülse kann eine relativ zur befestigten Hülse verlagerbare Hülse zugeordnet sein. Dabei kann das Rastmittel mit einer Führungsschräge, insbesondere mit einem konischen Abschnitt, derart in Kontakt sein, dass bei Verlagern der verlagerbaren Hülse in eine Richtung das Rastmittel von einer die Rastkupplung verriegelnden Position in eine die Rastkupplung entriegelnde Position verbringbar sein. Die verlagerbare Hülse kann auch in die Gegenrichtung der einen Richtung verlagert werden, und zwar um die Rastkupplung in eine verriegelnde Position zu bringen. Durch diese Ausgestaltung ist mit einfachen konstruktiven Mitteln ein Verriegeln und Entriegeln der Rastkupplung ermöglicht. Die befestigte Hülse kann auch als erste Hülse bezeichnet werden. Die verlagerbare Hülse kann auch als zweite Hülse bezeichnet werden.
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Im Hinblick auf eine sichere Verbindung kann die verlagerbare Hülse mit dem Betätigungsschaft gekoppelt, insbesondere an diesem befestigt, z.B. verschraubt oder verpresst, sein. Hiermit ist eine unmittelbare Kraftübertragung zwischen Betätigungsschaft und verlagerbarer Hülse sichergestellt. Die Gefahr einer Ermüdung von Verbindungselementen ist reduziert.
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Der befestigten Hülse und der verlagerbaren Hülse kann ein Federelement zugeordnet sein, das die befestigte Hülse und die verlagerbare Hülse in entgegengesetzte Richtungen derart mit einer Kraft beaufschlagt, dass das Rastmittel in eine die Rastkupplung verriegelnde Stellung verbringbar ist. Hiermit wird das Rastmittel in eine die Rastkupplung verriegelnde Stellung gezwungen oder gedrückt. Die Saugereinheit kann somit auf sichere Weise am Anschluss befestigt werden. Zum Lösen der Rastkupplung muss gegen das Federelement eine Kraft aufgebracht werden, so dass das Rastmittel verlagerbar ist. Das Federelement kann als Druckfeder ausgebildet sein.
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Dem Anschluss kann eine Basis mit einem ersten Anlageabschnitt zur Aufnahme eines mit dem ersten Anlageabschnitt korrespondierenden zweiten Anlageabschnitts der Saugereinheit zugeordnet sein. Hiermit werden der Anschluss und die Rastkupplung insgesamt entlastet, da die auf die Saugereinheit wirkenden Kräfte nicht allein durch den Anschluss aufgenommen und in eine Konsole eines Spanntisches abgeleitet werden müssen, sondern die Krafteinleitung nunmehr auch durch einen Anlageabschnitt erfolgen kann. Dies trägt zu einer langen Standzeit der Rastkupplung und somit auch der Spannvorrichtung insgesamt bei.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung mit loser Saugereinheit;
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2 eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung mit Saugereinheit im aufgesetzten und entriegelten Zustand und
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3 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Spannvorrichtung mit Saugereinheit in gekoppeltem Zustand.
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Die 1 bis 3 zeigen eine Spannvorrichtung 10 zum Fixieren eines Werkstücks (nicht dargestellt). Die Spannvorrichtung 10 weist eine Konsole 12 auf, an der ein Anschluss 14 befestigt ist. Der Anschluss 14 wirkt mit einer Unterdruckversorgung 16 zusammen (nicht dargestellt).
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Die Spannvorrichtung 10 weist außerdem eine Saugereinheit 18 auf, die zum Ansaugen eines Abschnitts des zu fixierenden Werkstücks mittels Unterdruck dient. Die Saugereinheit 18 ist mittels einer Verbindungseinrichtung 20 mit dem Anschluss 14 verbindbar. Die Verbindungseinrichtung 20 ist als Rastkupplung 22 ausgebildet und wird im Folgenden als Rastkupplung 22 bezeichnet.
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Die Rastkupplung 22 weist ein erstes Kupplungselement 24 mit mehreren Rastmitteln 26 auf. Das erste Kupplungselement 24 ist an der Saugereinheit 18 ausgebildet. Im Konkreten weist das erste Kupplungselement 24 eine an der Saugereinheit 18 befestigte Hülse 28 auf, an der mehrere Rastmittel 26 in einem Durchgang 30 angeordnet sind.
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Die Rastkupplung 22 weist außerdem ein zweites Kupplungselement 32 mit mindestens einer Ausnehmung 34 zur Aufnahme der Rastmittel 26 auf. Die Ausnehmung 34 ist als umlaufender Hinterschnitt 36 ausgebildet. Bei den Rastmitteln 26 handelt es sich um Kugeln 38.
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Der befestigten Hülse 28 ist eine verlagerbare Hülse 40 zugeordnet, die eine Führungsschräge 42 aufweist. Die Führungsschräge 42 ist als sich konisch verjüngender Abschnitt 44 der verlagerbaren Hülse 40 ausgebildet. Die Kugeln 38 sind in einer eine Verriegelung ermöglichenden Position mit dem konischen Abschnitt 44 in Kontakt (siehe 1 und 3).
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Die verlagerbare Hülse 40 ist mit einem Betätigungsschaft 46 verschraubt. Zwischen befestigter Hülse 28 und verlagerbarer Hülse 40 ist ein Federelement 48 in Form einer Druckfeder 50 angeordnet. Die Druckfeder 50 beaufschlagt die befestigte Hülse 28 und die verlagerbare Hülse 40 derart mit einer Kraft, dass die Kugeln 38 in eine die Rastkupplung 22 verriegelnde Stellung verbringbar sind (siehe 3).
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Die Druckfeder 50 und der Betätigungsschaft 46 sind koaxial zueinander angeordnet. Auch die befestigte Hülse 28 und die verlagerbare Hülse 40 sind koaxial zum Betätigungsschaft 46 angeordnet. Durch Betätigen des Betätigungsschafts 46 kann die verlagerbare Hülse 40 derart relativ zur befestigten Hülse 28 verlagert werden, dass der konische Abschnitt 44 ein Verlagern der Kugeln 38 in radialer Richtung nach außen, d.h. in Richtung der verlagerbaren Hülse 40, erlaubt. Die Rastkupplung 22 befindet sich dann im entriegelten Zustand (siehe 2).
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Im Betätigungsschaft 46 ist ein Unterdruckkanal 52 ausgebildet, und zwar in dessen Längsrichtung. Der Unterdruckkanal 52 erstreckt sich über die gesamte Länge des Betätigungsschafts 46. Der Betätigungsschaft 46 ragt von der befestigten Hülse 28 bis in einen Ansaugabschnitt 54 hinein, der zum Ansaugen eines Werkstückabschnitts dient.
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Dem Anschluss 14 ist eine Basis 56 mit einem ersten Anlageabschnitt 58 zur Aufnahme eines mit dem ersten Anlageabschnitt 58 korrespondierenden zweiten Anlageabschnitts 60 der Saugereinheit 18 zugeordnet.
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Der Montagevorgang der Saugereinheit 18 am Anschluss 14 läuft folgendermaßen ab:
Zunächst wird die Saugereinheit 18 an den gewünschten Anschluss 14 herangeführt (siehe 1). Danach wird der Betätigungsschaft 46 manuell durch Hineindrücken in die Saugereinheit 18 betätigt. Die dadurch erfolgende Verlagerung der verlagerbaren Hülse 40 bewirkt, dass die Kugeln 38 in radialer Richtung nach außen zur verlagerbaren Hülse 40 ausweichen können. Die Saugereinheit 18 kann danach auf den Anschluss 14 aufgesetzt werden (siehe 2). Die Druckfeder 50 befindet sich in komprimiertem Zustand.
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Anschließend wird der Betätigungsschaft 46 losgelassen, so dass die Druckfeder 50 die befestigte Hülse 28 und die verlagerbare Hülse 40 derart in entgegengesetzter Richtung mit einer Kraft beaufschlagt, dass die verlagerbare Hülse 40 von der befestigten Hülse 28 entfernt wird. Die Kugeln 38 gelangen mit dem konischen Abschnitt 44 in Kontakt und werden in den Hinterschnitt 36 des Anschlusses 14 verlagert. Die Saugereinheit 18 ist somit fest am Anschluss 14 gekoppelt (siehe 3).
