DE10301454B3

DE10301454B3 - Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken und Werkzeugmaschine mit einer Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken

Info

Publication number: DE10301454B3
Application number: DE2003101454
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr. Schmalz; Timo Conzelmann; Ralf Stockburger
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2023-01-11
Also published as: ITPD20030086A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken, insbesondere von plattenförmigen Werkstücken, mit wenigstens einem Spannbalken, wenigstens einem auf dem Spannbalken über eine Dichtung aufliegenden Blocksauger und einer mit dem Blocksauger eine Einheit bildenden Antriebsvorrichtung zur Verlagerung des Blocksaugers längs des Spannbalkens, wobei die Antriebsvorrichtung eine Kupplung aufweist, dass die Kupplung ortsfest am Spannbalken vorgesehen ist und dass über die Kupplung ein die Antriebsvorrichtung bewegender Antrieb und/oder ein Positioniergerät ankuppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken, insbesondere von plattenförmigen Werkstücken, mit wenigstens einem Spannbalken, wenigstens einem auf dem Spannbalken über eine Dichtung aufliegenden Blocksauger und einer mit dem Blocksauger eine Einheit bildenden Antriebsvorrichtung zur Verlagerung des Blocksaugers längs des Spannbalkens. Die Erfindung betrifft auch eine Werkzeugmaschine mit einer Vorrichtung zum Fixieren von 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 festgehalten wird. Diese Blocksauger sind auf Spannbalken angeordnet, die in einer ersten Richtung verfahrbar sind. Die Blocksauger selbst sind außerdem auf dem Spannbalken verfahrbar, wofür sie einen Antrieb besitzen. Diese Vorrichtung besitzt jedoch einen relativ komplizierten Aufbau.

Aus der DE 94 19 700 U1 ist eine Werkzeugmaschine mit Saugspannern für plattenförmige Werkstücke bekannt. Bei dieser Werkzeugmaschine sind zwei Längsschienen und auf diesen beiden Längsschienen mehrere Querschienen vorgesehen, wobei auf den Querschienen jeweils drei Blocksauger angeordnet sind. Diese Blocksauger werden über eine Mitnahmevorrichtung in Längsrichtung der Querschienen verschoben. Hierfür bedarf es eines separaten Antriebs für die Mitnahmevorrichtung sowohl in Längsrichtung der Längsschienen als auch in Längsrichtung der Querschienen. Dieser Aufbau ist ebenfalls aufwändig.

Aus der DE 100 09 026 C1 ist eine Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken bekannt, bei der mehrere Blocksauger über mehrere Antriebe an einem Spannbalken verschoben werden. Diese Antriebe können mit einem separaten Weg-Mess-System ausgestattet sein. Aus der DE 100 55 379 C1 ist eine Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken bekannt, wobei ein Blocksauger mit einer Antriebsvorrichtung auf einem Spannbalken verfahren wird und die Antriebsvorrichtung eine Kupplung aufweist. Bei diesen Vorrichtung sind die Antriebe im Spannbalken integriert, wozu genügend Platz zur Verfügung gestellt werden muss. Außerdem ist der Spannbalken nicht individuell an die Bedürfnisse des Benutzers anpassbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken bereitzustellen, deren Aufbau relativ einfach ist und bei der die Blocksauger schnell und effektiv verlagert werden können und die unabhängig vom Antrieb ist.

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

Dadurch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Kupplung aufweist und die Kupplung ortsfest am Spannbalken vorgesehen ist, können mit wesentlich einfacheren Mitteln nicht nur der Blocksauger, sondern auch der Spannbalken bewegt werden, da die Kupplung unabhängig von der Position des Blocksaugers und unabhängig von der Position des Spannbalkens sich in einer Linie befindet. An diese Kupplung ist nun entweder ein Antrieb ankuppelbar, über welchen der Blocksauger auf dem Spannbalken verfahrbar ist, oder es ist ein Positionsmessgerät ankuppelbar, mit dem die aktuelle Position des Blocksaugers bestimmbar ist. Das Positionsmessgerät kann selbstverständlich auch unlösbar angekuppelt sein.

Weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere Blocksauger auf, so ist jeder Blocksauger mit einer Antriebsvorrichtung versehen und jede Antriebsvorrichtung weist eine Kupplung auf. Auf diese Weise können die einzelnen Blocksauger über ihre zugeordneten Kupplungen unabhängig voneinander bewegt werden, wobei dies gleichzeitig oder nacheinander erfolgen kann. Es ist auch eine Einzelkupplung dankbar, in der stufenweise die einzelnen Blocksauger bewegt werden.

Dabei kann erfindungsgemäß die Antriebsvorrichtung ein Seilzug, ein Riementrieb, zum Beispiel ein Zahnriemen, eine Spindel oder dergleichen, sein. Über diese Antriebsvorrichtung ist der Blocksauger mit der Kupplung verbunden und es werden die in die Kupplung eingeleiteten Kräfte auf den Blocksauger übertragen beziehungsweise werden die am Blocksauger wirkenden Kräfte zur Kupplung übermittelt, so dass sie dort zum Beispiel an einem Positionsmessgerät wirken können, wodurch das Positionsmessgerät angetrieben wird.

Mit Vorzug weist die Antriebsvorrichtung einen Transportbügel auf, mit dem der Blocksauger auf dem Spannbalken verschiebbar ist. Dieser Transportbügel verbindet die Antriebsvorrichtung mit dem Blocksauger und dient außerdem als Führungselement für den Blocksauger auf dem Spannbalken, wobei die den Unterdruck führenden Kanäle entweder im Transportbügel vorgesehen sein können oder an diesem befestigt werden können. Der Transportbügel ist bei einem Ausführungsbeispiel U-förmig ausgebildet und untergreift den Spannbalken und ist seitlich am Spannbalken bis zum Blocksauger nach oben geführt und kontaktiert diesen seitlich im Bereich seiner Aufsetzfläche.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Kupplung von der Auflagefläche des Spannbalkens, auf welcher der Blocksauger aufsitzt, her zugänglich. Auf diese Weise kann von oben, das heißt in Bearbeitungsrichtung des Werkstücks, auf die Kupplung zugegriffen werden und es können die die Blocksauger verschiebenden Kräfte in die Kupplung eingeleitet werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Kupplung an der einen Seite des Spannbalkens angeordnet ist, wenn sie zum Beispiel mit einer Spindel gekuppelt ist.

Ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beispiel in einer Werkzeugmaschine vorgesehen, dann ist die Kupplung zum Beispiel mit einer Werkzeugspindel der Werkzeugmaschine, insbesondere mit einer Frässpindel einer Fräsmaschine kuppelbar. Hierfür kann die Frässpindel mit einem speziellen Antriebswerkzeug verbunden werden, über welches die Kupplungen kontaktiert werden können, so dass die Antriebskräfte über die Werkzeugspindel in die Kupplungen eingeleitet werden können. Es bedarf daher keines separaten Antriebs für die einzelnen Kupplungen und die Ansteuerung kann über die Maschinensteuerung der Werkzeugmaschine erfolgen. Es ist auch denkbar, dass ein Mehrfachantrieb vorgesehen ist, der in die Werkzeugmaschine eingewechselt wird.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Kupplung ein Antriebsrad auf, wobei das Antriebsrad zwischen zwei Halteplatten drehbar eingespannt ist und das Antriebsrad in Richtung einer der Halteplatten derart vorgespannt ist, dass es mit seiner Stirnseite an dieser Halteplatte anliegt. Sobald das Antriebsrad mit seiner Stirnseite an der Halteplatte anliegt, wird es von der Halteplatte gebremst, wodurch die Antriebsvorrichtung stillgesetzt ist. Dadurch besitzt der Blocksauger eine fixierte Position, über die das Werkstück sicher gehalten wird. Sobald die Kupplung mit einem Antrieb oder einer Werkzeugspindel bestückt wird, wird das Antriebsrad von der Halteplatte abgehoben und der Reibschluss gelöst. Dies erfolgt entgegen der Vorspannkraft von Haltefedern, insbesondere von Tellerfedern. Das Antriebsrad ist nun frei beweglich und der Blocksauger kann auf dem Spannbalken verschoben werden.

Eine sichere Fixierung des Antriebsrads an der Halteplatte, wodurch eine sichere Fixierung des Blocksaugers am Spannbalken bewirkt wird, wird dadurch erreicht, dass die Stirnseite des Antriebsrads über einen Reibbelag an der Halteplatte anliegt. Anstelle eines Reibbelags kann auch die Halteplatte und/oder die Stirnseite des Antriebsrads mit einer Feinverzahnung versehen sein.

Bei einer bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass der Spannbalken als auf eine herkömmliche tisch- oder balkenförmige Spannfläche aufsetzbar ist. Auf diese Weise können herkömmliche tisch- oder balkenförmige Spannvorrichtungen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nachgerüstet werden, indem der Spannbalken lediglich aufgesetzt und fixiert wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Werkzeugmaschine mit einer Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken, wobei die Vorrichtung die eingangs genannten Merkmale aufweist.

Die Erfindung kann sowohl bei Zweikreis- als auch bei Einkreisvakuumsystemen Verwendung finden. Die Vakuumübertragung erfolgt z.B. mittels einer stufenlosen Lippenabdichtung.

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

In der Zeichnung zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils II gemäß 1; und

3 eine perspektivische Ansicht in Richtung des Pfeils III gemäß 1.

Die 1 zeigt einen insgesamt mit 10 bezeichneten Spannbalken, auf dem ein allgemein bekannter Blocksauger 12 verfahrbar gelagert ist. Auf die Oberseite des Blocksaugers 12 kann ein (nicht dargestelltes) Werkstück aufgelegt werden, so dass es vom Blocksauger angesaugt und festgehalten werden kann. Der Blocksauger 12 ist mit einem Transportbügel 14 versehen, der im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und am Blocksauger im Bereich seiner unteren Aufsetzfläche 16 befestigt ist. Diese Aufsetzfläche 16 ruht auf einer Auflagefläche 18 des Spannbalkens 10, welche eben ausgebildet ist. Der Transportbügel 14 untergreift den Spannbalken 10 und ist in einer Ausnehmung 20 im Wesentlichen über die gesamte Länge des Spannbalkens 10 verschiebbar. Hierfür dient eine Antriebsvorrichtung 22, die auf der Unterseite des Spannbalkens 10 angeordnet ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei Antriebsvorrichtungen 22 erkennbar, die für den Transport von drei Blocksaugern 12 dienen. In der Regel sind die Spannbalken 10 wesentlich länger ausgeführt, als in den 1 und 3 dargestellt, und auf ihnen können auch mehr als drei Blocksauger gelagert werden, wofür dann aber auch entsprechend mehrere Antriebsvorrichtungen 22 vorgesehen sind.

Diese Antriebsvorrichtungen 22 besitzen, wie aus 3 ersichtlich, jeweils ein Antriebsrad 24 und eine Umlenkrolle 26, um welche ein Antriebsriemen 28 geschlungen ist. Dieser Antriebsriemen 28 ist an geeigneter Stelle 30 mit dem Transportbügel 14 gekoppelt, so dass eine Bewegung des Antriebsriemens 28 eine Verlagerung des Transportbügels 14 bewirkt. Das Antriebsrad 24, welches in vergrößerter Darstellung in 2 wiedergegeben ist, ist zwischen zwei Halteplatten 32 und 34 eingespannt, wobei zwischen der Unterseite des Antriebsrads 24 und der Halteplatte 34 Tellerfedern 36 derart angeordnet sind, dass diese das Antriebsrad 24 in Richtung der Halteplatte 32 drängen. Das Antriebsrad 24 ist zwar axial verschieblich gelagert, liegt aber unter der Vorspannkraft der Tellerfedern 36 an der Halteplatte 32 an. Dabei kann die Halteplatte 32 und/oder die Oberseite des Antriebsrads 24 mit einem Reibbelag versehen sein, so dass die Stellung des Antriebsrads 24 gegen Verdrehen fixiert ist.

In der 1 sind an der Auflagefläche 18 ausmündende Kupplungen 38 erkennbar, über welche ein Antrieb oder ein Positionsmessgerät mit den Antriebsrädern 24 der Antriebsvorrichtungen 22 kuppelbar sind. Dieser Antrieb kann entweder ein Antriebsmotor oder eine Werkzeugspindel sein, über welche die Antriebsvorrichtung 22 in Bewegung versetzt wird.

Beim Kontaktieren der Kupplung 38 wird das Antriebsrad 24 in Richtung der Tellerfedern 36 bewegt, wodurch die Oberseite des Antriebsrads 24 von der Halteplatte 32 abgehoben und dadurch der Reibschluss aufgehoben wird. Ein Umlauf des Antriebsriemens 28 und dadurch ein Transport des Blocksaugers 12 ist dann möglich.

Wird dagegen ein Positionsmessgerät auf die Kupplung 38 aufgesteckt, dann wird das Antriebsrad 24 ebenfalls von der Halteplatte 32 abgehoben, so dass der Blocksauger 12 manuell verschiebbar wird, und die aktuelle Position des Blocksaugers 12 auf dem Spannbalken 10 am Positionsmessgerät ablesbar ist.

Wird in die Kupplung 38 die Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine, zum Beispiel die Frässpindel einer Fräsmaschine eingesetzt, dann kann nicht nur das Antriebsrad 24 gedreht und dadurch der Blocksauger 12 in Längsrichtung des Spannbalkens 10 bewegt werden, sondern es kann auch der Spannbalken 10 quer zu dessen Längsrichtung verschoben werden, falls dieser auf quer verlaufenden Schienen gelagert ist. Auf diese Weise können gleichzeitig der Spannbalken 10 und der beziehungsweise die Blocksauger positioniert werden. Die Verschiebung kann über die Maschinensteuerung automatisch erfolgen.

Lediglich der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass der Spannbalken 10 zwei Unterdruck führende Kanäle 40 und 42 aufweist, die über jeweils ein Abgreifschwert (nicht dargestellt) zugänglich sind, wobei das Abgreifschwert zwei Dichtlippen durchgreift und den jeweiligen Unterdruckkanal 40 beziehungsweise 42 mit im Transportbügel 14 vorgesehenen Kanälen verbindet, über welche der Unterdruck zum Blocksauger 12 geführt wird.

Claims

Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken, insbesondere von plattenförmigen Werkstücken, mit wenigstens einem Spannbalken (10), wenigstens einem auf dem Spannbalken (10) insbesondere über eine Dichtung aufliegenden Blocksauger (12) und einer mit dem Blocksauger (12) eine Einheit bildenden Antriebsvorrichtung (22) zur Verlagerung des Blocksaugers (12) längs des Spannbalkens (10), wobei die Antriebsvorrichtung (22) eine ortfest am Spannbalken (10) vorgesehene Kupplung (38) aufweist, über die wenigstens ein die Antriebsvorrichtung (22) bewegender Antrieb und/oder ein Positioniergerät ankuppelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Blocksaugern (12) jeder Blocksauger (12) mit einer Antriebsvorrichtung (22) versehen ist und jede Antriebsvorrichtung (22) eine Kupplung (38) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Blocksaugern (12) jeder Blocksauger (12) mit einer Antriebsvorrichtung (22) versehen ist und die Antriebsvorrichtungen (22) eine gemeinsame Einzelkupplung (38) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Blocksauger (12) über die Einzelkupplung, z. B. durch unterschiedlich weites Eintauchen des Antriebes, einzeln oder gemeinsam bewegbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (22) ein Seilzug, ein Riementrieb, eine Spindel oder dergleichen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (22) einen Transportbügel (14) aufweist, mit dem der Blocksauger (12) auf dem Spannbalken (10) verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (38) von der Auflagefläche (18) des Spannbalkens (10) her zugänglich ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (38) als Frässpindelkupplung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (38) ein Antriebsrad (24) aufweist, dass das Antriebsrad (24) zwischen zwei Halteplatten (32, 34) drehbar eingespannt ist und dass das Antriebsrad (24) in Richtung einer der Halteplatten (32) derart vorgespannt ist, dass es mit der Stirnseite an dieser Halteplatte (32) anliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (24) von einer Tellerfeder (36) vorgespannt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite des Antriebsrades (24) über einen Reibbelag an der Halteplatte (32) anliegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (24) entgegen der Vorspannkraft bewegt und die Stirnseite des Antriebsrades (24) von der Halteplatte (32) abgehoben wird, wenn ein Antrieb mit der Kupplung (38) verbunden wird oder eine Kraft auf die Kupplung (38) wirkt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbalken (10) auf eine herkömmliche tisch- oder balkenförmige Spannfläche aufsetzbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine stufenlose Lippenabdichtung für das Vakuum vorgesehen ist.
Werkzeugmaschine mit einer Vorrichtung zum Fixieren von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung die Merkmale wenigstens einer der Ansprüche 1 bis 14 aufweist.