DE19700178A1 - Verschleißelement für Vakuumspanntische - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschleißelement für Vakuumspanntische nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Vakuumspanntische sind Einrichtungen zum Fixieren von Werkstücken, an denen weitere Bearbeitungsvorgänge erfolgen. Dabei wird das zu bearbeitende Werkstück auf eine Vorrichtung aufgelegt, deren Auflagefläche als Ansaugfläche ausgebildet ist, oder die mit die Ansaugfläche bildenden Aufsatzelementen bestückt wird, wobei das Innere der Vorrichtung ein, an eine Vakuumpumpe angeschlossenes Vakuumsystem aufweist. Andere Vorrichtungsvarianten sehen separate Vakuumelemente vor, die auf die Vorrichtungsoberfläche aufgesetzt werden und selbst die Auflagefläche für das zu bearbeitende Werkstück bilden. Wird das Werkstück derart bearbeitet, daß das Werkzeug das Werkstück durchdringt kommt es in der Regel auch zur Beschädigung der Vakuumelemente. Es wurden daher schon Vorrichtungen vorgeschlagen, deren Vakuumelemente zugleich auch Verschleißelemente darstellen. Beispielsweise sind diese Verschleißelemente aus Papier oder Karton geschaffen und als Hülse ausgebildet. Im Inneren der Hülse kann ein Vakuumventil angeordnet sein, das bei Beschädigung der Verschleißhülse schließt. Diese Verschleißhülsen bilden eine Verlängerung des vorrichtungseigenen Vakuumkanals bis an die Unterkante des zu bearbeitenden Werkstücks. Solche Verschleißelemente besitzen den Vorteil, daß die gesamte Vakuumspannvorrichtung mit diesen bestückt werden kann, ohne dabei die Größe und Form des Werkstückes zu berücksichtigen, da die nicht vom Werkstück abgedeckten Verschleißelemente auf Grund des vorhandenen Vakuumventils in der Verschleißhülse oder im darunterliegenden Vakuumelement schließen. Es muß ferner auch nicht mehr der Schnittweg des Werkzeugs berücksichtigt werden, da ein beschädigtes Verschleißelement sofort den Vakuumstrom schließt und selbst einen vernachlässigbaren Kostenfaktor darstellt. Ferner kann das meist teure Werkzeug nicht mehr beschädigt werden.

Die Praxis hat nun gezeigt, daß Werkstücke mit unebener Unterfläche, dies kann z. B. verzogenes Holz oder Fräsungen etc. sein, nicht konturgerecht aufliegen, was dazu führt, daß das Vakuumsystem eine "Leckage" erkennt und das vorhandene Ventil schließt. Somit wird das Werkstück an dieser Stelle nicht mehr angesaugt, so daß dies zu einer unzureichenden Fixierung des Werkstücks führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde ein Verschleißelement der eingangs genannten Gattung derart zu verbessern, daß auch Werkstücke mit unebenen Ober- oder Unterflächen sicher fixiert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verschleißelement des vorgeschlagenen Hauptanspruchs gelöst. Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung geht dabei von einem Verschleißelement aus, das bevorzugt aus einer Hülse besteht, das den Vakuumkanal des Vakuumspanntisches bis unterhalb des zu bearbeitenden Werkstückes verlängert. Auf der dem Werkstück hinweisenden Ende weist die Hülse ein Dichtelement auf. Erfindungsgemäß besitzt nun dieses Dichtelement eine axial federnde Zone, um Unebenheiten der Werkstückauflagefläche auszugleichen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß das Dichtelement aus einem, in einem Sitz der Hülse einsetzbaren Dichtring besteht, der eine radial angeformte Lippe aufweist und eine V-förmige Ausgleichsspalte besitzt. Dadurch wird eine Auflage des Werkstückes auf dem Verschleißelement ohne Kompression des Dichtelementes erzielt. Durch Druckbelastung eines aufliegenden Werkstückes senkt sich die Lippe zumindest partiell ab, so daß der Vakuumstrom nicht gestört werden kann. Bevorzugt ist die Lippe durch einen Steg am Dichtring angeformt.

Das gesamte Dichtelement kann aus Gummi bestehen. Beispielsweise kann ein sogenannter handelsüblicher V-Ring Anwendung finden.

Die Hülse selbst kann als Hohlzylinder oder aus Vollmaterial bestehen. Bei der Ausführungsform aus Vollmaterial ist im Innern ein Vakuumkanal vorzusehen. Innerhalb der Hülse ist ein bei Beschädigung der Hülse oder des Dichtelementes schließendes Vakuumventil angeordnet.

Bei der Hülsenausführungsform aus Vollmaterial ist vorgesehen, daß die Hülse auf ihrer dem Werkstück zuweisenden Stirnfläche, mindestens eine Rutschsicherung besitzt, die beispielsweise durch ein oder mehrere Einlageteile oder auch durch eine spezifische Oberflächenbearbeitung gebildet ist.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß in der dem Werkstück zuweisenden Fläche des Verschleißelements mindestens eine Mulde eingelassen ist, in der die Rutschsicherung angeordnet werden kann. Bevorzugterweise besteht dabei die Rutschsicherung aus einem Einsatzpaket im Umfange der eigentlichen Rutschsicherung, einem Topf, in dem die Rutschsicherung eingesetzt ist und einem axialen Federelement. Die Anordnung dieser Elemente ist dabei so, daß die Rutschsicherung, die aus einem Material besteht, das einen hohen Reibungskoeffizient besitzt, an oberster Stelle zu liegen kommt, wobei der Topf soweit in der Mulde versenkt ist, daß nur die Rutschsicherung mit dem aufliegenden Werkstück zusammenwirken kann. Darunter ist das axiale Federelement auf dem Muldenboden angeordnet. Die vorgenannten Elemente können zu einem einteiligen Einsatzelement verklebt sein. Durch diese Anordnung wird der Vorteil erreicht, daß das die oberste Rutschsicherung weitestgehend nur Reibschlußkräfte mit dem Werkstück eingeht, während die radialen Kräfte von dem, die Rutschsicherung aufnehmenden Topf übernommen werden, wobei zwischen Außenumfang des Topfes und Muldeninnenwand eine Spielpassung vorliegt.

Das zu unterst angeordnete axiale Federelement nimmt die durch das Werkstück ausgeübten axialen Kräfte auf, so daß die oberste Rutschsicherung kaum axial verformt wird, was die Rutschsicherheit sprunghaft erhöht.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt.

Es zeigen:

Fig. 1 ein als Hohlzylinder ausgebildetes Verschleißelement,

Fig. 2 ein aus Vollmaterial geschaffenes Verschleißelement,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Verschleißelement nach Fig. 2,

Fig. 4 eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Rutschsicherung.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Verschleißelement als Hohlzylinder ausgebildet ist. Das Verschleißelement 1 ist im Schnitt dargestellt. Somit ist der zentrale Vakuumkanal 14 zu erkennen, in dem auch ein hier nicht dargestelltes Vakuumventil integriert sein kann. Mit dem Bezugszeichen 4 ist schematisch das Werkstück, bzw. dessen Wirkungsrichtung auf das Verschleißelement 1 gekennzeichnet.

Das Verschleißelement 1 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus der Hülse 5 und dem Dichtelement 7. Das Dichtelement 7 ist in einem Sitz 9, am dem Werkstück 4 zuweisenden Ende der Hülse 5 eingesetzt. Erfindungsgemäß besitzt nun das Dichtelement 7 eine federnde Zone 8, um Unebenheiten der Werkstückunterfläche auszugleichen. Diese federnde Zone 8 wird dadurch gebildet, daß das Dichtelement 7 aus einem Dichtring 10 und einer aufragenden Lippe 12 besteht, wobei zwischen Lippe 12 und Dichtring 10 eine Ausgleichsspalte 11 gebildet ist. Bei Druckbelastung durch ein Werkstück 4 senkt sich die Lippe 12 zumindest partiell ab und schmiegt sich an die Werkstückkontur an, wobei das Werkstück auf dem Stirnfläche 16 des Verschleißelementes 1 aufliegt.

Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung mit einer Hülse 5 aus Vollmaterial. Die gleichen Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 gekennzeichnet.

In die Hülse 5 aus Vollmaterial ist ein Vakuumkanal 14 eingearbeitet, in dem sich schematisch angedeutet, ein Vakuumventil 15 befinden kann. Alternativ ist dieses Ventil im darunterliegenden Vakuumelement angeordnet, auf welches das Verschleißelement adaptiert ist.

Für den Fall, daß das Werkstück 4 das Dichtelement ganz absenkt und zwischen Dichtelement 7 und Werkstück 4 keine ausreichenden Reibschlußkräfte vorliegen, kommen auf dem Stirnfläche 16 der Hülse 5 angeordnete Rutschsicherungen 17 zur Wirkung. Diese können wie dargestellt durch Einlageteile oder durch entsprechende Oberflächenbearbeitung gebildet werden.

Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das in Fig. 2 dargestellte Verschleißelement 1.

Die gleichen Elemente sind auch hier mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Um die Vakuumdüse 18 radial verteilt sind die inselförmigen Rutschsicherungen 17 zu erkennen.

Die Fig. 4 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Rutschsicherung.

In der zum Werkstück hinweisenden Stirnfläche 16, ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Mulde 19 eingearbeitet. Es können auch mehrere solcher Mulden vorgesehen sein, in welchen jeweils Rutschsicherungen eingesetzt werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist die Rutschsicherung als Paket ausgebildet. Diese besteht aus der eigentlichen oberen Rutschsicherung 17, die aus einem Material, bevorzugterweise Gummi besteht, das einen hohen Reibungskoeffizienten besitzt. Diese Rutschsicherung 17 ist dabei in einem Topf 20 eingesetzt, der dazu geeignet ist, die radialen Kräfte, die durch das Werkstück 4 erzeugt werden, aufzunehmen. Dabei ist der Topf 20 in der Mulde 19 so versenkt, daß die Rutschsicherung 17 über die Stirnfläche 16 des Verschleißelementes 1 ausragt, also auch über den Topfrand 22 überragt und somit nur die Rutschsicherung mit dem Werkstück zusammenwirkt. Die radialen Kräfte, die durch das Werkstück 4 auftreten, werden von dem Topf 20 aufgenommen, wobei zwischen Topfaußenumfang und Muldeninnenwand eine Spielpassung vorliegt.

Die durch das Werkstück 4 erzeugten axialen Kräfte werden durch das untere Federelement 21 aufgenommen, das bevorzugterweise ein Moosgummi ist. Bei aktiviertem Vakuum wird das Werkstück auf die Stirnfläche 16 des Verschleißelementes 1 gezogen, während die Rutschsicherung 17 durch das Wesen des axialen Federelementes 21 versenkt wird, so daß eine Auflage des Werkstückes auf der Stirnfläche 16 nicht behindert wird und die obere Rutschsicherung 17 mit dem Werkstück in Wirkverbindung bleibt. Das axiale Federelement bewirkt hierbei ein Andrücken der oberen Rutschsicherung 17 an die Werkstückunterseite zum Zwecke der Herstellung des Reibschlusses zwischen beiden Teilen. Dabei ist die Rückstellkraft des axialen Federelementes geringer als die wirkende Vakuumkraft.

Bezugszeichenliste

1

Verschleißelement

2

3

4

Werkstück

5

Hülse

6

7

Dichtelement

8

vertikal federnde Zone v.

7

9

Sitz v.

5

10

Dichtring

11

Ausgleichsspalte

12

Lippe

13

Steg

14

Vakuumkanal

15

Vakuumventil

16

Stirnfläche v.

5

17

Rutschsicherung

18

Vakuumdüse

19

Mulde

20

Topf

21

Federelement

22

Topfrand

Claims (18)

1. Verschleißelement für Vakuumspanntische, bestehend aus einer, den Vakuumkanal des Vakuumspanntisches bis unterhalb des zu bearbeitenden Werkstückes verlängernden Hülse, mit einem, auf seiner zum Werkstück hinweisenden Seite angeordnetem Dichtelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (7) eine axial federnde Zone (8) aufweist.

2. Verschleißelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Dichtelement (7) aus einem, in einem Sitz (9) der Hülse (5) einsetzbarem Dichtring (10), mit einer, unter Bildung einer V-förmigen Ausgleichsspalte (11) radial angeformten Lippe (12) besteht, die bei Druckbelastung durch ein aufliegendes Werkstück (4) zumindest partiell axial absenkbar ist.

3. Verschleißelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Verbindung zwischen Dichtring (10) und Lippe (12) durch einen Steg (13) gebildet ist.

4. Verschleißelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (5) als Hohlzylinder ausgebildet ist.

5. Verschleißelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus Vollmaterial geschaffen ist und einen eingearbeiteten Vakuumkanal (14) aufweist.

6. Verschleißelement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülse (5) ein, bei Beschädigung der Hülse (5) oder des Dichtelements (7) schließendes Vakuumventil (15) angeordnet ist

7. Verschleißelement nach Anspruch 1 bis 3 und 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (5) eine, dem Werkstück (4) zuweisende Stirnfläche (16) besitzt, auf der mindestens eine Rutschsicherung (17) angeordnet ist.

8. Verschleißelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschsicherung (17) durch ein Einlageteil gebildet ist.

9. Verschleißelement nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschsicherung (17) durch eine spezifische Oberflächenbearbeitung der Stirnfläche (16) gebildet ist.

10. Verschleißelement nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (7) aus Gummi besteht.

11. Verschleißelement nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtelement (7) ein V-Ring verwendet ist.

12. Verschleißelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der, dem Werkstück (4) zuweisenden Stirnfläche (16) mindestens eine Mulde (19) vorgesehen ist, in der die Rutschsicherung (17) eingebettet ist.

13. Verschleißelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschsicherung (17) in einem Topf (20) eingesetzt ist, der in der Mulde (19) so angeordnet ist, daß die Rutschsicherung (17) aus der Mulde (19) ausragt, während der Topf (20) in der Mulde (19) versenkt ist und der Topf (20) auf einem, auf dem Muldenboden angeordneten axialen Federelement (21) aufliegt.

14. Verschleißelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschsicherung (17) aus einem Gummi mit hohem Reibungskoeffizient besteht.

15. Verschleißelement nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Mulde (19) und dem Topf (20) eine Spielpassung vorliegt.

16. Verschleißelement nach Anspruch 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Federelement (21) aus Moosgummi besteht.

17. Verschleißelement nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (20) aus einem, zur Aufnahme radialer Kräfte geeigneten Werkstoff besteht.

18. Verschleißelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (20) aus Metall besteht.