-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fixierung eines
plattenförmigen
Werkstückes
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Solche
Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie bestehen
beispielsweise aus einem Vakuumtransportband oder einem Bearbeitungstisch
mit mehreren Durchtrittsbohrungen und einem darunter angeordneten
Vakuumbehälter, wobei
die Luft zwischen Werkstück
und Vakuumtransportband bzw. Bearbeitungstisch abgesaugt wird, so
dass das Werkstück
durch den Umgebungsluftdruck auf das Transportband gepresst und
dadurch auf diesem festgehalten wird. Mit Hilfe solcher Vorrichtungen
werden beispielsweise Dünnblechteile auf
Bearbeitungstischen fixiert, um sie derart fixiert an einen Bearbeitungsort
beispielsweise zum automatischen Schleifen, Entgraten oder Kantenverrunden,
zu transportieren. Zum Schleifen werden dabei beispielsweise Schleifbürsten aus
verschiedenen Materialien als Schleifwerkzeug eingesetzt, deren Schleifwirkung
von der Eintauchtiefe in das Werkstück bestimmt wird.
-
Nachteilig
an solchen Vorrichtungen ist, dass die so fixierten Werkstücke auf
dem Bearbeitungstisch oder einem Transportband aufliegen und dass das
Werkstück
bearbeitende Werkzeug, beispielsweise ein Schleifwerkzeug, so eingestellt
werden muss, dass es nur eine begrenzte Eintauchtiefe im Kantenbereich
des Werkstücks
hat, da das Einstellen des Werkzeugs auf eine größere Eintauchtiefe zu einer
Zerstörung
des Werktisches beziehungsweise des Transportbandes führen würde. Dadurch
können bei
Dünnblechen
von beispielsweise 1 bis 3 mm Dicke nur bedingt ordnungsgemäße Kantenverrundungen
erreicht werden.
-
Um
eine geeignetere Positionierung des Werkstücks zur Bearbeitung der Werkstückkanten
zu erreichen, sind aus dem Stand der Technik Vakuumsauger bekannt,
die nach einem Ansaugvorgang hydraulisch aus dem Bearbeitungstisch
oder dem Transportband herausgehoben beziehungsweise nach erfolgter
Bearbeitung des Werkstücks
hydraulisch wieder abgesenkt werden. Nachteilig hier ist, dass für die hydraulische
Anhebung beziehungsweise Absenkung jeder der Vakuumsauger mit einer
solchen Hydraulik, den dazugehörigen
Hydraulikleitungen und Schaltern zu deren Betätigung auszustatten ist, was
mit erheblichen Kosten verbunden ist.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Fixierung
eines plattenförmigen
Werkstückes
bereitzustellen, mit der eine qualitäts- und kostenoptimierte Kantenbearbeitung des
Werkstücks
ermöglicht
ist.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
-
Erfindungsgemäß besteht
die Vorrichtung zur Fixierung eines plattenförmigen Werkstücks aus mehreren
eine Auflageebene aufspannenden Vakuumsaugern. Jeder der Vakuumsauger
ist dabei als Kolbenzylinder mit einer von den Durchtrittsbohrungen
der Auflage in Richtung des Werkstücks vakuumsogabhängig bewegbaren
Kolbenstange ausgebildet. Dadurch wird erreicht, dass ein auf die
Auflage aufgelegtes Werkstück
von den Vakuumsaugern, welche von dem Werkstück bedeckt werden, festgesaugt
wird und die Kolbenstangen dieser Vakuumsauger sich aufgrund des
Vakuumsoges anschließend
selbstständig
anheben, so dass das Werkstück gegenüber der
Auflage angehoben wird und damit die Kanten des Werkstücks leichter
bearbeitbar sind. Durch die Abhängigkeit
der Bewegung einer Kolbenstange von den durch Überdeckung einer Durchtrittsbohrung
durch einen Flächenabschnitt
des Werkstücks
entstehenden Vakuumsogs werden nur die Kolbenstangen angehoben,
welche mit dem Werkstück
in Kontakt stehen. In allen stangen angehoben, welche mit dem Werkstück in Kontakt
stehen. In allen übrigen
Kolbenstangen von Vakuumsaugern, die von dem Werkstück nicht überdeckt
wurden, entsteht kein Vakuumsog und somit werden diese auch nicht angehoben,
sondern verbleiben in ihrer Ausgangsstellung. Somit können Werkstücke beliebiger
Konturen, Größen oder
auch mit Ausschnitten versehene Werkstücke gleichmäßig und zuverlässig gehalten und
angehoben werden.
-
Weitere
Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist
jeder der Vakuumsauger einen Hohlraum auf, in dem die einen Kolben
führende
Kolbenstange angeordnet ist. Besonders bevorzugt weist die Kolbenstange
eine axiale Bohrung auf, die zur Auflage hin und zu dem Hohlraum
hin offen ausgebildet ist, sowie einen Anschluss zum Anschließen eines
Vakuumerzeugers. Dadurch wird auf einfache Weise erreicht, dass
beim Überschieben
eines Werkstücks über eine Kolbenstange
der durch den Vakuumerzeuger erzeugte Vakuumsog zunächst einen
Unterdruck zwischen Kolbenstange und Werkstück erzeugt und zusätzlich über die Öffnung der
Bohrung zu dem Hohlraum hin beginnt, diesen zu evakuieren, so dass
der Kolben und damit die Kolbenstange zum Druckausgleich sich selbstständig anhebt.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist in dem Hohlraum ein der vakuumsogbedingten Bewegung der Kolbenstange
entgegenwirkendes Rückstellglied
angeordnet, welches besonders bevorzugt als Druckfeder ausgebildet
ist. Dadurch wird insbesondere beim Abstellen des Vakuumsogs die
Kolbenstange automatisch in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist eine Lüftungsbohrung
in einem Hohlraum auf der von der Kolbenstange abgewandten Seite
des Kolbens zum Einpressen eines Druckmediums ausgebildet. Das Einpressen
des Druckmediums dient der Unterstützung der Anhebebewegung der
Kolbenstange bei schwereren Werkstücken, bei denen der Umgebungsdruck
zur Anhebung des Werkstücks
nicht ausreicht.
-
Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1 ein
Ausführungsbeispiel
eines Vakuumsaugers in einer Schnittansicht,
-
2 eine
schematische Darstellung einer Auflage sowie deren Verfahrbewegung
durch ein Bearbeitungszentrum,
-
3 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines Vakuumsaugers in einer Schnittansicht.
-
4 ein
schematische Darstellung einer Auflage und mehrerer in einem Verbund
angeordnete Vakuumsaugers mit zentraler Vakuumversorgung in einer
Schnittansicht.
-
In
der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie
oben, unten, linkes, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf
die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung
und Position der Vorrichtung und anderer Teile. Diese Begriffe sind
nicht einschränkend
zu verstehen, das heißt
in verschiedenen Arbeitsstellungen oder durch spiegelsymmetrische
Auslegung oder dergleichen können
sich diese Bezüge ändern.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Fixierung eines plattenförmigen
Werkstücks 1 besteht
im Wesentlichen aus mehreren Vakuumsaugern 4, die in eine
links in 2 gezeigten Auflage 2 mit
mehreren Durchtrittsbohrungen 3 hineinragen. Eine Ausführungsform
eines solchen Vakuumsaugers ist in der 1 abgebildet.
Der Vakuumsauger 4 ist an einer von der Auflagefläche für das Werkstück 1 abgewandten
Unterseite der Auflage 2 angeordnet. Er weist einen Kolbenzylinder 5 mit
einem Hohlraum 6, 9 und einem darin linear bewegbaren
Kolben 8 mit einer auf diesem festgesetzten Kolbenstange 7 auf,
die aus einer Öffnung
in der Stirnseite des Kolbenzylinders 5 heraus ragt. Zur
luftdichten Abdichtung des Hohlraums 6 ist an dem Innenmantel
der Öffnung
in der Stirnseite des Kolbenzylinders 5 eine Dichtung 16 angebracht,
die sich an den Außenmantel
des Kolbenzylinders anschmiegt, so dass diese Öffnung stets luftdicht verschlossen
ist.
-
Die
Kolbenstange 7 weist eine als Luftleitung dienende axiale
Bohrung 10 auf, welche zum einen in Richtung des Hohlraums 6 eine Öffnung 11 aufweist und
zum anderen in eine Saugplatte 12 an einer Stirnseite der
Kolbenstange 7 mündet.
Die Saugplatte 12 erstreckt sich bevorzugt über nahezu
die gesamte Stirnfläche
der Kolbenstange 7, um eine optimale Haltewirkung gegenüber dem
anzusaugenden Werkstück 1 zu
erreichen. Die Kolbenstange 7 weist des Weiteren einen
mit der axiale Bohrung 10 verbundenen Anschluss 14 zum
Anschließen
eines (nicht dargestellten) Vakuumerzeugers auf, der im Betrieb
die axiale Bohrung 10, die Saugplatte 12 und den
Hohlraum 6 evakuiert. Der Vakuumanschluss 14 ist
dabei in der in 1 gezeigten Ausführungsform an
dem aus dem Kolbenzylinder 5 herausstehenden Teil der Kolbenstange 7 positioniert.
Gemäß der in 3 gezeigten
Ausführungsform
ist der Vakuumanschluss 14 an dem Kolbenzylinder 5 angeordnet
und mit dem Hohlraum 6 verbunden.
-
In
dem Hohlraum 6 des Kolbenzylinders 5 ist in einer
bevorzugten Ausbildung ein der vakuumsogbedingten Bewegung der Kolbenstange 7 entgegenwirkendes
Rückstellglied 15 angeordnet,
welches bevorzugt als Druckfeder ausgebildet ist. Mit diesem Rückstellglied 15 ist
zum einen eine einfache Positionierung der Kolbenstange 7 in
einer Ausgangsposition und zum anderen eine beschleunigte Rückführung der
Kolbenstange 7 nach einer Auslenkung derselben ermöglicht.
-
Der
Hohlraum 9 unterhalb des Kolbens 8 ist mit einer
Lüftungsbohrung 17 ausgebildet.
Diese Lüftungsbohrung 17 dient
in einer besonderen Ausführungsform
auch zum Einpressen eines Druckmediums, insbesondere Druckluft,
zur Unterstützung
einer Anhebung des Kolbens beziehungsweise der Kolbenstange bei
anzuhebenden Werkstücken,
zu deren Anhebung die Ausnutzung des Außenluftdrucks nicht ausreichend
ist. Das Einpressen dieses Druckmediums wird bevorzugt durch einen
die Lüftungsbohrung
betätigenden
Schalter 18 bewirkt.
-
Gemäß einer
in 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Vakuumsauger 4 auf
einem umlaufenden Element, beispielsweise auf einem Transportband
oder einer umlaufenden Kette, angeordnet. Alle an das Element angeschlossenen Vakuumsauger 4 sind über die
Vakuumanschlüsse 14 an
einen zentralen Vakuumerzeuger angeschlossen.
-
Während des
Betriebs kann eine als Fördertisch
ausgebildete Auflage 2 über
ein Antriebssystem durch ein in 2 dargestelltes
Bearbeitungszentrum 19 bewegt werden und durch dieses über eine Ein-Mann-Bedienung
zwischen Positionen A und B rechts und links des Bearbeitungszentrums 19 hin und
her gefahren werden.
-
Zur
Bearbeitung eines Werkstücks
wird dieses Werkstück 1 auf
die Auflage 2 aufgelegt und die Platte mit dem aufgelegten
Werkstück über eine
Bedientaste in eine Position unmittelbar über den Saugplatten 12 der
Vakuumsauger 4 abgesenkt. Anschließend saugen die Vakuumsauger 4,
welche von dem Werkstück 1 abgedeckt
werden, das Werkstück
an. Unmittelbar nach dem Ansaugen des Werkstück bewirkt die Luftabsaugung
durch den Vakuumerzeuger die Anhebung der Zylinderkolben, bevorzugt
um 10 mm bis 20 mm, welche damit das Werkstück von der Auflage 2 nach
oben anheben. In diesem Zustand werden die Werkstücke zusammen
mit der Auflage 2 durch ein Bearbeitungszentrum 19 befördert, dort
bearbeitet und in eine Endposition weiterbefördert. Nach erfolgter Bearbeitung
des Werkstücks
wird die Auflage in ihre Endposition gefahren, die Saugpumpe wird
entlüftet
und gibt damit das Werkstück
wieder frei. Durch die Druckfeder wird die Kolbenstange 7 in ihre
Grundstellung zurück
nach unten gedrückt.
Anschließend
wird die Auflage 2 wieder leicht angehoben, so dass das
Werkstück
gedreht oder entnommen werden kann.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Wesentlich
ist, dass die Kolbenstangen dieser Vakuumsauger sich aufgrund des
Vakuumsoges selbstständig
anheben, so dass das Werkstück
ohne zusätzliche
Hebevorrichtungen angehoben wird und damit das Werkstück leichter
und besser bearbeitbar ist. Durch die Abhängigkeit der Bewegung einer
Kolbenstange von den durch Überdeckung
einer Durchtrittsbohrung durch einen Flächenabschnitt des Werkstücks entstehenden
Vakuumsogs werden außerdem
nur diejenigen Kolbenstangen bewegt, welche mit dem Werkstück in Kontakt
stehen. Alle übrigen
Kolbenstangen von Vakuumsaugern, die von dem Werkstück nicht überdeckt
wurden, verbleiben in ihrer Ausgangsstellung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist auf allen Bearbeitungsvorrichtungen einsetzbar, bei der das
Ausheben der Werkstücke
eine einfachere und bessere Bearbeitung ermöglicht, insbesondere bei CNC-Fräsen, Hobeln
und dergleichen.
-
- 1
- Werkstück
- 2
- Auflage
- 3
- Durchtrittsbohrung
- 4
- Vakuumsauger
- 5
- Kolbenzylinder
- 6
- Hohlraum
- 7
- Kolbenstange
- 8
- Kolben
- 9
- Hohlraum
- 10
- Bohrung
- 11
- Öffnung
- 12
- Saugplatte
- 13
- Stangenkopf
- 14
- Vakuumanschluss
- 15
- Rückstellglied
- 16
- Dichtung
- 17
- Lüftungsbohrung
- 18
- Schalter
- 19
- Bearbeitungszentrum
- X
- Bewegungsrichtung
der Auflage