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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspannen von Werkstücken
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es
ist bekannt, Werkstücke auf Saugplatten durch Anlegen von
Unterdruck zu fixieren und aufzuspannen, um sie in einer bestimmten
Position festzuhalten und dann bearbeiten zu können.
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Einfache
Ausführungen bestehen aus Vakuumspanntischen, die auf ihrer
Tischoberfläche symmetrisch angeordnete Vakuumaustrittsöffnungen
besitzen, über die ein Vakuumsog an die Werkstückunterseite
geleitet wird und dort unter Ansaugung des Werkstücks zur
Wirkung kommt. Bei kleineren Werkstücken entsteht allerdings
eine unerwünscht große Leckrate dadurch, dass
Umgebungsluft in die nicht vom Werkstück abgedeckten Öffnungen
einströmt.
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Dem
versucht eine Vorrichtung gemäß
DE 8522454 mit Ventilkörpern
zu begegnen, welche die nicht bedeckten Saugbohrungen verschließen,
z. B. mit Federplättchen, Ventilkugeln und dgl., was naturgemäß den
Aufwand stark erhöht. Bei Vakuumspannplatten gemäß der
DE 43 02 440 , die sich aus Teilspannplatten
unterschiedlicher Form und Größe zusammensetzen
lassen, sind Verschlussstopfen zum Abdichten nicht benutzter Kanäle
vorgesehen. Für das Aufspannen von Werkstücken
benutzt man weiter neben herkömmlichen T-Nutenplatten vielfach auch
Vakuumrasterplatten, die rechtwinklig zueinander verlaufende Vakuumnuten
aufweisen, in welche Dichtschnüre zur Begrenzung des Aufspannfeldes einlegbar
sind. Unter Verwendung von Anschlagleisten lassen sich nach
DE 93 13 767 an den Außenrändern in
Vakuumnuten halber Breite auch dünnere Dichtschnüre
einsetzen. Derartige Systeme sind dennoch nicht ausreichend flexibel.
Ferner sind auch eine genaue Positionierung und Fixierung des Werkstücks
schlecht möglich. Weiter ist das System schmutzempfindlich.
Späne, Kühlmittel usw. gelangen in die Nuten und
können teilweise schlecht entfernt werden.
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Nach
dem Stand der Technik ist weiter bekannt, mit Adapterelementen auch
in Form von Adapterplatten sowie mit Haftbelägen und Auflageringen zu
arbeiten, um ein Werkstück möglichst rutschfrei
fixieren zu können. So ist aus
DE 197 50 654 A1 ein Vakuumspannsystem
bekannt, bei dem mehrere Saugplatten auf eine Tragkonsole aufgelegt
werden, wobei auf den Saugplatten Saugaufsätze vorgesehen
sind. Nachteilig ist, dass die Saugplatten exakt positioniert werden
müssen, um mit dem Vakuumnetz kommunizieren zu können.
Aus
DE 199 21 071 ist
weiter ein Vakuumspannsystem bekannt, bei dem auf einem mit Vakuumbohrungsrasternetz
versehenen Rastertisch Adapterplatten positioniert sind, die wiederum
Saugplatten, Blindplatten oder Verschlussstopfen aufnehmen, so dass
bei einer beliebigen Position einer Saugplatte auf der Adapterplatte
immer ein Vakuumverbund besteht. Nachteilig ist allerdings die Komplexität
des Systems. Außerdem wird ein mit Vakuumbohrungsrasternetz
versehener Rastertisch benötigt, der dieses System teuer
macht. Ein weiterer Nachteil ist, dass nur Objekte mit einer ebenen
Unterseite aufgespannt werden können.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen,
die die genannten Nachteile vermeidet. Das Vakuumspannsystem soll
einfach aufgebaut und trotzdem universell einsetzbar sein, und zwar
unter Verzicht auf einen sonst üblichen und notwendigen,
mit Vakuumbohrungsrasternetz versehenen Rastertisch. Dabei soll eine
flexible, auf unterschiedliche Werkstücke angepasste Vorrichtung
zur Verfügung stehen, die weiter dazu beiträgt,
die Rüstzeiten erheblich zu verkürzen.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Positionierplatte auswechselbar auf der Grundplatte verspannbar
ist und einen frei wählbaren Haltebereich für
das Werkstück hat. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Ansaugöffnungen
innerhalb des Haltebereichs als miteinander verbundene Nuten ausgebildet
sind, in die ein innerhalb der Positionierplatte ausgebildeter Saugkanal
mündet.
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Mit
der Erfindung steht eine z. B. aus Aluminium herstellbare Positionierplatte
zur Verfügung, die erheblich kostengünstiger als
die verhältnismäßig teuere Grundplatte
ist und in die der Benutzer entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall
Ansaugöffnungen einarbeiten kann, die nur in dem Haltebereich
liegen, der der Form des Werkstücks entspricht. Damit entfällt
die Notwendigkeit, Ansaugöffnungen in dem nicht benötigten
Bereich der Positionierplatte zu verschließen, beispielsweise
mittels Dichtschnüren.
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Die
als Ansaugöffnungen dienenden Nuten können individuell
in den Haltebereich der Positionierplatte eingearbeitet werden.
Wenn Werkstücke anderer Grundrissform aufgespannt werden
sollen, wird die Positionierplatte ausgewechselt und durch eine
andere Positionierplatte ersetzt, in die die benötigten
Ansaugöffnungen eingearbeitet werden. In keinem Fall ist
es erforderlich, die erheblich teurere Grundplatte anzupassen oder
zu verändern.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:
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1 eine „gläserne” Perspektivansicht
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit von
der Grundplatte abgehobener Positionierplatte,
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2 eine
der 1 entsprechende Darstellung mit einer Positionierplatte,
in die individuell ausgebildete Ansaugnuten eingearbeitet sind,
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3 eine
Seitenansicht der Grundplatte der 2,
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4 eine
Draufsicht auf die Grundplatte,
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5 eine
Seitenansicht der Positionierplatte und
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6 eine
Unteransicht der Positionierplatte.
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Die
insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum Aufspannen
von Werkstücken besteht aus einer Grundplatte 12 und
einer darauf angeordneten Positionierplatte 14. Die Grundplatte 12 hat
an ihrer Unterseite einen rechteckig ausgebildeten Fuß 16 mit
zwei an den seitlichen Längswänden ausgebildeten
Schienen 18, so dass die Grundplatte 12 beispielsweise
in einem Schraubstock einer Werkbank eingespannt werden kann.
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An
einer Stirnseite 20 der Grundplatte 12 ist oberhalb
des Fußes 16 ein zu einer nicht dargestellten
Saugpumpe führender Vakuumanschluss 21 ausgebildet,
der innerhalb der Grundplatte 12 über einen Ansaugkanal 22 zu
einer Saugöffnung 24 führt, die in die
Oberseite 26 der Grundplatte 12 liegt.
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Im
mittleren Bereich der Grundplatte 12 befindet sich ein
hier rechteckig geformter Sitz 28, der zur Aufnahme eines
von der Unterseite 30 der Positionierplatte 14 abstehenden
Fixiersockels 32 dient. Wie in 5 angedeutet,
kann dieser Fixiersockel 32 mit Hilfe von nicht weiter
dargestellten Schrauben in vorgesehenen Gewindebohrungen 34 der
Positionierplatte 14 befestigt werden.
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Der
mittlere Bereich der in den 3 und 4 gezeigten
Grundplatte 12 unterscheidet sich von der Ausführungsform
der 1 und 2 dadurch, dass hier der Sitz 28 für
den Fixiersockel 32 kleiner und als zylindrische Bohrung
ausgeführt ist.
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Zum
Festspannen des Fixiersockels 32 in dem Sitz 28 hat
die Grundplatte 12 eine entsprechende, in 1 angedeutete
Spanneinrichtung 36, die über eine Spindel 38 mit
Innensechskantkopf 40 (vgl. auch 2) von außen
betätigt werden kann.
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Die
erfindungsgemäß ausgebildete, aus Metall, z. B.
Aluminium hergestellte Positionierplatte 14 hat sowohl
eine ebene Unterseite 30 als auch eine im Anlieferungszustand
plane Oberseite 42. Im Zentrum der Oberseite 42 der
hier rechteckigen Positionierplatte 16 befindet sich eine
vertikal ausgerichtete Mündungsöffnung 44 eines
Saugkanals 46, der von einer Seitenwand 48 der
Positionierplatte 14 ausgehend in diese eingearbeitet und
durch einen Verschlussstopfen 50 nach außen abgeschlossen
ist. Die zentrale Lage der Mündungsöffnung 44 ist
nicht zwingend; bei Bedarf kann diese verschlossen und durch eine
entsprechende Bohrung ersetzt werden, die an einer anderen Stelle
von der Oberseite 42 eingearbeitet wird und in den Saugkanal 46 führt.
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Wie
die 1, 5 und 6 zeigen,
geht von dem Saugkanal 46 innerhalb der Positionierplatte 14 eine
Ansaugbohrung 52 aus, die an der Unterseite 30 in
fluchtende Verbindung mit der Saugöffnung 24 der
Grundplatte 12 gebracht werden kann. Die Saugöffnung 24 der
Grundplatte 12 ist von einem Dichtring 54 (O-Ring)
umgeben, so dass die Saugluftführung in Richtung der in 1 eingezeichneten Pfeile
am Übergang zwischen der Positionierplatte 14 und
der Grundplatte 12 nicht unterbrochen wird.
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Wie
eingangs bereits dargelegt, hat die Oberseite 42 der Positionierplatte 14 vor
ihrem ersten Einsatz zunächst eine glatte Fläche
(vgl. 1). Entsprechend dem benötigten Haltebereich 56,
der der Form des aufzuspannenden Werkstücks entspricht, werden dann
in die Oberseite 42 der Positionierplatte 14 untereinander
verbundene Nuten 58 eingearbeitet, beispielsweise durch
Fräsen, die gemäß 2 zu der Mündungsöffnung 44 führen.
Die übrige Fläche auf der Oberseite 42 der
Positionierplatte 14 bleibt glatt.
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In 2 ist
dargestellt, dass zusätzlich zu den Nuten 58 in
die Oberseite 26 der Positionierplatte 14 eine
Vertiefung 60 eingearbeitet werden kann, die zur Aufnahme
eines von dem Werkstück abstehenden Vorsprungs dient. Weiter
können, wie in 2 angedeutet, Bohrungen 62,
z. B. Gewindebohrungen in die Oberseite 42 eingearbeitet
werden, die dazu dienen, zusätzliche, mechanische Spannelemente einzusetzen,
die eine Fixierung des Werkstücks verstärken,
sofern dies erforderlich ist.
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In
die Unterseite 30 der Positionierplatte 14 sind
nach unten abstehende Zentrierstifte 62 eingesetzt, die
in entsprechende Zentrierbohrungen 64 der Grundplatte 12 eingreifen
(vgl. 1 und 2).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 8522454 [0004]
- - DE 4302440 [0004]
- - DE 9313767 [0004]
- - DE 19750654 A1 [0005]
- - DE 19921071 [0005]