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Die vorliegende Erfindung betrifft eine mobile Vakuumspannvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Es ist in der modernen Bearbeitungstechnik bekannt, Werkstücke für die unterschiedlichsten Bearbeitungsprozesse, insbesondere für spanende Bearbeitung wie etwa Fräsen, Bohren, Schleifen oder dgl., mittels Unterdruck auf entsprechend eingerichteten Unterdruck- bzw. Vakuumspannvorrichtungen (derartige Vorrichtungen werden als Vakuumspannvorrichtungen bezeichnet, auch wenn der damit erzeugte Unterdruck ggf. nach den strengen physikalischen Definitionen noch nicht den Bereich des „Vakuums“ erreicht) festzulegen und aufzuspannen. Derartige Vakuumspannvorrichtungen gibt es in unterschiedlichster Form und Gestalt. Häufig sind dies Flachbettvorrichtungen, mit einer ebenen Auflage- bzw. Spannfläche, die von Ansaugöffnungen durchbrochen ist. Diese Ansaugöffnungen sind mit entsprechenden Unterdruckleitungen verbunden, die typischerweise zusammengeführt und mit einer Saug- bzw. Vakuumpumpe verbunden sind. Zum Festlegen bzw. Aufspannen eines Werkstückes auf eine solche Vakuumspannvorrichtung wird das Werkstück auf die Auflage- bzw. Spannfläche aufgelegt, den Vorgaben bzw. Anforderungen entsprechend positioniert, und es wird die Vakuumpumpe in Betrieb genommen. Durch den über die Ansaugöffnungen wirkenden Ansaugeffekt wird das Werkstück gegen die Auflage- und Spannfläche gezogen. Dabei dichtet es die Ansaugöffnungen ab, so dass keine oder nur in sehr geringem Maße Luft nachströmen kann. Nun wird ein entsprechender Unterdruck bzw. ein Vakuum in den Bereich der Ansaugöffnungen aufgebaut, mit welchem das Werkstück mit einer ausreichenden Haltekraft auf der Auflage- und Spannfläche in Position gehalten wird. Nun kann eine entsprechende Bearbeitung des Werkstückes vorgenommen werden, z.B. ein zeilenweises spanendes Bearbeiten mit einem Zeilenfräswerkzeug oder dgl.
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Bei den bekannten Vorrichtungen, die mit entsprechenden Maschinentischen von Bearbeitungswerkzeugen fest verbunden sind, besteht der Nachteil, dass die Werkstücke ohne definierte Aufspannung zu der Maschine zu verbringen und dann in der Vakuumspannvorrichtung zu positionieren und dort aufzuspannen sind. Insbesondere dann, wenn eine Bearbeitung des Werkstückes in verschiedenen aufeinanderfolgenden Schritten und durch verschiedene Bearbeitungsmaschinen und -werkzeuge vorzunehmen ist, kommt es zu Situationen, deren Bewältigung mühsam und aufwendig ist. Denn nach einem in einer ersten Bearbeitungsmaschine durchgeführten Bearbeitungsschritt muss das Werkstück von der dort fest eingebauten Vakuumspannvorrichtung gelöst werden, zu einer weiteren Bearbeitungsmaschine für den nachfolgenden Bearbeitungsschritt sicher transportiert und dort wiederum in neuer Aufspannung exakt positioniert und gehalten werden. Dieser Vorgang ist zeitraubend, es können bei der Ausführung Fehler unterlaufen, die zu Fehlbearbeitungen der Werkstücke und ggf. Ausschuss führen. Auch ist diese Art des Vorgehens mit einer weitergehenden Automatisierung der Herstellungsprozesse nur schwer zu vereinbaren.
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Es sind darüber hinaus auch große und schwere Vakuumspannvorrichtungen bekannt, die an sich stabil und transportfähig sind. Diese sind allerdings nur für die Aufnahme von großen und sperrigen Werkstücken gedacht, werden häufig auch nicht im Zusammenhang mit der Materialbearbeitung eingesetzt, sondern vielmehr für messtechnische Zwecke.
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Ausgehend von einem solchen Stand der Technik ist es nun Aufgabe der Erfindung, eine mobile Vakuumspannvorrichtung anzugeben, die ein sicheres Aufspannen von auch kleiner dimensionierten Werkstücken erlaubt und mit der solche Werkstücke ohne einen Verlust der Aufspannung in unterschiedliche Bearbeitungsstationen oder -maschinen auch nacheinander eingebracht und zuverlässig für einen entsprechend durchzuführenden Bearbeitungsschritt positioniert und gehalten werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine mobile Vakuumspannvorrichtung mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen einer solchen erfindungsgemäßen mobilen Vakuumspannvorrichtung sind in den abhängigen Schutzansprüchen 2 bis 10 bezeichnet.
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Erfindungsgemäß weist eine mobile Vakuumspannvorrichtung zunächst einmal – und dies in Übereinstimmung generell mit dem Stand der Technik – eine von ersten Ansaugöffnungen durchbrochene Auflage- und Spannfläche zum Auf- und Festlegen eines Werkstückes mittels Unterdruck auf. Sie weist ferner eine Basisfläche auf, mit welcher sie an einem Aufstellort auf einem entsprechenden Untergrund abgestellt werden kann. Die erfindungsgemäße mobile Vakuumspannvorrichtung hat – auch dies in einer aus dem Stand der Technik generell vorbekannten Weise – eine autarke, in der Vakuumspannvorrichtung angeordnete Unterdruckeinrichtung. Mit der Unterdruckeinrichtung verbunden ist eine Unterdruckverteilleitung, die zu den ersten Ansaugöffnungen führt und darüber den anliegenden Unterdruck aufteilt und zu den Ansaugöffnungen verbringt, um dort die Haltewirkung gegenüber einem aufgespannten Werkstück zu entwickeln.
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Das Besondere und Neuartige an der erfindungsgemäßen mobilen Vakuumspannvorrichtung ist nun, dass diese zweite Ansaugöffnungen aufweist, die die Basisfläche durchbrechen, und eine zweite mit der Unterdruckeinrichtung verbundene und zu den zweiten Ansaugöffnungen führende Unterdruckverteilleitung.
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Die erfindungsgemäße Vakuumspannvorrichtung ist somit hinsichtlich der Erzeugung eines Unterdruckes bzw. der Aufbringung eines solchen Unterdruckes auf die jeweiligen Ansaugöffnungen (erste Ansaugöffnungen in der Auflage- und Spannfläche bzw. zweite Ansaugöffnungen in der Basisfläche) grundsätzlich unabhängig von weiteren Geräten oder Einrichtungen. Dies führt zu einer sehr hohen Mobilität, insbesondere kann die Vakuumspannvorrichtung einen auf der Auflage- und Spannfläche aufliegenden, in Aufspannung befindlichen Gegenstand, also z.B. ein Werkstück, in der Aufspannung halten, auch während die Vakuumspannvorrichtung bewegt oder verlagert wird. So kann ein Werkstück auf der Auflage- und Spannfläche der mobilen Vakuumspannvorrichtung der Erfindung aufgespannt werden. Es kann dann in der Aufspannung zwischengelagert bzw. einer Bearbeitungsmaschine oder Bearbeitungsstation zugeführt werden. Dort kann dann die Vakuumspannvorrichtung an sich so positioniert werden, dass das darauf aufgespannte Werkzeug in richtiger Ausrichtung befindlich ist, und durch Aufbringen von Unterdruck auf die zweiten Ansaugöffnungen kann dann die Vakuumspannvorrichtung selbst auf einer Abstellfläche der Bearbeitungsstation bzw. Bearbeitungsmaschine fixiert werden. Die Vakuumspannvorrichtung saugt sich dann gleichermaßen selbst an dem Untergrund, z.B. an dem Maschinentisch, fest. Für die Ausrichtung der Vakuumspannvorrichtung in der Bearbeitungsstation, z.B. auf dem Maschinentisch, können entsprechende Positionierhilfen vorgesehen sein. So können z.B. in einer Massenfertigung Werkstücke, die zuvor sorgfältig auf der Auflage- und Spannfläche der Vakuumspannvorrichtung in immer gleicher Position angeordnet sind, in der Bearbeitungsstation oder -maschine allein schon dadurch exakt positioniert werden, dass die (jeweils gleich gebaute) Vakuumspannvorrichtung, durch die Positionierhilfen, z.B. vorstehende Winkelleisten oder dgl., unterstützt, korrekt in einer vorgegebenen Position und Ausrichtung abgestellt und anschließend durch Aufbringen von Unterdruck auf die zweiten Ansaugöffnungen dort fixiert wird. Der Vorteil besteht nun weiterhin darin, dass nach in einer Bearbeitungsstation durchgeführtem Bearbeitungsdurchlauf das Werkstück weiterhin auf der Vakuumspannvorrichtung aufgespannt und in der gehaltenen Position gesichert bleiben kann, während die Vakuumspannvorrichtung durch Auflösen des Unterdruckes, der zuvor an den zweiten Ansaugöffnungen anlag, mit seiner Basisfläche von dem Untergrund, z.B. dem Maschinentisch, gelöst und im Produktionsablauf weiter zu einer nächsten Station, z.B. zu einer nachfolgenden Bearbeitungseinrichtung verbracht werden kann. Das Werkstück, das auf der Auflage- und Spannfläche mittels Vakuum bzw. Unterdruck weiterhin gehalten bleibt, ist während eines solchen Umspannvorganges stets in klar definierter und sicherer Aufspannung befindlich. Das Positionieren der Vakuumspannvorrichtung in einer nächsten Station kann wiederum sehr schnell erfolgen, so dass eine nachfolgende Bearbeitung des Werkstückes sehr zügig und mit hoher Präzision aufgenommen werden kann.
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Die Autarkie der in der Vakuumspannvorrichtung angeordneten Unterdruckeinrichtung sorgt dabei auch dafür, dass ein entsprechendes Werkstück über einen langen Zeitraum auf der mobilen Vakuumspannvorrichtung aufgespannt bleiben kann, solange die autarke Unterdruckeinrichtung in ausreichender Menge Unterdruck nachspeisen kann. Hierzu muss die Vakuumspannvorrichtung nicht etwa mit externen Vakuumerzeugungsmitteln verbunden werden (wie z.B. externe Vakuumpumpen). Die Vakuumspannvorrichtung kann vielmehr z.B. in einer Wartestellung in einem einfachen Lagerregal oder dgl. verbleiben und auch noch nach längerer „Wartezeit“ weiter verbracht werden zu einer Bearbeitungsstation, in der das noch immer sicher aufgespannte Werkstück dann zuverlässig und präzise in der Aufspannung weiter bearbeitet werden kann.
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Die Unterdruckeinrichtung kann beispielsweise ein Unterdruckspeichervolumen umfassen, z.B. einen evakuierten Drucktank. Dieser kann z.B. durch Verbinden mit einer externen Vakuumpumpe über einen entsprechenden und mit einem Verschlussventil versehenen Absauganschluss einer externen Vakuumpumpe von dieser evakuiert werden. Nach Abschluss einer entsprechenden Evakuierung des Drucktanks wird das Ventil verschlossen, so dass ein entsprechendes Volumen mit Unterdruck zur Verfügung steht, von welchem aus dieser Unterdruck in Richtung der Ansaugöffnungen gegeben werden kann.
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Alternativ (oder auch zusätzlich) kann die Vakuumspannvorrichtung eine in deren Inneren angeordnete Vakuumpumpe umfassen. Diese wird dabei insbesondere über einen Energiespeicher zum Speichern elektrischer Energie, insbesondere einen Akkumulator, mit Energie versorgt. So kann, wenn der Akkumulator elektrisch aufgeladen ist, die erfindungsgemäße mobile Vakuumspannvorrichtung über einen ausreichend langen Zeitraum betrieben und mit Unterdruck versorgt werden, indem die Vakuumpumpe im Batteriebetrieb arbeitet.
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Weist die Unterdruckeinrichtung eine Vakuumpumpe auf, so hat sie mit Vorteil auch eine Drucksensorik zum Erfassung der Drücke in der ersten und der zweiten Unterdruckverteilleitung und hat sie ferner eine Steuerung, die dazu eingerichtet ist, immer dann, wenn der Druck in einer der Unterdruckverteilleitungen einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt (der Unterdruck also nachlässt), die wenigstens eine Vakuumpumpe zum Betrieb anzusteuern. Hier kann also mit anderen Worten ein Dauerbetrieb der Vakuumpumpe verhindert werden, diese wird vielmehr nur dann in Betrieb gesetzt, wenn der Unterdruck nachlässt, ein „Nachevakuieren“ der jeweiligen Leitungen zum Erhalt der Spannkraft erforderlich ist. Dies hilft, entsprechend Antriebsenergie für die Vakuumpumpe einzusparen und gestattet eine besonders lang andauernde Nutzung der mobilen Vakuumspannvorrichtung und fortwährende Aufspannung der mit dieser gehaltenen Werkstücke. Gleichsam wird eine ebenso lang andauernde und sichere Verbindung der mobilen Vakuumspannvorrichtung mit dem Untergrund sichergestellt, indem hier auch die zweiten Ansaugöffnungen über einen entsprechend langen Zeitraum zuverlässig und gesichert mit einem für den sicheren Halt ausreichenden Unterdruck beaufschlagt werden.
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Selbstverständlich kann die Vakuumspannvorrichtung nicht lediglich eine Vakuumpumpe, sondern kann diese mehrere derartige Pumpen aufweisen. Besonders bevorzugt wird hier eine Anzahl von zwei Vakuumpumpen in der Vakuumspannvorrichtung, von denen eine erste Vakuumpumpe mit der ersten Unterdruckverteilleitung und eine zweite Vakuumpumpe mit der zweiten Unterdruckverteilleitung verbunden sind. Mit anderen Worten ist hier eine Trennung der Unterdruckkreise durchgeführt, für jedes der Ansaugsysteme, Ansaugung und Halt des Werkstückes auf der Auflage- und Spannfläche bzw. Unterdruckhalt durch Aufbringen von Unterdruck auf die zweiten Ansaugöffnungen, ist jeweils ein eigener Kreis mit eigener Pumpe und daran angeschlossener Verteilleitung geschaffen. Auf diese Weise können die entsprechenden Unterdruckkreise sehr einfach unabhängig voneinander betätigt und gesteuert werden.
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Um Unterdruck aus den Unterdruckverteilleitungen besser ablassen und eine entsprechende Aufspannung eines Werkstückes lösen zu können bzw. einen Halt der Aufspannvorrichtung auf dem Untergrund zu lösen, ist erfindungsgemäß vorzugsweise wenigstens ein Belüftungsventil zum Belüften der Unterdruckverteilleitungen vorgesehen. Mit Vorteil sind dabei zumindest zwei Belüftungsventile vorgesehen, nämlich in jeder der Unterdruckverteilleitungen ein eigenes. Dadurch kann der der jeweils zugehörigen Unterdruckverteilleitung zugeordnete, in Richtung zu den Ansaugöffnungen führende Strang wahlweise und separat belüftet werden, so dass z.B. und insbesondere der Halt der Vakuumspannvorrichtung auf einem Untergrund gelöst werden kann durch Belüften der zu den zweiten Ansaugöffnungen führenden Unterdruckverteilleitungen, hingegen der Halt des Werkstückes aufrechterhalten bleibt, indem die zu den ersten Ansaugöffnungen führende Unterdruckverteilleitung gerade nicht belüftet wird.
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Die erfindungsgemäße Vakuumspannvorrichtung ist insbesondere plattenförmig mit einander parallel gegenüberliegenden, ebenen Auflage- und Spannfläche sowie Basisfläche. Die Grundform der Vakuumspannvorrichtung ist dabei mit Vorteil rechteckig, ggf. quadratisch, da eine solche Grundform sich sehr einfach positionieren lässt und entsprechende Positionierungshilfen auf z.B. Maschinentischen einrichten lässt.
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Um die erfindungsgemäße Vakuumspannvorrichtung z.B. an solchen Bearbeitungsmaschinen, die keinen für ein Festhalten der Vakuumspannvorrichtung durch Unterdruck geeigneten Maschinentisch aufweisen, dennoch sicher fixieren zu können, kann die erfindungsgemäße Vakuumspannvorrichtung mit Vorteil Angriffabschnitte zum Festlegen von mechanischen Fixiermitteln, z.B. Haltezwingen oder dgl., aufweisen.
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Aus der voranstehenden Beschreibung und Erläuterung ergibt sich insbesondere auch, dass die erfindungsgemäße Vakuumspannvorrichtung eine weitergehende Automatisierung von Fertigungsprozessen ermöglicht. Denn auf einer solchen mobilen Vakuumspannvorrichtung weiterhin in fester Positionierung und auf Spannung gehaltene Werkstücke können zusammen mit der Vakuumspannvorrichtung sehr leicht mit automatischen Manipulatoren von einer Bearbeitungsstation in eine weitere verbracht werden. Ebenso leicht lässt sich die Vakuumspannvorrichtung an sich mit automatisierten Manipulatoren positionieren, insbesondere wenn entsprechende Positionierungshilfen in der Bearbeitungsmaschine oder dem Bearbeitungszentrum vorgesehen sind. So hilft eine erfindungsgemäße Vakuumspannvorrichtung insbesondere auch, Herstellungsverfahren weiter zu vereinfachen, Bearbeitungszeiten zu verkürzen und dennoch die Präzision aufrechtzuerhalten bzw. eine Herstellung mit höherer Präzision sogar zu ermöglichen.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren.
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Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht der Oberseite eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vakuumspannvorrichtung;
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2 eine perspektivische Ansicht von der Unterseite her auf die Vakuumspannvorrichtung aus 1;
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3 eine Aufsicht auf die Oberseite der Spannvorrichtung aus 1 mit einer teilweise weggeschnittenen Deckplatte zur Darstellung von im Inneren angeordneten Komponenten;
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4 eine Schnittansicht genommen entlang der Schnittlinie A-A in 3; und
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5 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B gemäß 3.
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vakuumspannvorrichtung gezeigt. Dabei sind die Figuren als Prinzipskizzen zu verstehen und keinesfalls maßstabsgerecht. Weiterhin ist die Erfindung nicht auf das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, dieses dient lediglich der weiteren Erläuterung und der Darstellung einer möglichen Ausgestaltungsvariante zur Verwirklichung der erfindungsgemäßen Merkmale und Vorteile.
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Die Vakuumspannvorrichtung, wie sie in den 1 bis 5 als ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist, ist eine Vakuumspannplatte und allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Sie weist eine quaderförmige Kontur auf, wobei ihre Längserstreckung sowie ihre Erstreckung in der Breite deutlich größer sind als ihre Höhenerstreckung. Die Längserstreckung und die Erstreckung in der Breite sind die Kantenmaße der plattenförmigen Bereiche auf einer Oberseite 2 sowie einer Unterseite 3 der Vakuumspannplatte 1. Dabei sind die Umschreibungen als Oberseite 2 und Unterseite 3 hier prinzipiell gegeneinander austauschbar, da die Vakuumspannplatte 1 in ihren Funktionen und in ihrer wesentlichen Gestaltung auf beiden Seiten, der Oberseite 2 und der Unterseite 3 gleichartig gebildet ist.
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Sowohl auf der Oberseite 2 als auch auf der Unterseite 3 der Vakuumspannplatte 1 verlaufen in Längsrichtung der Vakuumspannplatte 1 erstreckte, zueinander parallel angeordnete Schlitzöffnungen 4. Diese Schlitzöffnungen 4 sind in stirnseitigen Bereichen durch dort quer verlaufende Verbindungsmulden 5 untereinander in einer solchen Weise verbunden, dass alle Schlitzöffnungen 4 der Oberseite 2 miteinander in Verbindung stehen und alle Schlitzöffnungen 4 der Unterseite 3 miteinander in Verbindung stehen, ohne dass zwischen den Schlitzöffnungen 4 der jeweiligen einander gegenüberliegenden Seiten, Oberseite 2 und Unterseite 3, untereinander eine Verbindung besteht.
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In entsprechenden in der Vakuumspannplatte 1 im Inneren ausgebildeten Aufnahmeräumen 6, 7 sind jeweils Unterdruck- bzw. Vakuumeinrichtungen angeordnet. Diese sind im Wesentlichen gleich aufgebaut. Hier wird zunächst die Anordnung in dem in 4 zu erkennenden Aufnahmeraum 7 beschrieben. In dem Aufnahmeraum 7 befindet sich eine Vakuumpumpe 8, die in üblicher Weise über einen Motor, hier einen Elektromotor, und einen entsprechenden Pumpkolbenraum verfügt. Die Vakuumpumpe 8 ist mit einer Unterdruckleitung 9 verbunden, die über eine Bohrung 10 in einer der Schlitzöffnungen 4 der Unterseite 3 mündet. Über die Verbindungsmulden 5 ist die Vakuumpumpe 8 über die Unterdruckleitung 9 somit mit dem gesamten System aller Schlitzöffnungen 4 auf der Unterseite 3 der Vakuumspannplatte 1 verbunden.
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Ferner in dem Aufnahmeraum 9 angeordnet befindet sich eine Akkumulatoreinheit 11. Diese ist über eine Versorgungsstromleitung 12 mit der Vakuumpumpe 8 verbunden und versorgt so die Vakuumpumpe 8 mit der erforderlichen Antriebsenergie. Weiterhin (in 3 zu erkennen) befindet sich in dem Aufnahmeraum 7 noch eine Druckmess- und -steuereinheit 13. Diese ist in hier nicht näher gezeigter Weise mit der Vakuumpumpe 8 bzw. einem Drucksensor in der Unterdruckleitung 9 verbunden, um den in der Unterdruckleitung 9 anstehenden Druck zu messen. Sie ist ferner steuernd an die Vakuumpumpe 8 angeschlossen und bestimmt über einen Steueralgorithmus Ein- und Ausschaltvorgänge der Vakuumpumpe 8.
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In gleicher Weise befindet sich eine weitere Vakuumpumpe 14 in dem Aufnahmeraum 6. Auch diese ist mit einem Motor (hier Elektromotor) und einem Pumpkolbenraum gebildet. Auch sie ist mit einer Unterdruckleitung, hier der Unterdruckleitung 15, verbunden, die diesmal über eine Bohrung 16 in eine der Schlitzöffnungen 4 auf der Oberseite 2 der Vakuumspannplatte 1 mündet. Auf diese Weise ist die Vakuumpumpe 14 mit der Schlitzöffnung 4, in der die Bohrung 16 mündet, im Besonderen und über die Verbindungsmulden 5 auf der Oberseite 2 mit dem gesamten System aus dort parallel angeordneten Schlitzöffnungen 4 verbunden. Auch in dem Aufnahmeraum 6 ist eine Akkumulatoreinheit, hier die Einheit 17, angeordnet und ist diese wiederum über eine Versorgungsstromleitung 18 mit der Vakuumpumpe 14 zur Speisung derselben mit Antriebsenergie verbunden. Auch in dem Aufnahmeraum 6 ist eine, in den Figuren nicht näher dargestellte, Druckmess- und -steuereinheit angeordnet, die in gleichartiger Weise mit der Vakuumpumpe 14 zur Ansteuerung derselben verbunden und mit einer Drucksensorik zum Bestimmen des an der Vakuumpumpe 14 anliegenden Unterdruckes bzw. des Unterdruckes in der Unterdruckleitung 15 ausgestattet ist.
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In den 1 und 2 zu erkennen sind von einer Schmutzschutzkappe 19 verschlossene Ladeanschlüsse 20, die mit der jeweiligen dahinter liegenden und zugeordneten Akkumulatoreinheit 11 bzw. 17 zum Aufladen derselben verbunden sind. Unmittelbar neben den Ladeanschlüssen 20 befinden sich jeweils Kontrollleuchten 21, die insbesondere in Form Mehrfarb-LEDs realisiert sein können und den jeweiligen Ladezustand der zugeordneten Akkumulatoreneinheit 11 bzw. 17 anzeigen. Weiterhin sind Tastschalter 22 zu erkennen, die der Inbetriebnahme bzw. dem Abschalten der jeweils zugeordneten Vakuumpumpen 8 bzw. 14 dienen. Auch hier sind in unmittelbarer Nähe zu den Tastschaltern 22 Kontrollleuchten 23, z.B. erneut LEDs, angeordnet, die den Betriebszustand der Vakuumpumpe 8 bzw. 14 anzeigen.
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Schließlich sind noch Belüftungsschrauben 24 bzw. 25 zu erkennen, durch deren Lösen das System aus Schlitzöffnungen 4 auf der Oberseite 2 (Lösen der Belüftungsschraube 24) bzw. das System aus Schlitzöffnungen 4 auf der Unterseite 3 (Lösen der Belüftungsschraube 25) mit der Umgebungsluft verbunden und belüftet werden können.
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Die in dem Ausführungsbeispiel gezeigte Vakuumspannplatte 1 kann nun wie folgt eingesetzt werden: Auf ihrer Oberseite 2 kann ein Werkstück mit einer ebenen Auflagefläche abgelegt werden. Sodann wird durch Einschalten der Vakuumpumpe 14 (durch Betätigen des zugeordneten Tastschalters 22) auf der Oberseite 2 der Raum in den Schlitzöffnungen 4 abgesaugt (evakuiert), so dass dort ein Unterdruck anliegt. Über die Verbindungsmulden 5 verteilt sich der Unterdruck auf sämtliche Schlitzöffnungen 4 auf der Oberseite 2, so dass letztlich ein über die Fläche der Oberseite 2 verteiltes Vakuum bzw. ein Unterdruck auf eine entsprechende Auflagefläche der Werkstückes wirkt, das Werkstück fest angesaugt und damit auf der Oberseite 2 der Vakuumspannplatte fest aufgespannt bleibt. Über die ihr zugeordnete (hier nicht gezeigte) Druckmessund -steuereinheit wird die Vakuumpumpe 14 bei Erreichen eines entsprechenden Druckwertes (einer unteren Druckgrenze), der für eine zuverlässige Aufspannung des Werkstückes auf der Oberseite 2 genügt, abgeschaltet. Steigt nun der Druck durch allfällige Leckagen im System an und überschreitet einen kritischen Maximaldruck, so stellt dies die Druckmess- und -steuereinheit fest, steuert die Vakuumpumpe 14 an zum erneuten Evakuieren bis zu der unteren Druckgrenze.
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Versorgt durch den Akkumulator 17 kann dieses System so über einen langen Zeitraum stehen bleiben, ohne die feste Aufspannung des Werkstückes auf der Oberseite 2 aufzugeben.
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Insbesondere ist die Vakuumspannplatte 1 eine mobile, wird nun mit dem darauf aufgespannten Werkstück auf der Oberseite 2 zu einem Bearbeitungsplatz verbracht, und dort fest, z.B. auf einem Maschinentisch, installiert. Dazu wird, wenn die Vakuumspannplatte 1 auf einer entsprechenden Unterlage, z.B. dem Maschinentisch, abgesetzt ist, durch Betätigen des der Vakuumpumpe 8 zugeordneten Tastschalters 22 diese in Betrieb genommen, so dass nun über die Unterdruckleitung 9 Unterdruck zu den Schlitzöffnungen 4 auf der Unterseite 3 der Vakuumspannplatte 1 zugeführt wird. Durch den sich so ausbildenden Unterdruck wird die Vakuumspannplatte 1 auf der Unterlage „festgesaugt“ und somit sicher fixiert.
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Auch hier sorgt die der Vakuumpumpe 8 zugeordnete Druckmess- und -steuereinheit 13 für ein Abschalten der Vakuumpumpe 8 bei Erreichen einer unteren Druckgrenze. Steigt in diesem System der Schlitzöffnungen 4 auf der Unterseite 3, der zugeordneten Unterdruckleitung 9 und dem Unterdrucksystem der Vakuumpumpe 8 der Druck über einen oberen Grenzwert, einen maximal zulässigen Schwellwert, so nimmt die Druckmess- und -steuereinheit die Vakuumpumpe 8 wiederum in Betrieb, bis der untere Grenzwert des Druckes erreicht ist, die Druckmess- und -steuereinheit 13 die Vakuumpumpe 8 wiederum abschaltet. Auch hier können derartige Pumpzyklen aufgrund der Energieversorgung der Vakuumpumpe 8 durch die Akkumulatoreinheit 11 über einen langen Zeitraum und wiederholt durchgeführt werden, so dass die Vakuumplatte 1 ihre feste Position auf dem Untergrund für einen langen Zeitraum halten kann.
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Selbstverständlich kann auch in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen werden, indem zunächst die Vakuumspannplatte 1 auf einem Untergrund abgesetzt und dort durch Betätigen der Vakuumpumpe 8 mittels des durch diese aufgebauten Unterdruckes, der an den Schlitzöffnungen 4 auf der Unterseite 3 wirkt, festgelegt wird und im Anschluss ein Werkstück wie oben beschrieben auf der Vakuumspannplatte 1 aufgespannt wird.
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Durch die getrennten Vakuumsysteme, hierbei insbesondere realisiert mit zwei Vakuumpumpen 8 und 14, können die Festlegung der Vakuumspannplatte 1 auf einem Untergrund und das Aufspannen eines Werkstückes auf der Oberseite 2 der Vakuumspannplatte 1 unabhängig voneinander ausgeführt und gesteuert werden. So kann insbesondere ein Werkstück in einer definierten Aufspannung auf der Vakuumspannvorrichtung 1 verbleiben, während die gesamte Vakuumspannplatte 1 aus einer ersten Bearbeitungsstation aus der dortigen festen Aufspannung auf dem Untergrund entnommen wird, durch Belüften des die Schlitzöffnungen 4 auf der Unterseite 3 der Vakuumspannplatte 1 umfassenden Vakuumkreislaufes und in einer zweiten Bearbeitungsstation in der wie oben beschriebenen Weise wiederum auf einem Untergrund fest fixiert werden durch Betätigen der Vakuumpumpe 8.
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Zum Lösen der jeweiligen Aufspannung (der Aufspannung der Vakuumspannplatte 1 auf dem Untergrund bzw. der Aufspannung des Werkstückes auf der Oberseite 2 der Vakuumspannplatte 1) kann es genügen, über den Tastschalter 22 die jeweils zugeordnete Vakuumpumpe 8 bzw. 14 außer Betrieb zu nehmen. Ist das System indes in einem so hohen Maße druckdicht, dass kein Verlust des gehaltenen Unterdruckes auftritt oder ein Belüften über diesen Weg zu lange währen würde, so können die jeweiligen Systeme durch die zugeordneten Belüftungsschrauben 24 bzw. 25 auch von außen belüftet werden, um so die jeweilige Aufspannung zu lösen.
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In der Auslegung des Ausführungsbeispiels hat sich gezeigt, dass entsprechende Aufspannungen bei guter Abdichtung und Auflage des Werkstückes auf der Oberseite 2 der Vakuumspannplatte 1 bzw. Abdichtung und Auflage der Unterseite 3 der Vakuumspannplatte 1 auf einem Untergrund über mehrere Stunden, bis hin zu einem Tag und mehr gehalten werden können, wenn die Akkumulatoreinrichtungen 11 bzw. 17 zu Beginn des entsprechenden Vorganges vollständig aufgeladen waren.
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Die Vakuumspannplatte 1 kann (hier nicht näher dargestellt) zudem Warneinrichtungen enthalten, mit der sie akustische, optische oder sonstige Warnsignale ausgibt, wenn z.B. die Akkumulatorladung der Akkumulatoreinheiten 11 bzw. 17 einen kritischen Unterwert unterschreitet oder wenn zu häufige Pumpzyklen der Vakuumpumpen 8 oder 14 eine ungenügende Abdichtung der Auflage des Werkstückes auf der Oberseite 2 der Vakuumspannplatte 1 bzw. eine ungenügende Abdichtung zwischen der Unterseite 3 der Vakuumspannplatte 1 und einem Untergrund anzeigen.
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Es dürfte ersichtlich sein, dass aufgrund der Symmetrie der Vakuumspannplatte 1 selbstverständlich auch die hier als Oberseite 2 bezeichnete Seite zur Auflage auf einem Untergrund dienen kann und die hier als Unterseite 3 bezeichnete Seite der Vakuumspannplatte 1 das aufzuspannende Werkstück aufnimmt.
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Die hier gezeigte Ausführungsform ist nicht auf die gezeigten und beschriebenen Merkmale beschränkt. Es können auch Abwandlungen realisiert werden, indem z.B. die Schlitzöffnungen 4 durch eine Vielzahl von kreisförmigen, untereinander auf der jeweiligen Seite (Oberseite 2 und Unterseite 3) verbundenen Bohrungen ersetzt werden.
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Aus der voranstehenden Beschreibung ist noch einmal deutlich geworden, welche Vorteile sich mit der erfindungsgemäßen Vakuumspannvorrichtung insgesamt verbinden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vakuumspannplatte
- 2
- Oberseite
- 3
- Unterseite
- 4
- Schlitzöffnungen
- 5
- Verbindungsmulde
- 6
- Aufnahmeraum
- 7
- Aufnahmeraum
- 8
- Vakuumpumpe
- 9
- Unterdruckleitung
- 10
- Bohrung
- 11
- Akkumulatoreinheit
- 12
- Versorgungsstromleitung
- 13
- Druckmess- und -steuereinheit
- 14
- Vakuumpumpe
- 15
- Unterdruckleitung
- 16
- Bohrung
- 17
- Akkumulatoreinheit
- 18
- Versorgungsstromleitung
- 19
- Schmutzschutzkappe
- 20
- Ladeanschluss
- 21
- Kontrollleuchte
- 22
- Tastschalter
- 23
- Kontrollleuchte
- 24
- Belüftungsschraube
- 25
- Belüftungsschraube
