DE2442794A1

DE2442794A1 - Vakuumspannfutter

Info

Publication number: DE2442794A1
Application number: DE2442794A
Authority: DE
Inventors: Burton Ambrose Noll
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1973-09-13
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1975-03-20
Also published as: FR2243789A1; CA993013A; JPS5055750A; US3833230A; GB1478190A

Description

Anmelaerin: Corning Glass Works
Corning, N. Y., USA

Yakuumsρannfutter

Die Erfindung betrifft ein "Vakuumspannfutter zur Aufnahme und zum Transport grossflächiger, gegebenenfalls leicht gekrümmter, Werkstücke zwischen einzelnen Bearbeitungsstationen.

Der Transport von Werkstücken mit ebenen oder leicht gekrümmten grösseren Flächen, z. B. Bildschirmteilen von Fernsehröhren mit anzuschleifenden Ibdichtkanten, von einer Bearbeitungsstation zur anderen, bereitet einige Schwierigkeiten, wenn dieser Vorgang weitgehend automatisiert werden soll. Während bei der Bearbeitung, z. B. beim Schleifen, eine gewisse taumelnde oder schwingende Bewegung des Werkstücks sehr erwünscht oder sogar erforderlich ist, soll das Werkstück beim Transport möglichst fest und starr gehalten

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werden, um eine Beschädigung ζ. B. durch Anstossen und Anschlagen der empfindlichen Badichtkanten zu verhindern. Beim Aufheben des Werkstücks durch einen Saugtopf, eine Vakuumvorrichtung und dergleichen kann dann wieder eine gewisse Bewegungsfreiheit des Werkstücks erwünscht sein, damit es z. B. eine schiefe Lage ausgleichen kann.

Die Erfindung hat eine diese abwechselnde Starrlage und Beweglichkeit des Werkstücks ermöglichende, automatische Transportvorrichtung bzw. ein entsprechendes Vakuumspannfutter hierfür zur Aufgabe.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung der Erfindung dadurch gelöst, dass ein erstes, durch die Antriebswelle rotierbares Tragelement, ein zweites, das Vakuumaggregat tragendes "Tragelement, eine Kupplung zur rotierbaren Verbindung beider Tragelemente miteinander, eine Kardangelenkverbindung ßowie eine Kugelgelenkverbindung zwischen den beiden Tragelementen, sowie Sperrmittel zur Sperrung der Kardan- und Kugelgelenkverbindung vorgesehen sind. Weitere günstige Ausbildungen ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Diese zeigen:

in der Fig. 1 eine Aufsicht des erfindungsgemässen Vakuumspannfutters, worin ein Teil weggeschnitten ist, um einige Einzelheiten sichtbar zu machen;

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und in der Fig. 2, die Vorrichtung im Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Vakuumspannfutter 11 mit einem waagerecht angeordneten Vakuum- oder Saugtopf 12, dessen äusserer Ring 13 aus elastischem Material mit dem unteren Band einer herabhängenden Lippe 14- an der flachen oder leicht gekrümmten Oberfläche eines zu fassenden Gegenstands angreift. Der Vakuumtopf enthält ferner einen ein Mittelstück 17 umgebenden Klemmring 16 mit dem nach aussen reichenden -Flanschteil 18. Ein innerer Teil 13a des elastischen Rings 13 ist mit Klemmschrauben 19 zwischen den Ring 16 und das Mittelstück 17 geklemmt. Zur Vereinfachung ist nur eine Schraube 19 gezeigt. Durch das Mittelstück 17 führt senkrecht ein Vakuumkanal 17a.

An der Unterfläche des Mittelstücks 17 kann ein elastisches Kissen 21 mit einem senkrechten Vakuumkanal 21a und im Boden mehreren,an den Kanal 21a angeschlossenen Vakuumkanälen 21b angeordnet sein. ■

Der Kanal 21a ist seinerseits mit dem Kanal 17a verbunden. Das Kissen 21, falls vorgesehen, reicht bis zur Lippe 14. Ein Träger 23 für den Vakuumtopf ist in geeigneter Weise am Ring 16 befestigt und enthält einen schüsseiförmigen Mittelteil 25 mit einer Oberfläche 25a in Form des Mittelsegments einer Ku-

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gel. Im Boden dieses Teils 25 "befindet sich ein mit dem Kanal 17a gleichachsiger und unten mit ihm verbundener senkrechter Kanal 25b. An seinem oberen Ende führt er in eine Vertiefung 25c im Boden des Teils 25 mit vom Boden nach oben leicht zunehmendem, vergleichsweise grossem Durchmesser. Über der Vertiefung 25c liegt eine halbkugelige Vertiefung 25d mit einem oben grösserem Durchmesser als die Vertiefung 25c und einem kegelstumpfförmigen, an die kreisförmige Vertiefung 25c anschliessenden unteren Ende. Die Innenfläche 28a eines horizontalen Rings 28 ist der Fläche 25a angepasst. Der Ring ist am Plansch 32 eines Trägers 31 in geeigneter Weise befestigt. Am unteren Ende enthält der Träger einen in die Vertiefung 25d reichenden und deren Fläche angepassten halbkugeligen Teil 33a, so dass ein Kugelgelenk gebildet wer-"den kann. Weitere Einzelheiten ergeben sich aus einer Beschreibung der Arbeitsweise. Zu erwähnen ist hier noch, dass für den Antrieb eine Antriebswelle 38 herabhängend angeordnet mit dem Träger 31 und in geeigneter Weise antriebsmässig mit dem Träger 23 und dem Vakuumtopf 12 verbunden ist, z. B. über eine Verkeilung 4-6 der Träger 23, 31· Durch Sperrmittel 44, z. B. eine Spiralfeder 44, können die Flächen 25a, 28a reibschlüssig so verbunden werden, dass eine Bewegung zueinander verhindert wird.

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Zweckmässig haben die gekrümmte Oberfläche 25a des schüsseiförmigen Teils 25 und die gekrümmte Oberfläche des entsprechenden Wandteils des Trägers 25 einen gemeinsamen geometrischen Mittelpunkt.

Zweckmässig haben auch die Aussenfläche des halbkugeligen Teils 33a des Trägers 31 und die Innenfläche des Rings 28 einen gemeinsamen geometrischen Mittelpunkt.

Zweckmässig liegen diese gemeinsamen geometrischen Mittelpunkte auf der gemeinsamen senkrechten Achse der Vakuumspannfutteranordnung.

Beschreibung der Arbeitsweise

Zur Beschreibung der Arbeitsweise sei von einer Stellung der Vorrichtung ausgegangen, in der die Welle 38 die Spannfutterteile wie in der Fig. 2 gezeigt frei schwebend trägt. Das Gewicht des Trägers 23 und des Vakuumtopfs 12, zusammen mit der Federdruckkraft der teilweise in den Durchlässen 33c, 34-a zusammengedrückten Feder 44 erzeugt eine nach unten gerichtete Kraft, welche die konvex gekrümmte Fläche 25a des Trägerteils 25 eng und reibschlüssig an die konkave Ringfläche 28a drückt und damit den Träger 23 und die Vakuumvorrichtung 12 gegenüber dem Ring 28 und dem Tragglied 31 festlegt und am Schwimmen, Taumeln oder Schwingen hindert.

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Das Spannfutter soll nun auf einen Gegenstand mit einer grösseren gekrümmten Fläche als sie vom unteren Rand 15 des Saugtopfs 13 umspannt werden kann abgesenkt werden. Der Rand wird gegen die Fläche gedrückt, bis eine hermetische Abdichtung entstanden ist. Nun wird die Durchführung 38a der Welle an Vakuum oder Unterdruck solcher Höhe gelegt, dass der Gegenstand angesaugt wird. Die Unterdruckhöhe darf jedoch andererseits nicht so gross sein, dass auch das Gewicht der Vakuumvorrichtung 12 und des Trägers 23, sowie der Druck der leder 44 ausgeglichen und die Fläche 25a von der Ringfläche 28a abgehoben und die Festlegung dieser Teile zueinander aufgehoben wird. Die Welle 38 wird soweit nach oben gefahren, dass der Gegenstand, z. B. zum Schleifen, frei und in eine Arbeitsstation überführbar ist.

Beim Schleifen soll das Werkstück eine gewisse Taumel- oder Schwingbewegung ausführen können. Hierzu wird über die Welle 38 und das Spannfutter 11 eine Druckkraft ausgeübt. Da der Träger 23 die Vakuumvorrichtung 12 und das Werkstück jetzt auf der Schleifvorrichtung aufliegen und von ihr getragen werden, braucht diese Druckkraft nur gerade gross genug sein, um die Federn 43, 44 zusammenzudrücken und durch Herabsetzung der Reibkrfäte zwischen den Flächen 25a, 28a das Tragglied 23 für eine begrenzte Schwing- oder Taumelbewegung freizugeben. Erforderlichenfalls, z. B. für den SchleifVorgang,

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kann die nach, unten gerichtete Kraft aber auch grosser als dieser Mindestwert-sein. In diesem Falle werden die Flächen 25a» 28a ganz voneinander getrennt, es entsteht durch Anliegen der Flächen 53a, 25d eine Kugelgelenkverbindung mit dem eine Schwing- oder Taumelbewegung ausführenden Werkstück, während die grössere, nach unten gerichtete Achsialkraft die Welle 38 auf den Träger 23, die Vakuumanordnung 12 und das Werkstück wirkt. Das Vakuum oder der Unterdruck werden hierbei weiter aufrecht erhalten. Wird die Welle 38 z. B. zum Schleifen gedreht, so wird über die Schraube 46, welche gegen die Seiten der Ausnehmungen 25e im oberen Teil 25 des Trägers 23 drücken, auch der Träger und das Werkstück rotiert. Ist die Werkstückbearbeitung fertig, so wird die Welle 38 am besten zunächst auslaufen gelassen oder angehalten und zur Weiterbeförderung des Werkstücks nach oben gezogen.

Die Flächen 33a? 25d werden voneinander getrennt, der Kontakt der Flächen 25a, 28a miteinander aber wiederhergestellt und die Vorrichtung damit wieder gegen eine Taumel- oder Schwingbewegung festgelegt. Das ist in diesem Stadium besonders wichtig, weil das Werkstück nicht gegen die Bearbeitungsvorrichtung, z. B. die Schleifräder, schlagen soll, wobei empfindliche Stellen, wie beispielsweise die Abdichtkanten von Kathodenstrahlröhren leicht beschädigt werden können. Diese Festlegung und Sicherung dauert an, bis das Werkstück die nächste Arbeitsstation erreicht hat, auf einen Träger, Werktisch, For-

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derband -und dergleichen aufgesetzt worden ist und das Vakuum unterbrochen wird.

Ein Polster 21 kann zum Schütze des Werkstücks, besonders seiner konvexen Oberfläche, vor einem Aufschlag des Teils 17 der Vakuumvorrichtung 12 schützen. Über Vakuumkanäle 21b, 21a können die Vakuumtopfkante 14 und der Rand 15 an Unterdruck gelegt werden. Statt der Kanäle 21b kann bei ausreichend gekrümmten Werkstücken auch der unmittelbare Anschluss an den Vakuumkanal 21a hergestellt werden, so dass das Werkstück dann aufgenommen oder angehoben wird.

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Claims

Pat ent/an Sprüche

1. Vakuumspannfutter, mit einem Vakuum aggregat und einer Kupplung zum rotierbaren Anschluss an die Welle eines Antriebsaggregats, gekennzeichnet durch ein erstes, durch die Antriebswelle (38) rotierbares Tragelement (31), ein zweites, das Vakuumaggregat (12) tragendes Tragelement (23), eine Kupplung (4-6) zur rotierbaren Verbindung beider Tragelemente miteinander, eine Kardangelenkverbindung (25a, 2SaX₁SOWIe eine Kugelgelenkverbindung (33a, 25d) zwischen den beiden Tragelementen, sowie Sperrmittel (44) zur Sperrung der Kardan- und Kugelgelenkverbindung.

2. Vakuumspannfutter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Tragelement (31) einen Ringteil mit eineQ? gekrümmt verjüngten Innenfläche (28a) sowie einen nach unten reichenden mittleren Teil (33) mit einem halbkugeligen unteren Ende (33a) und das zweite Tragelement (23.) einen mittleren, schüsseiförmigen Teil (25) mit einer der Fläche (28a) komplementären, mit ihr als Kardangelenk zusammenarbeitenden Aussenflache (25a), sowie eine halbkugelige, der Fläche (33a9 komplementäre und mit ihr als Kugelgelenkverbindung zusammenarbeitende Vertiefung (25d) aufweist.

3. Vakuumspannfutter gemäss Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmittel (44) die Flächen (25a, 28a) reibschlüssig gegeneinander festlegen.

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4. Vakuumspannfutter gemäss Anspruch. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung zur rotierbaren Verbindung der Tragelemente (23, 31) aus einer Aufkeilung (44) besteht.

5. Vakuumspannfutter gemäss Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Fläche (25a) des schüsseiförmigen Teils (25) und die gekrümmte Fläche des die halbkugelige Vertiefung (25cL) im Trägereiement (23) begrenzenden Wandteils einen gerneinsamen geometrischen Mittelpunkt haben.

6. Vakuumspannfutter gemäss Ansprüchen 1-4 oder 1-4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenflache des- halbkugeligen Teils (33a) des Tragelements (31) und· die Innenfläche (28a) des Eingteils (28) einen gemeinsamen geometrischen Mittelpunkt haben.

7. Vakuumspannfutter gemäss Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsamen geometrischen Mittelpunkte auf der gemeinsamen senkrechten Achse des Vakuumaggregats liegen.

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