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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungs- bzw. Halterungseinrichtung
an einem Werkzeug für
das Haltern eines Werkstücks
und ein entsprechendes Verfahren. Insbesondere bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf eine hydraulische Halterungseinrichtung
an einem Werkzeug zum Haltern eines flexiblen Substrats, wie z.
B. einer gedruckten Schaltkreisplatine in einer Siebdruckmaschine
oder in einer Bestückungsmaschine.
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Die
Herstellung großer
Mengen elektronischer Schaltkreise wird in der Praxis unter Verwendung
von automatischen Ausrüstungen
bewerkstelligt. Typischerweise wird zunächst eine viskose Lötpaste unter
Verwendung einer Schablonendruckmaschine auf eine gedruckte Schaltkreisplatine
aufgebracht, wobei die Lötpaste
auf ausgewählte
Bereiche bzw. Flächen
einer gedruckten Schaltkreisplatine durch eine Schablone hindurch
aufgebracht wird und elektronische Komponenten werden dann auf der aufgebrachten
Lötpaste
unter Verwendung einer Anordnungs- bzw. Positionierungsmaschine
aufgebracht, die oft auch als eine Aufnahme- und Anordnungsmaschine
oder Bestückungsmaschine (Pick-and-Place-Maschine)
bezeichnet wird. Die gedruckte Schaltkreisplatine und die Bauteile
werden dann in einem Verflüssigungsofen
auf eine Temperatur erhitzt, die ausreichend ist, um die Lötpaste zum Schmelzen
zu bringen, was bewirkt, daß das
geschmolzene Lötmittel über die
Leitungen bzw. Anschlußdrähte der
Komponenten bzw. Bauteile und die benachbarten Bereiche der gedruckten
Schaltkreisplatine fließt
und dadurch Lötverbindungen
bildet, um den elektronischen Schaltkreis fertigzustellen.
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Derartige
Siebdruckmaschinen und Bestückungsmaschinen
umfassen normalerweise eine Halterungseinrichtung zum Unterstützen der
unteren Fläche
der gedruckten Schaltkreisplatine während der Bearbeitung. Bei
Siebdruckmaschinen wird die gedruckte Schaltkreisplatine durch die
Halterungseinrichtung angehoben, bis die obere Fläche der
gedruckten Schaltkreisplatine mit der Schablone in Kontakt tritt.
In dieser angehobenen Position wird Lötpaste unter Druck auf die
Oberfläche
der Schablone aufgebracht. Der durch den Druckkopf aufgebrachte
Druck drückt
die Lötpaste
durch die Öffnungen
in der Schablone hindurch und auf die obere Fläche der gedruckten Schaltkreisplatine,
wobei die Halterungseinrichtung des Werkzeugs während des Druckens eine Durchbiegung
der gedruckten Schaltkreisplatine weg von der Schablone verhindert.
In Bestückungsmaschinen
drückt
ein Aufnahme- und Anordnungskopf nacheinander elektronische Bauteile auf
vorbestimmte Stellen auf der gedruckten Schaltkreisplatine, wobei
die Halterungseinrichtung des Werkzeugs verhindert, daß sich die
gedruckte Schaltkreisplatine verbiegt, wenn durch den Aufnahme-
und Anordnungskopf Druck darauf ausgeübt wird.
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Wenn
Bauteile auf nur einer Fläche
der Platine vorgesehen sind, müssen
die Halterungseinrichtungen der Maschine nur eine flache bzw. ebene
Fläche
unterstützen
und man muß nur
geringfügige Modifikationen
an den Halterungseinrichtungen vornehmen, um eine Anpassung an unterschiedliche
Maße vorzunehmen.
Um jedoch die Oberfläche
von gedruckten Schaltkreisplatinen besser auszunutzen und kompaktere
Schaltungen herzustellen, werden Bauteile oftmals auf beiden Flächen dieser
Platinen angeordnet. In solchen Fällen wird, nachdem die Bauteile
auf einer Fläche
der Platine montiert worden sind, die Platine dann umgedreht und
Bauteile werden auf der anderen Fläche der Platine montiert. Dementsprechend
ist eine zweite Halterungs- bzw. Halterungseinrichtung erforderlich,
welche der dreidimensionalen Oberfläche angepaßt ist, die durch die Bauteile
erzeugt wird, welche auf der einen Oberfläche der Platine montiert sind.
Da jedes neue Schaltkreislayout eine andere dreidimensionale Form
hat, muß diese
zweite Halterungseinrichtung im Werkzeug für jedes Layout maßgeschneidert
bzw. eigens hergestellt werden.
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Eine
maßgeschneiderte
Halterungseinrichtung kann gebildet werden durch manuelles Anordnen
von Blöcken
auf der Oberfläche
der Halterungseinrichtung, um mit den Bereichen der Platine in Kontakt
zu treten, die nicht durch Bauteile besetzt sind. Diese Technik
ist jedoch zeitraubend, weil ein Benutzer die Blöcke jedesmal neu positionieren
muß, wenn eine
gedruckte Schaltkreisplatine bearbeitet werden muß, die ein
anderes Schaltkreislayout hat. Diese Technik ist besonders umständlich und
zeitraubend, wenn eine große
Anzahl verschiedener Typen von Schaltkreisplatinen in derselben
Montagelinie bzw. -kette hergestellt werden.
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Eine
maßgeschneiderte
Halterungseinrichtung kann auch durch ein Array von elektronisch adressierbaren
Stiften bereitgestellt werden, die an Positionen zurückgezogen
werden, wo ein Bauteil auf der gedruckten Schaltkreisplatine montiert
ist, und die ausgefahren werden, um mit der Platinenfläche in Kontakt
zu treten, um eine Unterstützung
bzw. Halterung zu gewährleisten.
Ein Computerprogramm lenkt die Halterungseinrichtung so, daß sie die
Stifte bzw. Zapfen so konfiguriert, daß sie jeder gedruckten Schaltkreisplatine
angepaßt
sind, welche hergestellt werden soll. Dieses Verfahren stellt eine
schnellere Einrichtung bereit, um eine Veränderung von einer Werkstück- bzw.
Werkzeugkonfiguration zu einer anderen zu wechseln im Vergleich
zu der manuellen Montage von Blöcken.
Jedoch muß für das Layout
jeder Platine eine getrennte Computerdatei erzeugt werden. Da weiterhin
in den Bereichen der Platinen, die durch Komponenten besetzt sind,
keine Unterstützung
bereitgestellt wird, können
bestimmte Bereiche der Platine unzureichend unterstützt sein.
Nicht unterstützte
Bereiche der Platine können
sich während
der Verarbeitung bzw. Bearbeitung verbiegen, was zu einer Fehlausrichtung
zwischen der Schablone oder dem Aufnahme- und Anordnungskopf und der
Platine führt.
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Eine
maßgeschneiderte
Halterungseinrichtung kann weiterhin durch einen Robotermechanismus
bereitgestellt werden, der Stützpfeiler
aus einem Reservoir zieht und diese Stützpfeiler an den erforderlichen
Positionen anordnet, um die Platine zu unterstützen. Dieses Verfahren ist
schneller und konsistenter als das manuelle Anordnen von Halterungsblöcken, jedoch
ist auch hier wiederum eine getrennte Computerdatei bzw. Datenbank
für jeden
Platinentyp erforderlich, um festzulegen, wo die Stifte bzw. Zapfen
angeordnet werden sollen, und es kann auch nur eine Unterstützung bereitstellen,
wo eindeutig Platz auf der Platine ist, um mit den Zapfen oder Stiften
in Kontakt zu treten.
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In
der
GB-A-2 322 089 ist eine pneumatische Halterungseinrichtung
an einem Werkzeug dargestellt.
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Vor
der Verwendung einer maßgeschneiderten
Halterungseinrichtung mit einem neuen Platinenlayout muß ein Benutzer
die Passung zwischen der Halterungseinrichtung und der Platine sorgfältig untersuchen,
um sicherzustellen, daß eine
Fehlausrichtung und Toleranzen in den Abmessungen nicht verursachen,
daß ein
Block, ein ausgestreckter Stift oder Zapfen mit einem Bauteil in
Kontakt tritt. Ein solcher Kontakt bewirkt, daß die Halterungseinrichtung
des Werkzeugs die Platine nach oben verbiegt, was zu einer Fehlausrichtung
der Lötpaste
oder der Bauteile führt.
Wichtiger ist noch, daß die
Durchbiegung der Platine nach oben gegen die Schablone eine Beschädigung der
Schablone oder des Druckkopfs der Siebdruckmaschine verursachen
kann.
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Die
Untersuchung der Halterungseinrichtung jedesmal dann, wenn ein neuer
Typ einer Platine hergestellt werden soll, verkompliziert den Herstellungsvorgang
und vermindert den Durchsatz. Weiterhin werden, wenn die Bedienperson
bzw. der Benutzer die Passung zwischen der Platine und der Befestigung
nicht richtig untersucht, große
Zahlen fehlausgerichteter Platinen hergestellt werden oder es kann ein
teurer Schaden an der Ausrüstung
entstehen.
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Darüber hinaus
erfordert selbst dann, wenn eine Fertigungslinie bzw. eine Serienfertigungsanlage
nur einen einzelnen Typ einer gedruckten Schaltkreisplatine herstellt,
jede Oberfläche
der Platine eine andere Oberfläche
der Halterungseinrichtung. Eine ebene Halterungseinrichtung unterstützt die
unbesetzte Oberfläche
der Platine, während
die andere Oberfläche
einen Siebdruck erhält
und mit Bauteilen besetzt wird, und dann stützt eine maßgeschneiderte Halterungseinrichtung
die jetzt besetzte Oberfläche, während die
andere Oberfläche
der Platine im Siebdruckverfahren bedruckt und mit Bauteilen besetzt wird.
Selbst diese Werkzeugveränderung
vermindert den Durchsatz der Fertigungslinie bzw. des Fließbandes.
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In
Anbetracht der oben dargelegten Probleme, die mit bekannten Halterungseinrichtungen
und Werkzeugen verknüpft
sind, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halterungseinrichtung bereitzustellen,
die sich der Form einer unregelmäßigen Oberfläche eines
Werkstücks
anpaßt,
wie z. B. eine gedruckte Schaltkreisplatine, die Komponenten hat,
welche an der unteren Fläche
derselben befestigt werden, welche gehaltert bzw. unterstützt werden soll,
ohne eine vorherige Konfiguration oder Information bezüglich der
Form der Oberfläche,
die gehaltert werden soll, zu benötigen.
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Gemäß der Erfindung
definieren die Ansprüche
1, 9, 26, 30, 32, 34, 51, 65, 66 und 80 eine Halterungseinrichtung
an einem Werkzeug und die Ansprüche
46, 72 und 59 definieren ein Verfahren zum Haltern eines Werkstücks und
Anspruch 18 definiert einen Halterungsblock.
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Dementsprechend
stellt die vorliegende Erfindung eine Halterungseinrichtung für das Haltern eines
Werkstücks
bereit, mit: einem Hauptteil, welcher eine Oberfläche aufweist,
auf welcher ein Werkstück
in Gebrauch gehaltert wird, und mit einer Mehrzahl von Bohrungen
darin, mit einer Mehrzahl von Halterungselementen zum Haltern des
Werkstücks, die
jeweils gleitbar in einer entsprechenden der Bohrungen angeordnet
sind, so daß sie
von der Oberfläche
des Hauptteils ausfahrbar sind, mit zumindest einem Fluidreservoir,
welches in Fluidverbindung mit den Halterungselementen steht, um
so ein Gleiten einiger der Halterungselemente bei Verschiebung des Fluids
in dem zumindest einen Fluidreservoir zu bewirken, und mit einer
Fluidsteuereinrichtung zum Verschieben des Fluids in das zumindest
eine Reservoir, um zu bewirken, daß die Halterungselemente in
eine Halterungsposition in Kontakt mit dem Werkstücks ausgefahren
werden, und Verriegeln der Halterungselemente in der Stützposition.
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Nach
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Block bereitgestellt
mit einer Mehrzahl von Zylindern. Jeder Zylinder umgibt einen Kolben, welcher
einen Stab antreibt, der aus der oberen Fläche des Blockes herausfährt. Die
Zylinder sind mit einem Drucksensor und einem Akkumulator verbunden.
Ein regelbares Ventil ist zwischen den Akkumulator und die Zylinder
geschaltet. Das Öffnen
des Ventils ermöglicht,
daß hydraulisches
Fluid zwischen die Zylinder und den Akkumulator fließt. Der
Drucksensor überwacht
den hydrostatischen Druck des hydraulischen Fluids in den Zylindern.
Eine Druckluftquelle ist mit dem Akkumulator über ein weiteres Ventil verbunden,
so daß,
wenn das Ventil geöffnet wird,
eine Kraft erzeugt wird, um Fluid in die Zylinder zu treiben, was
bewirkt, daß die
Kolben sich von dem Block aus erstrecken. In ähnlicher Weise ist eine Vakuumquelle
ebenfalls mit dem Akkumulator über
ein drittes Ventil verbunden, so daß dann, wenn dieses Ventil
offen und das Druckluftventil geschlossen ist, ein Vakuum an dem
Akkumulator angelegt wird, um Fluid aus den Zylindern abzuziehen,
um dadurch zu bewirken, daß die
Kolben sich in den Block zurückziehen.
Der Drucksensor und das Ventil sind mit einer Steuerung verbunden,
welche das Ventil in Reaktion auf eine Steuersequenz und den hydrostatischen Druck
in dem Zylinder das Ventil öffnet
und schließt.
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Die
Halterungseinrichtung nach diesem Aspekt paßt sich folgendermaßen einer
unebenen Oberfläche
an. Die Steuerung öffnet
ein Fluidventil und das Vakuumventil, um aus den Zylindern Fluid abzuziehen,
was bewirkt, daß der
Kolben die Stäbe in
den Block zurückzieht.
Ein Werkstück
wird oberhalb der Halterungseinrichtung angeordnet. Das Werkstück kann
im wesentlichen flach bzw. eben sein oder kann auch daran befestigte
dreidimensionale Strukturen haben. Bei einer Ausführungsform
ist das Werkstück
eine gedruckte Schaltkreisplatine, die entweder mit Bauteilen besetzt
ist oder ansonsten unbesetzt ist. Die Steuerung schließt das Vakuumventil
und öffnet
das Druckluftventil, wodurch Fluid in die Zylinder gedrückt wird
und die Stäbe
anhebt. Wenn alle Stäbe
mit der Oberfläche
des Werkstücks in
Kontakt getreten sind, steigt der Druck des Fluids, wie er durch
den Drucksensor erfaßt
wird, an. Wenn dieser Druck einen vorbestimmten Schwellwert erreicht,
schließt
die Steuerung das Fluidventil und das Druckluftventil und die Positionen
der Stäbe
werden fixiert. Einer auf die obere Fläche des Werkstücks aufgebrachten
Kraft, beispielsweise durch den Druckkopf einer Siebdruckmaschine,
wirken die Stäbe
entgegen und eine Verbiegung des Werkstücks wird verhindert.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Halterungseinrichtungsmodul
mit einer Mehrzahl von Zylindern bereitgestellt. Jeder Zylinder
umgibt einen Kolben, wobei ein Teil des Kolbens aus der Oberfläche bzw.
Oberseite des Moduls heraussteht. Die Zylinder sind mit einem Fluidreservoir
und einer Druckhülle
verbunden. Ein Steuerventilaufbau ist zwischen das Fluidreservoir und
die Zylinder geschaltet. Das Öffnen
des Ventils läßt Fluid
zwischen den Zylindern und dem Fluidreservoir fließen und
gewährleistet
somit das Anheben oder Absenken der Kolben.
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Die
Halterungseinrichtung nach diesem Aspekt paßt sich folgendermaßen an eine
unebene Oberfläche
an. Ein pneumatischer Druck wirkt auf einen Hauptkolben, der innerhalb
einer Fluidquelle angeordnet ist. Das Fluid wirkt dann auf ein Steuerventil,
während
dieses in einer offenen Position ist, um für die Zylinder des Moduls Fluid
bereitzustellen, was bewirkt, daß ein Teil der Kolben aus dem
Hauptteil bzw. Korpus des Moduls hervorsteht. Ein Werkstück wird
oberhalb der Halterungseinrichtung positioniert. Das Werkstück kann
im wesentlichen eben sein oder es kann darauf befestigte, dreidimensionale
Strukturen haben. Dieses Werkstück
kann ein gedruckter Schaltkreis sein, der entweder mit Bauteilen
besetzt oder unbesetzt ist. Jeder Kolben, welcher mit dem Werkstück in Kontakt
tritt, bleibt in dieser Kontaktposition, während die anderen Kolben weiterhin
aus dem Modul ausgefahren bzw. herausgedrückt werden. Nachdem alle Kolben
einen Kontakt mit dem Werkstück
hergestellt haben, schließt
das Steuerventil und verhindert damit, daß das Fluid weiter in die Zylinder
eintritt oder diese verläßt und blockiert damit
in effektiver Weise die Kolben in einer festen Position. Einer auf
die Oberseite des Werkstücks
beispielsweise durch den Druckkopf einer Siebdruckmaschine aufgebrachten
Kraft wirkt jeder Kolben entgegen und eine Verbiegung des Werkstücks wird
verhindert. Um die Kolben abzusenken, öffnet sich das Steuerventil
und läßt das Fluid
durch das Ventil aus den Zylindern austreten und die Kolben ziehen
sich in das Modul zurück.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Fluidquelle in Form eines hydraulischen
Schlauchs oder Rohres vorliegen, welcher bzw. welches einen ersten
Hauptkolben darin aufweist, um Fluid in Richtung des Steuerventils und
in die Zylinder zu drücken,
was bewirkt, daß sich die
Kolben nach oben bewegen und sich um ein Stück aus der Oberfläche des
Moduls heraus zu erstrecken.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann das hydraulische Rohr durch ein Fluidreservoir
ersetzt werden.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung wird ein zweites Fluidreservoir in Verbindung mit
dem ersten Fluidreservoir verwendet, um Fluid in die Zylinderabschnitte
oberhalb der Kolben zu drücken.
Eine zweite pneumatische Druckquelle bringt Druck direkt auf das
Steuerventil und gleichzeitig auf das zweite Fluidreservoir auf.
Dementsprechend wird das Steuerventil geöffnet und läßt Fluid von den Zylinderabschnitten
unterhalb der Kolben in das erste Reservoir fließen, während Fluid aus dem zweiten Reservoir
in die Zylinderabschnitte oberhalb der Kolben gedrückt wird,
was bewirkt, daß ein
Teil der Kolben sich in das Modul zurückzieht. In ähnlicher
Weise kann an dem ersten Fluidreservoir ein erster pneumatischer
Druck angelegt werden, um Fluid durch das Steuerventil hindurch
und in die Zylinderabschnitte unterhalb der Kolben hineinzudrücken. Dies drückt das
Fluid, welches in den Zylinderabschnitten oberhalb der Kolben enthalten
ist, zurück
in das zweite Fluidreservoir und drängt dadurch einen Teil der Kolben
aus dem Modul heraus.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung sind die Zylinder- und Kolbenaufbauten durch Stangenaufbauten
ersetzt, die jeweils Halterungsstangen bzw. -stäbe enthalten, welche an ihren unteren
Abschnitten durch eine große
einzelne Kavität
einstöckig
miteinander verbunden sind. Aufbringen eines ersten pneumatischen
Druckes auf einen Hauptkolben innerhalb eines Fluidreservoirs drückt Fluid
durch einen Einwege-Pfad in einem Steuerventil und in die große, einzelne
Kavität.
Das Fluid in der großen
einzelnen Kavität
drückt
auf die Haltestäbe, so
daß sie
aus dem Modul herausfahren, bis jeder der Stäbe mit dem Werkstück Kontakt
hat. Um die Halterungsstäbe
zurückzuziehen,
wird ein zweiter pneumatischer Druck auf den Steuerventilaufbau aufgebracht,
um einen Strömungspfad
zu öffnen,
der es dem Fluid ermöglicht,
aus der großen,
einzelnen Kavität
in das Fluidreservoir zu fließen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist das Steuerventil durch eine permanente Öffnung zwischen
einem einzelnen Reservoir und einer großen einzelnen Kavität unterhalb
einer Reihe von Stangenaufbauten ersetzt. Das einzelne Reservoir
enthält
einen Hauptkolben, mit welchem ein Hauptstab verbunden ist. Eine
erste pneumatische Druckquelle wirkt auf den Hauptstab und den Hauptkolben,
um die Kombination in Richtung des Fluids in dem Fluidreservoir
auszustrecken bzw. auszudehnen, was das Fluid in dem Fluidreservoir
durch die permanente Öffnung
hindurch und die große
einzelne Kavität
hineindrückt
und damit die Stäbe
anhebt. Eine zweite pneumatische Druckquelle wirkt auf den Hauptstab
und den Hauptkolben, um die Kombination von dem Fluid in dem Fluidreservoir
weg zurückzuziehen,
wodurch das Fluid aus der großen
einzelnen Kavität
heraus und zurück
in das Fluidreservoir gezogen wird, wodurch wiederum die Stäbe zurückgezogen
werden. Eine dritte pneumatische Druckquelle wirkt auf eine Klammer,
die vorgesehen ist, um zu verhindern oder zuzulassen, daß die Kombination aus
Hauptkolben und Hauptstab sich in dem Reservoir bewegt. Im Ergebnis
wird, wenn Druck auf die Klammer aufgebracht ist, der Hauptstab
außer
Eingriff gebracht und kann sich bei Aufbringen eines auf ihn von
irgendeiner der ersten oder zweiten pneumatischen Druckquellen aufgebrachten
Druckes bewegen.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend lediglich beispielhaft
unter Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, von denen:
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1 schematisch eine Querschnittansicht einer
Halterungseinrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2 schematisch eine Querschnittsansicht der
Halterungseinrichtung nach 1 in
einer ersten, ein Werkstück
aufnehmenden Position zeigt,
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3 schematisch eine Querschnittsansicht der
Halterungseinrichtung nach 1 in
einer zweiten, mit dem Werkstück
in Eingriff stehenden Position darstellt, wobei die Halterungsstäbe teilweise
ausgefahren sind,
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4 schematisch eine Querschnittsansicht der
Halterungseinrichtung nach 1 in
einer dritten, das Werkstück
haltenden Position zeigt,
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5 schematisch eine ebene
Draufsicht auf eine Halterungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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6 schematisch eine ebene
Draufsicht auf eine Halterungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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7 schematisch eine Draufsicht
auf eine Halterungseinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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8 eine perspektivische Explosionsdarstellung
eines Halterungseinrichtungsmoduls einer Halterungseinrichtung gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der Erfindung darstellt,
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9 schematisch eine Querschnittsansicht einer
Halterungseinrichtung gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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10 eine perspektivische
Ansicht eines Halterungseinrichtungsmoduls der Halterungseinrichtung
nach 9 zeigt,
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11 eine perspektivische
Ansicht eines Kolbenaufbaus der Halterungseinrichtung nach 9 zeigt,
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12 eine perspektivische
Ansicht der Kolbeneinheit des Kolbenaufbaus nach 11 zeigt,
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13 schematisch eine Querschnittsansicht
einer Halterungseinrichtung gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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14 schematisch eine Querschnittsansicht
einer Halterungseinrichtung gemäß einer
achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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15 schematisch eine Querschnittsansicht
einer Halterungseinrichtung gemäß einer
neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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16 eine perspektivische
Ansicht eines Halterungseinrichtungsmoduls einer Halterungseinrichtung
gemäß einer
zehnten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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17 eine ebene Draufsicht
auf das Halterungseinrichtungsmodul nach 16 zeigt,
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18 eine Querschnittsansicht
(entsprechend dem Schnitt A-A) des Halterungseinrichtungsmoduls
nach 16 zeigt,
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19 in vergrößertem Maßstab einen
Teil (Teil B) der Querschnittsansicht nach 18 zeigt,
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20 in vergrößertem Maßstab einen
weiteren Teil (Teil C) der Querschnittsansicht nach 18 zeigt, dargestellt in einer ersten,
offenen Ausgestaltung,
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21 in vergrößertem Maßstab den
anderen Teil (Teil C) der Querschnittsansicht nach 18 in einer zweiten, geschlossenen Ausbildung
zeigt,
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22 eine Querschnittsansicht
eines Halterungseinrichtungsmoduls einer Halterungseinrichtung gemäß einer
elften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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23 in vergrößertem Maßstab einen
Teil (Teil D) der Querschnittsansicht nach 22 zeigt,
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24 in vergrößertem Maßstab einen
weiteren Teil (Teil E) der Querschnittsansicht nach 22 zeigt, und
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25 in vergrößertem Maßstab einen
vertikalen Schnitt (entsprechend der Schnittlinie F-F) des Halterungseinrichtungsmoduls
nach 22 zeigt.
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1–4 stellen
eine Halterungseinrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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Die
Befestigungs- bzw. Halterungseinrichtung weist einen Halterungsblock 3 auf,
der obere und untere und in dieser Ausführungsform im wesentlichen
parallele Oberflächen 4 und 5 hat,
wobei die obere Fläche 4 eine
Fläche
definiert, auf welcher ein Werkstück werden soll und die untere
Fläche 5 auf
einer Plattform gehaltert ist, die fixiert oder vertikal bewegbar
sein kann, um den Halterungsblock 3 anzuheben oder abzusenken.
Der Halterungsblock 3 enthält eine Mehrzahl von Zylindern 7,
welche sich in dieser Ausführungsform
im wesentlichen senkrecht zu der oberen Fläche 4 erstrecken und
in einer Mehrzahl von parallelen Reihen angeordnet sind, weiterhin
eine Kavität 9,
die als ein Verteiler wirkt, welcher jeweils eines der, in dieser
Ausführungsform
unteren, Enden der Zylinder 7 miteinander verbindet. Der
Halterungsblock 3 enthält
weiterhin eine Mehrzahl von Öffnungen 10 in
der oberen Fläche 4 entsprechend den
jeweiligen Zylindern 7 und einen Anschluß 11, der
in Fluidverbindung mit der Kavität 9 steht.
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Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin eine Mehrzahl von Kolbeneinheiten 12 auf,
die in den entsprechenden Zylindern 7 angeordnet sind,
so daß sie
bei Aufbringen eines hydraulischen Drucks auf die Kavität 9 angetrieben
werden können.
Jeder Kolbenaufbau 12 weist einen Kolben 13 auf,
der eine ringförmige
Dichtung 14, in dieser Ausführungsform einen O-Ring, aufweist,
und der eine in den jeweiligen Zylinder 7 passende Dichtung
darstellt, sowie einen Stab 15, der mit dem Kolben 13 verbunden
ist, wobei sich der Stab 15 bei Einbringen eines hydraulischen
Fluids in die Kavität 9 aus
der oberen Fläche 4 des
Halterungsblocks 3 durch die jeweiligen Öffnungen 10 heraus
erstreckt und beim Abziehen hydraulischen Fluids aus der Kavität 9 zurückgezogen wird.
Vorzugsweise ist die ringförmige
Dichtung 14 aus einem elastomeren Material, wie z. B. einem
Buna-Kautschuk, hergestellt. In dieser Ausführungsform ist jeder der Stäbe 15 mit
einer Endkappe 17 versehen. Vorzugsweise sind die Endkappen 17 aus einem
relativ weichen Material gebildet, wie z. B. einem Kunststoff, um
so die Oberfläche
des gehalterten Werkstücks
nicht zu beschädigen.
Vorzugsweise sind die Endkappen 17 aus einem Material gebildet, welches
einen hohen Reibungskoeffizienten hat, um auf diese Weise einen
verbesserten Eingriff mit einem gehalterten Werkstück zu gewährleisten.
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Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin einen Sammler 21 und
eine Versorgungsleitung 23, die einen unteren Abschnitt
des Sammlers 21 mit dem Anschluß 11 in dem Halterungsblock 3 verbindet.
Der Sammler 21 hält
ein ausreichendes Volumen einer hydraulischen Flüssigkeit, um in der Lage zu
sein, die Kolbenaufbauten 12 in die voll ausgefahrenen
Positionen anzutreiben, wobei diese Ausdehnung ein vollständiges Füllen der
Kavität 9 und
der Zylinder 7 mit hydraulischem Fluid erfordert.
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Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin einen Drucksensor 25 und
ein erstes Ventil 27 in der Versorgungsleitung 23 auf,
wobei der Drucksensor 25 dafür vorgesehen ist, den hydrostatischen
Druck des hydraulischen Fluids in der Kavität 9 zu erfassen, wobei
das erste Ventil 27 dafür
vorgesehen ist, die Kavität 9 und
den Sammler 21 wahlweise miteinander zu verbinden. In dieser
Ausführungsform
ist der Drucksensor 25 ein elektronischer Sensor, der eine Spannung
proportional zu dem er faßten
Druck erzeugt. In alternativen Ausführungsformen könnte der Drucksensor 25 ein
pneumatischer oder mechanischer Sensor sein, der ein pneumatisches
oder mechanisches Signal erzeugt, welches den erfaßten Druck
anzeigt. In dieser Ausführungsform
ist das erste Ventil 27 ein elektrisch betätigtes,
normalerweise geschlossenes Ventil. In einer alternativen Ausführungsform
könnte
das erste Ventil 27 ein pneumatisches oder mechanisches
Ventil sein, das in Reaktion auf ein pneumatisches oder mechanisches
Signal betätigt
wird.
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Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin ein zweites Ventil 29 auf,
in diesem Fall ein durch einen Führungszapfen
betätigtes,
durch eine Feder rückholbares
Ventil mit zwei Positionen, welches erste, zweite und dritte Anschlüsse 41, 43, 45 aufweist. Der
erste Anschluß 41 des
dritten Ventils 39 ist durch eine Leitung 47 mit
dem zweiten Anschluß 33 des zweiten
Ventils 29 verbunden. Der zweite Anschluß 43 des
dritten Ventils 39 ist über
eine Leitung 49 mit der Atmosphäre verbunden. Der dritte Anschluß 45 des
dritten Ventils 39 ist über
eine Leitung 51 mit einer Druckluftquelle (nicht dargestellt)
verbunden. In einer Position des dritten Ventils 39 steht
der erste Anschluß 41 mit
dem zweiten Anschluß 43 in
Verbindung, so daß der
zweite Anschluß 33 des
zweiten Ventils 39 mit Atmosphäre verbunden ist, während das
zweite Ventil 29, wenn es in der ersten Position ist, mit
dem Sammler 21 verbunden ist. In der zweiten Position des
dritten Ventils 39 steht der erste Anschluß 41 mit
dem dritten Anschluß 45 in
Verbindung, so daß die
Druckluftquelle mit dem zweiten Anschluß 33 des zweiten Ventils 29 verbunden
ist, wobei das zweite Ventil 29, wenn es sich in der zweiten
Position befindet, mit dem Sammler 21 verbunden ist.
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Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin eine Steuerung 53 zum
Steuern des Betriebs der ersten, zweiten und dritten Ventile 27, 29, 39 in
Reaktion auf das durch den Drucksensor 25 erzeugte Drucksignal
auf. Wenn die Halterungseinrichtung als Teil einer Maschine vorgesehen
ist, wie z. B. einer Siebdruckmaschine oder einer Bestückungsmaschine, kann
die Steuerung 53 entweder so ausgestaltet sein, daß sie in
Verbindung mit der Steuerung der Maschine arbeitet oder daß sie als
Teil der Maschinensteuerung vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform
ist die Steuerung 53 eine programmierbare Logiksteuerung,
welche programmierte Anweisungen ausführt. In einer alternativen
Ausführungsform könnte die
Steuerung 53 ein programmierbarer Computer sein.
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Es
wird nunmehr unter Bezug auf die 2–4 eine Betriebsweise der
Halterungseinrichtung beschrieben. Wenn die Kolbenaufbauten 12 sich
in der abgesenkten Position befinden, das erste Ventil 27 geschlossen
und die zweiten und dritten Ventile 29, 30 in
der ersten Position sind, wie es in 2 dargestellt
ist, wird ein Werkstück 25 in
einer Position im Abstand über
der oberen Fläche 4 des Halterungsblocks 3 befestigt.
In dieser Ausführungsform
ist das Werkstück 25 eine
gedruckte Schaltkreisplatine 57, deren untere Fläche mit
elektronischen Bauteilen 59 besetzt ist.
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Unter
dem Einfluß der
Steuerung 53 wird das erste Ventil 27 geöffnet und
das zweite Ventil 39 in die zweite Position geschaltet,
was es ermöglicht,
daß Druckluft
in den Sammler 21 fließt
und Fluid aus dem Sammler 21 in die Kavität 9 drückt. Dieser
Fluidstrom bewirkt, daß die
Kolben 13 der Kolbeneinheiten 12 in den entsprechenden
Zylindern nach oben getrieben werden und dadurch bewirkt, daß die Stäbe 15 der Kolbeneinheiten 12 aus
der oberen Fläche 4 des
Halterungsblocks 3 herausgefahren werden und sich der bestückten, gedruckten
Schaltkreisplatine annähern.
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Wie
in 3 dargestellt, wird
der Antrieb der Kolbeneinheiten 12 und das Ausfahren der
Stäbe 15 fortgesetzt,
bis einer der Stäbe 15 mit
der unteren Fläche
der bestückten,
gedruckten Schaltkreisplatine 57 in Kontakt tritt. Wenn
einer der Stäbe 15,
und zwar in 4 der am
weitesten rechte, mit einem Bauteil 59 auf der unteren
Fläche
der gedruckten Schaltkreisplatine 57 in Kontakt tritt,
so wird dieser Stab 15 nicht weiter ausgefahren, weil die
Reaktionskraft des Bauteils 59 auf den Stab 15 derart
ist, daß das
Fluid vorzugsweise in die Zylinder 7 fließt, welche
die anderen Kolbeneinheiten 12 aufnehmen, die sich frei bewegen
können
und damit dem Fluidstrom weniger Widerstand entgegensetzen. Dieses
gezielte Füllen der
Zylinder 7 setzt sich fort, während ein Stab 15 nach
dem anderen mit einem Bauteil 59 oder der unteren Fläche der
gedruckten Schaltkreisplatine 57 in Kontakt kommt, und
zwar bis zu dem Punkt, an welchem jeder der Stäbe 15 mit dem Werkstück 55 in Kontakt
steht, wie es in 4 dargestellt
ist. An diesem Punkt wird ein (weiterer) Fluidstrom verhindert und
der Druck in der Kavität 9 steigt
schnell an. Wenn durch den Drucksensor 25 ein vorbestimmter
Druck erfaßt
wird, so wird das erste Ventil 27 geschlossen und man läßt das dritte
Ventil 39 unter dem Einfluß der Steuerung 53 in
die erste Position zurückkehren.
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In
dieser vollständig
unterstützten
Position kann man auf die obere Fläche der gedruckten Schaltkreisplatine 57 einwirken,
beispielsweise durch einen Druckkopf einer Siebdruckmaschine oder durch
das Anordnen weiterer Bauteile 59 durch eine Anordnungs-
bzw. Bestückungsmaschine.
Wenn das Volumen des Fluids in den Zylindern 7 und der
Kavität 9 konstant
gehalten wird, verbiegt sich das Werkstück 25 in Reaktion
auf das Aufbringen einer Kraft entlang der Reihe von Stäben 15 nicht,
und eine lokal auf das Werkstück 55 an
einem einzelnen Punkt aufgebrachte Kraft findet Widerstand aufgrund
der Steifigkeit, welche durch den viskosen Strom zwischen den Zylindern 7 gewährleistet
wird. Wenn die Halterungseinrichtung in einer Siebdruckmaschine
verwendet wird, können
die Reihen von Stäben 15 mit dem
Siebdruckkopf ausgerichtet werden, so daß der durch den Druckkopf entlang
der Linie oder Zeile der Lötpaste
aufgebrachten Kraft durch die Reihen von Stäben 15 ein Widerstand
entgegengesetzt wird.
-
Wenn
die Bearbeitung des Werkstücks 55 unter
dem Einfluß der
Steuerung 53 abgeschlossen worden ist, wird das zweite
Ventil 29 in die zweite Position umgeschaltet und das erste
Ventil 27 wird geöffnet,
um die Vakuumquelle mit dem Sammler 21 zu verbinden, wodurch
Fluid aus der Kavität 9 in
den Sammler 21 abgezogen wird. Dieses Abziehen von Fluid
aus der Kavität 9 bewirkt,
daß die
Kolbeneinheiten 12 abgesenkt werden und die Stäbe 15 in
den Halterungsblock 3 zurückgezogen werden. Nach einer
vorbestimmten Zeitdauer, die ausreichend ist, um zu ermöglichen,
daß alle
Stäbe 15 vollständig zurückgezogen
werden, wird das erste Ventil 27 geschlossen und man läßt das zweite
Ventil 29 in die erste Position zurückkehren. Das Werkstück 55 kann
dann entfernt werden und die Halterungseinrichtung kann erneut in
Betrieb genommen werden, um ein weiteres Werkstück 55 zu haltern.
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Nachstehend
wird eine andere Betriebsweise der Halterungseinrichtung beschrieben.
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Unter
dem Einfluß der
Steuerung wird, wenn die Plattform sich in der abgesenkten Position
befindet, das Ventil 27 geöffnet und das dritte Ventil 39 wird
in die zweite Position geschaltet, um Druckluft in den Sammler 21 fließen zu lassen
und um zu bewirken, daß die
Kolbeneinheiten 12 in die ausgefahrene Position gefahren
werden. Indem man Druckluft in den Sammler 21 fließen läßt, wird
Fluid von dem Sammler 21 in die Kavität 9 gedrückt. Dieser
Fluidstrom bewirkt, daß die
Kolben 13 der Kolbeneinheiten 12 in den entsprechenden
Zylindern 7 nach oben gefahren werden und dadurch bewirken,
daß die
Stäbe 15 der
Kolbeneinheiten 12 aus der oberen Fläche 4 des Halterungsblockes 3 ausgefahren
werden. Wenn die Stäbe 15 sich
in der vollständig
ausgefahrenen Position befinden, wird unter dem Einfluß der Steuerung 53 das
dritte Ventil 39 in die erste Position umgeschaltet.
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Dann
wird ein Werkstück 55 in
einer Position oberhalb der oberen Fläche 4 des Halterungsblocks 53 fixiert.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist das Werkstück 55 eine
gedruckte Schaltkreisplatine 57, deren untere Fläche mit
elektronischen Bauteilen 59 bestückt ist.
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Unter
dem Einfluß der
Steuerung 53 wird dann die Plattform angehoben, so daß, während ein Stab 15 nach
dem anderen mit einem Bauteil 59 oder der unteren Fläche des
Werkstücks
in Kontakt tritt, diese Stäbe 15 die
Kolben 13 in die Zylinder 7 zurückdrücken und
Fluid von der Kavität 9 in
den Sammler 21 verschieben. Der Druckwiderstand aufgrund
der Viskosität
des Fluids hält
die Stäbe 15 in der
ausgefahrenen Position, bis sie mit dem Werkstück 55 in Eingriff
kommen. Wenn die Plattform ihre obere Position erreicht hat, schließt die Steuerung 53 das
erste Ventil 27 und verriegelt damit die Stäbe 15 in
ihrer Position.
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In
dieser vollständig
unterstützten
Position kann man auf die obere Fläche der gedruckten Schaltkreisplatine 57 einwirken,
beispielsweise durch den Druckkopf einer Siebdruckmaschine oder
durch die Aufbringung weiterer Komponenten 59 durch eine
Bestückungsmaschine.
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Wenn
die Bearbeitung des Werkstücks 55 abgeschlossen
ist, wird die Plattform unter dem Einfluß der Steuerung 53 abgesenkt.
Das Werkstück 55 kann
entfernt werden und die Halterungseinrichtung kann erneut in Betrieb
genommen werden, um ein weiteres Werkstück 55 zu haltern bzw.
zu unterstützen.
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Es
versteht sich, daß die
Halterungseinrichtung keine vorherige Einrichtung oder Anpassung
erfordert, wenn ein anderes Werkstück 55 verwendet bzw.
aufgebracht wird. Stattdessen paßt sich die Halterungseinrichtung
automatisch der unteren Fläche des
Werkstücks 55 an,
unabhängig
von der Position oder Höhe
irgendwelcher Gegenstände
oder Ausgestaltungen auf dieser Fläche.
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In
einer alternativen Ausführungsform
könnten
der Sammler 21 und die zweiten und dritten Ventile 29, 39 durch
einen Antriebskolben ersetzt werden, der mit einer Betätigung verbunden
und innerhalb eines Hauptzylinders gleitbar angeordnet ist, welcher
ein hydraulisches Fluid enthält.
Im Betrieb hebt die Betätigung
den Antriebskolben an, um Fluid aus der Kavität 9 in den Hauptzylinder
zu ziehen, und senkt den Antriebskolben ab, um Fluid aus dem Hauptzylinder
in die Kavität 9 zu
drücken. 5 veranschaulicht schematisch
eine Halterungseinrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Halterungseinrichtung dieser Ausführungsform ist derjenigen der
oben beschriebenen ersten Ausführungsform
sehr ähnlich
und demnach werden zur Vermeidung einer unnötigen Wiederholung der Beschreibung
nur die Unterschiede im einzelnen beschrieben, wobei gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform
dadurch, daß der
Halterungsblock 3 eine Mehrzahl von Anschlüssen 11 enthält, die
jeweils einer der Reihen von Zylindern 7 zugeordnet sind.
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Die
Betriebsweise ist dieselbe wie in der oben beschriebenen ersten
Ausführungsform.
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6 zeigt schematisch eine
Halterungseinrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Halterungseinrichtung dieser Ausführungsform
ist der der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform sehr ähnlich,
so daß zur
Vermeidung einer unnötigen
Wiederholung der Beschreibung nur die Unterschiede im einzelnen
beschrieben werden, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen sind.
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Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform
dadurch, daß jede
der Reihen von Zylindern 7 in dem Halterungsblock 3 mit
einer getrennten Verteilerkavität 9 verbunden
ist.
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Die
Betriebsweise ist dieselbe wie bei der oben beschriebenen zweiten
Ausführungsform.
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9 zeigt schematisch eine
Halterungseinrichtung gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Halterungseinrichtung dieser Ausführungsform ist der der oben
beschriebenen dritten Ausführungsform
sehr ähnlich,
so daß zur
Vermeidung einer unnötigen
Wiederholung der Beschreibung nur die Unterschiede im einzelnen
beschrieben werden, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen sind.
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Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen dritten Ausführungsform
dadurch, daß jede
der getrennten Verteilerkavitäten 9 über ein
getrenntes Ventil 27 mit der Versorgungsleitung 23 verbunden
ist.
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Die
Betriebsweise dieser Halterungseinrichtung ist dieselbe wie bei
der oben beschriebenen dritten Ausführungsform, wobei alle Ventile 27 gleichzeitig
geschlossen werden, wenn der vorbestimmte Druck durch den Drucksensor 25 erfaßt wird.
Diese Ausführungsform
erlaubt in vorteilhafter Weise, daß einzelne der Reihen von Zylindern 7 gegenüber der Versorgungsleitung 23 isoliert
werden, indem die jeweiligen Ventile 27 geschlossen gehalten
werden, wenn das Werkstück 25 diese
Reihen von Zylindern 7 und damit die entsprechenden Kolbeneinheiten 12 nicht
abdeckt bzw. überspannt,
wodurch die notwendige Überführung von
Fluid minimal gemacht wird, um ein vollständiges Unterstützen bzw.
Haltern des Werkstücks 55 sicherzustellen.
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Die
Halterungseinrichtung dieser Ausführungsform ist insbesondere
dort anwendbar, wo während
der Verarbeitung bzw. Bearbeitung eine relativ hohe Kraft auf das
Werkstück 55 aufgebracht
wird und wo die Kraft gleichzeitig über eine Reihe der Stäbe 15 aufgebracht
wird, wie z. B. durch einen Siebdruckkopf, da die Trennung jeder
Verteilerkavität 9 durch
die Ventile 27 eine Fluidübertragung in benachbarte Verteilerkavitäten 59 verhindert.
Die Halterungseinrichtungen der zweiten und dritten Ausführungsformen
sind eher für
Anwendungen geeignet, bei welchen jeweils eine kurze Zeitdauer eine
relativ geringe Kraft auf das Werkstück 55 aufgebracht
wird, wie es z. B. bei Bestückungsmaschinen
der Fall ist, da unter diesen Bedingungen die inhärente Steifigkeit
verhindert, daß ein
einzelner Stab 15 oder eine Gruppe von Stäben 15 herabgedrückt werden.
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8 zeigt ein Halterungseinrichtungsmodul 61 einer
Halterungseinrichtung gemäß einer
fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In
dieser Ausführungsform
ist die Halterungseinrichtung aus einer Mehrzahl der Halterungseinrichtungsmodule 61 aufgebaut,
wobei die Anzahl der Halterungseinrichtungsmodule 61, die
jeweils einbezogen wird, durch die Größe des zu haltenden Werkstücks bestimmt
wird. Dieses Halterungseinrichtungsmodul ist dafür ausgelegt, daß es in
die Halterungseinrichtung der oben beschriebenen dritten und vierten
Ausführungsformen
eingebaut wird.
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Das
Halterungseinrichtungsmodul 61 weist einen Hauptteil 63 auf,
in dieser Ausführungsform
ein länglicher
Körper,
der obere und untere, in dieser Ausführung im wesentlichen parallele,
Flächen 64, 65 hat
und der erste und zweite Reihen von Zylindern 67 umfaßt, die
sich in dieser Ausführungsform
im wesentlichen senkrecht zu der oberen Fläche 64 erstrecken.
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Das
Halterungseinrichtungsmodul 61 weist weiterhin ein erstes,
unteres Teil 68 auf, welches an der unteren Fläche 65 des
Hauptteils 63 befestigt ist, und umfaßt erste und zweite Kavitäten 69,
in dieser Ausführungsform
längliche
Kanäle,
welche als Verteiler wirken, die jeweils eines der Enden, in dieser Ausführung der
unteren Enden, der Zylinder 67 in den jeweiligen Reihen
von Zylindern 67 sowie erste und zweite Anschlüsse 71 in
Fluidverbindung mit entsprechenden der ersten und zweiten Kavitäten 69 verbinden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann
eine Dichtung zwischen dem unteren Teil 68 und dem Hauptteil 63 angeordnet
werden, um eine fluiddichte Abdichtung zu gewährleisten.
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Das
Halterungseinrichtungsmodul 61 weist weiterhin ein zweites
oberes Teil 73 auf, welches an der oberen Fläche 64 des
Hauptteils 63 befestigt ist und erste und zweite Reihen
von Öffnungen 75 aufweist,
welche den Reihen von Zylindern 67 in dem Hauptteil 63 entsprechen.
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Das
Halterungseinrichtungsmodul 61 weist weiterhin eine Mehrzahl
von Kolbeneinheiten 77 auf, die gleitbar in entsprechenden
Zylindern 67 angeordnet sind, so daß sie bei Aufbringen eines
hydraulischen Drucks in den jeweiligen Kavitäten 69 angetrieben
werden können.
In derselben Weise wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen
weist jeder Kolbenaufbau 77 einen Kolben 79 auf,
der eine ringförmige
Dichtung 81 aufweist, in diesem Fall einen O-Ring, und
der eine Dichtpassung in dem jeweiligen Zylinder 67 aufweist,
sowie einen Stab 83, der mit dem Kolben 79 verbunden
ist, wobei die Stäbe 83 bei
Einführen
eines hydraulischen Fluids in die Kavitäten 69 durch das obere
Teil 73 ausfahrbar sind. Wegen der Klarheit der Darstellung
sind nur zwei Kolbeneinheiten 77 dargestellt.
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Die 9–12 veranschaulichen
eine Halterungseinrichtung gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Halterungseinrichtung weist einen Halterungsblock 91, der
obere und untere, in dieser Ausführungsform
im wesentlichen parallele, Flächen 92, 93 aufweist,
wobei die obere Fläche 92 eine
Fläche definiert, über welcher
ein Werkstück
gehaltert bzw. unterstützt
werden soll, und wobei die untere Oberfläche 93 auf einer Plattform
gehaltert wird, die in einer festen Position sein kann oder die
vertikal bewegbar ist, um den Halterungsblock 91 anzuheben
oder abzusenken.
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Der
Halterungsblock 91 umfaßt eine Mehrzahl von Zylindern 97,
welche sich in dieser Ausführungsform
im wesentlichen senkrecht zu der oberen Fläche 94 erstrecken
und welche in ersten und zweiten parallelen Reihen angeordnet sind,
und erste und zweite Kavitäten 98,
die als Verteiler wirken und jeweils eines, in dieser Ausführungsform
das untere, der Enden der Zylinder 97 der jeweiligen ersten
und zweiten Reihen von Zylindern 97 miteinander verbinden.
Der Halterungsblock 91 weist weiterhin erste und zweite
Anschlüsse 99 in
Fluidverbindung mit entsprechenden der ersten und zweiten Verteilerkavitäten 98 auf,
wobei ein länglicher
Strömungskanal 100 sich
durch einen oberen Bereich desselben erstreckt und in Fluidverbindung
mit jedem der Zylinder 97 steht, und einen dritten Anschluß 101 in
Verbindung mit dem Strömungskanal 100.
Der dritte Anschluß 101 ist über eine
erste pneumatische Zufuhrleitung 102 mit einer ersten Pneumatikquelle
bzw. Pneumatikversorgung verbunden (nicht dargestellt).
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Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin eine Mehrzahl von Kolbenaufbauten 103 auf,
die in entsprechenden der Zylinder 97 angeordnet sind.
In dieser Ausführungsform
wird jeder Kolbenaufbau 103 in dem jeweiligen Zylinder 97 durch
eine C-Klammer gehalten. Wie in den 11 und 12 dargestellt, weist jeder
Kolbenaufbau 103 eine Kolbenhülse 104 auf, in dieser
Ausführungsform
ein längliches,
zylindrisches, rohrförmiges
Element, das an seinen Enden Öffnungen 105, 106 hat
und welches in enger Passung in dem jeweiligen Zylinder 97 liegt,
und weist eine Kolbeneinheit 107 auf, die gleitbar in der
Kolbenhülse 104 angeordnet
ist.
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Die
Kolbenhülse 104 enthält erste
und zweite ringförmige
Zylinderdichtungen 108 im Abstand voneinander, in dieser
Ausführungsform
O-Ringe, und zwar am oberen, äußeren Ende
desselben, um eine Dichtpassung mit dem jeweiligen Zylinder 97 aufrechtzuerhalten,
sowie eine ringförmige
Nut 109, die in Fluidverbindung mit dem Strömungskanal 100 steht.
Die Kolbenhülse 104 enthält weiterhin
erste und zweite Öffnungen 111 in
ihrer umlaufenden Wand, welche einen Fluidverbindungspfad zwischen dem
inneren Volumen derselben und der ringförmigen Nut 109 bereitstellen.
Die Kolbenhülse 104 enthält weiterhin
eine ringförmige
Kolbenstabdichtung in ihrer Innenfläche an derselben axialen Position
wie die erste Zylinderdichtung 108, um eine Dichtpassung
mit der Kolbeneinheit 107 aufrechtzuerhalten.
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Die
Kolbeneinheit 107 weist einen Kolben 115 auf,
der eine ringförmige
Kolbendichtung 117 enthält,
in dieser Ausführungsform
einen O-Ring, und der eine dichtende Passung in der jeweiligen Kolbenhülse 104 hat,
und weist einen Stab 119 auf, der mit dem Kolben 115 verbunden
ist, wobei der Stab 119 mit Dichtpassung in der Kolbenstabdichtung 112 liegt und
bei Einführen
eines hydraulischen Fluids in die jeweilige Verteilerkavität aus der
oberen Fläche 92 des
Halterungsblocks 91 ausfahrbar ist. Bei diesem Aufbau wird
innerhalb der Kolbenhülse 104 zwischen der
Kolbenstabdichtung 112 und der Kolbendichtung 117 eine
Kammer 121 definiert, wobei die Öffnungen 111 als Einlaß- oder
Auslaßanschlüsse dienen.
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Der
Halterungsblock 91 weist weiterhin eine Kolbenkavität 122 auf,
in dieser Ausführungsform eine
längliche
Kavität,
und einen Antriebskolben 123, der ringförmige Dichtungen 127,
in dieser Ausführungsform
O-Ringe, hat, und der in dichtender Passung in der Kolbenkavität 122 liegt.
Die Kolbenkavität 122 weist
erste und zweite Anschlüsse 128, 129 an ihren
entgegengesetzt liegenden Enden auf. Der Antriebskolben 123 ist
gleitbar in der Kolbenkavität 122 aufgenommen
und definiert ein Fluidreservoir 131, welches ein hydraulisches
Fluid enthält,
wobei das Volumen dieses Reservoirs 131 ausreichend ist,
um die Kolbeneinheiten 107 in ihrer vollständig ausgefahrenen
Position zu bewegen, wobei dieses Ausfahren ein vollständiges Füllen der
Verteilerkavitäten 98 und
der Kolbenhülsen 104 erfordert
und durch die Bewegung des Antriebs- bzw. Treiberkolbens 123 gesteuert
wird. Der erste Anschluß 128 der
Kolbenkavität 122 ist über eine
zweite pneumatische Versorgungsleitung 133 mit einer zweiten
Pneumatikversorgung (nicht dargestellt) verbunden.
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Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin eine Fluidversorgungsleitung 135 auf,
welche die Anschlüsse 99 der
Verteilerkavitäten 98 und
den zweiten Anschluß 129 der
Kolbenkavität 122 miteinander verbindet,
sowie eine Ventileinheit 136, welche erste und zweite Ventile 137, 139 aufweist,
und zwar in dieser Ausführungsform
ein zapfenbetätigtes,
durch eine Feder rückholbares
Ventil mit zwei Positionen und ein Ein-Wege-Ventil (Rückschlagventil),
die parallel zu der Fluidversorgungsleitung 135 geschaltet sind,
wobei der Zapfen des ersten Ventils 137 mit der ersten
pneumatischen Versorgungsleitung 102 verbunden ist und
das zweite Ventil 139 dafür ausgelegt ist, einen Strom
nur von dem Fluidreservoir 131 zu den Verteilerkavitäten 98 zuzulassen.
In der ersten Position des ersten Ventils 137 ist dieses
Ventil 137 geschlossen und eine Strömung ist nur über das Ein-Weg-Ventil 139 möglich. In
der zweiten Position des ersten Ventils 137 ist das Ventil 137 offen
und Fluid kann durch dieses hindurchfließen.
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Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin eine Steuerung (nicht dargestellt)
auf, um die Betriebsweise der ersten und zweiten Pneumatikversorgungen
zu steuern. Wenn die Halterungseinrichtung als Teil einer Maschine
vorgesehen ist, wie z. B. einer Siebdruckmaschine oder Bestückungsmaschine,
so kann die Steuerung so ausgestaltet sein, daß sie entweder in Verbindung
mit der Steuerung der Maschine arbeitet oder sie kann auch als Teil
der Steuerung der Maschine vorgesehen sein. In dieser Ausführungsform
ist die Steuerung eine programmierbare Steuerung, welche programmierte
Anweisungen ausführt, die
in einem Speicher gespeichert sind. In einer alternativen Ausführungsform
könnte
die Steuerung ein programmierter Computer sein.
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Die
Betriebsweise der Halterungseinrichtung wird nachstehend beschrieben.
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Wenn
die Kolbeneinheiten 107 in der abgesenkten Position sind,
so wird ein Werkstück 145 in einer
Position im Abstand über
der oberen Fläche 92 des
Halterungsblocks 91 fixiert bzw. befestigt. In dieser Ausführungsform
ist das Werkstück 145 eine
gedruckte Schaltkreisplatine 147, deren untere Fläche mit
elektronischen Bauteilen 149 bestückt ist.
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Wenn
die erste Pneumatikversorgung abgeschaltet ist und das erste Ventil 137 sich
in der ersten Position befindet, wird der Treiberkolben 123 durch Aufbringen
eines vorbestimmten Pneumatikdrucks durch die zweite pneumatische
Versorgungsleitung 133 angetrieben. Dieser pneumatische
Druck bewirkt, daß der
Treiberkolben 123 nach vorn bewegt wird und daß das hydraulische
Fluid in dem Reservoir 131 über das zweite Ventil 139 durch
die Fluidversorgungsleitung 135 und in die Verteilerkavitäten 98 und
die Kolbenhülsen 104 gedrückt wird.
Dieser Fluidstrom bewirkt, daß die
Kolben 115 der Kolbeneinheiten 107 in den jeweiligen
Kolbenhülsen 104 nach
oben getrieben werden, und dadurch bewirken, daß die Stäbe 119 der Kolbeneinheiten 107 aus
der oberen Fläche 92 des
Halterungsblocks 91 ausgefahren werden und sich der bestückten, gedruckten Schaltkreisplatine 147 annähern.
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Dieses
Antreiben der Kolbeneinheiten 107 und das Ausfahren der
Stäbe 119 setzt
sich fort, wenn einzelne Stäbe 119 mit
der unteren Fläche
der bestückten
gedruckten Schaltkreisplatine 147 in Kontakt treten. Wenn
einzelne Stäbe 119 mit
einem Bauteil 149 auf der unteren Fläche der gedruckten Schaltkreisplatine 147 in
Kontakt treten, so wird dieser eine Stab 119 nicht mehr
weiter ausgefahren, weil die Reaktion bzw. Reaktionskraft des Bauteils 149 auf
den Stab 119 derart ist, daß sie bewirkt, daß das Fluid
vorzugsweise in die Kolbenhülsen 104 strömt, welche
die anderen Kolbeneinheiten 107 aufnehmen, die sich frei
bewegen können
und die demnach dem Fluidstrom weniger Widerstand entgegensetzen.
Dieses Füllen
von ausgewählten
Kolbenhülsen 104 wird
fortgesetzt, während
jeder der Stäbe 119 mit einem
Bauteil 149 oder der unteren Fläche der gedruckten Schaltkreisplatine 147 in
Kontakt tritt, bis zu einem Punkt, an welchem alle Stäbe 119 mit
dem Werkstück 145 in
Kontakt stehen, wie es in 9 dargestellt
ist. An diesem Punkt steigt der Druck in den Verteilerkavitäten 98 schnell
an. Wenn der Druck in den Verteilerkavitäten 98 den vorbestimmten Druckwert
der ersten pneumatischen Versorgung erreicht, wird die Bewegung
des Treiberkolbens 123 beendet, da die Drücke, welche
auf die entgegengesetzt liegenden Treiberflächen des Treiberkolbens 123 wirken,
gleich sind. An diesem Punkt kann die erste Pneumatikversorgung
abgeschaltet werden, wobei ein Fluidstrom von den Verteilerkavitäten 98 durch
das zweite Ventil 139 verhindert wird.
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In
dieser vollständig
unterstützten
Position kann auf die obere Fläche
der gedruckten Schaltkreisplatine 147 eingewirkt werden,
beispielsweise durch einen Druckkopf einer Siebdruckmaschine oder
durch Anordnen weiterer Komponenten durch eine Bestückungsmaschine.
Wenn das Volumen des Fluids in den Kolbenhülsen 104 und den Verteilerkavitäten 98 festgelegt
bzw. konstant ist, verbiegt sich das Werkstück 145 nicht in Reaktion
auf das Aufbringen einer Kraft entlang der Reihe von Stäben 119 und
einer lokal auf das Werkstück 145 an
einem einzelnen Punkt aufgebrachten Kraft widersteht die Steifigkeit,
welche durch die viskose Strömung
zwischen den Kolbenhülsen 104 bereitgestellt
wird. Wenn die Halterungseinrichtung in einer Siebdruckmaschine verwendet
wird, können
die Reihen von Stäben 119 mit
dem Siebdruckkopf ausgerichtet werden, so daß die durch den Druckkopf entlang
der Linie bzw. Zeile der Lötpaste
aufgebrachte Kraft durch die Reihen von Stäben 119 aufgefangen
wird.
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Wenn
die Bearbeitung des Werkstücks 145 abgeschlossen
ist, wird unter dem Einfluß der
Steuerung ein pneumatischer Druck in die erste pneumatische Versorgungsleitung 102 eingeführt, wobei
dieser Druck das erste Ventil 137 in die zweite Position umschaltet
und dadurch zuläßt, daß Fluid
durch das erste Ventil 137 aus den Verteilerkavitäten 98 fließt, und
bewirkt, daß die
Kolbeneinheiten 107 nach unten in die zurückgezogene
Position zurückgetrieben
werden durch die Wirkung des pneumatischen Drucks, der in den Kammern 121 der
Kolbenaufbauten 103 wirkt. Wenn die Kolbeneinheiten 107 in
die zurückgezogene
Position getrieben bzw. gedrückt
werden, wird Fluid aus den Verteilerkavitäten 98 zu dem Reservoir 131 übertragen,
wobei diese Fluidüberführung bewirkt,
daß der
Treiberkolben 123 zurück
zu der Ausgangsposition bewegt wird. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer,
die ausreichend ist, um zu ermöglichen,
daß alle
Kolbeneinheiten 107 vollständig zurückgezogen worden sind, wird
der pneumatische Druck in der ersten pneumatischen Versorgungsleitung 102 weggenommen
bzw. entlastet, wodurch das erste Ventil 137 in seine erste
Position zurückkehren kann.
Das Werkstück
kann dann entfernt werden und die Halterungseinrichtung kann erneut
in Betrieb genommen werden, um ein weiteres Werkstück 145 aufzunehmen.
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13 veranschaulicht schematisch
eine Halterungseinrichtung gemäß einer
siebten Ausführungsform
der Erfindung.
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Die
Halterungseinrichtung dieser Ausführungsform ist derjenigen der
oben beschriebenen sechsten Ausführungsform
sehr ähnlich
und demnach werden zur Vermeidung einer unnötigen Wiederholung der Beschreibung
nur die Unterschiede im einzelnen beschrieben, wobei gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Diese Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform
in der Art und Weise, auf welche die Kolbeneinheiten 107 in
die zurückgezogene
Position zurückgebracht
werden.
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Gegenüber der
oben beschriebenen sechsten Ausführungsform
unterscheidet sich diese Ausführungsform
dadurch, daß der
Halterungsblock 91 weiterhin eine zweite Kolbenkavität 152 aufweist,
in diesem Fall eine längliche
Kavität,
und einen zweiten Antriebskolben 53, welcher ringförmige Dichtungen 157 umfaßt, in der
vorliegenden Ausführungsform O-Ringe,
und sich in dichtender Passung in der zweiten Kolbenkavität 152 befindet.
Die zweite Kolbenkavität 152 enthält erste
und zweite Anschlüsse 158, 159 an
ihren entgegengesetzten Enden. Der zweite Treiberkolben 153 ist
gleitbar in der Kolbenkavität 152 angeordnet
und definiert ein zweites Fluidreservoir 161, welches ein
hydraulisches Fluid enthält,
wobei das Volumen dieses Reservoirs 161 ausreichend ist,
um in der Lage zu sein, die Kolbeneinheiten 107 in die
vollständig
zurückgezogene
Position zu fahren, wobei dieses Zurückziehen ein vollständiges Füllen der
Rückholkammern 121 in
den Kolbenaufbauten 103 erfordert und durch die Bewegung
der zweiten Kolbentreiber 153 gesteuert wird.
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Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich weiterhin gegenüber der oben beschriebenen
sechsten Ausführungsform
dadurch, daß die
erste pneumatische Versorgungsleitung 102 nicht mit dem
Führungszapfen
des ersten Ventils 137 verbunden ist und der Anschluß 101 in
Verbindung mit dem Strömungskanal 100 steht,
sondern stattdessen mit dem Führungszapfen
des ersten Ventils 137 und dem ersten Anschluß 158 der
zweiten Kolbenkavität 152.
-
Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich weiterhin von der oben beschriebenen sechsten
Ausführungsform
dadurch, daß sie
eine zweite Fluidversorgungsleitung 163 enthält, welche
den zweiten Anschluß 159 der
zweiten Kolbenkavität 152 mit
dem Anschluß 101 des
Strömungskanals 100 verbindet.
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Die
Betriebsweise dieser Halterungseinrichtung ist im wesentlichen dieselbe
wie die der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform, statt daß jedoch
die Kolbeneinheiten 107 durch das Zuführen des zweiten pneumatischen
Drucks direkt in die Rückholkammern 151 in
den Kolbenaufbauten 103 erfolgt, und der zweite pneumatische
Druck auf den zweiten Treiberkolben 153 wirkt, um Fluid
aus dem zweiten Fluidreservoir 161 in die Rückholkammern 121 in
die Kolbenaufbauten 103 zu drücken.
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14 zeigt eine Halterungseinrichtung
gemäß einer
achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Halterungseinrichtung weist einen Halterungsblock 191 auf,
der obere und untere, in diesem Fall im wesentlichen parallele,
Flächen 192, 193 hat, wobei
die obere Fläche 192 eine
Oberfläche
definiert, über
welcher ein Werkstück
gehaltert werden soll, und die untere Oberfläche 193 auf einer
Plattform gehaltert und unterstützt
ist, die sich in einer festen Position befinden oder vertikal bewegt
werden kann, um den Halterungsblock 191 anzuheben oder
abzusenken.
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Der
Halterungsblock 191 enthält eine Mehrzahl von Bohrungen 197,
welche in dieser Ausführungsform
sich im wesentlichen senkrecht zu der oberen Fläche 192 desselben
erstrecken und welche in einer Mehrzahl paralleler Reihen angeordnet
sind, sowie eine Kavität 198,
die als ein Verteiler wirkt und bestimmte, in dieser Ausführungsform
die unteren, Enden der Bohrungen 197 verbindet. Der Halterungsblock 191 enthält weiterhin
einen Anschluß 199 in
Fluidverbindung mit der Verteilerkavität 198.
-
Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin eine Mehrzahl von Kolbenaufbauten 202 auf,
die in den jeweiligen Bohrungen 197 angeordnet sind. In dieser
Ausführungsform
wird jeder Kolbenaufbau 202 in der jeweiligen Bohrung 197 gehalten.
Jeder Kolbenaufbau 202 weist eine Kolbenhülse 203 auf,
in dieser Ausführungsform
ein zylindrisches, rohrförmiges
Element mit Öffnungen 204, 205 an
ihren Enden, und welche in Preßpassung
in der entsprechenden Bohrung 197 ist, sowie eine Kolbeneinheit 206,
die gleitbar innerhalb der Kolbenhülse 203 angeordnet ist.
-
Die
Kolbenhülse 203 weist
eine ringförmige Stabdichtung 212 auf,
in dieser Ausführungsform
einen O-Ring, und zwar an dem oberen, inneren Ende derselben, um
eine Dichtpassung mit der Kolbeneinheit 206 aufrechtzuerhalten.
-
Die
Kolbeneinheit 206 weist einen Stab 219 auf, der
sich in Dichtpassung in der Kolbenstabdichtung 212 bewegt
und der bei Einführen
von Fluid in die Verteilerkavität 198 von
der oberen Fläche 192 des
Halterungsblocks 191 ausstreckbar ist. Die Kolbenstange
bzw. der Kolbenstab 219 weist ein Stopteil 220 auf,
in diesem Fall eine C-Klammer, und zwar am unteren Ende derselben
bzw. desselben, um zu verhindern, daß der Kolbenstab 219 aus
der Kolbenhülse 203 herausgetrieben
wird beim Einführen
von Fluid in die Verteilerkavität 198.
-
Der
Halterungsblock 191 enthält weiterhin eine Kolbenkavität 222,
in dieser Ausführungsform eine
längliche
Kavität,
deren eines Ende geschlossen und deren anderes Ende offen ist, sowie
einen Treiberkolben 223, der eine ringförmige Dichtung 227,
in dieser Ausführungsform
einen O-Ring, aufweist, und der sich in Dichtpassung in der Kolbenkavität 222 befindet.
Die Kolbenkavität 222 enthält einen
Anschluß 229 an
ihrem geschlossenen Ende. Der Treiberkolben 223 ist in
der Kolbenkavität 222 gleitbar
angeordnet und definiert ein Fluidreservoir 231, welches
ein Hydraulikfluid enthält,
wobei das Volumen dieses Reservoirs 231 ausreichend ist,
um die Kolbenstangen bzw. -stäbe 219 in
ihre voll ausgefahrenen Positionen zu fahren, wobei dieses Ausfahren
ein vollständiges
Füllen
der Verteilerkavität 198 erfordert
und durch Bewegung des Treiberkolbens gesteuert wird.
-
Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin eine pneumatische Betätigung 232 auf,
welche einen Treiberstab 233 umfaßt, der mit dem Treiberkolben 223 verbunden
ist, um den Treiberkolben 223 bei Betätigung derselben anzutreiben.
In dieser Ausführungsform
weist die pneumatische Betätigung 232 erste
und zweite Anschlüsse 234, 235 auf,
die mit ersten bzw. zweiten pneumatischen Versorgungsleitungen 236, 237 verbunden
sind, wobei mit diesen pneumatischen Versorgungen bzw. -quellen
(nicht dargestellt) Verbindungen zum Ausfahren bzw. Zurückziehen
der Treiberstange 233 bestehen.
-
Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin eine Fluidversorgungsleitung 238 auf,
welche den Anschluß 199 der
Verteilerkavität 198 und
den Anschluß 229 der
Kolbenkavität 222 miteinander
verbindet, und weist eine Ventileinheit 239 auf, welche erste
und zweite Ventile 240, 241, und zwar in dieser Ausführungsform
ein zapfenbetätigtes,
durch Federkraft zurückbewegtes
Ventil mit zwei Positionen bzw. ein Rückschlagventil, auf, welche
in der Fluidversorgungsleitung 238 parallel angeordnet
sind, wobei der Zapfen des ersten Ventils 240 mit der zweiten
pneumatischen Versorgungsleitung 237 verbunden ist und das
zweite Ventil 241 dafür
ausgelegt ist, einen Strom nur von dem Reservoir 231 in
die Verteilerkavität 198 zuzulassen.
In der ersten Position des ersten Ventils 240 ist dieses
Ventil 240 geschlossen und eine Strömung ist nur über das
Ein-Wege-Ventil 241 (Rückschlagventil)
möglich.
In der zweiten Position des ersten Ventils 240 ist das
erste Ventil 240 offen und Fluid kann hindurchfließen.
-
Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin eine Steuerung (nicht dargestellt)
auf zum Steuern des Betriebs der ersten und zweiten Pneumatikversorgungen.
Wenn die Halterungseinrichtung als Teil einer Maschine bereitgestellt
wird, wie z. B. einer Siebdruckmaschine oder einer Bestückungsmaschine,
kann die Steuerung entweder so ausgestaltet sein, daß sie in
Verbindung oder Zusammenarbeit mit der Steuerung der Maschine arbeitet,
oder sie kann als Teil der Steuerung der Maschine vorgesehen sein.
In dieser Ausführungsform
ist die Steuerung eine programmierbare Steuerung, welche programmierte
Befehle, die in einem Speicher gespeichert sind, ausführt. In
einer alternativen Ausführungsform könnte die
Steuerung ein programmierter Computer sein.
-
Die
Betriebsweise der Halterungseinrichtung wird nachstehend beschrieben.
-
Wenn
sich die Kolbeneinheiten 206 in der abgesenkten, zurückgezogenen
Position befinden, wird ein Werkstück 245 in einer Position
im Abstand über
der oberen Fläche 192 des
Halterungsblocks 191 fixiert. In dieser Ausführung ist
das Werkstück 245 eine
gedruckte Schaltkreisplatine 247, deren untere Fläche mit
elektronischen Bauteilen 249 bestückt ist.
-
Wenn
die zweite pneumatische Versorgung abgeschaltet ist und das erste
Ventil 240 sich in der ersten Position befindet, wird der
Treiberkolben 223 durch Aufbringen eines vorbestimmten
pneumatischen Drucks auf die erste pneumatische Versorgungsleitung 236 angetrieben.
Dieser pneumatische Druck betätigt
den pneumatischen Betätiger 232 und bewirkt,
daß der
Treiberkolben 223 sich nach vorn bewegt und das Fluid in
dem Reservoir 231 durch das zweite Ventil 241 durch
die Fluidversorgungsleitung 238 und in die Verteilerkavität 198 gedrückt wird. Dieser
Fluidstrom bewirkt, daß die
Kolbeneinheiten 206 in den entsprechenden Kolbenhülsen 203 nach oben
getrieben werden und dadurch bewirken, daß die Stäbe 219 der Kolbeneinheiten 206 aus
der oberen Fläche 192 des
Halterungsblockes 191 ausgefahren werden und sich der bestückten, gedruckten Schaltkreisplatine 247 annähern.
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Das
Treiben der Kolbeneinheiten 206 und das Ausfahren der Stäbe 219 wird
fortgesetzt, während
einzelne Stäbe 219 mit
der unteren Fläche
der bestückten,
gedruckten Schaltkreisplatine 247 in Kontakt treten. Wenn
einzelne der Stäbe 219 mit
einer Komponente 249 an der unteren Oberfläche der gedruckten
Schaltkreisplatine 247 in Kontakt kommen, so wird der jeweilige
Stab 219 nicht weiter ausgefahren, weil die Reaktionskraft
der Komponente 249 auf den Stab 219 derart ist,
daß sie
bewirkt, daß andere
Kolbeneinheiten 206 sich (weiter) bewegen, die dem Fluidstrom
weniger Widerstand entgegensetzen. Dieses Füllen der Verteilerkavität 198 geht weiter,
während
ein Stab 219 nach dem anderen mit einer Komponente 249 oder
der unteren Fläche
der gedruckten Schaltkreisplatine 247 in Kontakt tritt,
bis zu einem Punkt, an welchem alle Stäbe 219 mit dem Werkstück 245 in
Kontakt stehen, wie es in 14 dargestellt
ist. An diesem Punkt steigt der Druck in der Verteilerkavität 198 schnell
an. Wenn der Druck in der Verteilerkavität 198 den vorbestimmten
Druck der ersten Pneumatikversorgung erreicht, hört die Bewegung des Treiberkolbens 223 auf,
weil die Drücke
auf den entgegengesetzt liegenden Treiberflächen des Treiberkolbens 223 gleich
sind. An die sem Punkt kann die erste pneumatische Versorgung abgeschaltet
werden, wobei ein Fluidstrom aus der Verteilerkavität 198 durch
das zweite Ventil 241 verhindert wird.
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In
dieser vollständig
unterstützten
Position kann auf die obere Fläche
des Werkstücks 245 eingewirkt
werden, beispielsweise durch einen Druckkopf einer Siebdruckmaschine
oder durch das Aufbringen weiterer Komponenten durch eine Bestückungsmaschine.
Wenn das Volumen des Fluids in der Verteilerkavität 198 festgehalten
wird bzw. konstant bleibt, verbiegt sich das Werkstück 245 in
Reaktion auf das Aufbringen einer Kraft entlang der Reihe von Stäben 219 nicht
und einer Kraft, die lokal auf das Werkstück 245 an einem einzelnen
Punkt aufgebracht wird, wird durch die Steifigkeit Widerstand entgegengesetzt,
welcher durch die viskose Strömung in
der Verteilerkavität 198 bereitgestellt
wird. Wenn die Halterungseinrichtung in einer Siebdruckmaschine
verwendet wird, kann die Reihe von Stäben 219 mit dem Siebdruckkopf
ausgerichtet werden, so daß die
durch den Druckkopf entlang der Linie oder Zeile der Lötpaste aufgebrachte
Kraft durch die Reihen von Stäben 219 einen
Widerstand erfährt.
-
Wenn
die Bearbeitung bzw. Verarbeitung des Werkstücks 245 abgeschlossen
ist, so wird unter dem Einfluß der
Steuerung ein pneumatischer Druck in der zweiten Pneumatikversorgungsleitung 237 eingeführt, wobei
dieser Druck das erste Ventil 240 in die zweite Position
umschaltet, und dadurch einen Fluidstrom durch das erste Ventil 240 aus
der Verteilerkavität 198 ermöglicht und
bewirkt, daß der
Treiberkolben 223 durch die pneumatische Betätigung 232 zurückgetrieben
wird, was einen Fluidstrom von der Verteilerkavität 198 in
das Reservoir 231 bewirkt und wiederum bewirkt, daß die Kolbeneinheiten 206 in
die zurückgezogenen
Positionen nach unten getrieben werden. Nach einer vorbestimmten
Zeitdauer, die ausreichend ist, um alle Kolbeneinheiten 206 vollständig zurückzuziehen,
wird der pneumatische Druck in der zweiten pneumatischen Versorgungsleitung 237 abgeschaltet
und erlaubt dadurch, daß das erste
Ventil 240 in seine erste Position zurückkehren kann. Das Werkstück 245 kann
dann entfernt werden und die Halterungseinrichtung kann dann erneut
in Betrieb genommen werden, um ein weiteres Werkstück 245 zu
haltern.
-
15 zeigt schematisch eine
Halterungseinrichtung gemäß einer
neunten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
-
Die
Halterungseinrichtung dieser Ausführungsform ist derjenigen der
oben beschriebenen achten Ausführungsform
sehr ähnlich
und demnach werden zur Vermeidung einer unnötigen Wiederholung der Beschreibung
nur die Unterschiede im einzelnen beschrieben, wobei gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Diese Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen achten Ausführungsform
in der Art und Weise der Verbindung zwischen der Verteilerkavität 198 und dem
Fluidreservoir 231.
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Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen achten Ausführungsform
dadurch, daß die
Ventileinheit 239 fortgelassen ist und daß die Verteilerkavität 231 direkt
mit dem Reservoir 231 verbunden ist. In dieser Ausführungsform ist
der Anschluß 199 an
die Verteilerkavität 198 in Form
einer Öffnung
zwischen der Verteilerkavität 198 und
dem Reservoir 231 bereitgestellt.
-
Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich weiterhin von der oben beschriebenen achten Ausführungsform
dadurch, daß die
pneumatische Betätigung 232 eine
Klammer 251 für
das Verriegeln der Position des Treiberstabs 233 und damit
des Treiberkolbens 223 aufweist, um das Volumen des Fluids
in der Verteilerkavität 198 festzulegen.
In dieser Ausführungsform
ist die Klammer 251 eine pneumatisch betätigte Klammer,
welche normalerweise die Treiberstange 233 verriegelt,
und welche beim Aufbringen eines pneumatischen Druckes gelöst wird.
Die Klammer 251 weist einen Anschluß 253 auf, der mit einer
dritten pneumatischen Versorgungsleitung 255 verbunden
ist, welche wiederum mit einer dritten Pneumatikversorgung (nicht
dargestellt) verbunden ist.
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Die
Betriebsweise dieser Halterungseinrichtung ist im wesentlichen dieselbe
wie die der oben beschriebenen achten Ausführungsform, jedoch ist, statt
daß der
Fluidstrom aus der Verteilerkavität 198 durch ein Rückschlagventil
verhindert wird, der Antriebskolben 223 physikalisch bzw.
körperlich
durch die Klammer 251 verriegelt, wobei die Klammer 251 durch
Betätigen
der dritten Pneumatikversorgung gelöst wird, wenn eine Bewegung
des Treiberkolbens 223 erforderlich ist.
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Die 16-21 zeigen ein Halterungseinrichtungsmodul 261 einer
Halterungseinrichtung gemäß einer
zehnten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In
dieser Ausführungsform
ist die Halterungseinrichtung aus einer Mehrzahl der Halterungseinrichtungsmodule 261 aufgebaut,
wobei die Anzahl der Halterungseinrichtungsmodule 261,
die jeweils verwendet werden, durch die Größe des jeweils zu halternden
Werkstücks
bestimmt wird.
-
Das
Halterungseinrichtungsmodul 261 weist einen Hauptteil 263 auf,
in dieser Ausführungsform einen
länglichen
Körper,
der obere und untere, in dieser Ausführungsform im wesentlichen
parallele, Oberflächen 264, 265 enthält. Der
Hauptteil 263 enthält
eine Mehrzahl von Zylindern 267, welche sich in dieser
Ausführungsform
im wesentlichen senkrecht zu der oberen Fläche 264 desselben
erstrecken und welche in ersten und zweiten parallelen Reihen und ersten
und zweiten Kavitäten 268 angeordnet
sind, die als Verteiler wirken und von den Enden der Zylinder 267 der
jeweiligen ersten und zweiten Reihen von Zylindern jeweils eines,
in diesem Fall die unteren, miteinander verbinden. Das Hauptteil 263 weist
weiterhin erste und zweite Anschlüsse in Fluidverbindung mit
entsprechenden der ersten und zweiten Verteilerkavitäten 268 auf.
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Das
Halterungseinrichtungsmodul 261 weist weiterhin einen Verbindungsblock 270 und
eine Ventileinheit 271 auf, die an der unteren Fläche 265 des Hauptteils 263 und
an entgegengesetzten Enden derselben befestigt sind, sowie eine
Fluidtreibereinheit 272, die in dieser Ausführungsform
als ein länglicher
Abschnitt ausgebildet ist, welcher sich zwischen dem Verbindungsblock 270 und
der Ventileinheit 271 erstreckt, und erste und zweite Befestigungsblöcke 273,
die an der unteren Fläche 265 des Hauptteils 263 an
Positionen zwischen dem Verbindungsblock 270 und der Ventileinheit 271 befestigt sind.
-
Das
Halterungseinrichtungsmodul 261 weist weiterhin ein oberes
Teil 273 auf, in dieser Ausführungsform eine Platte, welche
an der oberen Fläche 264 des
Hauptteils 263 befestigt ist und erste und zweite Reihen
von Öffnungen 265 umfaßt, welche den
Reihen von Zylindern 267 in dem Hauptteil 263 entsprechen.
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Das
Halterungseinrichtungsmodul 261 weist weiterhin eine Mehrzahl
von Kolbenaufbauten 282 auf, die in entsprechenden der
Zylinder 267 angeordnet sind. In dieser Ausführungsform
wird jeder Kolbenaufbau 282 in dem jeweiligen Zylinder 267 gehalten.
Jeder Kolbenaufbau 282 weist eine Kolbenhülse 283 auf,
in dieser Ausführungsform
ein zylindrisches, rohrförmiges
Element, welche Öffnungen 284, 285 an
ihren Enden hat und welche in Preßpassung in dem jeweiligen
Zylinder 267 sitzt, und eine Kolbeneinheit 186,
die gleitbar in der Kolbenhülse 283 angeordnet
ist.
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Die
Kolbenhülse 283 weist
eine ringförmige Stabdichtung 292 auf,
in diesem Fall einen O-Ring, und zwar an ihrem oberen, inneren Ende,
um eine Dichtpassung mit der Kolbeneinheit 226 aufrechtzuerhalten,
sowie eine ringförmige
zylindrische Dichtung 295, in dieser Ausführungsform
ein O-Ring, und zwar am unteren, äußeren Ende derselben, um eine Dichtpassung
mit dem entsprechenden Zylinder 267 aufrechtzuerhalten.
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Die
Kolbeneinheit 286 weist einen Stab 299 auf, der
in Dichtpassung in der Kolbenstabdichtung 292 angeordnet
ist und der von der oberen Fläche 264 des
Hauptteils 262 beim Einleiten von Hydraulikfluid in die
Verteilerkavitäten 268 ausgefahren
werden kann. Die Kolbenstange 299 weist ein Stopteil 301 auf,
in diesem Fall eine C-Klammer, und zwar am unteren Ende derselben,
um zu verhindern, daß der Stab
bzw. die Stange 299 aus der Kolbenhülse 283 herausgetrieben
wird, wenn Fluid in die Verteilerkavitäten 268 eingeleitet
wird.
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Die
Fluidtreibereinheit 272 weist eine Kolbenkavität 302 auf,
in dieser Ausführungsform
eine längliche
Kavität,
sowie einen Treiberkolben 303, der eine ringförmige Dichtung 307 aufweist,
in dieser Ausführung
einen O-Ring, und der sich in Dichtpassung in der Kolbenkavität 302 befindet.
Die Kolbenkavität 302 ist
an einem, nämlich
dem hinteren Ende, mit dem Verbindungsblock 270 verbunden
und an dem anderen, vorderen Ende mit der Ventileinheit 271.
Der Treiberkolben 303 ist gleitbar in der Kolbenkavität 302 angeordnet
und definiert ein Fluidreservoir 305, welches ein Hydraulikfluid
enthält,
wobei das Volumen dieses Reservoirs 305 ausreichend ist, um
in der Lage zu sein, die Kolbeneinheiten 282 in die voll
ausgefahrenen Positionen zu bringen, wobei das Ausfahren ein voll ständiges Füllen der
Verteilerkavitäten 268 und
der Zylinder 272 erfordert und durch die Bewegung des Treiberkolbens 303 gesteuert
wird.
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Wie
in den 20 und 21 dargestellt, weist die
Ventileinheit 271 ein Hauptteil 309 auf, in dieser Ausführungsform
ein länglicher
Körper,
welcher einen ersten Anschluß 311 an
einem Ende in abgedichteter Verbindung mit dem Fluidreservoir 305 hat,
und einen zweiten Anschluß 313 in
seiner umlaufenden Wand in dichter Verbindung mit den Verteilerkavitäten 268,
wobei eine Kolbeneinheit 315 gleitbar in dem Hauptteil 309 zwischen
einer ersten, offenen Position (wie sie in 20 dargestellt ist), in welcher ein Fluidverbindungspfad
zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen 311, 313 bereitgestellt
wird, und einer zweiten, geschlossenen Position (in 21 dargestellt), in welcher kein Fluidverbindungspfad
zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen 311, 313 bereitgestellt
wird, gleitend bewegbar angeordnet ist, und wobei eine Membrandichtung 316 das
Hauptteil 309 und die Kolbeneinheit 315 abgedichtet
verbindet, um einen Fluidstrom darüber hinaus zu verhindern. Die
Ventileinheit 271 weist weiterhin ein Vorspannelement 317 auf,
in dieser Ausführungsform
eine Druckfeder, welche die Kolbeneinheit 315 in die offene
Position vorspannt, und eine Einstellschraube 318, um eine
Einstellung der Vorspannkraft des Vorspannelements 317 zu
ermöglichen.
Ein Vorspannen des Vorspannelements 317 gewährleistet
in vorteilhafter Weise, daß,
wenn die Kraft, die erforderlich ist, um das Zusammendrücken des
Vorspannelements 317 zu beginnen, überschritten wurde, eine sehr
geringe Zusatzkraft erforderlich ist, um das Vorspannelement 317 zusammenzudrücken.
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Die
Kolbeneinheit 315 weist einen Kolben 319 auf,
der eine (hohle) Bohrung 320 aufweist, welche sich in axialer
Richtung durch den Kolben hindurch erstreckt, wobei ein Ende derselben
durch eine starre Kugel 322 abgedichtet ist, die in Preßpassung in
der Bohrung 320 sitzt, und das andere Ende durch eine Schraube 323 verschlossen
ist, welche die flexible Membran 316 festhält. Der
Kolben 319 enthält erste,
zweite und dritte Gruppen von Querbohrungen 324, 326 und 328,
die einen Fluidpfad durch die Bohrung 320 des Kolbens 317 in
die Verteilerkavitäten 268 erlaubt.
Die Kolbeneinheit 315 umfaßt weiterhin eine ringförmige Kolbendichtung 329,
in dieser Ausführungsform
einen O-Ring, und
zwar an der Außenoberfläche an einem
Ende des Kolbens 319, um eine Dichtung zwischen der Kolbeneinheit 315 und
dem Hauptteil 309 bereitzustellen, wenn die Kolbeneinheit 315 sich
in der geschlossenen Position befindet. In dieser Ausführungsform
steht die Kolbendichtung 329 mit einer einwärts etwas
geneigten Oberfläche des
Hauptteils 309 in Eingriff, um eine besonders gute bzw.
dichte Abdichtung bereitzustellen und um einen Abschluß der Verteilerkavitäten 268 so
lange sicherzustellen, wie die Pneumatikversorgung zu dem Treiberkolben 319 aufrechterhalten
wird.
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Die
Halterungseinrichtung weist weiterhin eine Steuerung (nicht dargestellt)
auf, um die Arbeitsweise der Pneumatikversorgung und der Vakuumquelle
zu steuern. Wenn die Halterungseinrichtung als Teil einer Maschine,
wie z. B. einer Siebdruckmaschine oder einer Bestückungsmaschine,
vorgese hen ist, kann die Steuerung entweder so ausgestaltet sein,
daß sie
in Verbindung oder Zusammenarbeit mit der Steuerung der Maschine
arbeitet, oder sie kann als Teil der Steuerung der Maschine bereitgestellt werden.
In dieser Ausführungsform
ist die Steuerung eine programmierbare Steuerung, welche programmierte
Anweisungen, die in einem Speicher gespeichert sind, ausführt. In
einer alternativen Ausführungsform
könnte
die Steuerung ein programmierter Computer sein.
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Die
Arbeitsweise der Halterungseinrichtung wird nachstehend beschrieben.
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Wenn
die Kolbeneinheiten 286 sich in der abgesenkten Position
befinden, wird ein Werkstück (nicht
dargestellt) an einer Position im Abstand oberhalb der Halterungseinrichtung
fixiert. Typischerweise kann das Werkstück eine gedruckte Schaltkreisplatine
sein, deren untere Fläche
mit elektronischen Bauteilen bestückt ist.
-
Die
Pneumatikversorgung wird dann betätigt, um den Treiberkolben 303 nach
vorn zu treiben, wobei diese Bewegung des Treiberkolbens 303 bewirkt,
daß Fluid
in dem Reservoir 305 durch die erste Gruppe von Öffnungen 324 in
dem Kolben 319 hindurch, in den hohlen Körper 320 des
Kolbens 319 hinein, durch die zweite Gruppe von Öffnungen 326 in dem
Kolben 319 hindurch und in die Verteilerkavitäten 268 strömt. Dieser
Fluidstrom bewirkt, daß die Kolbeneinheiten 286 in
den jeweiligen Kolbenhülsen 283 nach
oben gedrückt
bzw. getrieben werden, und bewirkt dadurch, daß die Stäbe 299 der Kolbeneinheiten 286 ausgefahren
werden und sich dem Werkstück
annähern.
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Dieses
Treiben der Kolbeneinheiten 286 und Ausfahren der Stäbe 289 wird
fortgesetzt, während ein
Stab 299 nach dem anderen mit der unteren Fläche des
Werkstücks
in Eingriff tritt. Wenn einzelne der Stäbe 299 mit der unteren
Fläche
des Werkstücks
in Eingriff getreten sind, wird die jeweilige Stange bzw. der jeweilige
Stab 299 nicht weiter ausgefahren, weil die Reaktion des
Werkstücks
auf den Stab 299 derart ist, daß sie bewirkt, daß die anderen Kolbeneinheiten 286 bewegt
werden, welche dem Fluidstrom einen geringeren Widerstand entgegensetzen.
Dieses Füllen
der Verteilerkavitäten 268 wird fortgesetzt,
während
die jeweiligen Stangen 299 mit der unteren Fläche des
Werkstücks
in Kontakt treten, bis zu einem Punkt, an welchem alle Stäbe 299 in Kontakt
mit dem Werkstück
sind. An diesem Punkt steigt der Druck in den Verteilerkavitäten 268 und dem
Reservoir 305 schnell an. Wenn der Druck einen vorbestimmten
Wert erreicht hat, der ausreichend ist, um die Vorspannkraft des
Vorspannelements 317 zu überwinden, wobei das Fluid
auf das eine Ende des Kolbens 319 und durch die dritte
Gruppe von Öffnungen 328 auf
die flexible Membran 316 wirkt, wird die Kolbeneinheit 315 in
die geschlossene Position bewegt und schließt dadurch den Fluidverbindungspfad zwischen
dem Reservoir 305 und den Verteilerkavitäten 268 und
setzt damit das Volumen des Fluids in den Verteilerkavitäten 268 fest,
so daß der
Fluiddruck, der auf die Stäbe 250 aufgebracht
wird, um sie anzuheben, durch die durch die Feder 240 aufgebrachte
Kraft begrenzt wird, die wiederum durch Auswahl einer geeigneten
Feder und durch Einstellung der Schraube 250 eingestellt
werden kann.
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In
dieser voll unterstützten
Position kann auf die Oberfläche
des Werkstücks
eingewirkt werden, wie z. B. durch einen Druckkopf einer Siebdruckmaschine
oder durch das Aufbringen weiterer Bauteile durch eine Bestückungsmaschine.
Wenn das Volumen an Fluid in den Verteilerkavitäten 268 fest bzw. konstant
ist, verbiegt sich das Werkstück
nicht in Reaktion auf das Aufbringen einer Kraft entlang jeder Reihe
von Stäben 299,
und einer lokal auf das Werkstück
an einem einzelnen Punkt aufgebrachten Kraft wird durch die Steifigkeit,
welche durch die viskose Strömung
in den Verteilerkavitäten 268 gewährleistet wird,
ein Widerstand entgegengesetzt. Soweit die Halterungseinrichtung
in einer Siebdruckmaschine verwendet wird, können die Reihen von Stäben 299 mit
dem Siebdruckkopf ausgerichtet werden, so daß die durch den Druckkopf entlang
der Linie bzw. Zeile der Lötpaste
aufgebrachte Kraft durch die Reihen von Stäben 299 einen Widerstand
findet.
-
Wenn
die Verarbeitung des Werkstücks
abgeschlossen ist, wird unter dem Einfluß der Steuerung die Pneumatikversorgung
abgeschaltet, was bewirkt, daß das
Vorspannelement 317 die Kolbeneinheit 315 wieder
in die offene Position bringt. Eine (nicht dargestellte) Vakuumquelle
wird dann an der Kolbenkavität 302 angelegt,
um den Treiberkolben 303 in die Ausgangsposition zurückzuziehen,
wobei diese Bewegung des Treiberkolbens 303 einen Fluidstrom
aus den Verteilerkavitäten 268 in
das Reservoir 305 bewirkt und wiederum bewirkt, daß die Kolbeneinheiten 286 nach
unten in die zurückgezogene
Position getrieben werden. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer, die
ausreichend ist, um zu ermöglichen, daß alle Kolbeneinheiten 286 vollständig zurückgezogen
werden, kann die Vakuumquelle wieder abgeschaltet werden. Das Werkstück kann
dann entfernt werden und die Halterungseinrichtung kann erneut in Betrieb
genommen werden, um ein weiteres Werkstück zu haltern.
-
Die 22–25 stellen
ein Halterungseinrichtungsmodul einer Halterungseinrichtung gemäß einer
elften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Die Befestigungs- bzw. Halterungseinrichtung
dieser Ausführungsform
ist der der oben beschriebenen zehnten Ausführungsform sehr ähnlich und
demnach werden zur Vermeidung einer unnötigen Wiederholung der Beschreibung
nur die Unterschiede im einzelnen beschrieben, wobei gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Diese Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen zehnten Ausführungsform
prinzipiell in dem Aufbau der Fluidtreibereinheit 272.
-
Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen zehnten Ausführungsform
dadurch, daß die
Fluidtreibereinheit 272 keinen Treiberkolben 303 enthält, sondern
stattdessen eine aufblasbare Blase oder Hülle 331, deren Innenvolumen
das Fluidreservoir 305 festlegt. In dieser Ausführungsform
ist die Blase 331 eine längliche Blase, die um eine
hohle Welle 333 herum in einer länglichen Vertiefung 335 in
dem Hauptteil 263 liegt. Die hohle Welle 333 enthält eine
Mehrzahl von Öffnungen 337 entlang
ihrer Länge
und definiert den Hauptstrompfad von dem Reservoir 305 zu
der Ventileinheit 271. Wie in 25 dargestellt, enthält die Kavität 235 eine Mehrzahl
von Kanälen oder
Nuten 339 in ihrer Oberfläche, die dazu dienen, an der
Blase bzw. Hülle 331 angelegten
Druck oder Vakuum zu kanalisieren.
-
Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich auch dadurch, daß die Ventileinheit 271 ein
Strömungssteuerelement 341 aufweist,
um den Fluidstrom von dem Reservoir 305 durch die Ventileinheit 271 zu
steuern, in entgegengesetzter Richtung jedoch eine im wesentlichen
unbehinderte Strömung zuläßt. In dieser
Ausführungsform
weist das Strömungssteuerelement 341 einen
Ring aus einem federnd nachgiebigen Material auf, der derart montiert ist,
daß eine
Strömung
von dem Reservoir 305 nur durch die zentrale Öffnung hindurch
verläuft
und eine Strömung
in das Reservoir 305 durch die zentrale Öffnung und
deren Umgebung verläuft,
wobei die Umgebung durch den Fluidstrom in das Reservoir weggedrückt bzw.
-gebogen wird.
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Die
Arbeitsweise dieser Halterungseinrichtung ist im wesentlichen dieselbe
wie die der oben beschriebenen zehnten Ausführungsform, jedoch wird anstatt
des durch einen Treiberkolben bewirkten bzw. getriebenen Fluidstroms
der Fluidstrom durch das Zusammendrücken oder Aufweiten der Blase 331 bewirkt.
-
Es
versteht sich schlußendlich,
daß die
vorliegende Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde
und auf viele verschiedene Arten modifiziert werden kann, ohne vom Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert
wird.