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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Stützvorrichtung und genauer auf
sogenannte „Stifttische", die zum sicheren
Abstützen
eines Werkstücks
verwendet werden und zwar im Besonderen, aber nicht ausschließlich, für Platinen,
während
eine Bearbeitung, wie z. B. Siebdrucken oder Aufbringen von Lötpaste,
an ihnen verrichtet wird.
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Das
US Patent Nr. 5.157.438 und die Europäische Patentanmeldung Nr. 92300807.2,
veröffentlicht
als Nr. 0499386 A2, offenbaren beispielsweise solch einen Stifttisch.
Der Stifttisch hat als wesentliche Merkmale eine Gruppe von typischerweise
einigen hundert länglichen
Elementen (oder „Stiften") auf einer Grundplatte
montiert, die bezüglich
der Grundplatte zwischen einer abgesenkten und einer angehobenen
Position wahlweise und unabhängig
bewegbar sind. Auf diese Weise kann die Platine oder ein anderes
Werkstück
durch ausgewählt
angehobene Stifte an verschiedenen vorherbestimmten Orten gestützt werden,
um zu vermeiden, dass es unter der angelegten Kraft während der
Bearbeitung verzogen wird. Nachstehend wird auf einen Stifttisch,
der diese wesentlichen Merkmale aufweist, mit „Stützvorrichtung des beschriebenen
Typs" Bezug genommen.
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Die
Japanische Patentzusammenfassung
JP 07
022 794 beschreibt eine Stützvorrichtung mit vielen Stützstiften,
die gleichzeitig, durch das Anlegen von Druck am Sockel der Stifte,
angehoben werden. In ihren angehobenen Positionen wird Unterdruck durch
eine Bohrung im Stiftkörper
angelegt, um sie am Werkstück
zu halten. Die Stifte, die nicht anstießen oder auf eine unebene Fläche stießen, fallen
unter ihrem eigenen Gewicht, wenn der Druck an ihren Sockeln weggenommen
wird. Die Stifte, die an das Werkstück gehalten werden, bleiben
angehoben und bilden die Stützfläche, wobei
sie durch die Expansion eines elastischen Röhrenverbands, innerhalb des Gerätekörpers, gesichert
werden.
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US 5 157 438 beschreibt
eine Werkstückstützeinrichtung,
wobei eine Gruppe von länglichen
Elementen gleichzeitig angehoben werden und zwar durch eine Hubplatte,
die durch eine einzige Kolben/Zylinder Baugruppe betätigt wird.
Wahlweise werden die verlängerten,
länglichen
Elemente in ihren angehobenen Positionen mittels eines zu jedem länglichen
Element zugehörigen
Elektromagneten gesichert. Wenn die Hubplatte abgesenkt ist, bleiben, um
die Stützfläche auszubilden,
nur die länglichen Elemente
angehoben, welche durch den Elektromagneten gesichert sind.
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GB
2 322 089, veröffentlicht
am 20. August 1988 erfüllt
die geeigneten Anforderungen, um als Teil des relevanten Standes
der Technik, nur in der Frage der Neuheit, in Betracht gezogen zu
werden. Dabei wird eine Werkstückstützung offengelegt,
die eine Gruppe von Stangen aufweist, wobei jede an eine Kolben/Zylinder
Baugruppe gekoppelt ist und wobei die losen Enden der Stangen die
Stützfläche ausbilden.
Jeder Zylinder hat ein Steuerventil, das verschiedene Anschlüsse für Druckquellen
und eine Steuerkolben/Lippen-Dichtung hat. Einzelne Stangen werden
durch eine Reihe von Drucksteuerungssignalen an ihre entsprechenden
Steuerventile über ein
Netzwerk von miteinander verbundenen Durchgängen angehoben.
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Bislang
wurden, wie auch in den oben erwähnten
Dokumenten beschrieben, relativ komplexe Aufbauten verwendet, um
die ausgewählten
Stifte in ihre angehobenen Postitionen anzuheben und sie in diesen
zu halten. Der Leser wird für
Details solcher Aufbauten im Besonderen auf die obigen Dokumente verwiesen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Stützvorrichtung
des beschriebenen Typs bereitzustellen, die im Besonderen eine einfachere
Einrichtung zum wahlweisen Betätigen
der Stifte und zum Halten dieser, in ihren angehobenen Positionen,
hat.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung eines Stifttischs zum Stützen eines Werkstücks, während das
Werkstück
bearbeitet wird, wobei der Tisch eine Gruppe von vertikal angeordneten
länglichen
Stiften hat, die auf einer Grundplatte montiert sind, wobei jeder
der Stifte bezüglich
der Grundplatte zwischen einer abgesenkten und einer angehobenen
Positition wahlweise und unabhängig
bewegbar ist, wodurch das Werkstück,
durch ausgewählt
angehobene Stifte an verschiedenen vorherbestimmten Orten gestützt werden
kann, um zu vermeiden, dass es unter einer angelegten Kraft während der
obengenannten Bearbeitung verzogen wird, wobei die Stifte konstruktiv gebildet
sind durch die jeweiligen Kolbenstangen einer Vielzahl von fluidgetriebenen
Zylindern und wobei jeder Zylinder eine Steuerventilvorrichtung
mit einem Kolbenventil aufweist, das sich in der Grundplatte darunter
befindet und mit dem fluidgetriebenen Zylinder axial ausgerichtet
ist, den es steuert, wobei jede der Steuerventilvorrichtungen betreibbar
ist, um druckbeaufschlagtes Betriebsfluid zum zugehörigen Zylinder
für ein
Anheben des Kolbens zuzuführen und
zwar lediglich auf das Anlegen von zwei Steuersignalen nach dem
Prinzip eines UND-Glieds an die Steuerventilvorrichtung für diesen
Zylinder.
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Der
fluidgetriebene Zylinder ist bevorzugt ein Pneumatikzylinder der
durch Druckluft betätigt
wird.
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Auf
diese Weise wird eine Stützvorrichtung der Erfindung
eine Gruppe von Zylindern aufweisen, von denen jeder unabhängig und
wahlweise betätigbar
ist, um die gewünschte
Gruppe von angehobenen Stiften, zum Stützen eines Werkstücks während seiner
Bearbeitung, bereitzustellen. Die Zylinder können seperate, herkömmliche
Zylinder sein, die durch eine geeignete Einrichtung zusammen gesichert sind.
Bevorzugterweise sind die Zylinder jedoch zu einer einzigen Einheit
abgegrenzt oder in einer Anzahl von zusammen gesicherten Einheiten,
wobei die jeweiligen Ventileinrichtungen in die Einheit(en) integriert
sind, ebenso wie die erforderlichen druckbeaufschlagten Fluidzuführ- und
Auslassdurchgänge.
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Der
Vorteil dessen, zusammen mit anderen bevorzugten Merkmalen der Stützvorrichtung
der Erfindung, wird nun nur anhand eines Beispiels, mit Bezug auf
die beigefügten
Zeichnungen, im Detail beschrieben, in denen:
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1 eine räumliche Übersichtsdarstellung eines
Teils einer Stützvorrichtung,
gemäß der Erfindung
ist; und
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Die 2a bis 2f Seiten-Schnittdarstellungen sind,
welche die verschiedenen Schritte veranschaulichen, die an der Betätigung der
Zylinder/Kolbenventile der Vorrichtung, die in 1 dargestellt ist, beteiligt sind.
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Zuerst
auf 1 Bezug nehmend,
hat die Vorrichtung eine einheitliche Grundplatte 1, die
eine Vielfalt von, hier 960 (obwohl dies jede gewünschte Anzahl
sein könnte),
vertikalen Bohrungen, von denen jede einen oberen, zweifachwirkenden
Pneumatikzylinder und ein unteres Kolbenventil aufweist. Aufgrund
der Übersichtlichkeit
ist nur eine der vertikalen Bohrungen angegeben (in gestrichelten
Linien), dabei ist der obere Zylinder mit 2 und das untere Kolbenventil
mit 3 benannt. Der Zylinder 2 hat einen Kolben 4,
der gleitfähig
in ihm montiert ist, an den eine Kolbenstange 5 angeschlossen
ist. Die Kolbenstange 5 ist in einer eingezogenen oder
unteren Position dargestellt, wohingegen eine, mit 5' benannte, in
ihrer angehobenen oder oberen Position dargestellt ist.
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Die 2a bis 2f stellen, durch detaillierte Seiten-Schnittdarstellungen,
den Zylinder 2 und das Kolbenventil 3 von 1, detaillierter dar. Die 2a bis 2d veranschaulichen die Abfolge von Druckluftsignalen,
die an das Kolbenventil 3 angelegt werden, um die Kolbenstange 5 wahlweise
von seiner eingezogenen (oder unteren) Position in seine angehobene
(oder obere) Position anzuheben, wohingegen die 2e und 2f den
umgekehrten Vorgang veranschaulichen, d. h. den Einzug der Kolbenstange 5 von
seiner oberen in seine untere Position.
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Wie
den Beschriftungen aus den 2a bis 2f entnommen werden kann,
hat das obere Ende des Zylinders 2 einen oberen Drucklufteinlass 6,
an den Druckluft mit relativ niedrigem Druck konstant zugeleitet
wird. Diese Niederdruckluft dient dazu, den Kolben 4 in
seiner eingezogenen Position vorzubelasten, aber dies könnte ebenso,
auf die bekannte Art und Weise, durch die Verwendung einer Druckfeder, anstatt
mit Luftdruck, bewirkt werden.
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Der
Zylinder 2 hat auch einen unteren Drucklufteinlass 7,
an den, wie später
beschrieben wird, Druckluft mit relativ hohem Druck, über einen
Drucklufteinlass 8 des Kolbenventils 3, zugeleitet
wird, wenn es gewünscht
wird, dass die Kolbenstange 5 in ihre angehobene Position
angehoben wird.
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Das
Kolbenventil 3 wird durch zwei nacheinander angelegte Druckluftsignale
betätigt,
was wieder später
beschrieben wird, von denen eines, nämlich ein Hochdrucksignal,
durch einen Einlass 9 von Kolbenventil 3 angelegt
werden kann und das andere, nämlich
das Niederdrucksignal, durch einen Einlass 10 des Kolbenventils 3 angelegt
werden kann ist.
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Zuerst
auf 2a Bezug nehmend,
die mit „VORAUSWAHL" benannt ist, kann
man sehen, dass Niederdruckluft an Einlass 6 (NIEDERDRUCK
EIN) angelegt wird und dass Hochdruckluft an den Einlass 8 (HOCHDRUCK
EIN) angelegt wird. Das Hochdrucksignal an Einlass 9 ist „aus" (HOCHDRUCKSIGNAL
AUS), wohingegen das Niederdrucksignal an Einlass 10 „ein" (NIEDERDRUCKSIGNAL
EIN) ist. Dementsprechend ist der Steuerkolben 11, wie
in 2a dargestellt, in
seiner obersten Position vorbelastet, wobei die Zufuhr von Hochdruckluft
durch den Einlass 8 an den Einlass 7 von Zylinder 2 durch
eine Abdichtung 12 verhindert wird, die an den Steuerkolben
montiert ist, wobei die Zufuhr von Niederdruckluft durch den Einlass 6 den
Kolben 4 und folglich die Kolbenstange 5 in seiner
untersten Position vorbelastet.
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Nun
auf 2b Bezug nehmend,
wird das Niederdrucksignal, das an den Einlass 10 angelegt ist,
zuerst abgetrennt (NIEDERDRUCK AUS) und repräsentiert dabei das „Anlegen" eines ersten (negativen)
Betätigungssignals
für das
Kolbenventil 3. Das Anlegen dieses ersten Betätigungssignals
alleine wird jedoch nicht in irgendeiner Änderung der Position des Steuerkolbens 11 resultieren. 2c zeigt das Anlegen des
zweiten Betätigungssignals
an den Steuerkolben 3, nämlich das Anlegen des Hochdrucksignals
an den Einlass 9 (HOCHDRUCKSIGNAL EIN). Das Anlegen dieses
Hochdrucksignals bewirkt eine Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 11, wie
in 2c dargestellt, wobei
Hochdruckluft, die an Einlass 8 angelegt ist, um Abdichtung 12 umgeleitet strömt und mit
dem unteren Einlass 7 von Zylinder 2 in Verbindung
steht. Deshalb gibt es eine Netto-Aufwärtskraft, die auf den Kolben 4 wirkt,
der sich deshalb in seine oberste Position bewegt und daher bewegt
sich die Kolbenstange 5 in ihre angehobene Position (wie
Kolbenstange 5',
die in 1 dargestellt ist).
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Daraus
ist ersichtlich, dass es erforderlich ist, zwei Drucksignale oder
in anderen Worten einen UND-Befehl an das Kolbenventil 3 anzulegen,
um die Kolbenstange 5 anzuheben. Dieser Aufbau erleichtert
die Anordnung der verschiedenen Fluidzuführdurchgänge in der Grundplatte 1,
während
er es ermöglicht
jede gewünschte
Gruppe von angehobenen Kolbenstangen 5 zu bilden.
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Insbesondere
ist unter Bezugnahme auf 1 zu
erkennen, dass jede(r/s) Kolbenstange 5/Zylinder 2/Kolbenventil 3 eine
eindeutige Position in der Grundplatte 1 belegt, die durch
eine Reihen- und Spaltenkoordinate definiert werden kann. Zum Beispiel
könnte
dementsprechend ein gemeinsamer Fluidströmungsdurchgang in der Grundplatte 1 ausgebildet
werden, der die entsprechenden Einlässe 9 aller Kolbenventile 3 in
einer gegebenen Reihe miteinander verbindet, wobei es einen solchen
gemeinsamen Durchgang für
jede Reihe gibt. Die entsprechenden Fluidströmungsdurchgänge würden, wenn erforderlich, das
Hochdrucksignal an jedes Kolbenventil in einer Reihe fördern. Ebenfalls
könnten
entsprechende gemeinsame Durchgänge
in der Grundplatte 1 ausgebildet werden, welche die entsprechenden
Einlässe 10 aller
Kolbenventile in einer gegebenen Spalte miteinander verbinden, wobei
es einen solchen gemeinsamen Durchgang für jede Spalte gibt. 1 veranschaulicht einen
der gemeinsamen Durchgänge,
mit 9' benannt,
der die Einlässe 9 aller Kolbenventile 3 in
einer gegebenen Reihe miteinander verbindet und der eine Zuführöffnung 9'' hat, die auf einer Fläche der
Grundplatte 1 ausgebildet ist. Sie veranschaulicht auch
einen der gemeinsamen Durchgänge,
mit 10' benannt,
der die Einlässe 10 aller
Kolbenventile 3 in einer gegebenen Spalte miteinander verbindet
und der eine Zuführöffnung 10'' hat, die auf einer Fläche der
Grundplatte 1 ausgebildet ist. In dieser Anordnung ist
zu erkennen, dass ausgewählte
Kolbenstangen 5 in eine angehobene Position gebracht werden
können
und zwar durch nacheinander Anlegen des ersten und zweiten Signals
an die entsprechenden Reihen- und Spaltendurchgänge, unter Bezugnahme des Obigen,
mit Bezug auf die 2b und 2c. Zum Beispiel ist, um
nur die Kolbenstange 5, verbunden mit Zylinder 2/Ventil 3,
anzuheben, wie in 1 dargestellt,
das erste und zweite Signal nacheinander anzulegen und zwar jeweils über die Öffnung 9''/Durchgang 9' und die Öffnung 10''/Durchgang 10', usw. Das Anlegen
der Signale ist von einem herkömmlichen
Wegeventil zu kontrollieren, das in einer genauen Abfolge, von beispielsweise
einer programmierbaren Steuerung, betätigt wird, wobei die gewünschte Gruppe
von angehobenen Kolben 5 errichtet werden kann.
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Die
Grundplatte 1 kann ebenfalls mit einem gemeinsamen Fluiddurchgang
jeweils zum Zuführen der
Nieder- und Hochdruckluft zu jedem Zylinder 2 ausgebildet
werden und zwar wieder durch entsprechende Wegeventile.
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Unter
Bezugnahme auf 2d, wird
das Hochdrucksignal an Einlass 9 entfernt und das Niederdrucksignal
an Einlass 10 wieder eingesetzt, wenn die Kolbenstange 5 in
ihrer angehobenen Position ist. Jedoch wird die Kolbenstange 5,
mit der Hochdruckluftzufuhr nach wie vor an Einlass 8 präsent, in
ihrer angehobenen Position bleiben.
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2e veranschaulicht die Schritte,
die erforderlich sind, um jede Kolbenstange 5 einzuziehen, zum
Beispiel wo es gewünscht
ist nacheinander verschiede Gruppen von angehobenen Kolbenstangen zu
errichten. Demzufolge wird die Hockdruckluftzufuhr an den Einlass 8 entfernt
und der Einlass 8 an den Auslass angeschlossen, wobei das
Niederdrucksignal an Einlass 10 auch entfernt wird. Der
Kolben 4 wird sich deshalb zusammen mit seiner Kolbenstange 5,
unter dem Einfluss der Niederdruckluft, die an Einlass 6 zugeführt wird,
in seine eingezogene Position bewegen. Um eine neue Gruppe von angehobenen
Kolbenstangen 5 zu errichten werden die verschiedenen Druckluftzufuhren
und Signale in die „Vorauswahl"-Zustände
zurückversetzt,
die in 2f (die natürlich die
gleiche wie 2a ist)
dargestellt sind, wobei dann die Schritte, die mit Bezugnahme auf
die 2a und 2d beschrieben sind, in der
entsprechenden Art und Weise wiederholt werden können.