EP1716976A2

EP1716976A2 - Haltevorrichtung für zu bearbeitende Werkstücke sowie Vakuumspannsystem mit einer derartigen Haltevorrichtung

Info

Publication number: EP1716976A2
Application number: EP06002519A
Authority: EP
Inventors: Denis Lorber; Jochen Stolz; Heinz Vogel
Original assignee: Reich Spezialmaschinen GmbH
Current assignee: Holz Her GmbH
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2026-02-08
Also published as: ES2361093T3; DE102005020801A1; ATE504396T1; EP1716976A3; DE502006009235D1; EP1716976B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung (10) für zu bearbeitende Werkstücke mit einem Saugteil (16), das auf eine Auflagebasis, die über ein magnetisch öffnenbares Absperrventil einen Unterdruck bereitstellt, aufsetzbar ist und mit einer Werkstückauflage (90), an der das Werkstück fixierbar ist. Um die Haltevorrichtung (10) derart weiterzubilden, dass sie unter Aufrechterhaltung eines Unterdrucks von der Auflagebasis gelöst und an anderer Stelle wieder an der Auflagebasis festgelegt werden kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Haltevorrichtung (10) ein magnetisches oder magnetisierbares Steuerglied aufweist, das am Saugteil (16) zwischen einer Betriebsstellung und einer Außerbetriebsstellung hin und her bewegbar gehalten ist, wobei es in der Betriebsstellung einen geringeren Abstand zum Absperrventil aufweist als in der Außerbetriebsstellung. Außerdem wird ein Vakuumspannsystem mit einer derartigen Haltevorrichtung vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für zu bearbeitende Werkstücke, mit einem Saugteil, das auf eine Auflagebasis, die über ein magnetisch öffnenbares Absperrventil einen Unterdruck bereitstellt, aufsetzbar ist, und mit einer Werkstückauflage, an der das Werkstück fixierbar ist.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Vakuumspannsystem mit einer derartigen Haltevorrichtung sowie mit einer Auflagebasis, auf die die Haltevorrichtung aufsetzbar ist.
Derartige Haltevorrichtungen und Vakuumspannsysteme kommen insbesondere bei Holzbearbeitungsmaschinen zum Einsatz. Die Haltevorrichtung kann auf die Auflagebasis aufgesetzt werden, und mittels einer Haltekraft, die von dem von der Auflagebasis bereitgestellten Unterdruck hervorgerufen wird, kann das zu bearbeitende Werkstück an der Haltevorrichtung fixiert werden, so dass es anschließend bearbeitet werden kann.
Aus der DE 197 46 497 C2 ist eine Haltevorrichtung in Form eines Blocksaugers bekannt, der auf eine Auflagebasis in Form eines Spannbalkens aufgesetzt werden kann. Der Blocksauger kann vom Spannbalken mittels eines Unterdrucks angesaugt werden, der vom Spannbalken über ein Absperrventil bereitgestellt wird. Das Absperrventil umfasst einen magnetischen Ventilkörper, und am Blocksauger ist unterseitig eine ferromagnetische Platte angeordnet, so dass beim Aufsetzen des Blocksaugers auf den Spannbalken das Absperrventil aufgrund des magnetischen Zusammenwirkens von Ventilkörper und ferromagnetischer Platte selbsttätig öffnet, so dass der Blocksauger angesaugt wird. Der Blocksauger weist einen Strömungskanal auf, der sich von der Unterseite zu der Oberseite des Blocksaugers erstreckt und ein Drucksteuerventil aufnimmt. Das zu bearbeitende Werkstück kann auf die Oberseite des Blocksaugers aufgelegt werden, und durch Erhöhen des Unterdruckes, der vom Spannbalken bereitgestellt wird, kann das Drucksteuerventil geöffnet werden, so dass das Werkstück an die Oberseite des Blocksaugers angesaugt wird. Zur Festlegung eines zu bearbeitenden Werkstückes sind folglich zwei unterschiedliche Unterdrücke erforderlich. Ein erster Unterdruck dient zum Festlegen des Blocksaugers an der Auflagebasis, und ein zweiter Unterdruck, der größer ist als der erste Unterdruck, dient zum Festlegen des Werkstückes am Blocksauger. Soll das Werkstück wieder vom Blocksauger gelöst werden, so muss hierzu der Unterdruck wieder verringert werden, und zum Lösen des Blocksaugers von der Auflagebasis muss der Unterdruck vollständig abgebaut werden. Ein Lösen des Blocksaugers vom Spannbalken ist insbesondere dann erforderlich, wenn das zu bearbeitende Werkstück an verschiedenen Seitenflächen bearbeitet werden soll. Kommt als Werkstück beispielsweise ein Fensterrahmen zum Einsatz, so ist es häufig erforderlich, sowohl die Rahmeninnenseite als auch die Rahmenaußenseite zu bearbeiten. Dies macht es erforderlich, die Anordnung der Blocksauger zu ändern, wobei hierzu der bereitgestellte Unterdruck im Spannbalken vollständig abgebaut werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung sowie ein Vakuumspannsystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Haltevorrichtung unter Aufrechterhaltung eines Unterdruckes in der Auflagebasis von der Auflagebasis gelöst und an anderer Stelle wieder an der Auflagebasis festgelegt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Haltevorrichtung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Haltevorrichtung ein magnetisches oder magnetisierbares Steuerglied aufweist, das am Saugteil zwischen einer Betriebsstellung und einer Außerbetriebsstellung hin und her bewegbar gehalten ist, wobei es in der Betriebsstellung einen geringeren Abstand zum Absperrventil aufweist als in der Außerbetriebsstellung.
In die Erfindung fließt der Gedanke mit ein, dass die Haltevorrichtung durch Einsatz eines magnetischen oder magnetisierbaren Steuergliedes unter Aufrechterhaltung eines Unterdruckes in der Auflagebasis jederzeit von dieser gelöst und an anderer Stelle wieder an dieser festgelegt werden kann, sofern das Steuerglied zwischen einer Betriebsstellung und einer Außerbetriebsstellung hin und her bewegbar ist, wobei es in der Betriebsstellung einen geringeren Abstand zum Absperrventil der Auflagebasis aufweist als in der Außerbetriebsstellung. Durch Änderung des Abstandes des Steuergliedes kann nämlich das magnetische Absperrventil der Auflagebasis betätigt werden. Dies gibt die Möglichkeit, in der Auflagebasis permanent einen Unterdruck bereitzustellen. Wird die Haltevorrichtung auf die Auflagebasis aufgesetzt, so nimmt das Steuerglied zunächst seine Außerbetriebsstellung ein, in der es einen beachtlichen Abstand zum magnetischen Absperrventil aufweist und folglich keine ausreichende Magnetkraft auf das Absperrventil einwirkt, um dieses zu öffnen. Hat die Haltevorrichtung die gewünschte Position auf der Auflagebasis eingenommen, so kann das Steuerglied in seine Betriebsstellung überführt werden, in der es einen verhältnismäßig geringen Abstand zum Absperrventil aufweist, so dass dieses aufgrund der starken magnetischen Wechselwirkung mit dem Steuerglied selbsttätig öffnet und folglich das Saugteil der Haltevorrichtung mit Unterdruck beaufschlagt wird. Mittels des bereitgestellten Unterdruckes kann dann das zu bearbeitende Werkstück an der Werkstückauflage der Haltevorrichtung fixiert werden. Soll die Haltevorrichtung wieder von der Auflagebasis entfernt werden, so muss hierzu lediglich das Steuerglied in seine Außerbetriebsstellung überführt werden. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass nur noch eine sehr geringe magnetische Wechselwirkung zum Absperrventil vorliegt, so dass dieses selbsttätig seine Schließstellung einnimmt und folglich die Strömungsverbindung zwischen der Auflagebasis und dem Saugteil unterbrochen wird. Letzteres unterliegt damit nicht mehr der Wirkung des in der Auflagebasis herrschenden Unterdruckes, so dass die Haltevorrichtung unter Aufrechterhaltung eines Unterdruckes in der Auflagebasis von dieser getrennt werden kann.
Um eine möglichst wirkungsvolle magnetische Wechselwirkung zwischen dem Steuerglied und dem magnetischen Absperrventil sicherzustellen, ist es von Vorteil, wenn das Steuerglied mindestens einen Permanentmagneten umfasst. Günstig ist es, wenn das Steuerglied mehrere, vorzugsweise in Reihe hintereinander angeordnete Permanentmagnete aufweist.
Die Bewegung des Steuergliedes kann derart erfolgen, dass dieses zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Stellung hin und her bewegbar ist. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn das Steuerglied verschwenkbar gehalten ist. Es kann somit zwischen seiner Betriebsstellung und seiner Außenbetriebsstellung hin und her geschwenkt werden. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn das Saugteil einen Schwenkhebel umfasst zum Verschwenken des Steuergliedes. Der Schwenkhebel ermöglicht eine besonders einfache Bedienung der Haltevorrichtung.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Saugteil einen Saugraum definiert, der in eine Unterseite des Saugteils einmündet und in dem das Steuerglied bewegbar gehalten ist. Vorzugsweise ist der Saugraum an der Unterseite des Saugteils von einem Dichtring umgeben. Wird die Haltevorrichtung auf die Auflagebasis aufgesetzt, so wird der Saugraum mit Unterdruck beaufschlagt, sobald das Steuerglied in seine Betriebsstellung überführt wird, da dann das Absperrventil der Auflagebasis öffnet und somit eine Strömungsverbindung besteht zwischen dem Strömungskanal der Auflagebasis und dem Saugraum.
Günstig ist es, wenn das Steuerglied an einer schwenkbar gelagerten Schwenkwelle gehalten ist, die den Saugraum durchgreift. Durch Verschwenken der Schwenkwelle kann das Steuerglied auf konstruktiv einfache Weise zwischen seiner Betriebsstellung und seiner Außerbetriebsstellung hin und her bewegt werden.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Haltevorrichtung eine Belüftungseinrichtung umfasst, über die der Saugraum in Abhängigkeit von der Stellung des Steuergliedes belüftbar ist. Dies gibt die Möglichkeit, den Saugraum zu belüften, sobald das Steuerglied seine Außerbetriebsstellung einnimmt. Ein an der Werkstückauflage angeordnetes Werkstück unterliegt damit nicht mehr dem in der Auflagebasis herrschenden Unterdruck und kann daher ohne weiteres von der Werkstückauflage getrennt werden.
Die Belüftungseinrichtung weist bei einer vorteilhaften Ausführungsform eine in die Schwenkwelle integrierte Belüftungsleitung auf, die in der Außerbetriebsstellung des Steuergliedes mit einer Belüftungsöffnung in Strömungsverbindung steht und die in der Betriebsstellung des Steuergliedes von der Belüftungsöffnung getrennt ist. Die Schwenkwelle dient bei einer derartigen Ausführungsform nicht nur der Halterung des Steuergliedes, sondern sie dient zusätzlich der Bereitstellung eines Strömungsweges, über den der Saugraum in der Außerbetriebsstellung des Steuergliedes belüftet werden kann.
Günstig ist es, wenn an der Belüftungsöffnung der Haltevorrichtung ein Sieb oder ein Filter angeordnet ist, denn dadurch ist sichergestellt, dass Bearbeitungsabfall, der bei der Bearbeitung des Werkstückes entsteht, beispielsweise Sägestaub, nicht über die Belüftungsöffnung und die Belüftungsleitung in den Saugraum gelangen kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Haltevorrichtung mittels einer manuell betätigbaren Fixiereinrichtung in Abhängigkeit von der Stellung des Steuergliedes an der Auflagebasis mechanisch fixierbar. Dies gibt die Möglichkeit, die Haltevorrichtung mittels der Fixiereinrichtung an der Auflagebasis festzulegen, noch bevor das Steuerglied seine Betriebsstellung einnimmt, in der das Absperrventil der Auflagebasis aufgrund der magnetischen Wechselwirkung mit dem Steuerglied seine geöffnete Stellung einnimmt. Hierzu ist es von Vorteil, wenn die Fixiereinrichtung in einer Zwischenstellung des Steuerglieds zwischen dessen Außerbetriebsstellung und dessen Betriebsstellung mit der Auflagebasis in Eingriff gelangt.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Steuerglied an einer verschwenkbar gelagerten Schwenkwelle gehalten ist, die einen Exzenter trägt zur Betätigung der Fixiereinrichtung. Durch manuelles Verschwenken des Steuerglieds kann mittels des Exzenters die Fixiereinrichtung betätigt werden beim Übergang des Steuerglieds von der Außerbetriebsstellung in die Betriebsstellung.
Die Fixiereinrichtung umfaßt vorzugsweise zwei Klemmhebel, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Saugteils verschwenkbar gelagert sind und die beim Übergang des Steuerglieds von der Außerbetriebsstellung in die Betriebsstellung in die einander zugewandte Richtung verschwenkbar sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Werkstückauflage in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerglieds zwischen einer abgesenkten und einer angehobenen Stellung hin und her bewegbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Werkstückauflage in der Außerbetriebsstellung des Steuerglieds eine abgesenkte Position und in der Betriebsstellung des Steuerglieds eine angehobene Position einnimmt.
Vorzugsweise ist die Werkstückauflage verschwenkbar am Saugteil gehalten, so dass es durch eine Schwenkbewegung zwischen seiner angehobenen Position und seiner abgesenkten Position hin und her bewegbar ist.
Von Vorteil ist es, wenn das Stellglied an einer verschwenkbar gelagerten Schwenkwelle gehalten ist, die einen Exzenter trägt zum Anheben und Absenken der Werkstückauflage. Dies gibt auf konstruktiv einfache Weise die Möglichkeit, die Werkstückauflage abzusenken, wenn das Stellglied ausgehend von seiner Betriebsstellung in seine Außerbetriebsstellung verschwenkt wird. Umgekehrt wird die Werkstückauflage angehoben, wenn das Stellglied von seiner Außerbetriebsstellung in seine Betriebsstellung zurück verschwenkt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung einen vom Saugraum ausgehenden und bis an eine Oberseite der Werkstückauflage sich erstreckenden Strömungskanal umfasst, so dass ein auf die Werkstückauflage aufgesetztes Werkstück aufgrund des einwirkenden Unterdruckes an die Werkstückauflage angesaugt wird. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung eine pneumatische Spanneinrichtung aufweist mit mindestens einer Spannbacke zum Fixieren des Werkstücks an der Werkstückauflage. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das zu bearbeitende Werkstück im Bereich der Werkstückauflage keine glatte oder ausreichend große Lagefläche aufweist und folglich nicht ohne weiteres angesaugt werden kann. Mittels der pneumatischen Spanneinrichtung kann das Werkstück an der Werkstückauflage fixiert werden, indem die Spannbacke mittels des von der Auflagebasis bereitgestellten Unterdrucks eine Spannkraft auf das Werkstück ausübt, so dass dieses zwischen der Spannbacke und der Werkstückauflage verspannt werden kann.
Von Vorteil ist es, wenn das Saugteil einen Saugraum definiert, der in die Unterseite des Saugteils einmündet und in dem ein Kolben verschiebbar gehalten ist, der an den Wänden des Saugraums dicht anliegt und der mit der mindestens einen Spannbacke mechanisch gekoppelt ist. Durch Beaufschlagung des Saugraums mit Unterdruck kann der Kolben in Richtung Auflagebasis bewegt werden, wobei die Bewegung des Kolbens auf die Spannbacke übertragen wird, die sich in Richtung der Werkstückauflage bewegt, so dass ein dazwischen angeordnetes Werkstück auf konstruktiv einfache Weise verspannt werden kann.
Die Bedienung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform dadurch vereinfacht, dass die mindestens eine Spannbacke entgegen der Wirkung einer elastischen Rückstellkraft pneumatisch in Richtung der Werkstückauflage absenkbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Spannbacke selbsttätig eine Ruhestellung einnimmt, in der sie einen vergrößerten Abstand zur Werkstückauflage aufweist, wenn der Kolben nicht mehr mit Unterdruck beaufschlagt wird. Hierzu kann die Strömungsverbindung zwischen dem Saugraum und dem Strömungskanal der Auflagebasis unterbrochen werden, indem das Steuerglied in seine Außerbetriebsstellung bewegt wird, so dass das Absperrventil der Auflagebasis seine Schließstellung einnimmt.
Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung nicht nur eine Haltevorrichtung für zu bearbeitende Werkstücke sondern auch ein Vakuumspannsystem mit einer Haltevorrichtung der voranstehend erläuterten Art. Das erfindungsgemäße Vakuumspannsystem umfasst zusätzlich zur Haltevorrichtung eine beispielsweise als Spannbalken ausgestaltete Auflagebasis, die eine Spannfläche aufweist, auf die die Haltevorrichtung aufsetzbar ist, sowie einen an eine Unterdruckquelle anschließbaren Strömungskanal, der in die Spannfläche einmündet und der Spannfläche benachbart ein Absperrventil aufnimmt, wobei das Absperrventil einen zumindest bereichsweise magnetischen oder magnetisierbaren Ventilkörper umfaßt. Durch Hin- und Herbewegen des Steuerglieds zwischen seiner Betriebsstellung und seiner Außerbetriebsstellung kann der Ventilkörper aufgrund der magnetischen Wechselwirkung mit dem Steuerglied auf einfache Weise zwischen seiner Schließstellung und seiner Offenstellung hin und her bewegt werden. Je nach Position des Steuerglieds ist somit der im Strömungskanal der Auflagebasis herrschende Unterdruck für die Haltevorrichtung wirksam oder unwirksam.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1:: eine schaubildliche Ansicht in Richtung auf eine Stirnseite einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;
Figur 2:: eine schaubildliche Ansicht in Richtung auf eine Rückseite der Haltevorrichtung aus Figur 1;
Figur 3:: eine Draufsicht auf die Haltevorrichtung aus Figur 1;
Figur 4:: eine Seitenansicht der auf eine Auflagebasis aufgesetzten Haltevorrichtung aus Figur 1;
Figur 5:: eine Schnittansicht längs der Linie 5-5 in Figur 3;
Figur 6:: eine Schnittansicht längs der Linie 6-6 in Figur 3; und
Figur 7:: eine Schnittansicht längs der Linie 7-7 in Figur 3.

In der Zeichnung ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegte Haltevorrichtung dargestellt, die zur Festlegung eines zu bearbeitenden Werkstücks auf eine Auflagebasis, wie sie in Figur 4 gestrichelt in Form eines Spannbalkens 12 dargestellt ist, aufgesetzt werden kann. Haltevorrichtung 10 und Spannbalken 12 bilden in Kombination ein Vakuumspannsystem 14, das insbesondere bei Holzbearbeitungsmaschinen zum Einsatz kommt. Mittels des Vakuumspannsystems können beispielsweise Fensterrahmen an einem Auflagetisch der Bearbeitungsmaschinen festgelegt werden.
Die Haltevorrichtung 10 umfaßt ein haubenförmiges Saugteil 16, das eine Deckenwand 17 aufweist, von der einstückig eine Stirnwand 18, eine Rückwand 19 sowie eine erste und eine zweite Seitenwand 20 bzw. 21 in Richtung auf den Spannbalken 12 nach unten abstehen. Das Saugteil 16 umgibt einen Saugraum 23, der in eine Unterseite 24 des Saugteils 16 einmündet und im Bereich der Unterseite 24 von einem Dichtring 25 umgeben ist, der in einer in die Unterseite 24 eingeformten Ringnut 26 angeordnet ist. Außenseitig ist an die Seitenwände 20 und 21 jeweils ein Schutzblech 28 bzw. 29 angeschraubt, wobei die Schutzbleche 28, 29 über die Unterseite 24 des Saugteils 16 nach unten vorstehen.
Die Deckenwand 17 des Saugteils 16 weist eine zentrale Durchgangsbohrung 31 auf, die von einer Außenhülse 33 durchgriffen wird, wobei die Außenhülse 33 einen Flansch 34 umfaßt, der oberseitig auf der Deckenwand 17 aufsitzt und mit dieser verschraubt ist.
Die Außenhülse 33 umgibt eine Innenhülse 36, die in der Außenhülse 33 verschiebbar gehalten und von einem Stößel 38 durchgriffen ist. Der Stößel 38 weist eine Durchgangsbohrung 39 auf und trägt an seinem unteren, der Unterseite 24 des Saugteils 16 zugewandten Ende einen Kolben 41, der im Saugraum 23 verschiebbar gehalten ist und unter Zwischenlage eines Dichtrings 42 innenseitig an der Stirnwand 18, der Rückwand 19 sowie den beiden Seitenwänden 20 und 21 dicht anliegt.
Oberseitig ist die Außenhülse 33 von einer Endkappe 44 umgriffen, von der seitlich eine Spannbacke 45 absteht. Die Endkappe 44 ist mit der Innenhülse 36 verschraubt, auf deren oberer Endfläche 46 die Endkappe 44 aufsitzt. Eine Verschiebebewegung des Kolbens 41 wird somit über den Stößel 38 und die Innenhülse 36 auf die Endkappe 44 und von dieser auf die Spannbacke 45 übertragen.
Die Durchgangsbohrung 39 des Stößels 38 nimmt eine Druckfeder 48 auf, die sich einerseits an einen in der Durchgangsbohrung 39 verschiebbar gehaltenen, dem Kolben 41 zugewandten Schiebestift 49 und andererseits an einem Endstift 50 abstützt, der in den der Endkappe 44 benachbarten Endbereich der Durchgangsbohrung 39 eingepreßt ist. Der Saugraum 23 des Saugteils 16 ist von einer Schwenkwelle 52 durchgriffen, die in entsprechenden Durchgangsbohrungen der Seitenwände 20 und 21 verschwenkbar gelagert ist und über die Seitenwände 20 und 21 nach außen vorsteht. An der Schwenkwelle 52 stützt sich der Schiebestift 49 ab. Innerhalb des Saugraums 23 trägt die Schwenkwelle 52 eine Magnethalterung 53, an der eine Vielzahl von in Reihe hintereinander angeordneter Permanentmagnete 54 gehalten sind. Wie nachstehend näher erläutert ist, bilden die Permanentmagnete 54 ein Steuerglied zum Öffnen und Schließen eines am Spannbalken 12 angeordneten Absperrventils.
In ihrem über die Stirnwand 18 nach außen vorstehenden Endbereich trägt die Schwenkwelle 52 einen Schwenkhebel 56, der drehfest mit der Schwenkwelle 52 verbunden ist. Mittels des Schwenkhebels 56 kann die Schwenkwelle 52 und mit dieser die an ihr gehaltenen Permanentmagnete 54 zwischen einer in den Figuren 5 und 6 dargestellten Betriebsstellung und einer um 90° verschwenkten Außerbetriebsstellung hin und her geschwenkt werden. In der Betriebsstellung sind die Permanentmagnete 54 der Unterseite 24 zugewandt, wohingegen sie in ihrer Außerbetriebsstellung der Seitenwand 21 zugewandt sind und somit einen größeren Abstand zur Unterseite 24 einnehmen.
In ihrem die Stirnwand 18 sowie den Schwenkhebel 56 durchgreifenden Endbereich weist die Schwenkwelle 52 eine Sackbohrung 58 auf, die von einem Stopfen 59 dicht verschlossen ist und in die im Bereich der Stirnwand 18 eine Querbohrung 60 einmündet. An die Sackbohrung 58 schließt sich innerhalb des Saugraums 23 eine quer verlaufende Endbohrung 61 an, über die die Sackbohrung 58 mit dem Saugraum 23 in Strömungsverbindung steht.
An die Schwenkwelle 52 schließt sich im Bereich der Stirnwand 18 in Richtung der Deckenwand 17 des Saugteils 16 ein Belüftungskanal 63 an, der in eine Belüftungsöffnung 64 einmündet, die von einem Filter 65 abgedeckt ist. Durch Verschwenken der Schwenkwelle 52 in die Außerbetriebsstellung der Permanentmagnete 54 kann die Querbohrung 60 fluchtend zum Belüftungskanal 63 ausgerichtet werden, so dass über den Belüftungskanal 63, die Querbohrung 60, die Sackbohrung 58 und die Endbohrung 61 eine Strömungsverbindung besteht zwischen der Belüftungsöffnung 64 und dem Saugraum 23. Dies ermöglicht es, den Saugraum 23 in der Außerbetriebsstellung der Permanentmagnete 54 zu belüften. In der Betriebsstellung der Permanentmagnete 54 ist dagegen die Strömungsverbindung zwischen dem Saugraum 23 und der Belüftungsöffnung 64 unterbrochen.
In ihrem der Rückwand 19 benachbarten Endbereich tragen die Seitenwände 20 und 21 jeweils einen verschwenkbaren, doppelarmigen Klemmhebel 67 bzw. 68. Diese sind jeweils an einem Schwenklager 69 bzw. 70 gehalten und umfassen jeweils einen ersten Hebelarm 71 bzw. 72 und einen zweiten Hebelarm 73 bzw. 74. Die zweiten Hebelarme 73, 74 sind hakenartig gekrümmt und in ihren freien Endbereichen einander zugewandt. Die ersten Hebelarme 71, 72 werden jeweils von einem Stellbolzen 76 bzw. 77 durchgriffen. Die Stellbolzen 76, 77 weisen ein kugeliges Ende auf, das in eine Schrägbohrung 79 bzw. 80 eintaucht, die sich innerhalb der Rückwand 19 ausgehend vom Bereich der Schwenkwelle 52 bis zu den Seitenwänden 20 bzw. 21 erstreckt. In Höhe der Schrägbohrungen 79, 80 trägt die Schwenkwelle 52 innerhalb der Rückwand 19 einen inneren Exzenter 82, und die Schrägbohrungen 79, 80 nehmen jeweils eine Vielzahl von in Reihe hintereinander angeordneter Stellkugeln 84 bzw. 85 auf, wobei jeweils eine innere Stellkugel 84 bzw. 85 am inneren Exzenter 82 anliegt. Wird die Schwenkwelle 52 ausgehend von der Außerbetriebsstellung der Permanentmagnete 54 in Richtung der Betriebsstellung der Permanentmagnete 54 verschwenkt, so werden die Stellkugeln 84 und 85 in einer Zwischenstellung der Schwenkwelle 52 mittels des inneren Exzenters 82 nach außen gedrückt, so dass die kugeligen Endbereiche der Stellbolzen 76 und 77, die mit den Stellkugeln 84 bzw. 85 mechanisch gekoppelt sind, in Richtung des freien Endes der jeweiligen Schrägbohrung 79 bzw. 80 gedrückt werden und folglich die mit den Stellbolzen 76 bzw. 77 gekoppelten Klemmhebel 67 und 68 eine Schwenkbewegung ausführen, bei der sich die beiden Hebelarme 73, 74 aufeinander zu bewegen.
Der innere Exzenter 82 ist einstückig mit einem über die Rückwand 19 nach aussen hervorstehenden äußeren Exzenter 87 verbunden. Dieser wirkt mit einer Werkstückauflage 90 zusammen, die einstückig mit einem Schwenkteil 91 verbunden ist, das U-förmig ausgebildet ist und mittels Schrauben um eine senkrecht zur Längsachse der Schwenkwelle 52 ausgerichtete Schwenkachse 92 verschwenkbar ist. Die Werkstückauflage 90 ist oberhalb der beiden Klemmhebel 67, 68 angeordnet und kann durch Verschwenken des äußeren Exzenters 87 um die Schwenkachse 92 zwischen einer abgesenkten Position und einer angehobenen Position hin und her bewegt werden.
Der in Figur 4 gestrichelt dargestellte Spannbalken 12 weist oberseitig eine Spannfläche 95 auf, auf die die Haltevorrichtung 10 aufgesetzt werden kann. Der Spannbalken 12 ist profilartig ausgebildet und umfaßt einen Strömungskanal 96, der in die Spannfläche 95 einmündet und an den eine Unterdruckquelle, beispielsweise eine Vakuumpumpe, angeschlossen werden kann. Der Spannfläche 95 benachbart nimmt der Strömungskanal 96 ein Absperrventil 97 auf mit einem magnetisierbaren oder magnetischen Ventilkörper 98. An seinen Längsseiten 99, 100 weist der Spannbalken 12 jeweils eine Längsnut 101 bzw. 102 auf.
Der Strömungskanal 96 des Spannbalkens 12 kann permanent mit Unterdruck beaufschlagt sein, da das magnetische Absperrventil 97, falls es nicht mit Permanentmagneten 54 einer Haltevorrichtung 10 in Wechselwirkung tritt, selbsttätig seine Schließstellung einnimmt. Soll ein zu bearbeitendes Werkstück fixiert werden, so kann die Haltevorrichtung 10 mit ihrer Unterseite 24 auf die Spannfläche 95 des Spannbalkens 12 aufgesetzt werden, wobei die Permanentmagnete 54 zunächst ihre in der Zeichnung nicht dargestellte Außerbetriebsstellung einnehmen. In dieser Außerbetriebsstellung sind die Permanentmagnete 54 der Seitenwand 21 zugewandt und weisen daher einen beachtlichen Abstand zum magnetischen Absperrventil 97 auf. Durch diesen Abstand ist sichergestellt, dass das Absperrventil 97 seine Schließstellung beibehält. Nachdem die Haltevorrichtung 10 vom Benutzer in der von ihm gewünschten Stellung am Spannbalken 12 positioniert wurde, kann mittels des Schwenkhebels 56 die Schwenkwelle 52 verschwenkt werden. Dies hat zum einen zur Folge, dass die Permanentmagnete 54 nach einer Schwenkbewegung von 90° ihre in den Figuren 4 und 5 dargestellte Betriebsstellung einnehmen, in der sie der Unterseite 24 des Saugteils 16 zugewandt sind und daher einen beträchtlich geringeren Abstand zum magnetischen Absperrventil 97 einnehmen als in ihrer Außerbetriebsstellung. Aufgrund des geringen Abstands wird der Ventilkörper 98 von den Permanentmagneten 54 in seine Offenstellung angehoben, so dass der Saugraum 23 mit Unterdruck beaufschlagt wird. Dies hat zur Folge, dass sich der Kolben 41 und mit diesem die Spannbacke 45 absenkt, so dass ein zwischen der Werkstückauflage 90 und der Spannbacke 45 positioniertes Werkstück verspannt wird.
Das Verschwenken der Schwenkwelle 52 hat zum anderen zur Folge, dass beim Übergang der Permanentmagnete 54 von ihrer Außerbetriebsstellung in ihre Betriebsstellung die Klemmhebel 67, 68 durch das Zusammenwirken des inneren Exzenters 82 mit den Stellkugeln 84, 85 und den Stellbolzen 76, 77 verschwenkt werden, so daß die freien Endbereiche der zweiten Hebelarme 72, 74 in die Längsnuten 101 bzw. 102 des Spannbalkens 12 eintauchen und dadurch die Haltevorrichtung 10 mechanisch am Spannbalken 12 festgelegt wird.
Soll nach einer Bearbeitung des zwischen dem Spannbacken 45 und der Werkstückauflage 90 verspannten Werkstücks die Haltevorrichtung 10 wieder vom Werkstück entfernt werden, so lassen sich hierzu die Permanentmagnete 54 mittels des Schwenkhebels 56 in ihre Außerbetriebsstellung zurück verschwenken, so dass der Ventilkörper 98 des magnetischen Absperrventils 97 aufgrund der stark verringerten magnetischen Wechselwirkung selbsttätig seine Schließstellung einnimmt. Das Verschwenken der Schwenkwelle 52 in die Außerbetriebsstellung der Permanentmagnete 54 hat außerdem zur Folge, dass der Saugraum 23 über die Belüftungsöffnung 64 belüftet wird und dass die Werkstückauflage 90 vom äußeren Exzenter 87 angehoben wird. Gleichzeitig nimmt die Spannbacke 45 eine angehobene Stellung ein aufgrund der Federbelastung durch die Druckfeder 48, unter deren Wirkung der Stößel 38 und mit diesem auch die Innenhülse 36, die Endkappe 44 mit daran gehaltener Spannbacke 45 sowie der Kolben 41 nach oben verschoben werden.
Das Verschwenken der Schwenkwelle 52 in die Außerbetriebsstellung der Permanentmagnete 54 hat darüber hinaus zur Folge, dass der innere Exzenter 82 die Stellkugeln 84, 85 freigibt, so dass die Klemmhebel 67, 68 nach außen verschwenkt werden können und folglich die zweiten Hebelarme 73, 74 die Längsnuten 101, 102 freigeben.
Somit kann die Haltevorrichtung 10, ohne dass der im Strömungskanal 96 herrschende Unterdruck verändert werden muß, vom Spannbalken 12 abgenommen und an anderer Stelle wieder mit dem Spannbalken 12 verbunden werden.

Claims

Haltevorrichtung für zu bearbeitende Werkstücke, mit einem Saugteil, das auf eine Auflagebasis, die über ein magnetisch öffnenbares Absperrventil einen Unterdruck bereitstellt, aufsetzbar ist, und mit einer Werkstückauflage, an der das Werkstück fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (10) ein magnetisches oder magnetisierbares Steuerglied (54) aufweist, das am Saugteil (16) zwischen einer Betriebsstellung und einer Außerbetriebsstellung hin und her bewegbar gehalten ist, wobei es in der Betriebsstellung einen geringeren Abstand zum Absperrventil (97) aufweist als in der Außerbetriebsstellung.
Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied mindestens einen Permanentmagneten (54) umfasst.
Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (54) verschwenkbar gehalten ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugteil (16) einen Schwenkhebel (56) aufweist zum Verschwenken des Steuerglieds (54).
Haltevorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugteil (16) einen Saugraum (23) definiert, der in eine Unterseite (24) des Saugteils (16) einmündet und in dem das Steuerglied (54) bewegbar gehalten ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (54) an einer verschwenkbar gelagerten Schwenkwelle (52) gehalten ist, die den Saugraum (23) durchgreift.
Haltevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (10) eine Belüftungseinrichtung umfasst, über die der Saugraum (23) in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerglieds (54) belüftbar ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungseinrichtung eine in die Schwenkwelle (52) integrierte Belüftungsleitung (58, 60, 61) aufweist, die in der Außerbetriebsstellung des Steuerglieds (54) mit einer Belüftungsöffnung (64) in Strömungsverbindung steht und die in der Betriebsstellung des Steuerglieds (54) von der Belüftungsöffnung (64) getrennt ist.
Haltevorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (10) mittels einer manuell betätigbaren Fixiereinrichtung (67, 68) in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerglieds (54) an der Auflagebasis (12) mechanisch fixierbar ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (54) an einer verschwenkbar gelagerten Schwenkwelle (52) gehalten ist, die einen Exzenter (82) trägt zur Betätigung der Fixiereinrichtung (67, 68).
Haltevorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung zwei Klemmhebel (67, 68) umfasst, die an einander gegenüberliegenden Seiten (20, 21) des Saugteils (16) verschwenkbar gelagert sind und die beim Übergang des Steuerglieds (54) von der Außerbetriebsstellung in die Betriebsstellung in die einander zugewandte Richtung verschwenkbar sind.
Haltevorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückauflage (90) in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerglieds (54) zwischen einer abgesenkten und einer angehobenen Position hin und her bewegbar ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückauflage verschwenkbar am Saugteil (16) gehalten ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (54) an einer verschwenkbar gelagerten Schwenkwelle (52) gehalten ist, die einen Exzenter (87) trägt zum Anheben und Absenken der Werkstückauflage (90).
Haltevorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (10) eine pneumatische Spanneinrichtung aufweist mit mindestens einer Spannbacke (45) zum Fixieren des Werkstücks an der Werkstückauflage (90).
Haltevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugteil (16) einen Saugraum (23) definiert, der in die Unterseite (23) des Saugteils (16) einmündet und in dem ein Kolben (41) verschiebbar gehalten ist, der an den Wänden des Saugraums (23) dicht anliegt und der mit der mindestens einen Spannbacke (45) mechanisch gekoppelt ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spannbacke (45) entgegen der Wirkung einer elastischen Rückstellkraft pneumatisch in Richtung der Werkstückauflage (90) absenkbar ist.
Vakuumspannsystem mit einer Haltevorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche und mit einer Auflagebasis (12), die eine Spannfläche (95) sowie einen Strömungskanal umfasst, wobei die Haltevorrichtung (10) auf die Spannfläche (95) aufsetzbar ist und der Strömungkanal (96) an eine Unterdruckquelle anschließbar ist, in die Spannfläche (95) einmündet und der Spannfläche (95) benachbart ein Absperrventil (97) aufnimmt, und wobei das Absperrventil (97) einen zumindest bereichsweise magnetischen oder magnetisierbaren Ventilkörper (98) umfasst.