WO2013149865A1

WO2013149865A1 - Werkstück-saughalter sowie verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: WO2013149865A1
Application number: PCT/EP2013/056210
Authority: WO
Inventors: Thomas Wolf
Original assignee: Hummel-Formen Gmbh
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2013-10-10
Also published as: DE102012103028A1

Abstract

Werkstück-Saughalter (10) mit einer dem vom Saughalter zu erfassenden und zu haltenden Werkstück zuzukehrenden Frontseite (16), an welcher mindestens ein im Saughalter vorgesehener Saugkanal (22) zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen einem Werkstück und der Saughalter-Frontseite mündet, wobei die Saughalter-Frontseite eine Anlagefläche (16) für einen im Gebrauch des Saughalters mit Letzterem zusammenwirkenden Anlagebereich des zu haltenden Werkstücks bildet.

Description

WERKSTÜCK-SAUGHALTER

SOWIE VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG Die Erfindung betrifft einen Werkstück-Saughalter mit einer dem vom Saughalter zu erfassenden und zu haltenden Werkstück zuzukehrenden Frontseite, an welcher mindestens ein im Saughalter vorgesehener Saugkanal zur Erzeugung eines Unterdrucks (im Verhältnis zum Druck der umgebenden Atmosphäre, insbesondere zum Atmosphärendruck) zwischen einem Werkstück und der Saughalter-Frontseite mündet.

Mit derartigen Saughaltern werden Werkstücke oder Bauteile je nach Verwendungszweck erfasst, festgehalten, an einer gewünschten Stelle fixiert und/oder transportiert, wobei der Saughalter Bestandteil eines Handhabungsgeräts für das betreffende Werkstück/Bauteil, aber auch in ein Werkzeug integriert sein kann, in welchem das Werkstück bzw. Bauteil zum Beispiel hergestellt, bearbeitet, beispielsweise umgeformt, und/oder durch eine oder mehrere Komponenten ergänzt wird, wie dies insbesondere in einem Spritzgusswerkzeug der Fall ist, in welchem das Werkstück erzeugt oder an das Werkstück Material, insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff angespritzt wird. Besondere Bedeutung haben derartige Saughalter beim Handhaben und/oder Erfassen und/oder Positionieren von wenig formstabilen Werkstücken oder Bauteilen, insbesondere von sehr flexiblen oder biegeschlaffen Bauteilen aus einem Flachmaterial wie beispielsweise einem Stoff, einem Leder, einem Laminat oder einem sogenannten Organoblech im erwärmten Zustand (unter einem Organoblech versteht man ein Flachmaterial mit einer faserverstärkten Kunststoff-Matrix).

Alle herkömmlichen Werkstück-Halter oder -Greifer, seien es nun sogenannte Nadelgreifer oder andere rein mechanische Greifer, aber auch bekannte Saughalter der vorstehend definierten Art hinterlassen am Werkstück Verformungen wie Löcher, Erhebungen, Vertiefungen oder andere Veränderungen der Werkstück-Oberfläche und/oder ist es problematisch, mit einem solchen Greifer bzw. Halter ein nicht-formstabiles Werkstück innerhalb eines Hohlraums eines Werkzeugs, wie beispielsweise eines Spritzgusswerkzeugs, zu halten, ganz abgesehen davon, dass die herkömmlichen Greifer an die geometrische Gestalt der zu erfassenden Werkstücke gebunden sind.

Bei den typischen bekannten Werkstück-Saughaltern handelt es sich um tubusartige, insbesondere nach Art eines Faltenbalgs gestaltete Saughalter aus weichelastischen Kunststoffen, die wie ein Saugnapf wirken und an im biegeschlaffen Zustand gehaltenen Werkstücken beträchtliche Verformungen in Gestalt von Auswölbungen hinterlassen, was bis zum Aufreißen der Werkstück-Oberfläche führen kann. Bestehen die zu haltenden Werkstücke aus einem Laminat, einem Organoblech oder dergleichen, kann es auch dazu kommen, dass eine dünne Oberflächenschicht der Werkstücke am Saughalter haften bleibt und sich beim Freigeben des betreffenden Werkstücks durch den Saughalter vom Werkstück ablöst, besonders dann, wenn das Werkstück im erwärmten Zustand vom Saughalter ergriffen und gehalten wird .

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Werkstück-Saughalter der eingangs definierten Art vorzuschlagen, welcher die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist oder zumindest minimiert, und erfindungsgemäß lässt sich diese Aufgabe durch einen Saughalter mit folgenden Merkmalen lösen :

Die Saughalter-Frontseite bildet eine Anlagefläche für einen im Gebrauch des Saughalters mit Letzterem zusammenwirkenden Anlagebereich des zu halten- den Werkstücks, die Saughalter-Anlagefläche ist unter den beim Gebrauch des Saughalters auf die Anlagefläche einwirkenden Kräften formstabil, die Gestalt oder Topographie der Saughalter-Anlagefläche entspricht zumindest nahezu der gewünschten Gestalt bzw. Topographie des Werkstück-Anlagebereichs, und in die Saughalter-Anlagefläche mündet eine Vielzahl von in Abständen voneinander angeordneten Saugkanälen, deren Mündungs-Querschnittsfläche derart auf das Material des zu haltenden Werkstücks abgestimmt ist, dass dieses Material im Gebrauch des Saughalters zumindest nicht nennenswert in die Saugkanäle eindringt. Bei dem erfindungsgemäßen We rkstü ck- Sa ugh alter ist also dessen Frontseite so gestaltet, dass sie eine bis auf die Mündung der Saugkanäle nicht unterbrochene, zusammenhängende Anlagefläche bildet, gegen welche im Gebrauch des Saughalters ein Anlagebereich des zu haltenden Werkstücks flächig anliegt, was im Gegensatz steht zu den bekannten Saugnapf-artigen Saughaltern aber auch einem anders gestalteten Saughalter, gegen welchen das zu haltende Werkstück nur an diskreten Stellen und/oder Rippen des Saughalters anliegt. Ferner ist der erfindungsgemäße Saughalter so ausgebildet, dass die Saughalter-Anlagefläche nicht flexibel, sondern im Gebrauch des Saughalters steif, nämlich formstabil ist und sich damit anders verhält als beispielsweise eine Saughalter-Anlagefläche, welche von einem perforierten und verhältnismäßig dünnen Blech gebildet wird. Wie sich aus dem Folgenden noch ergibt, kann der erfindungsgemäße Saughalter ohne Weiteres so ausgebildet werden, dass die geometrische Gestalt, nämlich die Topographie der Saughalter- Anlagefläche nicht zu einer unerwünschten Verformung der Oberfläche des zu haltenden Werkstücks führt, nämlich dann, wenn die Topographie der Saughalter-Anlagefläche zumindest nahezu der gewünschten Gestalt und damit der Soll-Topographie des gegen die Saughalter-Anlagefläche anliegenden Ober- flächenbereichs des Werkstücks entspricht. Schließlich werden die in der Saughalter-Anlagefläche liegenden Mündungen der Saugkanäle so gestaltet und insbesondere so klein bemessen, dass im Gebrauch des Saughalters ein mit dessen Anlageflächen in Kontakt kommendes Material nicht oder zumindest nicht nennenswert in die Saugkanäle eindringen kann, selbst wenn sich dieses Material oder das zu haltende Werkstück in einem erwärmten Zustand befindet, in welchem das an der Werkstück-Oberfläche vorliegende Material weichplastisch oder gar zähflüssig ist; diese Bemessung der Saugkanal-Mündungen, aber auch die Formstabilität der Saughalter-Anlagefläche haben auch besondere Bedeutung in Fällen, in denen ein erfindungsgemäßer Saughalter in einem Spritzgusswerkzeug angeordnet und die Saughalter-Anlagefläche mit einem im Spritzgusswerkzeug verarbeiteten Material, wie einem thermoplastischen Kunststoff, beaufschlagt wird . Diese Formstabilität hat ferner zur Folge, dass die Saughalter-Anlagefläche in einem Umformwerkzeug auch den beim Umformen auftretenden Drücken widerstehen kann. Schließlich wird noch darauf hingewiesen, dass mit der Saughalter-Anlagefläche in Kontakt kommendes Material geringfügig in die Saugkanäle eintreten kann und darf, soweit dies nicht zu einer Verstopfung der Saugkanäle oder einer Beschädigung der Werkstück-Oberfläche oder zu mehr als Mikroverformungen der Werkstück- Oberfläche führt, wobei unter Mikroverformungen Verformungen einer solchen Größe zu verstehen sind, dass dadurch weder die Qualität der Werkstück- Oberfläche noch die Werkstück-Nutzung beeinträchtigt wird. Haben die in der Saughalter-Anlagefläche liegenden Mündungen der Saugkanäle eine zumindest annähernd kreisrunde Form, zeichnen sich bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Werkstück-Saughalters durch einen Mündungsdurchmesser aus, welcher im Bereich 0,1 bis 1,5 mm liegt; soll mit einem erfindungsgemäßen Saughalter ein Werkstück aus einem

Organoblech mit erwärmter Oberfläche erfasst und/oder gehalten werden, kann die Größe des Mündungsdurchmessers bis 0,5 mm betragen, soll der erfindungsgemäße Saughalter in einem Spritzgusswerkzeug verwendet und mit spritzgegossenem Material beaufschlagt werden, empfiehlt sich ein Mündungsdurchmesser von 0,2 bis 0,4 mm, besser noch von 0,2 bis 0,3 mm. Hieraus ergeben sich Mündungs-Querschnittsflächen gemäß den beigefügten Ansprüchen 2 bis 5, welche dann auch für Saugkanal-Mündungen mit einem nichtkreisrunden Querschnitt gelten.

Für einen erfindungsgemäßen Werkstück-Saughalter empfehlen sich je nach Anwendungsfall metallische Werkstoffe wie Stahl, Leichtmetall-Legierungen oder dergleichen, oder nicht-metallische Werkstoffe wie keramische Materialien und Kunststoffe.

Betont sei noch, dass sich mit erfindungsgemäßen Werkstück-Saughaltern vorkonfektionierte und vorgeformte Einlegematten, wie sie für Prepregs zum Einsatz kommen, in einem Werkzeug positionieren und fixieren lassen, in welchem die Matte in ein Matrixmaterial eingebettet oder in anderer Weise mit einem Matrixmaterial versehen wird, insbesondere mit einem oder mehreren Kunststoffen.

Ferner lässt sich ein erfindungsgemäßer Werkstück-Saughalter in einem Werk- zeug, insbesondere in einem Spritzgusswerkzeug, so unterbringen, dass sich das Werkzeug schließen lässt, während der Saughalter in Funktion ist.

Ein erfindungsgemäßer Werkstück-Saughalter lässt sich auch ohne Weiteres so gestalten und aus solchen Materialien herstellen, dass er gegenüber verhält- nismäßig hohen Temperaturen beständig und bei diesen auch noch funktionsfähig ist, vorzugsweise bei Temperaturen bis ca. 600 °C.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Saughalters bilden die Saugkanäle in der Saughalter-Anlagefläche mindestens ein zwei- dimensionales, regelmäßiges Muster (gegebenenfalls auch mehrere solche

Muster) von Saugkanal-Mündungen, wobei innerhalb eines solchen Musters die Abstände der Saugkanal-Mündungen voneinander vorzugsweise zumindest ungefähr gleich groß und insbesondere in der Größenordnung der Mündungsdurchmesser liegen, das heißt es ist von Vorteil, wenn die Abstände der Saug- kanal-Mündungen voneinander ungefähr gleich dem Mündungsdurchmesser oder maximal gleich dem Zwei- bis Dreifachen des Mündungsdurchmessers betragen. Innerhalb eines solchen Musters von Saugkanal-Mündungen können mündungsfreie Zonen der Saughalter-Anlagefläche vorhanden sein, beispielsweise deshalb, weil im Saughalter hinter diesen mündungsfreien Zonen Wand- oder Stegbereiche liegen, welche der Verteilung des an den Saughalter angelegten Unterdrucks und/oder als Leitelemente für die durch die Saugkanäle eingesaugte Luft dienen.

Wegen der erwünschten Formstabilität und Dauerhaltbarkeit der Saughalter- Frontseite empfiehlt es sich, die Saughalter-Anlagefläche durch eine Wand des Saughalters zu bilden, deren Wanddicke ein Vielfaches des maximalen Durchmessers der Saugkanal-Mündungen beträgt, insbesondere mindestens das Zehnfache dieses Durchmessers. Um den erfindungsgemäßen Saughalter in einfacher Weise an eine Unterdruckquelle anschließen und die Saugkanäle mit einem Unterdruck beaufschlagen zu können, zeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Saughalters dadurch aus, dass er auf der von der Saughalter- Anlagefläche abgekehrten Seite seiner die Saugkanäle beinhaltenden Wand einen gehäuseartigen Saughalterkörper aufweist, in dem mindestens ein Hohlraum, in welchen die Saugkanäle münden, sowie ein in den Hohlraum mündender Vakuum-Anschlusskanal ausgebildet ist. Wie sich aus dem Folgen- den ergeben wird, lassen sich bei einem solchen Saughalter dessen die Saugkanäle enthaltende Wand und der Saughalterkörper ohne Weiteres von einem einstückigen Bauteil bilden.

Grundsätzlich ist es möglich, eine metallische oder beispielsweise eine kera- mische Platte oder eine Kunststoffplatte mit gebohrten Saugkanälen zu versehen, so dass sie die Saughalter-Anlagefläche bildet; ferner lässt sich der vorstehend erwähnte gehäuseartige Saughalterkörper zum Beispiel als Kunststoff- Spritzgussteil oder als metallisches Druckgussteil herstellen, er könnte aber auch durch eine zerspanende Bearbeitung erzeugt werden, und Gleiches gilt für eine topographisch gestaltete Saughalter-Anlagefläche einer Platte, wie sie vorstehend erwähnt wurde. Durch die vorliegende Erfindung wird jedoch ein anderer Weg vorgeschlagen, welcher sich als besonders zweckmäßig erwiesen hat: Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Saughalters wird mindestens die Saughalter-Anlagefläche von einem Bereich des Saughalters gebildet, der durch Sintern erzeugt wurde und deshalb zumindest im Wesentlichen aus einem gesinterten Werkstoff besteht, wobei Letzteres so zu verstehen ist, dass das durch Sintern erzeugte Teil zum Beispiel noch mit einer Beschichtung versehen sein könnte, die dazu dient, eine Benetzung der Saughalter-Anlagefläche durch Materialien zu unterbinden, die an der Oberfläche eines zu haltenden Werkstück vorliegen oder zum Beispiel in einem Spritz- guss- oder Umformwerkzeug mit der Saughalter-Anlagefläche in Kontakt kommen.

Als zusätzliche oder alternative Maßnahme wird empfohlen, den vorstehend erwähnten gehäuseartigen Saughalterkörper durch Sintern herzustellen, so dass er zumindest im Wesentlichen aus einem gesinterten Werkstoff besteht.

Für das Sintermaterial werden Metalle oder keramische Materialien empfohlen, auch wenn grundsätzlich auch sinterfähige Kunststoffpulver in Frage kommen, wenn dies die Einsatzbedingungen eines erfindungsgemäßen Saughalters, insbesondere die dabei vorliegenden Temperaturen, erlauben.

Außer in seiner Dauerhaltbarkeit und seiner Beständigkeit gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen ist ein wesentlicher weiterer Vorteil des erfin- dungsgemäßen Saughalters darin zu sehen, dass seine die Mündungen der

Saugkanäle enthaltende Anlagefläche mit jeder gewünschten Topographie versehen werden kann, sei es beispielsweise durch zerspanende Bearbeitung oder im Zuge einer Herstellung mit Hilfe des nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass sich die Saughalter-Anlagefläche an jede geometrische Gestalt der zu haltenden Werkstücke anpassen lässt.

Da sich ein erfindungsgemäßer Saughalter verhältnismäßig kompakt gestalten lässt, zeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform dadurch aus, dass der Saughalter als Einsatzbauteil für ein Handhabungsgerät oder ein Werkzeug ausgebildet ist.

Mit besonderem Vorteil lässt sich ein aus einem besonders verschleißfesten und temperaturbeständigen Werkstoff bestehender erfindungsgemäßer Saughalter dadurch herstellen, dass mindestens ein die Saughalter-Anlagefläche und die in Letztere mündenden Saugkanäle bildender Bereich des Saughalters schichtweise aus dünnen Schichten aus einem sinterfähigen Pulver hergestellt wird, wobei mittels eines Lasers das Pulver einer jeden einzelnen Schicht außerhalb von später die Saugkanäle oder andere Hohlräume bildenden Zonen gesintert und die Schichten durch Sintern zu einem zumindest im Wesentlichen homogenen Teil miteinander verbunden werden. Sodann oder nach dem Sintern einer jeden Schicht werden die nicht-gesinterten Anteile des Pulvers entfernt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine aufgebrachte Pulverschicht mit dem Laserstrahl eines programmgesteuerten Lasers so überstrichen, dass das Pulver nur an denjenigen Stellen der Schicht gesintert wird, wo die Schicht nach dem Entfernen der nicht-gesinterten Anteile des Pulvers Bestand haben soll . Dadurch erspart man sich nicht nur das gegebenenfalls äußerst problematische Bohren der engen Saugkanäle in einem harten und verschleißfesten Werkstoff, sondern es lässt sich auch eine Saughalter-Anlagefläche mit jeder dreidimensionalen Topographie ohne Weiteres erzeugen, indem das Pulver in aufeinanderfolgenden Schichten nur in entsprechenden Schichtbereichen gesintert wird .

Auch wenn der die Saughalter-Frontseite mit ihrer Anlagefläche bildende Bereich des Saughalters samt einem sich daran anschließenden gehäuseartigen Saughalterkörper in einem schrittweisen Herstellverfahren als ein- teiliges, homogenes Bauteil oder nur der Saughalterkörper mit Hilfe des geschilderten Sinterverfahrens hergestellt werden bzw. wird, kann es zweckmäßig sein, den Vakuum-Anschlusskanal und/oder zumindest einen Bereich des Hohlraums des Saughalterkörpers durch eine zerspanende Bearbeitung des gesinterten Werkstoffs zu erzeugen, insbesondere durch Fräsen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten zeichnerischen Darstellung sowie der nachfolgenden Beschreibung mehrerer besonders vorteilhafter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Saughalters, wobei diese Ausführungsformen sich besonders als Einsätze für ein Handhabungsgerät oder ein Werkzeug eignen; in den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkstück-Saughalters mit einer Schrägansicht der Saughalter-Frontseite; Fig. 2 einen Schnitt durch den Saughalter gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Frontseite einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Saughalters; Fig. 4 einen Schnitt durch die zweite Ausführungsform gemäß der Linie

4-4 in Fig. 3, und

Fig. 5 den Fig. 3 und 4 entsprechende Darstellungen einer dritten und 6 Ausführungsform.

Die Fig . 1 zeigt einen als Ganzes mit 10 bezeichneten Werkstück-Saughalter, welcher so gestaltet ist, dass er als Einsatzbauteil in ein nicht-dargestelltes Handhabungsgerät oder Werkzeug eingesetzt werden kann.

Der Saughalter 10 hat eine Frontseite 12, in welche eine Vielzahl von feinen, vorzugsweise senkrecht zur Frontseite 12 verlaufenden Saugkanälen münden, und in Fig. 1 wurden die Saugkanal-Mündungen mit 14 bezeichnet. Die Saugkanal-Mündungen liegen in einer Saughalter-Anlagefläche 16, die in einer Draufsicht auf die Frontseite 12 etwas kleiner als Letztere ist und bei dieser Ausführungsform eine Kreisscheibenform hat sowie eben ist, was zwar bei der Ausführungsform gemäß Fig . 1 für die gesamte Frontseite 12 gilt, jedoch könnte Letztere radial außerhalb der Saughalter-Anlagefläche 16 auch radial nach außen abfallend gestaltet sein - in einer Seitenansicht des Saughalters 10 darf der radial außerhalb der Anlagefläche 16 liegende Bereich der Frontseite 12 die Anlagefläche 16 jedoch nicht überragen, jedenfalls dann nicht, wenn ein im Gebrauch des Saughalters gegen dessen Frontseite 12 anliegen- der Bereich eines zu haltenden Werkstücks größer als die Anlagefläche 16 ist und außerhalb der Letzteren keinen Rücksprung aufweist.

Wie sich vor allem aus Fig . 2 ergibt, handelt es sich bei dem Saughalter 10 um ein einstückiges Bauteil mit einer die Frontseite 12 samt Anlagefläche 16 bildenden Stirnwand 18 und einem sich an Letztere anschließenden Saughalterkörper 20.

Die Stirnwand 18 wird von den vorstehend erwähnten Saugkanälen 22 durch- setzt, welche einerseits in die Saughalter-Anlagefläche 16 und andererseits in einen im Saughalterkörper 20 ausgebildeten Hohlraum 24 münden, unterhalb dessen der Saughalterkörper 20 bis auf einen in den Hohlraum 24 mündenden Vakuum-Anschlusskanal 26 vorzugsweise massiv ausgebildet ist, was aber nicht ausschließen soll, dass der Saughalterkörper 20 weitere Hohlräume auf- weist, beispielsweise Sacklöcher oder -bohrungen für das Einführen von Elementen, die zum Beispiel einer Sicherung des Saughalters 10 gegen Verdrehen oder (in Form von Gewindebohrungen) der Befestigung des Saughalters dienen. Der an einer gemäß Fig . 2 unteren Stirnseite des Saughalters 10 endende und in diese Stirnseite mündende Vakuum-Anschlusskanal 26 kann mit einem Innengewinde versehen sein, um eine nicht-dargestellte Saugleitung an den Saughalter 10 gasdicht anzuschließen.

Wie die Fig. 2 erkennen lässt, stützt sich die Stirnwand 18 über mehrere, den Hohlraum 24 durchquerende Säulen 28 auf dem Saughalterkörper 20 ab, um die Formstabilität der Stirnwand 18 im Gebrauch des Saughalters auch dann zu gewährleisten, wenn die Wandstärke bzw. -dicke der Stirnwand 18 verhältnismäßig gering ist und die Eigensteifigkeit der Stirnwand durch eine besonders hohe Anzahl von Saugkanälen 22 geschwächt wird . Im Bereich der Säulen 28 weist die Stirnwand 18 keine Saugkanäle 22 auf, weshalb die Saug- halter-Anlagefläche 16 mündungslose Zonen 30 aufweist, deren Verteilung über die Anlagefläche 16 der Anordnung der Säulen 28 im Hohlraum 24 entspricht. Durch den Hohlraum 24 wird gewährleistet, dass alle Saugkanäle 22 mit dem Vakuum-Anschlusskanal 26 kommunizieren und im Gebrauch des Saughalters an allen Saugkanal-Mündungen 14 zumindest im Wesentlichen derselbe Unterdruck anliegt.

Die zweite, in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Saughalters wird im Folgenden nur insoweit beschrieben werden, als sie von der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 abweicht, weshalb in den Fig. 3 und 4 soweit möglich für entsprechende Elemente und Bereiche dieselben Bezugszeichen wie in den Fig . 1 und 2 verwendet wurden, jedoch unter Hinzufügung eines Strichs.

Bei der zweiten Ausführungsform sind an die Saughalter-Stirnwand 18' Strömungsleitelemente 40' angeformt, welche so gestaltet sein sollen, dass im Gebrauch des Saughalters durch jeden Saugkanal 22' zumindest ungefähr dieselbe Luft- bzw. Gasmenge pro Zeiteinheit abgesaugt wird, wodurch die an einem vom Saughalter gehaltenen Werkstück oder Bauteil wirkenden Haltekräfte über einen an der Saughalter-Anlagefläche 16' anliegenden Werkstück- Anlagebereich vergleichmäßigt werden.

In Fig . 3 werden die Saugkanal-Mündungen 14' von einer strichpunktierten Linie umgeben, welche den Rand der im Gebrauch des Saughalters wirksamen Saughalter-Anlagefläche 16' andeuten soll. Auch die in den Fig . 3 und 4 dargestellte Ausführungsform kann den Säulen 28 der ersten Ausführungsform entsprechende Abstützelemente enthalten, welche dort angeordnet sind, wo die zweite Ausführungsform keine Strömungsleitelemente 40' aufweist; an Letztere könnten aber auch Abstützelemente angeformt sein, welche sich am Saughalterkörper 20' abstützen.

Für entsprechende Elemente und Bereiche der dritten Ausführungsform wurden in den Fig. 5 und 6 soweit möglich dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den Fig . 1 und 2, jedoch unter Hinzufügung zweier Striche, und im Folgenden wird die dritte Ausführungsform nur insoweit beschrieben, als diese von der zweiten Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4 abweicht.

Anders als die erste und die zweite Ausführungsform bilden bei der in den Fig . 5 und 6 dargestellten dritten Ausführungsform die Saugkanal-Mündungen 14" nicht ein, sondern mehrere, nämlich vier zweidimensionale und regelmäßige Muster von Saugkanal-Mündungen, und eine eine Saughalter-Anlagefläche 16" beinhaltende Frontseite 12" des Saughalters 10" ist nicht eben, sondern dreidimensional gestaltet, das heißt sie weist eine Topographie auf, die der ge- wünschten bzw. der gegebenenfalls zu erhaltenden Gestalt und damit Topographie eines Werkstück-Anlagebereichs entspricht, mit welchem ein durch den Saughalter zu erfassendes und zu haltendes Werkstück gegen die Saughalter-Anlagefläche 16" des Saughalters 10" anliegt. Mit dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich jeder der gemäß den Fig . 1 bis 6 gestalteten erfindungsgemäßen Saughalter schichtweise aus gesintertem Material aufbauen und herstellen, wobei die Schichten vorzugsweise senkrecht zur Achse des Saughalters verlaufen, bei den dargestellten Ausführungsformen also senkrecht zur Achse des Vakuum- Anschlusskanals; grundsätzlich würde das erfindungsgemäße Verfahren aber auch einen anderen Verlauf der Schichtebenen erlauben.

Anders als in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, können die Saugkanäle auch einen anderen als einen kreisrunden Querschnitt und damit die Saug- kanal-Mündungen eine andere als eine kreisrunde Gestalt haben, insbesondere bei Verwendung des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens. Dieses würde es auch ohne Weiteres erlauben, die Größe und Form des Querschnitts der Saugkanäle entlang der Kanäle zu verändern, so dass sich die Saugkanäle in Richtung auf die Saughalter-Anlagefläche zum Beispiel auch verjüngen könnten.

Vor allem bei Verwendung des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens lässt sich der gesamte Saughalter als einstückiges Bauteil aus einem zumindest im Wesentlichen gasundurchlässigen und insbesondere homogenen Material herstellen.

Es kann zweckmäßig sein, den Vakuum-Anschlusskanal durch zerspanende Bearbeitung zu erzeugen; ferner kann es sich unter Umständen empfehlen, die Saughalter-Stirnwand und den Saughalterkörper als zwei Teile herzustellen und diese dann gasdicht miteinander zu verbinden.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung ergibt, zeichnen sich bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Saughalters dadurch aus, dass der Saughalter mindestens in demjenigen Bereich, welcher die Saughalter-Anlagefläche und die in Letztere mündenden Saugkanäle bildet, aus einem schichtweise gesinterten Werkstoff besteht; in diesem Fall wird also eine Schicht aus einem sinterfähigen Pulver erzeugt und diese dann gesintert, worauf auf die zuletzt gesinterte Schicht eine weitere Schicht aus dem sinterfähigen Pulver erzeugt und diese sodann gesintert wird etc. Die Schichten verlaufen vorzugsweise parallel zu der zu erzeugenden Saughalter-Anlagefläche. Eine zunächst pulverförmige Schicht wird selektiv, insbesondere mittels eines Lasers, gesintert oder wird die aus dem sinterfähigen Pulver erzeugte Schicht schon vor dem Sintern so gestaltet, dass sie der geometrischen Form des durch die gesinterte Schicht hergestellten Saughalterbereichs entspricht. Letzteres lässt sich insbesondere dadurch verwirklichen, dass eine noch zu sinternde Schicht im sogenannten 3D-Druck aus einem Material erzeugt wird, welches aus einem sinterfähigen Pulver und erforderlichenfalls einem Binde- mittel besteht, wobei es sich bei diesem Bindemittel um eine Substanz handeln kann, welche sich beim Sintern der Schicht vollständig oder überwiegend verflüchtigt, sei es durch Verdampfen oder infolge einer thermischen Zersetzung .

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Werkstück-Saughalter mit einer dem vom Saughalter zu erfassenden und zu haltenden Werkstück zuzukehrenden Frontseite, an welcher mindestens ein im Saughalter vorgesehener Saugkanal zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen einem Werkstück und der Saughalter-Frontseite mündet,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Saughalter-Frontseite eine Anlagefläche für einen im Gebrauch des Saughalters mit Letzterem zusammenwirkenden Anlagebereich des zu haltenden Werkstücks bildet, dass die Saughalter-Anlagefläche unter den beim Gebrauch des Saughalters auf die Anlagefläche einwirkenden Kräften formstabil ist, dass die Topographie der Saughalter-Anlagefläche zumindest nahezu der Soll-Topographie des Werkstück-Anlagebereichs entspricht, und dass in die Saughalter-Anlagefläche eine Vielzahl von in Abständen voneinander angeordneten Saugkanälen mündet, deren Mündungs-Querschnittsfläche derart auf das Material des zu haltenden Werkstücks abgestimmt ist, dass dieses Material im Gebrauch des Saughalters zumindest nicht nennenswert in die Saugkanäle eindringt.

2. Saughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die

Mündungs-Querschnittsfläche gleich oder kleiner als 2 mm² ist.

3. Saughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Mündungs-Querschnittsfläche gleich oder kleiner 0,2 mm² ist.

4. Saughalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündungs-Querschnittsfläche größer oder gleich 0,008 mm² ist.

5. Saughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die

Mündungs-Querschnittsfläche größer oder gleich 0,03 bis 0,10 mm² ist.

6. Saughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugkanäle in der Saughalter-Anlagefläche mindestens ein zweidimensionales, regelmäßiges Muster von Saugkanal-Mündungen bilden.

7. Saughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Saughalter-Anlagefläche von einer Wand des Saughalters gebildet wird, deren Wanddicke ein Vielfaches des maximalen Durchmessers der Saugkanal-Mündungen beträgt.

8. Saughalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Saughalter auf der von der Saughalter-Anlagefläche abgekehrten Seite der Wand einen gehäuseartigen Saughalterkörper aufweist, in dem mindestens ein Hohlraum, in welchen die Saugkanäle münden, sowie ein in den Hohlraum mündender Vakuum-Anschlusskanal ausgebildet ist.

9. Saughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Saughalter-Anlagefläche von einem Bereich des Saughalters gebildet wird, welcher zumindest im Wesentlichen aus einem gesinterten Werkstoff besteht.

10. Saughalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Saughalterkörper zumindest im Wesentlichen aus einem gesinterten Werkstoff besteht.

11. Saughalter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der gesinterte Werkstoff ein Metall oder ein keramisches Material ist.

12. Saughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Saughalter als Einsatzbauteil für ein Handhabungsgerät oder Werkzeug gestaltet ist.

13. Verfahren zur Herstellung eines Saughalters nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein die Saughalter- Anlagefläche und die in Letztere mündenden Saugkanäle bildender Bereich des Saughalters schichtweise aus dünnen Schichten aus einem sinterfähigen Pulver hergestellt wird, wobei mittels eines Lasers das Pulver jeder einzelnen Schicht außerhalb von später die Saugkanäle bildenden Zonen gesintert und die Schichten durch Sintern zu einem zumindest im Wesentlichen homogenen Teil miteinander verbunden werden, worauf die nicht-gesinterten Anteile des Pulvers entfernt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13 zur Herstellung eines Saughalters nach

Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuum-Anschlusskanal und/oder zumindest ein Bereich des Hohlraums des Saughalterkörpers durch eine zerspanende Bearbeitung des gesinterten Werkstoffs erzeugt wird .