WO2019053752A1 - Vakuumspann vorrichtung zum aufspannen von werkstücken mittels unterdruck - Google Patents

Vakuumspann vorrichtung zum aufspannen von werkstücken mittels unterdruck Download PDF

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WO2019053752A1
WO2019053752A1 PCT/IT2017/000195 IT2017000195W WO2019053752A1 WO 2019053752 A1 WO2019053752 A1 WO 2019053752A1 IT 2017000195 W IT2017000195 W IT 2017000195W WO 2019053752 A1 WO2019053752 A1 WO 2019053752A1
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WO
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suction
base plate
vacuum
holes
clamping
Prior art date
Application number
PCT/IT2017/000195
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut KIRCHLER
Original Assignee
Esto Srl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B11/00Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders
    • B25B11/005Vacuum work holders

Definitions

  • the invention relates to a vacuum clamping device for clamping workpieces by means of negative pressure according to the preamble of claim 1.
  • Such vacuum chucks are used to hold workpieces in place by applying a negative pressure during their processing. Possible treatments that can be performed are e.g. Milling, grinding, cutting, polishing, deburring, drilling, etc. The clamped workpieces can also be measured.
  • vacuum chucks vacuum chucks
  • vacuum comparable to vacuum is not created.
  • the applied negative pressure is nevertheless such that suction and retention forces are applied to the workpieces via the suction openings so that the workpieces are securely held in position on the mounting surface.
  • the known vacuum clamping devices of the aforementioned type typically comprise at least one clamping plate having a main suction connection for connection to a vacuum generator, which also has a clamping surface.
  • a vacuum generator On the Aufspannober Design the workpieces are clamped and in it a plurality of suction openings is formed.
  • vacuum channels In the platen vacuum channels are formed, which communicate with the Hauptsaugan gleich and lead to the intake.
  • the vacuum generator eg a pump
  • a workpiece lying on the clamping surface is ejected from it
  • the sucking effect exiting the suction openings is sucked and held against the clamping surface.
  • the retention forces generated by the vacuum are effective, the workpiece remains in place and can be machined.
  • the adaptability of the vacuum chuck to the various sizes and shapes of the contact surface with which a workpiece rests on the clamping surface since this contact surface may each be different and therefore each occupy different areas on the clamping surface.
  • the adaptability of the vacuum clamping device to the respective thickness of the workpieces is also very important since the contact surface could also be step-shaped.
  • Equally important is the ability of the vacuum chuck to adapt to the various operations so that the holding forces generated by the vacuum will withstand the different forces applied to the workpieces during the various operations.
  • the chucking surface is used in regions where different areas of the chucking surface operate, but the dimensions and shape of the chucking surface can not be changed and always remain the same.
  • a vacuum clamping device which is initially adaptable to the various sizes and shapes of the contact surface with which a workpiece rests on the clamping surface.
  • Such a vacuum clamping device should continue to be easily, quickly and in a precisely repeatable manner to the respective thickness of the workpieces and adaptable to the various processing, without causing negative pressure losses.
  • this object is achieved by a specified in the preamble of claim 1 features having vacuum clamping device, characterized in that it additionally also has the features specified in the characterizing part of claim 1.
  • the at least one platen has a base plate having the main suction port, a plurality of constituent elements, and at least one W
  • At least one cover element wherein each structural element and the at least one cover on a base plate surface of the base plate in a fixed, but if necessary individually and independently of the other elements detachable and detachable manner is arranged, then the vacuum chuck is adaptable to the respective surface of the contact surface with which a workpiece rests on the clamping surface.
  • the vacuum channels in the upper surface of each structural element form the suction openings and these upper surfaces of the structural elements form the Aufspannober Type on which the workpieces are clamped.
  • a respective chucking surface corresponding to the area and shape of the contacting surface of the workpiece can be formed, so that such a chucking surface formed according to the present invention is best suited to optimally clamp the workpiece.
  • the at least one cover is used to avoid negative pressure losses, because usually the contact surface of the workpieces is smaller than the base plate surface. Wherever a suction port would not be useful, because the surface of contact of the workpiece, due to its area or shape, is unable to cover this suction port, i. Wherever no suction force is required, no structural element is arranged but a cover element which has no suction opening and thus locally seals the vacuum channels and avoids negative pressure losses.
  • the contact surface of a workpiece should have different dimensions or also a different shape compared to the previously machined workpiece, it will be used instead of a structural element where previously suction openings were necessary but are no longer necessary Arrange cover and vice versa, where previously no suction was necessary but are now necessary, instead of a cover to arrange a structural element. In the other areas, the structural elements or covering elements already present there are instead replaced. In this way, one can determine optimally each of the contact surface of the workpiece corresponding clamping surface.
  • the total suction force holding the workpiece in place also holds the structural members in position because they are pressed against the baseplate surface by the workpiece due to the total suction force.
  • the resulting holding forces are sufficient in many cases.
  • a plurality of threaded holes are formed in the base plate surface of the base plate and the structural members and the at least one cover member have fastening through holes, then the structural members and the at least one cover member can be fixedly secured to the base plate by means of fastening screws.
  • fastening screws are passed through the fastening through holes of the structural members and the at least one cover member, and they are screwed into the threaded holes of the base plate. This in particular strength against lateral forces, ie horizontally oriented forces, such.
  • the workpieces can also be processed by a 5-axis machine.
  • the structural elements are arranged in a fixed, but if necessary individually and independently of the other elements detachable and removable manner and you can always form an optimal and precisely reproducible clamping surface.
  • a plurality of centering holes can also be formed in the baseplate surface of the baseplate to facilitate the positioning of the mounting plate. to facilitate elements and the at least one cover on the base plate surface.
  • the structural elements and the at least one covering element on centering pins which are inserted when placing the structural elements and the at least one cover on the base plate surface in the corresponding centering holes of the base plate.
  • These centering pins also serve to properly align the structural members and the at least one cover member.
  • the vacuum channels extend both within the base plate and within the structural elements.
  • the negative pressure passages extending in the base plate protrude from the base plate surface of the base plate and form suction ports, while the negative pressure passages extending in the constituent elements form a suction port in the lower surface of each constituent element.
  • the suction connection of each structural element is intended to be connected to an associated suction nozzle of the base plate.
  • this has a central hole in its lower surface lying on the base plate surface of the base plate. This central hole is intended to receive in its interior a suction nozzle of the base plate to seal it.
  • the two-dimensional adaptability of the vacuum clamping device explained above and guaranteed by the inventively provided structural elements becomes a three-dimensional adaptability, because the structural elements also allow to consider the thickness of the workpiece, ie by means of the structural elements areas of the clamping surface can be formed as required - have different heights. If, for example, structural elements are arranged the groups have different heights, then you can adjust the vacuum jig or their formed from the upper surfaces of the structural elements Aufspannober Structure also to a step-shaped contact surface of the workpiece.
  • intermediate elements are, like the structural elements and the at least one cover, arranged in a fixed, but if necessary individually and independently of the other elements detachable and removable manner. If intermediate elements are provided, then all the structural elements could have the same height, because one could achieve the differences in height by the arrangement of intermediate elements of different heights. This would be advantageous because the intermediate elements are formed simpler than the structural elements.
  • the vacuum channels are formed as a central through-hole forming a suction port in the lower surface of the intermediate element and an intake port in the upper surface of the intermediate element.
  • Each intermediate element is connected with its suction port to an associated suction port of the base plate, while the suction port of the intermediate element is connected to the suction port of the arranged on the intermediate element mounting element. i.e. the central passage of an intermediate element serves only to further transmit the negative pressure to the superstructure element resting on the intermediate element.
  • the at least one intermediate element has threaded holes and centering holes.
  • fastening screws are screwed through the mounting through holes of an additional arranged on the intermediate element structural element passed through.
  • the centering pins of the superimposed thereon building element are inserted.
  • the intermediate element also has, like the structural elements and the at least one cover, centering pins, so that it can be properly aligned. For this purpose, the protruding from the lower surface of the intermediate element centering pins are inserted into the centering holes of the base plate.
  • a particular embodiment of the structural elements allows targeted local, i. where it is necessary to provide a sufficient drilling depth, so that no unwanted negative pressure losses occur when drilling through a workpiece. The same applies if there are already through holes in the workpiece.
  • each superstructure element consists of a main body comprising the suction port and the mounting through holes and a plurality of suction elements, each on a support surface of the main body in a fixed and detachable manner, if required individually and independently of the other suction elements is arranged.
  • the vacuum channels extend both within the main body and within the suction elements.
  • the vacuum channels, which extend in the main body, form with their end portions openings in the support surface of the base body, while the vacuum channels, which extend in the suction elements, are formed in each suction element as a central through-channel.
  • the central passageway forms a suction opening in the upper surface of the suction element and a connection opening in the lower surface of the suction element.
  • the connection opening of the suction element is connected to an associated opening of the base body. It is thus a platen whose clamping surface at least partially coincides with the upper surfaces of the suction and can be designed as needed.
  • Each end portion of the vacuum channels has an internal thread. Therefore, if one screws in the thread of each end section either a hollow through hole having a through-hole or a longitudinal through-hole screw, where a hollow screw is screwed still a suction force can be generated because the hollow screw passes the negative pressure, while where a screw is screwed No suction power can be generated because the screw seals the end portion.
  • Each suction element is held in position, because the hollow screw screwed into the end section are passed through the suction opening and the central through-channel of the suction element.
  • a conventional screw ie a screw having no longitudinal through-hole, is screwed into the end sections so that the end section is sealed.
  • a suction element is removed or not arranged also wherever there are already through holes, so that the corresponding end sections are sealed by screwing conventional screws.
  • Suction elements may also be removed or disassembled to process areas of the contact surface of a workpiece. This applies in particular to the peripheral regions of a workpiece. Again, the corresponding end sections are sealed by screwing in conventional screws.
  • the clamping plate can be designed as a module element.
  • it has vacuum connections and connection means for the composition with at least one other clamping plate.
  • the vacuum chuck may comprise a plurality of platens assembled side-by-side to form an arbitrarily expandable platen on which the entire chuck surface can be clamped for each type of workpiece.
  • Fig. 1 is a perspective view of a possible platen of a vacuum chuck according to the invention, wherein some of the cover elements are intentionally omitted for illustrative purposes to show the underlying baseplate surface;
  • Figures 4 and 5 are each the detailed view B of Figure 1 and the sectional view along the section line S2-S2 of Fig. 4.
  • Figures 6 and 7 respectively from above and from below a perspective view of a first embodiment of a structural element alone, 20 wherein the fastening screws are passed through the mounting holes and in Fig. 7, the structural element by 90 ° in a clockwise direction in comparison to FIG is turned;
  • FIG. 8 and 9 are sectional views respectively along the section line SS-SS of Fig. 6 and the section line S4-S4 of Fig. 6;
  • FIGS. 10 and 11 each show, from above and below, a perspective view of a second embodiment of a structural element alone, wherein the fastening screws are passed through the fastening holes;
  • Figure 12 is a sectional view taken along section line S5-S5 of Figure 30-10.
  • Figures 13 and 14 are detail views C and D of Figure 12, respectively;
  • 15 and 16 are each a perspective view of a suction element alone and the sectional view along the section line S6-S6 of Fig. 15 .;
  • Figures 17 and 18 respectively from above and from below a perspective view of an intermediate element, wherein the fastening screws are passed through the mounting holes;
  • FIGS. 19 and 20 respectively from above and below a perspective view of a cover member, wherein the fastening screws are passed through the mounting holes.
  • a vacuum clamping device for clamping workpieces by means of negative pressure is shown. It has at least one clamping plate 1, which in turn has a main suction connection for connection to a vacuum generator and a clamping surface 1a, on which 1a workpieces are clamped to machine them.
  • the vacuum generator and the workpieces are not shown, the vacuum generator being e.g. could be a pump.
  • a platen 1 is shown, but the vacuum chuck may comprise a plurality of platens.
  • the at least one clamping plate 1 has vacuum connections and connection means for the composition with at least one other clamping plate 1.
  • the platens 1 can be assembled side by side and have a total clamping surface. make up the entire surface of the mounting plate.
  • Such vacuum connections and connection means are located in the sides of the platens 1 and each free vacuum port can serve as Haupaug- connection for connection to a vacuum generator.
  • the vacuum port which protrudes from the side which is parallel to the section line S1-S1 while the two vacuum ports which protrude from the side which is perpendicular to the section line S1-S1, for the lateral composition with another platen are usable.
  • a plurality of suction ports 2 are formed, and vacuum plates are formed in the backing plate 1, which communicate with the main suction port and lead to the suction ports 2.
  • the workpieces are placed on the suction openings 2 with one of their surfaces, which serves as a contact surface, so that they are held in position by the suction forces acting through the suction openings 2.
  • the at least one clamping plate 1 comprises a base plate 3 having the main suction port, a plurality of structural elements 4, 5 and at least one covering element 6, as shown in FIG. In FIG. 1, moreover, some of the cover members 6 are intentionally omitted for explanatory purposes, to show the underlying base plate 3.
  • Each structural element 4, 5 as well as the at least one covering element 6 are arranged on a base plate surface 3 a of the base plate 3 in a fixed, but detachable and, if necessary, individually and independently of the other elements 4, 5, 6 detachable manner.
  • a multiplicity of threaded bores 7 are formed in the base plate surface 3 a, and each structural element 4, 5 as well as the at least one cover element 6 has fastening through-holes 8. They are further Fixing screws 9 are provided, 9 passed through the fastening through holes 8 and screwed into the threaded holes 7 of the base plate 3.
  • the vacuum channels extend both within the base plate 3 and within the structural elements 4, 5 and form suction openings 2 in the upper surface of each structural element 4, 5.
  • These upper surfaces of the structural elements 4, 5 constitute the clamping surface 1 a on which the workpieces are clamped ,
  • a plurality of centering holes 10 are also formed in the base plate surface 3a of the base plate 3, and each structural member 4, 5 and the at least one cover member 6 have centering pins 11, e.g. are shown in Figs. 7,11,20.
  • the centering pins 11 protrude from the lower surface of the elements 4, 5, 6 facing the base plate surface 3 a and are inserted into the centering holes 10 of the base plate 3.
  • the centering pins 11 are useful in the arrangement of the respective elements 4, 5, 6 on the base plate surface 3 a so that these 4, 5, 6 occupy the correct position, so that the fastening screws
  • the vacuum channels protrude from the base plate surface 3a and thereby form suction nozzle 12.
  • suction nozzle 12 are with Suction ports 13 are connected, which form the vacuum channels in the lower 13 to the base plate surface 3a facing surface of each structural element 4,5 and 13 are shown, for example, in Figs. 7,8 and 11,12.
  • the suction port 13 of each structural element 4, 5 is intended to be connected to an associated suction port 12 of the base plate 3 in order to connect the suppressing passages extending in the base plate 3 and the suppressing passages extending in the structural element 4, 5.
  • a suction nozzle 12 If a suction nozzle 12 is not to be connected to a suction port 13, you must, see Fig. 1, this suction nozzle 12 seal. This is done by a cover element 6.
  • a cover element 6 is e.g. in its lower surface resting on the base plate surface 3a of the base plate 3 has a central hole 14.
  • the cover member 6 is disposed on the base plate surface 3a, the underlying suction port 12 to be sealed is the base plate 3 in FIG Inside of the hole 14 was added so that it 12 is sealed.
  • the structural elements 4 and the structural elements 5 are different.
  • the structural element 4 is intended to hold the contact surface of a workpiece over its entire surface.
  • a structural element 4 is e.g. shown in Figs. 6-9. It consists of a lower part of aluminum and an upper part of plastic which are interconnected by connecting screws 28.
  • Two suction ports 2, such as those of e.g. are drawn in Figs. 6 and 8, already sufficient to hold the contact surface of a workpiece over the entire surface.
  • Such a structural element 5 is e.g. 10-16 and it 5 consists of a suction port 13 and the mounting holes 8 having base body 17 and a plurality of suction elements 18. Also, the base body 17 consists, similar to the structural element 4, of two interconnected by connecting screws 28 Share a lower part of aluminum and a
  • Each of the suction members 18 has seals 27 and is disposed on a support surface 17a of the base body 17 in a fixed but, if necessary, individually and independently of the other suction members 18 detachable and detachable manner.
  • the vacuum channels extend both within the body
  • connection opening 22 is intended to be connected to an opening 20 of the base body 17 to the Unterdschreibka-
  • Each end section 19 of the vacuum channels has an internal thread 23, see in particular FIGS. 13 and 14, and in the internal thread 23 of each end section 19, see in particular FIGS.
  • each hollow screw 24 screwed into an end section 19 is passed through the suction opening 2 and the central passage 21 of the suction element 18 assigned to it.
  • each suction element 18 in a fixed, but if necessary individually and independently of the other suction elements 18 detachable and removable manner on the base body 17 is arranged.
  • the clamping plate 1 may also comprise at least one intermediate element 15 and at least one additional structural element 4, 5 arranged on the base plate surface 3 a of the base plate 3 in a fixed but removable and detachable manner, which is 4,5 in one fixed but detachable if necessary Way is arranged on the upper surface of the intermediate element 15.
  • the difference between such an additional structural element 4, 5 and a structural element 4, 5 is only in its arrangement: the additional structural elements 4, 5 are arranged on the upper surface of the intermediate elements 15, while the structural elements 4, 5 are arranged on the base plate surface 3 a. are ordered.
  • the at least one intermediate element 15 is shown in FIGS. 17 and 18 and serves to locally increase the height of the clamping surface 1a.
  • the at least one intermediate member 15 to be mounted on the base plate surface 3a also has fixing through holes 8 for fixing screws 9 passed through the fixing through holes 8 of the intermediate member 15 and into the threaded boss - ments 7 of the base plate 3 are screwed.
  • the at least one intermediate member 15 also has centering pins 11 so as to be more easily positioned in position on the base plate surface 3a, and 11 is formed of the lower surface of the intermediate member resting on the base plate surface 3a 15 protrude and are inserted into the centering holes 10 of the base plate 3.
  • the at least one intermediate element 15 in turn has threaded bores 7, into which 7 fastening screws 9 are screwed, which are arranged through the fastening through-holes 8 of the intermediate element 15 additional structural element 4,5 are passed.
  • a plurality of centering holes 10 are formed in the upper surface of the intermediate element 15, into which the centering pins 11 of the intermediate element 15 are arranged additional structural element 4.5 are inserted.
  • the vacuum channels also extend in the intermediate element 15 and in it 15 they are formed as a central through hole 16. This central through hole 16 forms in the lower on the base plate a suction port 13 and in the upper surface of the intermediate element 15 a suction nozzle 12.
  • This suction port 13, as the suction port of the structural elements 4,5, is intended to be connected to a suction port 12 of the base plate 3, while the suction nozzle 12 of the intermediate element 15, as the suction nozzle 12 of the base plate 3, is intended to be connected to a suction port 13, but not to the suction port 13 of a structural element 4,5 but to the suction port 13 of the on the intermediate element 15th arranged additional structural element 4,5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumspannvorrichtung zum Aufspannen von Werkstücken mittels Unterdruck. Sie umfasst zumindest eine Aufspannplatte (1), in der eine Vielzahl von Ansaugöffnungen (2) ausgebildet ist. Innerhalb der Aufspannplatte (1) sind Unterdruckkanäle ausgebildet, die mit dem Hauptsauganschluss in Verbindung stehen und zu den Ansaugöffnungen (2) führen. Die Aufspannplatte (1) umfasst eine den Hauptsauganschluss aufweisende Grundplatte (3), eine Vielzahl von Aufbauelementen (4,5) und zumindest ein Abdeckelement (6). Jedes Aufbauelement (4,5) sowie das zumindest eine Abdeckelement (6) ist auf einer Grundplattenoberfläche (3a) der Grundplatte (3) in einer festen, aber bei Bedarf einzeln und unabhängig von den anderen Elementen (4,5,6) lösbaren und abnehmbaren Weise, angeordnet. Die Unterdruckkanäle in der oberen Oberfläche jedes Aufbauelementes (4,5) bilden Ansaugöffnungen (2), während die oberen Oberflächen der Aufbauelemente (4,5) die Aufspannoberfläche (1a) bilden.

Description

VAKUUMSPAN VORRICHTUNG ZUM AUFSPANNEN VON WERKSTÜCKEN MITTELS UNTERDRUCK
BESCHREIBUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumspannvorrichtung zum Aufspannen von Werkstücken mittels Unterdruck gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Solche Vakuumspannvorrichtungen werden benutz, um durch Anlegen ei- nes Unterdrucks Werkstücke während ihrer Bearbeitung in Position festzuhalten. Mögliche Bearbeitungen die durchgeführt werden können sind z.B. Fräsen, Schleifen, Schneiden, Polieren, Entgraten, Bohren usw. Die aufgespannten Werkstücke können auch vermessen werden.
Obwohl diese Vorrichtungen als Vakuumspannvorrichtungen bezeichnet werden, wird in der Praxis natürlich nicht ein mit dem Vakuum vergleichbarer Unterdruck erzeugt. Der angelegte Unterdruck ist dennoch derart, dass über die Ansaugöffnungen solche Ansaug- und Festhaltekräften auf die Werkstücke angebracht werden, dass die Werkstücke sicher in Position auf der Aufspannoberfläche festgehalten werden.
Stand der Technik
Die bekannten Vakuumspannvorrichtungen der eingangs genannten Art umfassen typischerweise zumindest eine einen Hauptsauganschluss zur Verbindung mit einem Unterdruckerzeuger aufweisende Aufspannplatte, die auch eine Aufspannoberfläche aufweist. Auf der Aufspannoberfläche werden die Werkstücke aufgespannt und in ihr ist eine Vielzahl von Ansaugöffnungen ausgebildet. In der Aufspannplatte sind Unterdruckkanäle ausgebildet, die mit dem Hauptsauganschluss in Verbindung stehen und zu den Ansaugöffnungen führen.
Sobald der Unterdruckerzeuger, z, B. eine Pumpe, eingeschaltet wird, wird ein auf der Aufspannoberfläche liegendes Werkstück von dem aus den Ansaugöffnungen austretenden Saugeffekt gegen die Aufspannoberfläche angesaugt und festgehalten. Solange die von dem Unterdruck erzeugten Festhaltekräften wirksam sind, bleibt das Werkstück in Position und kann bearbeitet werden.
Da es viele verschiedene Spannsituationen gibt, wurden im Laufe der Zeit Anstrengungen unternommen, um zu einer Vakuumspannvorrichtung zu gelangen, die durch einfache und schnelle Umrüstungen den jeweiligen Spannsituationen anpassbar ist.
Am wichtigsten ist die Anpassungsfähigkeit der Vakuumspannvorrichtung an die jeweiligen verschiedenen Größen und Formen der Berührungsoberfläche mit der ein Werkstück auf der Aufspannoberfläche aufliegt, da diese Berührungsoberfläche jeweils verschieden sein kann und sie daher jeweils unterschiedlichen Flächen auf der Aufspannoberfläche einnimmt. Sehr wichtig ist aber auch die Anpassungsfähigkeit der Vakuumspannvor- richtung an die jeweilige Dicke der Werkstücke, da die Berührungsoberfläche auch stufenförmig ausgebildet sein könnte.
Ebenso wichtig ist die Anpassungsfähigkeit der Vakuumspannvorrichtung an die verschiedene Bearbeitungen, damit die von dem Unterdruck erzeugten Festhaltekräfte den jeweils verschiedenen Kräften standhalten, die während der verschiedenen Bearbeitungen auf die Werkstücke aufgebracht werden.
Weitere Anpassungsfähigkeiten der Vakuumspannvorrichtung betreffen die eigentlichen Bearbeitungen. Beim Durchbohren z.B. muss in jedem jeweils verschiedenen Bohrbereich ein von der Bohrtiefe abhängiger Ab- stand zwischen der Aufspannoberfläche und der Oberfläche des Werkstückes vorhanden sein, wobei man dabei auch aufpassen muss, dass die erzeugten Bohrungen keine ungewollte Unterdruckverluste verursachen. Die dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entsprechenden Vakuumspannvorrichtungen der eingangs erwähnten Art gewährleisten insbeson- dere die Anpassungsfähigkeit der Vakuumspannvorrichtung an die jewei- Ilgen Flächen und Formen der Berührungsoberfläche des auf der Aufspannoberfläche aufliegenden Werkstückes.
Alle diese bekannte Vakuumspannvorrichtungen weisen das gemeinsame Merkmal auf, dass die Endabschnitte der Unterdruckleitungen, die zu An- Saugöffnungen führen auf denen wegen der Flächenabmessungen des Werkstückes das Werkstück nicht aufliegen kann, durch einen Verschlusskörper versperrt werden, damit aus diesen Ansaugöffnungen keine Saugkraft austritt und somit keine unnötige Unterdruckverluste entstehen und Energie gespart wird.
Um sich an die Größe und an die Form der Berührungsoberfläche anzupassen, wird daher die Aufspannoberfläche bereichsweise benutzt, wobei jeweils verschiedene Bereiche der Aufspannoberfläche tätig sind, aber die Abmessungen und die Form der Aufspannoberfläche können nicht verändert werden und bleiben immer dieselben.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von einer Vakuumspannvorrichtung der eingangs angegebenen Art, ist es die Aufgabe der Erfindung eine Vakuumspannvorrichtung anzugeben, die zunächst an die verschiedenen Größen und Formen der Berührungsoberfläche anpassbar ist, mit der ein Werkstück auf der Auf- spannoberfläche aufliegt. Eine solche Vakuumspannvorrichtung soll weiterhin auch leicht, schnell und in präzis wiederholbarer Weise an die jeweilige Dicke der Werkstücke und an die verschiedenen Bearbeitungen anpassbar sein, ohne dass dabei Unterdruckverluste verursacht werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe von einer die im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale aufweisenden Vakuumspannvorrichtung gelöst, dadurch dass sie zusätzlich auch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Wenn die zumindest eine Aufspannplatte eine den Hauptsauganschluss aufweisende Grundplatte, eine Vielzahl von Aufbauelementen und zumin- W
dest ein Abdeckelement umfasst, wobei jedes Aufbauelement sowie das zumindest eine Abdeckelement auf einer Grundplattenoberfläche der Grundplatte in einer festen, aber bei Bedarf einzeln und unabhängig von den anderen Elementen lösbaren und abnehmbaren Weise angeordnet ist, dann ist die Vakuumspannvorrichtung an die jeweilige Fläche der Berührungsoberfläche anpassbar, mit der ein Werkstück auf der Aufspannoberfläche aufliegt. Dabei bilden die Unterdruckkanäle in der oberen Oberfläche jedes Aufbauelementes die Ansaugöffnungen und diese oberen Oberflächen der Aufbauelemente bilden die Aufspannoberfläche auf der die Werkstücke aufgespannt werden.
Durch zweckmäßige Wahl der Anzahl der Aufbauelemente die auf der Grundplattenoberfläche angeordnet werden müssen und der Festlegung derer Position auf der Grundplattenoberfläche, kann jeweils eine Aufspannoberfläche gebildet werden, derer Fläche und Form derjenigen der Berührungsoberfläche des Werkstückes entsprechen, sodass eine solche erfindungsgemäß gebildete Aufspannoberfläche bestens geeignet ist, in optimaler Weise das Werkstück aufzuspannen.
Das zumindest eine Abdeckelement dient dazu Unterdruckverluste zu vermeiden, weil in der Regel die Berührungsoberfläche der Werkstücke kleiner als die Grundplattenoberfläche ist. Überall dort wo eine Ansaugöffnung nicht nützlich wäre, weil die Berührungsoberfläche des Werkstückes aufgrund ihrer Fläche oder ihrer Form nicht in der Lage ist diese Ansaugöffnung zu decken, d.h. überall dort wo keine Saugkraft benötigt wird, wird kein Aufbauelement angeordnet sondern ein Abdeckelement, das keine Ansaugöffnung besitzt und somit die Unterdruckkanäle örtlich abdichtet und Unterdruckverluste vermeidet.
Sobald die Berührungsoberfläche eines Werkstücks andere Abmessungen oder auch eine andere Form im Vergleich zum zuvor bearbeiteten Werkstück aufweisen sollte, wird man dort, wo zuvor Ansaugöffnungen nötig waren aber nun nicht mehr nötig ist, anstelle eines Aufbauelements ein Abdeckelement anordnen und umgekehrt, dort, wo zuvor keine Ansaugöffnungen nötig waren aber nun nötig sind, anstelle eines Abdeckelements ein Aufbauelement anordnen. In den übrigen Bereichen werden stattdessen die dort bereits befindlichen Aufbauelemente bzw. Abdeckelemente nicht ausgewechselt. Auf diese Weise kann man jeweils optimal eine der Berührungsoberfläche des Werkstückes entsprechende Aufspannoberfläche bestimmen.
Die das Werkstück in Position festhaltende Gesamtsaugkraft hält auch die Aufbauelemente in Position, weil diese aufgrund der Gesamtsaugkraft vom Werkstück gegen die Grundplattenoberfläche gedrückt werden. Die dabei entstehenden Festhaltekräfte sind in vielen Fällen ausreichend. Dennoch, wenn in der Grundplattenoberfläche der Grundplatte auch eine Vielzahl von Gewindebohrungen ausgebildet ist und die Aufbauelemente sowie das zumindest eine Abdeckelement Befestigungsdurchgangslöcher aufweisen, dann können die Aufbauelemente und das zumindest eine Abdeckelement mittels Befestigungsschrauben fest an die Grundplatte befestigt werden. Solche Befestigungsschrauben sind durch die Befestigungsdurchgangslöcher der Aufbauelemente und des zumindest einen Abdeckelements hindurchgeführt und sie sind in die Gewindebohrungen der Grundplatte eingeschraubt. Dadurch wird insbesondere die Festigkeit gegen seitliche Kräften, also horizontal ausgerichtete Kräften, wie z.B. jene die beim Polieren oder bei einer Kantenbearbeitung entstehen, erhöht. Dadurch können die Werkstücke auch von einer 5-Achs-Maschine bearbeitet werden. Durch das schnelle und einfache Ein- und Ausschrauben der Befestigungsschrauben sind die Aufbauelemente in einer festen, aber bei Bedarf einzeln und unabhängig von den anderen Elementen lösbaren und abnehmbaren Weise angeordnet und man kann immer eine optimale und präzis reproduzierbare Aufspannoberfläche bilden.
In der Grundplattenoberfläche der Grundplatte kann auch eine Vielzahl von Zentrierlöcher ausgebildet sein, um die Positionierung der Aufbau- elemente und des zumindest einen Abdeckelement auf der Grundplattenoberfläche zu erleichtern. Zu diesem Zweck weisen die Aufbauelemente und das zumindest eine Abdeckelement Zentrierstifte auf, die beim Auflegen der Aufbauelemente und des zumindest einen Abdeckelement auf der Grundplattenoberfläche in die entsprechenden Zentrierlöcher der Grundplatte eingesteckt werden. Diese Zentrierstifte dienen auch dazu die Aufbauelemente und das zumindest eine Abdeckelement richtig auszurichten. Die Unterdruckkanäle erstrecken sich sowohl innerhalb der Grundplatte als auch innerhalb der Aufbauelemente. Die Unterdruckkanäle die sich in der Grundplatte erstrecken stehen aus der Grundplattenoberfläche der Grundplatte hervor und bilden Saugstutzen, während die Unterdruckkanäle, die sich in den Aufbauelementen erstrecken, in der unteren Oberfläche jedes Aufbauelements einen Sauganschluss bilden. Um eine Verbindung zwischen den sich in der Grundplatte befindlichen Unterdruckkanä- len und den sich in den Aufbauelementen befindlichen Unterdruckkanälen herzustellen, ist der Sauganschluss jedes Aufbauelements dazu bestimmt an einen zugeordneten Saugstutzen der Grundplatte angeschlossen zu werden.
Bezüglich des zumindest einen Abdeckelements, weist dieses in seiner unteren auf der Grundplattenoberfläche der Grundplatte aufliegenden Oberfläche ein mittiges Loch auf. Dieses mittige Loch ist dazu bestimmt in seinem Innere einen Saugstutzen der Grundplatte aufzunehmen, um es abzudichten.
Die oben erläuterte und durch die erfindungsgemäß vorgesehene Aufbau- elemente gewährleistete zweidimensionale Anpassungsfähigkeit der Vakuumspannvorrichtung wird eine dreidimensionale Anpassungsfähigkeit, denn die Aufbauelemente erlauben es nämlich auch die Dicke des Werkstückes zu berücksichtigen, d.h. mittels der Aufbauelemente können je nach Bedarf Bereiche der Aufspannoberfläche gebildet werden die ver- schiedene Höhen aufweisen. Wenn z.B. Aufbauelemente angeordnet wer- den die gruppenweise verschiedene Höhen aufweisen, dann kann man die Vakuumspannvorrichtung bzw. ihre aus den oberen Oberflächen der Aufbauelemente gebildete Aufspannoberfläche auch an eine stufenförmige Berührungsflache des Werkstückes anpassen.
Um Höhenunterschiede zwischen Bereiche der Aufspannoberfläche zu bilden, ist es auch denkbar auf der Grundplattenoberfläche der Grundplatte Zwischenelemente anzuordnen und dann weitere Aufbauelemente auf diese Zwischenelemente anzuordnen. Auch diese Zwischenelemente sind, wie die Aufbauelemente und das zumindest eine Abdeckelement, in einer festen, aber bei Bedarf einzeln und unabhängig von den anderen Elementen lösbaren und abnehmbaren, Weise angeordnet. Wenn Zwischenelemente vorgesehen sind, dann könnten alle Aufbauelemente die gleiche Höhe aufweisen, weil man die Höhenunterschiede durch die Anordnung von Zwischenelementen verschiedener Höhe erreichen könnte. Dies wäre vorteilhaft, weil die Zwischenelemente einfacher als die Aufbauelemente ausgebildet sind.
In einem solchen Zwischenelement sind die Unterdruckkanäle als mittiges Durchgangsloch ausgebildet, das in der unteren Oberfläche des Zwischenelements einen Sauganschluss und in der oberen Oberfläche des Zwischenelements einen Saugstutzen bildet. Jedes Zwischenelement wird mit seinem Sauganschluss an einen zugeordneten Saugstutzen der Grundplatte angeschlossen, während der Saugstutzen des Zwischenelements an den Sauganschluss des auf dem Zwischenelement angeordneten Aufbauelement angeschlossen wird. d.h. der mittige Durchgangkanal ei- nes Zwischenelements dient nur dazu den Unterdruck an das auf dem Zwischenelement aufliegende Aufbauelement weiter zu übertragen.
Auch das zumindest eine Zwischenelement weist Gewindebohrungen und Zentrierlöcher auf. In diese Gewindebohrungen sind Befestigungsschrauben eingeschraubt, die durch die Befestigungsdurchgangslöcher eines zusätzlichen auf dem Zwischenelement angeordneten Aufbauelements hindurchgeführt sind. In die Zentrieriöcher des Zwischenelements sind die Zentrierstifte des auf ihm aufliegenden Aufbauelements eingesteckt. Das Zwischenelement weist außerdem, wie die Aufbauelemente und das zumindest eine Abdeckelement, Zentrierstifte auf, damit auch es richtig ausgerichtet werden kann. Zu diesem Zweck werden die aus der unteren Oberfläche des Zwischenelements hervorstehenden Zentrierstifte in die Zentrierlöchern der Grundplatte eingesteckt.
Eine besondere Ausführungsform der Aufbauelemente ermöglicht es gezielt örtlich, d.h. wo man es benötigt, eine ausreichende Bohrtiefe zur Verfügung zu stellen, damit beim Durchbohren eines Werkstückes keine ungewollte Unterdruckverluste entstehen. Das Gleiche gilt falls es in dem Werkstück bereits durchgehende Bohrlöcher gibt.
Diese Ausführungsform sieht vor, dass jedes Aufbauelement aus einem den Sauganschluss und die Befestigungsdurchgangslöcher aufweisenden Grundkörper und einer Vielzahl von Saugelementen besteht, von denen jedes auf einer Auflageoberfläche des Grundköpers in einer festen, aber bei Bedarf einzeln und unabhängig von den anderen Saugelementen lösbaren und abnehmbaren Weise angeordnet ist.
Die Unterdruckkanäle erstrecken sich sowohl innerhalb des Grundkörpers als auch innerhalb der Saugelemente. Die Unterdruckkanäle, die sich in dem Grundkörper erstrecken, bilden mit ihren Endabschnitten Öffnungen in der Auflageoberfläche des Grundkörpers, während die Unterdruckkanäle, die sich in den Saugelementen erstrecken, in jedem Saugelement als mittiger Durchgangskanal ausgebildet sind.
Der mittige Durchgangskanal bildet in der oberen Oberfläche des Saugelements eine Ansaugöffnungen und in der unteren Oberfläche des Saugelements eine Anschlussöffnung. Um eine Verbindung zwischen den Unterdruckkanälen in dem Grundkörper und den Unterdruckkanälen in dem Saugelement herzustellen, wird die Anschlussöffnung des Saugelements an eine zugeordnete Öffnung des Grundkörpers angeschlossen. Es ent- steht somit eine Aufspannplatte, derer Aufspannoberfläche zumindest bereichsweise mit den oberen Oberflächen der Saugelemente übereinstimmt und nach Bedarf gestaltet werden kann.
Jeder Endabschnitt der Unterdruckkanäle weist ein inneres Gewinde auf. Wenn man daher in dem Gewinde jedes Endabschnitts entweder eine ein Längsdurchgangsloch aufweisende Hohlschraube oder eine kein Längsdurchgangsloch aufweisende Schraube einschraubt, kann dort wo eine Hohlschraube eingeschraubt ist immer noch eine Saugkraft erzeugt werden, weil die Hohlschraube den Unterdruck durchlässt, während dort wo eine Schraube eingeschraubt ist keine Saugkraft erzeugt werden kann, weil die Schraube den Endabschnitt abdichtet. Jedes Saugelement wird in Position festgehalten, weil die in den Endabschnitt eingeschraubte Hohlschraube durch die Ansaugöffnung und den mittigen Durchgangskanal des Saugelements hindurchgeführt sind.
Um eine ausreichende Bohrtiefe zu gewährleisten, kann man daher überall dort wo man Bohren will, kein Saugelement anordnen bzw. wird das sich dort befindliche Saugelement abgenommen, indem man die Hohlschraube ausschraubt. Dadurch wird genügend freier Raum für die Bohrspitze geschaffen. Überall dort wo keine Saugelemente angeordnet sind, wird anstelle der Hohlschraube eine herkömmliche Schraube, d.h. eine kein Längsdurchgangsloch aufweisende Schraube, in die Endabschnitte eingeschraubt, damit der Endabschnitt abgedichtet wird. Ein Saugelement wird abgenommen oder nicht angeordnet auch überall dort wo es bereits durchgehende Bohrlöcher gibt, damit die entsprechenden Endabschnitte durch Einschrauben herkömmlicher Schrauben abgedichtet werden. Saugelemente können auch abgenommen oder nicht angeordnet werden, um Bereiche der Berührungsoberfläche eines Werkstückes zu bearbeiten. Dies gilt insbesondere für die Umfangsbereiche eines Werkstückes. Wiederum werden dabei die entsprechenden Endabschnitte durch Einschrau- ben herkömmlicher Schrauben abgedichtet. Die Aufspannplatte kann als Modulelement ausgebildet sein. Zu diesem Zweck weist sie Unterdruckanschlüsse und Verbindungsmittel zur Zusammensetzung mit zumindest einer anderen Aufspannplatte auf. Die Vakuumspannvorrichtung kann nämlich mehrere Aufspannplatten umfassen, die 5 Seite an Seite zusammengesetzt sind und so eine beliebig erweiterbare Gesamtaufspannplatte bilden, auf derer Gesamtaufspannoberfläche jede Art von Werkstück aufgespannt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
10 die Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer möglichen Aufspannplatte einer erfindungsgemäßen Vakuumspannvorrichtung, wobei absichtlich aus Erläuterungsgründen einige Abdeckelemente nicht gezeichnet sind, um die darunterliegende Grundplattenoberfläche zu zeigen;
die Fig. 2 und 3 jeweils die Schnittdarstellung längs der Schnittlinie S1-
15 S1 der Fig. 1 und die Detailansicht A der Fig. 2;
die Fig. 4 und 5 jeweils die Detailansicht B der Fig. 1 und die Schnittdarstellung längs der Schnittlinie S2-S2 der Fig. 4;
die Fig. 6 und 7 jeweils von oben und von unten eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Aufbauelements alleine, 20 wobei die Befestigungsschrauben durch die Befestigungslöcher hindurchgeführt sind und in der Fig. 7 das Aufbauelement um 90° im Uhrzeigersinn im Vergleich zu Fig. 6 gedreht ist;
die Fig. 8 und 9 eine Schnittdarstellung jeweils längs der Schnittlinie SS- SS der Fig. 6 und der Schnittlinie S4-S4 der Fig. 6;
25 die Fig. 10 und 11 jeweils von oben und von unten eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Aufbauelements alleine, wobei die Befestigungsschrauben durch die Befestigungslöcher hindurchgeführt sind;
die Fig. 12 die Schnittdarstellung längs der Schnittlinie S5-S5 der Fig. 30 10; die Fig. 13 und 14 jeweils die Detailansichten C und D der Fig. 12;
die Fig. 15 und 16 jeweils eine perspektivische Darstellung eines Saugelements alleine und die Schnittdarstellung längs der Schnittlinie S6-S6 der Fig. 15;
die Fig. 17 und 18 jeweils von oben und von unten eine perspektivische Darstellung eines Zwischenelements, wobei die Befestigungsschrauben durch die Befestigungslöcher hindurchgeführt sind;
die Fig. 19 und 20 jeweils von oben und von unten eine perspektivische Darstellung eines Abdeckelements, wobei die Befestigungsschrauben durch die Befestigungslöcher hindurchgeführt sind.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung hervorgehen, die rein beispielhaft und nicht in beschränkender Weise aufgrund der beige- legten Zeichnungen erläutert werden
In den Figuren ist eine Vakuumspannvorrichtung zum Aufspannen von Werkstücken mittels Unterdruck dargestellt. Sie weist zumindest eine Aufspannplatte 1 auf, die ihrerseits einen Hauptsauganschluss zur Verbindung mit einem Unterdruckerzeuger und eine Aufspannoberfläche 1a aufweist, auf der 1a Werkstücke aufgespannt werden, um sie zu bearbeiten.
In den Figuren sind aus Übersichtlichkeitsgründen der Unterdruckerzeuger und die Werkstücke nicht dargestellt, wobei der Unterdruckerzeuger z.B. eine Pumpe sein könnte.
In den Figuren ist eine Aufspannplatte 1 dargestellt, aber die Vakuumspannvorrichtung kann mehrere Aufspannplatten umfassen. Wie z.B. aus Fig. 1 hervorgeht, weist die zumindest eine Aufspannplatte 1 Unterdruckanschlüsse und Verbindungsmittel zur Zusammensetzung mit zumindest einer anderen Aufspannplatte 1 auf. Die Aufspannplatten 1 können Seite an Seite zusammengesetzt werden und eine eine Gesamtaufspannoberflä- che aufweisende Gesamtaufspannplatte bilden. Solche Unterdruckanschlüsse und Verbindungsmittel befinden sich in den Seiten der Aufspannplatten 1 und jeder freie Unterdruckanschluss kann als Hauptsaug- anschluss zur Verbindung mit einem Unterdruckerzeuger dienen.
Im Fall der in Fig. 1 dargestellten Aufspannplatte 1, kann z.B. als Hauptsauganschluss der Unterdruckanschluss dienen, der aus der Seite herausragt die parallel zur Schnittlinie S1-S1 liegt, während die beiden Unterdruckanschlüsse, die aus der Seite herausragen die senkrecht zur Schnittlinie S1-S1 liegt, für die seitliche Zusammensetzung mit einer an- deren Aufspannplatte 1 benutzbar sind.
In der Aufspannoberfläche 1a ist eine Vielzahl von Ansaugöffnungen 2 ausgebildet und in der Aufspannplatte 1 sind Unterdruckkanäle ausgebildet, die mit dem Hauptsauganschluss in Verbindung stehen und zu den Ansaugöffnungen 2 führen. Die Werkstücke werden mit einer ihrer Ober- flächen, die als Berührungsfläche dient, auf die Ansaugöffnungen 2 gelegt, damit sie von den durch die Ansaugöffnungen 2 wirkenden Saugkräften in Position festgehalten werden.
Die zumindest eine Aufspannplatte 1 umfasst eine den Hauptsauganschluss aufweisende Grundplatte 3, eine Vielzahl von Aufbauelementen 4,5 und zumindest ein Abdeckelement 6, wie man in Fig. 1 dargestellt hat. In Fig. 1 sind außerdem absichtlich aus Erläuterungsgründen einige Abdeckelemente 6 nicht gezeichnet, um die darunterliegende Grundplatte 3 zu zeigen.
Jedes Aufbauelement 4,5 sowie das zumindest eine Abdeckelement 6 ist auf einer Grundplattenoberfläche 3a der Grundplatte 3 in einer festen, aber bei Bedarf einzeln und unabhängig von den anderen Elementen 4,5,6 lösbaren und abnehmbaren Weise angeordnet. Zu diesem Zweck ist in der Grundplattenoberfläche 3a eine Vielzahl von Gewindebohrungen 7 ausgebildet und jedes Aufbauelement 4,5 sowie das zumindest eine Abde- ckelement 6 weist Befestigungsdurchgangslöcher 8 auf. Es sind ferner Befestigungsschrauben 9 vorgesehen, die 9 durch die Befestigungsdurchgangslöcher 8 hindurchgeführt und in die Gewindebohrungen 7 der Grundplatte 3 eingeschraubt sind. Solche Befestigungsdurchgangslöcher
8 und Befestigungsschrauben 9 sind z.B. in den Fig. 6,7 sowie 10,11 und 19,20 dargestellt. Auf diese Weise kann durch einfaches Einschrauben bzw, Ausschrauben jedes Aufbauelement 4,5 und jedes Abdeckelement 6 einzeln und unabhängig von den anderen Elementen angeordnet bzw. abgenommen werden und sie 4,5,6 sind in einer festen, aber bei Bedarf einzeln und unabhängig von den anderen Elementen lösbaren und abnehm- baren Weise angeordnet. Man möchte bemerken, dass die vom Unterdruck erzeugten Kräfte in keiner Weise zu dieser Art der Anordnung beitragen, denn diese Art der Anordnung findet unabhängig vom Vorhandensein des Unterdrucks und ohne dessen Hilfe statt.
Die Unterdruckkanäle erstrecken sich sowohl innerhalb der Grundplatte 3 als auch innerhalb der Aufbauelemente 4,5 und bilden in der oberen Oberfläche jedes Aufbauelementes 4,5 Ansaugöffnungen 2. Diese oberen Oberflächen der Aufbauelemente 4,5 bilden die Aufspannoberfläche 1a, auf der die Werkstücke aufgespannt werden.
In der Grundplattenoberfläche 3a der Grundplatte 3 ist auch eine Vielzahl von Zentrierlöchern 10 ausgebildet und jedes Aufbauelement 4,5 sowie das zumindest eine Abdeckelement 6 weist Zentrierstifte 11 auf, die z.B. in den Fig. 7,11,20 dargestellt sind. Die Zentrierstifte 11 stehen aus der unteren der Grundplattenoberfläche 3a zugewandten Oberfläche der Elementen 4,5,6 hervor und sind in die Zentrierlöcher 10 der Grundplatte 3 eingesteckt. Die Zentrierstifte 11 sind bei der Anordnung der jeweiligen Elementen 4,5,6 auf der Grundplattenoberfläche 3a nützlich, damit diese 4,5,6 die richtige Position einnehmen, sodass die Befestigungsschrauben
9 leichter eingeschraubt werden können.
Die Unterdruckkanäle stehen aus der Grundplattenoberfläche 3a hervor und bilden dadurch Saugstutzen 12. Solche Saugstutzen 12 sind mit Sauganschlüssen 13 verbunden, die 13 die Unterdruckkanäle in der unteren zu der Grundplattenoberfläche 3a zugewandten Oberfläche jedes Aufbauelementes 4,5 bilden und die 13 z.B. in den Fig. 7,8 und 11,12 dargestellt sind. Der Sauganschluss 13 jedes Aufbauelement 4,5 ist dazu be- stimmt an einen zugeordneten Saugstutzen 12 der Grundplatte 3 angeschlossen zu werden, um die Unterdrückkanäle die sich in der Grundplatte 3 erstrecken und die Unterdrückkanäle die sich in dem Aufbauelement 4,5 erstrecken zu verbinden.
Falls ein Saugstutzen 12 nicht mit einem Sauganschluss 13 verbunden werden soll, muss man, man siehe Fig. 1, diesen Saugstutzen 12 abdichten. Dies geschieht durch ein Abdeckelement 6. Ein solches Abdeckelement 6 ist z.B. in den Fig. 19,20 dargestellt und es weist in seiner unteren auf der Grundplattenoberfläche 3a der Grundplatte 3 aufliegenden Oberfläche ein mittiges Loch 14. Wenn das Abdeckelement 6 auf der Grundplattenoberfläche 3a angeordnet ist, ist der darunterliegende abzudichtende Saugstutzen 12 der Grundplatte 3 in dem Inneren des Lochs 14 aufgenommen, sodass er 12 dadurch abgedichtet wird.
Die Aufbauelemente 4 und die Aufbauelemente 5 sind verschieden.
Das Aufbauelement 4 ist dazu bestimmt die Berührungsoberfläche eines Werkstückes vollflächig festzuhalten. Ein solches Aufbauelement 4 ist z.B. in den Fig. 6-9 dargestellt. Es besteht aus einem unteren Teil aus Aluminium und einem oberen Teil aus Kunststoff die durch Verbindungsschrauben 28 miteinander verbunden sind. Es sind Erhebungen 26, auf denen die Berührungsoberfläche des Werkstückes aufliegt, und Dichtun- gen 27, die die Unterdruckverluste verhindern sollen, vorgesehen. Zwei Ansaugöffnungen 2, wie jene die z.B. in den Fig. 6 und 8 gezeichnet sind, genügen bereits, um die Berührungsoberfläche eines Werkstückes vollflächig festzuhalten.
Solche Aufbauelemente 4 sind aber nicht geeignet die Bereiche eines Werkstückes festzuhalten, in denen durchgehende Bohrungen ausgeführt werden müssen oder die bereits durchgehende Bohrlöcher aufweisen. Um solche Bereiche eines Werkstückes festzuhalten werden Aufbauelemente 5 angeordnet.
Ein solches Aufbauelement 5 ist z.B. in den Fig. 10-16 dargestellt und es 5 besteht aus einem den Sauganschluss 13 und die Befestigungsdurchgangslöcher 8 aufweisenden Grundkörper 17 und einer Vielzahl von Saugelementen 18. Auch der Grundkörper 17 besteht, ähnlich wie das Aufbauelement 4, aus zwei durch Verbindungschrauben 28 miteinander verbundenen Teilen und zwar einem unteren Teil aus Aluminium und einem
10 oberen Teil aus Kunststoff. Jedes der Saugelemente 18 weist Dichtungen 27 auf und ist auf einer Auflageoberfläche 17a des Grundköpers 17 in einer festen, aber bei Bedarf einzeln und unabhängig von den anderen Saugelementen 18 lösbaren und abnehmbaren Weise angeordnet.
Die Unterdruckkanäle erstrecken sich sowohl innerhalb des Grundkörpers
15 17 und bilden dabei mit Endabschnitten 19 Öffnungen 20 in der Auflageoberfläche 17a des Grundkörpers 17 bilden als auch innerhalb der Saugelemente 18 und sind dabei in jedem Saugelement 18 als mittiger Durchgangskanal 21 ausgebildet. Wie z.B. aus der Fig. 16 hervorgeht, bildet dieser mittige Durchgangskanal 21 in der oberen zur Aufspannober-
20 fläche 1a gehörenden Oberfläche des Saugelements 18 eine Ansaugöffnung 2 und in der unteren auf der Auflageoberfläche 17a des Grundkörpers 17 aufliegenden Oberfläche des Saugelements 18 eine Anschlussöffnung 22. Diese Anschlussöffnung 22 ist dazu bestimmt an eine Öffnung 20 des Grundkörpers 17 angeschlossen zu werden, um die Unterdrückka-
25 näle die sich in dem Grundkörper 17 erstrecken und die Unterdrückkanäle die sich in dem Saugelement 18 erstrecken zu verbinden.
Jeder Endabschnitt 19 der Unterdruckkanäle weist ein inneres Gewinde 23 auf, man siehe insbesondere die Fig. 13 und 14, und in dem inneren Gewinde 23 jedes Endabschnitts 19 ist, man siehe insbesondere die Fig.
30 12-14, entweder eine ein Längsdurchgangsloch 24a aufweisende Hohl- schraube 24 oder eine kein Längsdurchgangsloch 24a aufweisende Schraube 25 eingeschraubt, je nachdem ob der Endabschnitt 19 nicht abgedichtet werden soll oder abgedichtet werden soll. Dabei ist jede in einem Endabschnitt 19 eingeschraubte Hohlschraube 24 durch die Ansau- göffnung 2 und den mittigen Durchgangskanal 21 des ihr 24 zugeordneten Saugelements 18 hindurchgeführt. Dadurch ist jedes Saugelement 18 in einer festen, aber bei Bedarf einzeln und unabhängig von den anderen Saugelementen 18 lösbaren und abnehmbaren Weise auf dem Grundkörper 17 angeordnet.
Man kann daher überall dort wo man Bohren wird das jeweilige Saugelement 18 abnehmen, damit ein Freiraum entsteht in dem die Bohrspitze eindringen kann, die das darauf liegende Werkstück durchgebohrt hat. Die in den gewindegeschnittenen Endabschnitt 19 eingeschraubte Schraube 25 dichtet den Endabschnitt 19 ab. Die Saugelemente 18 wer- den auch überall dort abgenommen, wo es bereits durchgehende Bohrlöcher in dem Werkstück gibt, damit die darunterliegenden Endabschnitte 19 durch das Einschrauben von Schrauben 25 in die inneren Gewinden 23 abgedichtet werden können. Würde man in diesen Bereichen die Saugelemente 18 nicht abnehmen, dann würden durch die bereits existieren- den durchgehenden Bohrlöcher Unterdruckverluste entstehen.
Die Aufspannplatte 1 kann auch zumindest ein auf der Grundplattenoberfläche 3a der Grundplatte 3 in einer festen aber bei Bedarf lösbaren und abnehmbaren Weise angeordnetes Zwischenelement 15 und zumindest ein zusätzliches Aufbauelement 4,5 umfassen, das 4,5 in einer festen aber bei Bedarf lösbaren und abnehmbaren Weise auf der oberen Oberfläche des Zwischenelements 15 angeordnet ist. Der Unterschied zwischen einem solchen zusätzlichen Aufbauelement 4,5 und einem Aufbauelement 4,5 besteht nur in ihrer Anordnung: die zusätzlichen Aufbauelemente 4,5 sind auf der oberen Oberfläche der Zwischenelemente 15 angeordnet, während die Aufbauelemente 4,5 auf der Grundplattenoberfläche 3a an- geordnet sind.
Das zumindest eine Zwischenelement 15 ist in den Fig. 17 und 18 dargestellt und dient dazu lokal die Höhe der Aufspannoberfläche 1a zu erhöhen.
Ähnlich wie die Aufbauelemente 4,5 und das Abdeckelement 6 weist auch das zumindest eine Zwischenelement 15, um auf der Grundplattenoberfläche 3a angeordnet zu werden, Befestigungsdurchgangslöcher 8 für Befestigungsschrauben 9 auf, die 9 durch die Befestigungsdurchgangslöcher 8 des Zwischenelements 15 hindurchgeführt sind und in die Gewindeboh- rungen 7 der Grundplatte 3 eingeschraubt sind. Ähnlich wie die Aufbauelemente 4,5 und das Abdeckelement 6, weist auch das zumindest eine Zwischenelement 15 außerdem, um leichter in Position auf der Grundplattenoberfläche 3a angeordnet zu werden, Zentrierstifte 11 auf, die 11 aus der unteren auf der Grundplattenoberfläche 3a aufliegenden Oberfläche des Zwischenelements 15 hervorstehen und in die Zentrierlöcher 10 der Grundplatte 3 eingesteckt sind.
Um dann die Anordnung eines zusätzlichen Aufbauelements 4,5 auf seiner oberen Oberfläche zu ermöglichen, weist das zumindest eine Zwischenelement 15 seinerseits Gewindebohrungen 7 auf, in die 7 Befesti- gungsschrauben 9 eingeschraubt sind, die 9 durch die Befestigungsdurchgangslöcher 8 des auf dem Zwischenelement 15 angeordneten zusätzlichen Aufbauelements 4,5 hindurchgeführt sind.
Um das zusätzliche Aufbauelement 4,5 leichter in Position auf der oberen Oberfläche des Zwischenelements 15 anordnen zu können, ist in der obe- ren Oberfläche des Zwischenelements 15 eine Vielzahl von Zentrierlöcher 10 ausgebildet, in die 10 die Zentrierstifte 11 des auf dem Zwischenelement 15 angeordneten zusätzlichen Aufbauelements 4,5 eingesteckt sind. Die Unterdruckkanäle erstrecken sich auch in dem Zwischenelement 15 und in ihm 15 sind sie als mittiges Durchgangsloch 16 ausgebildet. Die- ses mittige Durchgangsloch 16 bildet in der unteren auf der Grundplat- tenoberfläche 3a aufliegenden Oberfläche des Zwischenelements 15 einen Sauganschluss 13 und in der oberen Oberfläche des Zwischenelements 15 einen Saugstutzen 12. Dieser Sauganschluss 13 ist, wie der Sauganschluss der Aufbauelemente 4,5, dazu bestimmt ist an einen Saugstutzen 12 der Grundplatte 3 angeschlossen zu werden, während der Saugstutzen 12 des Zwischenelements 15, wie der Saugstutzen 12 der Grundplatte 3, dazu bestimmt ist an einen Sauganschluss 13 angeschlossen zu werden, aber nicht an den Sauganschluss 13 eines Aufbauelements 4,5 sondern an den Sauganschluss 13 des auf dem Zwischenele- ment 15 angeordneten zusätzlichen Aufbauelements 4,5.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1.Vakuumspannvorrichtung zum Aufspannen von Werkstücken mittels Unterdruck, mit zumindest einer einen Hauptsauganschluss zur Verbindung mit einem Unterdruckerzeuger aufweisenden Aufspannplatte (1), die eine Aufspannoberfläche (1a) aufweist, auf der (1a) die Werkstücke aufgespannt werden und in der (1a) eine Vielzahl von Ansaugöffnungen (2) ausgebildet ist, wobei innerhalb der Aufspannplatte (1) Unterdruckkanäle ausgebildet sind, die mit dem Hauptsauganschluss in Verbindung stehen und zu den Ansaugöffnungen (2) führen, dadurch gekennzeichnet dass die zumindest eine Aufspannplatte (1) eine den Hauptsauganschluss aufweisende Grundplatte (3), eine Vielzahl von Aufbauelementen (4,5) und zumindest ein Abdeckelement (6) umfasst, wobei jedes Aufbauelement (4,5) sowie das zumindest eine Abdeckelement (6) auf einer Grundplattenoberfläche (3a) der Grundplatte (3) in einer festen, aber bei Bedarf einzeln und unabhängig von den anderen Elementen (4,5,6) lösbaren und abnehmbaren Weise angeordnet ist, dass die Unterdruckkanäle in der oberen Oberfläche jedes Aufbauelementes (4,5) Ansaugöffnungen (2) bilden und dass diese oberen Oberflächen der Aufbauelemente (4,5) die Aufspannoberfläche (1a) bilden.
2. Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Grundplattenoberfläche (3a) der Grundplatte (3) eine Vielzahl von Gewindebohrungen (7) ausgebildet ist, dass jedes Aufbauelement (4,5) sowie das zumindest eine Abdeckelement (6) Befestigungsdurchgangslöcher (8) aufweist und dass Befestigungsschrauben (9) vorgese- hen sind, die (9) durch die Befestigungsdurchgangslöcher (8) hindurchgeführt sind und in die Gewindebohrungen (7) der Grundplatte (3) eingeschraubt sind.
3. Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Grundplattenoberfläche (3a) der Grundplatte (3) eine Vielzahl von Zentrierlöcher (10) ausgebildet ist und dass jedes Aufbauelement (4,5) sowie das zumindest eine Abdeckelement (6) Zentrierstifte (11) aufweisen, die (11) in die Zentrierlöcher (10) der Grundplatte (3) eingesteckt sind.
4. Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Unterdruckkanäle sich sowohl innerhalb der Grundplatte (3) erstrecken und dabei aus der Grundplattenoberfläche (3a) hervorstehen und Saugstutzen (12) bilden als auch innerhalb der Aufbauelemente (4,5) erstrecken und dabei in der unteren zu der Grundplattenoberfläche (3a) zugewandten Oberfläche jedes Aufbauelementes (4,5) einen Sauganschluss (13) bilden, und dass der Sauganschluss (13) jedes Aufbauelement (4,5) an einen zugeordneten Saugstutzen (12) der Grundplatte (3) angeschlossen ist.
5. Vakuumspannvorrichtung nach einem der Ansprüche von 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Abdeckelement (6) ein mittiges Loch (14) aufweist, das (14) in seinem Innere einen Saugstutzen (12) der Grundplatte (3) aufnimmt um ihn (12) abzudichten.
6. Vakuumspannvorrichtung nach einem der Ansprüche von 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspannplatte (1) auch zumindest ein auf der Grundplattenoberfläche (3a) der Grundplatte (3) in einer fes- ten aber bei Bedarf lösbaren und abnehmbaren Weise angeordnetes Zwischenelement (15) und zumindest ein in einer festen aber bei Bedarf lösbaren und abnehmbaren Weise auf der oberen Oberfläche des Zwischenelements (15) angeordnetes zusätzliches Aufbauelement (4,5) umfasst, dass das zumindest eine Zwischenelement (15) Befestigungsdurchgangs- löcher (8) für Befestigungsschrauben (9) aufweist, die (9) durch die Befestigungsdurchgangslöcher (8) des Zwischenelements (15) hindurchgeführt sind und in die Gewindebohrungen (7) der Grundplatte (3) eingeschraubt sind, dass das zumindest eine Zwischenelement (15) seinerseits Gewindebohrungen (7) aufweist, in die (7) Befestigungsschrauben (9) eingeschraubt sind, die (9) durch die Befestigungsdurchgangslöcher (8) des auf dem Zwischenelement (15) angeordneten zusätzlichen Aufbauelements (4,5) hindurchgeführt sind, dass die Unterdruckkanäle sich in dem Zwischenelement (15) als mittiges Durchgangsloch (16) erstrecken, das (16) einen Sauganschluss (13) und einen Saugstutzen (12) bildet und dass dieser Sauganschluss (13) des Zwischenelements (15) an einen Saugstutzen (12) der Grundplatte (3) angeschlossen ist und dieser Saugstutzen (12) des Zwischenelements (15) an den Sauganschluss (13) des auf dem Zwischenelement (15) angeordneten zusätzlichen Aufbauelements (4,5) angeschlossen ist.
7. Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der oberen Oberfläche des zumindest einen Zwischenelements (15) eine Vielzahl von Zentrierlöchern (10) ausgebildet ist, in die (10) die Zentrierstifte (11) des auf dem Zwischenelement (15) angeordneten zusätzlichen Aufbauelements (4,5) eingesteckt sind.
8. Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Zwischenelement (15) in die Zentrierlöcher (10) der Grundplatte (3) eingesteckte Zentrierstifte (11) aufweist.
9. Vakuumspannvorrichtung nach einem der Ansprüche von 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Aufbauelement (5) aus einem den Sauganschluss (13) und die Befestigungsdurchgangslöcher (8) aufweisenden Grundkörper (17) und einer Vielzahl von Saugelementen (18) besteht, von denen jedes (18) auf einer Auflageoberfläche (17a) des Grundköpers (17) in einer festen, aber bei Bedarf einzeln und unabhängig von den anderen Saugelementen (18) lösbaren und abnehmbaren Weise an- geordnet ist, dass die Unterdruckkanäle sich sowohl innerhalb des Grundkörpers (17) erstrecken und dabei mit Endabschnitten (19) Öffnungen (20) in der Auflageoberfläche (17a) des Grundkörpers (17) bilden als auch innerhalb der Saugelemente (18) erstrecken und dabei in jedem Saugelement (18) als mittiger Durchgangskanal (21) ausgebildet sind, der (21) in der oberen zur Aufspannoberfläche (1a) gehörenden Oberfläche des Saugelements (18) eine Ansaugöffnung (2) bildet und in der unteren auf der Auflageoberfläche (17a) des Grundkörpers (17) aufliegenden Oberfläche des Saugelements (18) eine Anschlussöffnung (22) bildet, die
(22) an eine Öffnung (20) des Grundkörpers (17) angeschlossen ist, und 5 dass jeder Endabschnitt (19) der Unterdruckkanäle ein inneres Gewinde
(23) aufweist, in dem (23) entweder eine ein Längsdurchgangsloch (24a) aufweisende Hohlschraube (24) oder eine kein Längsdurchgangsloch (24a) aufweisende Schraube (25) eingeschraubt ist, je nachdem ob der Endabschnitt (19) nicht abgedichtet wurde oder abgedichtet wurde.
10 10. Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede in einem Endabschnitt (19) eingeschraubte Hohlschraube (24) durch die Ansaugöffnung (2) und den mittigen Durchgangskanal (21) des ihr (24) zugeordneten Saugelements (18) hindurchgeführt ist.
11. Vakuumspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspannplatte (1) Unterdruckanschlüsse und Verbindungsmittel zur Zusammensetzung mit zumindest einer anderen Aufspannplatte (1) aufweist.
12. Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Aufspannplatten (1) umfasst, die (1) Seite an Seite 0 zusammengesetzt sind und eine eine Gesamtaufspannoberfläche (1a) aufweisende Gesamtaufspannplatte bilden.
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