DD226504A1 - VACUUM JIG - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumspannvorrichtung zum Spannen und Justieren eines Werkstueckes, die sich zum Einsatz in automatischen Montage- und Zufuehreinrichtungen eignet. Dabei sind mehrseitig eines Vakuumsaugers Anlageleistungen an einem Membrangehaeuse angeordnet, in welchem der Vakuumsauger gegen eine Druckfeder verschiebbar gefuehrt ist. Der Fuehrungsbolzen des Vakuumsaugers ist dabei so durchbohrt, dass der Hohlraum des Vakuumsaugers mit einem mittels Membran im Membrangehaeuse abgedichteten Saugraum in Verbindung steht und der Fuehrungsbolzen dabei mittig mit der Membran verschraubt ist. Dadurch wird beim Betreiben der Vakuumspannvorrichtung zunaechst ein Spannen des Werkstueckes und nachfolgend eine Justierung in der vorgegebenen Lage mit definierter Anlagekraft erreicht. Fig. 1The invention relates to a vacuum clamping device for clamping and adjusting a workpiece, which is suitable for use in automatic assembly and Zufuehreinrichtungen. In this case, on several sides of a vacuum suction system capacities are arranged on a Membrangehaeuse, in which the vacuum suction is guided against a compression spring displaceable. The Fuehrungsbolzen the vacuum suction is pierced so that the cavity of the vacuum suction is in communication with a membrane sealed in Membrangehaeuse suction chamber and the Fuehrungsbolzen is thereby screwed centrally with the membrane. As a result, a clamping of the workpiece and subsequently an adjustment in the predetermined position with defined contact force is achieved when operating the vacuum clamping device initially. Fig. 1

Description

Scharfenstein, den 31. 8. 1984 Erfinder Manfred WeberScharfenstein, August 31, 1984 Inventor Manfred Weber

Titel der Erfindung Vakuumspannvorrichtung Anwendungsgebiet der ErfindungTitle of the invention Vacuum clamping device Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vakuumspannvorrichtung, die ein Spannen und gleichzeitiges Justieren von Werkstücken in Montageeinrichtungen ermöglicht.The invention relates to a vacuum clamping device which enables clamping and simultaneous adjustment of workpieces in mounting devices.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß Werkstücke mittels Vakuumsauger gespannt werden. Hierbei erfolgt zunächst eine Bewegung des Vakuumsaugers durch geeignete Maschinenelemente gegen dasIt is known that workpieces are clamped by means of vacuum suction. In this case, first a movement of the vacuum suction by suitable machine elements against the

Werkstück und es wird eine Abdichtung zwischen der in bekannter Bauart am Vakuumsauger vorhandenen Dichtlippe und dem Werkstück erreicht, so daß bei zugeschaltetem Vakuum nachfolgend eine Haftwirkung zwischen Sauger undWorkpiece and it is achieved a seal between the existing in a known design on the vacuum suction seal lip and the workpiece, so that when switched on vacuum, an adhesive effect between sucker and

' Werkstück entsteht. Durch die Elastizität des Vakuumsaugers erfolgt bei steigendem Vakuum eine Relativbewegung zwischen Vakuumsauger und Werkstück. Diese Relativbewegung wird entweder durch gefederte Vakuumsauger oder durch eine Werkstückbewegung zum Vakuumsauger hin ermöglicht. Sollen dabei diese Relativbewegungen zur gleichzeitigen Justierung des Werkstückes genutzt werden, dann muß dies auf kurzem Wege erfolgen, da der Verformungsweg des Vakuumsaugers begrenzt ist. Wird hierbei das Werkstück an Justierleisten angelegt, dann sind diese Anlegekräfte infolge schwenkender Reibungskräfte zwischen Vakuumsauger und Werkstück und den erforderlichen Verformungskräften für den Vakuumsauger nicht reproduzierbar und geben damit bei nachfolgend auf das Werkstück wirkenden Kräften keine ausreichende Sicherheit, daß die Justierung beibehalten wird. Ein schnelles Heranfahren ' Workpiece arises. Due to the elasticity of the vacuum suction, a relative movement between the vacuum suction device and the workpiece takes place as the vacuum increases. This relative movement is made possible either by sprung vacuum suction or by a workpiece movement to the vacuum suction. If this relative movements are used for the simultaneous adjustment of the workpiece, then this must be done in a short way, since the deformation of the vacuum suction is limited. In this case, the workpiece is applied to Justierleisten, then these Anlegekräfte due to pivoting frictional forces between the vacuum suction and workpiece and the required deformation forces for the vacuum suction are not reproducible and thus do not provide sufficient security in subsequently acting on the workpiece forces that the adjustment is maintained. A quick start

des Vakuumsaugers an das Werkstück ist aufgrund der kurzen Relativwege von der Dichtlippe des Vakuumsaugers bis zu den Justierleisten mit Werkstückbeschädigungen bei empfindlichen Werkstücken verbunden.the vacuum suction device to the workpiece is due to the short relative paths from the sealing lip of the vacuum suction to the Justierleisten associated with workpiece damage to sensitive workpieces.

Eine Justierung des Werkstückes in Spannrichtung des Vakuum-An adjustment of the workpiece in the clamping direction of the vacuum

saugers kann daher in vielen Fällen nur durch eine zusätzliche Bewegung erreicht werden, die nach erfolgter Vakuumspannung eingeleitet wirdSuction can therefore be achieved in many cases only by an additional movement, which is initiated after the vacuum voltage

Diese Vakuumspannung is-t hierbei durch geeignete Maßnahmen zu überwachen, um ein Abreißen des Werkstückes vom Vakuum- In this case, it is necessary to monitor this vacuum voltage by suitable measures in order to prevent the workpiece from being torn off the vacuum.

sauger während der Justierbewegung zu verhindern.to prevent suction during the adjustment movement.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vakuumspannvorrichtung zu schaffen, die ein schnelles beschädigungslosesThe object of the invention is to provide a vacuum clamping device which provides a quick damage-free

Anfahren an ein nicht genau positioniertes Werkstück ermöglicht, nach dem Spannen des Werkstückes ein Anlegen an in Spannrichtung wirkende Anlageleisten vornimmt und dabei die durch den Vakuumsauger auf das Werkstück wirken— de Anlagekraft kontrolliert.Approaching to a not exactly positioned workpiece allows, after clamping of the workpiece makes an application to acting in the clamping direction bearing strips and thereby controlled by the vacuum suction on the workpiece acting force.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

- die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst Ί0 wird- The technical problem, which is solved by the invention Ί0

Die technische Aufgabe zur Erreichung des Ziels der Erfindung besteht darin, mittels einer Vakuumspannvorrichtung das Werkstück auch in ungenauer Positionslage durchThe technical task to achieve the aim of the invention is to use a vacuum clamping device, the workpiece in an inaccurate position position

-j5 den Vakuumsauger sicher zu spannen und ein sicheres Anlegen des Werkstückes an die Anlageleisten der Vakuumspannvorrichtung unter Gewährleistung einer definierten Haftkraft zwischen Vakuumsauger und Werkstück und einer bestimmten Anlagekraft des Werkstückes zu den Anlageleisten ^zu erreichen.-j5 to securely clamp the vacuum suction and ^to achieve a secure application of the workpiece to the contact strips of the vacuum clamping device while ensuring a defined adhesive force between the vacuum suction and workpiece and a certain contact force of the workpiece to the contact strips.

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß seitlich eines Vakuumsaugers zur Dichtlippe des Vakuumsaugers maß— lieh zurückstehende, mehrseitig angeordnete Anlageleisten : an einem Membrangehäuse fest angebracht sind, während der Vakuumsauger in diesem Membrangehäuse gegen eine Druckfeder verschiebbar geführt ist. Der Führungsbolzen des Vakuumsaugers ist dabei so durchbohrt, daß'der Hohlraum des Vakuumsaugers mit einem durch eine Membran im Membrange— häuse abgedichteten Saugraum verbunden und der Führungsbolzen dabei mittig mit der Membran verschraubt ist. Beim Betreiben der Vakuumspannvorrichtung wird die beschriebene Vorrichtung durch eine gesonderte Bewegung so an dasAccording to the invention, this is achieved in that laterally of a vacuum suction to the sealing lip of the vacuum suction lent recessed, multi-side arranged contact strips: are firmly attached to a diaphragm housing, while the vacuum suction is guided in this diaphragm housing against a compression spring displaceable. The guide pin of the vacuum suction device is pierced in such a way that the cavity of the vacuum suction device is connected to a suction chamber sealed by a membrane in the membrane housing and the guide pin is screwed centrally to the membrane. When operating the vacuum clamping device, the device described by a separate movement so to the

Werkstück herangefahren, daß die Dichtlippe des Vakuumsaugers zur Anlage an das Werkstück kommt, dabei eine Vorspannung zur Dichtlippe des Vakuumsaugers erreicht wird und bei größeren Toleranzen der Werkstücklage zusätzlich die im Membrangehäuse angeordnete Druckfeder über den Vakuumsauger und den Führungsbolzen wirksam werden kann. Während dieser Anfahrbewegung wird bereits luft aus dem Saugraum im Membrangehäuse abgesaugt und damit über die Bohrung im Führungsbolzen des Vakuumsaugers nach dessen Anlage am Werkstück ein Vakuum erzeugt.Moved workpiece that the sealing lip of the vacuum suction comes to rest on the workpiece, while a bias to the sealing lip of the vacuum suction is achieved and with larger tolerances of the workpiece position in addition, arranged in the diaphragm housing compression spring on the vacuum suction and the guide pin can be effective. During this starting movement air is already sucked out of the suction chamber in the diaphragm housing and thus creates a vacuum on the bore in the guide pin of the vacuum suction after its attachment to the workpiece.

Steigendes Vakuum bewirkt anschließend, daß durch die Membran die Kraft der vorgespannten Druckfeder überwunden wird und der Führungsbolzen mit Vakuumsauger und gespanntem Werkstück solange zurückgezogen wird, bis das Werkstück die Anlageleisten erreicht und mit einer definierten Kraft festgehalten wird. Diese Werkstückanlage kann über einen Signalgeber bei automatisierten Arbeitsabläufen als Steuersignal genutzt werden, sodaß sich das Messen des erreichten Vakuums erübrigt.Rising vacuum then causes the force of the prestressed compression spring to be overcome by the membrane and the guide pin with vacuum suction and tensioned workpiece being withdrawn until the workpiece reaches the contact strips and is held in place with a defined force. This workpiece system can be used via a signal generator in automated workflows as a control signal, so that the measurement of the achieved vacuum is unnecessary.

' ; ' . _i - - ν. " ' Ausführungsbeispiel';'. _i - - ν. '' Embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel und der zugehörigen Zeichnung erläutert werden.The invention will be explained below with reference to an embodiment and the accompanying drawings.

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Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine Vakuumspannvorrichtung.The drawing shows a section through a vacuum chuck.

Die Vakuumspannvorrichtung spannt ein Werkstück 1 mittels eines auf einem Führungsbolzen 2 befestigten Vakuumsaugers Dabei arbeitet der Führungsbolzen 2 im Membrangehäuse_4 gegen eine Druckfeder 5. Bei steigendem Vakuum im Saugraum wird mittels Membran 7 die Druckfeder 5 weiter zusammengedrückt, als dies schon teilweise beim Anfahren des Vakuum-The vacuum clamping device clamps a workpiece 1 by means of a vacuum suction device mounted on a guide pin 2. The guide pin 2 in the diaphragm housing 4 acts against a compression spring 5. As the vacuum in the suction chamber increases, the pressure spring 5 is further compressed by means of membrane 7, as this is already partially the case when starting the vacuum pump.

Saugers 3 an das Werkstück 1 erfolgte. Die Membran 7 ist im Membrangehäuse 4 und zentrisch auf dem Führungsbolzen 2 befestigt und dichtet dabei den Saugraum 6 zur Atmosphäre ab. Der Führungsbolzen 2 ist so durchbohrt, daß der Hohlraum 8 des Vakuumsaugers 3 mit dem Saugraum 6 des Membrangehäuses 4 verbunden ist. Dadurch entsteht beim Arbeiten mit der Vakuumspannvorrichtung gleichzeitig ein Vakuum im Hohlraum 8 des Vakuumsaugers 3 und im Saugraum 6 des Membrangehäuses 4. Die am Membrangehäuse 4 beidseitig befestigten Anlageleisten 9 sind beim Anfahren der Vakuumspannvorrichtung an das Werkstück 1 maßlich gegenüber der Dichtlippe des Vakuumsaugers 3 zurückgesetzt, sodaß diese zunächst bei Arbeitsbeginn nicht zur Anlage mit dem Werkstück 1 kommen können. Diese Anlage wird erst nach dem Abdichten der Dichtlippe des Vakuumsaugers 3 und nachfolgend steigendem Vakuum mit einer über die Membran 7 eingeleiteten Rückzugbewegung des Führungsbolzen 2 gegen die Druckfeder 5 erreicht. Das Werkstück 1 wird dabei mit einer definierten Kraft unter Berücksichtigung die Elastizität des Vakuumsaugers 3 gegen die Anlageleisten 9 gezogen. Hierzu sind die Arbeitswege des Vakuumsaugers 3 zwischen Werkstück 1 und Anlageleisten 9 mit dem Hub des Führungsbolzens 2 abgestimmt. Die Endstellung des Führungsbolzens 2, gleichbedeutend mit beendeter Justierung, wird als Steuersignal mittels eines Signalgebers 10 nutzbar gemacht.Sucker 3 was made to the workpiece 1. The membrane 7 is mounted in the diaphragm housing 4 and centrally on the guide pin 2, thereby sealing the suction chamber 6 to the atmosphere. The guide pin 2 is pierced so that the cavity 8 of the vacuum suction 3 is connected to the suction chamber 6 of the diaphragm housing 4. This creates when working with the vacuum chuck simultaneously a vacuum in the cavity 8 of the vacuum suction 3 and in the suction chamber 6 of the diaphragm housing 4. The attached to the diaphragm housing 4 on both sides of support membrane 9 are reset when starting the vacuum clamping device to the workpiece 1 dimensionally opposite the sealing lip of the vacuum suction 3 so that they can not initially come into contact with the workpiece 1 at the start of work. This system is achieved only after sealing the sealing lip of the vacuum suction 3 and subsequently increasing vacuum with a initiated via the membrane 7 retraction movement of the guide pin 2 against the compression spring 5. The workpiece 1 is pulled with a defined force taking into account the elasticity of the vacuum suction 3 against the contact strips 9. For this purpose, the working distances of the vacuum suction device 3 between workpiece 1 and contact strips 9 are matched with the stroke of the guide pin 2. The end position of the guide pin 2, synonymous with ended adjustment, is made available as a control signal by means of a signal generator 10.

Claims (3)

- 6 Erfindungsansprüche- 6 invention claims 1. Vakuumspannvorrichtung zum Spannen und Justieren eines Werkstückes mittels eines Vakuumsaugers, gekennzeichnet dadurch, daß der Vakuumsauger (3) mit einer Membran (7) fest über einen gegen eine Druckfeder (5) arbeitenden Führungsbolzen (2) gekoppelt ist und dabei der Hohlraum (8) des Vakuumsaugers (3) durch Bohrungen im Führungsbolzen (2) _t mit dem Saugraum (6) zwischen der Membran (7) und dem Membrangehäuse (4) verbunden ist, wobei am Membrangehäuse (4) mehrseitig zum Vakuumsauger (3) angeordnete Anlageleisten (9) befestigt sind, die in der Ausgangslage der Vakuumspannvorrichtung zur Dichtlippe des Vakuumsaugers (3) maßlich zurückstehen. 1. Vacuum clamping device for clamping and adjusting a workpiece by means of a vacuum suction device, characterized in that the vacuum suction device (3) with a diaphragm (7) fixedly connected via a against a compression spring (5) operating guide pin (2) is coupled while the cavity (8 ) of the vacuum suction box (3) through bores in the guide pin (2) _t to the suction chamber (6) between the diaphragm (7) and the membrane housing (4), where (on the membrane housing 4) multi-sided (for vacuum suction disposed 3) conditioning bars ( 9) are fixed, which are set back dimensionally in the initial position of the vacuum clamping device to the sealing lip of the vacuum suction device (3). 2. Vakuumspannvorrichtung nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß durch den Führungsbolzen (2) in Arbeitsendlage die Justierung des Werkstückes (1) mittels Signalgeber (10) gemeldet wird.2. Vacuum clamping device according to item 1, characterized in that the adjustment of the workpiece (1) by means of signal transmitter (10) is reported by the guide pin (2) in working end position. 3· Vakuumspannvorrichtung nach Pkt. 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Arbeitsweg des Führungsbolzens (2) größer ist als der in der Ausgangslage der Vakuumspannvorrichtung bestehende Abstand zwischen der Dichtlippe des Vakuumsau— gers (3) und den Anlageleisten (9).3 · Vacuum clamping device according to Pkt. 1 and 2, characterized in that the working path of the guide pin (2) is greater than the existing in the initial position of the vacuum clamping device distance between the sealing lip of Vakuumsau- gers (3) and the contact strips (9). Hierzu 1 Blatt ZeichnungFor this 1 sheet drawing