DE102011078875B3

DE102011078875B3 - Vorrichtung zum Spannen und Halten von Werkstücken mittels Unterdruck

Info

Publication number: DE102011078875B3
Application number: DE201110078875
Authority: DE
Inventors: Ralf Stockburger
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2031-07-09
Also published as: CN203141124U

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und Halten von Werkstücken mittels Unterdruck, mit wenigstens einem Spannbalken und wenigstens einem auf eine Auflagefläche des Spannbalkens aufsetzbaren Blocksauger, auf welchem das zu spannende Werkstück auflegbar ist, wobei der Spannbalken mit Absperrventilen versehen ist, über welche Luft absaugbar ist und dadurch der Blocksauger und/oder das Werkstück gespannt wird bzw. werden, und der Blocksauger auf seiner auf der Auflagefläche aufliegenden Unterseite eine wenigstens ein Absperrventil umgrenzende Dichtung aufweist, durch welche ein abgeschlossener Raum gebildet wird, welcher über das Absperrventil evakuierbar ist, wobei die Oberseite des Blocksaugers von einer das Werkstück tragenden Saugplatte gebildet wird, wobei der Spannbalken und/oder der Blocksauger zumindest teilweise aus Beton bestehen

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und Halten von Werkstücken mittels Unterdruck, mit wenigstens einem Spannbalken und wenigstens einem auf eine Auflagefläche des Spannbalkens aufsetzbaren Blocksauger, auf welchem das zu spannende Werkstück auflegbar ist, wobei der Spannbalken mit Absperrventilen versehen ist, über welche Luft absaugbar ist und dadurch der Blocksauger und/oder das Werkstück gespannt wird bzw. werden, und der Blocksauger auf seiner auf der Auflagefläche aufliegenden Unterseite eine wenigstens ein Absperrventil umgrenzende Dichtung aufweist, durch welche ein abgeschlossener Raum gebildet wird, welcher über das Absperrventil evakuierbar ist, wobei die Oberseite des Blocksaugers von einer das Werkstück tragenden Saugplatte gebildet wird.
Insbesondere bei Holzbearbeitungsmaschinen sind Spannbalken bekannt, auf welche Blocksauger aufgesetzt werden, welche zum Spannen des zu bearbeitenden Werkstücks, zum Beispiel Holzplatten oder dergleichen, dienen. Nach dem Aufsetzen der Blocksauger auf die Spannbalken werden diese an den Spannbalken festgesaugt, so dass sie fixiert sind. Dies erfolgt dadurch, dass in einem ersten Unterdruckkreis vorgesehene Absperrventile geöffnet werden, über welche ein an der Unterseite des Blocksaugers vorgesehener abgeschlossener Raum mit dem ersten Unterdruckkreis verbunden wird. Nach dem Auflegen des Werkstücks auf die Blocksauger wird an einem zweiten Unterdruckkreis Unterdruck angelegt und dadurch das Werkstück vom Blocksauger angesaugt. Dies erfolgt dadurch, dass an der Oberseite des Blocksaugers ein Spannraum vorgesehen ist, welcher über eine durch den Blocksauger hindurchgehende Verbindungsleitung mit der Unterseite des Blocksaugers verbunden ist und aus dem dort vorgesehenen Raum zum Spannen des Blocksaugers am Spannbalken ausmündet. Diese Verbindungsleitung ist mit dem zweiten Unterdruckkreis verbunden. Zum Spannen des Werkstücks wird zunächst der Blocksauger positioniert und dann das Werkstück gespannt. Diese Spannsysteme haben den wesentlichen Vorteil, dass die Blocksauger zentral gespannt und über die Blocksauger die Werkstücke zentral angesaugt werden können. Es bedarf also keiner Schlauchverbindung zu jedem einzelnen Blocksauger, die sich oftmals als störend auswirken. Das Werkstück kann also gelöst werden, ohne dass der Blocksauger gelöst wird. Es sind aber auch Spannsysteme bekannt, bei denen lediglich ein einziger Unterdruckkreis erforderlich ist.
Aus der EP 2 324 952 A1 ist eine Bearbeitungsvorrichtung bekannt, bei der das Maschinenbett aus Beton besteht. Bei diesen Vorrichtungen hat sich herausgestellt, dass die Spannbalken, welche aus Aluminium oder Stahl hergestellt sind, und die Blocksauger, welche üblicherweise aus Aluminium oder Kunststoff hergestellt sind, bei schweren und/oder hochdynamischen Bearbeitungsvorgängen zum Schwingen neigen. Diese Schwingungen führen zu einer schlechten Bearbeitungsqualität.
Aus der DE 33 41 542 A1 ist eine Spanneinrichtung bekannt, bei welcher die Spannplatte aus Polymerbeton besteht. Derartige Spannplatten sind üblicherweise groß und schwer und somit stationär.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung so weiter zu bilden, dass sie einer reduzierte Schwingungsneigung aufweist und dennoch zu einem günstigen Preis hergestellt werden kann. Außerdem soll sie einfach befestigbar sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Spannbalken und/oder der Blocksauger nicht, wie beim Stand der Technik ausschließlich aus Metall oder Kunststoff hergestellt sondern besteht zum großen Teil aus Beton. Dadurch werden die Schwingungen, die beim Bearbeiten des Werkstücks erzeugt werden, reduziert, so dass mit einem größeren Vorschub gearbeitet werden kann. Hierdurch wird einerseits die Bearbeitungsqualität verbessert, andererseits die Bearbeitungszeit reduziert. Nebenbei ist die Herstellung derartiger Spannbalken und Blocksauger relativ preiswert. Außerdem können auf einfache Weise Varianten gebildet werden, indem unterschiedliche Einleger eingegossen oder eingeklebt werden. Dabei ist vorgesehen, dass im Beton in die Auflagefläche ausmündende Durchbrüche vorgesehen sind, wobei wenigstens ein Durchbruch auf seiner der Auflagefläche gegenüber liegenden Seite in eine Befestigungsnut oder eine Befestigungsschiene ausmündet, in die insbesondere ein Befestigungseinleger einsetzbar ist. An diesen Befestigungseinlegern können z. B. Anschlagzylinder oder dergleichen montiert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Beton faserverstärkt oder armiert ist. Dabei können in den Beton Stahlträger, insbesondere vorgespannte Stahlträger eingebettet sein. Hierdurch wird die Steifigkeit der Bauteile wesentlich erhöht, ohne dass die Schwingungsneigung zunimmt.
Um den Spannbalken z. B. an einem Maschinenbett befestigen zu können oder um am Spannbalken weitere Bauteile montieren zu können, sind die Seitenflächen und/oder ist die Unterseite des Spannbalkens mit Nuten versehen, die insbesondere mit Schienen armiert sind. Die Schienen, z. B. Aluminiumschienen, sind in den Beton eingegossen.
Zur Versorgung der Blocksauger sind in den Beton des Spannbalkens Unterdruck führende Kanäle, insbesondere aus Metall oder Kunststoff eingegossen. Diese Kanäle werden z. B. von Metall- oder Kunststoffleitungen oder -rohren gebildet. Dabei münden aus jedem Kanal Ventilleisten für die Absperrventile in die Spannfläche aus, wobei die Ventilleisten insbesondere aus Kunststoff bestehen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Spannbalken einen Querschnitt aufweist, der einem nach unten offenen U entspricht. Dieser Querschnitt bietet eine optimale Auflagefläche für den Blocksauger und an den planen Seitenflächen können problemlos weitere Bauteile befestigt werden. Die Unterseite wird durch zwei parallele Auflageflächen gebildet, die mit Befestigungsschienen versehen sind, über welche der Spannbalken an einem Maschinenbett befestigt wird und die zudem Zugkräfte aufnehmen, wenn der Spannbalken an seiner Oberseite durch Druckkräfte beaufschlagt wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtung und/oder die Saugplatte des Blocksaugers aus Kunststoff und/oder Aluminium besteht bzw. bestehen und in den Beton eingegossen oder auf diesem montiert ist bzw. sind. Dies hat den Vorteil, dass die Maschine bei Programmierfehlern nicht in Beton fräst.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Dichtung und/oder die Saugplatte des Blocksaugers auf einen in den Beton eingegossenen Einleger aufgespannt ist bzw. sind. Verschlissene oder beschädigte Bauteile, insbesondere Dichtungen, Reibplatten und dergleichen können dadurch leicht und in der Regel ohne Werkzeug ausgetauscht werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung sowie in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Spannbalkens gemäß der Erfindung;
2 einen Schnitt II-II gemäß 1;
3 eine Ansicht in Richtung des Pfeil III gemäß 2;
4 einen Schnitt IV-IV gemäß 1;
5 eine perspektivische Ansicht eines Blocksaugers gemäß der Erfindung;
6 eine Ansicht auf die Unterseite des Blocksaugers gemäß 5; und
7 eine vergrößerte Wiedegabe ds Ausschnitt VII gemäß 5.
Die 1 zeigt einen insgesamt mit 10 bezeichneten Spannbalken, der eine Auflagefläche 12 für einen Blocksauger 14 (5) aufweist. Der Spannbalken 10 wird üblicherweise mit einem (nicht dargestellten) Maschinenbett verbunden, wofür er an seiner Unterseite 16 mit zwei hinterschnittenen Befestigungsnuten 18 versehen ist, was deutlich in 2 dargestellt ist. Diese Befestigungsnuten 18 sind mittels Befestigungsschienen 20 verstärkt, die in Beton 22 eingegossen sind, aus welchem der Spannbalken 10 hauptsächlich besteht.
Auch die Befestigungsschienen 20 sind mit Hinterschneidungen versehen, so dass sie fest im Beton 22 verankert wind. Der Spannbalken 10 weist im Querschnitt eine nach unten offene U-Form auf. Dadurch werden zwei parallele Auflageflächen 24 gebildet. In den Zwischenraum zwischen die beiden Auflageflächen 24 mündet ein zylindrischer Durchbruch 26, der auch an der oberseitigen Auflagefläche 12 ausmündet. An der Unterseite dieses Durchbruchs 26 kann ein Befestigungseinleger 28 befestigt werden (3), an welchem weitere Bauteile, z. B. ein Anschlagzylinder (nicht dargestellt) zur Begrenzung der Fahrweges befestigt werden kann.
Außerdem sind weitere, an der Auflagefläche 12 ausmündende Durchbrüche 30 erkennbar, über welche zwei Unterdruckkreise 32 und 34 ausmünden. Einer dieser Unterdruckkreise 32 dient z. B. zum Spannen des Blocksaugers 14 am Spannbalken 10 und der andere Unterdruckkreis 34 zum Spannen eines Werkstücks am Blocksauger 14. Beide Unterdruckkreise 32 und 34 werden in Kunststoff- oder Aluminiumleitungen oder -rohren 36 geführt, die in den Beton eingegossen sind und diesen zusätzlich armieren. In den Durchbrüchen 30 befinden sich Ventile, die in vertikale Ventilleisten 38 eingesetzt sind. Schließlich ist noch erkennbar, dass die Seitenflächen 40 ebenfalls mit in den Beton 22 eingegossenen, Hinterschneidungen aufweisende Befestigungsschienen 42 versehen sind, so dass Beauteile befestigt werden können.
Der Blocksauger 14 besteht ebenfalls überwiegend aus Beton 22 und besitzt an seiner, einem (nicht dargestellten) Werkstück zugewandten Oberseite eine Saugplatte 44, welche aus Kunststoff besteht. Diese weist einen Einleger 46 aus Aluminium auf, der im Beton verankert ist. Die Saugplatte 44 kann problemlos auf den Einleger aufgezogen werden. An der dem Spannbalken 10 zugewandten Unterseite ist eine aus Kunststoff bestehende Dichtungsplatte 48 vorgesehen, die Reibbereiche 50 besitzt und ebenfalls mittels eines Einlegers befestigt ist. Die Dichtungsplatte 48 ist in drei Unterdruckkammern 52 und 54 unterteilt, wobei mittels einer der Unterdruckkammern 52 der Blocksauger 14 am Spannbalken 10 befestigt wird. Über die Unterdruckkammer 54 wird der Unterdruck über einen Durchgang 56 in die Saugplatte 44 geleitet, so dass das Werkstück angesaugt werden kann.

Claims

Vorrichtung zum Spannen und Halten von Werkstücken mittels Unterdruck, mit wenigstens einem Spannbalken (10) und wenigstens einem auf eine Auflagefläche (12) des Spannbalkens (10) aufsetzbaren Blocksauger (14), auf welchen das zu spannende Werkstück auflegbar ist, wobei der Spannbalken (10) mit Absperrventilen versehen ist, über welche Luft absaugbar ist und dadurch der Blocksauger (14) und/oder das Werkstück gespannt wird bzw. werden, und der Blocksauger (14) auf seiner auf der Auflagefläche (12) aufliegenden Unterseite eine wenigstens ein Absperrventil umgrenzende Dichtung oder Dichtungsplatte (48) aufweist, durch welche ein abgeschlossener Raum (52) gebildet wird, welcher über das Absperrventil evakuierbar ist, wobei die Oberseite des Blocksaugers (14) von einer das Werkstück tragenden Saugplatte (44) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbalken (10) und gegebenenfalls der Blocksauger (14) zumindest teilweise aus Beton (22) besteht bzw. bestehen, wobei im Beton (22) in die Auflagefläche (12) des Spannbalkens (10) ausmündende Durchbrüche (26, 30) vorgesehen sind und wenigstens ein Durchbruch (26) auf seiner der Auflagefläche (12) gegenüber liegenden Seite in eine Befestigungsnut (18) oder in eine Befestigungsschiene (20) oder in eine, dem Querschnitt des Spannbalkens (10) entsprechend nach unten offene, U-Form ausmündet, in die insbesondere ein Befestigungseinleger (28) einsetzbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beton (22) faserverstärkt oder armiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Beton (22) Metall- insbesondere Stahlträger, insbesondere vorgespannte Metallträger eingebettet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (40) und/oder die Unterseite (16) des Spannbalkens (10) mit Nuten (18) versehen sind, die insbesondere mit Schienen (20) armiert sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Beton (22) des Spannbalkens (10) Unterdruck führende Kanäle, insbesondere aus Metall oder Kunststoff eingegossen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus jedem Kanal, insbesondere aus Kunststoff bestehende Ventilleisten (38) für die Absperrventile in die Spannfläche (12) ausmünden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbalken (10) in seinem Querschnitt eine nach unten offene U-Form aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung oder Dichtungsplatte (48) und/oder die Saugplatte (44) des Blocksaugers (14) aus Kunststoff und/oder Aluminium besteht bzw. bestehen und in den Beton (22) eingegossen oder auf diesem direkt oder indirekt montiert ist bzw. sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung oder Dichtungsplatte (48) und/oder die Saugplatte (44) des Blocksaugers (14) auf einen in den Beton (22) eingegossenen Einleger (46) aufgespannt ist bzw. sind.