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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen beliebig geformter Werkstücke mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Schutzanspruch 1.
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STAND DER TECHNIK
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Aus dem Dokument
DE 10 2007 020 898 A1 ist eine Vorrichtung zum Spannen von Werkstücken bekannt, die ein Gehäuse und mehrere Stößel aufweist, die in Führungslöchern in dem Gehäuse aufgenommen und in diesen verschieblich geführt sind. Wenn ein Werkstück aufgenommen wird, verschieben sich die Stößel entsprechend der Form des Werkstücks, und sie werden dann in dieser Stellung gegenüber dem Gehäuse fixiert. Jeder Stößel weist an seiner Stirnfläche, die aus dem Gehäuse herausragt, einen Saugnapf auf, mit dem der Stößel an dem Werkstück anliegt. Die Stößel sind hohl ausgebildet, so dass jeder Saugnapf mit einem als Saugraum ausgeführten Innenraum des Gehäuses fluidisch verbunden ist. Über eine an den Innenraum angeschlossene Unterdruckquelle kann in dem Innenraum und somit auch in den Saugnäpfen ein Unterdruck erzeugt werden, womit das Werkstück angesaugt und an der Vorrichtung fixiert wird.
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Eine derartige Vorrichtung, bei der jeder Hohlstößel zum Fixieren des Werkstücks an der Vorrichtung an seiner Stirnfläche mit einem Saugnapf versehen ist, ist auch aus dem Dokument
DE 102 57 420 A1 bekannt.
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Weiterhin ist beispielsweise aus der
DE 297 00 074 U1 eine Vakuumspannvorrichtung für ein plattenförmiges Werkstück bekannt. Die Vakuumspannvorrichtung weist eine Grundplatte auf, die mit Vakuumkanälen durchsetzt ist. Die Vakuumkanäle münden auf der Oberseite der Grundplatte in Vakuumelemente, die mit Aufsatzelementen bestückt sind. Diese sind über die Vakuumelemente mit den Vakuumkanälen verbunden und können über diese mit einem Vakuumstrom genannten Ansaugstrom beaufschlagt werden. Die Aufsatzelemente sind zum Beispiel Verschleißhülsen, die über eine Oberseite der Grundplatte hinausragen und deren Stirnflächen von der Oberseite der Grundplatte beabstandete Auflagepunkte für ein Werkstück bilden. Weiterhin können auf die Vakuumelemente Werkstückanschläge aufgeschraubt werden, deren Kolben über die Verschleißhülsen hinausragen, wenn der Absaugstrom nicht aktiviert ist. Wenn der Ansaugstrom aktiviert ist, werden die Kolben eingezogen, so dass die Werkstückanschläge eine Ebene mit den Verschleißhülsen bilden.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Spannen beliebig geformter Werkstücke vorzuschlagen, die hinsichtlich des Konstruktions- und Herstellungsaufwands optimiert ist und gleichzeitig ein sichereres Aufnehmen und Halten von Werkstücken auch mit größeren Spannkräften ermöglicht, ohne diese zu beschädigen.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Schutzanspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Schutzansprüchen zu entnehmen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Spannen beliebig geformter Werkstücke ist auf jedem Stößel der Vorrichtung ein Saugnapf vorgesehen, in dem ein Unterdruck erzeugt werden kann, um das Werkstück zu spannen. Durch die Saugnäpfe wird dabei vorgegeben, über welchen Bereich der Unterdruck auf das gespannte Werkstück einwirkt. Anders als bei den bekannten Vorrichtung ist eine Dichtfläche, die dichtend an dem gespannten Werkstück anliegt und die den Bereich begrenzt, in welchem der Unterdruck auf das Werkstück einwirkt, bei der Erfindung von einer Wandung ausgebildet, die zumindest mehrere der Stößel in Umfangsrichtung um ihre Stößelachsen umschließt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dichtfläche kann der Unterdruck über einen größeren Bereich auf das Werkstück einwirken, d.h. es können bei gleichem Unterdruck größere Spannkräfte erreicht werden, um das Werkstück zu spannen. Gleichzeitig ist durch die Anordnung der mehreren Stößel innerhalb der Wandung, die die Dichtfläche ausbildet, sichergestellt, dass das Werkstück ausreichend abgestützt wird, um Beschädigungen des Werkstücks, wie das Ausbeulen einer Werkstückoberfläche, trotz der größeren Spannkräfte zu vermeiden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Spannen beliebig geformter Werkstücke weist mehrere Stößel auf, die jeweils längs einer Stößelachse gestreckt ausgebildet sind und mit ihren Stirnflächen eine Werkstückanlagefläche definieren. In einer Freigabestelle einer Fixiereinrichtung der Vorrichtung sind die Stößel freigegeben, so dass sie in Richtung ihrer Stößelachsen gegenüber einer Basis der Vorrichtung verschiebbar sind. In der Freigabestellung kann somit eine Anpassung der von den Stirnflächen der Stößelachsen gebildeten Werkstückanlagefläche an die Form des Werkstücks erfolgen. In einer Fixierstellung der Fixiereinrichtung sind die Stößel in ihren aktuellen Lagen gegenüber der Basis fixiert. Somit ist auch die Form der Werkstückanlagefläche in der Fixierstellung festgelegt. Nach einmaliger Einstellung und Fixierung der Lagen der Stößel können also Werkstücke mit gleicher Form von der Vorrichtung aufgenommen werden, ohne dass jedes Mal eine erneute Einstellung der Lagen der Stößel erforderlich ist.
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Um das Werkstück gegen die Werkstückanlagefläche zu spannen und so an der Vorrichtung fixieren zu können, weist die Vorrichtung eine Kammer auf, die an eine Unterdruckquelle anschließbar ist. Die Kammer ist zu dem Werkstück hin zumindest soweit offen, dass dann, wenn die Kammer an die Unterdruckquelle angeschlossen ist, das von der Vorrichtung aufgenommene Werkstück durch Unterdruck gegen die Werkstückanlagefläche gespannt wird. Dabei bezeichnet der Begriff Unterdruck die Druckdifferenz zu dem Umgebungsdruck, die über dem Werkstück abfällt.
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Der Bereich, in welchem der Unterdruck auf das Werkstück einwirkt, wird von einer ringförmigen Dichtfläche begrenzt, die abdichtend an dem Werkstück anliegt. Erfindungsgemäß ist die Dichtfläche eine Stirnfläche einer Wandung, die mehrere der Stößel in Umfangsrichtung um deren Stößelachsen umschließt. Anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist somit nicht für jeden Stößel eine Dichtfläche vorgesehen, sondern die Dichtfläche wird von einer Wandung ausgebildet, die mehrere Stößel umschließt. Der Bereich, in welchem der Unterdruck auf das Werkstück einwirkt, ist damit effektiv größer, womit eine größere Spannkraft erreicht werden kann.
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Die Wandung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass sie alle Stößel in Umfangsrichtung um deren Stößelachsen umschließt. So ist der Bereich, über den effektiv der Unterdruck auf das Werkstück einwirkt, besonders groß. Folglich können besonders große Spannkräfte erreicht werden, um ein Werkstück gegen die Werkstückanlagefläche zu spannen. Grundsätzlich kann aber auch ein oder können mehrere Stößel außerhalb der Wandung angeordnet sein.
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Indem die Stößel in der Freigabestellung der Fixiereinrichtung in Richtung ihrer Stößelachsen gegenüber der Basis der Vorrichtung verschiebbar sind, kann die mit ihren Stirnflächen definierte Werkstückanlagefläche an die Form des Werkstücks angepasst werden. Damit sich auch der Verlauf der Dichtfläche an die Form des Werkstücks anpassen kann, ist die Wandung bevorzugt in Richtung der Stößelachsen elastisch verformbar. Bei der Aufnahme und dem Spannen eines Werkstücks kann sich die Wandung daher genauso wie die Stößel in Richtung der Stößelachsen an die Form des Werkstücks anpassen. Mit der Verformung der Wandung passt sich auch der Verlauf der Dichtfläche in Richtung der Stößelachsen an die Form des Werkstücks an. Damit ist ein abdichtendes Anliegen der ringförmigen Dichtfläche an dem gespannten Werkstück sichergestellt.
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Beispielsweise kann die Wandung aus einem luftundurchlässigen elastischen Schaum bestehen. Insbesondere kann so zum einen die abdichtende Wirkung und zum anderen die nötige Elastizität der Wandung in Richtung der Stößelachsen erreicht werden.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist die Wandung einen Faltenbalg auf. Dieser zeichnet sich einerseits durch eine hohe Elastizität in axialer Richtung auf, womit die bevorzugte Elastizität in Richtung der Stößelachsen erreicht werden kann. Andererseits weist der Faltenbalg eine hohe Steifigkeit in radialer Richtung auf. So kann erreicht werden, dass die Wandung auch dann, wenn in der Kammer ein gegenüber dem Umgebungsdruck niedrigerer Druck herrscht, nicht oder nur wenig verformt wird. Wenn ein Unterdruck in der Kammer erzeugt wird, wirkt dieser somit im Wesentlichen auf das Werkstück ein.
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Die Wandung kann auch sowohl einen Faltenbalg als auch eine elastische Dichtung aufweisen, die die Dichtfläche ausbildet.
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Ein Einfluss des Unterdrucks auf die Form der Wandung in radialer Richtung kann aber auch dadurch begrenzt werden, indem sich die Wandung an ihrem Innenumfang an einigen der von ihr umschlossenen Stößel abstützt. Bei dieser Ausführungsform muss die Wandung in radialer Richtung nicht besonders stabil sein.
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In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Stößel über den Bereich, in dem der Unterdruck auf das Werkstück einwirkt, gleichmäßig verteilt. Dadurch wird das gespannte Werkstück über den Bereich gleichmäßig durch die Stößel abgestützt. Da auch der Unterdruck gleichmäßig über den Bereich auf das Werkstück einwirkt, kann so Beschädigungen einer Oberfläche des gespannten Werkstücks besonders gut vorgebeugt werden. Wie dicht die Stößel über den Bereich verteilt sind, kann dabei davon abhängen, wie empfindlich das von der Vorrichtung gespannte Werkstück ist. Während bei einem robusten Werkstück bereits wenige Stößel ausreichen können, um das Werkstück abzustützen, kann es bei einem besonders empfindlichen Werkstück vorteilhaft sein, wenn die über den Bereich verteilt angeordneten Stößel dicht und seitlich aneinander anliegend angeordnet sind.
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Für eine besonders einfache und unaufwändige Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Kammer zu dem Werkstück hin offen und begrenzt die Wandung die zu dem Werkstück hin offene Kammer zumindest radial zu den Stößelachsen. Weiterhin kann die Wandung auch dazu ausgebildet sein, die Kammer in Richtung der Stößelachsen auf der dem Werkstück gegenüber liegenden Seite zumindest teilweise zu begrenzen. Indem die Wandung selbst aus einem luftundurchlässigen Material hergestellt ist, kann so die für das Herstellen des Unterdrucks erforderliche Abdichtung erreicht werden.
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Wenn die Wandung die zu dem Werkstück hin offene Kammer radial zu den Stößelachsen begrenzt, kann in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Fixiereinrichtung und die Stößel innerhalb der von der Wandung radial zu den Stößelachsen begrenzten Kammer angeordnet sind. So müssen keine Zwischendichtflächen zur Abdichtung der Kammer gegenüber den Stößeln und/oder der Fixiereinrichtung vorgesehen werden, womit eine besonders gute Abdichtung erreicht werden kann.
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Alternativ kann die Wandung an ein die Stößel seitlich und rückwärtig umschließendes luftdichtes Gehäuse anschließen. Insbesondere schließt die Wandung dabei dichtend an das luftdichte Gehäuse an, um so die Abdichtung der Kammer gegenüber dem Werkstück zu gewährleisten. Bei dieser Ausgestaltung handelt es sich um eine besonders materialsparende Ausgestaltung, da ein u. U. bereits vorhandenes luftdichtes Gehäuse für die Stößel in Kombination mit der Wandung genutzt werden kann, um die Abdichtung der Kammer gegenüber der Umgebung zu erreichen. Beispielsweise kann die Basis der erfindungsgemäßen Vorrichtung, gegenüber der die Stößel in Richtung ihrer Stößelachsen verschiebbar sind, bereits ein derartiges Gehäuse aufweisen.
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Wenn die Wandung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an ein die Stößel seitlich und rückwärtig umschließendes luftdichtes Gehäuse anschließt, kann in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Kammer in dem Gehäuse hinter den Stößeln angeordnet ist und mit dem Bereich, in dem der Unterdruck auf das Werkstück einwirkt, über Freiräume zwischen den Stößeln fluidisch verbunden ist. Wenn das Gehäuse beispielsweise einen Rahmen aufweist, in dem die Stößel seitlich aneinanderliegend angeordnet sind, können sich derartige Freiräume bereits aus der Geometrie der Stößel quer zu ihren Stößelachsen ergeben, die kein abdichtendes Aneinanderliegen der Stößel erlaubt. Dies ist z. B. der Fall, wenn die Stößel zylinderförmig ausgebildet sind. Wenn die Kammer hinter einer Basis für die Stößel angeordnet ist, können Durchgangsbohrungen in der Basis vorgesehen sein, die die Kammer über den Bereich, in dem die Stößel über der Basis überstehen, mit dem Bereich, in dem der Unterdruck auf das Werkstück einwirkt, fluidisch verbinden.
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Die Kammer kann permanent mit einer wahlweise aktivierbaren Unterdruckquelle verbunden sein. Indem die Unterdruckquelle wahlweise aktivierbar ist, kann wahlweise ein Unterdruck in der Kammer erzeugt werden. Insbesondere kann so über ein Aktivieren und Deaktivieren der Unterdruckquelle gesteuert werden, ob ein Unterdruck erzeugt und durch den Unterdruck ein Werkstück gegen die Werkstückanlagefläche gespannt, d. h. fixiert wird, oder ob der Unterdruck nicht länger aufrechterhalten wird, um das Werkstück nicht weiter gegen die Werkstückanlagefläche zu spannen. Zusätzlich kann auch eine wahlweise aktivierbare Belüftung vorgesehen sein, um die Kammer gezielt belüften und so auf den Umgebungsdruck bringen zu können, so dass das Werkstück von der Vorrichtung freigegeben wird.
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Für ein besonders effizientes Aufbauen des Unterdrucks kann die Unterdruckquelle insbesondere eine Venturidüse aufweisen, die mit Druckluft beaufschlagbar ist. Insbesondere zeichnen sich Venturidüsen dadurch aus, dass ihr Betrieb wartungsarm und kostengünstig möglich ist. Zudem erfolgt dann, wenn die Venturidüse nicht mehr mit Druckluft beaufschlagt wird, ein automatisches Belüften der Kammer und ein entsprechendes Abbauen des Unterdrucks.
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Indem die Stößel in der Freigabestellung verschieblich sind, kann die Werkstückanlagefläche an die Form eines Werkstücks angepasst werden. Durch die Fixierung in der Fixierstellung muss die Werkstückanlagefläche zur Aufnahme gleichartig geformter Werkstücke nicht jedes Mal erneut an die Form des Werkstücks angepasst werden. Um den beim Anpassen der Werkstückanlagefläche an Werkstücke bestimmter Form gegebenen Freiheitsgrad in Richtung der Stößelachsen zu beseitigen, ist in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass einzelne der Stößel auch in der Freigabestellung der Fixiereinrichtung auf eine feste Position in Richtung ihrer Stößelachse einstellbar sind. Alternativ oder kumulativ können parallel zu den Stößelachsen verstellbare Werkstückanschläge für das Werkstück vorgesehen sein. Mittels dieser Stößel und/oder Werkstückanschläge kann das aufzunehmende Werkstück in der Freigabestellung der Fixiereinrichtung ausgerichtet werden. Nach dem Ausrichten und Spannen des Werkzeugs mit einem zunächst nur kleinen Unterdruck, kann die Fixiereinrichtung in ihre Fixierstellung aktiviert werden, um die Werkstückanlagefläche zu stabilisieren. Dann kann der Unterdruck aufgebracht werden, der benötigt wird, um die gewünschte Spannkraft auf das Werkstück aufzubringen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Schutzansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Gebrauchsmusters Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Schutzansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Schutzansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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Die in den Schutzansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht.
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Die in den Schutzansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Schutzansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Schutzansprüche leichter verständlich zu machen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Draufsicht.
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2 zeigt die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 in einem Schnitt parallel zu Stößelachsen von Stößeln der Vorrichtung.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Draufsicht.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Schnitt parallel zu Stößelachsen von Stößeln der Vorrichtung.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Schnitt parallel zu Stößelachsen von Stößeln der Vorrichtung.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Spannen beliebig geformter Werkstücke ist in 1 in einer Draufsicht und in 2 in einem Schnitt parallel zu Stößelachsen von Stößeln 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt.
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Die Vorrichtung 1 weist eine Basis 3 auf, an der sich die Stößel 2 über Druckfedern 4 abstützen. Die Druckfedern 4 beaufschlagen die Stößel 2 in eine von der Basis 3 maximal beabstandete Position, wie in 2 gezeigt. Die Stößel 2 können jedoch entgegen der auf sie wirkenden Federkräfte in Richtung ihrer Stößelachsen zu der Basis 3 hin eingedrückt werden. Seitlich sind die Stößel 2 von einem Rahmen 5 umschlossen. Mit einer in 1 und 2 nicht näher dargestellten Fixiereinrichtung sind die Stößel 2 in unterschiedlichen Stellungen längs ihrer Stößelachsen relativ zu der Basis 3 und dem Rahmen 5 fixierbar. Die Fixiereinrichtung kann z. B., wie in 1 durch Pfeile 6 angedeutet ist, den Umfang des geschlitzt ausgebildeten Rahmens 5 verringern, um ihre Fixierstellung zu erreichen.
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Bei einer erstmaligen Aufnahme eines Werkstücks befindet sich die Fixiereinrichtung in einer Freigabestellung, in der die Stößel 2 in Richtung ihrer Stößelachsen gegenüber der Basis 3 verschiebbar sind. Die von Stirnflächen 7 der Stößel 2 definierte Werkstückanlagefläche kann so an die Form des aufzunehmenden Werkstücks angepasst werden. Zur Fixierung der Stößel 2 und damit der Werkstückanlagefläche wird die Fixiereinrichtung in ihre Fixierstellung überführt, in der die Stößel 2 in ihrer aktuellen Lage gegenüber der Basis 3 fixiert sind.
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Die Vorrichtung 1 weist eine Wandung 8 auf, die an die Basis 3 anschließt. Die Wandung hat die Form eines Zylindermantels, der sich parallel zu den Stößelachsen und in Umfangsrichtung um die Stößel 2 erstreckt. Die Wandung 8 begrenzt zusammen mit der Basis 3 eine nach oben hin offene Kammer 9 der Vorrichtung 1, in der der Rahmen 5 und die Stößel 2 angeordnet sind.
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Die Kammer 9 ist über eine Verbindungsleitung 10 mit einem Anschluss 11 verbunden, an den eine Unterdruckquelle angeschlossen werden kann. Über die Verbindung mit der Unterdruckquelle kann in der Kammer 9 ein Unterdruck hergestellt werden. Weiterhin ist eine Verbindungsleitung 12 vorgesehen, die zu einem Belüftungsanschluss 13 führt, über den die Kammer 9 belüftet werden kann, um diese auf den Umgebungsdruck zu bringen.
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Die Wandung 8 weist eine kreisringförmige Stirnfläche 14 auf, die als Dichtfläche 15 dient. Wenn eine Werkstück von der Vorrichtung 1 aufgenommen ist und durch Anlegen eines Unterdrucks in der Kammer 9 gegen die Werkstückanlagefläche gespannt ist, liegt die Stirnfläche 14 abdichtend an dem Werkstück an. So wird erreicht, dass die Kammer 9 gegenüber der Umgebung abgedichtet ist und sich der Unterdruck in der Kammer 9 ausbilden kann. Der in der Kammer 9 herrschende Unterdruck wirkt dabei in einem Bereich auf das Werkstück ein, der von der Wandung 8 begrenzt ist und (zumindest näherungsweise) dem freien Durchmesser der Wandung 8 entspricht. Indem der Unterdruck über einen großen Bereich und nicht lediglich lokal auf das Werkstück einwirkt, werden bereits mit einem geringen Unterdruck große Spannkräfte erreicht, um das Werkstück gegen die von den Stirnflächen 7 definierte Werkstückanlagefläche zu spannen. Dabei wird das gespannte Werkstück über die an seine Form angepasste Werkstückanlagefläche abgestützt, so dass Verformungen der Werkstückoberfläche trotz hoher wirkender Spannkräfte vermieden werden können.
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Um zu erreichen, dass sich auch die Wandung 8 an die Form des aufzunehmenden Werkstücks anpasst, ist die Wandung 8 aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt. Beispielsweise kann die Wandung 8 aus einem luftundurchlässigen Schaum bestehen. Für eine gute Anbindung an die Basis 3 kann dieser beispielsweise direkt an die Basis 3 angeschäumt sein.
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Damit die Vorrichtung 1 ein gespanntes Werkstück wieder freigibt, ist bei der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Belüftungsanschluss 13 vorgesehen, über den die Kammer 9 mit der Umgebung fluidisch verbunden wird. Mit dem Belüften der Kammer 9 wird die Spannung des Werkstücks gegen die Werkstückanlagefläche gelöst. Wenn in der Kammer 9 der Umgebungsdruck herrscht, kann das Werkstück von der Vorrichtung 1 abgenommen werden, ohne dass dazu Spannkräfte überwunden werden müssen.
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Bei der in den
1 und
2 dargestellten Vorrichtung
1 liegen die Stößel
2 in der Fixierstellung der Fixiereinrichtung direkt seitlich aneinander an. Anders als in den
1 und
2 dargestellt, kann in der Basis
3 jedoch auch für jeden Stößel
2 ein Führungsloch vorgesehen sein, wobei die Stößel
2 zumindest im Bereich der Führungslöcher nicht seitlich aneinander anliegen. Vielmehr können die Stößel
2 einzeln in den Führungslöchern geführt sein und in der Freigabestellung der Fixiereinrichtung in ihren Führungslöchern einzeln verschoben werden. Wenn die Basis
3 im Bereich der Führungslöcher aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt ist, kann die Fixierung der Stößel
2 gegenüber der Basis
3 z. B. dadurch erreicht werden, dass von der Fixiereinrichtung ein Druck auf das elastisch verformbare Material ausgeübt wird, so dass die Stößel
2 in ihren Führungslöchern eingeklemmt werden. Eine derartige Ausgestaltung der Fixiereinrichtung ist beispielsweise aus der Anmeldung
DE 10 2013 103 464 bekannt.
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In 3 ist eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, bei der der Rahmen 5, in dem die Stößel 2 angeordnet sind, keinen kreisringförmigen Querschnitt, sondern einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Der Rahmen 5 und die Wandung 8 können jedoch auch beliebig andere Geometrien aufweisen. Hier weist die Fixiereinrichtung eine gegenüber dem Rahmen 5 quer zu den Stößelachsen verschiebbare Platte 16 auf, die zum Fixieren der Stößel 2 so mit einer Fixierkraft beaufschlagt wird, dass sie die Stößel 2 aneinander und an dem Rahmen 5 festlegt.
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Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 sind die Stößel 2, der Rahmen 5, die in 4 nicht dargestellte Fixiereinrichtung sowie die Basis 3, an der sich die Stößel 2 abstützen, innerhalb der von der Wandung 8 begrenzten Kammer 9 angeordnet. Die Wandung 8 ist bildet hier einen Schlauch, der sich um die Stößel 2, den Rahmen 5 und die Basis 3 erstreckt. Auf der den Stößeln 2 gegenüberliegenden Seite der Basis 3 ist ein von der Wandung 8 integral ausgebildeter Anschluss 11 vorgesehen, über den die Kammer 9 mit einer Unterdruckquelle verbindbar ist. Die Kammer 9 liegt hier auf der den Stirnflächen 7 abgekehrten Rückseite der Stößel 2. Eine fluidische Verbindung der Kammer 9 mit dem von der Wandung 8 umschlossenen Bereich, in dem der Unterdruck auf das zu spannende Werkstück einwirkt, ist über Freiräume zwischen den Stößeln 2 gegeben.
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Die in 5 dargestellte Vorrichtung 1 unterscheidet sich in folgenden Details von der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform. Die Wandung 8 weist einen Faltenbalg 17 auf, der luftdicht an den Rahmen 5 anschließt und sich in Umfangsrichtung um die Stößel 2 erstreckt. Die als Dichtfläche 15 dienende Stirnfläche 14 der Wandung 8 wird von einer luftdicht an den Faltenbalg 17 anschließenden elastischen Hohldichtung 18 ausgebildet. Durch die Verwendung des Faltenbalgs 17 wird eine hohe elastische Verformbarkeit der Wandung 8 in einer Richtung parallel zu den Stößelachsen erreicht, während die Wandung 8 gleichzeitig gegenüber Verformungen in radialer Richtung stabil ist. Weiter zeigt 5, dass ein Stößel 2’ als einstellbarer Anschlag für das jeweilige Werkstück in Richtung seiner Stößelachse auch dann vorgesehen ist, wenn die Fixiereinrichtung in ihrer Freigabestellung ist. Dazu ist der Stößel 2’ an einer Gewindestange 19 befestigt, die in einer Gewindebohrung 20 geführt ist. Durch Verdrehen der Gewindestange 19 über ihren Kopf 21 kann die Lage des Stößels gegenüber der Basis 3 eingestellt werden. Die Gewindestange 19 kann in der Gewindebohrung 20 durch eine nicht dargestellte elastische Dichtung abgedichtet sein, falls dies zum Aufbringen des Unterdrucks auf das jeweilige Werkstück in dem von der Wandung 8 umschlossenen Bereich sinnvoll ist.
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Bei den Ausführungsformen der Vorrichtung 1 gemäß den 4 und 5 besteht eine Variationsmöglichkeit in Hinblick darauf, wie die Stößel 2 in eine maximal von der Basis 3 beabstandete Position gebracht und zur Anlage an das jeweilige Werkstück beaufschlagt werden. Dabei stützen sich die Stößel 2 dazu nicht durch die Druckfedern 4 an der Basis 3 ab, sondern die Stößel 2 sind an der Basis bis in ihre maximal ausgefahrene Stellung frei verschieblich gelagert und können durch ein Beaufschlagen der hinter ihnen liegenden Kammer 9 mit Druckluft ausgefahren werden. Für das Beaufschlagen mit Druckluft kann beispielsweise der Anschluss 11 genutzt werden, wobei dieser über ein Mehrwegeventil wahlweise entweder mit eine Druckluftquelle oder der Unterdruckquelle verbunden werden kann.
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Wenn die Vorrichtung 1 gemäß einer der 1 bis 5 genutzt wird, um ein Werkstück von oben zu greifen, kann bereits die auf die Stößel 2 wirkenden Schwerkraft ausreichen, um die Stößel in der Freigabestellung der Fixiereinrichtung in ihre maximal ausgefahrene Stellung zu bringen. Auf Mittel zum Beaufschlagen der Stößel 2 in diese Position kann dann u. U. ganz verzichtet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Stößel
- 2’
- Stößel
- 3
- Basis
- 4
- Feder
- 5
- Rahmen
- 6
- Pfeil
- 7
- Stirnfläche
- 8
- Wandung
- 9
- Kammer
- 10
- Verbindungsleitung
- 11
- Anschluss
- 12
- Verbindungsleitung
- 13
- Anschluss
- 14
- Stirnfläche
- 15
- Dichtfläche
- 16
- Platte
- 17
- Faltenbalg
- 18
- Hohldichtung
- 19
- Gewindestange
- 20
- Gewindebohrung
- 21
- Kopf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007020898 A1 [0002]
- DE 10257420 A1 [0003]
- DE 29700074 U1 [0004]
- DE 102011000633 A1 [0005]
- DE 102008018347 A1 [0005]
- DE 102013103464 [0043]
