DE2353066A1 - Einspannvorrichtung - Google Patents

Description

Patentanwalt DipL-Phys. Gerhard Lied! 8 München 22 Steinsdorfsir. 21-22 TeL 29 84 62

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DBM Industries Ltd.', 10340 Cote de Liesse Road, Lachine 620, Quebec, Canada . . .

Zusatzanmeldung zur Hauptpatentanitteldung P 22 58 007« O

Einspannvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung, insbesondere Vakuumvorrichtung, zum lösbaren Befestigen bzw. Haltern eines Werkstückes in einer gewünschten Lage, mit einem Bodehteil, an dessen einer Oberfläche das Werkstück lagert,: mit einer an dieser Oberfläche angeordneten Abdichtung zur Bildung einer

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Vielzahl abgegrenzter Zonen, die jeweils über einen im Bodenteil vorgesehenen Durchlaß an eine Unterdruckquelle anschließbar sind, mit einer auf der Oberfläche des Bodenteils in jeder abgegrenzten Zone vorgesehenen, wenigstens eine Vertiefung bildenden Einrichtung, die zur Bildung einer Druckkammer mit der Abdichtung sowie mit einem die Abdichtung berührenden, wenigstens eine Zone bedeckenden Werkstück zusammenwirkt und mit dem Durchlaß in Strömungsverbindung steht, und mit einer jedem Durchlaß zugeordneten LuftStromdrosselungseinrichtung, die, unabhängig davon, ob alle Zonen auf der Bodenteiloberfläche vom Werkstück abgedeckt sind, kontinuierlich eine gesteuerte, zur Aufrechterhaltung des Unterdruckes in jeder Druckkammer ausreichende Luftmenge hindurchläßt, wobei das Gesamtvolumen der durch sämtliche Drosseleinrichtungen hindurchgeleiteten gesteuerten Luftmenge geringer ist als das volumetrische Leistungsvermögen der Unterdruckquelle, nach Hauptpatentanmeldung P 22 58 007.

Bei der Einspannvorrichtung gemäß der Hauptpatentanmeldung ist eine Einströmungsdrosselungsvorrichtung vorgesehen, die unter anderem aus einem Einsatz besteht, der aus einem porösen gesinterten Material gefertigt ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht die Drosselungseinrichtung aus einer öffnung, die ein. bestimmtes Verhältnis von Länge zu Durchmesser dieser öffnung besitzt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Einspannvorrichtung, insbesondere die Drosselungseinrichtung sowie die hiermit zusammenwirkenden Teile, weiter auszugestalten und zu verbessern.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen.

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Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, daß das Verh ältnis aus Länge zu Durchmesser der Drosselungseinrichtung keinen derart kritischen bzw. typischen Wert, bildet, wie es der effektive Durchmesser der öffnung und der Luftvolumenstrom durch diese öffnung, gemessen bei einem speziellen Druckunterschied,, darstellt. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß eine normale Vakuumpumpe ein Vakuum von etwa 68 - 69 cm Quecksilbersäule erzeugen kann, wobei die andere Seite der öffnung zur Atmosphäre geöffnet ist.

Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, als Drosselungs~ einrichtung eine sogenannte "kalibrierte öffnung" vorzusehen, wobei die öffnung in Form einer Mündungsöffnung, eines Rohres oder röhrenähnlichen Durchlasses, einer konischen Öffnung, einer ringförmigen öffnung, die eine zu Reinigungszwecken bewegliche Nadel umgibt, usw. vorgesehen werden kann.

Im einzelnen ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Drosselungseinrichtung jeweils eine kalibrierte öffnung ist, die jede durch die Abdichtung gebildete abgegrenzte Zone mit dem Durchlaß verbindet und konstant die durchströmende Luft auf ein gesteuertes Volumen begrenzt sowie einen wirksamen Durchmesser in der Größenordnung von etwa 0,0254 mm bis etwa 0,254 mm besitzt, um hierdurch das gesteuerte Volumen auf einen Luftstrom in der Größenordnung von etwa 0,283 bis 0,566 dm /min, gemessen bei einem 1
silbersäule, zu beschränken.

dm /min, gemessen bei einem Druckunterschied von 68,6 cm Queck-

Vorzugsweise ist hierbei die kalibrierte öffnung ein zylindrischer Durchlaß.

Es ist aber auch möglich, daß die kalibrierte öffnung eine ringförmige öffnung aufweist.

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Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das Verhältnis von wirksamer Länge zu Durchmesser der kalibrierten öffnung in der Größenordnung von etwa 0,1 : 1 bis etwa 10 : 1 liegt.

Gemäß einer Ausfuhrungsform der Erfindung weist die kalibrierte öffnung einen länglichen Durchlaß auf, der in einem aus verschleißfestem und korrosionsfestem polymeren! Material gefertigten Einsatz ausgebildet ist. Hierbei kann der längliche Durchlaß zylindrisch sein.

In Ausgestaltung der Erfindung kann die kalibrierte öffnung einen stromaufwärts konisch sich verengenden Abschnitt, dessen Querschnitt in der Richtung des gesteuerten Luftvolumenstroms abnimmt, und einen stromabwärts gerade verlaufenden Abschnitt einschließen, dessen Querschnitt konstant ist und dem kleinsten Querschnitt des konischen Abschnittes entspricht.

Zweckmäßigerweise weist die Abdichtung eine Folie o, dgl. aus federnd elastisch verformbarem Äbdichtungsmaterial auf, die ein bestimmtes Muster von öffnungen besitzt, wobei die öffnungen durch Wände begrenzt sind und die abgegrenzten Zonen bilden.

Es ist auch möglich, daß die Abdichtung eine Folie o» dgl. aus federnd elastisch verformbarem Gummi aufweist, die ein geformtes Muster von die abgegrenzten Zonen bildenden öffnungen besitzt. Hierbei kann der Gummi ein synthetischer Gummi mit einer Durometerhärte von 40 - 60 der Shore-Härte-Skala A sein.

Es liegt im Rahmen der Erfindung,, daß die öffnungen in der durch Formung gebildeten Gummifolie durch Wände von balgartiger Ausbildung begrenzt sind, um die Verformung der Wände zur Erzielung der Abdichtung gegenüber einem an der Folie angeordneten Werkstück zu unterstützen.

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Besondere Vorteile ergeben sich_? wenn die kalibrierte öffnung einen wirksamen Durchmesser von etwa 0,127 mm bis etwa 0,1778 mm besitzt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 die Einspannvorrichtung in Draufsicht; Fig. 2 im Schnitt gemäß Linie H-II in Fig. 1; Fig. 3 im Schnitt gemäß LinieHI-III in Fig. 1;

Fig. 4 im Schnitt den Anschluß für die obere Vakuumleitung?

Fig. 5 den Anschluß für die bodenseitige Vakuumleitung in Draufsicht und

Fig. 6 im Schnitt;

Fig. 7 den Drosselungseinsatz im Schnitt und Fig. 8 eine abgewandelte Ausführungsform hiervon;

Fig. 9 die kalibrierte öffnung in Form einer scharfkantigen Mündungsöffnung;.

Fig. 10 im Schnitt eine zylindrische kalibrierte öffnung und Fig. 11 eine ringförmige kalibrierte öffnung.

Wie aus der Zeichnung, insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, weist die dargestellte Vakuum-Einspannvorrichtung 210 eine Hauptplatte 212 auf, die vorzugsweise aus Metallblechen, wie

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beispielsweise aus Aluminium- oder Stahlblech, gefertigt ist. An der Hauptplatte 212 ist mittels Schraubbefestigungsmitteln, wie beispielsweise mittels Innensechskantschrauben 216, eine obere Platte 214 befestigt, über dieser oberen Platte 214 liegt eine Abdichtfolie 218, wobei der Ausdruck "Folie" im Sinne von jedem bogen- oder plattenähnlich sich erstreckenden Material verstanden wird. Diese Abdichtfolie 218 ist vorzugsweise aus einem synthetischen elastomeren Material, wie b eispielsweise aus dem unter dem Handelsnamen "NEOPRENE" bekannten Material, geformt, das eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschleiß bzw. Abrieb und Korrosion besitzt. Die Abdichtfolie 218 ist zweckmäßigerweise aus einem synthetischen Gummi geformt, der vorzugsweise eine vBurometerhärte zwischen 40 und 60 auf der Shore-Härte-A-Skala bejsitzt.

Die durch Formung gebildete Abdichtfolie 218 ist mit einer Vielzahl von öffnungen 220 versehen. Jede dieser öffnungen ist durch Seitenwände 222 begrenzt, die einen balgähnlichen Querschnitt aufweisen und von der Oberfläche 224 der Abdichtfolie 218 nach unten ragen. Die äußeren oder freien Kanten der Seitenwände 222 sind durch einen radial nach innen gerichteten Bodenflansch 226 begrenzt, die während des Formvorganges einstückig zusammen mit den Seitenwänden 222 ausgebildet sind. Die Seitenwände 222 und die Flansche 226 umschließen eine Region oder einen Bereich der oberseitigen Platte 214, der als "abgegrenzte Zone" angesehen werden kann. Es ist daher jede abgegrenzte Zone 230 durch die Seitenwände 222, die Flansche 226 und die öffnungen 220 gebildet.

Wenigstens zwei einander gegenüberliegende Seitenkanten der Abdichtfolie 218 sind mittels eines Haltestreifens 232 sowie mittels Schrauben 234 an der oberseitigen Platte 214 festgelegt, .wie aus Fig. 3 ersichtlich. Der Hauptteil der Abdichtfolie ist mittels flänschartig abgewinkelter Dichtringe 236 befestigt.

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Diese flanschartig abgewinkelten Dichtringe 236 sind in die zentralen öffnungen 220 der Abdichtfqlie 218 eingesetzt, wobeider Flanschteil jedes Dichtrings 236 auf einer Fläche eines Flansches 226 aufsitzt. Der flanschartig abgewinkelte Dichtring 236 ist seinerseits an der oberseitigen Platte 214 mittels einer Vielzahl von Einsätzen 240 befestigt, die an der oberseitigen Platte 214 festgelegt sind. Hierbei ist in jeder abgegrenzten Zone 230 jeweils ein Einsatz 240 angeordnet, der an der oberseitigen Platte 214 mittels eines Paßsitzes oder vorzugsweise dadurch befestigt ist, daß er in.öffnungen 242, die in der oberseitigen Platte 214 vorgesehen sind, eingeschraubt ist.

Jede öffnung 242 steht mittels Schlitzen oder Kanälen 246 mit einem Hauptvakuumkanal oder einem Sammelvakuumraum 244 in .Strömungsverbindung» Der Vakuums amme !raum 244 und die Kanäle 246 sind in einer der einander zugeordneten Flächen der Platten 212 und 214 ausgebildet, wobei sie beim dargestellten Ausführungsbeispiel in der oberseitigen Platte 214 vorgesehen sind. Der Vakuumsammelraum 244 und die Kanäle 246 sind in einem gitter- bzw„ rasterähnlichen Muster angeordnet, um jede der öffnungen 242 über einen Durchlaß 248 mit einer oberseitigen und einer unterseitigen Vakujjmleitung 250, 252 zu verbinden.»

Die Vakuumleitungen 250, 252 sind vorzugsweise aus extri3dier-_: tem ÄluminiUHirohr hergestellt _B das beispielsweise einen Querschnitt von 5|O8 cm χ 10,16 csn besitzt und eine Wanddicke von etwa 0,476 cm aufweist. Die Hauptplatte 212 ist mittels Schraubbefestigungsmitteln 254, beispielsweise mittels versenkten Innensechskantschrauben, an den Vakuumleitungen 250, 252 befestigt» Die Vakuumleitungen 250, 252 sind ihrerseits mittels Schrauben oder anderer derartiger Schraubbefestigungsmittel 258 mit Bodenschwellen 256 verbunden„ Diese Anordnung gewährleistet, daß die gesamte Vorrichtung baulich äußerst stabil

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und widerstandsfähig ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann die Vakuum-Einspannvorrichtung 210 in jeder gewünschten Größe angefertigt werden. Der Zweckmäßigkeit halber ist es hierbei von Vorteil, eine Vakuum-Einspannvorrichtung 210 aus einzelnen genormten Baueinheiten zu konstruieren, die jeweils eine genormte Standardgröße aufweisen. Diese genormten Baueinheiten können beispielsweise eine Größe von 45,72 cm χ 68,6 cm oder 45,72 cm χ 76,2 cm besitzen, um dann ein Vakuumbett von einer beliebigen vorbestimmten Oberflächengröße zu schaffen, kann auf diese Weise leicht bestimmt werden, wieviele genormte Baueinheiten zur Schaffung dieser Fläche erforderlich sind.

In Fig. 4-6 ist dargestellt, wie die Vakuumleitungen 25Ο, 252 zweckmäßigerweise angeschlossen bzw. miteinander verbun-' den werden können. Wie hierbei Fig. 4 zu entnehmen, weist ein Teil der oberseitigen Vakuumleitung 250 eine Abdeckplatte 260 auf, die am Ende der oberen Vakuumleitung 250 durch Anschweißen oder auf andere Weise abdichtend befestigt ist. In einer Seitenwand der rohrförmigen Vakuumleitung 25Ο ist eine öffnung 262 vorgesehen, mit der eine mit einem Innengewinde versehene Hülse 264 verbunden ist. Diese Hülse bzw. Büchse 264 kann mit einer nicht dargestellten üblicfhen Schnellkupplung verbunden werden.

Wie weiterhin aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, weist die untere Vakuumleitung 252 in ihrer einen Wand eine öffnung 266 auf. An diese öffnung 266 ist ebenfalls eine mit einem Innengewinde versehene Hülse 265 angeschweißt. Zur Verbindung der beiden Hülsen 264, 265 miteinander wird normalerweise ein Luftdruckschlauch verwendet, wodurch, die Vakuumleitungen 250, 252 in Strömungsverbindung miteinander gebracht werden. Zweckmäßigerweise weist das eine offene Ende der Vakuumleitung 252 einen Verbinder 268 auf, der hieran durch Schweißen oder auf andere

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abdichtende Weise befestigt ist. Der Verbinder 268 ist mit . inneren Durchlässen 270 versehen. Diese können an eine Vakuum^ pumpe/ an ein Sauggebläse oder an eine Unterdruckquelle angeschlossen werden, wobei dies normalerweise durch eine weitere, ebenfalls nicht dargestellte Schnellverbindungs-Druckluftschlauchanordnung erfolgt. Falls erwünscht/ kann der Verbinder 268 auch mit einem abdichtbareri Abzugsstopfen 272 versehen sein, der entweder für Reinigungszwecke zur Anwendung gelangt oder um Versuchsmessungen hinsichtlich des in den Leitungskammern 250, 252 herrschenden Vakuums durchzuführen.

Wie-aus Fig. 1 - 3 ersichtlich/enthält jede abgegrenzte Zone 230 einen Einsatz 240, der im allgemeinen ähnlich einem Gewindestopfen ausgebildet ist. Dieser Einsatz 240 weist eine Drosselungseinrichtung auf.

Jeder Einsatz 240 besitzt ein axial sich erstreckendes Bohrungsloch 280, das mit einer querverlaufenden öffnung 282 in Verbindung steht. Diese öffnung 282 kann grundsätzlich, genau wie bei der Hauptpatentanraeldung, mit einer Drosselungseinrichtung in Form eines Einsatzes oder Stopfens aus gesintertem Material versehen sein. Vorzugsweise ist die öffnung 282 jedoch als "kalibrierte öffnung" ausgebildet, die, wie weiter unten noch beschrieben, versch iedene Ausbildungen haben.kann.

In jedem Fall besteht jedoch für Luft ein offener Strömungsweg von der Außenatmosphäre zu den Vakuumleitungen 250, 252, und zwar über die kalibrierte öffnung 282, über das axiale Bohrungsloch 280, über die öffnung 242, über die Kanäle 246, über die Vakuumsammeiräume 244 und über die öffnungen 248 in der Hauptplatte 212.

Wenn ein Werkstück auf die Vakuum-Einspannvorrichtung 210 gesetzt worden ist', bedeckt wenigstens ein Teil dieses Werkstük-

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kes eine oder mehrere der abgegrenzten Zonen 230. Andere abgegrenzte Zonen 230 sind demgegenüber lediglich teilweise abgedeckt oder vollständig unbedeckt vom Werkstück, Diejenigen abgegrenzten Zonen 230, die vollständig abgedeckt sind, bilden hierbei nicht solche Druckkammern, in denen das Vakuum über den vorerwähnten Strömungsweg angesaugt bzw. aufgebaut wird.

Erfindungsgemäß beschränkt jedoch jede kalibrierte öffnung den Luftvolumenstrom von jeder abgegrenzten Zone 230, unabhängig davon, ob diese abgedeckt ist oder nicht, auf ein gesteuertes berechenbares Volumen in der Größenordnung von etwa O,283 bis etwa 0,566 dm /min. Die kalibrierte öffnung 282 weist vorzugsweise einen wirksamen Durchmesser in der Größenordnung von etwa 0,0254 mm bis etwa 0,254 mm auf. Die kalibrierte öff- · nung 282 kann hierbei entweder in der axial oder in der quer verlaufenden öffnung 280 bzw. 282, die in dem Schraubeinsatz 24O vorgesehen sind, oder sogar in dem Durchlaß 242 in der oberseitigen Platte 214 vorgesehen sein. Es wird jedoch in weitem Ausmaß bevorzugt, die kalibrierte Öffnung, welche die erfindungsgemäße Strömungsdrosselungseinrichtung darstellt, in einem gesonderten Stopfen oder Einsatz 290 gemäß Fig. 7 vorzusehen.

Dieser Stopfen oder Einsatz 290 ist vorzugsweise im Wege des Spritzgießens aus einem hexßverformbaren polymeren Material, wie beispielsweise aus Nylon 11, Polyäthylen oder aus anderen speziellen Nylonformen, gefertigt. Es können jedoch auch stattdessen andere in der Wärme verformbare polymere Materialien, die ähnliche Eigenschaften hinsichtlich der Abrieb- und Korrosionsfestigkeit besitzen, verwendet werden.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, besitzt der Einsatz 290 im allgemeinen einen zylindrischen Querschnitt und weist eine im allge-

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meinen zylindrische Innenöffnung292 auf. Ein Ende dieser Innenöffnung 292 ist bei 294 konisch verjüngt und steht mit einer kalibrierten öffnung oder einem Durchlaß 296 in Verbindung. Hierbei ist die Querschnittsflache der Innenöffnung 292 im Vergleich zu der Querschnittsfläche des kalibrierten Durchlasses 296 sehr groß. Der kalibrierte Durchlaß 296 be-· sitzt, wie schon erwähnt, einen wirksamen. Durchmesser in der Größenordnung von 0,0254 mm bis 0,254 mm. Weiterhin sind auch die Seiten bzw. Seitenlängen dieses kalibrierten Durchlasses 296 beispielsweise etwa hundertmal kleiner als.die Querschnittsfläche des Einsatzes 290, in dem der kalibrierte Durchlaß ausgebildet ist.

Der Größenunterschied zwischen dem Einsatz 290 und dem kalibrierten Durchlaß 296 ist von wesentlicher erfindungsgemäßer Bedeutung. Der Einsatz 290 ist vorzugsweise in die quer verlaufende öffnung 282 des Schraubstopfens 240 mittels eines Festsitzes bzw. Paßsitzes eingepaßt. Es ist daher das der kalibrierten öffnung 296 gegenüberliegende Ende des Einsatzes bei 297 angefast. Hierbei liegt das Untermaß bzw. das Ausmaß des Größenunterschiedes zwischen dem Außendurchmesser des Einsatzes 290 und dem Innendurchmesser der quer verlaufenden Öffnung 282 im allgemeinen in der Größenordnung von etwa 0,0381 mm. Die Verformbarkeit, die dem Material, aus der der Einsatz gefertigt ist, eigen ist, absorbiert hierbei leicht den zur Durchführung solch eines Paßsitzes, erforderlichen Druck, ohne daß die kalibrierte Öffnung 296 verformt oder blockiert wird.

Wie schon erwähnt, kann die kalibrierte öffnung verschiedene Ausbildungen aufweisen. Bei einer aus Fig. 8 in vergrößertem Maßstab ersichtlichen bevorzugtenAusführungsform besitzt hierbei ein Teil des Einsatzes 290 ebenfalls das konisch sich verjüngende Ende 294 der mittigen öffnung 292. Der kalibrierte " Durchlaß 296, der sich an das konisch sich verjüngende Ende der mittigen öffnung 292 anschließt, besteht hierbei aus zwei

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Teilen. Der aus Fig. 8 ersichtliche Pfeil 298 bezeichnet die normale Strömungsrichtung des gesteuerten Luftvolumens durch den kalibrierten Durchlaß 296. In Bezug auf diese Strömungsrichtung weist der kalibrierte Durchlaß 296 ein stromaufwärts liegendes Teil 300 sowie ein stromabwärtes liegendes Teil auf. Das stromaufwärts liegende Teil 300 ist zylindrisch ausgebildet und besitzt eine konstante Querschnittsfläche. Das stromabwärts liegende Teil 3O2 ist dagegen konisch verlaufend ausgebildet, wobei sich seine Querschnittsfläche gleichmäßig mit der Strömungsrichtung 298 vergrößert.

Bei der aus Fig. 9 ersichtlichen abgewandelten Ausführungsform weist der kalibrierte Durchlaß 296 die Form einer scharfkantigen Mündungsöffnung 31O auf, welche die Mündungsoffnung eines konisch ausgebildeten Abschnittes 312 darstellt. Dieser konische Abschnitt 312 vergrößert sich in seiner Querschnittsfläche g feichmäßig in Strömungsrichtung 298 und endet an der mittigen öffnung 314. Die Teile 312, 314 gemäßjFig. 9 entsprechen hierbei den Teilen 294, 292 gemäß Fig. 7 und 8.

Bei der aus Fig. 10 ersichtlichen abgewandelten Ausführungsform weist der kalibrierte Durchlaß 296 die Form eines zylindrischen Durchlasses 316 auf. Hierbei liegt das Verhältnis aus wirksamem Durchmesser zu Länge dieses Durchlasses 316 in der Größenordnung von etwa 0,1 : 1 bis zu etwa 10 : 1 oder höher. Da der tatsächliche Durchmesser des zylindrischen Durchlasses 316 etwa 0,0254 mm beträgt, muß der Durchlaß nicht besonders

lang ausgebildet werden, um den Luftstrom wirksam zu drosseln. Da jedoch der Durchmesser des Durchlasses 316 bis zu etwa 0,254 mm vergrößert werden kann, ist es zweckmäßig, in diesem Fall dann auch die Länge des Durchlasses 316 bis auf einen Wert zu erhöhen, bei welchem der durchfließende Luftstrom auf einen Wert in der Größenordnung von etwa 0,283 bis etwa 0,566 dm /min begrenzt wird. Wie schon erwähnt, wird solch ein Luftstrom

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unter Versuchsbedingungeri gemessen, bei denen eine Vakuumpumpe mit einer Saugleitung von 68,6 mm Vakuum an die eine Seite der kalibrierten öffnung 296 angeschlossen wird, während die andere Seite dieser öffnung 296 zur Atmosphäre hin geöffnet ist. Da der tatsächliche Druckunterschied längs der kalibrierten öffnung 296 sich ändert, ändert sich daher auch das Strömungsvolumen der Luft, die durch die öffnung 296 hindurchgeleitet wird. Es hat sich jedoch im Versuch gezeigt, daß sich bei einer Strömungsmenge, die den niedrigen Wert von

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0,283 dm /min aufweist, und bei einem Druckunterschied von etwa 38,10 cm Quecksilbersäule in der Druckkammer, die durch vollständiges Abdecken einer oder mehrerer abgegrenzter Zonen 230 gebildet ist, ein Vakuum entwickelt und auch aufrecht erhalten wird, das in zufriedenstellender und vollkommen ausreichender Weise zur Betätigung der Vakuum-Einspannvorrichtung _s 210 ausreicht.

Wie weiterhin aus Fig. 11 ersichtlich, kann die kalibrierte . öffnung 296 auch einen ringförmigen Querschnitt aufweisen. Zu diesem Zweck ist im Einsatz 290 ein konisch verlaufender Durchlaß 320 vorgesehen. Der konische Durchlaß 320, der aus Fig. 11 lediglich zum Teil ersichtlich ist, ist mit einer sehr viel größeren öffnung verbünden, die der öffnung 292 gemäß Fig. 7 und 8 vergleichbar ist. Der; konische Durchlaß 320 gemäß Fig. 11 enthält ein torpedoähnliches Element oder ein Nadelelement 322. Dieses Element 322 ist innerhalb der mittigen öffnung des Einsatzes 290 mittels nicht dargestellter geeigneter Pfeiler, Stützen, Streben o. dgl. gelagert. Das tprpedoähnliche Teil 322 ist daher derart gelagert, daß es mit einem vorderen Ende 324 in Bezug auf die Ebene der Oberseite des Einsatzes 290, die den konischen Durchlaß 320 umgibt, in einer vorbestimmten ausgewählten Stellung angeordnet ist. In diesem Sinn kann das vordere oder spitze Ende 324 des torpedoähnlichen Teils 322 aus der obersten Flächenebene des Einsatzes 290 herausragen, mit

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dieser zusammenfallen oder gegenüber dieser geringfügig zurückversetzt sein. Es wird daher bei der Anordnung der Spitze oder des vorderen Endes 324 des Torpedos 322 die Wahl derart getroffen, daß der durch die öffnung 296 strömende Luftstrom auf einen Wert in der Größenordnung von etwa 0,283 bis etwa 0,566 dm /min beschränkt bzw. gedrosselt wird. Es ist außerdem möglich, das torpedoähnliche Teil oder Nadelteil 322 hin- und herverschieblieh anzuordnen, um, falls erforderlich, die kalibrierte öffnung 296 reinigen zu können.

In den meisten Fällen ist hierbei eine Reinigung der kalibrierten öffnung 296 von Zeit zu Zeit erforderlich. Dies kann jedoch leicht dadurch durchgeführt werden, daß die Leitungskammern 250, 252 mit über atmosphäre s ehern Drude beaufschlagt werden. Es ergibt sich daher dann ein umgekehrter Luftstrom durch die kalibrierten öffnungen 296, wodurch diese gereinigt werden.

Es ist erfindungsgemäß von außerordentlich großer Bedeutung, daß jede kalibrierte öffnung, welche die Strömungsdrosselungseinrichtung darstellt, kontinuierlich in einer bestimmten Betriebsstellung verbleibt. Wie im vorstehenden beschrieben, sind die kalibrierten öffnungen jederzeit vollständig geöffnet, und zwar entweder zur Atmosphäre oder zu einer Druckkammer hin, die dann gebildet ist, wenn eine in der Druckkammer vorgesehene abgegrenzte Zone durch wenigstens einen Teil des Werkstückes vollständig abgedeckt ist. Hierbei läßt diese kalibrierte öffnung lediglich das gesteuerte Luftvolumen hindurchströmen, und zwar unabhängig davon, mit welcher Region oder Zone die kalibrierte öffnung in Strömungsverbindung steht. Dieses kontrollierte Luftvolumen reicht aus, um innerhalb jeder abgedeckten abgegrenzten Zone ünterdruckbedxngungen zu erze ugen und aufrecht zu erhalten. Aufgrund der Funktion, welche die Strömungsdrosselungseinrichtungen, d.h. die kalibrierten öff—

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nungen, ausüben, beeinflussen diejenigen abgegrenzten Zonen _t die zur Atmosphäre hin geöffnet sind, den in den vollkommen abgedeckten abgegrenzten Zonen herrschenden Unterdruck nicht nachteilig. Es hat sich daher im Gegensatz zu den beim. Stand der Technik bisher geübten Praktiken gezeigt, daß sich bestimmte Vorteile dann ergeben, wenn konstant ein Luftstrom durch jede abgegrenzte Zone hindurch aufrecht erhalten wird, und zwar unabhängig davon, ob diese abgedeckt ist öder nicht, solange dieser Luftstrom nur auf ein gesteuertes berechenbares Volumen begrenzt ist, was vorzugsweise durch eine kalibrierte öffnung erfolgt, die den Luftstrom auf etwa 0,283 bis etwa 0,566 dm /min beschränkt bzw. drosselt.

Bei Anwendung der beschriebenen Vorrichtung ist es im Gegensatz zu den vorbekannten Vorrichtungen nicht mehr erforderlich, entweder je nach den vorgegebenen Betriebszuständen irgendwelche in Nuten oder Kanälen vorgesehene Abdichtstreifen neu anordnen zu müssen und/oder eine Ventilanordnung derart betätigen zu müssen, daß der Luftstrom durch ^Druckkammern oder abgegrenzte Zonen hindurch, die durch das Werkstück nicht vollkommen abgedeckt sind, abgestellt wird. Wenn daher die beschriebene Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Haltern von Werkstücken in ihrer Lage verwendet wird, insbesondere wenn aufeinanderfolgende Werkstücke unterschiedliche Formen und/oder· Größenabmessungen aufweisen, fällt die bisher übliche,'zwangsläufig vorhandene "Totzeit" tveg. Die beschriebene Vorrichtung weist außerdem eine außerordentlich große Vielseitigkeit hinsichtlich" ihrer Verwendungsmöglichkeiten und Anwendungsbereiche auf. Die Oberfläche, an der das Werkstück gelagert wird, kann entweder starr sein oder die Form einer flexiblen Und elastisch federnd verformbaren Decke bzw. "Folie" aufweisen. Weiterhin können auch die kalibrierten öffnungen gemäß der Erfindung in röhrenförmigen Walzen vorgesehen werden, die beispielsweise bei verschiedenen Druckverfahren zum Transport von bogenförmigem Bahnmaterial verwendet werden.

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Claims (14)

1. Patentansprüche

   M. Einspannvorrichtung, insbesondere Vakuuitivorrichtung, zum lösbaren Befestigen bzw. Haltern eines Werkstückes in einer gewünschten Lage, mit einem Bodenteil, an dessen einer Oberfläche das Werkstück lagert, mit einer an dieser Oberfläche angeordneten Abdichtung zur Bildung einer Vielzahl abgegrenzter Zonen, die jeweils über einen im Bodenteil vorgesehenen Durchlaß an eine Unterdruckquelle anschließbar sind, mit einer auf der Oberfläche des Bodenteils in jeder abgegrenzten Zone vorgesehenen, wenigstens eine Vertiefung bildenden Einrichtung, die zur Bildung einer Druckkammer mit der Abdichtung sowie mit einem die Abdichtung berührenden, wenigstens eine Zone bedeckenden Werkstück zusammenwirkt und mit dem Durchlaß in Strömungsverbindung steht, und mit einer jedem Durchlaß zugeordneten Luftstromdrosselungseinrichtung, die, unabhängig davon, ob alle Zonen auf der Bodenteiloberfläche vom Werkstück abgedeckt sind, kontinuierlich eine gesteuerte, zur Aufrechterhaltung des Unterdruckes in jeder Druckkammer ausreichende Luftmenge hindurchläßt, wobei das Gesamtvolumen der durch samt-* liehe Drosselungseinrichtungen hindurchgeleiteten gesteuerten Luftmenge geringer ist als das volumetrische Leistungsvermögen der Unterdruckquelle, nach Hauptpatentanmeldung P 22 58 007, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselungseinrichtung jeweils eine kalibrierte öffnung (296) ist, die jede durch die Abdichtung (218) gebildete Zone (230) mit dem Durchlaß (242) verbindet und konstant die durchströmende Luft auf ein gesteuertes Volumen begrenzt sowie einen wirksamen Durchmesser in der Grössenordnung von etwa O,0254 mm bis etwa O,254 mm besitzt, um hierdurch das gesteuerte Volumen auf einen Luftstrom in der Größenordnung von etwa 0,283 bis 0,566 dm /min, gemessen bei einem Druckunterschied von 68,6 cm Quecksilbersäule, zu beschränken.

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2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. die kalibrierte Öffnung ein zylindrischer Durchlaß (316) ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kalibrierte Öffnung (296) eine ringförmige Öffnung (320) aufweist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Öffnung (320) ein torpedo- oder nadelähnliches Teil (322) umschließt. *
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das torpedo- oder nadelähnliche Teil (322) in der ringförmigen Öffnung (320) axial verschieblich ist,
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche1 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von wirksamer Länge zu Durchmesser der kalibrierten Öffnung (296) in der Größenordnung von etwa 0,1 : 1 bis etwa 10 : 1 liegt.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kalibrierte Öffnung (296) einen länglichen Durchlaß (292) aufweist, der in einem aus'verschleißfestem und korrosionsfestem polymeren Material gefertigten Einsatz (290) ausgebildet ist. -
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der längliche Durchlaß (292) zylindrisch ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kalibrierte Öffnung (296) einen stromaufwärts konisch sich verengenden Abschnitt (302), dessen Querschnitt in der Richtung (29.8) des gesteuerten Luftvolumenströms zunimmt, und einen stromabwärts gerade verlaufenden Abschnitt

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   (300) einschließt, dessen Querschnitt konstant ist und dem kleinsten Querschnitt des konischen Abschnittes (302) entspricht.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch ge-? kennzeichnet, daß die Abdichtung eine Folie (218) o. dgl. aus federnd elastisch verformbarem Abdichtungsmaterial aufweist, die ein bestimmtes Muster von Öffnungen (220) besitzt, wobei die Öffnungen durch Wände (222) begrenzt sind und die abgegrenzten Zonen (230) bilden.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (218) o. dgl. aus federnd elastisch verformbarem Gummi besteht.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummi ein synthetischer Gummi mit einer Durometerhärte von 4O - 6O der Shore-Härte-A-Skala ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (22O) in der durch Formung gebildeten Gummifolie (218) durchwände (222) von balgartiger Ausbildung begrenzt sind, um die Verformung der Wände zur Erzielung der Abdichtung gegenüber einem an der Folie angeordneten Werkstück zu unterstützen.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die kalibrierte Öffnung (296) einen wirksamen Durchmesser von etwa 0,127 mm bis etwa 0,1778 mm besitzt.

    509812/0251

    L e e r s e i t e