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Die Erfindung bezieht sich auf einen Werktisch für eine
Werkzeugmaschine.
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Insbesondere kann die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise,
jedoch nicht ausschhesslich, im Bereich der automatisierten
Bearbeitung von Holzplatten oder Spanplatten angewendet werden,
welche Bearbeitung üblicherweise durch Anordnung der Platten
auf speziellen Supporten oder Werktischen erreicht wird, und
zwar in fest beschriebenen Positionen und durch Bearbeitung
derselben mit Hilfe von Werkzeugen (normalerweise Fräswerkzeuge
mit vertikaler Achse), welche die Arbeitsorgane einer
Pantographeinrichtung bilden, so wie zum Beispiel solche, die in der
Patentveröffentlichung IT-1.220.380 auf den Namen der gleichen
Anmeldering dargestellt wurde.
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Die am häufigsten verwendeten Werktische nach dem Stand der
Technik werden aus einer Basisfläche, hergestellt aus
verschweißtem Stahl, und einer Arbeitsfläche aus Aluminium oder
Kunststoffmaterial gebildet.
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Die genannte Basisfläche ist intern von Kanälen durchzogen, die
parallel zueinander angeordnet sind und stromaufwärts mit einer
Ansaugquelle in Verbindung stehen, und welche sich zu einer
Anzahl von Bereichen hin öffnen, die von der oberen Oberfläche der
Arbeitsfläche beschrieben werden, und zwar durch entsprechende
zylindrische Gewindebohrungen mit vertikaler Achse. Jeder
Bohrung ist ein lösbarer Verschluss zuzuordnen, bestehend im
wesentlichen aus einer Schraube, und die obere Oberfläche der
Arbeitsfläche ist von einem Netzwerk aus Kanälen von im
wesentlichen rechteckigem Querschnitt durchzogen, bestehend aus einer
Serie von Kanälen, die innerhalb jeder Serie parallel zueinander
angeordnet sind und einen gleichmässigen gegenseitigen Abstand
voneinander haben, und die sich nach den jeweiligen horizontalen
und rechtwinkligen Richtungen untereinander schneiden: Nach
dem Stand der Technik werden diese Kanäle durch die
Bearbeitung einer Platte mit einer Werkzeugmaschine hergestellt, welche
dann zu der oben erwähnten Arbeitsfläche wird.
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Zum Aufspannen einer genannten Platte oder einem zu
bearbeitenden Werkstück auf der genannten Arbeitsfläche genügt es, eine
Reihe von Schrauben zu entfernen, die zu wenigstens einem Teil
der Bohrungen gehören, welche Teil der Gruppe von Bohrungen
smd, dazu bestimmt, unter der Platte selbst zu liegen, und in
bestinimten Positionen der erwähnten Kanäle, welche die Gruppe
der betreffenden Bohrungen umgeben, einen Dichtungsring aus
federndem Material einzulegen, der leicht aus der oberen
Oberfläche der Arbeitsfläche hervorsteht. Im Ahschluss an die genannten
Arbeitsgänge üben die unter der Platte liegenden Bohrungen von
unten her eine Ansaugwirkung auf die Platte selbst aus, welche
besonders wirksam ist, da der genannte Dichtungsring in seinem
Inneren und in Kombination mit einem Abschnitt der oberen
Oberfläche der Arbeitsfläche sowie einem entsprechenden
Abschnitt der unteren Oberfläche der Platte eine wirkliche und
eigendiche Ansaugkammer beschreibt.
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Wenn es notwendig ist, die Platte sehr fest im Kontakt mit der
Arbeitsfläche aufzuspannen, und/oder wenn deren genaue
Positionierung auf der Arbeitsfläche selbst absolut unvermeidbar ist,
können einige der genannten Bohrungen, die ausserhalb der
Flächenmasse der Platte angeordnet sind, zur Verankerung von
speziellen Aufspann- und/oder Positioniereinrichtungen verwendet
werden.
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Eine andere Lösung, wie sie in der Veröffentlichung US-A-3 865
359 aufgezeigt wird, bezieht sich auf ein Vakuumgerät zum
Halten eines Werkstückes, bei welchem die Auflagefläche aus einer
oberen Platte hergestellt ist, in welcher eine Reihe von
Vertiefungen oder Kanälen in einer gitterartigen Ausführung an der
Oberfläche vorgesehen sind, und zwar bestimmt zur Aufnahme von
Streifendichtungsmitteln. Diese obere Platte ist aus Aluminium
oder rostfreiem Stahl hergestellt und ist fest an einer Basisfläche
gesichert, in welche eine Anzahl von Kanälen eingearbeitet ist, die
an eine Quelle von reduziertem statischen Druck angeschlossen
werden können. Diese beiden Platten, das heisst die obere und die
Basisfläche, sind vorzugsweise aus Aluminium hergestellt, jedoch
ist die Festigkeit des gesamten Werktisches nicht so hoch, dass sie
das Aufspannen des Werkstückes ohne Biegebeanspruchung
während der Bearbeitung desselben nicht zur Zufriedenheit erlaubt.
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Die Veröffentlichung US-A-3 613 208 bezieht sich auf ein
Verfahren zur Herstellung von Löchern in einer Werkstückhaltefläche
emes Vakkumaufspanntisches, bei welchem die letzte obere
Oberfläche als eine Fläche ohne Vertiefungen, Kanälen oder
Rillen zum Aufspannen der Platte oder zur Aufnahme von
Dichtungsmitteln ausgebildet ist.
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Nach der Veröffentlichung US-A-4 066 249 wird hier ein
Werktisch gezeigt, der zum Halten eines Gegenstandes mit Vakuum
arbeitet und eine obere Platte enthält, die nur mit querverlaufenden
ausdehnbaren Öffnungen versehen ist, einer Bienenwabenstruktur,
angeordnet unter der oberen Platte und versehen mit
Kernöffnungen, die als Anschlussleitungen für die genannten Öffnungen
benutzt werden, eine Trägerplatte für die Bienenwabenstruktur und
eme Lochplatte für den Anschluss des gesamten Werktisches an
eme Vakuumquelle.
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Ein wichtiger Nachteil der wie oben beschriebenen Werktische,
noch zusätzlich zu dem Nachteil, der durch das beachtliche
Gewicht derselben gebildet wird, besteht in der Tatsache, dass deren
Festigkeit aufgrund der Forin und der grossen Anzahl von
Kanälen, direkt proportional zu dem Gewicht des ganzen Werktisches
ist, und zwar mit den daraus sich ergebenden Einschränkungen in
Bezug auf die Positioniergenauigkeit der Platten auf den
Werktischen selbst wie auch auf die Arbeitsgeschwindigkeit in der
Verschiebung des Arbeitstisches selbst.
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Weiterhin führt der Unterschied zwischen den Materialien, welche
die Basisfläche und die Arbeitsfläche bilden, aufgrund der
Differenz zwischen den Koeffizienten der Wärmeausdehnung der
beiden verwendeten Materialien, regelmässig zu Verformungen der
gesamten Einheit, wobei Planaritätsabweichungen mit
offensichtlichen folgenden Einschränkungen in der Genauigkeit der an den
genannten Platten ausgeführten Arbeit hervorgerufen werden.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, die oben erwähnten
Nachteile zu vermeiden, und zwar durch Mittel, die in den
nachstehenden Ansprüchen gekennzeichnet sind.
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Einer der durch die vorliegende Erfindung erreichten Vorteile
besteht im wesentlichen in der Tatsache, dass der wie hier
beschriebene Werktisch so gut wie unverformbar ist, und ausserdem zeigt
er sich als beachtlich vielseitiger als die oben beschriebenen
Werktische nach dem Stand der Technik.
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Die Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen
deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung von
emer Ausführung der Erfindung hervor, die hier rein in der Form
emes nicht begrenzenden Beispiels in den beiliegenden
Zeichnungen dargestellt wird, von denen:
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Abb. 1 eine schematische Frontalansicht des Werktisches
nach der vorliegenden Erfindung zeigt, und zwar mit
einigen Teilen entfernt, um andere besser hervorzuheben;
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Abb. 2 zeigt eine Plandarstellung von einem Detail des
Werktisches aus Abbildung 1;
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Abb. 3 zeigt einen Schnitt des Werktisches aus den
vorstehenden
Abbildungen nach der Linie III-III aus
Abbildung 1;
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Abb. 4 zeigt einen Schnitt des Werktisches nach der
Linie IV-IV und
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Abb. 5 zeigt eine Plandarstellung des Werktisches.
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Unter Bezugnahme auf die Abbildungen ist mit eins in seiner
Gesamtheit ein Werktisch bezeichnet, verwendbar als
Aufnahmeelement für ein Werkstück in einer Werkzeugmaschine (hier nicht
gezeigt), die dazu dient, mechanische Bearbeitungsgänge an
Werkstücken auszuführen, die im wesentlichen flache
Auflageflächen aufweisen, sowie insbesondere in einer Werkzeugmaschine
zur automatischen Bearbeitung von Platten 2 aus Holz oder von
Spanplatten, und zwar mit Hilfe von Werkzeugen, welche die
Arbeitselemente eines Pantographeinrichtung bilden. Es muss
bemerkt werden, dass die Platten 2 hierin als Beispiele benutzt sind,
da der Werktisch 1 auch zum Aufspannen und Positionieren auf
diesem von jedem beliebigen Werkstück verwendet werden kann,
das eine im wesentlichen flache untere Oberfläche aufweist.
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Der Werktisch 1 enthält eine Basisfläche 3, die eine im
wesentlichen abgeflachte parallefflache Form aufweist und von hoher
Steitheit ist, mit einer hohen Planarität fertiggestellt ist und ein
geringes Einheitsgewicht aufweist, und die vorzugsweise aus einer
Platte von der Art besteht, wie sie leicht auf dem Markt gefunden
werden kann, und zwar vorzugsweise aus Aluminiunilegierung,
und die intern eine Ausbildung in der Art aufweist, die gewöhnlich
als "Bienenwabenstruktur" bezeichnet wird. An der unteren
Oberfläche der Basisfläche 3 sind einige Platten 4 angeschlossen,
welche Platten 4 im wesentlichen von einer rechteckigen Form
sind und den Zweck haben, in der bekannten Weise das Spannen
und Positionieren des Werktisches 1 an einem Abschnitt der
genannten Werkzeugmaschine zu erlauben, welcher Abschnitt aus
dem sich auf der horizontalen Ebene bewegenden Schlitten der
Werkzeugmaschine bestehen kann.
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Ein unterer Abschnitt einer Arbeitsfläche 5 ist vorzugsweise mit
Hilfe von Klebematerial mit der oberen Oberfläche der
Basisfläche 3 verbunden, welche Arbeitsfläche 5 aus einer extrudierten
Aluminiumlegierung hergestellt ist und insgesamt eine
parallelflache Form aufweist. Wie in der Abbildung 3 gesehen werden kann,
ist die Arbeitsfläche 5 länger als die Basisfläche 3, so dass
zwischen den beiden entgegengesetzten Enden der Basisfläche 3 und
den entsprechenden entgegengesetzten Enden der Arbeitsfläche 5
eine Winkelvertiefung 6 gebildet wird, deren Zweck nachstehend
noch besser erläutert wird.
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In Übereinstinimung mit den Abbildungen, msbesondere mit den
Abbildungen 3 und 4, enthält die Arbeitsfläche 5 (die durch
Extrusion hergestellt ist und daher eine Oberflächenfertigstellung und
eine Planarität hat, die mit der der darunterliegenden Basisfläche 3
vergleichbar ist) im wesentlichen eine horizontale Wand 7, mit
deren unterer Seite rohrförmige Körper oder Längskanäle 8 mit
einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt fest verbunden
sind, welche Kanäle 8 parallel zueinander angeordnet sind und
einen gleichmässigen gegenseitigen Abstand voneinander haben,
und die sich über die gesamte Länge der horizontalen Wand 7
erstrecken, unter Bezugnahme auf die Abbildung 1 gemessen nach
einer normalen Richtung zu dem Abbildungsplan.
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Die obere Oberfläche der horizontalen Wand 7 ist mit einer
Anzahl von horizontalen Rillen 9 versehen, die einen gleichmässigen
gegenseitigen Abstand voneinander haben, und die nach der
Verlaufsrichtung der rohrförmigen Körper 8 verlaufen, wobei die
horizontalen Rillen 9 im Querschnitt die Form eines nach oben
gerichteten "T" aufweisen und sich mit Rillenpaaren 10 abwechseln,
angeordnet Seite an Seite und parallel zu den genannten
horizontalen Rillen 9, und welche einen im wesentlichen quadratischen
Querschnitt aufweisen.
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In Übereinstinimung mit den Abbildungen 2, 3 und 4 ist die obere
Oberfläche der horizontalen Wand 7 ebenfalls mit einer Anzahl
von Rillen 11 ausgestattet, die parallel zueinander angeordnet sind
und einen gleichmässigen gegenseitigen Abstand voneinander
haben, und welche, mit einer gleichen vertikalen Tiefe wie die der
Rillenpaare 10, in einer horizontalen Richtung verlaufen, die
normal zu der der horizontalen Rillen 9 und der Rillenpaare 10 ist.
Die Rillen 11 sind in die extrudierte Arbeitsfläche 5 eingearbeitet.
Die beiden Enden der Basisfläche 3, die angrenzend an die Enden
der rohrförmigen Körper 8 angeordnet sind, sind über ihre
gesamte Länge an den genannten Winkelvertiefungen 6 mit brüstig
abschliessenden Rohrkörpern oder Kollektormitteln 12 versehen,
welche an ihren Enden verschlossen sind und abgedichtet und
durch entsprechende Abschnitte der oberen Wände mit den
entsprechenden Enden der genannten rohrförmigen Körper 8 in
Verbindung stehen. Die Kollektormittel 12 sind über entsprechende
Leitungen 13 an eine Ansaugquelle 14 angeschlossen.
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Wie in der Abbildung 4 gesehen werden kann, sind die
Zwischenabschnitte von allen rohrförmigen Körpern 8 durch Stopfen oder
Absperrmittel 16 verschlossen, welche dicht abschliessend in
diese eingesetzt sind (einfache Stopfen aus einem elastischen
Material haben die Aufgabe, die Fläche in zwei Hälften mit
unterschiedlichen Unterdrücken aufzteilen) und, wie insbesondere in
den Abbildungen 2, 4 und 5 sichtbar ist, wird die obere
Oberfläche der horizontalen Wand 7 von einer Anzahl von Bohrungen 17
mit vertikalen Achsen durchlaufen, die gleichmäßig oberhalb der
rohrförmigen Körper 8 verteilt sind und ebenfalls die jeweiligen
Bereiche von zwei Vorsprüngen 18 berühren, die Teil der
genannten horizontalen Wand 7 sind, und welche zwischen sich eine
horizontale Rille 9 beschreiben.
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Wie in der Abbildung 4 gesehen werden kann, ist jede der
Bohrungen 17 abgeschrägt, das heisst sie weist eine stumpfkegelartige
Form auf mit einer nach unten zeigenden Spitze, und die internen
Hohlräume der rohrförmigen Körper 8 weisen im Querschnitt
gesehen im wesentlichen die Form eines "T" auf, da sie oben mit
einem grösseren querverlaufenden Abschnitt versehen sind im
Verhältnis
zu dem des unteren Abschnittes, dessen interner Hohlraum
unten an seinen beiden Seiten durch entsprechende horizontale
Flächen oder Stufen 19 beschrieben wird, auf welchen eine
horizontal verlaufende Wand 20 (genauer gesagt ein flache gebohrtes
Blech) unter den Bohrungen 17 liegt, welche Wand 20 unterhalb
einer jeden Bohrung 17 mit einer koaxialen Bohrung 21 versehen
ist. In jede Bohrung 21 ist eine selbstblockierende Gewindemutter
22 eingesetzt, welche eine obere Kante mit einer Querabmessung
aufweist, die grösser ist als die der Bohrungen 21 der Wand 20,
und welche daher von dem Rand einer entsprechenden Bohrung
21 getragen wird.
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Hier nachstehend werden einige Montageeigenschaften und die
Benutzungsweisen des Werktisches 1 beschrieben.
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Eine genannte Wand 20 ist, wie oben beschrieben, in einen jeden
der rohrförmigen Körper 8 oberhalb der entsprechenden Stufe 19
auf die in der Abbildung 4 gezeigten Weise eingesetzt, und zwar
mit einer Mutter 22, die in einer jeden von deren Bohrungen 21
angeordnet ist. Die Wand 20 wird dann mit Hilfe von
Längsverschiebungen auf solche Weise positioniert, dass die Achsen ihrer
Bohrungen 21, und damit die Achsen der Muttern 22, mit den
Achsen der darüberliegenden und in die horizontale Wand 7
eingearbeiteten Bohrungen 17 übereinstiminen. Wenigstens eine sich
am Ende des rohrförmigen Körpers 8 befindliche Mutter 22 wird
somit von einem Gewindestift 23 (Abb. 3) gehalten, welcher
Gewindestift 23 ebenfalls in eine Bohrung (hier nicht gezeigt) in der
horizontalen Wand 7 greift, wodurch eine dauerhafte axiale
Unbeweglichkeit der dieser zugeordneten Wand 20 im Verhältnis zu
dem entsprechenden rohrförmigen Körper 8 gewährleistet ist. In
jede Bohrung 17 wird der Schaft einer Senkschraube 24
eingesetzt, welcher Schaft sich mit dem Gewinde der Mutter 22 (zu
dieser vertikal ausgerichtet) in einer Schrauben-Muttergewinde-
Verbindung verschraubt. Die Schraube wird hier nachstehend als
Stopfen oder Verschlussmittel bezeichnet, und die Muttern 22
werden abgedichtete Befestigungsmittel der Verschlussmittel 24
in den Bohrungen 17 genannt.
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Zur Benutzung des Werktisches 1, und zum Aufspannen einer mit
der genannten Werkzeugmaschine (Abbildung 5) zu
bearbeitenden Platte 2 genügt es, die entsprechenden Verschlußmittel 24 aus
den Bohrungen 17 zu entfernen, welche dazu bestimmt sind, unter
der Platte 2 zu liegen, und rund um den horizontalen Bereich, der
von den Bohrungen 17 beschrieben wird, die sich vollkommen
unterhalb der Platte 2 befinden, eine Dichtung 25 anzuordnen, die
auf bekannte Weise eine Anzahl von Durchlässen umgibt, die an
den Schnittstellen zwischen den Rillenpaaren 10 und den Rillen
11 vorhanden sind (s. auch Abb. 2).
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In den Fällen, in denen es erforderlich ist, die Platte 2 sehr fest auf
dem Werktisch 1 zu positionieren, ist es möglich, je nach den
Notwendigkeiten und in bestimmten horizontalen Rillen 9, die
Köpfe von einer bestimmten Anzahl von Schrauben oder
Aufspannmitteln 26 (Abb. 4) anzuordnen, an deren Schäften
Blockiervorrichtungen
(hier nicht gezeigt) zum Aufspannen und
Positionieren angeschlossen werden können. Alternativ dazu, jedoch
zum gleichen Zweck, können Schrauben 24 verankert werden,
von denen eine Schraube 24 mit unterbrochener Linie in
Abbildung 4 dargestellt ist, und zwar in entsprechenden Muttern 22,
nachdem die entsprechenden Verschlussmittel 24 aus den über
den genannten Muttern 22 liegenden Bohrungen 17 entfernt
worden sind. Es ist interessant zu bemerken, dass die "freien"
Muttern 22 nicht in der Lage sind, sich entlang den rohrförmigen
Körpern 8 zu bewegen, da sie durch die darunterliegenden und in die
Wand 20 eingearbeiteten Bohrungen in iurer Position gehalten
werden.
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An diesem Punkt ist es ausreichend, ein oder beide
Kollektormittel 12 an die genannte Ansaugquelle 14 anzuschließen, so dass
eine Ansaugwirkung durch die Bohrungen 17 ausgeübt wird, von
denen die Verschlussmittel 24 entfernt wurden, welche
Ansaugwirkung nun in der Lage ist, die Platte 2 während der Bearbeitung
durch die genannte Werkzeugmaschine im Kontakt mit dem
Werktisch 1 zu halten. Natürlich garantiert die Dichtung 25 auf
eine bekannte und so offensichtliche Weise, dass eine nähere
Erklärung nicht erforderlich ist, eine maximale Ansaugwirkung von
Seiten der Bohrungen 17 auf die Platte 2.
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Aus der vorstehenden Beschreibung geht deutlich hervor, wie der
beschriebene Werktisch 1 voll und ganz die gewünschten Zwecke
erreicht, da er dank der Verwendung der beschriebenen
Basisfläche
3 beachtenswert leicht ist, dabei aber sehr starr und
unverfonnbar dank der Beschriebenen Ausfürung. Ausserdem ist er
nicht empfindlich gegenüber Temperaturveränderungen und
erlaubt eine extrem genaue Positionierung der Platten 2 darauf.
Tatsächlich erfüllt die Basisfläche 3 die Aufgaben der
konstruktionellen Präzision, während die extrudierte obere Fläche die Aufgaben
des Vakuumtransportes erfüllt, sowie die Kanäle zum Halten des
Werkstückes und die Aufspannrillen 9 stellt.