DE9204704U1 - Vakuumtisch - Google Patents

Description

RICHTER, WERDERMANN & GERBAULET

EUROPEAN PATENTa^-1TCRNEYS ■ PATENTANWÄLTE HAMEURG BERLIN

DIPL.-ING. JOACHIM RICHTER DIPL.-ING. HANNES GERBAULET DIPL.-ING. FRANZ WERDERMANN

-1986

NEUER WALL 10 KURFÜRSTENDAMM

2OOO HAMBURG 36 1OOO BERLIN

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K.92142-III-2975 02.04.1992

Anmelder: KOHLMEYER, Peter

0-2053 Talkau (DE)

Titel : Vakuumtisch

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Vakuumtisch zum Spannen und Fixieren von flachen Gegenständen, der über einen oder mehrere Kanäle mit einer Vakuumpumpe verbundene oder verbindbare Bohrungen aufweist, die von einer elastischen, als Auflagefläche für das Werkstück dienenden Matte abgedeckt sind.

Vakuumtische der genannten Art sind zum Spannen von Plattenmaterial, insbesondere bei Arbeiten mit CNC-Maschinen bekannt. Soweit das zu spannende Werkstück die saugfähige Vakuumtischoberfläche vollständig abdeckt, arbeiten diese Tische auch zufriedenstellend. Nachteilig ist jedoch, daß

bei nicht vollständig abgedeckter Tischplattenoberfläche durch das Werkstück die nicht abgedeckten öffnungen frei bleiben, so daß die darüber angesaugte Luft zu einer Minimierung des Vakuums und damit zu einer Verringerung der auf das Werkstück dienenden Anpreßkraft führt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vakuumtisch zu schaffen, der unabhängig von der Tischoberflächenbelegung bei ein und demselben Pumpensystem gleichbleibende Anpreßkräfte gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 beschriebenen Vakuumtisch gelöst, dessen Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die ebene Tischoberfläche um jede Bohrung auf der der Matte zugewandten Seite eine Ausfräsung aufweist und oberhalb dieser Ausfräsung eine Mattendurchbrechung vorgesehen ist, die außerhalb des über der betreffenden Bohrung befindlichen Bereiches liegt. Hierdurch wird vorteilhafterweise gewährleistet, daß durch den Unterdruck in den Vakuumkanälen, den Bohrungen und den Ausfräsungen die Matte in die Ausfräsungen gedrückt wird, wobei die nicht durch das Werkstück belegten Flächen der Gummimatte abdichtend an den Ausfräsungsf I ächen bzw. den hierdurch gebildeten Kanten anliegen. Soweit die Matte nicht in den nicht vom Werkstück abgedeckten Bereichen ohnehin nahezu luftdicht an den Ausfräsungen anliegt, ist die dort noch von außen ansaugbare Luftmenge erheblich reduziert, überraschenderweise ergibt sich durch diese Konstruktion auch der weitere Vorteil, daß bei einer beschädigten Matte, z.B. wenn diese versehentlich durchschnitten ist, die Spannkraft nicht nachläßt, da sich in dem beschädigten Bereich die Mattenteile durch die Sogwirkung an die Bodenfläche der Ausfräsungen anlegen und dort abdichtend wirken. Bei entsprechender Elastizität der Matte

in Bezug auf die zur Verfugung stehende Saugkraft hat der Vakuumtisch insbesondere noch den weiteren Vorteil, daß nicht nur trocken, sondern auch naß gearbeitet werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß Flüssigkeiten, wie z.B. korrosivwirkende Schleifmittel oder ähnliches, in das
Pumpsystem gelangen. Gegenüber den bekannten Ausführungsformen sind durch konstruktiv einfache Maßnahmen die aufgabengemäß angestrebten Vorteile erzielt worden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2
bis 19 beschrieben.

Die Zahl und die Anordnung der Mattendurchbrechungen
bzw. der hiermit gekoppelten Bohrungen bestimmt in Verbindung mit der Pumpleistung die zur Verfügung stehende Spannkraft. Aus diesem Grund bieten sich insbesondere
äquidistante Anordnungen der Bohrungen, der Ausfräsungen und/oder der Mattendurchbrechungen an, die nach einer
Weiterbildung der Erfindung reihen- und zeilenweise
angeordnet sind.

Eine weitere "Verdichtung" der die Saugwirkung mitbestimmenden Ausfräsungen ergibt sich dann, wenn die Ausfräsungen, Bohrungen und/oder Durchbrechungen von Reihe zu Reihe und/oder Zeile zu Zeile gegeneinander versetzt angeordnet sind. Hiermit sind insbesondere nicht rechteckige Ausführungsformen der Ausfräsungen angesprochen, bei denen die sich durch die Rundung zweier nebeneinanderliegender Ausfräsungen ergebenden Zwischenräume durch eine weitere dort angeordnete Ausfräsung besetzt sind.
Vorzugsweise ist der Abstand der Ausfräsung zur benachbarten Ausfräsung höchstens so groß wie deren Durchmesser.

Schon aus fertigungstechnischen Gründen werden kreisförmige

Ausfräsungen bevorzugt, die einen Durchmesser von 9 mm bis 15 mm haben. Die Tiefe der Ausfräsungen Liegt nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zwischen 0,2 mm und 0,45 mm. Es hat sich weiterhin als günstig herausgestellt, wenn die Ausfräsungen in Bezug auf die Bohrungen exzentrisch angeordnet sind, beispielsweise dergestalt, daß die Bohrungen im Vertikalschnitt gesehen randseitig unterhalb der Ausfräsungen liegen.

Die Durchbrechungen liegen vorzugsweise zentrisch zu den Ausfräsungen. Ihr Durchmesser wird bevorzugt zwischen 0,3 mm bis 0,5 mm bei kreisförmiger Ausgestaltung gewählt, während der Durchmesser der Bohrungen 3 mm __ 1 mm beträgt.

Insgesamt sind jedoch auch andere Ausgestaltungen der Erfindung möglich, dergestalt, daß die Mattendurchbrechung im Vertikalschnitt gesehen nicht oberhalb der Bohrungen liegt, beispielsweise dadurch, daß die Mattendurchbrechungen randseitig der Ausfräsung liegen und die Bohrung hierzu zentrisch oder diametral gegenüberliegend den Bohrungen.

Die Matte muß in Bezug auf die Pumpleistung und die Tiefe der Ausfräsungen eine hinreichende Elastizität haben, was Werkstoffe wie Gummi oder ein elastischer Synthesekautschuk, vorzugsweise ein Polymer,wie Ch I &ogr;ropren-Kautschuk gewährleisten. Als Dicke der Matte haben sich 1 mm bis 2 mm bewährt.

Insbesondere im Hinblick darauf, daß der Vakuumtisch selbst an einer glatten Oberfläche verspannt werden soll, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Matte mit einer 2 mm bis 4 mm dicken Metallplatte abgedeckt, die öffnungen (Durchbrechungen) oberhalb der Mattendurchbrechungen und zentrisch hierzu aufweist.

Die Metallplatte hat den Vorteil, daß deren Oberfläche planer ist als dies durch eine Matte erreicht werden kann. Auf die genannte metallische Oberfläche der Metallplatte können Materialien plan aufgelegt werden, was eine ausreichende Fixierung für Schleifarbeiten gewährleistet. Hierbei kann auch naß geschliffen werden, weil die restlichen Poren,die durch das Werkstück nicht abgedeckt sind, sich über die Gummimatte in der beschriebenen Weise verschließen.

Weitere Verbesserungen hinsichtlich der Abdichtungen zwischen der Matte und den Ausfräsungen ergeben sich, wenn die Ausfräsungen aufgerauhte Bodenflächen oder solche Bodenflächen aufweisen, die Erhebungen, insbesondere auch plane haben, deren Oberkante bzw. Oberkanten sich jedoch nicht über die ebene Tischoberfläche hinaus erheben.

Der Tischkörper kann auch mehrteilig, nämlich aus einem den oder die Vakuumkanäle aufweisenden Basiskörper, einer die Bohrungen und die Ausfräsungen aufweisenden ersten Platte aufgebaut sein. Auf dieser Platte wird dann die Matte bzw. die bereits genannte (zweite) Metallplatte angeordnet. Der Basiskörper läßt sich aus Kunststoff, vorzugsweise Plexiglas und/oder die erste Platte aus Metall fertigen. Der zweiteilige Aufbau ermöglicht es, die Platte zu Reinigungs- oder Austauschzwecken abzunehmen,

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt der Tisch mindestens an seiner Oberseite und an seiner Unterseite Arbeits-, d.h. Spannflächen. Es ist jedoch auch möglich, gegebenenfalls weitere Arbeitsflächen an einer oder mehreren Seitenflächen vorzusehen. Insbesondere besitzt nur eine der Spannflächen eine (zweite) Metallplatte auf der Matte als äußere Abdeckung, womit ein

Verspannen mit einem Maschinentisch möglich ist, während auf der gegenüberliegenden oder einer angrenzenden Seite ein weiteres Werkstück auf eine dort liegende Matte aufgelegt werden kann.

Weiterhin vorzugsweise werden mehrere Vakuumtische mit
nur einer Vakuumpumpe verbunden. Je nach Bedarf können
die Vakuumkanäle der Vakuumtische in Reihe oder parallel geschaltet werden, wobei bei letzterer Schaltung entsprechende SchLießventi I e vorgesehen sein müssen, um die nicht benutzten Vakuumtische aus dem Pumpkreis auszuschließen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Vakuumtisch in einer Draufsicht bei abgenommener Matte,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Vakuumtisches
mit aufgelegtem Werkstück in einem senkrechten Schnitt,

Fig. 3 einen entsprechenden Abschnitt des Vakuumtisches ohne Werkstück in einem senkrechten Schnitt,

Fig. 4 einen Vakuumtisch, dessen Ober- und Unterseite
als Saugflächen ausgestattet sind,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt entsprechend F ig.2 mit einer andersartigen Ausgestaltung der Ausfräsung,

Fig. 6 einen entsprechenden Schnitt nach F ig.2 bzw. F ig.5 mit einer weiteren Ausgestaltung der Bodenfläche der Ausfräsung und

Fig. 7 eine Anordnung mehrerer Vakuumtische.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtLich, besteht der Vakuumtisch aus einem Basiskörper 10, der VakuumkanäLe 11 aufweist, die miteinander in Verbindung stehen und mit einer Pumpe verbunden sind. Zur Arbeitsfläche hin schließt sich an den Basiskörper 10 eine erste Metallplatte 12 an, welche mit dem Vakuumkanal 11 in Verbindung stehende Bohrungen 13 aufweist. Im Bereich der Bohrungen und um sie herum angeordnet sind Ausfräsungen 14, die einen Kreisdurchmesser D von bevorzugterweise 12 mm haben. Der Durchmesser d der Bohrungen 13 beträgt bevorzugterweise 3 mm. Auf der Oberfläche 12a liegt eine Gummimatte 15 mit jeweiligen Durchbrechungen 16. Diese Durchbrechungen 16 mit einem Durchmesser 16a von bevorzugterweise 0,3 mm bis 0,5 mm in der Matte 15 mit einer Dicke 16b von bevorzugterweise 1 mm bis 2 mm liegen zentrisch zu den Ausfräsungen 14, die eine Tiefe t von bevorzugterweise 0,2 mm bis 0,45 mm aufweisen. Die randseitige Lage der Bohrungen 13 in Bezug auf die Ausfräsungen 14 ist Fig.1 zu entnehmen. Eine Abweichung von den oben angegebenen Abmessungen liegt im Rahmen der Erfindung.

Die Arbeitsweise des Vakuumtisches ist insbesondere aus Fig.2 und 3 erkennbar. Liegt ein Werkstück 17 auf der Matte 15 und deckt somit die Mattendurchbrechungen 16 in der Auflagefläche ab, so wird die über dem Kanal 11, die Bohrung 13 und die Ausfräsung aufgebrachte Saugwirkung , die durch die Pumpleistung bestimmt ist, auf das Werkstück übertragen. Außerhalb dieses Werkstückes oder bei unbelasteter Matte 15 ergibt sich das Fig.3 entnehmbare Bild. Der Mattenkörper wird in die Ausnehmung 14 hineingezogen, wo er im Bodenbereich 14a zur Anlage kommt. Hierdurch ist die Luftansaugung über Kanal 16 versperrt. Gleichermaßen wird der Vorteil erzielt, daß die Haftkraft auf das Werkstück 17 unabhängig von der Größe der Belegungsfläche ist. Somit können auch kleinere Vakuumpumpen einge-

setzt werden, d.h. Pumpen mit kleinerer Förderleistung, wobei trotzdem eine hohe Wirtschaftlichkeit gegeben ist. Dennoch wird im Vergleich zu bisher nach dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen eine niedrige Bauhöhe eingehalten.

Der Vakuumtisch nach F ig.4 unterscheidet sich von dem bisherigen Ausführungsbeispiel dadurch, daß sowohl die Ober- als auch die Unterseite nutzbar sind. Hierfür sind zusätzliche Vakuumkanäle 111, Bohrungen 131 sowie Ausfräsungen 141 und eine Matte 121 vorgesehen. Für diese Teile gilt Entsprechendes wie vorbeschrieben. Ebenso sind die Vakuumkanäle 11 und 111 so miteinander verbunden, daß nur eine Pumpe eingesetzt werden muß. Diese Ausführungsform ermöglicht es, auf die Matte 15 ein Werkstück 17 aufzusetzen und den Vakuumtisch selbst anhaftend auf einem Tisch 19 oder ähnlichem zu befestigen.

Eine weitere Erhöhung der Abdichtung ergibt sich durch die in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen, bei denen die Bodenfläche der Ausfräsung 14 entweder aufgerauht ist (s. Fig.6) oder Erhebungen 14b aufweist, die vorzugsweise scharfkantig ausgeführt sind. Diese Erhebungen liegen jedoch unterhalb des durch die Planfläche 12a bestimmten Bereiches. Insbesondere bei der in F ig.5 dargestellten Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, daß sich die Matte 15 im unbelasteten Zustand, hervorgerufen durch die Sogwirkung, fest an die Kante, beispielsweise 14c und 14d, anpreßt, so daß eine fast vollständige Abdichtung erzielt wird.

In Fig.7 ist skizzenhaft angedeutet, wie mehrere Vakuumtische 20 bis 22, die über entsprechende Vakuum I eitungen 11 miteinander verbunden sind, von einer einzigen Pumpe

2 3 über eine Vakuumleitung 2 4 betätigt werden können.

Die Tische 20 bis 22 können entweder in Serie oder parallel geschaltet sein, wobei in den dargestellten Leitungen 11 zwischen den Vakuumtischen Absperrventile vorhanden sein sollten.

Claims (19)

Schutzansprüche

1. Vakuumtisch zum Spannen und Fixieren von flachen Gegenständen (17,19), der über einen oder mehrere Kanäle (11) mit einer Vakuumpumpe (23) verbundene oder verbindbare Bohrungen (13) aufweist, die von einer elastischen, als Auflagefläche für das Werkstück (17,19) dienenden Matte (15) abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Tischoberfläche (12a) um jede Bohrung (13) auf der der Matte (15) zugewandten Seite eine Ausfräsung (14) aufweist und oberhalb dieser Ausfräsung (1A) eine Mattendurchbrechung (16) vorgesehen ist, die außerhalb des über der Bohrung (13) befindlichen Bereiches liegt.

2. Vakuumtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (13), die Ausfräsungen (14) und/oder die Mattendurchbrechungen (16) reihen- und zeilenweise angeordnet sind.

3. Vakuumtisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfräsungen (14), Bohrungen (13) und/oder Durchbrechungen (16) von Reihe zu Reihe und/oder Zeile zu Zeile gegeneinander versetzt angeordnet sind.

4. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Ausfräsung (14) zur benachbarten Ausfräsung (14) höchstens so groß wie deren Durchmesser (D) ist.

5. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfräsungen (14) kreisförmig sind und/oder einen Durchmesser (D) von 12 mm _ 3 mm besitzen.

6. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfräsungen (14) eine Tiefe (t) von 0,2 mm bis 0,45 mm besitzen.

. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfräsungen in Bezug auf die Bohrungen (13) exzentrisch angeordnet sind.

8. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (13) im VertikaL-schnitt gesehen randseitig unterhalb der Ausfräsungen

(14) Liegen.

9. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (16) der Matte

(15) zentrisch zu den Ausfräsungen (14) Liegen und/ oder einen Durchmesser (16a) von 0,3 mm bis 0,5 mm haben und vorzugsweise kreisförmig sind.

10. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (13) einen Durchmesser von 3 mm _ 1 mm haben.

11. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte (15) aus Gummi oder einem elastischen Synthesekautschuk, vorzugsweise einem PoLymer,wie ChL &ogr;ropren-Kautschuk besteht.

12. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte (15) 1 mm bis 2 mm dick i st .

13. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte (15) mit einer

2 mm bis 4 mm dicken Metallplatte abgedeckt ist, die öffnungen (Durchbrechungen) oberhalb der Mattendurchbrechungen (16) und zentrisch hierzu aufweist.

14. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfräsungen (14) aufgerauhte Bodenflächen (14a) oder Bodenflächen aufweisen, die Erhebungen (14b) haben, deren Oberkante (14c) nicht über die ebene Tischoberfläche (12a) hinausragt/hinausragen.

15. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Tischkörper mehrteilig, nämlich aus einem den oder die Vakuumkanäle (11) aufweisenden Basiskörper (10), einer die Bohrungen (13) und Ausfräsungen (14) aufweisenden ersten Platte (12), aufgebaut ist.

16. Vakuumtisch nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskörper (10) aus einem Kunststoff, vorzugsweise Plexiglas und/oder die erste Platte (12) aus Meta I I besteht .

17. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch mindestens an seiner Oberseite und an seiner Unterseite Arbeits-, d.h. Spannflächen aufweist.

18. Vakuumtisch nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine der Spannflächen mit der (zweiten) Metallplatte auf der Matte (15) abgedeckt ist.

19. Vakuumtisch nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vakuumtische (20 bis 22) mit nur einer Vakuumpumpe (23) verbunden sind.