DE9402252U1

DE9402252U1 - Vakuumspannvorrichtung

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Publication number: DE9402252U1
Application number: DE9402252U
Authority: DE
Original assignee: Ima Norte Maschinenfabriken Klessmann GmbH and Co
Current assignee: Ima Norte Maschinenfabriken Klessmann GmbH and Co
Priority date: 1994-02-11
Filing date: 1994-02-11
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2004-02-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumspannvorrichtung für den Werkstückplatz einer Werkzeugmaschine insbesondere zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken aus Holz oder holzartigen Werkstoffen mit zueinander parallelen, quer in Richtung einer der Bearbeitungsachsen, wie der X-Achse verstellbaren Balken, auf denen in deren Längsrichtung, wie in Richtung einer zweiten Bearbeitungsachse, der Y-Achse, positionierbare Saugspanner aufsetzbar sind, die an ihrer Unterseite ein unteres, randlich abgedichtetes Saugfeld zur Fixierung auf der Oberseite des jeweiligen Balkens sowie an ihrer Oberseite ein oberes, randlich abgedichtetes Saugfeld zum Saugspannen der Werkstücke haben. An diesen Saugspannern sind zwei Vakuumleitungen anschließbar, von denen die eine jeweils mit dem oberen Saugfeld und die andere mit dem unteren Saugfeld verbunden und darüber die Fixierung der Saugspanner sowie das Spannen der Werkstücke getrennt steuerbar ist.

In bekannter Ausführung einer solchen Vakuumspannvorrichtung bestehen die zu den Saugspannern hinführenden Vakuumleitun-

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gen aus Schläuchen, die unterhalb der Aufspannebene für die Werkstücke verlegt werden müssen. Die flexiblen Schläuche ermöglichen es, die Saugspanner an beliebiger Stelle in Längsrichtung auf den Balken der Werkstückauflage anzuordnen, was insbesondere für den Fall wichtig ist, daß plattenförmige Werkstücke rundum entlang ihrer Kanten bearbeitet werden sollen und dabei die gesamte Werkstückspannvorrichtung nicht beschädigt werden darf. Deshalb sind nicht nur die Saugspanner in der Regel in Richtung der Y-Bearbeitungsachse der Werkzeugmaschine beliebig positionierbar, sondern sind zusätzlich die Balken in Richtung der X-Achse der Maschine verstellbar.

Der Nachteil der bekannten Saugspannvorrichtungen liegt darin, daß entsprechend der benötigten Vielzahl der Saugspanner sehr viele Schläuche als Vakuumleitungen im Bereich der Werkstückauflage der Maschine untergebracht werden müssen, die zudem noch entsprechend der wählbaren Positionierbarkeit des einzelnen Saugspanners einen Längenüberschuß haben. Bei nicht sorgfältiger Verlegung der Schlauchleitungen kommt es zu einem Gewirr im Bereich der Werkstückauflage, wodurch die Späneabfuhr behindert werden kann und bei Verwerfen die Schlauchleitungen beschädigt werden können. Außerdem ist die Handhabung der Saugspanner mit den daran hängenden Schlauchleitungen umständlich, und es müssen entsprechend der Vielzahl der vorhandenen Schlauchleitungen eine entsprechende Anzahl von Saugleitungsanschlussen an der Unterdruckquelle vorgesehen werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumspannvorrichtung der gattungsbildenden Art zu schaffen, bei der die Vakuumleitungen durch die Balken der Werkstückauflage hindurchgeführt sind.

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Diese Aufgabe wird bei einer Vakuumspannvorrichtung der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß in den Balken in deren Längsrichtung zwei Vakuumkanäle angeordnet sind und jeder dieser Vakuumkanäle mit einer Längsreihe von Saugöffnungen an der Oberseite des jeweiligen Balkens über bei Nichtbelegung der betreffenden Saugöffnungen schließende Strömungsventile verbunden ist. Des weiteren ist das untere Saugfeld der Saugspanner nach Größe und Anordnung auf zumindest eine der Saugöffnungen der mit dem ersten Vakuumkanal verbundenen Reihe ausrichtbar und neben dem unteren Saugfeld ein weiterer Sauganschluß angeordnet, der auf zumindest eine der Saugöffnungen der mit dem zweiten Vakuumkanal verbundenen Reihe ausrichtbar und über einen durch den Saugspanner nach oben hin durchführenden Saugkanal mit dem oberen Saugfeld verbunden ist.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß die Saugspanner an beliebiger Stelle auf die Balken der Werkstückauflage aufgesetzt werden können und selbstätig so mit der Unterdruckquelle verbindbar sind, daß nach wie vor die Saug-Fixierung der Saugspanner einerseits sowie das Spannen der Werkstücke mittels Unterdruck andererseits getrennt voneinander veranlaßt werden kann. Zwar benötigt jetzt noch jeder einzelne Balken der Werkstückauflage einen zweikanaligen Anschluß an die Unterdruckquelle, dafür kommen jedoch die zu den Saugspannern hinführenden Schlauchleitungen in Wegfall.

Um für eine leichtere Bedienbarkeit auch optisch die Sauganschlüsse der Vakuumspanner für deren Fixierung und für die Spannung der Werkstücke zu trennen und den inneren Aufbau der Balken zu vereinfachen, sind vorteilhaft der erste Vakuumkanal und der zweite Vakuumkanal in jedem Balken parallel nebeneinander und entsprechend darüber an der Ober-

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Seite des Balkens die Reihe der ersten, mit dem ersten Vakuumkanal verbundenen Saugöffnungen und die Reihe der zweiten, mit dem zweiten Vakuumkanal verbundenen Saugöffnungen miteinander parallel angeordnet.

Vorteilhaft haben die Saugspanner an der Unterseite ein zweites, randlich abgedichtetes Saugfeld als Sauganschluß, in das der Saugkanal mündet. Man kann hier die gleiche Art der Abdichtung wie bei dem ersten unteren Saugfeld vorsehen und beide Saugfelder entweder miteinander symmetrisch oder zur Unterscheidbarkeit verschieden ausbilden.

Zweckmäßig sind die Strömungsventile in Verbindungskanälen angeordnet, die sich in den Balken zwischen den Vakuumkanälen einerseits und jeder der ersten und zweiten Saugöffnungen andererseits erstrecken, wobei diese Strömungsventile mittels Druckdifferenz verschiebliche Verschlußkörper haben. Insoweit können die Strömungsventile selbstätig durch das Unterdrucksystem gesteuert werden.

Von besonderem Vorteil hierbei ist, wenn die Steuerung der Fixierung der Saugspanner sowie die Steuerung des Werkstückspannens über nur einen der beiden Vakuumkanäle in den Balken erfolgt, wobei die Fixierung der Saugspanner vorrangig vorgenommen wird, damit sich die Saugspanner sowohl beim Spannen als auch nach dem Loslassen der Werkstücke nicht
verschieben können. Dazu sind die ersten Saugöffnungen jedes Balkens der Fixierung der Saugspanner und die zweiten Saugöffnungen der Werkstückspannung zugeordnet und ist zwischen den zugehörigen ersten und zweiten Verbindungskanälen ein Zwischenkanal mit einem Schieber als Verschlußkörper des Strömungsventils für den zweiten Verbindungskanal angeordnet, der über den ersten Vakuumkanal sowie den ersten Verbindungskanal mittels Unter- und Überdruck zwischen der Offen- und der Schließlage steuerbar ist.

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Das zweikanalige Saugsystem bietet weiter den Vorzug, auch poröse, also in begrenztem Maße luftdurchlässige Werkstücke spannen zu können, da durch die Unterdruckverluste in dem Kanalsystem für das Werkstückspannen die Fixierung der Saugspanner nicht beeinträchtigt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Werkstückauflage einer Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken aus Holz oder holzartigen Werkstoffen und

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen der Balken der Werkstückauflage nach Fig. 1 im Bereich eines der aufgesetzten Saugspanner.

Wie man Fig. 1 entnimmt wird die Werkstückauflage aus einer Vielzahl von parallel nebeneinander angeordneten Balken 1 gebildet, die je für sich auf einer Führung 2 auf dem nicht näher dargestellten Maschinenbett verschieblich sind und entsprechend in Richtung einer der Maschinenachsen, wie vornehmlich der X-Achse positionierbar sind.

Auf die Balken 1 können ein oder mehrere Saugspanner 3 aufgesetzt werden, die auf der Oberseite der Balken 1 selbstätig durch Unterdruck fixiert werden. Die Balken 1 haben nicht näher dargestellte Unterdruckanschlüsse und an ihrer Oberseite in Längsrichtung in Reihen angeordnete erste Saugöffnungen 4 sowie zweite Saugöffnungen 5. Über die ersten Saugöffnungen 4 der Balken 1 erfolgt die Fixierung der Saugspanner 3 während die zweiten Saugöffnungen für die Zuleitung des Unterdruck zu den Saugspannern 3 vorgesehen sind,

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der für das Spannen von Werkstücken 7 benötigt wird. Dazu wird der Unterdruck von der jeweiligen zweiten Saugöffnung 5 durch den Saugspanner 3 hindurch zu einer dort oberseitigen Saugöffnung 6 geleitet.

Die Saugspanner 3 können senkrecht zur X-Achse, also in Richtung der Y-Achse in Längsrichtung der Balken 1 beliebig positioniert werden, wobei sie stets zumindest eine der ersten Saugöffnungen 4 sowie einer der zweiten Saugöffnungen 5 überdecken, die beide bei Nichtbelegung durch einen Saugspanner 3 selbstätig geschlossen sind. Die Positionierbarkeit der Saugspanner 3 in Richtung der Y-Achse und die Verschieblichkeit der Balken 1 in Richtung der X-Achse ermöglicht es, Werkstücke 7 von beliebigen Konfigurationen so spannen zu können, daß sie insbesondere bei plattenförmiger Ausbildung rundum entlang ihrer Kanten bearbeitet werden können, ohne daß das Bearbeitungswerkzeug mit der Werkstückspannvorrichtung kollidiert.

Aus Fig. 2 geht die zweikanalige Unterdruckversorgung der Saugspanner 3 durch die Balken 1 hindurch hervor. Der eine Kanal dieser Unterdruckversorgung dient der Fixierung der Saugspanner 3 auf der Oberseite des betreffenden Balkens 1 und der andere Kanal zum Spannen des jeweiligen Werkstücks 7 auf der Oberseite des Saugspanners 3.

Jeder der Saugspanner 3 hat an seiner Oberseite ein oberes Saugfeld 8, welches vorzugsweise kreisförmig und gegenüber dem oberen Rand des Saugspanners etwas vertieft ist. Entlang des Randes des Saugfeldes 8 findet sich eine rundum geschlossene Dichtung 9, die sich gegen das aufliegende Werkstück 7 andrückt, durch welches das Saugfeld 8 an seiner Oberseite geschlossen wird. Im Bereich dieses oberen Saugfeldes 8 des Saugspanners 3 befindet sich die Saugöffnung 6,

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an die durch den Saugspanner 3 hindurch ein nach unten geführter Saugkanal 14 anschließt.

An der Unterseite hat der Saugspanner 3 ein erstes unteres
Saugfeld 10, welches bei auf den Balken 1 aufgesetzter Lage auf die jeweilige erste Saugöffnung 4 ausgerichtet ist, über die der Unterdruck zur Fixierung des Saugspanners 3 auf dem Balken 1 zugeleitet wird. Auch das Saugfeld 10 ist von einer umlaufenden Dichtung 11, die sich gegen die Oberseite des Balkens 1 andrückt, abgedichtet. Weiterer Zuleitungen zu dem Saugfeld 10 zur Fixierung des Saugspanners 3 bedarf es nicht, da die Unterdruckversorgung über den Balken 1 geschieht .

An der Unterseite hat der Saugspanner 3 einen weiteren Sauganschluß in Gestalt eines zweiten Saugfeldes 12, welches sich neben dem ersten unteren Saugfeld 10 befindet. Auch dieses Saugfeld 12 ist durch eine umlaufende Dichtung 13, die sich gegen die Oberseite des Balkens 1 andrückt rundum abgedichtet und so angeordnet, daß das Saugfeld 12 bei auf den Balken 1 aufgesetzter Position auf die zweite Saugöffnung 5 an der Balkenoberseite ausgerichtet ist. Über den erwähnten Saugkanal 14 ist das zweite untere Saugfeld 12 des Saugspanners 3 mit dessen oberem Saugfeld 8 verbunden.

Nahe der Unterseite sind in den Balken 1 ein erster Vakuumkanal 15 und ein zweiter Vakuumkanal 16 eingelassen, wobei der erste Vakuumkanal 15 der Unterdruckversorgung des ersten unteren Saugfelder 10 am Saugspanner 3 zu dessen Fixierung auf der Oberseite des Balkens 1 dient. Dazu ist der erste Vakuumkanal 15 mit jeder der ersten Saugöffnungen 4 des Balkens 1 über je einen Verbindungskanal 17 verbunden, in welchem sich ein bei Nichtbelegung der betreffenden Saugöffnung 4 schließendes■Strömungsventil 19 befindet. Dieses Strö-

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mungsventil 19 besteht aus einem Ventilsitz 20 in einem nach unten sich verengenden Bereich des Verbindungskanals 17 unmittelbar oberhalb des Vakuumkanals 15 und aus einem Verschlußkörper 21 in Gestalt einer Kugel, die so in den Ventilsitz 20 paßt, daß immer einer gewisse Leckluft durch den Vakuumkanal 15 angesaugt wird. Dadurch wird die Vakuumversorgungsquelle nicht stark belastet, andererseits reicht der hierdurch bedingte Sog aus, um den aufgesetzten Saugspanner 3 ausreichend auf der Oberseite des Balkens 1 zu fixieren.

Der zweite Vakuumkanal 16 steht mit jeder der zweiten Saugöffnungen 5 an der Oberseite des Balkens 1 mit je einem zweiten Verbindungskanal 18 in Verbindung, durch den hindurch die Zuleitung des Unterdrucks zum Spannen des jeweiligen Werkstücks 7 erfolgt. Im Bereich des zweiten Verbindungskanals 18 findet sich ein zweites Strömungsventil 22, das einen in einem Zwischenkanal 23 nach Art eines Kolbens verschieblichen Verschlußkörper 24 hat. Der Kanal 23 in Gestalt einer Bohrung kreuzt den zweiten Verbindungskanal 18 und darin kann der Verschlußkörper 24 aus der in Fig. 2 gezeigten Lage soweit nach links verschoben werden, bis er die Verbindung zwischen dem zweiten Vakuumkanal 16 und der jeweiligen zweiten Saugöffnung 5 unterbunden hat. Zwischen der Schließlage und der Offenposition wird der Verschlußkörper 24 des zweiten Strömungsventils 22 mittels Unterdruck bzw. Überdruck bewegt, und dazu ist der Zwischenkanal 23 über eine demgegenüber im Querschnitt verengte Bohrung 2 5 mit dem Verbindungskanal 17 verbunden, der mit dem ersten Vakuumkanal 15 in Verbindung steht. Über einen Druckluftstoß, den man über den ersten Vakuumkanal 15 auf das Spannsystem geben kann, kann man somit den Verschlußkörper 24 in seine Schließlage bewegen, was glei-

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chermaßen auch durch eine Druckfeder geschehen kann, und bei Unterdruckbeaufschlagung des Vakuumkanals 15, die man für die Fixierung der Saugspanner 3 benötigt, wird der Verschlußkörper 24 im Zwischenkanal 23 in seine Offenstellung gezogen.

Claims

PATENTANWÄLTE .·. .'/.. * ^g&^tStS^* ²°

DIPL-ING. BODO THlELKING _{TELEFON: (052l)60621}

DIPL.- ING. OTTO ELBERTZHAGEN telefax: cos 20 173725

TELEX: 932059 anwit d

POSTGIROKONTO HANNOVER
{BLZ 25010030) 3091 93-302

_ ]_ _ ANWALTSAKTE: 4 53 6

datum: 10.02.1994/Hü

Schutzansprüche:

1. Vakuumspannvorrichtung für den Werkstückplatz einer Werkzeugmaschine insbesondere zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken aus Holz oder holzartigen Werkstoffen mit zueinander parallelen, quer in Richtung einer der Bearbeitungsachsen, wie der X-Achse, verstellbaren Balken, auf denen in deren Längsrichtung, wie in Richtung einer zweiten Bearbeitungsachse, der Y-Achse, positionierbare Saugspanner aufsetzbar sind, die an ihrer Unterseite ein unteres, randlich abgedichtetes Saugfeld zur Fixierung auf der Oberseite des jeweiligen Balkens sowie an ihrer Oberseite ein oberes, randlich abgedichtetes Saugfeld zum Saugspannen der Werkstücke haben, wobei an den Saugspannern zwei Vakuumleitungen anschließbar sind, von denen die eine jeweils mit dem oberen Saugfeld und die andere mit dem unteren Saugfeld verbunden und darüber die Fixierung der Saugspanner sowie das Spannen der Werkstücke getrennt steuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß in den Balken (1) in deren Längsrichtung zwei Vakuumkanäle (15, 16) angeordnet sind und jeder dieser Vakuumkanäle (15, 16) mit einer Längsreihe von Saugöffnungen (4, 5) an der Oberseite des jeweiligen Balkens (1) über bei Nichtbelegung der betreffenden Saugöffnungen (4, 5) schließende Strömungsventile (19, 22) verbunden ist und daß das untere Saugfeld (10) der Saugspanner (3) nach Größe und Anordnung auf zumindest eine der Saugöffnungen (4) der mit dem ersten Vakuumkanal (15) verbundenen Reihe ausrichtbar und neben dem unteren Saugfeld (10)

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ein weiterer Sauganschluß (12) angeordnet ist, der auf zumindest eine der Saugöffnungen (5) der mit dem zweiten Vakuumkanal (16) verbundenen Reihe ausrichtbar und über einen durch den Sauspanner (3) nach oben hindurchführenden Saugkanal (L4) mit dem oberen Saugfeld (8) verbunden ist.
2. Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Vakuumkanal (15) und der zweite Vakuumkanal' (16) in jedem Balken (1) parallel nebeneinander und entsprechend darüber an der Oberseite des Balkens (1) die Reihe der ersten, mit dem ersten Vakuumkanal (15) verbundenen Saugöffnungen (4) und die Reihe der zweiten, mit dem zweiten Vakuumkanal (16) verbundenen Saugöffnungen (5) miteinander parallel angeordnet sind.
3. Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Saugspanner (3) an der Unterseite ein zweites, randlich abgedichtetes Saugfeld (12) als Sauganschluß haben, in das der Saugkanal (14) mündet.
4. Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Strömungsventile (19, 22) in Verbindungskanälen (17, 18) angeordnet sind, die sich zwischen den Vakuumkanälen (15, 16) und jeder der ersten und zweiten Saugöffnungen (4, 5) der Balken (1) erstrecken, und mittels Druckdifferenz verschiebliche Verschlußkörper (21, 24) haben.
5. Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

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daß die ersten Saugöffnungen (4) jedes Balkens (1) der Fixierung der Saugspanner (3) und die zweiten Saugöffnungen (5) der Werkstückspannung zugeordnet sind und zwischen den zugehörigen ersten und zweiten Verbindungskanälen (17, 18) ein Zwischenkanal (23) mit einem Schieber als Verschlußkorper (24) des Strömungsventils (22) für den zweiten Verbindungskanal (16) angeordnet ist, der über den ersten Vakuumkanal (15) sowie den ersten Verbindungskanal (17) mittels Unter- und Überdruck zwischen der Offen- und der Schließlage steuerbar ist.