用于在基材表面加工期间保持基材的保持系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于保持基材(如工件或工具)以便尤其用于在表面加工设备中加工基材表面的保持系统以及一种使用保持系统的方法。


背景技术：

2.尤其在加工长条形基材(如带柄刀具类型的工具或具有类似带柄刀具的形状的工件)中，运输和保持过程成为相关加工方法的总成本的主要组成部分。在这种加工方法中，待加工基材在加工之前此时以常见方式通过专门设计的运输系统被运输并被送入保持系统中。在表面处理之前，待处理的基材一般还首先被人工再装载，随后它们才分散地在支座中安放在表面加工设备中。为了某个加工过程，这些基材此时例如必须被颠倒或水平保持。在加工之后，基材一般又在运送之前被人工再装载。整个过程链不仅意味着高的搬运成本，同时待加工基材也有受损的危险，这又造成较高的生产成本。尤其在加工精密的基材时，搬运成本和进而相关的受损危险很高。


技术实现要素：

3.本发明的任务是至少部分消除已知的用于固定和保持基材、尤其是工件和/或长条形工具的装置和系统的前述缺点。本发明的任务尤其是提供用于保持基材的装置和系统，其通过简单且低成本的方式允许在加工之前、之中和之后稳定固定基材并且安全简单地运输基材，因此将在整个加工过程链中的搬运成本降至最低。
4.前述任务通过一种具有独立系统权利要求的特征的保持系统以及一种具有独立方法权利要求的特征的方法来完成。本发明的其它特征和细节来自各自从属权利要求、说明书和图。在此，关于本发明的保持系统所描述的特征和细节显然也与本发明方法相关地是适用的，反之亦然，故关于对这些发明方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。
5.根据本发明，规定一种用于保持基材以用在表面加工设备中的保持系统。在此情况下，保持系统具有覆盖区并且还包括多个固定件、安置在覆盖区内的用于容纳固定件的壳体以及用于调节覆盖区和加工区的定位件，其中，多个基材通过固定件可被固定并且在加工区内可被加工。
6.因此，根据本发明的保持系统设计用于在加工期间固定待加工的基材并且遮盖基材的一部分，从而基材的一部分无法供加工所用，基材的其余部分被允许用于加工。根据本发明，定位件最好用于调节或开放加工区。定位件在此情况下能够尤其可转动地安装在保持系统中，并且除了改变在保持系统纵向取向上的定位外优选还允许改变横向于保持系统纵向取向的定位。
7.在本发明的未突入覆盖区中的加工区内，发生基材的加工。本发明的保持系统壳体优选具有多个并排的用于供固定件插入的凹部，凹部可以有利地以孔等形式构成并且能够尤其呈圆形布置在壳体内。借助本发明的固定件，通过传力配合固定，保持系统在此情况下优选如此设计，即，基材在加工期间可被旋转至少90
°
、尤其至少180
°
。显然，该基材也可
以被旋转小于90
°
的角度或大于180
°
的角度。也显而易见的是，基材在加工期间优选可绕超过一个的轴线、尤其绕三个轴线x、y、z被旋转。
8.为了固定待加工的基材，所述固定件优选可以具有固定区。借助固定区，基材可以有利地在加工期间以传力配合方式被固定。固定区可相对于固定件的整个表面或整个体积被限制在局部。固定区可以有利地布置在用于供基材穿过的第一凹部与用于供基材穿过的第二凹部之间。该固定件在此情况下可以有利地如此设计，即，它们在纵向取向上具有变化的直径。沿着固定件的纵向取向，该直径例如可以分别从外侧朝向中心减小，在这里，该直径在固定区优选可被设计成最小。为了确保与待容纳和待固定的基材的直径相关的尽量高的灵活性，固定件还可以有利地至少在局部具有圆弧形的横截面。
9.在本发明范围内已经发现，通过根据本发明所设计的固定件，以简单方式可以达成基材、尤其是工件的固定，其中，该固定允许在加工之前、之中和之后的很简单的基材运输、尤其是基材搬运，并且基材可以在加工期间例如被旋转或呈颠倒姿态处理。
10.关于安全固定和同时尽量准确地加工基材且尤其是待加工工具如带柄刀具，可能有利的是，该覆盖区在纵向上具有比加工区更大的纵向伸展尺寸，最好是至少两倍的纵向伸展尺寸，尤其至少是三倍的纵向伸展尺寸。
11.关于尽量紧凑的实施方式和同时可尽量精确限定的保持力，还可以想到，壳体设计成圆筒状，其中，筒体的高度优选至少与安置于壳体内的固定件一样长。通过这种方式，该固定件可以完全安置在壳体内。
12.在保证可调节的加工区的结构简单的可行方式范围内，本发明可以有利地规定，该定位件具有用于将覆盖区与加工区分开的盘状第一部分以及用于定位第一部分的销状第二部分。第二部分在此情况下优选可以被固定在壳体上并且例如设计成球形，从而第一部分的定位例如可以通过简单方式通过螺杆等达成。在作为主题的保持系统的稳定且耐用的实施方式范围内也可以规定，该定位件设计成整块式，其中，第一和第二部分在此可以由一个材料统一的构件一体式构成。
13.关于在保证基材可供加工区所用的同时可将加工区与覆盖区分开的结构简单的可行方式，根据本发明还可以规定，该定位件具有多个用于分别让一个基材穿过的凹部，其中，该凹部优选布置在第一部分中。在此情况下，所述凹部优选可以设计成孔状并且有利地呈圆形布置在定位件的第一部分内，尤其对应于凹部在壳体内的布置。
14.为了在基材加工期间不改变加工区定位，尤其可以想到设有防旋转机构，用于防止绕旋转轴的不希望的旋转，其中，该防旋转机构可固定连接至该壳体和定位件，以防止定位件的不希望的旋转。
15.在此情况下，在一个结构简单的实施方式中规定，防旋转机构以锁定销的形式构成，它在其第一端优选通过固定件可被固定在壳体内并且能够通过其另一端固定连接至定位件、尤其是固定连接至定位件的第一部分，以防止定位件的不希望的旋转。锁定销与定位件的第一部分之间的连接在此情况下也能以传力配合的方式优选通过插接、卡锁连接或螺纹连接等达成。
16.就在加工期间安全稳定引导基材而言还可以想到设有至少一个用于引导基材的导向件，其中，导向件优选布置在壳体和定位件的第一部分之间。
17.在用于在加工期间安全稳定引导基材的结构简单的实施方式中，本发明在此可以
规定，该导向件具有多个用于供各自一个基材穿过的凹部，其中，该凹部优选布置成对应于凹部在壳体内的布置和/或凹部在定位件的第一部分内的布置。导向件在此情况下尤其可以设计成盘状或圆筒形等。
18.关于在加工期间简单运输或简单定位基材还可以根据本发明有利规定，设置用于将保持系统连接至运动单元的至少一个连接件，其中，该连接件优选设计成圆筒形并且尤其直接布置在壳体上。连接件在此情况下优选可以设计成法兰等形式，其以材料接合、传力配合或形状配合的方式连接至该保持系统的壳体。在此，该连接件可以有利地布置在作用区中，该保持系统在作用区可与运动单元接合而被施以平移带回转运动。为了保证简单连接至运动单元，也可以有利地规定，该连接件具有连接机构如套筒、钩、螺纹、吸持磁铁等，用于连接至运动单元。除了第一连接件外，也还可以设有其它的优选呈法兰状的用于布置在作用区内的连接件。
19.为了允许待加工基材的无损且无污染的运输，还可能有利的是至少一个覆盖机构设置用于覆盖该加工区，在此，该覆盖机构优选以罩盖等形式构成。
20.关于结构简单的实施方式并且就同时借助作为主题的保持系统可靠固定基材而言，安置在保持系统内的固定件可以有利地具有用于供基材穿过的弧段状上部分和/或与上部分对置的用于供基材穿过的弧段状下部分和/或布置在上部分和下部分之间的用于传力配合固定基材的固定区，其中，该固定区优选呈沙漏形式构成并且具有收窄部，收窄部尤其布置在上部分和下部分之间，使得固定区的直径从上部分朝收窄部减小，固定区直径从下部分朝收窄部减小。本发明的固定件优选可以设置用于固定、尤其最好是传力配合固定待加工基材且尤其是长条形基材例如要精加工的工具如带柄刀具或铣刀、钻头等。术语“圆弧形”在本发明范围内应该尤其被广义理解，故该术语不仅是指理想圆形的一部分，也是指非理想的如压扁的或拉长的圆形的一部分。“传力配合固定”在本发明范围内还优选是指夹紧。术语“传力配合固定”在本发明范围内也可被广义理解，故该术语至少也有时可被理解为形状配合连接形式。通过这样设计本发明的固定件，尤其可以实现与待容纳基材的直径相关的高灵活性。所述固定件还可以与此相关地尤其设计成是可更换的，因此有针对性地关于待加工基材的直径或形状可被调整。
21.就尽量紧凑设计和尽量充分利用固定力而言可以根据本发明有利规定，该固定件的收窄部居中布置在上部分和下部分之间。在此情况下，“居中布置”在本发明范围内尤其是指，收窄部具有距上区域和下区域的相同距离。所述收窄部或者说收窄区域在此情况下优选沿其纵向伸展范围具有相同的直径。在此情况下，收窄部或收窄区域优选可以是用于固定基材的固定区的中心。此时可以想到收窄区域覆盖固定件的小或者说窄的部分、但或者较大的部分。
22.为了实现具有不同直径的多种基材的灵活的传力配合固定，本发明尤其可以规定设有在纵向侧沿固定件布置的凹部，其中，该凹部优选沿纵向完全分开该固定件，使得该凹部不仅完全分开上部分和下部分，也完全分开固定区，其中，尤其沿收窄部的凹部宽度是最小的并且朝向上部分和下部分增加。优选地，该凹部在此情况下足够大而使得两个通过凹部被分开的端侧部分在没有力作用于固定件的情况下彼此未接触。也可以想到，该凹部沿纵向仅部分分开该固定件。
23.关于用于传力配合固定基材的可精确调节且可调整的力，还可以规定，该固定件
的固定区具有多个薄片，其中，分别在两个薄片之间优选设置一个内凹部。薄片的长度和宽度在此情况下优选可以与设置在两个薄片之间的凹部的长度和宽度相似地构成。有利地，薄片宽度可以略微大于凹部的宽度，尤其比凹部宽度宽至少15％。
24.在此情况下也可以想到，薄片数量与沿收窄部的直径相关联，其中，优选每毫米沿收窄部直径设有至少两个薄片、尤其至少三个薄片。
25.就紧凑布置且同时有效传力配合固定基材而言，还可以根据本发明规定，沿收窄部的直径至少小于沿上部分和/或下部分的直径的80％，优选至少小于沿上部分和/或下部分的直径的75％，尤其至少小于沿上部分和/或下部分的直径的70％。
26.在此情况下，沿收窄部的直径在2cm至0.2mm之间，优选在1cm至0.5mm之间，尤其在0.5cm至1mm之间。在精确适配于某个基材的情况下，沿收窄部的直径例如也可以是2.34mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm或6mm。
27.关于即便在不同的加工条件下也确保恒定的固定性能，可以有利地规定，固定件至少部分由耐热耐蚀材料、优选至少部分由镍铬合金如(如)或(如)构成。在此情况下，耐热材料在本发明范围内尤其是指熔点高于1200℃的材料。另外，所述材料优选也可在极低压力下使用且同时仍总是温度稳定的，因此该材料优选可以在低于10-6
巴的压力下在最高可达至少650℃的情况下都是稳定的。耐蚀性材料尤其是指标准条件下的腐蚀速率小于0.001毫米/年的材料。关于尤其耐热耐蚀材料，除了镍和铬外，还优选可以包含铝和/或钛和/或铁和/或钼和/或铌和/或钴和/或锰和/或铜和/或铝和/或硅和/或碳和/或硫和/或磷和/或硼来作为次要成分。在此情况下，该固定件可以完全由耐热耐蚀材料构成或者仅配设有耐热耐蚀的涂层。
28.关于安全稳定的且同时无损的传力配合式固定，本发明尤其可以规定，如此设计该固定件，即，基材能以2～6.1n的拔出力、优选以2.5～3.5n的拔出力被固定。
29.关于结构简单且爱护表面的基材固定，本发明还可以规定，该固定件以弹簧件的形式形成。在此情况下，弹簧件在本发明范围内尤其是指具有至少部分弹性作用的元件。该弹性作用在此情况下优选可以施加在收窄区域。
30.此外，本发明的主题也是一种用于优选使用前述保持系统加工基材的方法。在此情况下，本发明的方法包括如下步骤：将多个基材引导入保持系统中，以及借助定位件在该保持系统的覆盖区和加工区内定位该基材。因此，本发明的方法具有与关于本发明的保持系统已明确描述的一样的优点。本发明的基材的加工优选能以表面加工的形式、例如以涂覆等形式达成。
31.关于有效加工，还可以根据本发明尤其规定，基材在加工期间被旋转至少90
°
、优选至少180
°
。这通过确保借助固定件的固定而允许例如基材在加工期间“颠倒放置”。
附图说明
32.本发明的其它优点、特征和细节来自以下参照图对本发明实施例详细描述的说明。在此情况下，在权利要求书和说明书中解释的特征可以分别单独地或以任何组合形式对本发明是重要的，附图示出：
33.图1a和1b示出根据本发明的用于固定基材以用在表面加工设备的保持系统中的固定件的示意图，(a)是前视图，(b)是后视图，
34.图2示出根据本发明的用于固定基材以用在用于表面加工设备内的保持系统中的固定件的俯视示意图，
35.图3示出根据本发明的用于保持基材的保持系统的截面示意图，
36.图4示出根据本发明的用于保持基材的保持系统的立体示意图，
37.图5示出根据本发明的用于加工基材的方法的各个步骤的示意图。
具体实施方式
38.图1a和1b示出根据本发明的用于固定基材12以便用在保持系统1中的固定件2的示意图，(a)是前视图，(b)是后视图。
39.在此情况下，本发明的固定件2包括用于供基材12穿过的圆弧形上部分4、与上部分4对置的用于供基材12穿过的圆弧形下部分6以及布置在上部分和下部分4、6之间的用于以传力配合的方式固定基材12的固定区8。固定区8在此情况下成沙漏状构成并且具有收窄部10，收窄部10布置在上部分和下部分4、6之间，使得固定区8的直径d从上部分4朝收窄部10减小，固定区8的下直径d从下部分6朝收窄部10减小。
40.如在此可看到地，固定件2的收窄部10居中布置在上部分和下部分4、6之间。
41.还能看到，固定件2具有设于纵向侧的凹部14，其沿纵向l完全分开固定件2，使得凹部14不仅完全分开上部分和下部分4、6，也完全分开固定区8。在此情况下，沿收窄部10的凹部14宽度最小并朝向上部分和下部分4、6增大。
42.还能看到固定区8具有多个薄片16，其中，分别在两个薄片16之间布置一个内凹部18。该结构尤其提供精确可调的且可调整的力，用于以传力配合的方式固定基材12。薄片16的数量在此情况下尤其是可以与沿收窄部10的直径d相关联。
43.图2示出根据本发明的用于固定基材12以便用在保持系统1内的固定件2的俯视示意图。
44.根据用于供基材12穿过的圆弧形上部分4的俯视图，可再次清楚看到凹部14以及这些薄片16连同布置在薄片16之间的内凹部18。另外能看到，沿收窄部10的内径d明显小于沿圆弧形部分4的开口的直径d。
45.图3示出根据本发明的用于保持基材12的保持系统1的截面示意图。
46.在此情况下，根据本发明的保持系统1具有工作区20并且包括多个前述的固定件2、布置在覆盖区20内的用于容纳固定件2的壳体24以及用于调节覆盖区和加工区20、22的定位件26。在此情况下，多个基材12通过固定件2被固定并且在加工区22内可被加工。
47.如在此可以看到地，覆盖区20在纵向上具有比加工区22更大的纵向伸展尺寸。显然，覆盖区20也可以在纵向上具有比加工区22更小的纵向伸展尺寸。另外，壳体24具有圆筒形状，其在这里具有几乎与安置在壳体24内的固定件2相同的长度。
48.定位件26还包括用于将覆盖区20与加工区22分开的盘状第一部分26a以及用于定位第一部分26a的销状第二部分26b。另外，定位件26包括用于分别供基材12穿过的多个凹部28，其中，该凹部28在此布置在第一部分26a内。
49.另外，保持系统1如在此可看到地包括防旋转机构30，用于防止绕旋转轴线d
x
的不希望的旋转，防旋转机构30在此固定连接至壳体24和定位件26，以防止定位件26在基材12加工期间发生不希望的旋转。
50.此外，保持系统1包括用于引导基材12的导向件32，其在此布置在壳体24和定位件26的第一部分26a之间并且也具有多个用于供各自一个基材12穿过的凹部28。凹部28在此情况下布置成对应于凹部28在壳体24内的布置以及凹部28在定位件26的第一部分26a内的布置。
51.图4示出根据本发明的用于保持基材12的保持系统1的空间示意图。在该立体视图中还能看到用于将保持系统1连接至运动单元36的连接件34的布置。连接件34在此也设计成圆筒形并且直接安置在保持系统1的壳体24上。通过连接件34，保持系统1可以有利地与运动单元36接合而施以平移带回转运动，从而允许安置在保持系统1内的基材12的简单运输或简单加工。
52.图5示出根据本发明的用于加工基材12的方法的各个步骤的示意图。
53.在此情况下，用于加工基材12的方法包括“将多个基材12引入40保持系统1”以及“借助定位件24在保持系统1的覆盖区和加工区20、22之内定位42该基材12”的步骤以及“在加工区22内加工44该基材12”以及“再加工46基材12”的附加可选步骤。作为可能的加工方法，在此情况下，优选可以规定表面加工方法例如按照磨蚀、化学、热、电解或类似方式的表面加工方法。
54.根据本发明的方法，在此情况下尤其可以规定，基材12在加工期间被旋转至少90
°
、优选至少180
°
。
55.借助本发明的保持系统1和本发明的保持系统1使用方法，尤其可以通过简单方式达成基材12、尤其是工件如待加工工具的固定，其中，该固定允许在加工之前、之中和之后很简单地运输、尤其是简单搬运基材12，并且基材12可以借助根据本发明的固定在加工期间例如被旋转或以颠倒位姿处理。
56.附图标记列表
[0057]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
保持系统
[0058]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
固定件
[0059]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
圆弧形上部分
[0060]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
圆弧形下部分
[0061]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
固定区
[0062]
10
ꢀꢀꢀꢀ
收窄部
[0063]
12
ꢀꢀꢀꢀ
基材
[0064]
14
ꢀꢀꢀꢀ
凹部
[0065]
16
ꢀꢀꢀꢀ
薄片
[0066]
18
ꢀꢀꢀꢀ
内凹部
[0067]
20
ꢀꢀꢀꢀ
覆盖区
[0068]
22
ꢀꢀꢀꢀ
加工区
[0069]
24
ꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0070]
26
ꢀꢀꢀꢀ
定位件
[0071]
26a
ꢀꢀꢀ
盘状第一部分
[0072]
26b
ꢀꢀꢀ
销状第二部分
[0073]
28
ꢀꢀꢀꢀ
用于供基材穿过的凹部
[0074]
30
ꢀꢀꢀꢀ
防旋转机构
[0075]
32
ꢀꢀꢀꢀ
导向件
[0076]
34
ꢀꢀꢀꢀ
连接件
[0077]
36
ꢀꢀꢀꢀ
运动单元
[0078]
40
ꢀꢀꢀꢀ
引入多个基材
[0079]
42
ꢀꢀꢀꢀ
基材的定位
[0080]
44
ꢀꢀꢀꢀ
基材的加工
[0081]
46
ꢀꢀꢀꢀ
基材的再加工
[0082]dꢀꢀꢀꢀꢀ
直径
[0083]
l
ꢀꢀꢀꢀꢀ
纵向取向
[0084]hꢀꢀꢀꢀꢀ
高度
[0085]dx
ꢀꢀꢀꢀ
旋转轴线