夹紧装置的制作方法

本发明涉及一种工件夹紧装置，尤其是根据权利要求1前序部分的由木头、塑料或者类似材料制成工件的夹紧装置。

背景技术：

在加工工件，例如窗户或者门元件时，尤其是由木头、塑料或者类似材料制成的元件时，通常需要对工件中大量的各类型材进行铣切，此外，尤其也需要对工件纵向的侧面进行大范围的加工。

为了实现近期不断增长的让更多光线进入居室内的期望，单个窗户部件的宽度越来越小。这使得，在进行切削加工时，工件仅有较小的自由夹紧面可用于将工件固定在夹紧装置内。比较典型的情况是，这一类的窗户元件需要实施多个加工步骤，在每个工作步骤中对一个侧面进行造型。尤其是，由于较小的自由夹紧面，夹紧具有连续造型的窗户元件变得非常困难。

在现有技术水平下，公开了多种用于工件加工的夹紧装置，其具有一个上部夹紧元件和一个下部夹紧元件，对此，工件可以被夹紧在两个夹紧元件之间。两个夹紧元件位于窗户元件的下部自由支撑面和上部自由支撑面上。当然，工件也可能具有较小的长度，因此无需固定在多个夹紧装置之间，由此，在切削加工时，工件夹紧在一个夹紧装置中，并进行扭转和/或移动。

迄今为止，de10137839c5公开了夹紧装置，该夹紧装置沿其纵向具有多个限位块，对此，工件以其纵向端紧贴限位块，以确保在横向于纵向的方向上进行侧面导向。

在de19938851a1中公开了调节限位块，该限位块以可拆卸的方式进行安排，用于沿纵向手动对齐工件。

此外，在文件de102011012739a1中设有至少一个限位块，该限位块沿横向于纵向的方向自动进行定位，并使得工件以其侧面紧贴至少一个限位块，以便确保工件在加工过程中防止在横向于纵向的平面内可能出现的扭转。

文件de202007040580公开了用于对工件进行精确定位的限位块，对此，该限位块可以沿横向于纵向的方向进行调节。

在侧面已经造型完成的窗户元件经常会具有较小的夹紧面，以致于在夹紧元件和工件之间不存在稳定固定所需的接触面。此外，尽管使用了在现有技术水平下已经公开的限位元件进行夹紧，但由于工件高度较小，使得在夹紧状态下两个夹紧元件距离过近，因而刀具无法到达工件位置。同时，已经完成造型的窗户元件在夹紧时使得，窗户元件向上或者向下伸出夹紧元件，由此在加工时可能会因弯曲负载而出现工件损伤。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提供一种夹紧装置，从而可以稳定地夹紧较窄和/或较短的工件，尤其是具有已经完成造型的侧面的工件，进而可以在无工件滑动或者扭转危险和/或工件损伤的情况下进行切削加工。

该任务通过权利要求1所述的特征加以解决。

本发明的一种实施例涉及一种工件夹紧装置，具有一个下部夹紧元件和一个上部夹紧元件，两个夹紧元件构成一个工件支架，对此，上部夹紧元件在高度方面可相对于下部夹紧元件进行调节，此外，工件具有至少一个外底面和/或外顶面，且该工件被插入夹紧装置中，该夹紧装置还具有一个夹紧辅助元件，该夹紧辅助元件设计在夹紧装置中，对此，夹紧辅助元件具有至少一个外顶面和/或外底面，工件和夹紧辅助元件共同夹紧在夹紧装置中，其中，在将工件和夹紧辅助元件夹紧在夹紧装置中时，工件的至少一个外底面和/或外顶面和夹紧辅助元件的至少一个外顶面和/或外底面相互成平面状重叠在一起。其优点在于，由此也可以将具有已经预加工的侧面的工件可靠夹紧在预加工侧面区域，因为在夹紧过程中通过预加工形成的表面进行夹紧。此外，夹紧辅助元件不仅用于定位，而且也用于吸收在夹紧过程中作用于夹紧辅助元件上的力。

此外，比较有利的方案是，在工件台中设有至少一个或者多个这一类的夹紧装置，借助该工件台可以沿纵向加工至少一个工件，工件和/或夹紧辅助元件可自动插入工件台的夹紧元件中。对此，工件台设有用于容纳仅一个工件至夹紧位置的夹紧元件或者也可以选择工件台设有多个用于容纳一个工件至相对的多个夹紧位置的夹紧元件。

比较有利的方案是，根据本发明的夹紧装置具有两个下部夹紧元件和两个上部夹紧元件，从而使得夹紧装置构成两个工件支架。由此，在一个夹紧装置中可以同时容纳和加工两个工件或者在转换夹紧后对相对的侧面进行加工。

比较合理的方案是，对于根据本发明的构成两个工件支架的夹紧装置而言，工件支架相互相对安排，由此可以简单地在两个工件支架之间进行转换夹紧。

其优点还在于，夹紧辅助元件为可分离部件且可插入夹紧装置中。由此，夹紧辅助元件可以针对工件进行选择。

此外，比较合理的方案是，下部和/或上部夹紧元件在设计时使得，夹紧辅助元件和下部和/或上部夹紧元件构成一个整体。由此必要时可以取消插入夹紧辅助元件的工作步骤。

其优点还在于，夹紧辅助元件可以从下部夹紧元件中移出和/或夹紧辅助元件可以从上部夹紧元件中移出。尤其比较有利的方案是，夹紧辅助元件沿垂直方向移出。其优点在于，夹紧辅助元件不再单独插入，而是已经内置在其中，可以控制其移出或者移入。该特点对于自动化加工过程特别有利。

同样比较合理的方案是，由独立部件构成的夹紧辅助元件自动插入夹紧装置中。由此必要时可以降低加工过程时的动作率，因此比较有利的方案是，自动选择和插入合适的夹紧辅助元件。由此也可以针对工件选择最佳的夹紧辅助元件。

此外，比较合理的方案是，由独立部件构成的夹紧辅助元件自动从夹紧装置中移出。

其优点还在于，夹紧辅助元件以形状配合的方式和下部夹紧元件和/或上部夹紧元件相连，由此明确限定夹紧辅助元件相对于夹紧元件的位置，以便避免因夹紧辅助元件被错误定位而可能出现的工件受损。

为了将夹紧辅助元件用于不同的工件，比较有利的方案是，夹紧辅助元件为阶梯状结构，且具有多个外顶面，并使得各自的工件根据其形状被置于其中一个外顶面上。

比较合理的方案是，夹紧装置的至少一个外顶面经过表面处理，并使得其对工件的摩擦系数增大，由此可以在较小的夹紧力下载工件和夹紧辅助元件之间形成更高的固定力。

在该情况下，比较有利的方案是，至少一个外顶面具有针状凸起或者为针状凸起的结构。由此可以实现更好的固定。

根据本发明的另一种思想，夹紧装置具有至少一个限位元件，该限位元件设在夹紧装置中，以便工件通过其外侧面紧贴至少一个限位元件，由此对于较短的工件可以防止其扭转。

在该情况下，比较有利的方案是，至少一个限位元件由夹紧辅助元件构成。由此不再需要单独的限位元件。

比较有利的方案是，至少一个限位元件由一个和下部夹紧元件和/或上部夹紧元件和/或夹紧辅助元件相连的元件构成。这一类的限位元件可以在有或者无夹紧辅助元件的情况下使用。

在该情况下，比较合理的方案是，限位元件为一个和下部夹紧元件和/或上部夹紧元件和/或夹紧辅助元件相连的插塞元件或者螺旋元件。由此可以实现连接插塞元件的快速安装和卸除。

比较有利的方案是，至少一个限位元件可从下部夹紧元件和/或上部夹紧元件中移出，尤其是沿垂直方向移出。由此可以减少动作时间，因为移出相对于插入需要的时间更少。

关于方法的任务通过权利要求8所述的特征加以解决。

本发明的一种实施例涉及一种将工件夹紧在夹紧装置中的方法，尤其该工件夹紧在是根据上述权利要求其中任意一项所述的夹紧装置中的方法，其中，夹紧装置具有一个下部夹紧元件和一个上部夹紧元件，这两个夹紧元件构成工件支架，对此，上部夹紧元件在高度方面可相对于下部夹紧元件进行调节，此外，工件具有至少一个外底面和/或外顶面，且该工件被插入夹紧装置中，该夹紧装置具有一个夹紧辅助元件，该夹紧辅助元件设计在夹紧装置中，对此，夹紧辅助元件具有至少一个外顶面和/或外底面，工件和夹紧辅助元件共同夹紧在夹紧装置中，其中，首先夹紧辅助元件设于夹紧装置中，工件插入夹紧装置，对此，在将工件和夹紧辅助元件夹紧在夹紧装置中时，工件的至少一个外底面和夹紧辅助元件的至少一个外顶面相互成平面状重叠在一起。由此，如上文所述，尤其可以对较窄的工件进行夹紧。

其优点还在于，夹紧辅助元件自动插入夹紧装置中和/或自动从下部和/或上部夹紧元件中移出。该特点可以提高加工效率。

比较合理的方案是，夹紧辅助元件和下部和/或上部夹紧元件构成一个整体，且具有该结构的夹紧元件被插入夹紧装置中。

同样比较有利的方案是，工件具有一外侧面，且在夹紧装置中设有至少一个限位元件，从而使得工件通过外侧面紧贴在至少一个限位元件上。

其他有利的实施形式通过下文的附图说明和子权利要求书加以说明。

附图说明

在下文中，本发明将基于至少一种实施例根据附图进行更详细的说明。其中：

图1示出了根据本发明的第一实施例的具有一夹紧辅助元件的夹紧装置的侧面视图，

图2示出了根据本发明的第二实施例的具有一种下部夹紧元件，其夹紧辅助元件为一体化结构的夹紧装置的侧面视图，

图3示出了根据本发明的第三实施例的具有阶梯状夹紧辅助元件的夹紧装置的侧面视图，

图4示出了另一实施例的具有限位元件的夹紧装置的侧面视图，

图5示出了根据本发明的另一实施例的具有限位元件的夹紧装置的俯视图。

其中：

1夹紧装置

2工件

3下部夹紧元件

4上部夹紧元件

5定位杆

6定位杆的上部末端

7工件台

9工件支架

10下部夹紧元件的支撑面

11上部夹紧元件的接触面

13夹紧辅助元件

15工件的上部表面

16工件的下部表面

17夹紧辅助元件的表面

18夹紧辅助元件的下表面

19工件支架的限位元件

20工件的外侧面

21限位元件的侧面

具体实施方式

图1示出了一种用于夹紧由木头、塑料或者类似材料制成的工件2以便在加工装置中对其进行加工的夹紧装置1。

夹紧装置1具有一下部夹紧元件3和一个上部夹紧元件4。上部夹紧元件4在高度方面可相对于高度不可移动的下部夹紧元件3进行调节。也可以选择下部元件3的高度可调节。

上部夹紧元件4为平板状或者具有近似平板的形状，且和定位杆5固定相连。如图1所示，在定位杆5的上部末端6进行连接。必要时，也可以以其他方式进行连接。比较有利的方案是，上部夹紧元件4和定位杆5的连接为螺纹连接，此外，定位杆5也可以和上部夹紧元件4构成一体化部件。

如图1所示，下部夹紧元件3为平板状或者具有类似于平板的形状，且和工件台7固定相连，其中，该连接比较有利的方案是沿垂直方向进行螺纹连接。该连接过程也可以以其他方式进行。

定位杆5和位于下部夹紧元件3下方的此处未示出的驱动机械装置相连。因此，下部夹紧元件3具有一开口或者凹槽，以便定位杆5可以沿其纵向穿过下部夹紧元件3沿垂直方向伸出。下部夹紧元件3也可以由两个单独的平板或者类似于平板的部件构成，对此，该平板或者平板部件夹紧元件和工件台7固定相连，定位杆5沿垂直方向穿过两个相对的下部夹紧元件。

此处未示出的定位杆5的下部末端在和此处未示出的驱动机械装置相连时使得，定位杆5的高度位置可沿垂直方向进行变化。因为定位杆5和上部夹紧元件4固定相连，因此通过此处未示出的驱动机械装置可以改变上部夹紧元件4和下部夹紧元件3之间的垂直距离。驱动机械装置可以为液压、气动或者电动驱动装置。

下部夹紧元件3和上部夹紧元件4共同构成工件支架9。下部夹紧元件3在上端具有至少一个支撑面10，上部夹紧元件4在下端具有至少一个接触面11。在夹紧元件的改进形式中，在下部夹紧元件3的支撑面10和/或上部夹紧元件4的接触面11上安排有此处未示出的夹紧覆层，该覆层用于保护工件2和其表面或者用于更好地固定工件2。这一类的夹紧覆层例如可以由塑料或者橡胶材料构成。

夹紧装置1具有至少一个上部夹紧元件4。如果设有两个上部夹紧元件4，该上部夹紧元件尤其可以由一体化部件构成。同时，该夹紧元件也可以由两部分构成。夹紧装置1具有至少一个下部夹紧元件3。如果设有两个下部夹紧元件3，该夹紧元件为两个单独的部件或者连接成整体部件。在图1中所示的夹紧装置1的实施例分别具有两个上部夹紧元件4和两个下部夹紧元件3，因此构成两个工件支架9。

对于根据图1具有两个工件支架9的夹紧装置1而言，两个工件支架9比较有利的方案是相互相对进行安排。

根据本发明，在夹紧装置1的工件支架9中，除了工件2还设有夹紧辅助元件13，对此，该夹紧辅助元件13和工件2被共同夹紧在一起。

如图1所示，夹紧辅助元件13为额外的可插入式部件。夹紧辅助元件13插入工件支架9的过程可以自动进行，也可以通过至少一名设备操作人员手动进行。比较有利的方案是，夹紧装置1也可以具有至少一个此处未示出的限位元件，该限位元件可以确保夹紧辅助元件13的精确对齐。夹紧辅助元件13可以由至少一名设备操作人员从工件支架9中手动取出。此外夹紧辅助元件13也可以自动取出。

比较合理的方案是，夹紧辅助元件13和下部夹紧元件4或上部夹紧元件3相互以形状配合的方式相连。根据图1，可插入式夹紧辅助元件13和下部夹紧元件3以形状配合的方式相连。

插入和夹紧在夹紧装置1中进行加工的工件2具有至少一个上部表面15(该上部表面为外顶面)和一个下部表面16(该下部表面为外底面)。对于被加工多次的工件2而言，比较典型的是存在多个上部表面15和下部表面16。单个上部表面15或者单个下部表面16的面积相对于上部夹紧元件4的接触面11或者下部夹紧元件3的支撑面10稍小，因此缺少足够的夹紧面。

夹紧辅助元件13具有至少一个表面17(该表面为外顶面)和/或至少一个下表面18(该下表面为外底面)。夹紧辅助元件13的外表面形状在设计时可以使得，在夹紧状态下至少夹紧辅助元件13的表面17和工件2的下部表面16相互成平面状重叠在一起或者至少一个夹紧辅助元件13的下表面18和工件2的上部表面15相互成平面状重叠在一起。

根据图1，夹紧辅助元件13具有表面17和下表面18。如图3所示，夹紧辅助元件13也可以具有多个表面17或者多个下表面18。在图1中，夹紧辅助元件13的横截面大致呈矩形。在图3中，夹紧辅助元件13具有含多个表面17的阶梯状横截面。

夹紧辅助元件13的表面17或下表面18的结构和安排可以针对工件2的上部表面15或者工件2的下部表面16的形状进行调整，并使得工件2和夹紧辅助元件13之间的水平接触面尽可能变大。因此，如图3所示，多个上表面17或者下表面18比较典型的方式是相互成阶梯状安排。

图2示出了夹紧装置1的另一种实施例，对于该夹紧装置而言，下部夹紧元件3在设计时应使得，夹紧辅助元件13和下部夹紧元件3构成一个整体。此外，在设计上部夹紧元件4时也可以使得，夹紧辅助元件13和上部夹紧元件4构成一个整体。其他特征本质上和图1所示相同。

在夹紧装置1的一种有利的此处未示出的改进形式中，夹紧装置1在设计时使得，夹紧辅助元件13可从工件支架9中移出。比较有利的方案是，夹紧辅助元件13可从工件支架的上部夹紧元件3和/或下部夹紧元件4中移出。尤其合理的方案是，夹紧辅助元件13沿垂直方向移出。该移出过程既可以自动实施，也可以手动进行。

同时，夹紧装置1具有至少一个工件支架9，对此，在至少一个工件支架9中设有一个夹紧辅助元件13，该夹紧辅助元件13为额外的插入式部件，或者和下部夹紧元件3构成一个整体或者和上部夹紧元件4构成一个整体，或者可以移出。

比较有利的方案是，对上部夹紧元件4的接触面11和下部夹紧元件3的支撑面10或者夹紧辅助元件13的多个表面17和/或下表面18进行表面处理，并使得相关表面之间的摩擦系数增大。比较典型的方案是，使上述表面变得粗糙或者涂覆合适的覆层，例如喷砂。比较有利的方案是，表面也可以为针状突起或者具有针状凸起结构。通过例如垂直于表面进行安排的较短、较薄的针状元件可以实现上述要求，从而使木制工件2获得额外的固定力。

图4示出了一种具有至少一个限位元件19的夹紧装置1，该限位元件19安排在工件支架9中，其中，工件2通过至少一个外侧面20紧贴限位元件19的侧面21。图4和图5示出的实施形式中设有两个限位元件19，以避免工件2在工件支架9中旋转。

在夹紧装置1的一种有利的实施形式中，设有的夹紧辅助元件13自身具有至少一个限位元件19，对此，在夹紧状态下，在工件2和夹紧辅助元件13之间存在至少一个垂直接触面和至少一个水平接触面，工件2和夹紧辅助元件13通过该接触面进行接触。

比较有利的方案是，限位元件19由和上部夹紧元件4和/或下部夹紧元件3和/或夹紧辅助元件13相连的元件构成，对此，该元件19在连接时可以由螺纹连接元件或者插塞元件构成。

同样比较有利的方案是，至少一个限位元件19可以从下部夹紧元件3和/或上部夹紧元件4中移出，例如沿工件支架9的方向，尤其是沿垂直方向。比较合理的方案是，限位元件19自动移出。

夹紧过程在下文中进行更详细的说明。

为了将工件2夹紧在根据本发明的夹紧装置1中，驱动机械装置将上部夹紧元件4移动至足够高的位置。然后，工件2被插入夹紧装置1中，对此，插入过程可以由夹爪或者机械手自动进行，也可以由至少一名设备操作人员手动进行。在插入工件2前，如果需要，可在夹紧装置1中设有夹紧辅助元件13。比较有利的方式是，夹紧辅助元件13自动或者手动插入夹紧装置1中，也可自动或者手动从夹紧装置1中移出。此外，夹紧辅助元件13也可以和下部夹紧元件3和/或上部夹紧元件4构成一个整体，下部夹紧元件3和/或上部夹紧元件4被插入夹紧装置1中。在对工件2定位后，上部夹紧元件4被向下移动，使得工件2和夹紧辅助元件13被共同夹紧在夹紧装置1中，并使得夹紧辅助元件13的至少一个表面17和工件2的下部表面16相互成平面状重叠在一起或者夹紧辅助元件13的至少一个下表面18和工件2的上部表面15相互成平面状重叠在一起。

此外，夹紧装置1也可以或者额外具有至少一个限位元件19，对此，工件2在夹紧至夹紧装置1中时使得，工件2的外侧面20紧贴限位元件19的至少一个侧面。

附图示出了在使用夹紧装置1加工工件2的过程中可能的处理方法，该夹紧装置具有两个工件支架9，对此，首先通过将工件2夹紧在两个工件支架9中的一个对工件2的其中一个外侧面20进行造型。然后，工件2在不发生旋转的情况下被插入另一个工件支架9，或者也可以选择将工件旋转180°，并将其插入相同的工件支架9中，从而可以对另一个外侧面20进行加工。对于第二个加工步骤，设有夹紧辅助元件13特别有利于对已经完成造型的外表面更好地进行夹紧。