CH623260A5 - - Google Patents

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CH623260A5
CH623260A5 CH1298877A CH1298877A CH623260A5 CH 623260 A5 CH623260 A5 CH 623260A5 CH 1298877 A CH1298877 A CH 1298877A CH 1298877 A CH1298877 A CH 1298877A CH 623260 A5 CH623260 A5 CH 623260A5
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CH
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spindle
sleeve
measuring
spindle bearing
ring
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CH1298877A
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Theodor Prof Stoeferle
Wolfhard Dipl Ing Sack
Original Assignee
Stoeferle Theodor
Sack Wolfhard
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung und/ oder Überwachung der Axialkraft an einer Werkzeugspindel, die mittels eines Spindellagers in einem Spindelgehäuse einer Werkzeugmaschine gelagert ist, mit einer zwischen dem Spindellager und dem Spindelgehäuse angeordneten Messbüchse.
Die Messung und/oder Überwachung der auf eine Werk-zeugspindel einer Werkzeugmaschine einwirkenden Axialkraft ist für viele Anwendungsfalle wichtig. Bei der spanenden Bearbeitung gibt der Verlauf der Axialkraft Aufschluss über die Axialkomponente der an der Schneide auftretenden Zerspankraft. Ein Anstieg der Axialkraft stellt beispielsweise einen Hinweis auf zunehmenden Verschleiss dar, insbesondere an der Hauptschneide. Darüber hinaus stellt die Axialkraft aber eine für den Bearbeitungsvorgang kennzeichnende Grösse dar, so dass während des Bearbeitungsvorgangs gewonnene Informationen über die Axialkraft in sogenannten AC (Adaptive Control) - Systemen zur Optimierung der Bearbeitungsbedingungen herangezogen werden.
Die vorliegende Erfindung findet in erster Linie Anwendung zur Vorschubkraftmessung bei spanenden Bearbeitungsverfahren, bei denen der Vorschub in Richtung der Spindelachse erfolgt, z.B. beim Bohren, Reiben mit kegeligen Werkzeugen, Senken. Weitere Anwendungsgebiete sind aber auch andere Bearbeitungs verfahren, bei denen der V erlauf der Axialkraft eine für den Bearbeitungsvorgang kennzeichnende Aussage liefert.
Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine mit geringem Bauaufwand mögliche und weitestgehend von Störeinflüssen unbeeinträchtigte Axialkrafterfassung einen verbesserten Schutz der Werkzeuge, des Werkstückes und der Werkzeugmaschine zu erreichen, den Automatisierungsgrad der Fertigungseinrichtungen zu erhöhen und die Möglichkeit zu schaffen, durch Regelsysteme (Adaptive Control) den Ablauf des Bearbeitungsvorgangs in wirtschaftlicher Hinsicht zu verbessern.
Bei einer bekannten Messvorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen ist zwischen dem in das Spindelgehäuse eingepassten Aussenring des Spindelkopflagers und einer zugehörigen axialen Anschlagfläche ein in seinen Einzelheiten nicht näher beschriebenes ringförmiges Messelement eingelegt. Diese Vorrichtung ist für den genannten Zweck nicht geeignet, weil die unmittelbare Berührung des Lageraussenrin-ges mit der Bohrung des Spindelgehäuses eine Reibungskraft verursacht, die dazu führt, dass das Messsignal mit einer erheblichen Hysterese behaftet ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfin-dungsgemäss dadurch gelöst, dass die zwischen dem Spindellager und dem Spindelgehäuse angeordnete Messbüchse eine im wesentlichen zylindrische, das Spindellager aufnehmende Spindellagerhülse aufweist, die sich an mindestens einem axialen Ende über elastisch verformbare, Dehnungsmesselemente tragende Stege an einem mit dem Spindelgehäuse verbundenen äusseren Messbüchsenteil abstützt.
Die Messbüchse stellt ein in sich geschlossenes Bauelement dar, das unabhängig von der Lagerausführung eingesetzt werden kann und dessen Messcharakteristik durch die Art der Spindellagerung nicht beeinflusst wird. Der Platzbedarf ist sehr gering, so dass diese Messbüchse ohne wesentliche Änderungen an der Werkzeugmaschine eingebaut werden kann. Beispielsweise reicht eine nur geringfügige Vergrösserung der Aufnahmebohrung im Spindelgehäuse aus, um den Einbau der erfindungsgemässen Messbüchse zu ermöglichen. Die Dehnungsmesselemente können beispielsweise Dehnungsmessstreifen, piezoelektrische oder andere elektromechanische Wandler sein.
Die mit den Dehnungsmesselementen versehenen, elastisch verformbaren Stege lassen sich mit geringem konstruktivem Aufwand und mit geringem Arbeitsaufwand bei der Fertigung an den jeweils gewünschten Messbereich derart anpassen, dass einerseits die Verformung unter der Nennbelastung ausreichend gross ist, um ein brauchbares Signal zu erhalten, dass aber andererseits die Steifigkeit dieser als Verformungskörper wirkenden Stege noch gross genug ist, um das Spindel-
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lager in axialer Richtung abzustützen. Es hat sich gezeigt, dass die Optimierung dieser beiden an sich entgegengerichteten Forderungen ein wesentliches Kriterium dafür ist, ob eine derartige Axialkrafterfassung im praktischen Betrieb wirtschaftlich eingesetzt werden kann.
Der Einsatz der erflndungsgemässen Messbüchse zur Erfassung der Axialkraft an der Werkzeugspindel bringt während der Bearbeitung eine wesentliche Schutzfunktion in verschiedener Hinsicht mit sich. So kann die Werkzeugmaschine oder mindestens der Vorschub der Spindel beim Erreichen der zulässigen oberen Grenze der Vorschubkraft abgeschaltet werden. Dadurch werden Werkzeugbrüche vermieden, die durch Überlast oder unzulässig hohen Verschleiss Zustandekommen können. Ausserdem werden Folgeschäden verhindert, die bei einem plötzlichen, nicht vorangekündigten Werkzeugbruch auftreten können, beispielsweise wenn ein Borvorgang nach einer Beschädigung des Werkzeugs fortgesetzt wird, so dass es zur Zerstörung des Werkzeugschaftes und/oder des Werkstük-kes kommt, oder beispielsweise bei der Feinbearbeitung von nicht fertiggestellten Bohrungen, was zwangsläufig zu einem Bruch des Feinbearbeitungswerkzeugs fuhren würde.
Durch die Erfindung wird auch ein höherer Automatisierungsgrad ermöglicht. Durch den verbesserten Schutz und das selbsttätige Verarbeiten der Messsignale wird Bedienungspersonal eingespart. Steuerungselemente für die axiale Spindelbewegung können eingespart werden, weil durch Erfassen des Axialkraftanstieges selbsttätig erkannt wird, wenn das Werkzeug die Werkstückoberfläche erreicht hat; dann kann beispielsweise das Umschalten von Eil- in Arbeitsvorschub erfolgen. Beim Bohren von Durchgangslöchem kann der Axialkraftabfall am Ende des Bohrvorgangs als Signal verwendet werden, das die Umschaltung auf den Eilrücklauf bewirkt.
In Adaptive Control-Systemen kann das Axialkraftsignal in Regelkreisen verarbeitet werden, um eine Verbesserung oder Optimierung des Zerspanungsvorgangs nach Wirtschaft- -liehen Gesichtspunkten zu erreichen. Beispielsweise kann der Axialvorschub so optimal gesteuert werden, dass eine ausreichend hohe Zerspanungsleistung bei wirtschaftlicher Werkzeugstandzeit erreicht wird.
Die Schutzfunktion der erflndungsgemässen Vorrichtung wird aber nicht nur während der Bearbeitung, sondern auch in den sogenannten Nebenzeiten wirksam: Schäden infolge von Bedienungsfehlern oder von Fehlern im Programmablauf (beispielsweise zu spätes Abschalten des Eilvorschubs) können verhindert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Spindellagerung einer Werkzeugmaschine im Schnitt mit der erflndungsgemässen Vorrichtung zur Messung und/oder Überwachung der Axialkraft,
Fig. 2 die in der Spindellagerung nach Fig. 1 verwendete Messbüchse im Längsschnitt,
Fig. 3 einen Teilschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2, wobei der Schnittverlauf des Längsschnittes der Fig. 2 in Fig. 3 durch die Linie II-II angedeutet ist,
Fig. 4 die Schaltung der Dehnungsmessstreifen bei der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 5 eine weitere Schaltungsmöglichkeit der Dehnungsmessstreifen bei der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 6 eine andere Ausfuhrungsform einer Werkzeugspindellagerung mit einer gegenüber der Fig. 1 abgewandelten Messbüchse zur Axialkraftmessung,
Fig. 7 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel einer Werkzeugspindellagerung mit einer anderen Axialkraft-Messbüchse,
Fig. 8 die bei der Spindellagerung nach Fig. 7 verwendete Messbüchse im Längsschnitt,
Fig. 9 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles IX in Fig. 8, wobei der Schnittverlauf für die Darstellungen nach den Fig. 7 und 8 mit der Linie VII-VII angedeutet ist,
Fig. 10 in der linken Hälfte einen Schnitt längs der Linie A-A und in der rechten Hälfte einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 8,
Fig. 11 in vereinfachter Darstellungsweise die Schaltung der bei der Messbüchse nach den Fig. 7-10 verwendeten Dehnungsmessstreifen,
Fig. 12 eine Messbüchse mit abgewandelter Ausführungsform der verformbaren Stege im Längsschnitt,
Fig. 13 in schematischer Darstellungsweise die Schaltung der an der Messbüchse nach Fig. 8 angebrachten Dehnungsmessstreifen,
Fig. 14 eine Messbüchse ähnlich der Ausführung nach Fig. 12, jedoch ohne Ringmembranen zwischen der Spindellagerhülse und dem äusseren Messbüchsenteil,
Fig. 15 die Führung der Spindellagerhülse mittels einer Kugelbüchse im Spindelgehäuse und
Fig. 16 eine Messbüchse, wie sie bei der Spindellagerung nach Fig. 6 verwendet wird.
Fig. 1 zeigt im Längsschnitt die Spindellagerung einer Werkzeugmaschine, beispielsweise einer Bohrmaschine oder einer Bohreinheit. Die das (nicht dargestellte) Werkzeug aufnehmende Spindel 1 ist mittels eines Spindellagers 2, beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Radial-Axial-Kegel-rollenlager in einem Spindelgehäuse 3 gelagert. Ausserdem weist die Spindellagerung ein weiteres Zylinderrollenlager 4 zwischen der Spindel 1 und dem Spindelgehäuse 3 auf.
Zwischen dem Spindellager 2 und einer Lagerbohrung 5 im Spindelgehäuse 3 ist eine Messbüchse 6 angeordnet, die in den Fig. 2 und 3 in Einzelheiten dargestellt ist. Die Messbüchse weist eine im wesentlichen zylindrische, das Spindellager 2 aufnehmende Spindellagerhülse 7 auf, die sich an ihren beiden Enden über elastisch verformbare Stege 8 an einem vorderen, mit einem Flansch 9 versehenen Ring 10 und an einem hinteren Ring 11 abstützt. Die Ringe 10 und 11 bilden mit einer äusseren Hülse 12 das äussere Messbüchsenteil, das in die Bohrung 5 eingepasst ist. Schrauben 13 halten den Flansch 9 der Messbüchse 6 am Spindelgehäuse 3.
Nahe an den beiden axialen Enden der Spindellagerbüchse 7 ist diese einstückig mit Ringmembranen 14 ausgeführt, die jeweils in einer Radialebene der Spindelachse liegen. Diese Ringmembranen 14 sowie die Ringe 10 und 11 sind mit der äusseren Hülse 12 mittels Elektronenstrahlschweissung verbunden. In Fig. 2 erkennt man, dass die dabei gebildeten Schweissnähte verhältnismässig schmal sind und tief in das Material hineinreichen. Statt der Elektronenstrahlschweissung können andere Fügeverfahren angewendet werden, beispielsweise andere Schweissverfahren, Lötverfahren, Verschrau-bungen, Schrumpfen oder dgl.
Die elastisch verformbaren Stege 8 tragen Dehnungsmessstreifen 15.1 ... 15.4. Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung werden bei einer axial auf die Spindel 1 wirkenden Druckkraft die Dehnungsmessstreifen 15.1 und 15.2 auf Zug beansprucht, während die Dehnungsmessstreifen 15.3 und 15.4 auf Druck beansprucht werden.
Fig. 4 zeigt die Schaltung der Dehnungsmessstreifen 15.1 ... 15.4 in einer Vollbrückenschaltung. Jeweils die beiden Dehnungsmessstreifen 15.3 und 15.4 sind zur Vermeidung von Fehlern, die durch Biegebeanspruchung der Spindel oder Axialschlag der Spindellagerung verursacht werden, um jeweils 180° zueinander um die Spindelachse versetzt am Umfang der Messbüchse angeordnet. In die Brücke ist zusätzlich noch ein temperaturabhängiger Widerstand 15.5 zur Temperaturkompensation geschaltet, der an einer Stelle der Messbüchse 5 angebracht wird, die im allgemeinen keiner mechanischen Dehnung ausgesetzt ist, an der aber ein zeitabhängiger Tem5
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peraturverlauf herrscht, der zur Temperaturkompensation im gewünschten Masse herangezogen werden kann. Zur Einstellung der Temperaturkompensation ist dem Widerstand 15.5 ein verstellbarer Widerstand 16 parallelgeschaltet. Die Zuleitungen für die Dehnungsmessstreifen sind in Kanälen 17 der Messbüchse 6 und des Spindelgehäuses 3 verlegt. Zwischen der äusseren Hülse 12 und der Spindellagerhülse 7 der Messbüchse 6 sind Hohlräume 18 gebildet, die mit einer Wärmeleitpaste gefüllt werden können, um einen rascheren und besseren Temperaturausgleich innerhalb der Messbüchse herbeizufuhren; durch die Hohlräume 18 kann aber auch zur Kühlung ein Kühlflüssigkeitsstrom geleitet werden.
Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Schaltungsmöglichkeit der Dehnungsmessstreifen. Im Vergleich zu der Brückenschaltung nach Fig. 4 sind anstelle von vier Dehnungsmessstreifen 15.1 ... 15.4 acht Dehnungsmessstreifen vorgesehen, und zwar ist der Dehnungsmessstreifen 15.1 der Schaltung nach Fig. 4 aufgeteilt in zwei Dehnungsmessstreifen 15.1' und 15.1" usw. Jeweils die beiden Dehnungsmessstreifen 15.1' und 15.1" usw. jedes Brückenzweiges sind um 180° um die Spindelachse versetzt am Umfang der Messbüchse angeordnet; die diagonal gegenüberliegenden Brückenzweige mit den Dehnungsmessstreifen 15.1', 15.1" und 15.2', 15.2" usw. sind jeweils um 90° zueinander versetzt. Durch diese Anordnung lassen sich Fehler aus Biegebeanspruchung und Axialschlag der Lager, insbesondere das durch letzteres hervorgerufene Signalrauschen (d.h. der nicht durch Messgrössenänderung hervorgerufene Welligkeitsanteil des Signals) weiterhin verringern. Es versteht sich, dass auch eine noch grössere Anzahl von Dehnungsmessstreifen vorgesehen werden kann, wobei sich die Anzahl der verwendeten Dehnungsmessstreifen beispielsweise nach der Anzahl der elastischen Stege 8 richtet.
Bei dem in den Fig. 1-5 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel erfolgt die Zentrierung der mit den Spindellagern 2 verbundenen Spindellagerhülse 7 der Messbüchse 6 durch die in axialer Richtung federnden Ringmembranen 14, die in radialer Richtung sehr steif sind. Über diese Membranen 14 werden die vom Spindellager 2 eingeleiteten radialen Kräfte auf das Spindelgehäuse 3 abgestützt.
Wenn man—wie in Fig. 6 gezeigt—die Spindellagerung so aufbaut, dass sich die radialen Kräfte über ein vorderes Lager, beispielsweise ein Zylinderrollenlager 2.1 auf das Spindelgehäuse 3 abstützen, wobei dieses Lager 2.1 keine oder fast keine Axialkräfte überträgt, kann man das in der Messbüchse 6 aufgenommene Spindellager als reines Axiallager 2.2 ausfuhren. Beim Beispiel nach Fig. 6 greift ein mit der Spindellagerbüchse 7 (siehe auch Fig. 16) verbundener Stützring 7.1 zwischen zwei Axialkugellager 22. Da bei dieser Ausfuhrungsform eine radiale Führung der Spindellagerhülse 7 nicht erforderlich ist, sind keine ringförmigen Membranfedern oder dgl. vorgesehen. Die Spindellagerhülse 7 ist nur über die verformbaren Stege 8 mit dem äusseren Messbüchsenteil 10, 11, 12 verbunden. Ein mit dem Flansch 9 nach Fig. 2 vergleichbarer Flansch fehlt, da die Messbüchse 6 in der Spindelgehäusebohrung 5 axial festgelegt ist.
Eine abgewandelte Ausführungsform einer Spindellagerung und einer Messbüchse ist in Fig. 7 dargestellt. Die Spindellagerhülse 7 ist hierbei nur an ihrem einen axialen Ende mit einem Ring 10 und einem Flansch 9 verbunden, die das äussere Messbüchsenteil bilden. Die verbindenden elastischen Stege sind durch Abschnitte eines axial zwischen der Spindellagerhülse 7 und dem äusseren Messbüchsenteil 9,10 angeordneten Verformungsringes 8.1 derart gebildet, dass jeder Ringabschnitt an seinem einen Ende über einen Verbindungssteg 8.2 mit der Spindellagerhülse 7 und an seinem anderen Ende über einen Verbindungssteg 8.3 mit dem äusseren Messbüchsenteil 9,10 verbunden ist. Wie man aus Fig. 8 erkennt, ist die gesamte Messbüchse einstückig ausgeführt; der Verformungsring 8.1 und die Stege 8.2,8.3 sind zwischen schlitzförmigen Ausnehmungen gebildet.
Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Ausfïihrungs-formen sind die Abschnitte des Verformungsringes 8.1 Biege-5 federn, so dass die Dehnungsmessstreifen 15.1... 15.4 auf den Stirnflächen des Verformungsringes 8.1 angebracht werden müssen. Aus der Windungsrichtung der Dehnungsmessstreifen in Fig. 9 erkennt man, dass die Dehnungsmessstreifen 15.1 und 15.3 aktive Dehnungsmessstreifen sind, d.h. sie ändern bei io einer Verformung des Ringes 8.1 ihren Widerstand. Die Dehnungsmessstreifen 15.2 und 15.4 sind passive Dehnungsmessstreifen, d.h. sie ändern ihren Widerstand bei einer Verformung des Ringes 8.1 nicht. Aus Fig. 9 erkennt man auch, dass in dem Ring 10 Ausnehmungen 10.1 vorgesehen sind, damit i5 die Dehnungsmessstreifen auf dem Ring 8.1 angebracht werden können.
Aus Fig. 10 erkannt man, dass die die einzelnen Biegestege bildenden Abschnitte des Verfonnungsringes 8.1 jeweils von einem Verbindungssteg 8.2 über einen Umfang von 45° bis zu 20 einem Verbindungssteg 8.3 reichen. Die in Fig. 11 gezeigte Schaltung der Dehnungsmessstreifenbriicke entspricht der Schaltung nach Fig. 4, jedoch handelt es sich um eine sogenannte Halbbrücke, weil die Dehnungsmessstreifen 15.2 und 15.4 passiv sind.
25 Die in Fig. 12 gezeigte Messbüchse unterscheidet sich von der Messbüchse nach Fig. 2 nur dadurch, dass die verformbaren Stege 8 beim Beispiel nach Fig. 2 zwischen Ausnehmungen (Langlöchern) eines konzentrisch zur Spindelachse angeordneten, verhältnismässig dünnwandigen Hohlzylinders ge-30 bildet sind, während die verformbaren Stege beim Beispiel nach Fig. 12 durch einen ringförmigen Abschnitt 8.4 eines im Querschnitt mäanderförmigen Balges 8.5 gebildet wird, der die Spindellagerhülse 7 mit dem Ring 10 bzw. 11 des äusseren Messbüchsenteils verbindet. Hierbei sind am äusseren Um-35 fang jedes der beiden ringförmigen Abschnitte 8.4 jeweils zwei aktive Dehnungsmessstreifen 15.1, 15.2 bzw. 15.3,15.4 angebracht, die wieder zu einer Vollbrücke (Fig. 13) geschaltet sind.
Da der Balg 8.5 an beiden axialen Enden der Spindellager-40 hülse 7 vollständig geschlossen ist, sind hierbei die Hohlräume 18 gegenüber der Umgebung vollständig abgeschlossen. Dà die Anbringung der äusseren Hülse 12 mittels Elektronenstrahlschweissung ohne wesentliche Wärmeentwicklung und ohne sonstige störende Einflüsse erfolgt, können die Deh-45 nungsmessstreifen 15.1... 15.4 schon vorher aufgebracht werden. Die Zuleitungen können vakuumdicht durch eine Bohrung 11.1 in dem einen Ring 11 hindurchgefühlt werden. Nach dem Anschweissen der äusseren Hülse 12 sind die Dehnungsmessstreifen dann in den Hohlräumen 18 vollständig vakuum-50 dicht untergebracht.
Da die Dehnungsmessstreifen bei der Messbüchse nach Fig. 12 ähnlich wie bei der Messbüchse nach Fig. 8 im Biegebereich des Verformungskörpers angebracht sind, können damit verhältnismässig geringe Kräfte erfasst werden. Aus der in ss Fig. 13 gezeigten Schaltung erkennt man, dass durch die Bohrung 11.1 ausser den Leitungen für die Speisespannung und die Messleitung noch Leitungen für vier Stützpunkte zur Temperaturkompensation hindurchgeführt werden müssen.
Fig. 14 zeigt im Längsschnitt eine Messbüchse, die sich von 60 der in den Fig. 6 und 16 gezeigten Messbüchse nur dadurch unterscheidet, dass statt der Stege 8 die im Querschnitt mäanderförmigen Bälge 8.5 vorgesehen sind, wie sie auch bei der Messbüchse nach Fig. 12 verwendet werden. Auch hierbei ist der Hohlraum 18 vollständig abgeschlossen, so dass eine voll-65 ständig geschützte Unterbringung der Dehnungsmessstreifen möglich ist.
Rechts unten in Fig. 16 ist gezeigt, dass auch bei der dortigen Ausführungsform der Messbüchse mit den Stegen 8 eine
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vollständige Abkapselung des die Dehnungsmessstreifen aufnehmenden Raumes möglich ist, wenn auf der Innenseite der verformbaren Stege 8 ein Membranring 19 vakuumdicht angebracht wird, der leicht verformbar ist und deshalb nur einen wenig störenden Kraftnebenschluss zu den Stegen 8 bildet.
Bei dem in Fig. 15 gezeigten Beispiel ist die Spindellagerhülse 7 durch eine Kugelbüchse 20 radial am Spindelgehäuse 3 abgestützt. Die Kugelbüchse 20 übernimmt somit die Führungsfunktion der ringförmigen Membranen 14 beim Beispiel nach Fig. 12. Fig. 15 zeigt ausserdem, dass es für viele Anwendungsfalle bereits ausreicht, die verformbaren Stege 8 nur an einem axialen Ende der Spindellagerhülse 7 vorzusehen. Weiter erkennt man aus Fig. 15, dass die Stege 8 auch so ausgeführt sein können, dass sie in radialer Richtung eine grössere 5 Ausdehnung haben, während ihre Dicke in Umfangsrichtung nur verhältnismässig gering ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann ausser bei Werkzeugspindeln auch bei anderen rotierenden Wellen und Bauteilen angewendet werden, bei denen eine Axialkraftmessung io oder -erfassung gewünscht wird.
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6 Blätter Zeichnungen

Claims (11)

623 260 PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Messung und/oder Überwachung der Axialkraft an einer Werkzeugspindel, die mittels mindestens eines Spindellagers in einem Spindelgehäuse einer Werkzeugmaschine gelagert ist, mit einer zwischen dem Spindellager und dem Spindelgehäuse angeordneten Messbüchse, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbüchse (6) eine im wesentlichen zylindrische, das Spindellager (2) aufnehmende Spindellagerhülse (7) aufweist, die sich an mindestens einem axialen Ende über elastisch verformbare, Dehnungsmesselemente (15.1 ... 15.4) tragende Stege (8,8.1, 8.4) an einem mit dem Spindelgehäuse (3) verbundenen äusseren Messbüchsenteil (9, 10, 11, 12) abstützt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbaren Stege (8, 8.1,8.4) an beiden axialen Enden der Spindellagerhülse (7) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbaren Stege (8, 8.1, 8.4) mit der Spindellagerhülse (7) und dem äusseren Messbüchsenteil (8, 9, 10, 11) einstückig ausgeführt sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbaren Stege (8, 8.1) zwischen Ausnehmungen eines konzentrisch zur Spindelachse angeordneten Hohlzylinders gebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindellagerhülse (7) mit dem äusseren Messbüchsenteil (9, 10, 11, 12) über mindestens einein einer Radialabene der Spindelachse liegende Ringmembran (14) verbunden ist.
(6) mit dem äusseren Messbüchsenteil ( 10, 11) und gegebenenfalls den Ringmembranen (14) verbunden ist und zwischen sich und der Spindellagerhülse (7) und den verformbaren Stegen (8,8.1, 8.4) Hohlräume (18) einschliesst.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine äussere Hülse (12) der Messbüchse
(7) und an seinem anderen Ende über einen Verbindungssteg (8.3) mit dem äusseren Messbüchsenteil (10) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Hülse (12) mit dem äusseren Messbüchsenteil (10, 11) und gegebenenfalls den Ringmembranen (14) mittels Elektronenstrahlschweissung oder Photonenstrahlschweissung verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbaren Stege durch Abschnitte eines axial zwischen der Spindellagerhülse (7) und dem äusseren Messbüchsenteil (10) angeordneten Verformungsringes (8.1) derart gebildet werden, dass jeder Ringabschnitt an seinem einen Ende über einen Verbindungssteg (8.2) mit der Spindellagerhülse
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbaren Stege durch einen ringförmigen Abschnitt (8.4) eines im Querschnitt mäanderförmigen Balges (8.5) gebildet wird, der die Spindellagerhülse (7) mit dem äusseren Messbüchsenteil (10, 11) verbindet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindellagerhülse (7) mittels einer Kugelbüchse (20) im Spindelgehäuse (3) axial beweglich geführt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindellagerbüchse (7) einen Stützring (7.1) aufweist, der zwischen zwei Axiallagern (2.2) der Spindellagerung liegt.
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