DD147874A1

DD147874A1 - FORCE MEASURING TORCH FOR DETERMINING THE TENSIONING POWER OF TOOL CLAMPING DEVICES

Info

Publication number: DD147874A1
Application number: DD21773679A
Authority: DD
Inventors: Edwin Nordmann; Bernhard Drassdo
Original assignee: Edwin Nordmann; Bernhard Drassdo
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1979-12-17
Publication date: 1981-04-22

Abstract

Der Kraftmeszdorn dient zur Bestimmung der Spannkraft von Werkzeugspannungen unter den Bedingungen, die bei der Spannung eines Bearbeitungswerkzeuges in der Werkzeugmaschinenspindel bestehen. Der Kraftmeszdorn ist von seiner Aufnahme her wie ein Werkzeug gestaltet und gestattet zusaetzlich eine Kraftmessung, indem unter Ausnutzung der elastischen Dehneigenschaften von Stahl, die bei Krafteinwirkungen zu Laengenaenderungen fuehren, diese mittels mechanischer oder mechanisch elektronischer Meszmittel erfaszt sind. In einem Werkzeugkegel ist ein Grundkoerper mit einem Befestigungsflansch, einem Spannknauf und dazwischen mit einem Dehnmeszabschnitt angeordnet, der sich bei Krafteinwirkung proportional der Spannkraft dehnt. Dieser Dehnmeszabschnitt ist rohrfoermig oder rechteckig ausgebildet, und entweder in einer konzentrischen Bohrung eine Meszstange gefuehrt oder Dehnmeszstreifen auf dem Dehnmeszabschnitt angeordnet sind, die die Dehnung auf mechanische oder mechanisch elektronische Meszgeraete uebertragen. Vorteilhafterweise sind der Spannknauf und der Werkzeugkegel austauschbar, so dasz der Kraftmeszdorn fuer unterschiedliche Werkzeugaufnahmen und Werkzeugspannungen einsetzbar ist. Die Erfindung ist einsetzbar, so fuer die Werkzeugspannung bestimmte Kraefte einzuhalten sind.The force measuring mandrel is used to determine the clamping force of tool stresses under the conditions that exist in the tension of a machining tool in the machine tool spindle. The Kraftmezdorn is formed by its inclusion as a tool and also allows a force measurement by using the elastic stretching properties of steel, which lead to changes in force under force, these are erfaszt by mechanical or mechanical electronic measuring means. In a tool cone a basic body with a mounting flange, a clamping knob and in between with a Dehnmeszabschnitt is arranged, which expands upon application of force proportional to the clamping force. This Dehnmeszabschnitt is rohrfoermig or rectangular, and either in a concentric bore a Mesz either led or Dehnmezstreifen are arranged on the Dehnmeszabschnitt that transmit the strain on mechanical or mechanical electronic Meszgeraete. Advantageously, the clamping knob and the tool cone are interchangeable, so that the force measuring mandrel can be used for different tool holders and tool voltages. The invention can be used so that certain forces must be maintained for the tool clamping.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Kraftmeßdorn zur Bestimmung der Spannkraft von Werkzeugspanneinrichtungen.Force measuring mandrel for determining the clamping force of tool clamping devices.

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist überall dort einsetzbar, wo für die Werkzeugspannung bestimmte Kräfte eingehalten v/erden müssen.The invention can be used wherever certain forces have to be respected for the tool clamping.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

In den DD-PS 4-1 860 bzw. 10? 34-1 sind Lösungen offenbart, bei denen mit mechanischen Mitteln die Dehnung der Seile oder Stäbe mittels Meßuhr und Maßstab festgestellt und in Zugkraft umgesetzt wird. Weiterhin ist in der Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb" (8/79) auch die Erfassung der Grenzbelastung und damit die Belastbarkeit von Spannzangen behandelt. Dabei wird festgestellt, daß bei Versuchen zur Spannkraftbestimmung unter Verwendung eines mit Kraftmeßelementen betriebenen Meßdornes es nur möglich war, die Spannkraftverteilung entland einer Mantellinie der Berührungsfläche zwischen Spannzange und Meßdorf zu erfassen.In DD-PS 4-1 860 or 10? 34-1 solutions are disclosed in which by mechanical means, the elongation of the ropes or rods determined by means of dial gauge and scale and converted into tensile force. Furthermore, the journal "Werkstatt und Betrieb" (8/79) also deals with the determination of the limit load and thus the loading capacity of collets, and it has been found that it was only possible to test the determination of the clamping force using a measuring mandrel operated with force measuring elements Determine the clamping force distribution entland a surface line of the contact surface between collet and Meßdorf.

Die Erfassung der sogenannten Grenzbelastung bei Bohrern wurde dabei nur durch das sogenannte Durchrutschen des Bohrers in der Spannzange angezeigt.The detection of the so-called limit load on drills was only indicated by the so-called slippage of the drill in the collet.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung dient dem Ziel, einen Kraftmoßdorn zur Bestimmung der Spannkraft von Werkzeugspanneinrichtungen einzusetzen, der mit möglichst wenig, fertigungstechnisch einfachen Bauteilen auskommt, und außerdem die Bedingungen berücksichtigt, die bei der Spannung eines Bearbeitungswerkzeuges in der Werkzeugmaschinenspindel bestehen.The invention serves the purpose of using a Kraftmoßdorn for determining the clamping force of tool clamping devices, which requires as little as possible, simple production components, and also takes into account the conditions that exist in the tension of a machining tool in the machine tool spindle.

Wesen der Erfindung .Essence of the invention.

Die in der Charakteristik der bekannten technischen Lösungen beschriebenen Mängel, bezogen auf die vorliegende Erfindung, lassen sich auf folgende Ursachen zurückführen.The deficiencies described in the characteristic of the known technical solutions, based on the present invention, can be attributed to the following causes.

Es ist damit nicht möglich, in Werkzeugmaschinen eine einfache Bestimmung der Spannkraft zu erreichen, da das die eingesetzten Mittel nicht gestatten.It is thus not possible to achieve a simple determination of the clamping force in machine tools, as this does not allow the means used.

Um das zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftmeßdorn zur Bestimmung der Spannkraft von Werkzeugspanneinrichtungen unter Verwendung von Feinzeigern und Meßstangen zu schaffen, der von seiner Aufnahme her wie ein Werkzeug gestaltet ist und zusätzlich eine Kraftmessung gestattet, in dem unter Ausnutzung der elastischen Dehneigenschaften von Stahl, die bei Kräfteinwirkung zu Längenänderungen führen, diese mittels mechanischer, mechanisch elektrischer oder mechanisch elektronischer Meßmittel erfaßt sind.To eliminate this, the invention has for its object to provide a force measuring mandrel for determining the clamping force of tool clamping devices using precision pointers and measuring rods, which is designed by its inclusion forth as a tool and in addition allows a force measurement in the taking advantage of elastic stretching properties of steel, which lead to changes in length to length changes, these are detected by mechanical, mechanical electrical or mechanical electronic measuring means.

Erfindungsgeraäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Werkzeugkegel ein Grundkörper mit einem Befestigungsflansch, einem Spannknauf und mit einem Dehnmeßabschnitt angeordnet ist, der sich bei Krafteinwirkung proportional der Spannkraft dehnt.Erfindungsgeraäß the object is achieved in that in a tool cone, a base body with a mounting flange, a clamping knob and a Dehnmeßabschnitt is arranged, which expands upon application of force proportional to the clamping force.

Dieser Dehnmeßabschnitt ist vorzugsweise rohrförmig oder rechteckig ausgebildet, wobei entweder in einer konzentrischen Bohrung eine Meßstange geführt oder Dehnmeßstreifen auf dem Dehnmeßabschnitt angeordnet sind, die die Dehnung auf einen mechanischen oder elektronischen Feinzeiger übertragen, wobei bei letzteren, bzw. die durch die Dehnmeßstreifen erfaßten Signale an sich bekannten analogen bzw. digitalen Registriergeräten zuführbar sind.This Dehnmeßabschnitt is preferably tubular or rectangular, either in a concentric bore a measuring rod out or strain gauges are arranged on the Dehnmeßabschnitt that transmit the strain on a mechanical or electronic dial indicator, wherein in the latter, and the signals detected by the strain gauges known analog or digital recording devices can be fed.

Um eine Aussage über das Verhältnis -Spannkraft zu Dehnung- zu erhalten, ist der Kraftmeßdorn zu kalibrieren.In order to obtain a statement about the ratio of clamping force to elongation, the force measuring mandrel must be calibrated.

Vorteilhafterweise ist am Kraftmeßdorn das untere Ende des Grundkörpers als Griff gestaltet, der von einer aus die Wärme isolierendem Stoff, wie Kunststoff oder ähnliches, bestehenden Hülse umgeben ist, wodurch exakte Meßergebnisse möglich sind.Advantageously, the lower end of the body is designed as a handle on Kraftmeßdorn, which is surrounded by a heat-insulating material, such as plastic or the like, existing sleeve, whereby accurate measurement results are possible.

Weiterhin ist der Kraftmeßdorn so gestaltet, daß sowohl der Werkzeugkegel als auch der Spannknauf austauschbar sind, wodurch der Kraftmeßdorn an unterschiedliche Werkzeugaufnahmen und/oder Werkzeugspanneinrichtungen anpaßbar ist.Furthermore, the force measuring mandrel is designed so that both the tool cone and the clamping knob are interchangeable, whereby the force measuring mandrel is adaptable to different tool holders and / or tool clamping devices.

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Ausführungsbeispielembodiment

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine Prinzipskizze der Lösung.The solution according to the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The drawing shows a schematic diagram of the solution.

Am Grundkörper 1 ist mittels Schrauben 3 ein Werkzeugkegel 2 angeschraubt« Die beiderseits eines Dehnmeßabschnittes 5 angeordneten zylindrischen Lagerungen zwischen dem Grundkörper 1 und dem Werkzeugkegel 2 sind als Spielpassung ausgeführt. Am oberen Ende des Grundkörpers 1 ist ein Spannknauf 4· lösbar angeordnet. In einer konzentrischen Bohrung 8 des Grundkörpers 1 ist eine Meßstange 6 in einer Passung 7 der Bohrung 8 fest gelagert. Das untere Ende der Bohrung ist zu einer Aufnahme 9 für einen Feinzeiger 12 erweitert, der mittels einer Schraube 10 klemmbar ist. Das untere Ende des Grundkörpers 1 ist als Griff 11 gestaltet und mit einer Hülse 13 umgeben.On the base body 1, a tool cone 2 is screwed by means of screws 3. "The both sides of a Dehnmeßabschnittes 5 arranged cylindrical bearings between the base body 1 and the tool cone 2 are designed as a clearance fit. At the upper end of the main body 1, a clamping knob 4 is detachably arranged. In a concentric bore 8 of the base body 1, a measuring rod 6 in a fit 7 of the bore 8 is fixedly mounted. The lower end of the bore is extended to a receptacle 9 for a dial indicator 12, which is clamped by a screw 10. The lower end of the main body 1 is designed as a handle 11 and surrounded by a sleeve 13.

Die Wirkung der Einrichtung ist:The effect of the device is:

Soll die Spannkraft der Werkzeugspannung geprüft werden, wird, falls erforderlich, der Feinzeiger 12 bzv/. das entsprechende Registriergerät genullt. Anschließend wird der Kraftmeßdorn in den Kegel der Werkzeugspindel eingesetzt und die Werkzeugspannung ausgelöst. Durch die Krafteinwirkung der Werkzeugspannung dehnt sich der Dehnmeßabschnitt 5 des Grundkörpers 1. Diese Dehnung wird über die Heßstange 6 auf den Feinzeiger 12 übertragen.If the clamping force of the tool clamping is to be checked, if necessary, the dial indicator 12 is bzv /. the corresponding recorder zerullt. Subsequently, the force measuring mandrel is inserted into the cone of the tool spindle and the tool voltage is triggered. By the force of the tool voltage, the Dehnmeßabschnitt 5 of the body 1 expands. This strain is transmitted via the Hess bar 6 on the dial indicator 12.

Entsprechend des Kalibrierverhältnisses läßt sich aus der Dehnung die Zugkraft ermitteln, wobei vorteilhafterweise die Dimensionierung des Dehnmeßabschnittes 5 von vornherein so gewählt wird, daß ein gutes Umrechnungsverhältnis vorhanden ist.According to the calibration ratio can be determined from the strain, the tensile force, advantageously the dimensioning of the Dehnmeßabschnittes 5 is chosen from the outset so that a good conversion ratio is present.

Claims

invention claim

1. Force measuring mandrel for determining the clamping force of tool clamping devices using precision pointers in conjunction with a measuring rod, characterized in that in a tool cone (2) has a base body (1). a fastening flange, a clamping knob (A-) and between a Dehnmeßabschnitt (5) is arranged, wherein the force-proportional between the mounting flange and the axially displaceable clamping knob (4) occurring force-proportional strains on a measuring rod (6) on a mechanical or electronic dial indicator ( 12) are transferable.

2. Force measuring mandrel according to item 1, characterized in that the elongation is also detectable by means of strain gauges or other, known per se, wegmessender means.

3. Force measuring mandrel according to item 1 and 2, characterized in that the Dehnmeßabschnitt (5) is preferably tubular or rectangular and in a bore thereof the measuring rod (6) for transmitting the displacement of the clamping knob it (4 ·) on the dial indicator ( 12), or on the rectangular strain gauge (5), the strain gauges are arranged.

4. Kraftmeßdorn according to item 1 to 3, characterized in that arranged at the lower end of the base body (1) handle (11) by means of a. Heat insulating material, such as plastic or similar existing sleeve (13) is surrounded.

5. force measuring mandrel according to item 1 to 4, characterized in that both the tool cone (2) and the clamping knob (4) are interchangeable, whereby the force measuring mandrel to different tool holders and / or tool clamping devices is adaptable.

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