DD286529A5 - TOOL CHUCKS FOR CHARGING AND BREAKING IDENTIFICATION OF SPANISHING TOOLS - Google Patents

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DD286529A5
DD286529A5 DD33020489A DD33020489A DD286529A5 DD 286529 A5 DD286529 A5 DD 286529A5 DD 33020489 A DD33020489 A DD 33020489A DD 33020489 A DD33020489 A DD 33020489A DD 286529 A5 DD286529 A5 DD 286529A5
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DD
German Democratic Republic
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tool chuck
tool
piezoelectric element
wear
tools
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DD33020489A
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German (de)
Inventor
Christian Bergmann
Achim Kupsch
Reinhard Lohe
Siegfried Eilenberger
Lutz Goebel
Original Assignee
Veb Industriearmaturen Und Apparatebau,De
Veb Magdeburger Armaturenwerke,De
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  • Drilling And Boring (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeugfutter entsprechend der Figur zur Verschleisz- und Brucherkennung von spanenden Werkzeugen durch eine im Werkzeugfutter untergebrachte Sendeeinrichtung, die aus einem Piezoelement und einer Funkenkammer besteht und bei einer Prozeszstoerung mittels Vorschubkraft aktivierter Schlageinrichtung ein codiertes Signal ueber Antennen an einen externen Empfaenger uebermittelt. Dadurch wird der gestoerte Spanungsprozesz unterbrochen und Werkzeug, Werkstueck und Bearbeitungsmaschine vor weiterer Beschaedigung geschuetzt. Figur{Werkzeugfutter; Verschleiszerkennung; Brucherkennung; spanende Werkzeuge; Sendeeinrichtung; Piezoelement; Funkenkammer; Antennen; codiertes Signal; Empfaenger}The invention relates to a tool chuck according to the figure for wear and fracture detection of cutting tools by a transmitter housed in the tool feeder, which consists of a piezoelectric element and a spark chamber and at a Prozeszstoerung transmitted by feed force activated striker a coded signal via antennas to an external receiver. As a result, the disturbed Spanungsprozesz is interrupted and protected tool, workpiece and machine from further damage. FIG {tool chuck; Verschleiszerkennung; Break detection; cutting tools; Transmitting device; Piezo element; Spark chamber; antennas; coded signal; Receiver}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeugfutter zur Aufnahme und zur Verschleiß- und Brucherkennung von spanenden Werkzeugen, insbesondere Bohrwerkzeugen, aber auch Fräswerkzeugen, Gewindeschneidwerkzeugen, Drehwerkzeugen usw. welches vorzugsweise in der automatisierten Fertigung zum Schutz von Werkzeugen, Werkstücken und ihren Bearbeitungsmaschinen zur Anwendung kommt.The invention relates to a tool chuck for receiving and for the wear and breakage detection of cutting tools, in particular drilling tools, but also milling tools, thread cutting tools, turning tools, etc. which is preferably used in automated manufacturing for the protection of tools, workpieces and their processing machines.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt ist ein Futter für Werkzeuge, insbesondere Bohrwerkzeuge, welches in der DE 3046485 beschrieben ist.A lining for tools, in particular drilling tools, which is described in DE 3046485, is known.

Dieses Futter ermittelt Werkzeugbruch und -verschleiß, indem bei diesen Prozeßstörungen eine Hochfrequenzsendeeinrichtung eingeschaltet wird und über eine Hochfrequenzantenne ein hochfrequentes Signal an einen Hochfrequenzempfänger berührungslos und drahtlos sendet.This chuck detects tool breakage and wear by switching on a high-frequency transmission device during these process disturbances and transmitting a high-frequency signal to a radio-frequency receiver contactlessly and wirelessly via a radio-frequency antenna.

Ein wesentlicher Nachteil dieses Futters besteht darin, daß der technisch aufwendige und relativ teure und elektrischem Verschleiß (Kontaktabbrand) unterliegende Hochfrequenzsender eine ständige Stromzuführung mittels Batterieblock benötigt.A major disadvantage of this chuck is that the technically complex and relatively expensive and electrical wear (contact erosion) underlying high-frequency transmitter requires a constant power supply by means of battery pack.

Dieser Batterieblock muß ausgetauscht werden, wenn dessen Kapazität aufgebraucht ist. Somit sind eine begrenzte Einsatzdauer, hoher Wartungsaufwand und zusätzliche Kosten gegeben.This battery pack must be replaced when its capacity is used up. Thus, a limited service life, high maintenance and additional costs are given.

Des weiteren ist das Betreiben der Hochfrequenzsendeeinrichtung von einer funktechnischen Zulassung abhängig, wodurch die territoriale Einsatzbreite stark eingeschränkt ist.Furthermore, the operation of the radio-frequency transmitting device is dependent on a radio license, whereby the territorial range of use is severely limited.

Nachteilig wirken sich auch die Umwelteinflüsse auf die empfindliche Hochfrequenzsendeeinrichtung aus. So reagiert diese gegenüber hohen Temperaturen mit Ausfall. Die Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit (Bohrwasser, Schneidöl...) muß durch den Einsatz einer relativ großen Anzahl unterschiedlich gestalteter Dichtelemente kompensiert werden. Dadurch kompliziert sich der Aufbau. Der Verschleiß und die Störanfälligkeit sind hoch und demzufolge auch die Wartung und die Kosten.The environmental influences on the sensitive radio-frequency transmission device also have a disadvantageous effect. So this reacts to high temperatures with failure. The sensitivity to moisture (drilling water, cutting oil ...) must be compensated by the use of a relatively large number of differently shaped sealing elements. This complicates the structure. The wear and the susceptibility are high and consequently also the maintenance and the costs.

Das gesamte Futter besteht aus einer hohen Anzahl von komplizierten Bauteilen, die eine paßgenaue Führung erfordern.The entire feed consists of a large number of complicated components that require a precise fit guidance.

Insbesondere die bewegten Teile unterliegen dem Verschleiß. Hierdurch, aber auch durch liie Summierung von den bedingten Spielen zwischen den Paßflächen wird das Futter mit »ünehmender tir.c2!»d?üoi· ungenau in der Fertigung. Damit sind diese Futter für Präzisionsbearbeitungen nur beschränkt einsetzbar bzw. ungeeignet.In particular, the moving parts are subject to wear. By doing so, but also by summing up the conditional games between the mating surfaces, the fodder, with "tir.c2!" D? Ooi, becomes inaccurate in production. Thus, these linings are only limited use or unsuitable for precision machining.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Werkzeugfutter mit integrierter Signaleinrichtung zur Überwachung von spanenden Werkzeugen zu schiffen, welches sich durch eine frweiterung der Einsatzbreite des Einsatzbereiches und der Einsatzdauer auszeichnet. Das Werkzeugfutter muß einen mhimalen Materialeinsatz und somit geringere Fertigungs- aber auch Unterhaltungskosten aufweisen. Während des Einsatzes darf das Werkzeugfutter mit der Signaleinrichtung weder seine Umwelt beeinflussen bzw. durch diese einer Beeinflussung unterliegen.The object of the invention is to ship a tool chuck with integrated signaling device for monitoring of cutting tools, which is characterized by an extension of the range of application and the duration of use. The tool chuck must have a mhimal use of material and thus lower manufacturing but also maintenance costs. During use, the tool chuck with the signaling device must neither affect its environment nor be influenced by it.

Der Bedien-, Wartungs- und Instandhaltungsaufwand ist zu verringern, wobei das Werkzeugfutter höheren Anforderungen in der Bearbeitungsgenauigkeit und Funktionssicherheit genügen muß.The operating, maintenance and repair costs are to be reduced, whereby the tool chuck must meet higher requirements in terms of machining accuracy and functional reliability.

Darlegung dos Wesen* der ErfindungExplanation of the essence * of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde insbesondere für die spanende Fertigung ein Werkzeugfutter mit integrierter, prozeßüberwachenderSendeeinrichtung zu schaffen, welche bei Verzicht auf eine elektrische Energiequelle und damit auch auf einen Hochfrequenzsender störungsfreie und genehmigungsfreie Signale erzeugt. Dabei ist ein Aufbau mit einer wesentlich geringeren Anzahl von einfachen Bauteilen unter Wegfall komplizierter Abdichtelemente zu erreichen. Der hohe mechanische und elektrische Verschleißgrad (Kontaktabbrand) ist zu verringern bzw. zu beseitigen. Trotz der sich zwangsläufig ergebenden Umwelteinflüsse (Fertigungshilfsstoffe, Fertigungsabfälle, Extremtemperaturen) dürfen diese keinen störenden Einfluß auf die Funktionssicherheit und den Verschleiß des Werkzeugfutters ausüben. Durch Verminderung der zwangsbeweglichen Führungselemente ist die Bearbeitungsqualität eines Werkstückes unter Einsatz des Werkzeugfutters von vornherein und nach längerer Einsatzdauer zu gewährleisten, so daß auch Spanungsleistungen mit hoher Präzision ausgeführt werden können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die innerhalb des Werkzeugfutters a geordnete Sendeeinrichtung aus einem Piezoelement besteht, dessen Elektroden in eine hermetisch abgeschlossene Funkenkammer münden, in der mehrere mindestens jedoch zwei in einem definierten Abstand zueinander stehenden Zwischenelektroden vorz jgsweise als Funkenstrecke angeordnet sind. Diese Zwischenelektroden gehen außerhalb des Futters in die gleiche Anzahl von Antennen über. Das vom Futter aufgenommene Werkzeug wird in einer verschiebbaren, drehgesicherten Hülse gehalten, an deren Stirnseite ein axial verstellbarer Ring angeordnet ist. Diese Hülse greift formschlüssig in eine Kulissenhülse ein, in der ein mittels Stift geführter und durch eine Feder belasteter Bolzen angeordnet ist. Dieser Bolzen wird bei einer zwangsläufig auftretenden Vorschubkrafterhöhung durch eine Prozeßstörung (Werkzeugverschleiß, -bruch) während der Bearbeitung durch Verschieben der Hülse und der Kulissenhülse und seiner daraus resultierenden Verdrehung über die Feder zu einem genau definierten Schlag auf das Piezoelement ausgelöst. Der so entstehende Druck auf das Piezoelement führt bekanntermaßen zum Aufbau einer elektrischen Ladung, die sich über die Elektrode des Piezoelementes die Zwischenelektroden und Masseelektrode entlad. Dieses so entstehende codierte Signal wird über die Antennen an einen entsprechenden Empfänger und von dort an die Maschinensteuerung zur Prozeßunterbrechung oder an eine Alarmeinrichtung weitergeleitet. Durch die direkte Umsetzung der mechanischen Energie in elektrische Energie, wird auf die herkömmliche elektrische Speicherenergie zur Speisung der Sendeeinrichtung verzichtet, wodurch sich die Einsatidauer erhöht. Die Erzeugung dieser codierten Signale ist ohne jegliche funktechnische Zulassung möglich, so daß sich die Einsatzbreite erheblich erweitert. Des weiteren ist die Sendeeinrichtung gegenüber extremen Temperaturen absolut unempfindlich.The invention has for its object, in particular for the machining production to create a tool chuck with integrated, process-monitoring transmitting device, which generates waiver of an electrical energy source and thus on a high-frequency transmitter trouble-free and license-free signals. In this case, a structure with a much smaller number of simple components with the elimination of complicated sealing elements can be achieved. The high mechanical and electrical degree of wear (contact erosion) must be reduced or eliminated. Despite the inevitably resulting environmental influences (production aids, production waste, extreme temperatures) these must exert no disturbing influence on the reliability and wear of the tool chuck. By reducing the force-movable guide elements, the machining quality of a workpiece using the tool chuck from the outset and after a long period of use to ensure, so that clamping power can be performed with high precision. According to the invention, the object is achieved in that the arranged within the tool chuck a transmitting device consists of a piezoelectric element whose electrodes open into a hermetically sealed spark chamber, in which a plurality of at least two spaced apart intermediate electrodes vorz jgsweise are arranged as a spark gap. These intermediate electrodes go into the same number of antennas outside the feed. The tool received by the chuck is held in a displaceable, rotationally secured sleeve, on whose front side an axially adjustable ring is arranged. This sleeve engages positively in a sliding sleeve, in which a guided by a pin and loaded by a spring pin is arranged. This bolt is triggered at a forced feed force increase inevitably by a process fault (tool wear, breakage) during processing by moving the sleeve and the sliding sleeve and its resulting rotation about the spring to a well-defined impact on the piezoelectric element. The resulting pressure on the piezoelectric element is known to lead to the formation of an electrical charge that discharges the intermediate electrodes and ground electrode via the electrode of the piezoelectric element. This resulting coded signal is transmitted via the antennas to a corresponding receiver and from there to the machine control for process interruption or to an alarm device. Due to the direct conversion of the mechanical energy into electrical energy, the conventional electrical storage energy is dispensed with for feeding the transmitting device, which increases the Einsatidauer. The generation of these coded signals is possible without any radio technical approval, so that the range of use considerably expanded. Furthermore, the transmitter is absolutely insensitive to extreme temperatures.

Durch die Verringerung der beweglichen Führungselemente und demzufolge des Verschleißes und der Spiele ist von vornherein und auf Dauer eine hohe Bearbeitungsqualität gewährleistet. Auf komplizierte und dei,, Verschleiß unterliegende Abdichtelemente wird generell verzichte'. Oie verschleißfreien Abdichtungen des Piezoelementes, der Funkonkammer und Antennen sind unkompliziert einfach zu realisieren und in ihrer Funktion dauerhaft.By reducing the movable guide elements and consequently the wear and the games is guaranteed from the outset and permanently high quality machining. Complicated and wear-resistant sealing elements are generally dispensed with. The wear-free seals of the piezo element, the Funkon chamber and antennas are uncomplicated to implement easily and in their function permanently.

Umwelteinflüsse haben so keine negative Wirkung auf das Werkzeugfutter. Des weiteren werden durch Verzicht auf gegenüber Umwelteinflüsse empfindlich reagierende elektrische Kontakte zusätzliche Störungen eieminiert, ebenso ist der elektrische Verschleiß (Kontaktabbrand) ausgeschlossen.Environmental influences thus have no negative effect on the tool chuck. Furthermore, by eliminating sensitive to environmental influences electrical contacts additional interference eieminiert, as well as the electrical wear (contact erosion) is excluded.

Das Werkzeugfutter zeichnet sich in Aufbau und Funktion durch Einfachheit, Robustheit, Wartungsfreiheit und hohe Zuverlässigkeit aus. Je nach Ausführung der die Werkzeuge aufnehmenden Hülse, können auch solche mit unterschiedlichen Schäften aufgenommen werden, wobei die Lösung darüber hinaus ebenso für andere Werkzeugarten, z.B. Drehstähle, anwendbar ist. Durch eine mittels Vorspannring in ihrer Vorspannung verstellbaren Feder besteht die Möglichkeit mit demselben Werkzeugfutter mehrere Werkzeuggrößen mit entsprechend unterschiedlichen Schnittkräften aufzunehmen.The tool chuck is characterized by simplicity, robustness, freedom from maintenance and high reliability in design and function. Depending on the design of the tool-receiving sleeve, it is also possible to accommodate those with different shanks, the solution also being used for other types of tools, e.g. Turning steels, applicable. By means of a biasing ring in its bias adjustable spring there is the possibility to record with the same tool chuck multiple tool sizes with correspondingly different cutting forces.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Figur näher erläutert werden. Die Figur zeigt ein Werkzeugfutter, in welchem ein Spiralbohrer mit Kegelschaft aufgenommen wird. Dieses Werkzeugfutter 1 zur Verschleiß- und Brucherkennung, besitzt genormte Anschlußmaße, wie herkömmliche Schnellwechsel-Bohrfutter. Der Spiralbohrer 2 wird in einer mittels Stellring 17 gehaltenen Hülse 3 mit Innenkonus aufgenommen, welche innerhalb des Werkzeugfutters 1 axial zur Vorschubrichtung verschiebbar und gegen Verdrehung mittels Paßfeder gesichert ist. Die Hülse 3 besitzt im Werkzeugfutter 1 eine lange stabile Führung und durch den konstruktiven Aufbau werden weitere Spiele und Kippmomente ausgeschlossen, so daß eine genaue, sichare Führung des Spiralbohrers 2 erfolgt. Durch Formschluß, im Ausführungsbeispiel als Vierkantverbindung ausgebildet, greift die Hülse 3 in eine Kulissenhülse 4 ein. Innerhalb der Kulissenhülse 4 ist ein ebenfalls verschiebbarer Bolzen 5 mit Stift 6 gelagert, dem eine Feder 17, ausgebildet als Druckfeder zugeordnet ist. Im unteren Teil des Werkzeugfutters 1 ist ein Piezoelement 10 und dem nachgelagert eine hermetisch abgeschlossene Funkenkammer 12 in einer abdichtenden verschleißfreien und dauerhaften Isolierung 8 mit hohem Isolationswert eingebettet.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment and a figure. The figure shows a tool chuck, in which a twist drill with conical shank is added. This tool chuck 1 for wear and breakage detection, has standardized connection dimensions, such as conventional quick-change chuck. The twist drill 2 is accommodated in a collar 3 held by means of collar 17 with inner cone, which is axially displaceable within the tool chuck 1 to the feed direction and secured against rotation by means of a key. The sleeve 3 has a long stable leadership in the tool chuck 1 and the design structure further games and tilting moments are excluded, so that an accurate, self-guiding guide of the twist drill 2 takes place. By positive engagement, formed in the embodiment as a square connection, the sleeve 3 engages in a sliding sleeve 4 a. Within the sliding sleeve 4, a likewise displaceable pin 5 is mounted with pin 6, which is associated with a spring 17, designed as a compression spring. In the lower part of the tool chuck 1 is a piezoelectric element 10 and the downstream stored a hermetically sealed spark chamber 12 in a sealing wear-free and durable insulation 8 with a high insulation value.

Zwischen Kulissenhülse 4 und Piezoelement 10 befindet sich eine auf Druck beanspruchte Feder 2 (16) mit hoher Spannkraft, die in ihrer Vorspannung durch einen mit der Kulissenhülse 4 verschraubten Vorspannring 19 variierbar ist. Auf der dem Bolzen 5 zugewandten Seite des Piezoelementes 10 ist ein elektrisch leitendes Schlagplättchen 9 aufgebracht. Eine mit dem Piezoelement 10 in Verbindung stehende Elektrode 11 und eine über die Masse mit dem Gegenpol des Piezoalementes 10 verbundenen Masseelektrode 18, ragen in einer festgelegten Länge in den Hohlraum der Funkenkammer 12 hinein. In Reihe und genau gleichem Abstand zueinander sind zwischen den Spitzen der Elektrode 11 und der Masseelektrode 18 vier Zwischenelektroden 13 zugeordnet, die in ihrer Verlängerung außerhalb des Werkzeugfutters 1 in die gleiche Anzahl von zueinander isolierten Antennen 14 übergehen. Die Antennen 14 sind in einem das Werkzeugfutter 1 umschließenden Ring 15 isoliert und geschützt u· tergebracht. Die Antennenaustrittsöffnung und eventuelle Hohlräume sind mit einem körperbildenden Stütz- und Isolationsmittel, vorzugsweise Epoxydharz ausgefüllt.Between the sliding sleeve 4 and the piezoelectric element 10 there is a pressure-loaded spring 2 (16) with high clamping force, which is variable in its bias by a screwed with the sliding sleeve 4 biasing ring 19. On the bolt 5 facing side of the piezoelectric element 10, an electrically conductive impact plate 9 is applied. An electrode 11 which is in communication with the piezoelectric element 10 and a ground electrode 18 which is connected to the opposite pole of the piezoelectric element 10 via the mass, project into the cavity of the spark chamber 12 in a defined length. In series and exactly the same distance from each other between the tips of the electrode 11 and the ground electrode 18 four intermediate electrodes 13 are assigned, which go in their extension outside the tool chuck 1 in the same number of mutually insulated antennas 14. The antennas 14 are insulated and protected in a ring 15 enclosing the tool chuck 1. The antenna outlet opening and any cavities are filled with a body-forming support and insulation, preferably epoxy resin.

Das Werkzeugfutter 1 ist in der Arbeitsstellung dargestellt, in der der Spannungsprozeß ungestört verläuft. Hat nun derThe tool chuck 1 is shown in the working position in which the tensioning process is undisturbed. Now has the Spiralbohrer 2 sein Standzeitende erreicht, oder liegt ein Bruch der Schneiden bzw. des Werkzeuges vor, steigt zwangsläufig derTwist drill 2 reaches its end of life, or there is a fraction of the cutting edges or the tool, inevitably increases Vorschubdruck sprunghaft um ein Vielfaches an. Dadurch kommt es zwischen dem Werkzeugfutter 1 und dem Spiralbohrer 2Feed pressure jumped by a multiple. As a result, it comes between the tool chuck 1 and the twist drill. 2

mit der Hülse 3 und der Kulissenhülse 4 zu einer axialen Relativbewegung, d. h. die Kulissenhülse 4 drückt gegen die sichinnerhalb des Werkzeugfutters 1 abstützende Feder 2 (16). Gleichzeitig wird die Feder 1 (7) vorgespannt, da diese sich am nochruhenden Bolzen 5 abstützt.with the sleeve 3 and the guide sleeve 4 to an axial relative movement, d. H. the sliding sleeve 4 presses against the inside of the tool chuck 1 supporting spring 2 (16). At the same time, the spring 1 (7) is biased, since it is supported on the resting bolt 5.

Der Bolzen 5 wird durch den auf einem Absatz des Werkzeugfutters 1 liegenden Stift 6 gehalten.The bolt 5 is held by the lying on a shoulder of the tool chuck 1 pin 6. Die Kulissenhülse 4 ist ein hohlzylindrisches Teil, welches sich gegenüberliegende Durchbrüche aufweist, die als KulissenThe sliding sleeve 4 is a hollow cylindrical part, which has opposite openings which serve as scenes

ausgeführt sind. Diese Kulissen, die um ca. das Doppelte breiter sind als der von ihnen zu führende Stift 6, weisen an den unterenund oberen Enden Schrägen auf. Durch das Verschieben der Kulissenhülse 4 kommt der Stift 6 von seiner Ausgangsstellung,also den unteren Enden der Kulissen zu den oberen Enden, wo er auf die Schrägen trifft. Die Schrägen sind entgegengesetzt inihrer Neigung, so daß der Bolzen 5 von dem Stift β radial zur Werkzeugfutterachse gedreht wird. Durch diese Dre hung des aufdem Absatz liegenden Stiftes 6 trifft dieser auf zwei Nuten, die axial zur Werkzeugfutterachse liegen. Über die vomare executed. These scenes, which are about twice as wide as the pin 6 to be guided by them, have bevels at the lower and upper ends. By moving the sliding sleeve 4, the pin 6 comes from its initial position, ie the lower ends of the scenes to the upper ends, where he meets the bevels. The slopes are opposite in their inclination, so that the pin 5 is rotated by the pin β radially to the tool chuck axis. Through this Dre hung of the lying on the shoulder pin 6 meets this on two grooves that are axially to the tool chuck axis. About the of

Vors^hubdruck beaufschlagte Feder 1 (7) vollführt nun der Bolzen 5 mit dem in die Nuten herein rückenden Stift 6 eineVors ^ hubdruck acted upon spring 1 (7) now performs the bolt 5 with the in the grooves in coming back pin 6 a

schlagartige Bewegung, die auf dem Schlagplättchen 9 des Piezoelementes 10 endet.abrupt movement, which ends on the impact plate 9 of the piezoelectric element 10.

Der über die Federkonstante der Feder 1 (7) genau definiorte Schlag über das Schlagplättchen 9aufdasPiezoelement 10 bewirktThe over the spring constant of the spring 1 (7) exactly defined impact on the impact plate 9aufdiePiezoelement 10 causes

durch den an sich bekannten piezoelektrischen Effekt den Aufbau einer elektrischen Ladung, die dem Schlag streng proportionalist. Das bedeutet, daß auch im Wiederholungsfall die elektrische Ladung und das daraus entstehende Signal stets gleich sind. Dieelektrische Ladung wird im Moment des Schlages über die Elektrode 11, die Zwischenolektroden 13 und die Masseelektrode 18entladen. Anstatt eines eimelnen nicht verwertbaren oder erkennbaren Funkens, wie er zwischen der Elektrode 11 undby the piezoelectric effect known per se, the buildup of an electric charge which is strictly proportional to the impact. This means that even in case of repetition, the electrical charge and the resulting signal are always the same. The electric charge is discharged at the moment of impact via the electrode 11, the intermediate electrodes 13 and the ground electrode 18. Instead of a single unrecognizable or recognizable spark, as it is between the electrode 11 and

Masseelektrode 18 entstehen würde, wird durch die in Reihe zwischengelagerten Zwischenelektroden 13 aus dem Funken einGround electrode 18 would be formed by the interposed in-series intermediate electrodes 13 from the spark

codiertes Signal. Das heißt es entstehen vier definierte Funken, die über die Antennen 14 als das Signal zur Prozeßstörungabgestrahlt und vom externen Empfänger aufgenommen und erkannt werden.coded signal. That is, there are four defined sparks which are radiated via the antennas 14 as the signal to the process disturbance and received and recognized by the external receiver.

Durch Variieren der Anzahl der Zwischenelektroden 13 oder auch der Abstände untereinander, sind eine Vielzahl von codiertenBy varying the number of intermediate electrodes 13 or the distances between them, a plurality of encoded Signalen möglich.Signals possible. Im Ausführungsbeispiel sind vier Zwischenelektroden 13 in jeweils gleichem Abstand zueinander angeordnet. Die so erzeugtenIn the exemplary embodiment, four intermediate electrodes 13 are arranged in the same distance from each other. The so produced

vier definierten Funken sind in ihrer Zeit gleich und ergeben das codierte Signal. Dieses ist vom auf vier Funken in einerbestimmten Zeiteinheit abgeglichenen Empfänger auch bei störenden Fremdfunken unbeeinflußbar zu erkennen. Auch bei einerfour defined sparks are equal in their time and yield the coded signal. This can be recognized unimpeachable by the receiver, which is tuned to four sparks in a certain time unit, even in the case of interfering extraneous sparks. Also at one

Vielzahl von Fremdfunken kann dieses codierte Signal absolut sicher erfaßt werden.Variety of extraneous sparks, this coded signal can be detected absolutely sure. Die in der hermetisch abgeschlossenen Funkenkammer 12 erzeugten Funken weisen auch auf Dauer eine hohe Konstanz auf, daThe sparks generated in the hermetically sealed spark chamber 12 also have a high consistency over time, since Umwelteinflüsse, insbesondere Feuchtigkeit, keine Rolle spielen. Die durch minimalen Aufwand realisierte abdichtendeEnvironmental factors, especially moisture, do not matter. The realized by minimal effort sealing Isolierung 8 unterliegt keinem Verschleiß und garantiert eine dauerhafte, sichere Funktion.Insulation 8 is not subject to wear and guarantees a permanent, safe function. Dieses Prinzip der Signalerzeugung, welches ohne Zuführung elektrischer Energie auskommt, also zeitlich unbegrenzt einsetzbarThis principle of signal generation, which requires no supply of electrical energy, so indefinitely usable

ist, bedarf keiner funktechnischen Zulassung. Damit ist dessen Anwendung von Einsatzort und -zeit vollkommen unabhängig.is, requires no radio license. Thus, its application of location and time is completely independent.

Die so ermittelte und gesendete Prozeßstörung wird vom Empfänger der sich im näheren Umfeld des Spiralbohrers 2,The thus determined and sent process disturbance is the recipient in the immediate vicinity of the twist drill 2,

beispielsweise am Maschinenbett neben der betreffenden Bearbeitungseinheit befindet, an die Maschinensteuerungweitergegeben. Hier erfolgt die Unterbrechung des Spanprozesses und eine Signaleinrichtung zeigt diese an. Es lassen sich soeine Vielzahl von unterschiedlichen Werkzeugen überwachen, wie sie beispielsweise an Mehrtaktmaschinen,for example, located on the machine bed next to the respective processing unit, passed on to the machine control. Here is the interruption of the chip process and a signaling device displays this. It can thus monitor a variety of different tools, such as those on multi-stroke machines,

Mehrspindelbrhrköpfen... zum Einsatz kommen.MehrspindelbrhrKöpfen ... come used. Wird das Werkzeugfutter 1 nach der Prozeßstörung entlastet, indem die Maschinensteuerung den Spiralbohrer 2 umgehend ausIf the tool chuck 1 is relieved of the process disturbance, the machine control immediately disengages the twist drill 2

dem Spanungsprozeß herausnimmt (Rücklauf) drückt die Feder 2(16) alle vorher bewegten Teile in die Ausgangsstellungzurück. Der Bolzen 5 mit dem Stift 6 wird dabei aus den Nuten des Werkzeugfutters 1 herausgehoben und über die Schrägen amunteren Ende der Kulissenhülse 4 in die ursprüngliche Lage gedreht, wobei die Feder 1 (7) entlastet wird.takes the tensioning process (return), the spring 2 (16) pushes all previously moved parts back to the starting position. The bolt 5 with the pin 6 is lifted out of the grooves of the tool chuck 1 and turned over the bevels at the lower end of the sliding sleeve 4 in the original position, the spring 1 (7) is relieved.

Das Werkzeugfutter ist damit umgehend wieder einsatzfähig.The tool chuck is thus immediately operational again. Durch den Stellring 17, welcher vorzugsweise mit einer Skale versehen ist, wird über das Verschieben der Kulissenhülse 4 zumBy the adjusting ring 17, which is preferably provided with a scale is on the displacement of the sliding sleeve 4 for Bolzen 5 die Ansprechbarkeit oder auch Empfindlichkeit eingestellt. Mit dem an der Kulissenhülse 4 aufgeschraubtenBolt 5 set the responsiveness or sensitivity. With the screwed on the sliding sleeve 4 Vorspannring 19 ist die Vorspannung dar Feder 2(16) variierbar. Dadurch besteht die Möglichkeit mit domselbenBiasing ring 19 is the bias of the spring 2 (16) variable. This makes it possible with the same Werkzeugfutter 1 Spiralbohrer 2 mit verschiedenen Bohrdurchmessern und unterschiedlichen Schnittkräften zu überwachen.Tool chuck 1 Twist drill 2 with different drill diameters and different cutting forces to monitor. Der vorher ermittelte Grenzwert, welcher die Prozeßstörung verkörpert, wird für den jeweiligen Spiralbohrer 2 über den ebenfallsThe previously determined limit, which embodies the process disturbance, for the respective twist drill 2 on the also

mit einer Markierung versehenen Vorspannring 19 einjustiert.adjusted with a marker provided biasing ring 19.

Claims (3)

1. Werkzeugfutter zur Verschleiß- und Brucherkennung von spanenden Werkzeugen mittels in einen Hohlraum untergebrachten Sendeeinrichtung, die durch Vorschubkrafterhöhung bei Überlast selbsttätig unter axialer Relativverschiebung zwischen Werkzeug und Werkzeugfutter ein Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung aus einem Piezoelement (10) besteht, dessen Elektrode (11) und Masseelektrode (18) mehrere, mindestens jedoch zwei im definierten Abstand zueinander stehenden Zwischenelektroden (13) zugeordnet sind, die außerhalb des Werkzeugfutters (1) in entsprechende Antennen (14) übergehen.1. Tool chuck for wear and breakage detection of cutting tools by means housed in a cavity transmitting device automatically generated by Vorschubkrafterhöhung in case of overload under axial relative displacement between the tool and tool chuck, characterized in that the transmitting device consists of a piezoelectric element (10) whose Electrode (11) and ground electrode (18) are associated with a plurality, but at least two spaced-apart intermediate electrodes (13), which pass outside of the tool chuck (1) in corresponding antennas (14). 2. Werkzeugfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (11), die Masseelektrode (18) und die Zwischenelektroden (13), die vorzugsweise als Funkenstrecke aufgebaut sind, in einer hermetisch abgeschlossenen Funkenkammer (12) angeordnet sind.2. Tool chuck according to claim 1, characterized in that the electrode (11), the ground electrode (18) and the intermediate electrodes (13), which are preferably constructed as a spark gap, are arranged in a hermetically sealed spark chamber (12). 3. Werkzeugfutter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellring (17) stirnseitig auf einer im Werkzeugfutter (1) verschiebbar gelagerten und drehgesicherten Hülse (3) aufliegt, in die eine Kulissenhülse (4) formschlüssig eingreift, die gleichzeitig sowohl eine Feder 1 (7), als auch einen mittels Stift (6) geführten Bolzen (5) aufnimmt, dem das Piezoelement (10) und die Funkenkammer (12) in dem Werkzeugfutter (1) nachgeordnet sind, und daß die Kulissenhülse (4) über einen Vorspannring (19) verfügt an dem eine im Werkzeugfutter (1) abgestützte Feder 2 (16) anliegt.3. Tool chuck according to claim 1 and 2, characterized in that an adjusting ring (17) on one end in the tool chuck (1) slidably mounted and secured against rotation sleeve (3) rests, in which a sliding sleeve (4) engages positively, the both at the same time Spring 1 (7), as well as a means of pin (6) guided bolt (5) receives, which the piezoelectric element (10) and the spark chamber (12) in the tool chuck (1) are arranged downstream, and in that the sliding sleeve (4) a biasing ring (19) has on which in the tool chuck (1) supported spring 2 (16).
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