DE102004026438B4

DE102004026438B4 - jig

Info

Publication number: DE102004026438B4
Application number: DE200410026438
Authority: DE
Inventors: Peter Mohr; Wolfgang Bechteler; Stephan Gast; Josef Greif
Original assignee: OTT Jakob Spanntechnik GmbH
Current assignee: OTT Jakob Spanntechnik GmbH
Priority date: 2004-05-29
Filing date: 2004-05-29
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2024-05-30
Also published as: DE102004026438A1; WO2005115686A1

Abstract

Spannvorrichtung zum Spannen eines Werkzeugs (4) oder Werkzeughalters in einer Maschinenspindel (1), insbesondere einer Werkzeugmaschine, mit einer innerhalb der Maschinenspindel (1) axial beweglichen Spannhülse (7), mehreren der Spannhülse (7) zugeordneten Spannelementen (13), die durch die Axialbewegung der durch ein Federelement (8) beaufschlagten Spannhülse (7) zwischen einer Spannstellung zum Spannen des Werkzeugs (4) oder Werkzeughalters in der Maschinenspindel (1) und einer Lösestellung zur Freigabe des Werkzeugs (4) oder Werkzeughalters radial bewegbar sind, und einem innerhalb der Maschinenspindel (1) angeordneten Kraft- oder Drucksensor (21) zur Erfassung der Spannkräfte, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraft- oder Drucksensor (21) den Spannelementen (13) zugeordnet ist.jig for clamping a tool (4) or tool holder in a machine spindle (1), in particular a machine tool, with a within the Machine spindle (1) axially movable clamping sleeve (7), several of the clamping sleeve (7) associated clamping elements (13) by the axial movement of the by a spring element (8) acted upon clamping sleeve (7) between a clamping position for clamping the tool (4) or tool holder in the machine spindle (1) and a release position for releasing the tool (4) or tool holder are radially movable, and a force within the machine spindle (1) or pressure sensor (21) for detecting the tension forces, characterized that the force or pressure sensor (21) is associated with the clamping elements (13).

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Spannen eines Werkzeugs oder Werkzeughalters in einer Maschinenspindel, insbesondere einer Werkzeugmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a clamping device for clamping a tool or tool holder in a machine spindle, in particular a machine tool, according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Spannvorrichtung ist aus US 4 708 547 A1 bekannt. Dort erfolgt die Überwachung der Spannkraft durch eine mit Dehnungsmessstreifen versehene Mutter, die auf das obere Ende einer Spannstange aufgeschraubt ist und durch ein Tellerfederpaket beaufschlagt wird. Innerhalb einer Nut der Mutter sind die Dehnungsmessstreifen zur Erfassung der Verformung der Mutter angebracht. Über die Verformung der Mutter kann so die auf die Mutter einwirkende Kraft des Tellerfederpakets ermittelt werden.Such a tensioning device is made US Pat. No. 4,708,547 A1 known. There, the monitoring of the clamping force is performed by a provided with strain gauges mother, which is screwed onto the upper end of a tie rod and is acted upon by a plate spring package. Within a groove of the nut, the strain gauges are mounted to detect the deformation of the nut. About the deformation of the mother so the force acting on the nut force of the plate spring package can be determined.

In der DE 195 39 135 C1 ist ein Spannantrieb für rotierend angetriebene Spannmittel von Werkzeugmaschinen mit Druckkammern an beiden Seiten eines innerhalb eines Spannzylinders angeordneten Spannkolbens offenbart. Innerhalb der Druckkammern erfolgt hier eine Drucküberwachung durch voneinander getrennte Drucksensoren, die im Endbereich einer Kolbenstange angeordnet und mit den Druckkammern über Druckmittelkanäle verbunden sind.In the DE 195 39 135 C1 a tensioning drive for rotationally driven clamping means of machine tools with pressure chambers is disclosed on both sides of a clamping piston arranged inside a clamping cylinder. Within the pressure chambers takes place here a pressure monitoring by separate pressure sensors, which are arranged in the end region of a piston rod and connected to the pressure chambers via pressure medium channels.

Die EP 0 339 321 B1 offenbart eine Spannvorrichtung, bei der innerhalb einer mit einem Innenkegel versehenen Maschinenspindel eine mittels einer Zugstange verschiebbare Spannbuchse angeordnet ist, an deren Außenseite mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Spannelemente anliegen. Diese weisen an ihrem vorderen Ende schräge erste Spannflächen zur Anlage an korrespondierenden Spannschrägen des Hohlschaftwerkzeugs und an ihrem hinteren Ende schräge zweite Spannflächen zur Anlage an einer entsprechenden Gegenfläche der Maschinenspindel auf. Durch Axialverschiebung der Spannbuchse werden die Spannelemente in einer zur Mittelachse der Maschinenspindel parallelen Lage radial nach außen oder innen verschoben, wodurch das Hohlschaftwerkzeug gespannt bzw. freigegeben werden kann. Bei dieser bekannten Spannvorrichtung ist jedoch keine Einrichtung zur Spannkraftüberwachung vorgesehen.The EP 0 339 321 B1 discloses a clamping device in which within a provided with an inner cone machine spindle a displaceable by means of a pull rod clamping bush is arranged, abut on the outside of a plurality of circumferentially spaced-apart clamping elements. These have at their front end oblique first clamping surfaces for contact with corresponding clamping slopes of the hollow shaft tool and at its rear end oblique second clamping surfaces for engagement with a corresponding counter surface of the machine spindle. By axial displacement of the clamping bush, the clamping elements are moved in a direction parallel to the central axis of the machine spindle position radially outward or inward, whereby the hollow shaft tool can be stretched or released. In this known clamping device, however, no device for clamping force monitoring is provided.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Überwachung einer gleichmäßigen Spannkraftverteilung ermöglicht.task The invention is a clamping device of the aforementioned Kind of creating a surveillance a uniform tension distribution allows.

Diese Aufgabe wird durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.These The object is achieved by a clamping device with the features of the claim 1 solved. Appropriate further education and advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung können durch einen den Spannelementen zugeordneten Kraft- oder Drucksensor die Spann- oder Einzugkräfte gemessen und der ordnungsgemäße Spannzustand sowohl im Stillstand als auch während der Drehung der Maschinenspindel erfasst und überwacht werden. Auch eventuelle Verschleißerscheinungen oder ungleichmäßige Spannkraftverteilungen sind erkennbar. Bei einer mehrteiligen Ausführung der Kraft- oder Drucksensors kann auch eine Aussage über die Plananlage oder eventuelle Fehlstellungen getroffen werden, da dann die notwendige gleichmäßige Verteilung der Kraft über den Umfang nicht erreicht wird. Da sich der Kraft- oder Drucksensor an einer geschützten Stelle innerhalb der Maschinenspindel befindet, ist er auch besonders gut gegen Verschmutzung oder Beschädigungen geschützt.at the tensioning device according to the invention can by a force or pressure sensor assigned to the clamping elements the tensioning or retraction forces measured and the proper clamping condition both at a standstill and during the Rotation of the machine spindle can be detected and monitored. Also possible wear or uneven tension distributions are recognizable. In a multi-part version of the force or pressure sensor can also make a statement about the plan system or possible misalignments are made, because then the necessary uniform distribution the power over the scope is not reached. Because the force or pressure sensor on a protected Location is located inside the machine spindle, he is also special well protected against dirt or damage.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der Kraft- oder Drucksensor aus einer dünnen Sensorschicht, die auf diamantartigen Kohlenstoff basiert und extrem verschleiß- und korrosionsfest ist. Im Vergleich zu konventionellen Kraft- und Drucksensoren sind derartige Dünnschicht-Sensoren relativ starr und erfahren auch bei großen Belastungen nur eine geringe Verformung. Die Sensorschicht weist neben der hohen Verschleißbeständigkeit auch einen geringen Reibungskoeffizienten auf, was bei den hier auftretenden Belastungen von Vorteil ist. Die Sensoren können somit in idealer Weise in die Spannvorrichtung integriert und im Hauptkraftfluss eingesetzt werden. Derartige Sensoren sind hoch belastbar und außerdem auch unempfindlich gegen äußere Umgebungseinflüsse, wie sie beim Einsatz von Werkzeugmaschinen auftreten. Aber auch die Verwendung konventioneller piezo-elektrischer, piezo-resistiver oder DMS-Sensoren ist grundsätzlich möglich.In a particularly advantageous embodiment of the invention the force or pressure sensor from a thin sensor layer on diamond-like carbon based and extremely wear and corrosion resistant is. Compared to conventional force and pressure sensors are Such thin-film sensors relatively rigid and experience even at high loads only a small deformation. The sensor layer has in addition to the high wear resistance also a low coefficient of friction, what with the here occurring loads is beneficial. The sensors can thus ideally integrated into the tensioning device and in the main power flow be used. Such sensors are highly resilient and also Insensitive to external environmental influences, such as they occur when using machine tools. But also the Use of conventional piezoelectric, piezo-resistive or DMS sensors is basically possible.

In einer möglichen Ausgestaltung kann die Sensorschicht auf einem einteiligen oder mehrteiligen Druckring aufgebracht sein, der als Widerlager für die Spannelemente dient. Ein mehrteiliger Druckring weist den wesentlichen Vorteil auf, dass er von der Vorderseite der Maschinenspindel bei Bedarf einfach ausgetauscht werden kann. Bei einem Druckring kann die Sensorschicht sowohl auf der den Spannelementen zugewandten Seite als auch an der gegenüberliegenden Seite angeordnet sein. Auch an der Maschinenspindel kann der Kraft- oder Drucksensor bzw. die Sensorschicht angebracht sein.In a possible Embodiment, the sensor layer on a one-piece or be applied multi-part thrust ring, which serves as an abutment for the clamping elements serves. A multi-part pressure ring has the significant advantage on that he from the front of the machine spindle if necessary can be easily exchanged. In a pressure ring, the sensor layer both on the clamping elements facing side and on the opposite Be arranged side. Also on the machine spindle, the force or pressure sensor or the sensor layer be attached.

In einer zweckmäßigen Ausführung ist der Kraft- oder Drucksensor mit einer geeigneten Auswerteeinrichtung verbunden. Dies kann über geeignete Verbindungsleitungen oder drahtlos auf der Grundlage der Transpondertechnologie erfolgen.In an expedient embodiment the force or pressure sensor with a suitable evaluation connected. This can be over suitable connecting cables or wireless based on the Transponder technology.

Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:Other features and advantages of the invention will become apparent from the following descrip tion advertising a preferred embodiment with reference to the drawing. Show it:

1 einen erfindungsgemäße Spannvorrichtung in einem Längsschnitt; 1 a clamping device according to the invention in a longitudinal section;

2 einen vergrößerten Teil der in 1 gezeigte Spannvorrichtung im Längsschnitt und 2 an enlarged part of the in 1 shown clamping device in longitudinal section and

3 eine Sensoranordnung zur Kraftmessung innerhalb der in 1 gezeigten Spannvorrichtung. 3 a sensor arrangement for measuring force within the in 1 shown clamping device.

In 1 ist eine hohlzylindrische Maschinenspindel 1 einer Werkzeugmaschine im Längsschnitt gezeigt. Die Maschinenspindel 1 enthält an ihrem in 1 linken vorderen Ende einen Innenkegel 2, der zum Eingriff eines Kegel-Hohlschafts 3 eines Hohlschaftwerkzeugs 4 oder eines Werkzeughalters ausgebildet ist. In der Maschinenspindel 1 ist eine Spannvorrichtung zum Spannen des Hohlschaftwerkzeugs 4 integriert.In 1 is a hollow cylindrical machine spindle 1 a machine tool shown in longitudinal section. The machine spindle 1 contains at her in 1 left front end an inner cone 2 , which involves the engagement of a cone hollow shaft 3 a hollow shaft tool 4 or a tool holder is formed. In the machine spindle 1 is a tensioning device for tensioning the hollow shaft tool 4 integrated.

Die Spannvorrichtung enthält eine innerhalb der Maschinenspindel 1 zu deren Mittelachse 5 konzentrische Zugstange, die an ihrem Ende eine Spannhülse 7 trägt. Die Spannhülse 7 wird über die Zugstange 6 durch ein um dieses konzentrisch angeordnetes Federelement 8 in Form eines Tellerfederpakets nach hinten vorgespannt. Das als Tellerfederpaket ausgeführte Federelement 8 ist an der einen Seite an einer innerhalb der Maschinenspindel 1 abgestützten Anlagescheibe 9 und an der anderen Seite an einem am hinteren Ende der Zugstange 6 befindlichen Ringabsatz 10 abgestützt. Die Zugstange 6 ist für die Zuführung eines Arbeitsfluids zum Hohlschaftwerkzeug 4 hohl ausgeführt. An dem hinteren Ende der Zugstange 6 ist eine – nicht dargestellte – Betätigungseinrichtung angeordnet, durch welche die Zugstange 6 entgegen der Kraft des Federelements 8 nach vorne geschoben werden kann.The tensioner includes one within the machine spindle 1 to the central axis 5 concentric pull rod, which at its end a clamping sleeve 7 wearing. The clamping sleeve 7 gets over the drawbar 6 by a concentrically arranged about this spring element 8th biased in the form of a disc spring package to the rear. The designed as a disc spring package spring element 8th is on one side at one inside the machine spindle 1 supported washer 9 and on the other side at one at the rear end of the drawbar 6 located annular shoulder 10 supported. The drawbar 6 is for the supply of a working fluid to the hollow shaft tool 4 hollow executed. At the rear end of the drawbar 6 is a - not shown - arranged actuating device through which the pull rod 6 against the force of the spring element 8th can be pushed forward.

Wie aus 2 hervorgeht, hat die Zugstange 6 an ihrem dem Hohlschaftwerkzeug 1 zugewandten vorderen Ende ein Gewinde 11, auf das die Spannhülse 7 aufgeschraubt ist. Durch eine zusätzliche Konterschraube 12 wird die Spannhülse 7 an der Zugstange 6 axial gesichert. An der Außenseite der Spannhülse 7 liegen mehrere in Umfangsrichtung gleich beabstandete Spannelemente 13 in Form von Zangensegmenten an, die sich parallel zur Mittelachse 5 der Maschinenspindel 1 erstrecken. Die Spannelemente 13 haben an ihrem zum Kegel-Hohlschaft 3 weisenden vorderen Ende eine radiale Verdickung 14 mit einer durch einen konischen Flächenabschnitt gebildeten ersten Spannfläche 15. Diese Spannfläche 15 liegt bei der in 1 dargestellten Spannstellung an einer konischen Innenfläche 16 an der Innenseite des Kegel-Hohlschafts 3 an. Die konische Innenfläche 16 weist gegenüber der Längsachse des Kegel-Hohlschafts 3 denselben Neigungswinkel wie die erste Spannfläche 15 der Spannelemente 13 auf. Auch an ihrem hinteren Ende haben die Spannelemente 13 eine Verdickung 17 mit einer zur ersten Spannfläche 15 entgegengesetzt geneigten zweiten Spannfläche 18, mit der sich die Spannelemente 13 an einer Sensorschicht 19 eines in einer Ringnut 20 der Maschinenspindel 1 angeordneten Kraft- oder Drucksensors 21 abstützen. Die zweite Spannfläche 18 der Spannelemente 13 ist ebenfalls durch einen konischen Flächenabschnitt gebildet und weist einen an die Neigung der Gegenfläche 19 am Sensor 21 angepassten Neigungswinkel auf.How out 2 shows, the drawbar has 6 at her the hollow shaft tool 1 facing the front end of a thread 11 on which the clamping sleeve 7 is screwed on. By an additional lock screw 12 becomes the clamping sleeve 7 at the drawbar 6 axially secured. On the outside of the clamping sleeve 7 are several circumferentially equally spaced clamping elements 13 in the form of forceps segments, which are parallel to the central axis 5 the machine spindle 1 extend. The clamping elements 13 have at their to the cone hollow shaft 3 pointing forward end a radial thickening 14 with a first clamping surface formed by a conical surface section 15 , This clamping surface 15 lies at the in 1 illustrated clamping position on a conical inner surface 16 on the inside of the cone hollow shaft 3 at. The conical inner surface 16 points opposite the longitudinal axis of the cone hollow shaft 3 the same angle of inclination as the first clamping surface 15 the clamping elements 13 on. Also at its rear end have the clamping elements 13 a thickening 17 with one to the first clamping surface 15 opposite inclined second clamping surface 18 , with which the clamping elements 13 on a sensor layer 19 one in an annular groove 20 the machine spindle 1 arranged force or pressure sensor 21 support. The second clamping surface 18 the clamping elements 13 is also formed by a conical surface portion and has a to the inclination of the mating surface 19 on the sensor 21 adjusted angle of inclination.

Die Spannhülse 7 hat an der Außenseite ihres dem Kegel-Hohlschaft 3 zugewandten vorderen Endes erste konische Spannflächenbereiche 22, an denen eine entsprechende Innenfläche 23 am vorderen Ende der Spannelemente 13 zur Auflage gelangt. An dem hinteren Ende der Spannhülse 7 sind an deren Außenseite zweite konische Spannflächenbereiche 24 vorgesehen, an denen eine korrespondierende Innenfläche 25 am hinteren Ende der Spannelemente 13 zur Auflage kommt. Die Spannflächenbereiche 22 und 24 der Spannhülse 7 und die korrespondierenden Innenflächen 23 und 25 der Spannelemente 13 sind derart aufeinander abgestimmt, daß die Spannelemente 13 durch Axialbewegung der Spannhülse 7 in einer zur Mittelachse 5 der Maschinenspindel 1 parallelen Stellung radial nach außen oder innen verschoben werden.The clamping sleeve 7 has on the outside of its cone hollow shaft 3 facing the front first conical clamping surface areas 22 , where a corresponding inner surface 23 at the front end of the clamping elements 13 comes to rest. At the rear end of the adapter sleeve 7 are on the outside second conical clamping surface areas 24 provided, at which a corresponding inner surface 25 at the rear end of the clamping elements 13 comes to the edition. The clamping surface areas 22 and 24 the clamping sleeve 7 and the corresponding inner surfaces 23 and 25 the clamping elements 13 are coordinated so that the clamping elements 13 by axial movement of the clamping sleeve 7 in one to the central axis 5 the machine spindle 1 parallel position are moved radially outward or inward.

An die hinteren Enden der Spannelemente 13 anschließend ist innerhalb der Maschinenspindel 2 ein im weiteren näher erläuterter Abstandshalter angeordnet, durch den die Spannelemente 13 in Umfangsrichtung in einem vorbestimmten Abstand voneinander gehalten werden. Der Abstandshalter enthält eine radial äußere buchsenartige Halterung 26, die an ihrem den Spannelemente 13 zugewandten Ende mehrere in Umfangsrichtung gleich beabstandete, in Axialrichtung vorstehende Ansätze 28 mit abgeschrägten Stirnflächen 27 aufweist. Die Ansätze 27 der Halterung 26 greifen in eine Nut 29 an dem rückseitigen Ende der Spannelemente 13 ein und liegen mit ihrer abgeschrägten Stirnfläche 27 an einer entsprechenden schrägen Gegenfläche 30 im Grund der Nut 29 an.To the rear ends of the clamping elements 13 then inside the machine spindle 2 arranged in a further explained in more detail spacers through which the clamping elements 13 are held in the circumferential direction at a predetermined distance from each other. The spacer includes a radially outer sleeve-like holder 26 at her the clamping elements 13 facing end a plurality of circumferentially equally spaced, projecting in the axial direction approaches 28 with bevelled faces 27 having. The approaches 27 the holder 26 grab into a groove 29 at the rear end of the clamping elements 13 and lie with their beveled face 27 on a corresponding oblique counter surface 30 in the bottom of the groove 29 at.

Die Halterung 26 ist auf einer Buchse 31 verschiebbar und wird durch eine Druckfeder 32 in Richtung der Spannelemente 13 beaufschlagt. Die Buchse 31 liegt mit ihrem hinteren Ende an einem Rohr 33 an, das durch einen Sicherungsring 34 in der Maschinenspindel 1 axial gesichert angeordnet ist.The holder 26 is on a socket 31 slidable and is by a compression spring 32 in the direction of the clamping elements 13 applied. The socket 31 lies with its rear end on a pipe 33 on, by a circlip 34 in the machine spindle 1 is arranged axially secured.

Wie bereits vorstehend erläutert, liegen die Spannelemente 13 mit ihren Spannflächen 18 an der Sensorschicht 19 eines Kraft- oder Drucksensors 21 an, der in einer entsprechenden Ringnut 20 im Inneren der Maschinenspindel 1 untergebracht ist. Der Kraft- oder Drucksensor 21 liegt somit direkt im Kraftfluss der Spannvorrichtung und kann die Spannkräfte erfassen. Bei der gezeigten Ausführungsform besteht der Kraft- oder Drucksensor 21 aus einem Druckring, der mit einer auf diamantartigen Kohlenstoff basierenden, dünnen Sensorschicht 19 beschichtet ist. Derartige DLC (diamond-like-carbon) Schichten weisen neben einem guten piezoresistiven Effekt auch eine hervorragende Verschleißbeständigkeit und ein gutes Reibungsverhalten auf. Die Herstellung derartiger Sensorschichten kann mit Hilfe von plasmagestützten CVD- oder PVD-Verfahren erfolgen.As already explained above, the clamping elements lie 13 with their clamping surfaces 18 at the sensor layer 19 a force or pressure sensor 21 on, in a corresponding annular groove 20 in the interior ren the machine spindle 1 is housed. The force or pressure sensor 21 is thus directly in the power flow of the clamping device and can detect the clamping forces. In the embodiment shown, there is the force or pressure sensor 21 a pressure ring made with a diamond-like carbon-based thin sensor layer 19 is coated. Such DLC (diamond-like-carbon) layers have not only a good piezoresistive effect but also excellent wear resistance and good friction behavior. The production of such sensor layers can take place with the aid of plasma-assisted CVD or PVD processes.

Der in Form eines Druckrings ausgeführte Druck- oder Kraftsensor 21 kann entweder einteilig oder mehrteilig mit mehreren Ringsegmenten 35 ausgeführt sein, wie dies in 3 gezeigt ist. Die Sensorschichten 19 sind an eine Auswerte- und/oder Überwachungseinrichtung 36 angeschlossen. Es ist aber auch eine drahtlose Ankopplung des Druck- oder Kraftsensors 21 an eine Auslese- oder Auswerteeinheit auf der Grundlage der Transpondertechnologie möglich.The executed in the form of a pressure ring pressure or force sensor 21 can be either one-piece or multi-piece with multiple ring segments 35 be executed, as in 3 is shown. The sensor layers 19 are to an evaluation and / or monitoring device 36 connected. But it is also a wireless coupling of the pressure or force sensor 21 to a readout or evaluation unit based on the transponder technology possible.

Auch an dem ein- oder mehrteilig ausgeführten Anlagering 9 kann eine Sensorschicht angebracht sein. Dadurch kann die Kraft des Federelements 8 erfasst und überwacht werden. Die Sensorschicht kann hier ebenfalls an der Vorder- oder Rückseite des Anlagerings 9 oder an der Maschinenspindel 1 angebracht sein.Also on the one or more parts running investment ring 9 a sensor layer may be attached. This allows the force of the spring element 8th be recorded and monitored. The sensor layer can also be here at the front or back of the Anlagings 9 or on the machine spindle 1 to be appropriate.

Die vorstehend beschriebene Spannvorrichtung funktioniert wie folgt:
Bei der in den 1 und 2 gezeigten Spannstellung wird die Spannhülse 7 über die Zugstange 6 und das als Tellerfederpaket ausgeführte Federelement 8 nach hinten gedrückt. In dieser Stellung werden die Spannelemente 13 radial nach außen gedrückt, wobei die Spannflächen 15 und 18 in Eingriff mit der konischen Innenfläche 16 am Kegel-Hohlschaft 3 bzw. der Sensorschicht 19 des in der Maschinenspindel 1 fest angeordneten Druck- und Kraftsensors 21 sind. Dadurch wird das Hohlschaftwerkzeug 1 in der Maschinenspindel 2 unter Zug gehalten, wobei über den Kraft- oder Drucksensor 21 die Einzugskraft bzw. der Spannzustand erfasst werden kann.The chuck described above works as follows:
In the in the 1 and 2 shown clamping position is the clamping sleeve 7 over the drawbar 6 and designed as a disc spring package spring element 8th pushed backwards. In this position, the clamping elements 13 pressed radially outward, with the clamping surfaces 15 and 18 in engagement with the conical inner surface 16 at the cone hollow shaft 3 or the sensor layer 19 in the machine spindle 1 fixed pressure and force sensor 21 are. This will be the hollow shaft tool 1 in the machine spindle 2 held under train, using the force or pressure sensor 21 the pull-in force or the clamping state can be detected.

Zum Lösen der Spannvorrichtung wird die Spannhülse 7 mit Hilfe der Zugstange 6 z. B. durch einen Hydraulikkolben oder einen anderen geeigneten Betätigungsmechanismus aus der in 1 gezeigten Spannstellung in Richtung des Hohlschaftwerkzeugs 4 verschoben. Durch die Vorwärtsbewegung der Spannhülse 7 in Richtung des Hohlschaftwerkzeugs 1 werden die an der Außenseite der Spannhülse 7 anliegenden Spannelemente 13 parallel nach innen verschoben, bis deren Spannflächen 15 außer Eingriff mit der konischen Innenfläche 16 an der Innenseite des Kegel-Hohlschafts 3 gelangen und das Hohlschaftwerkzeug 1 freigeben.To release the clamping device is the clamping sleeve 7 with the help of the drawbar 6 z. B. by a hydraulic piston or other suitable actuating mechanism of the in 1 shown clamping position in the direction of the hollow shaft tool 4 postponed. By the forward movement of the clamping sleeve 7 in the direction of the hollow shaft tool 1 Be the on the outside of the clamping sleeve 7 adjacent clamping elements 13 moved parallel inwards until its clamping surfaces 15 out of engagement with the conical inner surface 16 on the inside of the cone hollow shaft 3 arrive and the hollow shaft tool 1 release.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann der Kraft- oder Drucksensor auch an anderen geeigneten Stellen innerhalb der Maschinenspindel oder auch direkt in den Spannelementen integriert sein. Die Kraftmessung mit Hilfe des Kraft- und Drucksensors kann außerdem auch bei Steilkegelspannsystemen zum Einsatz gelangen.The Inventive clamping device is not limited to the embodiment described above. So The force or pressure sensor can also be at other suitable locations within the machine spindle or directly in the clamping elements be integrated. The force measurement with the help of the force and pressure sensor can also also be used in steep taper clamping systems.

Claims

Clamping device for clamping a tool ( 4 ) or tool holder in a machine spindle ( 1 ), in particular a machine tool, with one inside the machine spindle ( 1 ) axially movable clamping sleeve ( 7 ), several of the clamping sleeve ( 7 ) associated clamping elements ( 13 ) caused by the axial movement of a spring element ( 8th ) acted upon clamping sleeve ( 7 ) between a clamping position for clamping the tool ( 4 ) or tool holder in the machine spindle ( 1 ) and a release position for release of the tool ( 4 ) or tool holder are radially movable, and one within the machine spindle ( 1 ) arranged force or pressure sensor ( 21 ) for detecting the clamping forces, characterized in that the force or pressure sensor ( 21 ) the clamping elements ( 13 ) assigned.

Clamping device according to claim 1, characterized in that the force or pressure sensor ( 21 ) a thin-film sensor with a thin sensor layer ( 19 ).

Clamping device according to claim 2, characterized in that the sensor layer ( 19 ) consists of a thin diamond-like carbon layer.

Clamping device according to claim 2 or 3, characterized in that the force or pressure sensor ( 21 ) in the form of a one-part or multi-part pressure or abutment ring with sensor layer or sensor layer arranged thereon ( 19 ) is trained.

Clamping device according to claim 4, characterized in that the sensor layer ( 19 ) is attached to the front or rear of the pressure or abutment ring.

Clamping device according to claim 2 or 3, characterized in that the force or pressure sensor ( 21 ) on the machine spindle ( 1 ) is arranged.

Clamping device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the force or pressure sensor ( 21 ) in an annular groove ( 20 ) of the machine spindle ( 1 ) is arranged.

Clamping device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the clamping elements ( 13 ) corresponding clamping surfaces ( 18 ) for engagement with the force or pressure sensor ( 21 ) exhibit.

Clamping device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the clamping elements ( 13 ) are a plurality of circumferentially equiangularly spaced pliers segments.

Clamping device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the clamping elements ( 13 ) by a spacer ( 26 . 27 ) are circumferentially spaced from each other.

Clamping device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the force or pressure sensor ( 21 ) with an evaluation and / or monitoring device ( 36 ) connected is.