DE102013204876A1

DE102013204876A1 - Jaw drive

Info

Publication number: DE102013204876A1
Application number: DE201310204876
Authority: DE
Inventors: Klaus Daut
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2014-09-25
Also published as: WO2014146655A1

Abstract

Zur Bewegung von Spannbacken 6 eines Spannfutters 3 wird angegeben, in der drehenden und mit dem Spannfutter 3 drehfest verbundenen Welle 2 einen Elektromotor 10 und einen mit dem Elektromotor 10 zusammenwirkenden Wälzschraubtrieb 15 zu integrieren. Zusätzlich kann eine aus einem ersten und zweiten Bremselement 22.1, 22.2 gebildete Bremse vorgesehen sein, welche eine von der oder den beweglichen Spannbacken 6 angefahrene Position zumindest zeitweise sichert.For the movement of clamping jaws 6 of a chuck 3, it is stated to integrate an electric motor 10 and a hob screw drive 15 interacting with the electric motor 10 in the rotating shaft 2, which is connected in a rotationally fixed manner to the chuck 3. In addition, a brake formed from a first and second brake element 22.1, 22.2 can be provided, which at least temporarily secures a position approached by the movable clamping jaw (s) 6.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannbackenantrieb, wie er in vielfältiger Weise bei Werkzeugmaschinen, etwa zur Halterung von Werkstücken, eingesetzt ist. The invention relates to a jaw drive, as it is used in a variety of ways in machine tools, such as for holding workpieces.

Sollen Werkstücke etwa mit einer Werkzeugmaschine spanend bearbeitet werden, ist es üblich, diese Werkstücke mittels eines sogenannten Spannfutters, welches mit einer drehenden Welle drehfest verbunden ist, mit der Werkzeugmaschine zu verbinden. Dazu sind am Spannfutter sogenannte Spannbacken vorgesehen, die bezogen auf die Drehachse radial verfahren werden können. Soll ein Werkstück bearbeitet werden, werden dazu die entsprechenden Spannbacken in radialer Richtung auseinandergefahren und das Werkstück zwischen den so verstellten Spannbacken platziert. Anschließend werden dann die Spannbacken wieder zusammengefahren, womit dann das Werkstück im Spannfutter zur Ausführung der entsprechenden Arbeiten fixiert ist. If workpieces are to be machined with a machine tool, for example, it is customary to connect these workpieces to the machine tool by means of a so-called chuck, which is rotatably connected to a rotating shaft. For this purpose, so-called clamping jaws are provided on the chuck, which can be moved radially relative to the axis of rotation. If a workpiece is to be machined, the corresponding clamping jaws are moved apart in the radial direction and the workpiece is placed between the so adjusted clamping jaws. Subsequently, the jaws are then moved together again, which then the workpiece is fixed in the chuck to perform the appropriate work.

Schon an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass nicht notwendig alle Spannbacken eines Spannfutters verfahrbar sein müssen. Auch gibt es Anwendungen, in denen das jeweilige Spannfutter neben verfahrbaren Spannbacken auch feststehende Spannbacken umfasst. Already at this point it should be noted that not necessarily all jaws of a chuck must be movable. There are also applications in which the respective chuck comprises not only movable clamping jaws but also fixed clamping jaws.

Der Antrieb der beweglich am Spannfutter vorgesehenen Spannbacken erfolgt heutzutage in aller Regel hydraulisch oder pneumatisch, indem ein jeweils unter Druck stehendes Medium (Öl oder Luft) über entsprechende Zuleitungen an das Spannfutter herangeführt wird, wo es dann auf entsprechende Kolben trifft, die mit den beweglichen Spannbacken in Wirkverbindung stehen. The drive of the movably provided on the chuck jaws is nowadays usually hydraulically or pneumatically by a respectively pressurized medium (oil or air) is brought via appropriate leads to the chuck, where it then encounters corresponding pistons with the movable Clamping jaws are in operative connection.

Da Werkstücke, die von solchen Spannfuttern gehalten werden, zu ihrer Bearbeitung u.a. auch in Rotation versetzt werden, ist die Gestaltung der Zuleitungen oft sehr aufwändig und serviceintensiv, da zur Gewährleistung der Spannbackenfunktion gas- bzw. öldichte Drehverbindungen geschaffen und unterhalten werden müssen.Since workpieces that are held by such chucks, for their processing u.a. Even in rotation, the design of the leads is often very complex and service-intensive, since to ensure the jaw function gas or oil-tight rotary joints must be created and maintained.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Spannfutterantrieb anzugeben, der die Nachteile im Stand der Technik überwindet.Therefore, the invention has for its object to provide a chuck drive, which overcomes the disadvantages of the prior art.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.This object is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in claims 2 to 7.

Wird gemäß Anspruch 1 der Antrieb der Spannbacken von einem einen Rotor und einen Stator ausweisenden Elektromotor gebildet, wobei der Stator drehfest mit der Welle und der Rotor mit einem Wälzschraubtrieb verbunden ist, der die Drehbewegung des Rotors in eine Längsbewegung umsetzt, kann diese Längsbewegung durch ein innerhalb der Welle und/oder des Spannfutters angeordnetes und auf die beweglichen Spannbacken wirkendes Übertragungsorgan in sehr einfacher Weise dazu genutzt werden, die beweglichen Spannbacken von einer ersten in eine zweite Position zu verfahren.Is formed according to claim 1, the drive of the clamping jaws of a rotor and a stator exhibiting electric motor, wherein the stator rotatably connected to the shaft and the rotor is connected to a Wälzschraubtrieb, which converts the rotational movement of the rotor into a longitudinal movement, this longitudinal movement by a arranged within the shaft and / or the chuck and acting on the movable jaws transmission member are used in a very simple manner to move the movable jaws from a first to a second position.

Von besonderem Vorteil ist dabei, dass der Elektromotor im Wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut ist, womit in aller Regel aufwändige Auswuchtarbeiten entfallen.Of particular advantage is that the electric motor is constructed substantially rotationally symmetrical, which usually accounts for complex balancing work.

Da der Elektromotor in der das Spannfutter antreibenden Welle integriert ist bzw. selbst mit seinem Stator einen Teil der Welle bildet, sind die drehenden Teile des Elektromotors und dessen Lagerung vor die Lebensdauer beeinträchtigenden Verschmutzungen geschützt. Since the electric motor is integrated in the shaft driving the chuck or even forms part of the shaft with its stator, the rotating parts of the electric motor and its storage are protected against soiling which impairs the service life.

Vorteilhaft ist es, wenn der Elektromotor ein Torquemotor ist, da diese Art von Antrieb weitgehend verschleißfrei ist und sich daher besonders gut zum Einbau in die drehende Welle eignet. It is advantageous if the electric motor is a torque motor, since this type of drive is largely free of wear and therefore particularly suitable for installation in the rotating shaft.

Ist der Wälzschraubtrieb als Kugelgewindetrieb ausgebildet, wird eine weitgehend verschleißfreie, hochpräzise und vor allem schnelle Umsetzung der Motorrotation in einer Axialbewegung erreicht. If the Wälzschraubtrieb designed as a ball screw, a largely wear-free, high-precision and above all fast implementation of the motor rotation is achieved in an axial movement.

Zur Gewährleistung, dass die beweglichen Spannbacken eine angefahrene Position beibehalten, ist es vorteilhaft, wenn der Rotor mit einer ersten Bremseinrichtung versehen ist, welche zur temporären Festlegung des Rotors am Stator mit einer zweiten, an der Welle und/oder dem Stator angebrachten Bremseinrichtung zusammenwirkt, welche durch die Vermittlung einer am Stator abgestützten Schließfeder gegen die erste Bremseinrichtung gedrückt ist, und wenn ein Elektromagnet vorhanden ist, der im bestromten Zustand das zweite Bremselement gegen die Wirkung der Schließfeder vom ersten Bremselement abhebt. In order to ensure that the movable clamping jaws maintain a struck position, it is advantageous if the rotor is provided with a first braking device which cooperates with a second braking device mounted on the shaft and / or the stator for temporary fixing of the rotor on the stator, which is pressed by the intermediary of a stator supported on the closing spring against the first brake device, and when an electromagnet is present, which lifts the second brake element in the energized state against the action of the closing spring from the first brake element.

Sind die Versorgungsleitungen, welche den Elektromotor und den Elektromagnet mit einer Stromquelle verbinden, so miteinander verschaltet, dass zeitgleich mit der Bestromung des Elektromotors auch der Elektromagnet bestromt wird, wird sichergestellt, dass bei Bewegung der beweglichen Spannbacken die Bremse diese Bewegung nicht behindert und nach erfolgter Bewegung in sehr einfacher Weise sofort und automatisch zur Verhinderung einer weiteren Relativbewegung von Rotor und Stator die beiden Bremselemente in Reibkontakt treten. Are the supply lines, which connect the electric motor and the electromagnet with a power source, connected to each other, that at the same time energized with the energization of the electric motor and the solenoid, it is ensured that when moving the movable jaws, the brake does not hinder this movement and after Movement in a very simple way Immediately and automatically to prevent further relative movement of the rotor and stator, the two brake elements in frictional contact.

Eine besonders sichere Prozessführung ist dann gegeben, wenn ein Sensor vorgesehen ist, der zwischen den Spannbacken wirkende Spannkräfte ermittelt, wenn mindestens ein weiterer Sensor vorgesehen ist, der die Anzahl der Umdrehungen eines sich drehenden Teils erfasst, wenn die Sensoren mit einer Auswerte- und Ansteuerungsschaltung kommunizieren und wenn über die Auswerte- und Ansteuerungsschaltung und eine zwischen Auswerte- und Ansteuerungsschaltung und Elektromotor verlaufende Steuerleitung die Rotation des Elektromotors regelbar ist.A particularly secure process control is given when a sensor is provided which detects clamping forces acting between the clamping jaws, if at least one further sensor is provided which detects the number of revolutions of a rotating part when the sensors with an evaluation and control circuit communicate and when the rotation of the electric motor can be controlled via the evaluation and control circuit and a control line extending between the evaluation and control circuit and the electric motor.

Im Zusammenhang mit der Ermittlung von zwischen den Spannbacken herrschenden und auf das Werkstück einwirkenden Spannkräften hat sich der Einsatz von Sensoren als besonders vorteilhaft erwiesen, die die Stauchung eines Bauteils erfassen.In connection with the determination of clamping forces prevailing between the clamping jaws and acting on the workpiece, the use of sensors has proven to be particularly advantageous which detect the compression of a component.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Es zeigen: Show it:

1 eine drehbare Welle mit Spannfutter; 1 a rotatable shaft with chuck;

2 eine weitere Darstellung gemäß 1; 2 a further representation according to 1 ;

3 eine Bremseinrichtung für eine Welle gemäß 1; und 3 a braking device for a shaft according to 1 ; and

4 eine Variante gemäß 1. 4 a variant according to 1 ,

Detaillierte Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

1 zeigt schematisch eine Spannfutteranordnung 1, wie sie beispielsweise in Drehmaschinen verwendet werden kann. 1 schematically shows a chuck assembly 1 , as it can be used for example in lathes.

Diese Spannfutteranordnung 1 wird im Wesentlichen von einer Welle 2 und einem Spannfutter 3 gebildet, wobei das Spannfutter 3 mit einem Ende 4 der Welle 2 drehfest verbunden ist. Die Welle 2 ist über Lager 5 gegenüber einem Gehäuse (nicht näher gezeigt) drehbar gelagert und wird von einem Antrieb (nicht gezeigt) in Drehung (angedeutet durch den Kurvenpfeil K1) in Rotation versetzt. This chuck arrangement 1 is essentially a wave 2 and a chuck 3 formed, with the chuck 3 with one end 4 the wave 2 rotatably connected. The wave 2 is over camp 5 is rotatably mounted relative to a housing (not shown in detail) and is rotated by a drive (not shown) in rotation (indicated by the curve arrow K1).

Das Spannfutter 3 ist mit zwei in Richtung der Doppelpfeile D1 beweglichen Spannbacken 6 versehen, die im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Werkstück 7 (gestrichelt dargestellt) halten. The chuck 3 is with two jaws movable in the direction of the double arrows D1 6 provided in the in 1 shown embodiment, a workpiece 7 hold (shown in dashed lines).

Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass in einem anderen – nicht dargestellten – Ausführungsbeispiel nicht notwendig alle Spannbacken 6, die an einem Spannfutter 3 vorgesehen sind, bewegliche bzw. verfahrbare Spannbacken 6 sein müssen. So kann es beispielsweise etwa bei einem kleine und günstig geformten Werkstück 7 völlig ausreichen, wenn zu dessen Halterung am Spannfutter 3 nur eine bewegliche Spannbacke 6 vorgesehen wird, während die übrige Spannbacke 6 oder übrigen Spannbacken 6 ortsfest mit dem Spannfutter 3 verbunden sind. For the sake of completeness, it should be pointed out that in another embodiment (not shown), not all clamping jaws are necessary 6 attached to a chuck 3 are provided, movable or movable clamping jaws 6 have to be. For example, it can be done with a small and cheap shaped workpiece 7 completely sufficient if for its support on the chuck 3 only a movable jaw 6 is provided while the rest of the jaw 6 or other jaws 6 stationary with the chuck 3 are connected.

Jede der beiden am Spannfutter 3 gemäß 1 beweglich angebrachten Spannbacken 6 ist mit einem Stift 8 versehen, der sich im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse R der Welle 2 erstreckt und der an seinem der jeweiligen Spannbacke 6 abgewandten Ende mit einer Rampe 9.1 versehen ist.Each of the two on the chuck 3 according to 1 movably mounted clamping jaws 6 is with a pen 8th provided, which is substantially parallel to the axis of rotation R of the shaft 2 extends and at his the respective jaw 6 opposite end with a ramp 9.1 is provided.

Zum Antrieb der beweglichen Spannbacken 6 ist ein Elektromotor 10 in der Form eines Torquemotors in der Welle 2 integriert, wobei der Stator 11 des Elektromotors 10 mit der Welle 2 drehfest verbunden ist. Der Rotor 12 des Elektromotors 10 ist über Wälzlager 13 im Inneren der Welle 2 drehbar gelagert und mit der Außenhülse 14 eines Wälzschraubtriebs 15 in der Form eines Kugelgewindetriebs ebenfalls drehfest verbunden. Wie bei jedem Kugelgewindetrieb sind auch bei dem Kugelgewindetrieb gemäß 1 im Inneren der Außenhülse 14 eine Schubstange 16 angeordnet und eine Mehrzahl von Wälzkörpern 17 vorgesehen, die zwischen der Schubstange 16 und der Außenhülse 14 in in den Innenmantel der Außenhülse 14 und in den Außenmantel der Schubstange 16 eingelassenen und jeweils eine Gewindesteigung habenden Laufbahnen abrollen. To drive the movable jaws 6 is an electric motor 10 in the form of a torque motor in the shaft 2 integrated, with the stator 11 of the electric motor 10 with the wave 2 rotatably connected. The rotor 12 of the electric motor 10 is about rolling bearings 13 inside the shaft 2 rotatably mounted and with the outer sleeve 14 a Wälzschraubtriebs 15 also rotatably connected in the form of a ball screw. As with any ball screw are also in the ball screw according to 1 inside the outer sleeve 14 a push rod 16 arranged and a plurality of rolling elements 17 provided between the push rod 16 and the outer sleeve 14 in the inner jacket of the outer sleeve 14 and in the outer jacket of the push rod 16 unrolled raceways that each have a thread pitch.

Das dem Kugelgewindetrieb abgewandte Ende der Schubstange 16 ist drehfest mit einem Übertragungsorgan 18 verbunden, welches für jede bewegliche Spannbacke 6 mit einer Stange 19 versehen ist, die sich im Wesentlichen rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung der Schubstange 16 innerhalb der Spannfutters 3 erstreckt. Jedes freie Ende jeder Stange 18 ist mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Rampe 9.2 versehen, wobei die Rampe 9.2. zu der Rampe 9.1 komplementär angeordnet ist und die Schräge 20.1 der Rampe 9.1 und die Schräge 20.2 der Rampe 9.2 zueinander in Gleitkontakt stehen.The ball screw away from the end of the push rod 16 is non-rotatable with a transmission element 18 connected, which for each movable jaw 6 with a pole 19 is provided, which is substantially perpendicular to the extension direction of the push rod 16 inside the chuck 3 extends. Every free end of each bar 18 is with a ramp extending in the axial direction 9.2 provided, with the ramp 9.2 , to the ramp 9.1 is arranged complementary and the slope 20.1 the ramp 9.1 and the slope 20.2 the ramp 9.2 to each other in sliding contact.

Wird nun der Elektromotor in Drehung (angedeutet durch den Kurvenpfeil K2) versetzt, dreht sich mit ihm die Außenhülse 14 des Wälzschraubtriebs 15, womit die Schubstange 16, welche drehfest, aber axial verschiebbar (angedeutet durch den Doppelpfeil D2) in der Welle 2 angeordnet ist, durch die Wirkung der Gewindesteigungen der Laufbahnen und der darin abrollenden Wälzkörper 17 aus der Außenhülse 15 herausgeschraubt wird. Dieses Herausschrauben der Schubstange 16 aus der Außenhülse 14 bewirkt, dass es zu einer größeren Überdeckung der beiden Rampen 9.1, 9.2 in axialer Richtung kommt und die Spannbacken 6 gegen die Wirkung einer Feder 21 von einer Position 1 (P1) in die in 1 gezeigte Position 2 (P2) bewegt werden, in welcher dann das Werkstück 7 sicher von den Spannbacken 6 am Spannfutter 3 gehalten wird. Now, if the electric motor in rotation (indicated by the curve arrow K2) is offset, rotates with him the outer sleeve 14 the Wälzschraubtriebs 15 , bringing the push rod 16 , which rotatably, but axially displaceable (indicated by the double arrow D2) in the shaft 2 is arranged, by the action of the thread pitches of the raceways and the rolling elements rolling therein 17 from the outer sleeve 15 is unscrewed. This unscrewing the push rod 16 from the outer sleeve 14 causes a greater overlap of the two ramps 9.1 . 9.2 in the axial direction comes and the jaws 6 against the action of a spring 21 from a position 1 (P1) to the in 1 shown position 2 (P2) are moved, in which then the workpiece 7 sure of the jaws 6 on the chuck 3 is held.

Soll nun das Werkstück 7 wieder vom Spannfutter 3 gelöst werden, muss lediglich die Drehrichtung des Elektromotors 10 umgekehrt werden. Dies bewirkt, dass durch die Drehungsumkehr die Schubstange 16 in die Außenhülse 14 eingeschraubt wird, sich die gegenseitige Überdeckung der jeweils zueinander komplementären Rampen 9.1, 9.2 der beweglichen Spannbacken 6 in axialer Richtung verringert wird und die Feder 21 die Spannbacken 6 von der Position 2 (P2) in die Position 1 (P1) verbringt. Letztes ist in 2 gezeigt. Should now the workpiece 7 back from the chuck 3 be solved, only the direction of rotation of the electric motor 10 be reversed. This causes the push rod to turn by reversing the rotation 16 in the outer sleeve 14 is screwed, the mutual overlap of each complementary ramps 9.1 . 9.2 the movable jaws 6 is reduced in the axial direction and the spring 21 the jaws 6 from position 2 (P2) to position 1 (P1). Last is in 2 shown.

Übergreifen – so wie in den 1 und 2 dargestellt – die Rampen 9.2 die mit den Spannbacken 6 über die Stifte 8 verbundenen Rampen 9.1 in axialer Richtung, ist nicht nur ein gegenseitiges Abgleiten der Schrägen 20.1, 20.2 der Rampen 9.1, 9.2 während der Verstellung der Spannbacken 6 gewährleistet, sondern es wird auch sichergestellt, dass Fliehkräfte, die bei Versetzung der Welle 2 in Drehung auf die in radialer Richtung beweglichen Rampen 9.1 wirken, nicht bewirken, dass die Rampen 9.1 ihren durch die Stellung der Schubstange 16 vorgegebenen radialen Abstand zur Rotationsachse R ändern. Overreach - as in the 1 and 2 shown - the ramps 9.2 the with the jaws 6 over the pins 8th connected ramps 9.1 in the axial direction, is not just a mutual sliding of the slopes 20.1 . 20.2 the ramps 9.1 . 9.2 during the adjustment of the clamping jaws 6 ensures, but it also ensures that centrifugal forces at displacement of the shaft 2 in rotation on the radially movable ramps 9.1 act, do not cause the ramps 9.1 their by the position of the push rod 16 change predetermined radial distance to the axis of rotation R.

Nur der Vollständigkeit sei darauf hingewiesen, dass zumindest die Schubstange 16, die Stangen 19 und die Stifte 8 in entsprechenden – allerdings nicht gezeigten – Führungen angeordnet sind, die durch ein geringes Spiel die zuvor näher beschriebenen Bewegungen nicht oder nur in sehr geringem Maße behindern. Only completeness should be noted that at least the push rod 16 , the rods 19 and the pins 8th are arranged in corresponding - but not shown - guides that do not hinder or only to a very small extent by a small game previously described in more detail movements.

In 3 ist eine Bremseinrichtung 22 gezeigt, welche eine gegebene Selbsthemmung des Wälzschraubtriebs 15 unterstützt oder aber vollständig ersetzt. In 3 is a braking device 22 shown which a given self-locking of the Wälzschraubtriebs 15 supported or completely replaced.

Dazu ist der Rotor 12 des Elektromotors 10 mit einem ersten Bremselement 22.1 in der Form einer Bremsscheibe 23 versehen, welche sich im Wesentlichen radial zur Rotationsachse R erstreckt und in eine in der Welle 2 bereitgestellte umlaufende Nut 24 eingreift. Ferner ist in der Nut 23 ein zweites Bremselement 22.2 angeordnet, welches einen Bremsklotz 25, eine Schließfeder 26 und eine Bremsstange 27 umfasst. Um einen Reibschluss zwischen dem Bremsklotz 25 und der Bremsschreibe 23 herzustellen, wird der Bremsklotz 25 von der Schließfeder 26, die sich an der Nut 24 abstützt, gegen die Bremsscheibe 23 gedrückt. Soll der Reibschluss zwischen der Bremsscheibe 23 und dem Bremsklotz 25 aufgehoben werden, ist ein Elektromagnet 28 in der Welle 2 vorgesehen. Der Elektromagnet 28 wird von einer mit dem Bremsklotz 25 verbundenen Abtriebstange 28 aus ferromagnetischem Material durchragt. Wird nun der Elektromagnet 28 bestromt, wird der Bremsklotz 25 gegen die Wirkung der Schließfeder 26 von der Bremsscheibe 23 abgehoben (angedeutet durch den Pfeil P3). Endet die Stromversorgung, wird der Bremsklotz 25 wieder von der Schließfeder 26 auf die Bremsscheibe 23 gedrückt und verhindert so eine unerwünschte Relativbewegung zwischen Außenhülse 14 und Schubstange 16. This is the rotor 12 of the electric motor 10 with a first brake element 22.1 in the form of a brake disc 23 which extends substantially radially to the rotation axis R and into one in the shaft 2 provided circumferential groove 24 intervenes. Furthermore, in the groove 23 a second brake element 22.2 arranged, which is a brake pad 25 , a closing spring 26 and a brake rod 27 includes. To a frictional engagement between the brake pad 25 and the brake note 23 The brake pad is made 25 from the closing spring 26 that are at the groove 24 supported, against the brake disc 23 pressed. If the frictional engagement between the brake disc 23 and the brake pad 25 is an electromagnet 28 in the wave 2 intended. The electromagnet 28 gets from one with the brake pad 25 connected output rod 28 protrudes from ferromagnetic material. Will now be the electromagnet 28 energized, the brake pad becomes 25 against the action of the closing spring 26 from the brake disc 23 lifted (indicated by the arrow P3). Ends the power supply, the brake pad 25 again from the closing spring 26 on the brake disc 23 pressed and thus prevents unwanted relative movement between the outer sleeve 14 and push rod 16 ,

Aus 3 ist ferner entnehmbar, dass sowohl der Elektromotor 10 als auch der Elektromagnet 27 über Versorgungsleitungen 29 schaltbar mit einer Stromquelle G verbindbar ist. Wird der Stromkreis über den Schalter 30 geschlossen, werden durch die in 3 gezeigte einfache Verschaltung der Versorgungsleitungen 29 der Elektromotor 10 und der Elektromagnet 27 zeitgleich mit Strom versorgt. Dies führt dazu, dass Reibschluss zwischen der Bremsscheibe 23 und dem Bremsklotz 25 immer dann aufgehoben ist, wenn der Elektromotor 10 anläuft. Out 3 it can also be seen that both the electric motor 10 as well as the electromagnet 27 via supply lines 29 switchable with a power source G is connectable. Is the circuit via the switch 30 closed, by the in 3 shown simple interconnection of the supply lines 29 the electric motor 10 and the electromagnet 27 at the same time supplied with electricity. This causes the frictional engagement between the brake disc 23 and the brake pad 25 is always lifted when the electric motor 10 starts.

Im Vergleich zu den Ausführungen gemäß 1 und 2 ist die Spannfutteranordnung 1 mit drei Sensoren 31.1, 31.2, 31.3 und einer Auswerte- und Ansteuerschaltung 32 versehen. Dabei werden von dem Sensor 31.1 die Umdrehungen des Rotors 12 bzw. der Außenhülse 14 gegenüber der Welle 2 ermittelt und an die Auswerte- und Ansteuerschaltung 32 übermittelt. Mit dem Sensor 31.2, welcher wie der Sensor 31.1 nur schematisch gezeigt ist, wird die Stauchung der Schubstange 16 erfasst, wenn ein Werkstück 7 mittels der Spannbacken 6 am Spannfutter 3 eingespannt ist.Compared to the versions according to 1 and 2 is the chuck arrangement 1 with three sensors 31.1 . 31.2 . 31.3 and an evaluation and control circuit 32 Mistake. It will be from the sensor 31.1 the revolutions of the rotor 12 or the outer sleeve 14 opposite the wave 2 determined and to the evaluation and control circuit 32 transmitted. With the sensor 31.2 which is like the sensor 31.1 is shown only schematically, the compression of the push rod 16 detected when a workpiece 7 by means of the clamping jaws 6 on the chuck 3 is clamped.

Die von den Sensoren 31.1, 31.2 erfassten Werte können in der Auswerte- und Ansteuerungsschaltung 32 in vielfältiger Weise ausgewertet und genutzt werden. Soll beispielsweise sichergestellt werden, dass die von den Spannbacken 6 eingespannten Werkstücke 7 von diesen immer mit einer gleich großen Kraft beaufschlagt werden, ist es sehr vorteilhaft, dazu nur die Informationen zu nutzen, die von dem (Stauchungs-)Sensor 31.2 bereitgestellt werden. Dies insbesondere dann, wenn die Abmessungen der Werkstücke 7, die nach dem Einspannen in das Spannfutter 3 bearbeitet werden sollen, Schwankungen unterliegen und eine Bestimmung der Einspannkräfte über eine Messung der Drehzahl des Rotors 12 bzw. der Außenhülse 14 und dem daraus resultierenden Verfahrweg der Schubstange 16 nicht genau genug ist. Unterliegen allerdings die Werkstücke 7 keinen Abmessungsschwankungen oder ist eine geringe Schwankungsbreite der Spannkräfte zulässig, kann es auch ausreichend sein, nur einen (Drehzahl-)Sensor 31.1 vorzusehen, um dann aus der Anzahl der vollführten Drehungen des Rotors 12 oder der Außenhülse 14 auf den Verfahrweg der Schubstange 16 und damit auf die auf die jeweiligen Werkstücke 7 wirkenden Einspannkräfte zu schließen. The ones from the sensors 31.1 . 31.2 recorded values can in the evaluation and control circuit 32 evaluated and used in a variety of ways. For example, make sure that the jaws 6 clamped workpieces 7 Of these are always subjected to an equal force, it is very advantageous to use only the information from the (upset) sensor 31.2 to be provided. This is especially true if the dimensions of the workpieces 7 after clamping in the chuck 3 are subject to fluctuations and a determination of the clamping forces via a measurement of the rotational speed of the rotor 12 or the outer sleeve 14 and the resulting travel path of the push rod 16 not accurate enough. However, subject to the workpieces 7 no dimension fluctuations or a small range of variation of the clamping forces is allowed, it may be sufficient, only one (speed) sensor 31.1 provide, then from the number of completed rotations of the rotor 12 or the outer sleeve 14 on the travel path of the push rod 16 and thus on the respective workpieces 7 to close acting clamping forces.

Auch kann der (Stauchungs-)Sensor 31.2 zusammen mit dem die Welle 2 überwachenden (Drehzahl-)Sensor 31.3 dazu genutzt werden, um die Spannkräfte zwischen den Spannbacken 6 während der Bearbeitung eines Werkstücks 7 zu verändern. Dies kann beispielsweise dann notwendig werden, wenn etwa während der Grobbearbeitung eines Werkstücks 7 hohe Spannkräfte erforderlich und auch zugelassen sind, aber mit zunehmendem Materialabtrag eine Beibehaltung der ehemals hohen Spannkräfte zu einer Beschädigung des Werkstücks 7 führen kann. Da der Fortschritt der Bearbeitung eines Werkstücks 7, welches mittels Spannbacken 6 im oder am Spannfutter 3 eingespannt ist, sehr leicht anhand der vom (Drehzahl-)Sensor 31.3 gelieferten Daten in der Auswerte- und Ansteuerungsschaltung 32 ermittelt werden kann, kann anhand der erfassten Drehzahlen in der Auswerte- und Ansteuerungsschaltung 32 ein Impuls ausgelöst werden, der über die Steuerleitung 33 den Elektromotor 10 zur Reduzierung der Spannkräfte in Drehung versetzt. Also, the (compression) sensor 31.2 along with the the shaft 2 monitoring (speed) sensor 31.3 used to tighten the clamping forces between the jaws 6 while processing a workpiece 7 to change. This may become necessary, for example, when, for example, during rough machining of a workpiece 7 high clamping forces are required and also allowed, but with increasing material removal maintaining the formerly high clamping forces to damage the workpiece 7 can lead. As the progress of machining a workpiece 7 , which by means of clamping jaws 6 in or on the chuck 3 clamped, very easily on the basis of the (speed) sensor 31.3 supplied data in the evaluation and control circuit 32 can be determined based on the detected speeds in the evaluation and control circuit 32 a pulse will be triggered via the control line 33 the electric motor 10 rotated to reduce the clamping forces.

Schließlich können die Sensoren 31.2, 31.3 und die Auswerte- und Ansteuerungsschaltung 32 auch genutzt werden, um Fliehkräfte zu kompensieren. Ist beispielsweise der Spanndruck, der auf das jeweils eingespannte Werkstück 7 wirken darf, begrenzt, ist aber gleichwohl zur Bearbeitung des Werkstücks eine bestimmte Drehzahl der Welle 2 erforderlich, kann es vorkommen, dass sich durch die Wirkung von Fliehkräften die zu Beginn der Bearbeitung eingestellten – maximal zulässigen – Spannkräfte nach anlegen der erforderlichen Drehzahl verringern. Um dies zu unterbinden, werden nach dem Stand der Technik im Spannfutter aufwendige Maßnahmen zur Fliehkraftkompensation vorgesehen. Dieser Aufwand kann nach der Erfindung allerdings unterbleiben, wenn beim Erreichen einer vom Sensor 31.3 erfassten Drehzahl der Welle 2 von der Auswerte- und Ansteuerungsschaltung 32 ein Impuls an den Elektromotor 10 geschickt wird, der diesen zum Nachstellen des Spannkraftverlustes in Drehung versetzt. Natürlich kann der Spannkraftverlust auch nur unter Nutzung des (Stauchungs-)Sensor 31.2 kompensiert werden, wenn bei mittels des (Stauchungs-)Sensor 31.2 detektiertem Spannkraftverlust über eine entsprechende Ansteuerung des Elektromotors 10 dieser so lange bestromt wird, bis der eingetretene Verlust wieder ausgeglichen ist. Finally, the sensors can 31.2 . 31.3 and the evaluation and drive circuit 32 also be used to compensate for centrifugal forces. For example, is the clamping pressure on each clamped workpiece 7 may act limited, but is nevertheless for machining the workpiece a certain speed of the shaft 2 If necessary, the effect of centrifugal forces may reduce the maximum permissible clamping forces set at the beginning of machining after applying the required speed. To prevent this, complex measures for centrifugal force compensation are provided in the chuck according to the prior art. However, this effort can be omitted according to the invention, when reaching one of the sensor 31.3 recorded speed of the shaft 2 from the evaluation and control circuit 32 a pulse to the electric motor 10 is sent, which sets this for adjusting the clamping force loss in rotation. Of course, the loss of clamping force can only by using the (compression) sensor 31.2 be compensated when using the (compression) sensor 31.2 detected clamping force loss via a corresponding control of the electric motor 10 This is energized until the loss occurred is balanced again.

Auch ist es möglich, unter Nutzung der beiden Sensoren 31.1, 31.2 die Teilequalität zu beurteilen. Weicht beispielsweise der Durchmesser des Werkstücks vom Solldurchmesser ab, indem der Istdurchmesser kleiner ist als der Solldurchmesser, ist eine größere Anzahl an Umdrehungen des Rotors 12 bzw. der Außenhülse 14 erforderlich und die erforderliche Spannkraft zwischen den Spannbacken 6 zu erzeugen. Ist der Istdurchmesser des Werkstücks 7 größer als der Solldurchmesser, sind entsprechend weniger Umdrehungen des Rotors 12 bzw. der Außenhülse 14 erforderlich, um die gewünschte Spannkraft zu erzeugen. Werden daher die Anzahl der Drehungen vom Sensor 31.1 überwacht und gleichzeitig die Stauchung der Schubstange 16 vom Sensor 31.2 detektiert, können von der Auswerte- und Ansteuerungsschaltung 32 derartige Durch-messerabweichungen etwa auf einem Display dargestellt oder auch dazu genutzt werden, dass vom Solldurchmesser ungünstig abweichende Werkstücke erst gar nicht bearbeitet werden. It is also possible to use the two sensors 31.1 . 31.2 to assess the part quality. If, for example, the diameter of the workpiece deviates from the nominal diameter in that the actual diameter is smaller than the nominal diameter, there is a larger number of rotations of the rotor 12 or the outer sleeve 14 required and the required clamping force between the jaws 6 to create. Is the actual diameter of the workpiece 7 larger than the nominal diameter, correspondingly fewer revolutions of the rotor 12 or the outer sleeve 14 required to produce the desired clamping force. Therefore, be the number of rotations of the sensor 31.1 monitors and at the same time the compression of the push rod 16 from the sensor 31.2 can be detected by the evaluation and control circuit 32 such deviations in diameter are displayed on a display, for example, or are also used in such a way that workpieces unfavorably deviating from the nominal diameter are not processed at all.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

: Spannfutteranordnung Chuck assembly
: Welle wave
: Spannfutterchuck
: EndeThe End
: Lager camp
: Spannbackenjaws
: Werkstückworkpiece
: Stift pen
: Ramperamp
: Elektromotor electric motor
: Stator stator
: Rotor rotor
: Wälzlager roller bearing
: Außenhülse outer sleeve
: Wälzschraubtrieb rolling screw drive
: Schubstange pushrod
: Wälzkörper rolling elements
: Übertragungsorgantransmission member
: Stange pole
: Schräge slope
: Feder feather
22.1, 22.222.1, 22.2: Bremselement braking element
2323: Bremsscheibe brake disc
2424: Nut groove
2525: Bremsklotzbrake pad
2626: Schließfeder closing spring
2727: Bremsstange brake rod
2828: Elektromagnet electromagnet
2929: Versorgungsleitungensupply lines
3030: Schalter switch
31.1, 31.2, 31.331.1, 31.2, 31.3: Sensorensensors
3232: Auswerte- und Ansteuerschaltung Evaluation and control circuit
3333: Steuerleitung control line

Claims

Clamping jaw drive with a shaft ( 2 ), which is rotatably mounted, with a chuck ( 3 ), which ends with one ( 4 ) the wave ( 2 ) is rotatably connected, with at least one clamping jaw ( 6 ) with the chuck ( 3 ) is movably connected, and with a drive, which on the movable jaws ( 6 ), characterized in that the drive is a rotor ( 12 ) and a stator ( 11 ) Identifying electric motor ( 10 ) is that the stator ( 11 ) rotatably with the shaft ( 2 ), that the rotor ( 12 ) with a Wälzschraubtrieb ( 15 ), which controls the rotational movement of the rotor ( 12 ) in a longitudinal movement, and that within the shaft ( 2 ) and / or the chuck ( 3 ) a transmission element ( 18 ) is arranged, which the longitudinal movement of the Wälzschraubtriebs ( 18 ) on the movable jaws ( 6 ) to move them from a first to a second position.

Clamping jaw drive according to claim 1, characterized in that the electric motor ( 10 ) is a torque motor.

Clamping jaw drive according to claim 1 or 2, characterized in that the Wälzschraubtrieb ( 18 ) is a ball screw.

Clamping jaw drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the rotor ( 12 ) a first brake element ( 22.1 ) is attached, that a second brake element ( 22.2 ) provided by a closing spring ( 26 ) located on the stator ( 11 ) and / or the wave ( 2 ) is supported, against the first brake element ( 22.1 ) is that a solenoid ( 28 ) is provided, which in the energized state, the first brake element ( 22.1 ) of the second brake element ( 22.2 ) against the action of the closing spring ( 26 ) takes off.

Clamping jaw drive according to claim 4, characterized in that the electric motor ( 10 ) and the electromagnet ( 28 ) via supply lines ( 29 ) and that the supply lines ( 29 ) of electric motor ( 10 ) and electromagnet ( 28 ) are connected to one another in such a way that when the electric motor is energized ( 10 ) at the same time the electromagnet ( 28 ) is energized.

Clamping jaw drive according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a sensor ( 31.2 ) provided between the clamping jaws ( 6 ) acting clamping forces determined that at least one other sensor ( 31.1 . 31.3 ) is provided, the number of revolutions of a rotating part ( 2 . 12 . 14 ) detects that the sensors ( 31.1 . 31.2 . 31.3 ) with an evaluation and control circuit ( 32 ) and that the evaluation and control circuit ( 32 ) and between an evaluation and control circuit ( 32 ) and electric motor ( 10 ) extending control line the rotation of the electric motor ( 10 ) is controllable.

Clamping jaw drive according to claim 6, characterized in that the sensor ( 31.2 ) the compression of a component ( 16 ) detected.