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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Lage eines Werkzeugs oder Werkzeugträgers an einer Arbeitsspindel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Vorrichtung ist aus der
DE 10 2009 005 745 A1 bekannt. Als Sensor wird dort ein Mikrowellenresonator verwendet, bei dem ein Teil der Innenoberfläche durch einen Abschnitt der Oberfläche des Werkzeugs oder Werkzeugträgers gebildet wird, die bei korrekter Einspannung des Werkzeugs oder Werkzeugträgers in der Arbeitsspindel unmittelbar an einer Oberfläche der Arbeitsspindel anliegt. Bei einer Fehleinspannung, die insbesondere durch das Vorhandensein eines Spans im Bereich der Werkzeuganlageflächen der Arbeitsspindel verursacht werden kann, besteht zwischen den normalerweise unmittelbar aneinander anliegenden Oberflächen der Arbeitsspindel und des Werkzeugs oder Werkzeugträgers ein Spalt und somit einen Versatz der als Innenoberfläche des Mikrowellenresonators fungierenden Oberfläche des Werkzeugs oder Werkzeugträgers gegenüber ihrer normalen Position. Dieser Versatz bewirkt eine Verschiebung der Resonanzfrequenz des Mikrowellenresonators, die anhand einer Reflexionsmessung detektiert werden kann. In der obengenannten Schrift wird die Funktionsweise eines solchen Sensors einschließlich der Reflexionsmessung im Detail erläutert.
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In Anbetracht dieses Standes der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Überwachung der Lage eines Werkzeugs oder Werkzeugträgers zu schaffen, die sich durch eine erhöhte Zuverlässigkeit bei der Erkennung einer fehlerhaften Position eines in einer Arbeitsspindel eingespannten Werkzeugs oder Werkzeugträgers auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist bei einer gattungsgemäßen Überwachungsvorrichtung der Sensor im Bereich des Übergangs zwischen dem Hohlkegel und der ebenen Oberfläche an der Frontseite der Arbeitsspindel angeordnet und das von ihm abgegebene Messsignal hängt von dem jeweiligen Abstand des Werkzeugs oder Werkzeugträgers sowohl von der Oberfläche des Hohlkegels, als auch von der ebenen Oberfläche an der Frontseite der Arbeitsspindel ab. Hierdurch kann mit einem einzigen Sensor sowohl die Plananlage an der Frontseite der Arbeitsspindel, als auch die Anlage des Konus des Werkzeugs oder Werkzeugträgers im Hohlkegel der Arbeitsspindel überwacht werden, wodurch gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik die Zuverlässigkeit der Überwachung des korrekten Spannzustandes deutlich erhöht werden kann, und zwar ohne dass hierzu mehr Sensoren benötigt werden. Vielmehr wird die Steigerung der Zuverlässigkeit in Form der Überwachung zweier verschiedener Kriterien allein durch eine geschickte Anordnung und Auslegung des Sensors erzielt.
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Vorteilhafterweise weist der Sensor zwei voneinander separate Oberflächenabschnitte und auf, an denen im korrekt gespannten Zustand des Werkzeugs oder Werkzeugträgers jeweils ein Oberflächenabschnitt des Werkzeugs oder Werkzeugträgers anliegt, und das Ausgangssignal des Sensors wird durch einen Spalt zwischen jedem einzelnen der Oberflächenabschnitte des Sensors und dem jeweils zugeordneten Oberflächenabschnitt des Werkzeugs oder Werkzeugträgers verändert. Hierdurch kann in einfacher Weise eine Empfindlichkeit eines einzigen Sensors in zwei verschiedenen Richtungen realisiert werden.
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Bevorzugt wird der Sensor durch einen Einsatz gebildet, der in einen Hohlraum in der Arbeitsspindel eingefügt und darin befestigt ist. Er kann in diesem Fall weitgehend separat von der Arbeitsspindel vorgefertigt werden, was seine Herstellung vereinfacht und kostengünstig macht.
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Um dem Sensor eine Empfindlichkeit in zwei zueinander nahezu orthogonalen Richtungen zu verleihen, ist es zweckmäßig, wenn der Einsatz bis auf seinen dem Werkzeug oder Werkzeugträger zugewandten Endbereich die Form eines Zylinders hat, dessen Längsachse schräg zur Längsachse der Arbeitsspindel steht, und wenn der dem Werkzeug oder Werkzeugträger zugewandte Endbereich des Einsatzes der Form des Übergangs zwischen der Oberfläche des Hohlkegels der Arbeitsspindel und der ebenen Oberfläche an deren Frontseite entspricht. Der Hohlraum, in dem der Sensor aufgenommen ist, kann in diesem Fall durch eine einfache schräge Bohrung in der Arbeitsspindel ausgeführt werden und die äußere Form der Werkzeugaufnahme der Arbeitsspindel erfährt durch den Einbau des Sensors keine Veränderung.
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Besonders günstig ist es, wenn die Form des dem Werkzeug oder Werkzeugträger zugewandten Endbereiches des Einsatzes zumindest teilweise durch eine materialabtragende Bearbeitung nach dem Einbau des Einsatzes in den Hohlraum in der Arbeitsspindel zusammen mit einer Bearbeitung der Oberfläche des Hohlkegels der Arbeitsspindel und der ebenen Oberfläche an deren Frontseite hergestellt ist. Hierdurch kann einerseits eine perfekte Übereinstimmung der Form des Endbereiches des Einsatzes mit den angrenzenden Oberflächenbereichen der Frontseite und des Hohlkegels der Arbeitsspindel gewährleistet werden und andererseits vereinfacht sich dadurch die passende Formgebung des Endbereiches des Einsatzes.
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Bevorzugt handelt es sich bei dem Sensor um einen Mikrowellenresonator, der in der Arbeitsspindel so angeordnet ist, dass im korrekt gespannten Zustand des Werkzeugs oder Werkzeugträgers sowohl ein Abschnitt der konischen Oberfläche des Schaftes des Werkzeugs oder Werkzeugträgers, als auch ein Abschnitt der ebenen Oberfläche des Werkzeugs oder Werkzeugträgers jeweils einen Teil des Innenoberfläche des Mikrowellenresonators bildet. Jede Abweichung der Lage einer von beiden besagten Oberflächen des Werkzeugs bzw. Werkzeugträgers führt in diesem Fall zu einer Verstimmung des Mikrowellenresonators, d.h. zu einer Verschiebung seiner Resonanzfrequenz, die in einfacher Weise mit hoher Genauigkeit detektiert werden kann.
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Eine zweckmäßige Realisierung eines Sensors als Mikrowellenresonator besteht darin, dass dieser aus einem Einsatz besteht, der ein becherförmiges Metallteil und ein dieses ausfüllendes Dielektrikum aufweist, wobei der dem Werkzeug oder Werkzeugträger zugewandte Endbereich des Einsatzes durch einen aus dem becherförmigen Metallteil herausragenden Teil des Dielektrikums gebildet wird. Diese Konstruktion vereinfacht sowohl die Vormontage des Mikrowellenresonators, als auch seinen Einbau in die Arbeitsspindel.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn der aus dem becherförmigen Metallteil herausragende Teil des Dielektrikums eine leitfähige Beschichtung aufweist, die einen Teil der Innenoberfläche des Mikrowellenresonators bildet. Eine solche leitfähige Beschichtung kann kostengünstig mit üblichen Methoden zur metallischen Oberflächenbeschichtung wie Sputtern oder Aufdampfen hergestellt werden.
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Der Anschluss des Mikrowellenresonators an eine externe Messeinrichtung erfolgt zweckmäßigerweise durch eine Koaxialleitung, die durch die Arbeitsspindel zu einem an der Arbeitsspindel angeordneten Teil eines bidirektionalen Mikrowellenkopplers geführt ist, der zur Signalübertragung über den Luftspalt zwischen der Arbeitsspindel und einem Stator, in dem die Arbeitsspindel drehbar gelagert ist, vorgesehen ist, und dessen anderer Teil an dem Stator angeordnet und mit einer Messeinrichtung verbunden ist. Hierbei kann der Außenleiter der Koaxialleitung mit dem becherförmigen Metallteil verbunden sein und der Innenleiter der Koaxialleitung ragt eine vorbestimmte Strecke in das Dielektrikum hinein..
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Bevorzugt sind mehrere Sensoren am Umfang der Arbeitsspindel angeordnet und es ist eine Messeinrichtung mit einer Vergleichseinrichtung vorgesehen, welche das Vorliegen einer fehlerhaften Spannung des Werkzeugs oder Werkzeugträgers anhand eines Vergleichs der Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren detektiert. Hierdurch erhöht sich die Zuverlässigkeit der Erkennung einer fehlerhaften Spannung.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt
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1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Arbeitsspindel mit einem Werkzeugträger,
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2 eine Vergrößerung eines Ausschnitts aus 1,
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3 die obere Hälfte der Seitenansicht von 1 mit einem Sensor einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung in der Arbeitsspindel,
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4 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts aus 3 und
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5 eine vergrößerte Längsschnittansicht eines Sensors einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung.
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1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Arbeitsspindel 1 mit einem Werkzeugträger 2, in dem ein Werkzeug 3 aufgenommen ist. Die Arbeitsspindel 1 ist Bestandteil einer nicht dargestellten Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Werkzeugmaschine. Die Arbeitsspindel 1 weist an ihrer Stirnseite eine ringförmige ebene Oberfläche 4 auf, an welcher eine ebenfalls ringförmige ebene Oberfläche 5 des Werkzeugträgers 2 im korrekt in der Arbeitsspindel 1 gespannten Zustand des Werkzeugträgers 2 plan anliegt. Beide ebenen Oberflächen 4 und 5 verlaufen dann senkrecht zur Drehachse der Arbeitsspindel 1. Die Verwendung eines Werkzeugträgers 2 ist optional. Es könnte auch das hintere Ende des Werkzeugs 3 so geformt sein, dass es unmittelbar in der Arbeitsspindel 1 gespannt werden kann.
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Ein hinterer Abschnitt 6 des Werkzeugträgers 2 hat eine konische Form und ist dazu bestimmt, beim Spannen des Werkzeugträgers 2 in einen in der Arbeitsspindel 1 ausgebildeten Hohlkegel eingezogen zu werden. Im korrekt gespannten Zustand des Werkzeugträgers 2 liegt an der Oberfläche 7 des Hohlkegels der Arbeitsspindel 1 eine konische Oberfläche 8 des Werkzeugträgers 2 an.
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Ein Spalt zwischen der Arbeitsspindel 1 und dem Werkzeugträger 2 sowohl im Hohlkegel, als auch an der Frontseite ist in 1 nur dargestellt, um eine eindeutige Unterscheidung der aneinander anliegenden Oberflächen der verschiedenen Teile zu ermöglichen. Im gespannten Zustand ist dieser Spalt nicht mehr vorhanden. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 1, in dem der Übergangsbereich 9 zwischen der Frontseite der Arbeitsspindel 1 und dem inneren Hohlkegel deutlicher zu sehen ist. Der Übergangsbereich 9 ist in den 2 bis 4 durch einen gestrichelten Kreis gekennzeichnet. In 2 ist erkennbar, dass die ebene Oberfläche 4 und die die Oberfläche 7 des Hohlkegels der Arbeitsspindel 1 keine scharfe Kante bilden, sondern die Oberfläche der Arbeitsspindel 1 innerhalb des Übergangsbereichs 9 abgeschrägt ist, d.h. eine Fase 10 aufweist.
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Durch eine Verschmutzung entweder zwischen den ebenen Anlageflächen 4 und 5 oder zwischen den kegelförmigen Anlageflächen 7 und 8, die insbesondere durch bei der Bearbeitung eines Werkstücks anfallende Späne erfolgen kann, wird der flächige Kontakt der Anlageflächen 4 und 5 und/oder 7 und 8 miteinander verhindert und tatsächlich ein Spalt verursacht, der in der Regel unsymmetrisch sein wird, so dass der Werkzeugträger 2 und folglich auch das Werkzeug 3 gegenüber seiner korrekten Lage bezüglich der Drehachse der Arbeitsspindel 1 gekippt sein wird. Bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit einem solchermaßen schrägstehenden Werkzeug 3 ist kein maßhaltiges Ergebnis, sondern Ausschuss zu erwarten.
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Um die korrekte Lage des Werkzeugträgers 2 gegenüber der Arbeitsspindel 1 umfassend zu überwachen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sowohl die Anlage der ebenen Oberflächen 4 und 5 der Arbeitsspindel 1 und des Werkzeugträgers 2 aneinander, als auch die Anlage der kegelförmigen Oberflächen 7 und 8 der Arbeitsspindel 1 und des Werkzeugträgers 2 aneinander überwacht wird, und zwar zur Minimierung des sensorischen Aufwandes mittels eines einzigen Sensors 11, der im Bereich des Übergangs 9 zwischen der ebenen Anlagefläche 4 an der Frontseite der Arbeitsspindel 1 und der Oberfläche 7 des Hohlkegels im Inneren der Arbeitsspindel 1 angeordnet ist, wie es 3 zeigt. Der Sensor 11 besitzt aufgrund seiner Anordnung und seiner internen Auslegung sowohl eine Empfindlichkeit gegenüber der Position der ebenen Anlagefläche 5 des Werkzeugträgers 2 bezüglich der ebenen Anlagefläche 4 der Arbeitsspindel 1, als auch eine Empfindlichkeit gegenüber der Position der kegelförmigen Anlagefläche 8 des Werkzeugträgers 2 bezüglich der kegelförmigen Anlagefläche 7 der Arbeitsspindel 1.
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4 zeigt analog zu 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 3, in dem der Übergangsbereich 9 zwischen der Frontseite der Arbeitsspindel 1 und dem inneren Hohlkegel mit dem dort eingebauten Sensor 11 deutlicher zu sehen ist. Dort ist erkennbar, dass der Übergangsbereich 9 mit der Fase 10 zwischen der ebenen Anlagefläche 4 an der Frontseite der Arbeitsspindel 1 und der Oberfläche 7 des Hohlkegels der Arbeitsspindel 1 nunmehr durch eine entsprechend abgeschrägte Oberfläche des Sensors 11 gebildet wird, und dass ein Oberflächenabschnitt des Sensors 11 eine Fortsetzung der ebenen Anlagefläche 4 an der Frontseite der Arbeitsspindel 1 und ein anderer Oberflächenabschnitt des Sensors 11 eine Fortsetzung der Oberfläche 7 des Hohlkegels der Arbeitsspindel 1 bildet.
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Eine vergrößerte Darstellung einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Sensors 11 in einer der Einbaulage gemäß 4 entsprechenden Lage zeigt 5 als Längsschnittansicht, der Übersichtlichkeit halber ohne Schraffur. Es handelt sich dabei um einen Mikrowellenresonator, der aus einem becherförmigen Metallteil 12 mit einer Öffnung im Boden und mit einer Füllung aus einem Dielektrikum 13 besteht. Zur Einkopplung eines Mikrowellensignals ist eine Koaxialleitung 14 vorgesehen, die sich in die Öffnung im Boden des becherförmigen Metallteils 12 hinein erstreckt. Der Außenleiter 15 der Koaxialeitung 14 ist mit dem becherförmigen Metallteil 12 verbunden und der Innenleiter 16 ragt eine bestimmte Strecke in das Dielektrikum 13 im Inneren des becherförmigen Metallteils 12 hinein. Die Koaxialleitung 14 ist zu einem an der Arbeitsspindel 1 angeordneten Teil eines bidirektionalen Mikrowellenkopplers geführt, dessen anderer Teil an einem Stator angeordnet ist, in dem die Arbeitsspindel 1 drehbar gelagert ist, und der die Signalübertragung über den Luftspalt zwischen der Arbeitsspindel 1 und dem Stator bewerkstelligt.
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Den Abschluss des Mikrowellenresonators auf der offenen Seite des becherförmigen Metallteils 12 bildet eine metallische Beschichtung 17 des Dielektrikums 13. Die Empfindlichkeit in zwei verschiedenen Richtungen erhält der Sensor 11 dadurch, dass seine ursprünglich zylindrische Form im Bereich der offenen Seite des becherförmigen Metallteils 12 durch einen Materialabtrag mittels Fräsens oder Schleifens an die Form, die der Übergangsbereich 9 ohne den Sensor 11 entsprechend der Darstellung in 2 hätte, angepasst wird. Dieser Materialabtrag erfolgt im Zuge der ohnehin nötigen Bearbeitung, durch welche die Arbeitsspindel 1 an ihrer Frontseite und in ihrem Hohlkegel die endgültige Form erhält.
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In 5 ist die endgültige Form, die der Sensor 11 nach seinem Einbau in die Arbeitsspindel 1 durch besagten Materialabtrag erhält, durch gestrichelte Linien angedeutet. Dabei stellt die senkrechte gestrichelte Linie eine senkrecht zur Ansichtsebene stehende ebene Fläche 18 dar, in der sich im eingebauten Endzustand des Sensors 11 die ebene Oberfläche 4 an der Frontseite der Arbeitsspindel 1 fortsetzt. Zwischen den zwei annähernd waagrechten gestrichelten Linien befindet sich ein konkaves Kegelmantelsegment 19, in dem sich im eingebauten Endzustand des Sensors 11 die Oberfläche 7 des Hohlkegels der Arbeitsspindel 1 fortsetzt.
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Wie anhand 5 ohne weiteres erkennbar ist, entstehen durch den Materialabtrag im vorderen Bereich des Sensors 11 zwischen dem vorderen Rand des becherförmigen Metallteils 12 und dem verbleibenden Teil der metallischen Beschichtung 17 im mittleren Bereich der Vorderseite des Sensors 11, wo dieser in seinem eingebautem Endzustand die Fase 10 bildet, zwei Oberflächenabschnitte, an denen das Dielektrikum 13 freiliegt und nicht an seiner Oberfläche durch eine Metallschicht bedeckt ist. Dies sind diejenigen Bereiche, in denen die durch die gestrichelten Linien dargestellten Flächen 18 und 19 Oberflächenabschnitte des Dielektrikums 13 bilden.
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Wenn der aus Metall bestehende Werkzeugträger 2 korrekt an der ebenen Fläche 4 an der Vorderseite der Arbeitsspindel 1 anliegt, dann bedeckt seine ebene Oberfläche 5 die freiliegende Oberfläche des Dielektrikums 13, die Teil der ebenen Fläche 18 ist. Wenn der Werkzeugträger 2 korrekt an der Oberfläche 7 des Hohlkegels der Arbeitsspindel 1 anliegt, dann bedeckt seine kegelförmige Oberfläche 8 die freiliegende Oberfläche des Dielektrikums 13, die Teil des Kegelmantelsegments 19 ist. Wenn beide freiliegenden Oberflächenabschnitte des Dielektrikums 13 durch den Werkzeugträger 2 abgedeckt sind, dann ist der als Sensor 11 fungierende Mikrowellenresonator allseitig durch metallische Flächen abgeschlossen und hat eine charakteristische Resonanzfrequenz. Sobald infolge einer fehlerhaften Spannung des Werkzeugträgers 2 zwischen einem der beiden freiliegenden Oberflächenabschnitte des Dielektrikums 13 und dem jeweils zugeordneten Oberflächenabschnitt des Werkzeugträgers 2 ein Spalt entsteht, verschiebt sich die Resonanzfrequenz des Mikrowellenresonators, was durch eine Messeinrichtung anhand einer Reflexionsmessung detektiert werden kann, wie es in dem eingangs genannten Dokument beschreiben ist.
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Anhand einer Verschiebung der Resonanzfrequenz des Sensors 11 kann zwar nicht eindeutig festgestellt werden, ob ein Spalt an der Frontseite der Arbeitsspindel 1 oder im Hohlkegel besteht, doch spielt dies für die in einem solchen Fall nötigen Maßnahmen auch keine Rolle. In beiden Fällen muss der Betrieb der Bearbeitungsmaschine unterbrochen und eine Fehlermeldung abgesetzt werden, die durch das Bedienungspersonal nach einer manuellen Behebung der Fehlerursache, d.h. einer Überprüfung sowohl der Frontseite der Arbeitsspindel, als auch des Hohlkegels auf eine Verschmutzung und Entfernung derselben quittiert werden muss, bevor der Betrieb fortgesetzt werden kann.
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Vorzugsweise sind am Umfang der Arbeitsspindel 1 mehrere, insbesondere drei Sensoren 11 äquidistant zueinander angeordnet. In diesem Fall ergibt sich bei einer Schrägstellung der Mittelachse des Werkzeugträgers 2 gegenüber der Drehachse der Arbeitsspindel 1, wie sie bei einer Klemmung eines oder mehrerer Späne zwischen den normalerweise aneinander anliegenden Oberflächenabschnitten 4 und 5 oder 7 und 8 der Arbeitsspindel 1 und des Werkzeugträgers 2 zu erwarten ist, eine Abweichung zwischen den Resonanzfrequenzen der einzelnen Sensoren 11 untereinander, anhand derer das Vorhandensein einer fehlerhaften Spannung des Werkzeugträgers 2 in einfacher Weise durch einen Vergleich der gemessenen Resonanzfrequenzen untereinander detektiert werden kann. Eine über eine vorgegebene Toleranz hinausgehende Abweichung ist in diesem Fall ein Indiz für eine solche fehlerhafte Spannung des Werkzeugträgers 2.
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Obgleich der vorausgehend anhand 5 beschriebene Mikrowellenresonator eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 11 ist, sind auch andere Ausführungsformen möglich. So könnte beispielsweise ein resistiver Sensor in Form eines Dielektrikums 13 allein ohne das becherförmige Metallteil 12 realisiert werden, wobei einer der Leiter 15 und 16 der Leitung 14 durch das Dielektrikum 13 hindurch mit einer leitfähigen Elektrode im Bereich der Fläche 18 und der andere dieser Leiter 15 und 16 mit einer anderen leitfähigen Elektrode im Bereich der Fläche 19 verbunden wäre. Die Fase 10 wäre in diesem Fall nicht mit einer leitenden Schicht 17 versehen, sondern dort würde das Dielektrikum 13 freiliegen und die beiden Elektroden voneinander isolieren. Durch die Anlage eines metallischen Werkzeugträgers 2 an den Oberflächenabschnitten 18 und 19 würde in diesem Fall eine leitfähige Verbindung zwischen den Elektroden und damit auch zwischen den beiden Leitern 15 und 16 hergestellt, die durch das Entstehen eines Spaltes an mindestens einer der beiden Flächen 18 und/oder 19 unterbrochen würde, wodurch ein solcher Spalt anhand einer einfachen Widerstandsmessung detektierbar wäre.
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Auch könnte beispielsweise ein kapazitiver Sensor in Form eines Dielektrikums 13 allein ohne das becherförmige Metallteil 12 realisiert werden, wobei einer der Leiter 15 und 16 der Leitung 14 durch das Dielektrikum 13 hindurch mit einer leitfähigen Elektrode im Bereich der Fläche 18 und der andere dieser Leiter 15 und 16 mit einer anderen leitfähigen Elektrode im Bereich der Fläche 19 verbunden wäre. Die Fase 10 wäre in diesem Fall nicht mit einer leitenden Schicht 17 versehen, sondern dort würde das Dielektrikum 13 freiliegen und die beiden Elektroden voneinander isolieren. Im Gegensatz zu dem vorausgehend beschriebenen resistiven Sensor würden die beiden leitfähigen Elektroden in diesem Fall aber nicht unmittelbar die Oberflächenabschnitte 18 und 19 bilden, sondern sie wären von einer dünnen dielektrischen Beschichtung bedeckt.
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Durch die Anlage eines metallischen Werkzeugträgers 2 an den Oberflächenabschnitten 18 und 19 würde in diesem Fall eine Serienschaltung zweier Kapazitäten zwischen den beiden Leitern 15 und 16 hergestellt. Durch das Entstehen eines Spaltes an mindestens einer der beiden Flächen 18 und/oder 19 würde die Kapazität im Bereich des Spaltes reduziert und folglich die Gesamtkapazität der Serienschaltung merklich reduziert, wodurch ein solcher Spalt anhand einer einfachen Kapazitätsmessung detektierbar wäre. Eine solche Kapazitätsmessung könnte beispielsweise durch eine Brückenschaltung, in welcher die zu messende Kapazität einen Zweig bildet, realisiert werden.
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Auf die Funktionsweise der Messeinrichtung zur Messung der Resonanzfrequenz des Mikrowellenresonators, der die besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors
11 bildet, wurde in der vorausgehenden Beschreibung nicht im einzelnen eingegangen, da hierzu in der eingangs genannten
DE 10 2009 005 745 A1 detaillierte Angaben vorhanden sind, auf die hiermit verwiesen wird. Diese Angaben beziehen sich zwar auf den Einsatz eines Radarsystems als Messeinrichtung und gehen von der Einkopplung eines Mikrowellensignals in den dortigen Mikrowellenresonator durch einen als Hohlleiter wirksamen Kanal aus. Wenn in einem solchen Kanal stattdessen als Wellenleiter eine Koaxialleitung verlegt ist, ändert sich aber lediglich die Ankopplung der Messeinrichtung an den Wellenleiter, während das Funktionsprinzip der Reflexionsmessung dasselbe bleibt. Wie der Luftspalt zwischen der Arbeitsspindel
1 und einem Stator, in dem sie drehbar gelagert ist, bei der Signalübertragung von dem Sensor
11 zu einer Messeinrichtung überwunden werden kann, ist in der
DE 10 2013 100 979 B3 beschrieben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009005745 A1 [0002, 0037]
- DE 102013100979 B3 [0037]
