DE202006015944U1

DE202006015944U1 - Spannfutter

Info

Publication number: DE202006015944U1
Application number: DE202006015944U
Authority: DE
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2016-10-19
Also published as: DE112007003149A5; WO2008046375A1

Abstract

Druckmittelbetätigtes Spannfutter, insbesondere Vorderendfutter, zur Befestigung an der Arbeitspindel einer Werkzeugmaschine, mit einem mit der Arbeitsspindel in Rotation versetzbaren Futterkörper (2) und einem hierin integrierten Spannzylinder (3), in dem zur Betätigung der Spannbacken (4) ein axial zu der Arbeitsspindel verstellbarer Kolben (5) gelagert ist, der den Spannzylinder (3) in eine der Arbeitsspindel zugewandte hintere Kolbenkammer (6) und eine vordere Kolbenkammer (7) unterteilt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mit der Arbeitsspindel rotierenden Futterkörper (2) zur Erfassung sicherheitsrelevanter Parameter mindestens ein Sensor (14) angeordnet ist, der drahtlos mit einer nicht rotierenden Auswerteeinheit (15) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein druckmittelbetätigtes Spannfutter, insbesondere Vorderendfutter, zur Befestigung an der Arbeitspindel einer Werkzeugmaschine, mit einem mit der Arbeitsspindel in Rotation versetzbaren Futterkörper und einem hierin integrierten Spannzylinder, in dem zur Betätigung der Spannbacken ein axial zu der Arbeitsspindel verstellbarer Kolben gelagert ist, der den Spannzylinder in eine der Arbeitsspindel zugewandte hintere Kolbenkammer und eine vordere Kolbenkammer unterteilt.
Ein derartiges druckmittelbetätigtes Spannfutter ist aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung DE 20 2006 014 427.7 bekannt, das sich durch ihre einfache Wartungsmöglichkeit auszeichnet. Zusätzlich ist allerdings in der Praxis der Wunsch entstanden, während des Betriebs des Spannfutters eine bessere Kontrolle des Betriebszustandes zu erzielen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein druckmittelbetätigtes Spannfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, dass das Sicherheitsniveau angehoben werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Spannfutter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in dem mit der Arbeitsspindel rotierenden Futterkörper zur Erfassung sicherheitsrelevanter Parameter mindestens ein Sensor angeordnet ist, der drahtlos mit einer nicht rotierenden Auswerteeinheit verbunden ist.
Dieses Spannfutter zeichnet sich dadurch aus, dass auch in dem rotierenden Futterkörper Daten aufgenommen werden können, ohne dass die mit hoher Drehzahl erfolgende Rotation deren Übertragung an eine im ortsfesten Koordinatensystem der Werkhalle befindliche Auswerteeinheit behindert ist.
Ganz besonders bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, wenn der Sensor zweifach vorgesehen und als ein Drucksensor gestaltet ist und die beiden Drucksensoren der hinteren Kolbenkammer und der vorderen Kolbenkammer zugeordnet sind. Dabei besteht die Möglichkeit einer aktiven Überwachung des Arbeitsdruckes in den Kolbenkammern, und zwar sowohl bei der Innenspannung als auch bei der Außenspannung eines Werkstückes.
Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass der Sensor zur Hubkontrolle des Kolbens einen diesem zugeordneten Kolbenbund durchdringt und zur Erzeugung eines der axialen Stellung des Kolbens proportionalen Signals vorgesehen ist. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den Sensor zur Hubkontrolle mit dem Drucksensor oder den Drucksensoren zu kombinieren.
Der Sensor zur Hubkontrolle ist zweckmäßigerweise als ein Tauchspulelement oder ein Linearpotentiometer gebildet, um so unmittelbar aus der axialen Verstellung des Kolbens dessen Lage während des Betriebs des Spannfutters bestimmen zu können. Die zum Betieb des Sensors mit der Erfassung der Daten und deren drahtlose Übertragung an die Auswerteeinheit erforderliche Energie lässt sich in einfachster Weise dadurch bereitstellen, dass in dem Futterkörper eine elektrische Speicherzelle wie beispielsweise eine Batterie oder ein Akkumulator angeordnet ist. Allerdins besteht auch die Möglichkeit, dass zur Spannungsversorgung des Sensors dem Futterkörper ein Koppler-Rotor zugeordnet ist, der mit einem der Werkzeugmaschine zugeordneten Koppler-Stator zusammenwirkt, um auf induktivem Wege von dem nicht rotierenden Bauteil die erforderliche Energie in das rotierende Bauteil, nämlich den Futterkörper zu übertragen.
Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannfutter zur Erläuterung der Lage der Sensoren, und
2 eine der 1 entsprechende Darstellung eines Spannfutters zur Erläuterung der der Spannungsversorgung der Sensoren dienenden Bauteile.
In der Zeichnung ist ein druckmittelbetätigtes Spannfutter 1 dargestellt, das zur Befestigung an der in einem Spindelgehäuse einer Werkzeugmaschine angeordneten Arbeitsspindel vorgesehen ist. Das Spannfutter 1 weist einen mit der Arbeitsspindel in Rotation versetzbaren Futterkörper 2 und einen hierin integrierten Spannzylinder 3 auf, in dem zur Betätigung der Spannbacken 4 ein axial zu der Arbeitsspindel verstellbarer Kolben 5 gelagert ist. Dieser unterteilt den Spannzylinder 3 in eine der Arbeisspindel zugewandte hintere Kolbenkammer 6 und eine vordere Kolbenkammer 7, die jeweils über einen umfangsseitig koaxial auf dem Futterkörper 2 angeordneten und mit diesem nicht mitrotierenden Verteilerring 8 Druckmittel beaufschlagbar sind. Der Verteilerring 8 ist einstückig ausgebildet und zur lösbaren starren Anordnung an einer Befestigungsfläche des Spindelgehäuses vorgesehen. Der die Stirnseite 9 des Verteilerrings 8 überdeckende Bereich des Futterkörpers 2 ist als eine mit diesem lösbar verbundener ringförmigen Labyrinthdeckel 10 ausgebildet. Nach Lösen der Befestigungselemente 11 kann der Labyrinthdeckel 10 in Arbeitsspindelachsrichtung nach vorne von dem Futterkörper 2 abgenommen werden. Nach Lösen der, der präzisen Ausrichtung sowie Befestigung des Verteilerrings 8 auf dem Spindelgehäuse dienenden Befestigungselemente 12 kann der gesamte Verteilerring 8 axial nach vorne von dem auf der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine mit diesem Spannfutter 1 abgezogen werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, durch Verschleiß unbrauchbar gewordene Kunststoffringmembranen 13 auszutauschen. Der Verteilerring kann nachfolgend axial von der Stirnseite 9 des Spannfutters 1 über dieses geschoben werden und mittels der Befestigungselemente 12 erneut am Spindelgehäuse festgesetzt werden. Daraufhin erfolgt eine erneute Befestigung des ringförmigen Labyrinthdeckels 10 auf bzw. an dem Futterkörper 2 unter erneuter Ausbildung einer Labyrinthdichtung mit der Stirnseite 9 des Verteilerrings 8.
Weiterhin ist erkennbar, dass in dem mit der Arbeitsspindel rotierenden Futterkörper 2 zur Erfassung sicherheitsrelevanter Parameter mindestens ein Sensor 14, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt drei Sensoren 14, angeordnet sind, die drahtlos mit einer nicht rotierenden Auswerteeinheit 15 verbunden sind. Dabei ist jeweils der hinteren Kolbenkammer 6 und der vorderen Kolbenkammer 7 ein als Drucksensor 16 gestalteter Sensor 14 zugeordnet, während ein weiterer Sensor zur Hubkontrolle 17 des Kolbens 5 einen diesem zugeordneten Kolbenbund 18 durchdringt und zur Erzeugung eines der axialen Stellung des Kolbens 5 proportionalen Signals vorgesehen ist. Der Sensor zur Hubkontrolle 17 ist dabei bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Tauchspulelement 19 gebildet; eine Ausgestaltung als Linearpotentiometer oder durch einen Glasmaßstab ist gleichflas denkbar. Die Spannungsversorgung der Sensoren 14 erfolgt entweder durch eine unmittelbar in dem Futterkörper 2 angeordnete elektrische Speicherzelle 20 oder durch einen dem Futterkörper 2 zugeordneten Koppler-Rotor 21 und einen der Werkzeugmaschine zugeordneten Koppler-Stator 22 (2).

Claims

Druckmittelbetätigtes Spannfutter, insbesondere Vorderendfutter, zur Befestigung an der Arbeitspindel einer Werkzeugmaschine, mit einem mit der Arbeitsspindel in Rotation versetzbaren Futterkörper (2) und einem hierin integrierten Spannzylinder (3), in dem zur Betätigung der Spannbacken (4) ein axial zu der Arbeitsspindel verstellbarer Kolben (5) gelagert ist, der den Spannzylinder (3) in eine der Arbeitsspindel zugewandte hintere Kolbenkammer (6) und eine vordere Kolbenkammer (7) unterteilt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mit der Arbeitsspindel rotierenden Futterkörper (2) zur Erfassung sicherheitsrelevanter Parameter mindestens ein Sensor (14) angeordnet ist, der drahtlos mit einer nicht rotierenden Auswerteeinheit (15) verbunden ist.
Spannfutter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) zweifach vorgesehen und als ein Drucksensor (16) gestaltet ist und die beiden Drucksensoren (16) der hinteren Kolbenkammer (6) und der vorderen Kolbenkammer (7) zugeordnet sind.
Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Hubkontrolle (17) des Kolbens (5) einen diesem zugeordneten Kolbenbund (18) durchdringt und zur Erzeugung eines der axialen Stellung des Kolbens (5) proportionalen Signals vorgesehen ist.
Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Hubkontrolle (17) als ein Tauchspulelement oder ein Linearpotentiometer gebildet ist.
Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Spannungsversorgung des Sensors (14) in dem Futterkörper (2) eine elektrische Speicherzelle (20) angeordnet ist.
Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Spannungsversorgung des Sensors (14) dem Futterkörper (2) Koppler-Rotor (21) zugeordnet ist, der mit einem der Werkzeugmaschine zugeordneten Koppler-Stator (22) zusammenwirkt.