JPH11221705A - 締付装置 - Google Patents

締付装置

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JPH11221705A
JPH11221705A JP10334548A JP33454898A JPH11221705A JP H11221705 A JPH11221705 A JP H11221705A JP 10334548 A JP10334548 A JP 10334548A JP 33454898 A JP33454898 A JP 33454898A JP H11221705 A JPH11221705 A JP H11221705A
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JP
Japan
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ram
clamping
shaft
stress sensor
tightening
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JP10334548A
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English (en)
Inventor
Guenter Horst Roehm
ホルスト ロェーム ギュンタ
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Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Roehm GmbH Darmstadt
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Publication date
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/10Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/16Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving radially
    • B23B31/16195Jaws movement actuated by levers moved by a coaxial control rod
    • B23B31/16216Jaws movement actuated by levers moved by a coaxial control rod using fluid-pressure means to actuate the gripping means
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    • B23B31/30Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck
    • B23B31/302Hydraulic equipment, e.g. pistons, valves, rotary joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/002Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders
    • B23Q17/005Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders by measuring a force, a pressure or a deformation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T279/00Chucks or sockets
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸方向に移動不能で作動スピンドル(4)
と共に回転する締付シリンダ(3)と、該シリンダ中に
連動回転するように配されていて軸方向に移動可能な締
付ラム(2)とを備えた工作機械における締付装置にお
いて、実際にドリルチャックのチャックラムに作用し、
締付ラムの軸方向移動により締付シリンダ中に生成する
応力について、できる限り正確に測定できるように構成
する。 【解決手段】締付ラム(2)がラムシャフト(5)に接
続されている。ラムシャフト(5)は締付ロッド(6)
に打ち付けられ、該締付ロッドはさらにドリルチャック
(21)のチャックラム(22)に作用する。ラムシャ
フト(5)、締付ロッド(6)、及び、チャックラム
(22)からなる応力伝達連鎖中に、応力センサ(1
6)が配される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械における
締付装置に関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械における締め付け装置が、軸方
向に移動不能で作動スピンドルと共に回転する締付シリ
ンダと、この締付シリンダ中に連動回転するように配さ
れ軸方向に移動可能な締付ラムとを備え、この締付ラム
がラムシャフトに接続され、このラムシャフトが、ドリ
ルチャックのチャックラムに作用する締付ロッドに打ち
付けられている。
【0003】このような、実務経験上公知の締付装置に
おいて、締付ラムの望ましくない移動を検出することが
できるように、2つのリミットスイッチを有し、締付ラ
ムの軸方向移動を監視する制御装置が公知である。しか
しながら、締付ラムの軸方向移動のみが検出されるので
あり、この軸方向移動は締付ロッドに加えられる力と明
瞭には相関していない。そのため、締付シリンダ中に配
された二つの圧力室の各々に、専用の圧力センサを割り
当て、両圧力室についての両方の圧力測定から差圧シグ
ナルを求めることが、技術水準より公知である。例えば
DE19539135C1号に記されている。両方の圧
力の差のみが実際にラムロッドへの応力として作用する
のである。
【0004】ここで次のことが問題となる。興味ある測
定値は、差を求めることによってのみ得られる。この場
合、ガウスの誤差伝搬にしたがい、導き出された測定値
の測定誤差は、個々の数値の絶対測定誤差について平方
の和のルートをとったものとなるのであり、このように
決められた、この増大された測定誤差は、差を求めるこ
とにより導き出された測定値との関連で決められる。そ
のため、このような構造では原理上、相対的に大きな、
測定の不正確さにつながり、この不正確さは、このよう
に得られる測定値に、ある配分で割り当てられるのであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、実際にドリルチャックのチャックラムに作用
し、締付ラムの軸方向移動により締付シリンダ中に生成
する応力について、できる限り正確に決定することがで
きるように、導入部で述べたような締付装置を構成する
ことである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によると、導入部
で述べたような締付装置においては、このような課題
が、ラムシャフト、締付ロッド、及び、チャックラムか
らなる応力伝達の連鎖の中に応力センサが配されること
によって解決される。
【0007】本発明がもたらす利点は、締付装置の確実
性の評価に関連した値、すなわち、最終的にはドリルチ
ャックのつかみあごを移動させる力を直接測定すること
ができ、他の測定値から導き出す必要がないということ
である。測定は、応力伝達の個所で直接行われ、応力発
生の個所では行われない。その結果、締付ラムのラムシ
ャフトとの配置は、測定結果を歪曲・改変するものでな
い。
【0008】本発明の枠内において、応力センサが、ラ
ムシャフトと締付ロッドとの接続個所に割り当てられる
ことが想定されている。応力センサの位置としての、ラ
ムシャフトと締付ロッドの接続個所の選択は、応力セン
サを受け入れるために、既存の構成部分そのものについ
て変形や分割を行う必要がないようにする。このような
選択により、既存の締付装置についての、追加取付によ
る性能アップを容易に行うことも可能である。
【0009】その上、締付ロッドにおけるラムシャフト
の側の端に中間部材を配し、この中間部材の自由端とラ
ムシャフトとの間に応力センサを配するのが好ましい。
【0010】この中間部材は次のようなことを可能にす
る。中間部材とラムシャフトとからなりこれらの間に応
力センサを配置したユニットを、以前のラムシャフトと
同様に締付ロッドに固定することができる。また、ラム
シャフトと中間部材とからなるこのユニットのおかげ
で、ラムシャフトが直接締付ロッドに作用する場合に必
要な、締付装置についての取扱者による応力センサのキ
ャリブレーションを行う必要がないものとなる。
【0011】合目的には、応力センサがシグナル回線を
介して、連動回転する送信器に接続されて、この送信器
には、締付力に関する情報を、締付装置の回転する部分
から、締付装置における、解析ユニットと制御装置を含
む固定部へと伝達できるように、位置が固定された受信
器が割り当てられている。
【0012】さらに本発明の枠内において、シグナル回
線がラムシャフトに接続された送給シャフトのシャフト
導管中を案内され、受信器が送給ケーシング中で送信器
に対向して配されることが想定されている。シャフト導
管中にシグナル回線を案内することにより得られる利点
は、送給シャフトの製作コストを高くする追加の加工を
必要とせず、追加の孔や溝によって送給シャフトを弱め
ないことである。
【0013】他の好ましい実施態様によると、締付ロッ
ドとチャックラムとの間に応力センサを配することを想
定している。このような応力測定の位置を選択する際に
は、応力センサが、できる限りドリルチャックの近くに
配置される。このドリルチャックに、最終的には応力が
伝えられねばならない。ドリルチャックのつかみあごで
もって、工作物を確実に締め付けたり放したりするため
である。
【0014】この実施態様においては、送信器がドリル
チャック中に配されているなら好都合である。非常に長
いシグナル回線となることが回避されるからである。
【0015】本発明の枠内において、応力センサが圧電
変換素子、または抵抗線ひずみゲージ、または圧力室に
よって形成されることが想定されている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下において、図示された実施例
を用いて本発明が詳細に説明される。
【0017】工作機械に用いることを想定した締付装置
が、シリンダケーシング1と締付ラム2とからなる締付
シリンダ3を有し、この締付シリンダ3は工作機械の作
動スピンドル4と共に回転する。締付ラム2がラムシャ
フト5と一体に接続されている。このラムシャフト5
は、図面中で右に描かれた側で、締付ロッド6に連結さ
れている。締付装置は、さらに、送給ケーシング7と送
給シャフト8とからなる送給装置を含み、送給ケーシン
グ7が作動媒体のための連結部を有する。送給シャフト
8がラムシャフト5と一体に形成されていて、その結
果、この送給シャフト8は締付ラム2の軸方向移動と締
付ラム2の回転運動に参与する。送給ケーシング7は、
この中で送給シャフト8が回転できるが、送給ケーシン
グ7そのものが回転しないように、送給シャフト8にピ
ボット軸受を介して取り付けられる。送給ケーシング7
は、送給シャフト8と締付ラム2の軸方向移動に参与し
ている。結果的に、軸方向における締付ラム2の移動
が、送給シャフト8を介してそのまま送給ケーシング7
に伝達され、これにより、送給ケーシング7が締付ラム
2と同じ軸方向運動を行う。
【0018】締付ラム2の軸方向移動の行程を制御する
ために制御装置が備えられる。この制御装置は、図示さ
れた実施例においては、2つのリミットスイッチ9を有
しており、これらリミットスイッチ9が吊りアーム10
に保持される。この吊りアーム10は送給ケーシング7
に接続されている。リミットスイッチ9の各々が、締付
ラム2の軸方向の終端位置の一方において切換面11に
よる作動が可能である。この切換面11は、位置が固定
された、締付シリンダ3のリングフランジ12に形成さ
れている。
【0019】送給ケーシング7の内側面を囲むように配
されたリング溝13は、シャフト導管14を通じて作動
媒体を供給し排出するのに役立つ。締付シリンダ3中に
形成されていて締付ラム2によって分けられている両方
の圧力室15に、選択的に圧力を作用させて、締付ラム
2を移動させるようにするのである。締付ラム2の移動
によって、引張力や押圧力が締付ロッド6に伝えられ
る。この応力の大きさは応力センサ16によって測定さ
れる。この応力センサ16は、図1に示される実施例に
おいてはラムシャフト5と締付ロッド6の接続個所に配
され、しかも、ラムシャフト5と中間部材17との間に
配される。この中間部材は、応力センサ16を持たない
ラムシャフト5と同様に締付ロッド6に接続されること
ができる。応力センサ16は、シグナル回線18を介し
て、回転する送信器19に接続される。この送信器19
には、位置固定の受信器20が割り当てられる。ここ
で、基本的には、送信器19を、回転する構造部分の任
意の位置に、受信器20に対向して配することが可能で
ある。
【0020】図1に示された実施例においては、送信器
19と受信器20が送給ケーシング7中に配されて、送
信器19がシャフト導管14中に延びるシグナル回線1
8によって応力センサ16に接続されている。
【0021】図2に示された実施例においては、送信器
19が締付シリンダ3に割り当てられ、図3においては
ドリルチャック21に割り当てられている。
【0022】図4は、次のような実施例を示している。
応力センサ16が締付ロッド6とチャックラム22の間
に配される。このチャックラム22には、締付ロッド6
を介して締付ラム2の軸方向移動が伝えられる。アーム
23でもってチャックラム22の溝24に係合するベル
クランク25を介して、ドリルチャック21のつかみあ
ご26を半径方向に移動させるようにするのである。
【0023】応力センサ16としては、圧電変換素子、
抵抗線ひずみゲージ、または、圧力室が備えられる。
【0024】
【発明の効果】締付装置の確実性の評価に関連した値、
すなわち、最終的にはドリルチャックのつかみあごを移
動させる力を直接測定することができ、他の測定値から
導き出す必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】ラムシャフトと締付ロッドとの間に配された応
力センサと、送給ケーシング中に配された送信器及び受
信器とを備える締付装置についての、送給ケーシング及
び締付シリンダの軸方向における断面図である。
【図2】締付シリンダに割り当てられた送信器及び受信
器を備える場合の、図1に対応する軸方向断面図であ
る。
【図3】締付装置のドリルチャックの軸方向断面図であ
る。
【図4】締付ロッドとチャックラムの間に配された応力
センサを備える場合の、図3に対応する軸方向断面図で
ある。
【符号の説明】
1 シリンダケーシング 2 締付ラム 3 締付シリンダ 4 作動スピンドル 5 ラムシャフト 6 締付ロッド 7 送給ケーシング 8 送給シャフト 9 リミットスイッチ 10 吊りアーム 15 圧力室 16 応力センサ 21 ドリルチャック 22 チャックラム

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸方向に移動不能で作動スピンドル
    (4)と共に回転する締付シリンダ(3)と、この締付
    シリンダ(3)中にて連動回転するように配されて軸方
    向に移動可能な締付ラム(2)とを備え、この締付ラム
    (2)がラムシャフト(5)に接続され、このラムシャ
    フト(5)が締付ロッド(6)に打ち付けられ、この締
    付ロッド(6)がドリルチャック(21)のチャックラ
    ム(22)に作用する、工作機械における締付装置にお
    いて、 ラムシャフト(5)、締付ロッド(6)、及びチャック
    ラム(22)からなる応力伝達連鎖中に、応力センサ
    (16)が配されていることを特徴とする締付装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の締付装置において、応
    力センサ(16)が、ラムシャフト(5)と締付ロッド
    (6)の接続個所に割り当てられていることを特徴とす
    る締付装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の締付装置において、締
    付ロッド(6)のラムシャフト(5)を向いた端に接し
    て中間部材(17)が配され、この中間部材(17)の
    自由端と、ラムシャフト(5)との間に、応力センサ
    (16)が配されることを特徴とする締付装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の締付装
    置において、応力センサ(16)がシグナル回線(1
    8)を介して、連動回転する送信器(19)に接続され
    ており、この送信器(19)に、位置が固定された受信
    器(20)が割り当てられていることを特徴とする締付
    装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の締付装置において、シ
    グナル回線(18)が、ラムシャフト(5)に接続され
    た送給シャフト(8)のシャフト導管(14)中を案内
    されており、受信器(20)が、送給ケーシング(7)
    中に、送信器(19)に対向して配されていることを特
    徴とする締付装置。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載の締付装置において、応
    力センサ(16)が締付ロッド(6)とチャックラム
    (22)との間に配されていることを特徴とする締付装
    置。
  7. 【請求項7】 請求項4に記載の締付装置において、送
    信器(19)がドリルチャック(21)中に配されてい
    ることを特徴とする締付装置。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の締付装
    置において、応力センサ(16)が、圧電変換素子、ま
    たは抵抗線ひずみゲージ、または圧力室によって形成さ
    れていることを特徴とする締付装置。
JP10334548A 1997-11-25 1998-11-25 締付装置 Pending JPH11221705A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752084A DE19752084C2 (de) 1997-11-25 1997-11-25 Spanneinrichtung an Werkzeugmaschinen
DE19752084.7 1997-11-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11221705A true JPH11221705A (ja) 1999-08-17

Family

ID=7849701

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10334548A Pending JPH11221705A (ja) 1997-11-25 1998-11-25 締付装置

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US (1) US6341553B1 (ja)
EP (1) EP0919313A3 (ja)
JP (1) JPH11221705A (ja)
BR (1) BR9805008A (ja)
DE (1) DE19752084C2 (ja)

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