WO2014027101A1 - Force-actuated chuck for a tool spindle in a machine tool, and machine tool with a force-actuated chuck - Google Patents

Force-actuated chuck for a tool spindle in a machine tool, and machine tool with a force-actuated chuck Download PDF

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WO2014027101A1
WO2014027101A1 PCT/EP2013/067180 EP2013067180W WO2014027101A1 WO 2014027101 A1 WO2014027101 A1 WO 2014027101A1 EP 2013067180 W EP2013067180 W EP 2013067180W WO 2014027101 A1 WO2014027101 A1 WO 2014027101A1
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WO
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machine tool
chuck
guided
clamping
tool
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PCT/EP2013/067180
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Inventor
Thomas LÖTZSCH
Vitali RICHARD
Oskar WEINERT
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Forkardt Deutschland Gmbh
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    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/16—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving radially
    • B23B31/16045—Jaws movement actuated by screws and nuts or oblique racks
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B31/28—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using electric or magnetic means in the chuck

Definitions

  • the invention relates to a power-operated chuck for a tool spindle of a machine tool, in particular a lathe, and a machine tool with a power-operated chuck.
  • a machine tool in particular a lathe
  • the workpiece is typically held in a chuck, wherein the chuck including workpiece is set in rotation and machining of the rotating workpiece by means of a tool, for example by means of a cutting edge or the like is made possible.
  • such a chuck has clamping elements in the form of, for example, three clamping jaws, wherein these clamping jaws are each arranged in a guide, for example a guide groove or the like, and can be displaced in a guiding manner for clamping a workpiece radially and typically substantially perpendicular to the axis of rotation of the tool spindle ,
  • hydraulic rotary clamping devices which are subjected to pressure by means of a hydraulic unit, which is then converted into the required clamping force via the clamping jaws.
  • Such hydraulic rotary tensioning devices have the disadvantage that the required hydraulic units are large, heavy and expensive are and can be controlled only insufficiently fine. Furthermore, there is always the risk that the hydraulic system leaking and leaking hydraulic fluid, which should be avoided.
  • chucks with a pull rod arrangement are known, wherein the required clamping force of the clamping jaws is transmitted to the clamping jaws by an axial displacement movement of the pull rod, which is generally guided through the tool spindle.
  • such conventional chucks In order to exert the axial displacement forces required for the clamping operation on the drawbar, such conventional chucks generally require complicated gear arrangements or the like, inter alia, in order to convert a rotational movement into a translational movement.
  • the present invention has for its object to provide a power-operated chuck for a tool spindle of a machine tool and the use of such a chuck in a machine tool, wherein a clamping operation of the power-operated chuck can be performed easily and reliably.
  • the object is achieved by a power-operated chuck according to independent claim 1.
  • the object is achieved by a power-operated chuck for a tool spindle of a machine tool, in particular lathe, with at least one guided clamping element, preferably at least one radially and substantially perpendicular to the axis of rotation guided jaw, which for applying a clamping force on a clamped or einspannbares in the chuck Workpiece is adjustable by means of at least one rotatably actuable drive member, wherein the at least one drive member is connected for direct rotational actuation with a rotor of an electric motor.
  • the at least one guided tensioning element is connected to the rotor of the electric motor via at least one drive element such that a rotational actuation is directly converted into a tensioning (or relaxing) , no complicated and costly gear to implement a rotary Movement in a translational and a subsequent transfer to a translationally operated pull rod needed.
  • the at least one rotationally actuatable drive member is a rotary tube.
  • This rotary tube is guided through the tool spindle through to the at least one guided clamping element. Due to the special arrangement of the rotary tube, a simple construction of the chuck according to the invention is advantageously ensured.
  • the at least one guided clamping element is designed to be continuously adjustable along a setting range.
  • the use of a described power-operated chuck according to the invention is provided in a machine tool, wherein the machine tool has a control device for driving the electric motor.
  • the control device By providing the control device on the machine tool, it is possible in a simple manner, via a corresponding control of the electric motor to adjust the applied clamping force on a clamped or clamped workpiece to an operating sequence of the machine tool, for example, increase at higher spindle speeds by appropriately driving the electric motor, the clamping force to compensate for rotational fly forces.
  • control device is designed to approach by means of the electric motor, a fixed or definable parking position of the at least one guided tensioning element.
  • a measuring device for the instantaneous or continuous measuring of a clamping force exerted on a clamped workpiece of the at least one guided clamping element or all guided clamping elements can also be provided in this connection.
  • the control device is further designed to preferably continuously regulate the clamping force while evaluating the measurement result. Due to the direct power flow, such a controlled system can be controlled very easily, which makes it possible to react quickly to possible readjustment requirements, for example as a result of variable rotational speeds of the tool spindle.
  • the clamping force to be regulated is a predetermined or determinable value.
  • this value can be determined by user input in the control device. As a result, a user can influence the required and the specific one
  • control device is also designed to control or regulate an operating state of the machine tool, in particular a rotational speed or a temporal speed sequence of the tool spindle.
  • control device simultaneously serves as a machine control for the general operating sequence of the machine tool and also for actuating the electric motor of the invention. designed according to the power-operated chuck and an optionally provided clamping force monitoring or control.
  • Fig. 1 is a plan view in axial direction of a power-operated chuck according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 a side sectional view through the power-operated chuck taken along the line A-A of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a plan view of a power-operated chuck 10 in the axial direction according to an embodiment of the invention.
  • clamping jaws 30 On a rotationally drivable tool spindle 20, three radially guided clamping elements in the form of clamping jaws 30 are provided which serve for clamping a workpiece in the center of the tool spindle.
  • Each of the clamping jaws 30 is actuated by means of an associated tangentially guided base jaw 32.
  • the base jaws 32 are in turn driven by a central gear 31.
  • the gear 31 serves for coupling a rotary tube 40 described far below.
  • FIG. 2 is a side sectional view of the power chuck 10 of FIG. 1 is shown along section line AA.
  • projecting jaw 30 which is displaceable guided along the direction of displacement V, is schematically shown in phantom in the right-lying part of FIG. 2 indicated.
  • a workpiece, not shown in FIG. 2 can thus be clamped or released from the chuck 10 by a corresponding rotational movement of the rotary tube 40.
  • the rotary tube 40 is directly connected to a rotor of an electric motor 50, resulting in a direct power flow between the electric motor 50 and the rotary tube 40. This makes it possible to actuate the clamping jaws 30 very directly and largely without play by activating the electric motor 50.
  • the rotary tube 40 is guided through the center of the tool spindle 20 along the axis and allows actuation of the clamping jaws 30 regardless of the operating state of the (not shown in Figures 1 and 2) machine tool, d. H. in particular a retightening or relaxing during operation with rotating tool spindle 20th

Abstract

The invention relates to a force-actuated chuck (10) for a tool spindle (20) in a machine tool, particularly a lathe machine, having at least one guided clamping element (30), which can be adjusted to exert a clamping force onto a tool (10) that is or can be clamped into the chuck. With the objective of a simple and reliable construction allowing direct force flow, the solution according to the invention provides that the at least one guided clamping element (30) is adjustable by means of at least one rotationally actuatable driving member (40), which at least one rotationally actuatable driving member (40) is connected for direct rotational actuation to a rotor of an electric motor (50).

Description

,KRAFTBETATIGTES SPANNFUTTER FÜR EINE WERKZEUGSPINDEL EINER WERKZEUGMASCHINE SOWIE WERKZEUGMASCHINE MIT EINEM KRAFTBETÄTIGTEN , POWERED SPANNING FOR A TOOL SPINDLE OF A TOOLING MACHINE, AND A TOOLING MACHINE WITH A POWER OPERATOR
SPANNFUTTER" CHUCK "
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein kraftbetätigtes Spannfutter für eine Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Drehmaschine, sowie eine Werkzeugmaschine mit einem kraftbetätigten Spannfutter. In Maschinen zum Bearbeiten eines rotierenden Werkstückes, wie zum Beispiel Drehmaschinen, wird das Werkstück typischerweise in einem Spannfutter gehalten, wobei das Spannfutter inklusive Werkstück in Rotation versetzt wird und ein Bearbeiten des rotierenden Werkstückes mittels eines Werkzeuges, beispielsweise mittels einer Schneide oder dergleichen ermöglicht wird. In der Regel weist ein solches Spannfutter Spannelemente in Form von beispielsweise drei Spannbacken auf, wobei diese Spannbacken jeweils in einer Führung, beispielsweise einer Führungsnut oder dergleichen angeordnet sind und sich zum Einspannen eines Werkstückes radial und typischerweise im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Werkzeugspindel führend verschieben lassen. The invention relates to a power-operated chuck for a tool spindle of a machine tool, in particular a lathe, and a machine tool with a power-operated chuck. In machines for machining a rotating workpiece, such as lathes, the workpiece is typically held in a chuck, wherein the chuck including workpiece is set in rotation and machining of the rotating workpiece by means of a tool, for example by means of a cutting edge or the like is made possible. As a rule, such a chuck has clamping elements in the form of, for example, three clamping jaws, wherein these clamping jaws are each arranged in a guide, for example a guide groove or the like, and can be displaced in a guiding manner for clamping a workpiece radially and typically substantially perpendicular to the axis of rotation of the tool spindle ,
Um auch während eines Rotationsbetriebes der Werkzeugspindel die erforderlichen Spannkräfte aufrecht erhalten zu können, sind hydraulische Drehspannvorrichtungen bekannt, welche mittels eines Hydraulikaggregates mit Druck beaufschlagt werden, welcher dann über die Spannbacken in die erforderliche Spann- kraft umgesetzt wird. Derartige hydraulische Drehspannvorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass die erforderlichen Hydraulikaggregate groß, schwer und teuer sind und sich zudem nur unzureichend fein ansteuern lassen. Des Weiteren ist stets die Gefahr gegeben, dass das Hydrauliksystem leck schlägt und Hydraulikflüssigkeit austritt, was es zu vermeiden gilt. Des Weiteren sind Spannfutter mit einer Zugstangenanordnung bekannt, wobei die erforderliche Spannkraft der Spannbacken durch eine axiale Verschiebbewegung der in der Regel durch die Werkzeugspindel hindurch geführten Zugstange auf die Spannbacken übertragen wird . Um die für den Spannvorgang erforderlichen axialen Verschiebungskräfte auf die Zugstange auszuüben, sind bei derarti- gen herkömmlichen Spannfuttern in der Regel komplizierte Getriebeanordnungen oder dergleichen nötig, unter anderem, um eine rotatorisch in eine translatorische Bewegung umzusetzen. In order to be able to maintain the required clamping forces during a rotational operation of the tool spindle, hydraulic rotary clamping devices are known, which are subjected to pressure by means of a hydraulic unit, which is then converted into the required clamping force via the clamping jaws. Such hydraulic rotary tensioning devices have the disadvantage that the required hydraulic units are large, heavy and expensive are and can be controlled only insufficiently fine. Furthermore, there is always the risk that the hydraulic system leaking and leaking hydraulic fluid, which should be avoided. Furthermore, chucks with a pull rod arrangement are known, wherein the required clamping force of the clamping jaws is transmitted to the clamping jaws by an axial displacement movement of the pull rod, which is generally guided through the tool spindle. In order to exert the axial displacement forces required for the clamping operation on the drawbar, such conventional chucks generally require complicated gear arrangements or the like, inter alia, in order to convert a rotational movement into a translational movement.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kraftbetätigtes Spannfutter für eine Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine sowie die Verwendung eines derartiges Spannfutters in einer Werkzeugmaschine anzugeben, wobei ein Spannvorgang des kraftbetätigten Spannfutters auf einfache Weise und zuverlässig durchgeführt werden kann. Die Aufgabe wird durch ein kraftbetätigtes Spannfutter gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. The present invention has for its object to provide a power-operated chuck for a tool spindle of a machine tool and the use of such a chuck in a machine tool, wherein a clamping operation of the power-operated chuck can be performed easily and reliably. The object is achieved by a power-operated chuck according to independent claim 1.
Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein kraftbetätigtes Spannfutter für eine Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere Drehmaschine, mit mindestens einem geführten Spannelement, vorzugsweise mindestens einer radial und im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse geführten Spannbacke, welche zum Ausüben einer Spannkraft auf ein in das Spannfutter eingespanntes oder einspannbares Werkstück mittels mindestens eines rotatorisch betätigbaren Antriebsgliedes verstellbar ist, wobei das mindestens eine Antriebsglied zur direkten rotatorischen Betätigung mit einem Rotor eines Elektromotors verbunden ist. In particular, the object is achieved by a power-operated chuck for a tool spindle of a machine tool, in particular lathe, with at least one guided clamping element, preferably at least one radially and substantially perpendicular to the axis of rotation guided jaw, which for applying a clamping force on a clamped or einspannbares in the chuck Workpiece is adjustable by means of at least one rotatably actuable drive member, wherein the at least one drive member is connected for direct rotational actuation with a rotor of an electric motor.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen auf der Hand : So ist dadurch, dass das mindestens eine geführte Spannelement über mindestens ein Antriebsglied derart mit dem Rotor des Elektromotors verbunden ist, dass direkt eine ro- tatorische Betätigung in ein Spannen (bzw. Entspannen) umgesetzt wird, kein kompliziertes und kostenträchtiges Getriebe zum Umsetzen einer rotatorischen Bewegung in eine translatorische und ein anschließendes Übertragen auf eine translatorisch betätigte Zugstange vonnöten. Als Resultat ergibt sich ein direkter, gut beeinflussbarer Kraftfluss vom Motor über das rotatorisch betätigte Antriebsglied zu dem geführten Spannelement der Werkzeugmaschine. The advantages of the solution according to the invention are obvious: Thus, by virtue of the fact that the at least one guided tensioning element is connected to the rotor of the electric motor via at least one drive element such that a rotational actuation is directly converted into a tensioning (or relaxing) , no complicated and costly gear to implement a rotary Movement in a translational and a subsequent transfer to a translationally operated pull rod needed. As a result, there is a direct, easily influenced force flow from the motor via the rotationally actuated drive member to the guided clamping element of the machine tool.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
So ist es beispielsweise vorgesehen, dass das mindestens eine rotatorisch betä- tigbare Antriebsglied ein Drehrohr ist. Dieses Drehrohr ist durch die Werkzeugspindel hindurch zu dem mindestens einen geführten Spannelement gefü hrt. Durch die besondere Anordnung des Drehrohrs ist in vorteilhafter Weise ein einfacher Aufbau der des erfindungsgemäßen Spannfutters gewährleistet. Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass das mindestens eine geführte Spannelement stufenlos entlang eines Stellbereiches verstellbar ausgebildet ist. Durch eine derartige stufenlose Verstellmöglichkeit ist insbesondere beim Vorsehen eines an den Rotor des Elektromotors angekoppelten Drehrohrs ein direktes, weitgehend spielfreies Spannen bzw. Entspannen des Spannelementes in dem Spann- futter möglich. For example, it is provided that the at least one rotationally actuatable drive member is a rotary tube. This rotary tube is guided through the tool spindle through to the at least one guided clamping element. Due to the special arrangement of the rotary tube, a simple construction of the chuck according to the invention is advantageously ensured. Furthermore, it can be provided that the at least one guided clamping element is designed to be continuously adjustable along a setting range. By means of such a stepless adjustment possibility, in particular when providing a rotary tube coupled to the rotor of the electric motor, direct, largely backlash-free clamping or relaxing of the tensioning element in the chuck is possible.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Verwendung eines beschriebenen erfindungsgemäßen kraftbetätigten Spannfutters in einer Werkzeugmaschine vorgesehen, wobei die Werkzeugmaschine eine Steuerungseinrichtung zum Ansteuern des Elektromotors aufweist. Durch das Vorsehen der Steuerungseinrichtung an der Werkzeugmaschine ist es auf einfache Weise möglich, über eine entsprechende Ansteuerung des Elektromotors die aufzubringende Spannkraft auf ein eingespanntes oder einzuspannendes Werkstück an einen Betriebsablauf der Werkzeugmaschine anzupassen, beispielsweise bei höheren Spindeldrehzahlen durch entsprechendes Ansteuern des Elektromotors die Spannkraft zu erhöhen, um rotatorische Fliegkräfte auszugleichen. According to a further aspect of the invention, the use of a described power-operated chuck according to the invention is provided in a machine tool, wherein the machine tool has a control device for driving the electric motor. By providing the control device on the machine tool, it is possible in a simple manner, via a corresponding control of the electric motor to adjust the applied clamping force on a clamped or clamped workpiece to an operating sequence of the machine tool, for example, increase at higher spindle speeds by appropriately driving the electric motor, the clamping force to compensate for rotational fly forces.
Infolge des direkten Kraftflusses, d. h. infolge der direkten Umsetzung der rotatorischen Bewegung des ansteuerbar ausgebildeten Elektromotors über das Dreh- rohr in Richtung der Spannbacken ist ein derartiges Nachregeln weitgehend spielfrei und direkt, d. h. ohne wesentliche Zeitverzögerung möglich. In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgelegt ist, mittels des Elektromotors eine festgelegte oder festlegbare Stellposition des mindestens einen geführten Spannelementes anzufahren. As a result of the direct power flow, ie as a result of the direct implementation of the rotational movement of the controllable electric motor via the rotary tube in the direction of the clamping jaws such readjustment is largely backlash-free and direct, ie without significant time delay possible. In this context, it can be provided that the control device is designed to approach by means of the electric motor, a fixed or definable parking position of the at least one guided tensioning element.
Während ein derartiges gezieltes Anfahren von Stellpositionen mit Hydraulik- Drehspannvorrichtungen nicht möglich ist, kann durch die direkte Ankopplung des Rotors des Elektromotors an das Drehrohr und damit an die Spannbacken eine solche Möglichkeit in einfacher Weise geschaffen werden, wodurch ein Einspann- bzw. Ausspannvorgang eines Werkstückes vereinfacht wird . While such a targeted approach of parking positions with hydraulic Drehspannvorrichtungen is not possible, such a possibility can be created in a simple manner by the direct coupling of the rotor of the electric motor to the rotary tube and thus to the jaws, creating a clamping or Ausspannvorgang a workpiece is simplified.
Des Weiteren kann in diesem Zusammenhang ferner eine Messeinrichtung zum momentanen oder kontinuierlichen Messen einer auf ein eingespanntes Werkstück ausgeübten Spannkraft des mindestens einen geführten Spannelementes oder al- ler geführten Spannelemente vorgesehen sein. Die Steuerungseinrichtung ist in diesem Fall weiter dazu ausgelegt, die Spannkraft unter Auswertung des Messergebnisses vorzugsweise kontinuierlich zu regeln. Durch den direkten Kraftfluss ist eine derartige Regelstrecke sehr gut beherrschbar, wodurch schnell auf eventuelle Nachregelungserfordernisse, beispielsweise infolge veränderlicher Drehzahlen der Werkzeugspindel, reagiert werden kann. Furthermore, a measuring device for the instantaneous or continuous measuring of a clamping force exerted on a clamped workpiece of the at least one guided clamping element or all guided clamping elements can also be provided in this connection. In this case, the control device is further designed to preferably continuously regulate the clamping force while evaluating the measurement result. Due to the direct power flow, such a controlled system can be controlled very easily, which makes it possible to react quickly to possible readjustment requirements, for example as a result of variable rotational speeds of the tool spindle.
In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass die zu regelnde Spannkraft ein vorab festgelegter oder festlegbarer Wert ist. Vorzugsweise ist dieser Wert durch Benutzereingabe in die Steuerungseinrichtung festlegbar. Hierdurch kann ein Benutzer gezielt Einfluss auf die erforderliche und für das jeweiligeIn this context, it may be provided that the clamping force to be regulated is a predetermined or determinable value. Preferably, this value can be determined by user input in the control device. As a result, a user can influence the required and the specific one
Werkstück zulässige Spannkraft nehmen, beispielsweise um unterschiedlichen Materialien oder Wandstärken Rechnung zu tragen. Take workpiece allowable clamping force, for example, to accommodate different materials or wall thicknesses.
Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung ferner dazu ausgelegt ist, einen Betriebszustand der Werkzeugmaschine, insbesondere eine Drehzahl oder eine zeitliche Drehzahlabfolge der Werkzeugspindel, zu steuern oder zu regeln. Furthermore, it can be provided that the control device is also designed to control or regulate an operating state of the machine tool, in particular a rotational speed or a temporal speed sequence of the tool spindle.
Mit anderen Worten, es kann also vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrich- tung gleichzeitig als Maschinensteuerung für den allgemeinen Betriebsablauf der Werkzeugmaschine und zudem zum Betätigen des Elektromotors des erfindungs- gemäßen kraftbetätigten Spannfutters und einer gegebenenfalls vorgesehenen Spannkraftüberwachung bzw.- Regelung ausgebildet ist. In other words, it can therefore be provided that the control device simultaneously serves as a machine control for the general operating sequence of the machine tool and also for actuating the electric motor of the invention. designed according to the power-operated chuck and an optionally provided clamping force monitoring or control.
Durch die Integration der Steuerungseinrichtung in die Maschinensteuerung der Werkzeugmaschine können somit Bauteile eingespart werden, was die Kosten senkt. Gleichzeitig ist eine verbesserte Abstimmung der einzelnen zu beeinflussenden Größen aufeinander möglich, wenn die Steuerungseinrichtung und die Maschinensteuerung integriert ausgebildet sind . Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. By integrating the control device in the machine control of the machine tool thus components can be saved, which reduces the cost. At the same time, an improved coordination of the individual variables to be influenced is possible for one another if the control device and the machine control are integrated. In the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing.
Es zeigen : Show it :
Fig . 1 : eine Draufsicht in Achsrichtung auf ein kraftbetätigtes Spannfutter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 1 is a plan view in axial direction of a power-operated chuck according to an embodiment of the invention; and
Fig . 2 : eine seitliche Schnittansicht durch das kraftbetätigte Spannfutter entlang der Linie A-A aus Fig. 1. Fig . 1 zeigt eine Aufsicht auf ein kraftbetätigtes Spannfutter 10 in Achsrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung . Fig. FIG. 2: a side sectional view through the power-operated chuck taken along the line A-A of FIG. 1. FIG. 1 shows a plan view of a power-operated chuck 10 in the axial direction according to an embodiment of the invention.
An einer rotatorisch antreibbaren Werkzeugspindel 20 sind drei radial geführte Spannelemente in Form von Spannbacken 30 vorgesehen, welche zum Einspan- nen eines Werkstückes im Zentrum der Werkzeugspindel dienen. Jede der Spannbacken 30 wird mittels einer zugehörigen tangential geführten Grundbacke 32 betätigt. Die Grundbacken 32 werden ihrerseits durch ein zentrales Zahnrad 31 angetrieben. Das Zahnrad 31 dient zum Ankoppeln eines weit unten beschriebenen Drehrohrs 40. On a rotationally drivable tool spindle 20, three radially guided clamping elements in the form of clamping jaws 30 are provided which serve for clamping a workpiece in the center of the tool spindle. Each of the clamping jaws 30 is actuated by means of an associated tangentially guided base jaw 32. The base jaws 32 are in turn driven by a central gear 31. The gear 31 serves for coupling a rotary tube 40 described far below.
In Fig . 2 ist eine seitliche Schnittansicht des kraftbetätigten Spannfutters 10 aus Fig . 1 entlang der Schnittlinie A-A gezeigt. Wie aus der Werkzeugspindel 20 ragende Spannbacke 30, welche entlang der Verschiebungsrichtung V geführt verschiebbar ist, ist schematisch strichpunktiert im rechts liegenden Teil der Fig . 2 angedeutet. Jede der Spannbacken 30, von welchen in Fig . 2 nur eine Spannbacke 30 schematisch angedeutet ist, ist derart mit einem Drehrohr 40 verbunden, dass eine Rotationsbewegung in Richtung R des Drehrohrs 40 - je nach Drehrichtung - ein Spannen oder Entspannen der Spannbacken 30 in Richtung auf die Achse zu bzw. von der Achse weg bewirkt. Ein in der Fig. 2 nicht dargestelltes Werkstück kann somit durch eine entsprechende Rotationsbewegung des Dreh- rohrs 40 in das Spannfutter 10 eingespannt bzw. aus diesem gelöst werden. In Fig. FIG. 2 is a side sectional view of the power chuck 10 of FIG. 1 is shown along section line AA. As from the tool spindle 20 projecting jaw 30, which is displaceable guided along the direction of displacement V, is schematically shown in phantom in the right-lying part of FIG. 2 indicated. Each of the clamping jaws 30, of which in FIG. 2 only one jaw 30 is indicated schematically, is connected to a rotary tube 40, that a rotational movement in the direction R of the rotary tube 40 - depending on the direction of rotation - causes a tensioning or relaxing of the clamping jaws 30 in the direction of the axis to and from the axis away. A workpiece, not shown in FIG. 2, can thus be clamped or released from the chuck 10 by a corresponding rotational movement of the rotary tube 40.
Das Drehrohr 40 ist direkt mit einem Rotor eines Elektromotors 50 verbunden, wodurch sich ein direkter Kraftfluss zwischen dem Elektromotor 50 und dem Drehrohr 40 ergibt. Hierdurch ist ein sehr direktes und weitgehend spielfreies Be- tätigen der Spannbacken 30 durch Ansteuern des Elektromotors 50 möglich. The rotary tube 40 is directly connected to a rotor of an electric motor 50, resulting in a direct power flow between the electric motor 50 and the rotary tube 40. This makes it possible to actuate the clamping jaws 30 very directly and largely without play by activating the electric motor 50.
Das Drehrohr 40 ist durch das Zentrum der Werkzeugspindel 20 entlang der Achse geführt und erlaubt eine Betätigung der Spannbacken 30 unabhängig vom Betriebszustand der (in den Figuren 1 und 2 nicht gezeigten) Werkzeugmaschine, d. h. insbesondere ein Nachspannen bzw. Entspannen im laufenden Betrieb bei rotierender Werkzeugspindel 20. The rotary tube 40 is guided through the center of the tool spindle 20 along the axis and allows actuation of the clamping jaws 30 regardless of the operating state of the (not shown in Figures 1 and 2) machine tool, d. H. in particular a retightening or relaxing during operation with rotating tool spindle 20th
Die Erfindung ist nicht auf die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarten Merkmale. The invention is not limited to the embodiments described above with reference to the accompanying drawings, but results from a synopsis of all the features disclosed herein.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Spannfutter 10 chucks
20 Werkzeugspindel  20 tool spindle
30 Spannbacke  30 jaw
31 Zahnrad  31 gear
32 Grundbacke  32 base jaw
40 Drehrohr 40 rotary tube
50 Elektromotor  50 electric motor
R Rotationsrichtung des Drehrohrs R Rotation direction of the rotary tube
V Verschieberichtung der Spannbacke V shift direction of the clamping jaw

Claims

,KRAFTBETATIGTES SPANNFUTTER FÜR EINE WERKZEUGSPINDEL EINER WERKZEUGMASCHINE SOWIE WERKZEUGMASCHINE MIT EINEM KRAFTBETÄTIGTEN SPANNFUTTER" Patentansprüche "POWER-OPERATED CHUCK FOR A TOOL SPINDLE OF A MACHINE TOOL AND MACHINE TOOL WITH A POWER-OPERATED CHUCK" patent claims
Kraftbetätigtes Spannfutter (10) für eine Werkzeugspindel (20) einer Werkzeugmaschine, insbesondere Drehmaschine, mit mindestens einem geführten Spannelement (30), vorzugsweise mindestens einer radial und im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse geführten Spannbacken (30), welches zum Ausüben einer Spannkraft auf ein in das Spannfutter (10) eingespanntes oder einspannbares Werkstück mittels mindestens eines rotatorisch betätigbaren Antriebsgliedes (40) verstellbar ist, wobei das mindestens eine Antriebsglied (40) zur direkten rotatorischen Betätigung mit einem Rotor eines Elektromotors (50) verbunden ist. Power-operated chuck (10) for a tool spindle (20) of a machine tool, in particular a lathe, with at least one guided clamping element (30), preferably at least one clamping jaw (30) guided radially and essentially perpendicular to the axis of rotation, which is used to exert a clamping force on an in the workpiece clamped or clampable in the chuck (10) can be adjusted by means of at least one rotationally actuated drive member (40), the at least one drive member (40) being connected to a rotor of an electric motor (50) for direct rotational actuation.
Spannfutter (10) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine rotatorisch betätigbare Antriebsglied (40) ein Drehrohr ist, welches durch die Werkzeugspindel (20) hindurch zu dem mindestens einen geführten Spannelement (30) geführt ist. Chuck (10) according to claim 1, wherein the at least one rotationally actuable drive member (40) is a rotary tube which is guided through the tool spindle (20) to the at least one guided clamping element (30).
Spannfutter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine geführte Spannelement (30) stufenlos entlang eines Stellbereiches verstellbar ausgebildet ist. Chuck (10) according to one of the preceding claims, wherein the at least one guided clamping element (30) is designed to be infinitely adjustable along an adjustment range.
4. Werkzeugmaschine mit einem kraftbetätigten Spannfutter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Werkzeugmaschine eine 4. Machine tool with a power-operated chuck (10) according to one of the preceding claims, wherein the machine tool has a
Steuerungseinrichtung zum Ansteuern des Elektromotors (50) aufweist. Control device for controlling the electric motor (50).
5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, wobei die Steuerungseinrichtung dazu ausgelegt ist, mittels des Elektromotors (50) eine festgelegte oder festlegbare Stellposition des mindestens einen geführten Spannelementes (30) anzufahren. 5. Machine tool according to claim 4, wherein the control device is designed to move to a fixed or definable position of the at least one guided clamping element (30) by means of the electric motor (50).
6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4 oder 5, wobei ferner eine 6. Machine tool according to claim 4 or 5, further comprising a
Messeinrichtung zum momentanen oder kontinuierlichen Messen einer auf ein eingespanntes Werkstück ausgeübten Spannkraft des mindestens einen geführten Spannelementes (30) oder aller geführten Spannelemente (30) vorgesehen ist, und wobei die Steuereinrichtung weiterhin dazu ausgelegt ist, die Spannkraft unter Auswertung des Messergebnisses vorzugsweise kontinuierlich zu regeln. Measuring device for instantaneous or continuous measurement of a clamping force exerted on a clamped workpiece of the at least one guided clamping element (30) or of all guided clamping elements (30) is provided, and wherein the control device is further designed to regulate the clamping force, preferably continuously, by evaluating the measurement result .
7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, wobei die zu regelnde Spannkraft ein vorab festgelegter oder festlegbarer, vorzugsweise durch Benutzereingabe in die Steuereinrichtung festlegbarer Wert ist. 7. Machine tool according to claim 6, wherein the clamping force to be regulated is a predetermined or definable value, preferably definable by user input into the control device.
8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die 8. Machine tool according to one of claims 4 to 7, wherein the
Steuerungseinrichtung ferner dazu ausgelegt ist, einen Betriebszustand der Werkzeugmaschine, insbesondere eine Drehzahl oder eine zeitliche Control device is further designed to determine an operating state of the machine tool, in particular a speed or a time
Drehzahlabfolge der Werkzeugspindel (20) zu steuern oder zu regeln. To control or regulate the speed sequence of the tool spindle (20).
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