WO2018146092A1 - Verfahren und vorrichtung zum betätigen einer hydro-dehnspanneinrichtung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betätigen einer hydro-dehnspanneinrichtung Download PDF

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WO2018146092A1
WO2018146092A1 PCT/EP2018/052940 EP2018052940W WO2018146092A1 WO 2018146092 A1 WO2018146092 A1 WO 2018146092A1 EP 2018052940 W EP2018052940 W EP 2018052940W WO 2018146092 A1 WO2018146092 A1 WO 2018146092A1
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clamping screw
hydraulic medium
hydraulic
clamping
measured
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PCT/EP2018/052940
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Thomas Retzbach
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Schunk Gmbh & Co. Kg Spann- Und Greiftechnik
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    • B23B31/30—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
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    • B23B2260/078—Hand tools used to operate chucks or to assemble, adjust or disassemble tools or equipment used for turning, boring or drilling

Definitions

  • the present invention relates to a method for actuating a hydraulic expansion chuck, in particular a hydraulic expansion chuck or hydro-expansion mandrel, comprising a main body assembly in which a filled with a hydraulic medium pressure chamber system is formed, which has a pressure chamber with a wall on one of the pressure chamber side facing away from a clamping surface defined, and introduced from the outside into the main body assembly and connected via connecting channels with the pressure chamber threaded bore, wherein in the threaded bore a clamping screw is screwed, which is axially adjusted by screwing into the threaded bore such that the hydraulic medium in the direction pressed the pressure chamber and the wall is elastically deformed to clamp a tool or workpiece, wherein in the method, the clamping screw rotated by means of a rotary tool and the torque applied to the hydraulic expansion device, in particular by Fix ieren the hydraulic expansion chuck is supported in a stationary support. Furthermore, the invention relates to a device for actuating a hydraulic Dehnspann insightful.
  • Hydro-Dehnspann nails are clamping devices that can be used for both the tool and the workpiece clamping, which is basically a distinction between two different types, namely a hydraulic expansion chuck and a hydraulic expansion mandrel.
  • the basic mode of operation of both types of construction is identical, namely that by actuating the hydraulic expansion device, a hydraulic medium, in particular a hydraulic grol, is pressed within a pressure chamber system of a base body assembly of the hydraulic expansion device in the direction of a pressure chamber of the pressure chamber system and thereby causes an elastic expansion of a clamping surface defining a wall of the pressure chamber.
  • Actuation of hydraulic expansion jigs can be done in different ways.
  • an operation by means of a clamping cylinder and a pressure or pull rod is possible.
  • a direct application by means of a hydraulic unit can take place.
  • hydraulic expansion chucks can be actuated by turning a tightening screw by means of a turning tool.
  • the present invention relates.
  • the aforementioned basic body arrangement of the hydro-expansion chuck comprises a base body, which at its back The lower end region has a machine interface, via which the hydraulic expansion chuck can be fixed to a corresponding tool holder receptacle on a machine tool.
  • a clamping region is formed with a central tool receptacle which is open towards the front end face of the main body and into which a tool shank to be clamped can be inserted.
  • the base body assembly also includes an expansion sleeve which is inserted into the base body to form a pressure chamber surrounding the expansion sleeve and acted upon by a hydraulic medium and which forms the tool holder open towards the front end surface of the base body.
  • hydraulic expansion equipment When used in the industry, hydraulic expansion equipment is subject to wear and tear, so regular checking of the condition and performance of the hydraulic expansion equipment is important to ensure process reliability and avoid production downtime due to unintentional release of tools or workpieces. By a clamping force measurement, the remaining performance and wear can be determined.
  • a measuring mandrel or clamping force tester is such that it can not be used to determine the quality of a clamping of a tool or workpiece with a hydraulic expansion-clamping device during its operation, but the measurement must be carried out in a separate step. This is awkward and time consuming.
  • the object of the present invention is to specify a method and a device for actuating a hydraulic expansion-tensioning device of the type mentioned above, in which a current tensioning state of the hydraulic expansion-tensioning device can be determined during the twisting of a tensioning screw.
  • a corresponding device for actuating a hydraulic Dehnspann might be specified.
  • the invention is thus based on the consideration of determining a clamping state of the hydraulic expansion chuck device by indirectly determining the current clamping force values of the hydraulic expansion chuck device via a measurement of hydraulic expansion devices. Likmediumdruck- lndikationshong during a rotation of the clamping screw, so during the clamping of the hydraulic expansion chuck, measured and evaluated the measured values are evaluated. A corresponding evaluation of the detected measured values allows a conclusion on the performance and / or the wear and / or possible malfunction of the hydraulic expansion chuck and thus the derivation of a current clamping state of the hydraulic expansion chuck.
  • the determined in this way clamping state of the existing of the hydraulic Dehnspannewed and a tensioned tool or workpiece total system is communicated to the user immediately, comfortably and easily understandable. For example, the user is signaled when a minimum clamping force or a set clamping force of the hydraulic expansion chuck has been reached without the user having to intervene in the overall system from the outside and have to make inquiries of himself.
  • the turning tool is automatically aligned relative to the hydro-Dehnspann adopted and automatically brought into engagement with the clamping screw. As a result, a consistent quality of intervention can be ensured.
  • the clamping screw can be automatically rotated by means of a screwing, in particular an electric screwing device on which the rotary tool is held.
  • a screwing in particular an electric screwing device on which the rotary tool is held.
  • the electric screwdriver is an electric screwdriver and the rotary tool is a hexagon bit which is rotatably supported on the cordless screwdriver.
  • Electric screwing devices have the particular advantage that with them a constant screwing speed of the clamping screw can be achieved.
  • the clamping screw can be manually rotated by means of the turning tool, in particular a screwdriver.
  • values of the pressure of the hydraulic medium as hydraulic medium pressure indication values in the pressure chamber system and / or on the tensioning screw can be measured via a pressure transducer during a screwing-in of the tensioning screw.
  • values of the pressure of the hydraulic medium can be measured as hydraulic medium pressure indication values on the tensioning piston instead of on the tensioning screw via a pressure transducer.
  • values of a variable complementary to the pressure of the hydraulic medium can be measured as hydraulic medium pressure indication values in step a) during a screwing in of the tensioning screw.
  • the pressure of the hydraulic medium is not measured directly, but indirectly over another size. There is no need to change be performed on the pressure chamber system, such as an installation of pressure transducers.
  • a deformation, in particular an expansion and / or an elongation, of the basic body arrangement can be measured as a variable complementary to the pressure of the hydraulic medium as hydraulic medium pressure indication values with the aid of a strain gauge.
  • a strain gauge can be attached without great effort, for example, on an outer surface of the main body assembly.
  • the torque on the tensioning screw is preferably measured as a variable complementary to the pressure of the hydraulic medium as hydraulic medium pressure indication values.
  • the measurement of the torque on the clamping screw via a measurement of the torsion of a torsion by means of a mounted on the torsion strain gauge can be done. If the tightening screw is rotated by means of an electric screwing device, on which the turning tool is held, the measurement of the torque on the tightening screw can also take place via a measurement of the motor current of a motor of the electric screwing device at a constant engine speed.
  • the measuring distance between two directly successively measured hydraulic medium pressure indication values preferably corresponds to the measuring distance between two directly successive measured Spannschraubeweg indicative values, in particular a predetermined path step, angle step or time step at a constant insertion speed of the clamping screw.
  • the trigger event can be a contact of the clamping surface with a tool or workpiece to be clamped and / or a stop of the clamping screw on a limiting the axial displacement of the clamping screw stop and / or the trigger value can be a for the used Hydro-Dehnspann Rhein in a certain trigger event be characteristic value of the pressure of the hydraulic medium or a complementary size.
  • the trigger value may also be a threshold value of the pressure of the hydraulic medium or a complementary quantity which is preferably between 20% (in a hard screwing) and 80% (in a soft screwing) of a value of the pressure or a variable complementary thereto, in which a tightening of the clamping screw is terminated, that is, for example, a Abschaltcardmomentagonistswert when reaching the stop by the clamping screw.
  • the measured tension screw path indicative values may be used to ascertain whether a tension state determined based on the measured hydraulic fluid pressure indication values is correct. Values of the axial travel position of the tightening screw within the threaded hole can be measured as tightening screw path indication values. In this case, the Spannschraubenweg is measured directly. Thus, a possible conversion of Spannschraubenweg-Indikations archive in Spannschraubenwege deleted.
  • values of a variable complementary to an axial path position of the tightening screw within the threaded bore can be measured as tightening screw path indication values.
  • the tightening screw travel is measured indirectly by measuring another variable.
  • the angle of rotation of the clamping screw as a complementary to the axial path position of the clamping screw within the threaded bore size as Spannschraubenweg indicative values, preferably by means of an encoder and / or Hall sensors, either directly on the clamping screw or on the rotary tool or on a screw device, at which the rotary tool is held, measured.
  • an electric screw device with an electric motor Hall sensors can be used to determine a rotor position of the motor.
  • BLDC brushless DC motors
  • a measurement of the angle of rotation via an encoder or Hall sensors on the clamping screw is particularly elegant because it does not require any modifications to the exciting hydraulic expansion device.
  • Such a rotational angle measurement therefore contributes to the fact that clamping states can be determined for a wide variety of hydraulic expansion chucks during their actuation.
  • the distance covered by the clamping screw and, if appropriate, the tensioning piston can then be calculated.
  • step b) In order to determine a clamping state of the hydraulic expansion clamping device in step b) by evaluating the measured hydraulic medium pressure indication values, the following partial steps are advantageously carried out in step b):
  • the characteristic hydraulic pressure indicative value is preferably a characteristic hydraulic pressure indicative value for a contact of the clamping surface with a tool or workpiece to be clamped and the associated clamping state the contact between the clamping surface and the tool or workpiece and / or the characteristic hydraulic medium indication value is a characteristic hydraulic medium pressure -Indikationswert at a stop of the clamping screw on a limiting the axial displacement of the clamping screw stop and the associated clamping state reaching a predefined set clamping force of the hydraulic expansion device used.
  • the predefined set clamping force should be achieved with an intact hydro-Dehnspann worn to slight deviations, for example, due to manufacturing tolerances of the tensioned tool or workpiece. With increasing number of actuation of the hydraulic expansion device, however, their wear and thus the maximum clamping force to be achieved increases, so that the predetermined nominal clamping force will no longer be reached at some point.
  • the following partial steps can be carried out in step b) in order to determine a clamping state of the hydraulic expansion clamping device by evaluating the measured hydraulic medium pressure indication values:
  • step b3) calculating slopes of the hydraulic medium pressure indication values measured in step a) at predetermined, uniform measuring distances during screwing in of the tensioning screw, wherein a gradient consists of a difference between two respectively successively measured hydraulic medium pressure indication values or their amount as dividend and the measuring distance between the two considered hydraulic medium pressure indication values is formed as a divisor,
  • a calculation of slopes and consideration of slope changes offers, in contrast to a mere consideration of absolute values, the advantage that characteristic pressure jumps can be detected for the hydraulic expansion chuck used.
  • the hydraulic medium pressure indication values measured in step a) can be compared to a scale can be plotted with multiples of the measuring distance between two directly successively measured hydraulic medium pressure indication values and the resulting measured value curve can be smoothed in particular by calculating moving average values and / or at least one particular linear curve fitting can be performed on the measured value curve. As a result, significant changes in slope can be detected.
  • step b4) a change in slope between two slopes is determined, which were calculated in step b3) from three directly successively measured hydraulic medium pressure indication values. Since the two gradients used for the calculation of the change in slope follow one another directly in terms of messchronology, it can be clearly concluded in the case of a marked change in slope that this occurred in the middle of the three measured values considered.
  • the slope change may be determined in step b4) by subtracting from one another or dividing by two slopes calculated in step b3). If two calculated slopes are divided to determine a slope change, the predefined area considered in the test in step b5) may be a predefined minimum multiple of one slope. A significant slope change is detected when a higher slope is a multiple of a lower slope of the two slopes considered and the corresponding multiple is greater than the predefined minimum multiple.
  • step b5) If, during the test in step b5), no clear change in pitch is detected until a stop limiting the axial adjustment of the clamping screw, it can be concluded that there is no tool or workpiece to be clamped or a tool with too small a shank or a workpiece with one suitable clamping diameter knife is used. If, however, a clear change in slope is detected, its cause can be determined in step b6) by using further measurement and / or setpoint values. As will be explained in more detail below, it is possible to use, for example, tension screw path indication values, setpoint values for tension screw path indication values and / or setpoint values for hydraulic medium pressure indication values. However, the cause of a significant change in slope can also be determined without taking further measurement and / or setpoint values.
  • tension screw path indication values can be measured at predetermined, uniform measuring distances, the measuring distance between two directly successively measured hydraulic medium pressure indication values being the measuring distance between two directly consecutive measured clamping screw path indication values.
  • the cause for the presence of a significant change in slope is preferably preferred. is true by comparing a measured during the significant change in pitch Spannschraubenweg indicative value with at least one known, characteristic of the hydraulic Dehnspann engagedstyp setpoint for the Spannschraubenweg indication value.
  • the comparison of the Spannschraubeweg indication values thus represents a hedge, so that in fact the right cause for a detected significant change in slope is determined.
  • the setpoint value for the tightening screw path indication value can be a tightening screw path indication value for a contact of the clamping surface with a tool to be clamped or workpiece and / or for a stop of the tightening screw on a stop limiting the axial displacement of the tightening screw.
  • the torque on the clamping screw is advantageously measured as the hydraulic medium pressure indicative value as already explained above, and a malfunction of the hydraulic expansion chuck is determined in step b6) as the cause of the presence of a marked change in pitch From a comparison of a measured in the significant change in inclination bschraubeweg indication value with a setpoint for Spannschraubenweg indicative value shows that the measured Spannschraubenweg indicative value is outside of a range around the setpoint and thus significantly smaller than the setpoint.
  • the malfunction of the hydro-expansion chuck can be determined as a seizure of the clamping screw in the threaded hole.
  • a seizure of the clamping screw can result from the fact that the external thread of the clamping screw does not meet the required surface requirements or the clamping screw no longer has sufficient lubrication.
  • the last-mentioned constellation as a cause for the presence of a significant change in slope instead of a malfunction of the hydraulic expansion device and a tool with a too large Shaft diameter or a workpiece with a too small hole can be determined. For example, if there is a tool with a large shaft diameter in a hydraulic expansion chuck, the shaft contacts the clamping surface sooner than expected and a clear change in pitch occurs already after a shorter tightening screw path.
  • the cause for the presence of a significant change in slope can be determined in step b6) by a hydraulic medium pressure indication value measured with the significant change in slope having at least one previously known, for the hydraulic-Dehnspann Rheinstyp characteristic setpoint for the hydraulic medium pressure indication value is compared.
  • the setpoint value for the hydraulic medium pressure indication value is preferably a hydraulic medium pressure indication value for a contact of the clamping surface with a tool or workpiece to be clamped and / or for a stop of the clamping screw on a stop limiting the axial adjustment of the clamping screw.
  • step b6) of the method according to the invention a contact of the clamping surface with a tool or workpiece to be clamped is taken as the cause for the presence of a significant change in inclination and, in step b7), the attainment of a minimum clamping force as clamping state is determined based on the specific cause.
  • the process according to the invention may preferably have the following further steps: Closing on a stop of the clamping screw on a stop limiting the axial adjustment of the clamping screw as a cause for the presence of a marked change in the pitch in step b6),
  • a tightening of the clamping screw by means of the rotary tool can be terminated if it is determined in step b) when evaluating the measured hydraulic medium pressure indication values that a predetermined switch-off condition is met.
  • the screwing of the clamping screw can be terminated in an electrical screwing by switching off the electric screwing.
  • a mechanical shut-off is conceivable.
  • the predetermined switch-off condition may be a previously known hydraulic medium characteristic of the hydraulic expansion-tensioner type used. pressure-lndikationswert be at a stop of the clamping screw on a limiting the axial displacement of the clamping screw stop, for example, a defined maximum torque for the hydraulic Dehnspann nails, which must be achieved within a predefined range.
  • screwing in can be ended, for example, if an upper threshold value for a torque difference of 500 mNm, for example, or if a corresponding torque gradient value of, for example, 15000 mNm / ° is exceeded. Timely termination of the operation prevents damage to the hydraulic expansion jig.
  • the clamping state determined in step c) is signaled to the user by being displayed via an optical signal, an acoustic signal or a vibration signal.
  • a device for actuating a hydraulic Dehnspann in particular a hydraulic expansion chuck or hydraulic Dehnspanndorns, with a base assembly in which a filled with a hydraulic medium pressure chamber system is formed, the pressure chamber having a wall, the on a side facing away from the pressure chamber defining a clamping surface, and introduced from the outside into the main body assembly and connected via connecting channels with the pressure chamber threaded surrounds, wherein in the threaded bore a clamping screw is screwed, which is axially adjusted by screwing into the threaded bore in that the hydraulic medium is pressed in the direction of the pressure chamber and the wall is elastically deformed in order to tension a tool or workpiece.
  • the device according to the invention has: a holding device, in particular stationary holder, which is designed to support a torque applied to the hydraulic expansion device when the clamping screw is rotated,
  • a measuring device which is designed to measure hydraulic medium pressure indication values at predetermined, uniform measuring distances and / or continuously during the rotation of the clamping screw,
  • an evaluation and control device which is designed to evaluate hydraulic medium pressure indication values measured by the measuring device and to determine a clamping state of the hydraulic expansion device
  • a signaling device which is designed to signal the determined by the evaluation and control unit clamping state of the hydraulic expansion device to a user.
  • the holding device may be a vise or gripper. But it can also be a support arm or a HSK, or steep taper tensioner with collet set, which is adapted to fix the hydraulic expansion chuck.
  • the holding device may have support surfaces corresponding to support surfaces on the hydraulic expansion device.
  • the device according to the invention preferably has a rotary tool which is designed to rotate the clamping screw.
  • the turning tool can be, for example, a bit, in particular a hexagon bit, or a wrench, in particular a hexagon wrench.
  • the device according to the invention has a screw device, in particular an electric screw device, on which the rotary tool is held in order to automatically turn the clamping screw.
  • the apparatus according to the invention may comprise an adjusting device with a holder for the rotary tool or a screwing device on which the rotary tool is held, to automatically align the rotary tool relative to the hydraulic expansion chuck and automatically engage with the clamping screw.
  • the adjustment device can have a 1-, 2-, 3-, or 5-axis kinematics and, in particular, be an industrial robot, such as an articulated robot, or a combination of linear modules and axes of rotation.
  • the measuring device preferably comprises a pressure sensor, which is designed to measure the pressure of the hydraulic medium as hydraulic medium pressure indication values in the pressure chamber system and / or on the tensioning screw during a screwing in of the tensioning screw.
  • a pressure sensor which is designed to measure the pressure of the hydraulic medium as hydraulic medium pressure indication values in the pressure chamber system and / or on the tensioning screw during a screwing in of the tensioning screw.
  • some hydraulic Dehnspann articulated adjacent to the threaded bore of the pressure chamber system in the axial direction of a cylinder bore of the pressure chamber system in which a clamping piston is contacted the clamping screw or connected thereto, so that an axial adjustment of the clamping screw when screwed into the threaded bore causes an axial adjustment of the clamping piston.
  • the pressure transducer may be designed to measure the pressure of the hydraulic medium instead of the clamping screw on the clamping piston.
  • the measuring device is designed to measure values of a variable complementary to the pressure of the hydraulic medium as a hydraulic medium pressure indication value during a screwing-in of the clamping screw.
  • the measuring device to a strain gauge the basic body arrangement, which is designed to measure a deformation, in particular an expansion and / or an elongation, of the basic body arrangement as a variable complementary to the pressure of the hydraulic medium, as hydraulic medium pressure indication values.
  • the measuring device can be designed to measure the torque as a variable complementary to the pressure of the hydraulic medium as hydraulic medium pressure indication values during a rotation of the clamping screw.
  • the measuring device may comprise a mounted on a torsion strain gauges, which is adapted to measure the torsion of the torsion, so that from the torque on the clamping screw and, in turn, the pressure of the hydraulic medium can be calculated.
  • the device according to the invention comprises an electric screwing device with a motor on which the rotary tool is held
  • the measuring device may also comprise an ammeter which is adapted to measure the motor current of the electric screwing device at a constant motor speed, thus the torque on the clamping screw and from which in turn the pressure of the hydraulic medium can be calculated.
  • the measuring device is designed to measure clamping screw path indication values, in particular beginning with the occurrence of a predetermined trigger event or by measuring a predetermined trigger value at predetermined, uniform measuring distances and / or continuously during a screwing in of the clamping screw.
  • the measuring distance between two directly successively measured hydraulic medium pressure indication values in particular corresponds to the measuring distance between two instantly measured clamping screw path indication values.
  • the trigger event may be a contact of the clamping surface with a tool or work to be clamped.
  • the measuring device may be designed to measure values of the axial path position of the clamping screw within the threaded bore and / or values of a variable complementary to the axial path position of the clamping screw as clamping screw path indication values.
  • the measuring device is adapted to the rotation angle of the clamping screw as a complementary to the axial path position of the clamping screw within the threaded bore size as Spannschraubenweg indicative values either directly on the clamping screw or on the rotary tool or on a screwing device on which the rotary tool is held measure up.
  • the measuring device may have an encoder and / or Hall sensors to measure the angle of rotation of the clamping screw.
  • the evaluation and control device can be designed to calculate the distance traveled by the clamping screw using a measured angle of rotation and a known pitch of the thread of the clamping screw.
  • the evaluation and control device is designed to check whether a hydraulic medium pressure indication value measured during insertion of the tensioning screw lies within a predefined range around a hydraulic medium pressure indication value characteristic of the hydraulic expansion chuck type used, and to a characteristic hydraulic pressure indicative value associated clamping state of the hydro-Dehnspann worn to close when the Exam is positive.
  • the characteristic hydraulic medium pressure indication value may be a characteristic hydraulic medium pressure indication value for a contact of the clamping surface with a tool or workpiece to be clamped and the associated clamping state the contact between the clamping surface and the tool or workpiece and / or the characteristic hydraulic medium indication value a characteristic hydraulic medium pressure -Indikationswert in a stop of the clamping screw on a limiting the axial displacement of the clamping screw stop and the associated clamping state to achieve a predefined set clamping force of the hydraulic expansion device used.
  • the evaluation and control device can also be designed to:
  • the evaluation and control device is designed to apply the hydraulic medium pressure indication values measured by the measuring device against a scale with multiples of the measuring distance between two directly measured hydraulic medium pressure indication values before calculating the slopes, and the resulting measured value curve in particular by calculating moving average values Smooth and / or perform at least one particular linear curve fitting on the measured value curve.
  • the evaluation and control device is designed to determine a change in slope between two gradients, which were calculated from three directly successively measured hydraulic medium pressure indication values.
  • the evaluation and control device may be configured to determine the slope change by subtracting from one another or dividing by two calculated slopes.
  • the measuring screw can measure clamping screw path indication values at predetermined uniform measuring distances in addition to the hydraulic medium pressure indication values, the measuring distance between two directly successively measured hydraulic medium pressure indication values being the measuring distance between two directly successively measured Spannschraubenweg indication values.
  • the evaluation and control device is preferably designed to determine the cause of the presence of a significant change in the pitch by comparing a tension screw gauge measured during the significant change in pitch. to be determined with at least one known, characteristic of the hydraulic Dehnspann Rheinstyp setpoint for the Spannschraubenweg indication value.
  • the desired value for the Spannschraubenweg-Indikations wert a Spannschraubenweg indicative value at a contact of the clamping surface with a tool or workpiece to be clamped and / or a stop of the clamping screw on a the axial displacement of the clamping screw limiting stop.
  • the measuring device is designed to measure when screwing the clamping screw, the torque on the clamping screw as complementary to the pressure of the hydraulic medium size as hydraulic medium pressure indication value
  • the evaluation and control device is adapted to a measured in the significant change in pitch Spannschraubeweg indicative value to compare with a set point for the Spannschraubenweg Indikationswert and as a cause for the presence of a significant change in slope to determine a malfunction of the hydraulic expansion device, if it is clear from the comparison that the measured Spannschraubenweg indication value is outside a range around the setpoint and thus significantly smaller than the nominal value.
  • the malfunction of the hydraulic expansion chuck may be a seizure of the clamping screw in the threaded bore.
  • the evaluation and control device is designed to determine the cause of the presence of a significant change in slope by comparing a measured at the significant change in slope hydraulic pressure indication value with at least one known, characteristic of the hydraulic Dehnspann Rheinstyp setpoint for the hydraulic medium pressure indication value ,
  • the desired value for the hydraulic medium pressure indication value can be a hydraulic likmediumbuch-lndikationswert at a contact of the clamping surface with a tool or workpiece to be clamped and / or a stop of the clamping screw on a limiting the axial displacement of the clamping screw stop.
  • the evaluation and control device may be designed to conclude a contact of the clamping surface with an exciting tool or workpiece as the cause of the presence of a significant change in slope and based on this cause to conclude the achievement of a minimum clamping force as a clamping state.
  • the evaluation and control device can also be designed to: to conclude a stop of the clamping screw on a limiting the axial displacement of the clamping screw stop as a cause for the presence of a significant change in slope,
  • the evaluation and control device is designed to check whether a predetermined switch-off condition is met, and to effect a termination of a screwing of the clamping screw when the test positive.
  • the predetermined switch-off condition may be a previously known hydraulic medium pressure indication value characteristic of the hydraulic expansion-tensioning device type used in the event of a stop of the clamping screw on a stop limiting the axial adjustment of the clamping screw.
  • the signaling device expediently comprises a luminaire, a loudspeaker, a display and / or a vibration device.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of a device according to the invention for actuating a hydraulic Dehnspann raised according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic perspective view of a device according to the invention for actuating a hydraulic expansion chuck according to a second embodiment of the present invention; a schematic perspective view of a device according to the invention for operating a hydraulic expansion device according to a third embodiment of the present invention; a schematic perspective view of a device according to the invention for actuating a hydraulic expansion device according to a fourth embodiment of the present invention; a schematic perspective view of a device according to the invention for operating a hydraulic expansion chuck device according to a fifth embodiment of the present invention; a schematic perspective view of an actuatable by a method according to the present invention Hydro-Dehnspannfutters; a sectional view taken along a longitudinal center plane of the hydraulic expansion chuck of Figure 6; a sectional view taken along the section line VIII-VIII in Figure 7; and a torque curve as a function of the angle of rotation for a hydraulic expansion chuck without or with tools in a central tool holder.
  • FIGS. 1 to 5 show schematic perspective views of a device according to the invention for actuating a hydraulic expansion chuck 1 according to five different embodiments of the present invention.
  • the device 1 according to the invention has, in all five embodiments, a holding device 2 in which a hydraulic unit is mounted -Dehnspann Rhein 3 is fixed in the form of a hydraulic expansion chuck.
  • the hydraulic expansion chuck 3 is shown in detail in FIGS. 6 to 8. It comprises a basic body arrangement 4 with a main body 5, which at its rear end region has a machine interface 6, by means of which the hydraulic expansion chuck 3 is fixed to the holding device 2, and on its opposite side has a clamping region 7.
  • a threaded bore 8 is introduced from the outside into the main body 5, in which a clamping screw 9 is screwed.
  • the threaded bore 8 has at its inner end an axial displacement of the clamping screw 9 within the threaded bore 8 limiting stop 10.
  • a cylinder bore 1 1 Adjacent to the threaded bore 8 in the axial direction, a cylinder bore 1 1, in which a clamping piston 12 is located, which is connected on one side with the clamping screw 9 and on its opposite side with a sealing element 13.
  • the main body assembly 4 is in addition to the main body 5 still from an expansion sleeve 14.
  • the expansion sleeve 14 is metallically connected to form a Dehnbüchse 14 surrounding pressure chamber 15 in the clamping portion 7 of the body 5 with the main body 5 and forms a front end face 16 of the main body fifth open tool holder 17.
  • the pressure chamber 15 thus has a wall 18 which defines a clamping surface 19 on a side facing away from the pressure chamber 15 side.
  • connection channels to form one with a hydraulic medium filled pressure chamber system with the cylinder bore 1 1 and the threaded hole 8 connected and thus acted upon by the hydraulic medium.
  • a tool 20 is inserted into the tool holder 17.
  • the device 1 according to the invention in all five embodiments, an electric screw 21 with a motor on which a hexagon bit 22 is rotatably supported as a rotary tool.
  • the device 1 according to the invention also has, in all five embodiments, a measuring device 23 which comprises an ammeter and an encoder. Both the ammeter and the encoder are integrated in the electric screw 21.
  • the measuring device 23 also includes a mounted on the outside of the base body 5 strain gauge 24, which is not shown in Figures 1 to 5 for the sake of clarity.
  • the device 1 according to the invention has an evaluation and control device 25 connected to the measuring device 23 as well as a signaling device 26 connected to the evaluation and control device 25 in the form of two LED lights.
  • the holding device 2 for the hydraulic expansion chuck 3 is a stationary holder which is fixed on a base plate 27 of the device 1.
  • the device 1 additionally comprises an adjusting device 28 which has a holder 29 for the electric screw 21 and a 1-axis kinematics 30 summarized.
  • the adjusting device 28 is also fixed on the base plate 27.
  • the holding device 2 for the hydraulic expansion chuck 3 comprises a displaceable shaft 31 and two pivot joints 32 and thus has a translational and two rotational degrees of freedom in order to align and position the hydraulic expansion chuck 3 to be able to adjust.
  • the holding device 2 is fixed on a base plate 27 of the device 1.
  • the device 1 has an adjusting device 28 which comprises a holder 29 for the electric screwing device 21 and a 1-axis kinematics 30.
  • the adjusting device 28 is also fixed on the base plate.
  • the holding device 2 for the hydraulic expansion chuck 3 is a stationary holder which is fixed on a base plate 27 of the device 1.
  • the device 1 also has here an adjusting device 28.
  • the adjusting device 28 is not a 1-axis kinematics, but an industrial robot.
  • the holding device 2 for the hydraulic expansion chuck 3 is a stationary holder which is fixed on a base plate 33 of a gripping robot arrangement 34. From a connected to the base plate 33, vertically extending main unit 35 of the gripping robot assembly 34 projects a gripping arm 36 for feeding and discharging to be operated hydraulic expansion chucks.
  • the device 1 has an adjusting device 28 which comprises a holder 29 for the electric screwing device 21 and a 1-axis kinematics 30. The Adjustment device 28 is connected to the base plate 33 of the gripper robot assembly 34.
  • the hydro-expansion chuck 3 holding device 2 is a stationary support having a base plate 37 that includes through-holes 38 for fixing the holding device 2 to a table.
  • the device 1 according to the fifth embodiment does not include an adjusting device 28.
  • the electric screwing device is designed as a mobile cordless screwdriver which can be charged via a loading device.
  • the electric screwing device 21 is aligned either manually - as in the fifth embodiment - or automatically by means of the adjusting device 28 - as in the first four embodiments - relative to the hydraulic expansion chuck 3 and engaged with the tightening screw 9.
  • an arrow indicates in which direction the alignment takes place.
  • the clamping screw 9 is now screwed by means of the electric screw 21 in the threaded hole 8 until the clamping screw 9 comes to rest on the stop 10.
  • the torque applied to the hydraulic expansion chuck 3 during the screwing in of the clamping screw 9 is supported by the holding device 2.
  • the clamping screw 9 is adjusted axially when screwing into the threaded hole 8.
  • the clamping screw 9 Since the clamping screw 9 is connected to the clamping piston 12, causes the axial adjustment of the clamping screw 9 and an axial adjustment of the clamping piston 12 together with the sealing element 13. As a result, the hydraulic medium is pressed within the pressure chamber system in the direction of the pressure chamber 15, whereby the wall 18 elastic deformed or expanded hydraulically becomes. As a result of the widening of the wall 18, a joining play between the wall 18 and the tool 20 to be clamped is first of all compensated and the wall 18 is then pressed against the tool 20 to be clamped, whereby a frictional connection between the hydraulic expansion chuck 3 and the tool 20 results.
  • the strain gauge 24 of the measuring device 23 measures a deformation, in particular an expansion, of the main body 5 as a variable complementary to the pressure of the hydraulic medium as hydraulic medium pressure indication values.
  • the measuring device 23 measures by means of the ammeter the motor current of the electric screw 21 at a constant engine speed and thus indirectly the torque of the clamping screw as a further to the pressure of the hydraulic medium complementary size as hydraulic medium pressure indication values in predetermined, uniform intervals.
  • the measuring device 23 measures by means of the encoder the angle of rotation of the clamping screw 9 as a complementary to the axial path position of the clamping screw 9 within the threaded bore 8 size as Spannschraubenweg indicative values in predetermined, uniform measuring distances.
  • the measurement of the angle of rotation begins in this embodiment with the occurrence of a trigger event, namely the contact of the clamping surface 19 with the tool 20.
  • a trigger event namely the contact of the clamping surface 19 with the tool 20.
  • the measurement can also start at another time or take place from the beginning.
  • the measuring distance between two directly successively measured torques corresponds to the measuring distance between two directly consecutively measured angles of rotation. After a rotation of the clamping screw 9 by a certain angular range so in each case the torque is measured on the clamping screw 9.
  • the evaluation and control device 25 checks whether a measured during the tightening of the clamping screw 9 torque or a measured deformation within a predefined range to a characteristic of the hydraulic expansion chuck 3 torque or a characteristic deformation, and includes one of the characteristic Torque or the characteristic deformation associated clamping state, if the test is positive.
  • a characteristic torque / deformation on the one hand a characteristic torque / deformation in a contact of the clamping surface 19 with the tool 20 and the associated clamping state of the contact between the clamping surface 19 and the tool 20 and the achievement of a minimum clamping force.
  • the characteristic torque / deformation is a characteristic torque / deformation at a stop of the clamping screw 9 on the stop 10 and the associated clamping state reaching a predefined set clamping force.
  • the evaluation and control device 25 calculates slopes of the measured torques, wherein a slope from the amount of a difference between each two immediately successively measured torques is formed as a dividend and the measuring distance between the two considered torques as a divisor. Now, the evaluation and control device 25 determines a change in slope between each two calculated slopes, which were calculated from three directly successively measured torques. For this purpose, the two calculated slopes are divided. Subsequently, it is checked whether the specific slope change is outside a predefined range, and thus there is a significant change in slope. For example, a significant slope change occurs when the slopes are many times different. Now, a possible cause for a noticeable change in slope is is correct and based on the specific cause closed to a clamping state.
  • the cause of the presence of a significant change in slope is determined by comparing a measured during the significant change in slope torque with at least one previously known, characteristic of the hydraulic expansion chuck setpoint for the torque.
  • the desired value for the torque is a torque at a contact of the clamping surface 19 with the tool 20 and / or at a stop of the clamping screw 9 on the stop 10.
  • the measured rotation angle are used.
  • the measured during the significant change in slope angle of rotation is compared with at least one known, characteristic of the hydraulic expansion chuck 3 setpoint for the rotation angle. If it is found that the measured angle of rotation is significantly smaller than the target value, a malfunction of the hydraulic expansion chuck 3, such as a seizure of the clamping screw 9, is determined as the cause for the presence of the significant change in pitch.
  • the respective particular state of tension is then displayed to a user via a lighting up of a corresponding LED light 26.
  • FIG. 9 qualitatively shows two typical measuring curves which can be obtained during the previously described actuating method during screwing in of the clamping screw 9. Specifically, the measured torques are plotted against the measured angles of rotation.
  • the measuring curve designated II shows a typical torque curve in the event that a tool 20 is in the tool holder 17 of the hydraulic expansion chuck 3.
  • the trace has three sections each of different pitch.
  • a first section (1) the torque in an approximation is linearly proportional to a strain rate of the wall 18.
  • a screwing of the clamping screw 9 causes an expansion of the wall 18.
  • the clamping surface 19 contacts the shank of the tool 20, which at point A of the trace II, there is a positive pressure jump, ie a sudden increase in the pressure of the hydraulic medium in the pressure chamber system of the hydraulic expansion chuck 3, which is noticeable by a significant increase in the slope of the trace.
  • the first section thus merges into a second section with a significantly higher gradient than the first section.
  • this second section no change in the expansion rate occurs. Rather, it comes with a further screwing the clamping screw 9 in the direction of the stop 10 to an increase in the pressure of the hydraulic medium.
  • hydraulic media in particular hydraulic oils, are included in the high pressures prevailing in hydraulic expansion chucks. least slightly compressible.
  • the torque in the second section is linearly proportional to the pressure of the hydraulic medium.
  • the point B of the measuring curve II therefore indicates a chronologically second pressure jump.
  • the second section merges into a third section with a significantly higher slope than the second section.
  • the fact that the tensioning screw 9 can still be turned a little further in the third section depends inter alia on the fact that components of the hydraulic expansion chuck 3, such as the stop 10, are still compressed slightly elastically.
  • the measurement curve designated I shows a typical torque curve in the event that no tool 20 is in the tool holder 17 of the hydraulic expansion chuck 3.
  • the measurement curve has only one pressure jump at the point B, which is due to the fact that the clamping screw 9 reaches the stop 10. Since there is no tool 20 in the tool holder 17, there can be no further pressure jump at the point A, since it can never happen that the clamping surface 19 contacts the tool 20.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) mit einer Grundkörperanordnung (4), in der ein mit einem Hydraulikmedium befülltes Druckkammersystem ausgebildet ist, das eine Druckkammer (15) mit einer Wandung (18), die auf einer der Druckkammer (15) abgewandten Seite eine Spannfläche (19) definiert, und eine von außen in die Grundkörperanordnung (4) eingebrachte und über Verbindungskanäle mit der Druckkammer (15) verbundene Gewindebohrung (8) umfasst, wobei in die Gewindebohrung (8) eine Spannschraube (9) eingedreht ist, die durch ein Eindrehen in die Gewindebohrung (8) derart axial verstellt wird, dass das Hydraulikmedium in Richtung der Druckkammer (15) gedrückt und die Wandung (18) elastisch verformt wird, um ein Werkzeug (20) oder Werkstück zu spannen, wobei bei dem Verfahren die Spannschraube (9) mittels eines Drehwerkzeugs (22) verdreht, das auf die Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) aufgebrachte Drehmoment insbesondere durch Fixieren der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) in einer stationären Halterung (2) abgestützt, Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte mittels einer Messvorrichtung (23) in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen und/oder kontinuierlich während des Verdrehens der Spannschraube (9) gemessen, ein Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) durch Auswerten der gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte mittels einer Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) bestimmt und der bestimmte Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) mittels einer Signalisierungsvorrichtung (26) an einen Benutzer signalisiert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (1) zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung (3).

Description

BESCHREIBUNG
Verfahren und Vorrichtung zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung, insbesondere eines Hydro-Dehnspannfutters oder Hydro-Dehnspanndorns, mit einer Grundkörperanordnung, in der ein mit einem Hydraulikmedium befülltes Druckkammersystem ausgebildet ist, das eine Druckkammer mit einer Wandung, die auf einer der Druckkammer abgewandten Seite eine Spannfläche definiert, und eine von außen in die Grundkörperanordnung eingebrachte und über Verbindungskanäle mit der Druckkammer verbundene Gewindebohrung umfasst, wobei in die Gewindebohrung eine Spannschraube eingedreht ist, die durch ein Eindrehen in die Gewindebohrung derart axial verstellt wird, dass das Hydraulikmedium in Richtung der Druckkammer gedrückt und die Wandung elastisch verformt wird, um ein Werkzeug oder Werkstück zu spannen, wobei bei dem Verfahren die Spannschraube mittels eines Drehwerkzeugs verdreht und das auf die Hydro-Dehnspanneinrichtung aufgebrachte Drehmoment insbesondere durch Fixieren der Hydro-Dehnspanneinrichtung in einer stationären Halterung abgestützt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung.
Hydro-Dehnspanneinrichtungen sind Spanneinrichtungen, die sowohl zur Werkzeug- als auch zur Werkstückspannung eingesetzt werden können, wobei grundsätzlich zwischen zwei verschiedenen Bauformen unterschieden wird, nämlich einem Hydro-Dehnspannfutter und einem Hyd- ro-Dehnspanndorn. Die prinzipielle Funktionsweise beider Bauformen ist identisch, nämlich dass durch eine Betätigung der Hydro-Dehnspanneinrichtung ein Hydraulikmedium, insbesondere ein Hydrauli- köl, innerhalb eines Druckkammersystems einer Grundkörperanordnung der Hydro-Dehnspanneinrichtung in Richtung einer Druckkammer des Druckkammersystems gedrückt wird und hierdurch eine elastische Aufweitung einer eine Spannfläche definierenden Wandung der Druckkammer bewirkt. Durch die Aufweitung der Wandung wird zunächst ein Fügespiel zwischen der Wandung und einem zu spannenden Werkzeug oder Werkstück ausgeglichen und die Wandung dann gegen das zu spannende Werkstück oder Werkzeug gepresst, wodurch sich eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hydro-Dehnspanneinrichtung und dem Werkzeug oder Werkstück ergibt. Der einzige Unterschied der beiden Bauformen liegt in der Spannkontur. So spannt der Hydro-Dehnspanndorn ein Werkstück über eine Bohrung des Werkstücks, wo hingegen das Hydro-Dehnspannfutter einen Werkzeugschaft über eine zentrale Werkzeugaufnahme des Hydro-Dehnspannfutters spannt.
Eine Betätigung von Hydro-Dehnspanneinrichtungen kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Um einen für eine Spannung ausreichenden Hydraulikdruck innerhalb des Druckkammersystems der Hydro-Dehnspanneinrichtung zu erzeugen, ist zum einen eine Betätigung mittels eines Spannzylinders und einer Druck- oder Zugstange möglich. Zum anderen kann eine Direktbeaufschlagung mittels eines hydraulischen Aggregats erfolgen. Des Weiteren können Hydro-Dehnspanneinrichtungen durch Verdrehen einer Spannschraube mittels eines Drehwerkzeugs betätigt werden. In diesem Fall ist es bekannt, das auf die Hydro-Dehnspanneinrichtung aufgebrachte Drehmoment insbesondere durch Fixieren der Hydro-Dehnspanneinrichtung in einer stationären Halterung, abzustützen. Auf die zuletzt aufgezählte Betätigungsart mittels Spannschraube bezieht sich die vorliegende Erfindung.
Wenn es sich bei der Hydro-Dehnspanneinrichtung um ein Hydro-Dehnspannfutter handelt, umfasst die zuvor genannte Grundkörperanordnung des Hydro-Dehnspannfutters einen Grundkörper, der an seinem hin- teren Endbereich eine Maschinenschnittstelle aufweist, über welche das Hydro-Dehnspannfutter an einer entsprechenden Werkzeughalteraufnahme an einer Werkzeugmaschine fixierbar ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers ist ein Spannbereich mit einer zu der vorderen Stirnfläche des Grundkörpers hin offenen zentralen Werkzeugaufnahme ausgebildet, in welche ein zu spannender Werkzeugschaft eingeschoben werden kann. Bei manchen Hydro-Dehnspannfuttern umfasst die Grundkörperanordnung auch eine Dehnbüchse, die unter Bildung einer die Dehnbüchse umgebenden und mit einem Hydraulikmedium beaufschlagbaren Druckkammer in den Grundkörper eingesetzt ist und die zu der vorderen Stirnfläche des Grundkörpers hin offene Werkzeugaufnahme bildet.
Bei ihrem Einsatz in der Industrie sind Hydro-Dehnspanneinrichtungen Verschleiß und Abnutzungen ausgesetzt, so dass eine regelmäßige Überprüfung des Zustands und Leistungsvermögens der Hydro-Dehnspanneinrichtungen wichtig ist, um eine Prozesssicherheit zu garantieren und Produktionsausfälle durch ein ungewolltes Lösen von Werkzeugen oder Werkstücken zu vermeiden. Durch eine Spannkraftmessung kann die noch vorhandene Leistungsfähigkeit und aufgetretener Verschleiß ermittelt werden.
Die vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung ermöglichen es nicht, während eines Verdrehens der Spannschraube, also während des Betriebs der Hydro-Dehnspanneinrichtung, den Spannzustand bzw. die Leistungsfähigkeit der Hydro-Dehnspanneinrichtung zu bestimmen. Messungen der Spannkraft zur Beurteilung eines Spannzustandes einer Hydro-Dehnspanneinrichtung müssen bisher immer separat mittels zusätzlichen Messgeräten und Messaufbauten erfolgen. Zur Spannkraftmessung können in bekannter Weise Drehmomentschlüssel, Messdorne oder spezielle Spannkraftprüfer für Hydro-Dehnspanneinrichtungen verwendet werden. Ein Nachteil insbesondere eines Messdorns oder Spannkraftprüfers ist, dass damit nicht die Güte einer Spannung eines Werkzeugs oder Werkstücks mit einer Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung während ihres Betriebs bestimmt werden kann, sondern die Messung in einem separaten Schritt erfolgen muss. Dies ist umständlich und zeitaufwändig.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betätigen einer Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem während des Verdrehens einer Spannschraube ein aktueller Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung bestimmt werden kann. Zudem soll eine entsprechende Vorrichtung zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung angegeben werden.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
a) Messen von Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten mittels einer Messvorrichtung in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen und/oder kontinuierlich während des Verdrehens der Spannschraube,
b) Bestimmen eines Spannzustandes der Hydro-Dehnspanneinrichtung durch Auswerten der gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte mittels einer Auswerte- und Steuerungsvorrichtung und
c) Signalisieren des bestimmten Spannzustandes der Hydro-Dehnspanneinrichtung mittels einer Signalisierungsvorrichtung an einen Benutzer.
Der Erfindung liegt damit die Überlegung zugrunde, einen Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung zu bestimmen, indem aktuelle Spannkraftwerte der Hydro-Dehnspanneinrichtung indirekt über eine Messung von Hydrau- likmediumdruck-lndikationswerten während eines Verdrehens der Spannschraube, also während des Spannens der Hydro-Dehnspanneinrichtung, gemessen und die erfassten Messwerte ausgewertet werden. Eine entsprechende Auswertung der erfassten Messwerte ermöglicht einen Rückschluss auf die Leistungsfähigkeit und/oder den Verschleiß und/oder mögliche Fehlfunktionen der Hydro-Dehnspanneinrichtung und somit die Ableitung eines aktuellen Spannzustandes der Hydro-Dehnspanneinrichtung. Der auf diese Weise bestimmte Spannzustand des aus der Hydro-Dehnspanneinrichtung und einem gespannten Werkzeug oder Werkstück bestehenden Gesamtsystems wird dem Benutzer unmittelbar, komfortabel und leicht verständlich mitgeteilt. So wird dem Benutzer beispielsweise signalisiert, wenn eine Minimalspannkraft oder eine Sollspannkraft der Hydro-Dehnspanneinrichtung erreicht wurde, ohne dass der Benutzer von außen in das Gesamtsystem eingreifen und von sich Nachforschungen betreiben muss.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Drehwerkzeug automatisch relativ zu der Hydro-Dehnspanneinrichtung ausgerichtet und automatisch mit der Spannschraube in Eingriff gebracht. Hierdurch kann eine gleichbleibende Eingriffsqualität sichergestellt werden.
Nach einem erfolgten Eingriff kann die Spannschraube automatisch mit Hilfe einer Schraubvorrichtung, insbesondere einer elektrischen Schraubvorrichtung, an der das Drehwerkzeug gehalten ist, verdreht werden. Beispielsweise handelt es sich bei der elektrischen Schraubvorrichtung um einen Ak- kuschrauber und bei dem Drehwerkzeug um ein Sechskantbit, das an dem Akkuschrauber drehbar gehalten ist. Elektrische Schraubvorrichtungen haben insbesondere den Vorteil, dass mit ihnen eine gleichbleibende Eindrehgeschwindigkeit der Spannschraube erzielt werden kann. Alternativ kann die Spannschraube manuell mit Hilfe des Drehwerkzeugs, insbesondere eines Schraubendrehers, verdreht werden. In Schritt a) können während eines Eindrehens der Spannschraube Werte des Drucks des Hydraulikmediums als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte in dem Druckkammersystem und/oder an der Spannschraube über einen Druckaufnehmer gemessen werden. In diesem Fall findet also eine direkte Messung des Drucks statt. Bei manchen Hyd- ro-Dehnspanneinrichtungen grenzt an die Gewindebohrung des Druckkammersystems in axialer Richtung eine Zylinderbohrung des Druckkammersystems an, in der sich ein Spannkolben befindet, der die Spannschraube kontaktiert oder mit dieser verbunden ist, so dass eine axiale Verstellung der Spannschraube bei einem Eindrehen in die Gewindebohrung eine axiale Verstellung des Spannkolbens bewirkt. Ein Vorteil eines Spannkolbens ist, dass die Spannschraube beim Lösen einer Spannung komplett und ohne negative Folgen aus der Gewindebohrung herausgeschraubt werden kann, da sich der Spannkolben immer innerhalb der zugehörigen Zylinderbohrung befindet und das Druckkammersystem somit immer abgeschlossen bleibt. Im Falle einer Hydro-Dehnspanneinrichtung mit einem Spannkolben können in Schritt a) während eines Eindrehens der Spannschraube Werte des Drucks des Hydraulikmediums als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte an dem Spannkolben anstatt an der Spannschraube über einen Druckaufnehmer gemessen werden. Durch eine direkte Messung des Drucks des Hydraulikmediums entfällt eine mögliche Umrechnung von Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten in Druckwerte.
Zusätzlich oder alternativ können in Schritt a) während eines Eindrehens der Spannschraube Werte einer zum Druck des Hydraulikmediums komplementären Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte gemessen werden. In diesem Fall wird der Druck des Hydraulikmediums nicht direkt, sondern indirekt über eine andere Größe gemessen. Hierdurch müssen keine Verän- derungen an dem Druckkammersystem vorgenommen werden, wie beispielsweise eine Installation von Druckaufnehmern.
Ebenso kann eine Verformung, insbesondere eine Aufdehnung und/oder einer Längung, der Grundkörperanordnung als eine zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte mit Hilfe eines Dehnungsmessstreifens gemessen werden. Ein solcher Dehnungsmessstreifen kann ohne großen Aufwand beispielsweise auf einer äußeren Oberfläche der Grundkörperanordnung angebracht werden.
Bevorzugt wird das Drehmoment an der Spannschraube als eine zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte gemessen. Hierbei kann die Messung des Drehmomentes an der Spannschraube über eine Messung der Torsion einer Torsionswelle mittels eines auf der Torsionswelle angebrachten Dehnungsmessstreifens erfolgen. Wird die Spannschraube mit Hilfe einer elektrischen Schraubvorrichtung, an der das Drehwerkzeug gehalten ist, verdreht, so kann die Messung des Drehmomentes an der Spannschraube auch über eine Messung des Motorstromes eines Motors der elektrischen Schraubvorrichtung bei einer konstanten Motordrehzahl erfolgen. Denn der Motorstrom I ist nach der Beziehung M = kM x (I— lo) proportional zum Drehmoment M, wobei lo der durch Reibung bedingte Leerlaufstrom und kM die Drehmomentkonstante ist, die über kM = 3/ TT x kE mit der Spannungskonstante kE in Beziehung steht. Eine Messung des Drehmomentes der Spannschraube über den Motorstrom ist äußerst elegant, da sie keine Modifizierungen an der zu spannenden Hydro-Dehnspanneinrichtung erforderlich macht. Es kann vorteilhaft sein, während eines Eindrehens der Spannschraube zusätzlich zu den in Schritt a) gemessenen Hydraulikmedium- druck-lndikationswerten noch Spannschraubenweg-Indikationswerte insbesondere beginnend mit dem Eintreten eines vorbestimmten Trigger-Ereignisses oder mit dem Messen eines vorbestimmten Trigger-Wertes in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen und/oder kontinuierlich zu messen. Hierbei entspricht der Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten bevorzugt dem Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswerten, insbesondere einem vorgegebenen Wegschritt, Winkelschritt oder Zeitschritt bei konstanter Eindrehgeschwindigkeit der Spannschraube. Das Trigger-Ereignis kann ein Kontakt der Spannfläche mit einem zu spannenden Werkzeug oder Werkstück und/oder ein Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag sein und/oder der Trigger-Wert kann ein für die verwendete Hydro-Dehnspanneinrichtung bei einem bestimmten Trigger-Ereignis charakteristischer Wert des Drucks des Hydraulikmediums oder einer dazu komplementären Größe sein. Der Trigger-Wert kann auch ein Schwellenwert des Drucks des Hydraulikmediums oder einer dazu komplementären Größe sein, der bevorzugt zwischen 20 % (bei einem harten Schraubfall) und 80 % (bei einem weichen Schraubfall) eines Wertes des Drucks oder einer dazu komplementären Größe liegt, bei dem ein Eindrehen der Spannschraube beendet wird, also beispielsweise eines Abschaltdrehmomentwertes bei Erreichen des Anschlags durch die Spannschraube. Die gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswerte können dazu dienen, Gewissheit darüber zu erlangen, ob ein basierend auf den gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten bestimmter Spannzustand korrekt ist. Es können Werte der axialen Wegposition der Spannschraube innerhalb der Gewindebohrung als Spannschraubenweg-Indikationswerte gemessen werden. In diesem Fall wird der Spannschraubenweg unmittelbar gemessen. Somit entfällt eine mögliche Umrechnung von Spannschraubenweg-Indikationswerten in Spannschraubenwege.
Zusätzlich oder alternativ können Werte einer zu einer axialen Wegposition der Spannschraube innerhalb der Gewindebohrung komplementären Größe als Spannschraubenweg-Indikationswerte gemessen werden. In diesem Fall wird der Spannschraubenweg indirekt über die Messung einer anderen Größe gemessen. Vorteilhaft wird der Drehwinkel der Spannschraube als eine zu der axialen Wegposition der Spannschraube innerhalb der Gewindebohrung komplementäre Größe als Spannschraubenweg-Indikationswerte, bevorzugt mittels eines Encoders und/oder mittels Hall-Sensoren, entweder unmittelbar an der Spannschraube oder an dem Drehwerkzeug oder an einer Schraubvorrichtung, an der das Drehwerkzeug gehalten ist, gemessen. Im Falle einer elektrischen Schraubvorrichtung mit einem Elektromotor können Hall-Sensoren zur Ermittlung einer Rotorposition des Motors dienen. Besonders vorteilhaft sind bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC). Denn bei solchen Motoren werden für eine elektronische Kommutierung Positionssignale benötigt, weshalb bei BLDC-Motoren die Lage des Rotors bekannt ist. Eine Messung des Drehwinkels über einen Encoder oder Hall-Sensoren an der Spannschraube ist besonders elegant, da sie keine Modifizierungen an der zu spannenden Hydro-Dehnspanneinrichtung erfordert. Eine solche Drehwinkelmessung trägt daher dazu bei, dass Spannzustände für die unterschiedlichsten Hydro-Dehnspanneinrichtungen während deren Betätigung bestimmt werden können. Unter Verwendung des gemessenen Drehwinkels und einer bekannten Steigung des Gewindes der Spannschraube kann dann der zurückgelegte Weg der Spannschraube und gegebenenfalls des Spannkolbens berechnet werden. Bei einer konstanten Drehgeschwindigkeit der Spannschraube kann auch die Drehzeit als eine zur axialen Wegposition der Spannschraube komplementäre Größe gemessen werden.
Um in Schritt b) einen Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung durch Auswerten der gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte zu bestimmen, werden in Schritt b) vorteilhafterweise die nachfolgenden Teilschritte durchgeführt:
b1 ) Prüfen, ob ein bei einem Eindrehen der Spannschraube gemessener Hydraulikmediumdruck-Indikationswert innerhalb eines vordefinierten Bereiches um einen für den verwendeten Hydro-Dehnspannfuttertyp charakteristischen Hydraulikmediumdruck-Indikationswert liegt, und
b2) Schließen auf einen dem charakteristischen Hydraulikmediumdruck-Indikationswert zugeordneten Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung, wenn die Prüfung unter Schritt b1 ) positiv ausfällt. Bevorzugt ist der charakteristische Hydraulikmediumdruck-Indikationswert ein charakteristischer Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche mit einem zu spannenden Werkzeug oder Werkstück und der zugeordnete Spannzustand der Kontakt zwischen der Spannfläche und dem Werkzeug oder Werkstück und/oder ist der charakteristische Hydraulikmedium-Indikationswert ein charakteristischer Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag und der zugeordnete Spannzustand das Erreichen einer vordefinierten Sollspannkraft der verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtung. Die vordefinierte Sollspannkraft sollte bei einer intakten Hydro-Dehnspanneinrichtung bis auf leichte Abweichungen beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen des gespannten Werkzeugs oder Werkstücks erreicht werden. Mit zunehmender Betätigungszahl der Hydro-Dehnspanneinrichtung erhöht sich jedoch deren Abnutzung und somit die maximal zu erreichende Spannkraft, so dass die vorgegebene Sollspannkraft irgendwann nicht mehr erreicht wird. Alternativ oder zusätzlich können in Schritt b) die nachfolgenden Teilschritte durchgeführt werden, um einen Spannzustand der Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung durch Auswerten der gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte zu bestimmen:
b3) Berechnen von Steigungen der in Schritt a) in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen während eines Eindrehens der Spannschraube gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte, wobei eine Steigung aus einer Differenz zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten oder deren Betrag als Dividend und dem Messabstand zwischen den beiden betrachteten Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten als Divisor gebildet wird,
b4) Bestimmen einer Steigungsänderung zwischen jeweils zwei berechneten Steigungen,
b5) Prüfen, ob die bestimmte Steigungsänderung außerhalb eines vordefinierten Bereiches liegt, und somit eine deutliche Steigungsänderung vorliegt,
b6) Bestimmen einer möglichen Ursache für die deutliche Steigungsänderung, insbesondere durch Heranziehen weiterer Mess- und/oder Sollwerte, und
b7) Schließen auf einen Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung basierend auf der bestimmten Ursache.
Eine Berechnung von Steigungen und Betrachtung von Steigungsänderungen bietet im Gegensatz zu einer reinen Betrachtung von Absolutwerten den Vorteil, dass für die verwendete Hydro-Dehnspanneinrichtung charakteristische Drucksprünge festgestellte werden können.
Vor einem Berechnen der Steigungen in Schritt b3) können die in Schritt a) gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte gegenüber einer Skala mit Vielfachen des Messabstandes zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten aufgetragen werden und kann die somit entstandene Messwertkurve insbesondere mittels Berechnung gleitender Mittelwerte geglättet und/oder mindestens eine insbesondere lineare Kurvenanpassung an der Messwertkurve durchgeführt werden. Hierdurch können deutliche Steigungsänderungen festgestellt werden.
Bevorzugt wird in Schritt b4) eine Steigungsänderung zwischen zwei Steigungen bestimmt, die in Schritt b3) aus drei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten berechnet wurden. Da die beiden für die Berechnung der Steigungsänderung verwendeten Steigungen messchronologisch unmittelbar aufeinanderfolgen, kann im Falle einer festgestellten deutlichen Steigungsänderung eindeutig gefolgert werden, dass diese beim mittleren der drei betrachteten Messwerte auftrat. Die Steigungsänderung kann in Schritt b4) durch voneinander Subtrahieren oder durcheinander Dividieren von zwei in Schritt b3) berechneten Steigungen bestimmt werden. Werden zwei berechnete Steigungen zur Bestimmung einer Steigungsänderung dividiert, so kann der bei der Prüfung in Schritt b5) berücksichtigte vordefinierte Bereich ein vordefiniertes Mindestvielfaches einer Steigung sein. Eine deutliche Steigungsänderung wird dann festgestellt, wenn eine höhere Steigung ein Vielfaches von einer niedrigeren Steigung der zwei betrachteten Steigungen ist und das entsprechende Vielfache über dem vordefinierten Mindestvielfachen liegt.
Wird bei der Prüfung in Schritt b5) bis zum Erreichen eines die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlags keine deutliche Steigungsänderung festgestellt, kann geschlossen werden, dass kein zu spannendes Werkzeug oder Werkstück vorliegt oder ein Werkzeug mit einem zu kleinen Schaft oder ein Werkstück mit einem nicht passenden Spanndurch- messer verwendet wird. Wird jedoch eine deutliche Steigungsänderung festgestellt, so kann deren Ursache in Schritt b6) durch Heranziehen weiterer Mess- und/oder Sollwerte bestimmt werden. Wie im Folgenden noch detaillierter ausgeführt wird, können beispielsweise Spannschraubenweg-Indikationswerte, Sollwerte für Spannschraubenweg-Indikationswerte und/oder Sollwerte für Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte herangezogen werden. Die Ursache einer deutlichen Steigungsänderung kann jedoch auch ohne Heranziehen weiterer Mess- und/oder Sollwerte bestimmt werden. Denn es ist bekannt, dass es beim Eindrehen der Spannschraube zumindest zwei deutliche Steigungsänderungen geben muss, eine erste bei einem Kontakt der Spannfläche mit einem zu spannenden Werkzeug oder Werkstück und eine zweite bei einem Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag. Sieht man von dem Risiko ab, dass eine festgestellte Steigungsänderung auch eine Fehlfunktion der Hydro-Dehnspanneinrichtung, wie etwa ein Festfressen der Spannschraube, als Ursache haben kann, so lässt sich alleine daraus, ob es sich bei der festgestellten deutlichen Steigungsänderung um eine zeitlich erste oder zweite deutliche Steigungsänderung handelt, auf eine der beiden zuvor erwähnten, für jede Hydro-Dehnspanneinrichtung charakteristische Ursachen schließen.
Wie bereits zuvor erwähnt, können während eines Eindrehens der Spannschraube zusätzlich zu den in Schritt a) gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten Spannschraubenweg-Indikationswerte in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen gemessen werden, wobei der Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten dem Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswerten entspricht. In diesem Fall wird in Schritt b6) die Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung bevorzugt be- stimmt, indem ein bei der deutlichen Steigungsänderung gemessener Spannschraubenweg-Indikationswert mit mindestens einem vorbekannten, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert verglichen wird. Der Vergleich der Spannschraubenweg-Indikationswerte stellt somit eine Absicherung dar, damit auch tatsächlich die richtige Ursache für eine festgestellte deutliche Steigungsänderung bestimmt wird. Der Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert kann ein Spannschraubenweg-Indikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche mit einem zu spannenden Werkzeug o- der Werkstück und/oder bei einem Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verschiebung der Spannschraube begrenzenden Anschlag sein.
Vorteilhaft wird bei einem Eindrehen der Spannschraube das Drehmoment an der Spannschraube als zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswert wie bereits zuvor erläutert gemessen und in Schritt b6) als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung eine Fehlfunktion der Hydro-Dehnspanneinrichtung bestimmt, wenn sich aus einem Vergleich eines bei der deutlichen Steigungsänderung gemessenen Spannschraubeweg-Indikationswertes mit einem Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert ergibt, dass der gemessene Spannschraubenweg-Indikationswert außerhalb eines Bereiches um den Sollwert liegt und somit deutlich kleiner als der Sollwert ist. Die Fehlfunktion der Hydro-Dehnspanneinrichtung kann als ein Festfressen der Spannschraube in der Gewindebohrung bestimmt werden. Ein Festfressen der Spannschraube kann dadurch entstehen, dass das Außengewinde der Spannschraube nicht den geforderten Oberflächenanforderungen entspricht oder die Spannschraube nicht mehr über eine ausreichende Schmierung verfügt. In der zuletzt erwähnten Konstellation kann jedoch als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung anstatt einer Fehlfunktion der Hydro-Dehnspanneinrichtung auch ein Werkzeug mit einem zu großen Schaftdurchmesser oder ein Werkstück mit einer zu kleinen Bohrung bestimmt werden. Denn befindet sich beispielsweise ein Werkzeug mit einem zu großen Schaftdurchmesser in einem Hydro-Dehnspannfutter, so kontaktiert der Schaft die Spannfläche früher als erwartet und es tritt bereits nach einem kürzeren Spannschraubenweg eine deutliche Steigungsänderung auf.
Alternativ oder in Ergänzung zu dem zuvor beschriebenen Heranziehen von Schraubenweg-Indikationswerten bei einem Bestimmen der Ursache einer deutlichen Steigungsänderung kann in Schritt b6) die Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung bestimmt werden, indem ein bei der deutlichen Steigungsänderung gemessener Hydraulikmediumdruck-Indikationswert mit mindestens einem vorbekannten, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert verglichen wird. Hierbei ist der Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bevorzugt ein Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche mit einem zu spannenden Werkzeug oder Werkstück und/oder bei einem Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag.
Zweckmäßigerweise wird in Schritt b6) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einen Kontakt der Spannfläche mit einem zu spannenden Werkzeug oder Werkstück als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung geschlossen und wird in Schritt b7) basierend auf der bestimmten Ursache auf das Erreichen einer Minimalspannkraft als Spannzustand geschlossen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt die folgenden weiteren Schritte aufweisen: Schließen auf einen Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung in Schritt b6),
Vergleichen des Hydraulikmediumdruck-Indikationswertes bei der deutlichen Steigungsänderung mit einem vorbekannten, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag,
Feststellen, dass die beiden miteinander verglichenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte innerhalb eines vordefinierten Bereiches übereinstimmen, und
Schließen auf ein Erreichen einer Sollspannkraft als Spannzustand in Schritt b7) basierend auf der vorherigen Feststellung.
Der zuvor erwähnte Vergleich der Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte ermöglicht es festzustellen, ob eine ausreichende Spannkraft zur Verfügung steht. Alleine aufgrund der Tatsache, dass die Spannschraube den Anschlag erreicht hat, kann hierauf nicht geschlossen werden, da sich die maximale Spannkraft einer Hydro-Dehnspanneinrichtung mit zunehmender Zahl der Betätigungen deutlich verringert.
Vorteilhaft kann ein Eindrehen der Spannschraube mittels des Drehwerkzeugs beendet werden, wenn in Schritt b) beim Auswerten der gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte festgestellt wird, dass eine vorbestimmte Abschaltbedingung erfüllt ist. Hierbei kann das Eindrehen der Spannschraube bei einer elektrischen Schraubvorrichtung durch Abschalten der elektrischen Schraubvorrichtung beendet werden. Auch eine mechanische Abschaltkupplung ist denkbar. Die vorbestimmte Abschaltbedingung kann ein vorbekannter, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischer Hydraulikmedium- druck-lndikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag sein, beispielsweise ein definiertes maximales Drehmoment für die Hydro-Dehnspanneinrichtung, der innerhalb eines vordefinierten Bereiches erreicht werden muss. Bei einer Messung des Drehmomentes als zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe kann ein Eindrehen beispielsweise beendet werden, wenn ein oberer Schwellenwert für eine Dreh- momentdifferenz von beispielsweise 500 mNm oder wenn ein entsprechender Drehmomentsteigungswert von beispielsweise 15000 mNm/ ° überschritten wird. Durch ein rechtzeitiges Beenden der Betätigung wird eine Beschädigung der Hydro-Dehnspanneinrichtung verhindert.
Bevorzugt wird der in Schritt c) bestimmte Spannzustand dem Benutzer signalisiert, indem er über ein optisches Signal, ein akustisches Signal oder ein Vibrationssignal angezeigt wird.
Die zuvor erwähnte Aufgabe ist erfindungsgemäß auch durch eine Vorrichtung zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung, insbesondere eines Hydro-Dehnspannfutters oder Hydro-Dehnspanndorns, mit einer Grundkörperanordnung, in der ein mit einem Hydraulikmedium befülltes Druckkammersystem ausgebildet ist, das eine Druckkammer mit einer Wandung, die auf einer der Druckkammer abgewandten Seite eine Spannfläche definiert, und eine von außen in die Grundkörperanordnung eingebrachte und über Verbindungskanäle mit der Druckkammer verbundene Gewindebohrung um- fasst, wobei in die Gewindebohrung eine Spannschraube eingedreht ist, die durch ein Eindrehen in die Gewindebohrung derart axial verstellt wird, dass das Hydraulikmedium in Richtung der Druckkammer gedrückt und die Wandung elastisch verformt wird, um ein Werkzeug oder Werkstück zu spannen, gelöst. Hierbei weist die erfindungsgemäße Vorrichtung auf: eine Haltevorrichtung, insbesondere stationäre Halterung, die dazu ausgebildet ist, ein bei einem Verdrehen der Spannschraube auf die Hydro-Dehnspanneinrichtung aufgebrachtes Drehmoment abzustützen,
eine Messvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen und/oder kontinuierlich während des Verdrehens der Spannschraube zu messen,
eine Auswerte- und Steuerungsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, von der Messvorrichtung gemessene Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte auszuwerten und einen Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung zu bestimmen, und
eine Signalisierungsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, den von der Auswerte- und Steuerungseinheit bestimmten Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung an einen Benutzer zu signalisieren.
Die Haltevorrichtung kann ein Schraubstock oder Greifer sein. Sie kann aber auch ein Tragarm oder ein HSK, bzw. Steilkegel-Spanner mit Spannzangensatz sein, der dazu ausgebildet ist, die Hydro-Dehnspanneinrichtung zu fixieren. Die Haltevorrichtung kann Abstützflächen korrespondierend zu Ab- stützflächen an der Hydro-Dehnspanneinrichtung aufweisen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist bevorzugt ein Drehwerkzeug auf, das dazu ausgebildet ist, die Spannschraube zu verdrehen. Bei dem Drehwerkzeug kann es sich beispielsweise um ein Bit, insbesondere ein Sechskantbit, oder um einen Schraubschlüssel, insbesondere einen Sechskantschraubschlüssel, handeln.
Vorteilhaft weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Schraubvorrichtung, insbesondere eine elektrische Schraubvorrichtung, auf, an der das Drehwerkzeug gehalten ist, um die Spannschraube automatisch zu verdrehen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Versteilvorrichtung mit einer Halterung für das Drehwerkzeug oder eine Schraubvorrichtung, an der das Drehwerkzeug gehalten ist, aufweisen, um das Drehwerkzeug automatisch relativ zu der Hydro-Dehnspanneinrichtung auszurichten und automatisch mit der Spannschraube in Eingriff zu bringen. Hierbei kann die Versteilvorrichtung eine 1-, 2-, 3-, oder 5-achsige Kinematik aufweisen und insbesondere ein Industrieroboter, wie etwa ein Knickarmroboter, oder eine Kombination aus Linearmodulen und Drehachsen sein. Alternativ ist es bei einem stationär installierten System möglich, vollständig auf eine Kinematik zu verzichten und die Drehmomentübertragung von einem Drehwerkzeug auf die Spannschraube über eine flexible Welle zu realisieren.
Bevorzugt umfasst die Messvorrichtung einen Druckaufnehmer, der dazu ausgebildet ist, während eines Eindrehens der Spannschraube den Druck des Hydraulikmediums als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte in dem Druckkammersystem und/oder an der Spannschraube zu messen. Bei manchen Hydro-Dehnspanneinrichtungen grenzt an die Gewindebohrung des Druckkammersystems in axialer Richtung eine Zylinderbohrung des Druckkammersystems an, in der sich ein Spannkolben befindet, der die Spannschraube kontaktiert oder mit dieser verbunden ist, so dass eine axiale Verstellung der Spannschraube bei einem Eindrehen in die Gewindebohrung eine axiale Verstellung des Spannkolbens bewirkt. In diesem Fall kann der Druckaufnehmer dazu ausgebildet sein, den Druck des Hydraulikmediums anstatt an der Spannschraube an dem Spannkolben zu messen.
Vorteilhaft ist die Messvorrichtung dazu ausgebildet, während eines Eindrehens der Spannschraube Werte einer zum Druck des Hydraulikmediums komplementären Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte zu messen. Hierzu kann die Messvorrichtung einen Dehnungsmessstreifen an der Grundkörperanordnung umfassen, der dazu ausgebildet ist, eine Verformung, insbesondere eine Aufdehnung und/oder einer Längung, der Grundkörperanordnung als eine zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte zu messen. Alternativ oder zusätzlich kann die Messvorrichtung dazu ausgebildet sein, das Drehmoment als eine zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte während eines Verdrehens der Spannschraube zu messen. Hierzu kann die Messvorrichtung einen auf einer Torsionswelle angebrachten Dehnungsmessstreifen umfassen, der dazu ausgebildet ist, die Torsion der Torsionswelle zu messen, damit daraus das Drehmoment an der Spannschraube und daraus wiederum der Druck des Hydraulikmediums berechnet werden kann. Falls die erfindungsgemäße Vorrichtung eine elektrische Schraubvorrichtung mit einem Motor aufweist, an der das Drehwerkzeug gehalten ist, kann die Messvorrichtung auch ein Strommessgerät umfassen, das dazu ausgebildet ist, den Motorstrom der elektrischen Schraubvorrichtung bei konstanter Motordrehzahl zu messen, damit daraus das Drehmoment an der Spannschraube und daraus wiederum der Druck des Hydraulikmediums berechnet werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Messvorrichtung dazu ausgebildet, Spannschraubenweg-Indikationswerte insbesondere beginnend mit einem Eintreten eines vorbestimmten Trigger-Ereignisses oder mit dem Messen eines vorbestimmten Trigger-Wertes in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen und/oder kontinuierlich während eines Eindrehens der Spannschraube zu messen, wobei der Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten insbesondere dem Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswerten entspricht. Hierbei kann das Trigger-Ereignis ein Kontakt der Spannfläche mit einem zu spannenden Werkzeug oder Werk- stück und/oder ein Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag sein und/oder der Trigger-Wert ein für die verwendete Hydro-Dehnspanneinrichtung bei einem bestimmten Trigger-Ereignis charakteristischer Wert des Drucks des Hydraulikmediums oder einer dazu komplementären Größe sein.
Die Messvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, Werte der axialen Wegposition der Spannschraube innerhalb der Gewindebohrung und/oder Werte einer zur axialen Wegposition der Spannschaube komplementären Größe als Spannschraubenweg-Indikationswerte zu messen.
Bevorzugt ist die Messvorrichtung dazu ausgebildet, den Drehwinkel der Spannschraube als eine zu der axialen Wegposition der Spannschraube innerhalb der Gewindebohrung komplementären Größe als Spannschraubenweg-Indikationswerte entweder unmittelbar an der Spannschraube oder an dem Drehwerkzeug oder an einer Schraubvorrichtung, an der das Drehwerkzeug gehalten ist, zu messen. Die Messvorrichtung kann einen Encoder und/oder Hall-Sensoren aufweisen, um den Drehwinkel der Spannschraube zu messen. Die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, unter Verwendung eines gemessenen Drehwinkels und einer bekannten Steigung des Gewindes der Spannschraube den zurückgelegten Weg der Spannschraube zu berechnen.
Vorteilhafterweise ist die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet, zu prüfen, ob ein bei einem Eindrehen der Spannschraube gemessener Hydraulikmediumdruck-Indikationswert innerhalb eines vordefinierten Bereiches um einen für den verwendeten Hydro-Dehnspannfuttertyp charakteristischen Hydraulikmediumdruck-Indikationswert liegt, und auf einen dem charakteristischen Hydraulikmediumdruck-Indikationswert zugeordneten Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung zu schließen, wenn die Prüfung positiv ausfällt. Hierbei kann der charakteristische Hydraulikmediumdruck-Indikationswert ein charakteristischer Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche mit einem zu spannenden Werkzeug oder Werkstück und der zugeordnete Spannzustand der Kontakt zwischen der Spannfläche und dem Werkzeug oder Werkstück sein und/oder der charakteristische Hydraulikmedium-Indikationswert ein charakteristischer Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag und der zugeordnete Spannzustand das Erreichen einer vordefinierten Sollspannkraft der verwendeten Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung sein.
Die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung kann auch dazu ausgebildet sein:
Steigungen von in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen während eines Eindrehens der Spannschraube durch die Messvorrichtung gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten zu berechnen, wobei eine Steigung aus einer Differenz zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten oder deren Betrag als Dividend und dem Messabstand zwischen den beiden betrachteten Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten als Divisor gebildet wird,
eine Steigungsänderung zwischen jeweils zwei berechneten Steigungen zu bestimmen,
zu prüfen, ob die bestimmte Steigungsänderung außerhalb eines vordefinierten Bereiches liegt, und somit eine deutliche Steigungsänderung vorliegt,
eine mögliche Ursache für die deutliche Steigungsänderung, insbesondere durch Heranziehen weiterer Mess- und/oder Sollwerte, zu bestimmen und
basierend auf der bestimmten Ursache auf einen Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung zu schließen. Vorteilhaft ist die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet, vor einem Berechnen der Steigungen die von der Messvorrichtung gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte gegenüber einer Skala mit Vielfachen des Messabstandes zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten aufzutragen und die somit entstandene Messwertkurve insbesondere mittels Berechnung gleitender Mittelwerte zu glätten und/oder mindestens eine insbesondere lineare Kurvenanpassung an der Messwertkurve durchzuführen.
Bevorzugt ist die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet, eine Steigungsänderung zwischen zwei Steigungen zu bestimmen, die aus drei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten berechnet wurden.
Die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Steigungsänderung durch voneinander Subtrahieren oder durcheinander Dividieren von zwei berechneten Steigungen zu bestimmen.
Wie bereits zuvor erwähnt, kann die Messvorrichtung dazu ausgebildet sein, während eines Eindrehens der Spannschraube zusätzlich zu den Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten Spannschraubenweg-Indikationswerte in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen zu messen, wobei der Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten dem Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswerten entspricht. In diesem Fall ist die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung bevorzugt dazu ausgebildet, die Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung durch einen Vergleich eines bei der deutlichen Steigungsänderung gemessenen Spannschrauben- weg-lndikationswerts mit mindestens einem vorbekannten, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert zu bestimmen. Hierbei kann der Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert ein Spannschraubenweg-Indikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche mit einem zu spannenden Werkzeug oder Werkstück und/oder bei einem Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verschiebung der Spannschraube begrenzenden Anschlag sein.
Vorteilhaft ist die Messvorrichtung dazu ausgebildet, bei einem Eindrehen der Spannschraube das Drehmoment an der Spannschraube als zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswert zu messen, und ist die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet, einen bei der deutlichen Steigungsänderung gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswert mit einem Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert zu vergleichen und als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung eine Fehlfunktion der Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung zu bestimmen, wenn sich aus dem Vergleich ergibt, dass der gemessene Spannschraubenweg-Indikationswert außerhalb eines Bereiches um den Sollwert liegt und somit deutlich kleiner als der Sollwert ist. Hierbei kann die Fehlfunktion der Hydro-Dehnspanneinrichtung ein Festfressen der Spannschraube in der Gewindebohrung sein.
Bevorzugt ist die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet, die Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung durch einen Vergleich eines bei der deutlichen Steigungsänderung gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerts mit mindestens einem vorbekannten, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert zu bestimmen. Hierbei kann der Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert ein Hydrau- likmediumdruck-lndikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche mit einem zu spannenden Werkzeug oder Werkstück und/oder bei einem Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag sein.
Die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, auf einen Kontakt der Spannfläche mit einem zu spannenden Werkzeug oder Werkstück als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung zu schließen und basierend auf dieser Ursache auf das Erreichen einer Minimalspannkraft als Spannzustand zu schließen.
Die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung kann auch dazu ausgebildet sein: auf einen Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung zu schließen,
den von der Messvorrichtung bei der deutlichen Steigungsänderung gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswert mit einem vorbekannten, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag zu vergleichen,
eine Übereinstimmung der beiden miteinander verglichenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte innerhalb eines vordefinierten Bereiches festzustellen, und
basierend auf dieser Feststellung auf ein Erreichen einer Sollspannkraft als Spannzustand zu schließen.
Bevorzugt ist die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet, zu prüfen, ob eine vorbestimmte Abschaltbedingung erfüllt ist, und eine Beendigung eines Eindrehens der Spannschraube zu bewirken, wenn die Prüfung positiv ausfällt. Hierbei kann die vorbestimmte Abschaltbedingung ein vorbekannter, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischer Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube an einem die axiale Verstellung der Spannschraube begrenzenden Anschlag sein.
Zweckmäßigerweise umfasst die Signalisierungsvorrichtung eine Leuchte, einen Lautsprecher, ein Display und/oder eine Vibrationsvorrichtung.
Bezüglich weiterer Vorteile und weiterer möglicher Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von fünf Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sowie eines mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung betätigbaren Hydro-Dehnspannfutters unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist:
Figur 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen einer Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen einer Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen einer Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; eine schematische perspektivische Ansicht eines mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung betätigbaren Hydro-Dehnspannfutters; eine Schnittansicht entlang einer Längsmittelebene des Hyd- ro-Dehnspannfutter aus Figur 6; eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie Vlll-Vlll in Figur 7; und einen Drehmomentverlauf in Abhängigkeit vom Drehwinkel für ein Hydro-Dehnspannfutter ohne beziehungsweise mit Werkzeug in einer zentralen Werkzeugaufnahme. Die Figuren 1 bis 5 stellen schematische perspektivische Ansichten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen einer Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung 1 gemäß fünf verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist in allen fünf Ausführungsformen eine Haltevorrichtung 2 auf, in der eine Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung 3 in Gestalt eines Hydro-Dehnspannfutters fixiert ist.
Das Hydro-Dehnspannfutter 3 ist in den Figuren 6 bis 8 im Detail dargestellt. Es umfasst eine Grundkörperanordnung 4 mit einem Grundkörper 5, der an seinem hinteren Endbereich eine Maschinenschnittstelle 6, über welche das Hydro-Dehnspannfutter 3 an der Haltevorrichtung 2 fixiert ist, und auf seiner gegenüberliegenden Seite einen Spannbereich 7 aufweist. In einem mittleren Bereich des Grundkörpers 5 zwischen dem hinteren Endbereich und dem Spannbereich 7 ist eine Gewindebohrung 8 von außen in den Grundkörper 5 eingebracht, in die eine Spannschraube 9 eingedreht ist. Die Gewindebohrung 8 weist an ihrem inneren Ende einen eine axiale Verschiebung der Spannschraube 9 innerhalb der Gewindebohrung 8 begrenzenden Anschlag 10 auf. An die Gewindebohrung 8 grenzt in axialer Richtung eine Zylinderbohrung 1 1 an, in der sich ein Spannkolben 12 befindet, der auf seiner einen Seite mit der Spannschraube 9 und auf seiner gegenüberliegenden Seite mit einem Dichtungselement 13 verbunden ist. Die Grundkörperanordnung 4 besteht neben dem Grundkörper 5 noch aus einer Dehnbüchse 14. Die Dehnbüchse 14 ist unter Bildung einer die Dehnbüchse 14 umgebenden Druckkammer 15 im Spannbereich 7 des Grundkörpers 5 mit dem Grundkörper 5 metallisch verbunden und bildet eine zu der vorderen Stirnfläche 16 des Grundkörpers 5 hin offene Werkzeugaufnahme 17. Die Druckkammer 15 weist somit eine Wandung 18 auf, die auf einer der Druckkammer 15 abgewandten Seite eine Spannfläche 19 definiert. Zudem ist die Druckkammer 15 über Verbindungskanäle unter Bildung eines mit einem Hydraulikmedium befüllten Druckkammersystems mit der Zylinderbohrung 1 1 und der Gewindebohrung 8 verbunden und somit mit dem Hydraulikmedium beaufschlagbar. Wie in den Figuren 1 bis 5 zu erkennen ist, ist in die Werkzeugaufnahme 17 ein Werkzeug 20 eingeschoben.
Zudem weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in allen fünf Ausführungsformen eine elektrische Schraubvorrichtung 21 mit einem Motor auf, an der ein Sechskantbit 22 als Drehwerkzeug drehbar gehalten ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist in allen fünf Ausführungsformen ebenfalls eine Messvorrichtung 23 auf, die ein Strommessgerät sowie einen Encoder um- fasst. Sowohl das Strommessgerät als auch der Encoder sind in der elektrischen Schraubvorrichtung 21 integriert. Wie in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist, umfasst die Messvorrichtung 23 auch einen auf der Außenseite des Grundkörpers 5 angebrachten Dehnungsmessstreifen 24, welcher in den Figuren 1 bis 5 lediglich der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist. Zudem weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in allen fünf Ausführungsformen eine mit der Messvorrichtung 23 verbundene Auswerte- und Steuerungsvorrichtung 25 sowie eine eine mit der Auswerte- und Steuerungsvorrichtung 25 verbundene Signalisierungsvorrichtung 26 in Form von zwei LED-Leuchten auf.
Im Folgenden wird auf die technischen Unterschiede der fünf Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Betätigen eines Hyd- ro-Dehnspannfutters 3 eingegangen.
Bei der ersten Ausführungsform in Figur 1 ist die Haltevorrichtung 2 für das Hydro-Dehnspannfutter 3 eine stationäre Halterung, die auf einer Grundplatte 27 der Vorrichtung 1 fixiert ist. In dieser Ausführungsform weist die Vorrichtung 1 zusätzlich eine Versteilvorrichtung 28 auf, die eine Halterung 29 für die elektrische Schraubvorrichtung 21 und eine 1 -achsige Kinematik 30 um- fasst. Die Versteilvorrichtung 28 ist ebenfalls auf der Grundplatte 27 fixiert.
Bei der zweiten Ausführungsform in Figur 2 umfasst die Haltevorrichtung 2 für das Hydro-Dehnspannfutter 3 eine verschiebbare Achse 31 und zwei Drehgelenke 32 und weist somit einen Translations- und zwei Rotationsfrei- heitsgrade auf, um eine Ausrichtung und Position des Hyd- ro-Dehnspannfutters 3 einstellen zu können. Die Haltevorrichtung 2 ist auf einer Grundplatte 27 der Vorrichtung 1 fixiert. Wie bereits in der ersten Ausführungsform weist auch in der zweiten Ausführungsform die Vorrichtung 1 eine Versteilvorrichtung 28 auf, die eine Halterung 29 für die elektrische Schraubvorrichtung 21 und eine 1 -achsige Kinematik 30 umfasst. Die Versteilvorrichtung 28 ist ebenfalls auf der Grundplatte fixiert.
Bei der dritten Ausführungsform in Figur 3 ist die Haltevorrichtung 2 für das Hydro-Dehnspannfutter 3 eine stationäre Halterung, die auf einer Grundplatte 27 der Vorrichtung 1 fixiert ist. Die Vorrichtung 1 weist auch hier eine Versteilvorrichtung 28 auf. Im Unterschied zu den ersten und zweiten Ausführungsformen ist die Versteilvorrichtung 28 jedoch keine 1 -achsige Kinematik, sondern ein Industrieroboter.
Bei der vierten Ausführungsform in Figur 4 ist die Haltevorrichtung 2 für das Hydro-Dehnspannfutter 3 eine stationäre Halterung, die auf einer Basisplatte 33 einer Greifroboteranordnung 34 fixiert ist. Aus einer mit der Basisplatte 33 verbundenen, sich senkrecht erstreckenden Haupteinheit 35 der Greifroboteranordnung 34 ragt ein Greifarm 36 zum Zu- und Abführen von zu betätigenden Hydro-Dehnspannfuttern. Wie bereits bei den ersten und zweiten Ausführungsformen weist auch in der vierten Ausführungsform die Vorrichtung 1 eine Versteilvorrichtung 28 auf, die eine Halterung 29 für die elektrische Schraubvorrichtung 21 und eine 1 -achsige Kinematik 30 umfasst. Die Versteilvorrichtung 28 ist mit der Basisplatte 33 der Greifroboteranordnung 34 verbunden.
Bei der fünften Ausführungsform in Figur 5 ist die Haltevorrichtung 2 für das Hydro-Dehnspannfutter 3 eine stationäre Halterung mit einer Sockelplatte 37, die Durchgangsbohrungen 38 zur Befestigung der Haltevorrichtung 2 an einem Tisch umfasst. Im Gegensatz zu den vier zuvor erwähnten Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform keine Versteilvorrichtung 28. Anstatt dessen ist die elektrische Schraubvorrichtung als mobiler Akkuschrauber ausgebildet, der über eine Ladevorrichtung geladen werden kann.
Während des Betriebs der Vorrichtung zum Betätigen eines Hyd- ro-Dehnspannfutters 1 wird die elektrische Schraubvorrichtung 21 entweder manuell - wie in der fünften Ausführungsform - oder mittels der Versteilvorrichtung 28 automatisch - wie in den ersten vier Ausführungsformen - relativ zu dem Hydro-Dehnspannfutter 3 ausgerichtet und mit der Spannschraube 9 in Eingriff gebracht. In den Figuren 6 und 8 ist mit einem Pfeil angedeutet, in welcher Richtung die Ausrichtung erfolgt. Die Spannschraube 9 wird nun mittels der elektrischen Schraubvorrichtung 21 in die Gewindebohrung 8 eingedreht, bis die Spannschraube 9 an dem Anschlag 10 zum Anliegen kommt. Das während des Eindrehens der Spannschraube 9 auf das Hydro-Dehnspannfutter 3 aufgebrachte Drehmoment wird durch die Haltevorrichtung 2 abgestützt. Die Spannschraube 9 wird beim Eindrehen in die Gewindebohrung 8 axial verstellt. Da die Spannschraube 9 mit dem Spannkolben 12 verbunden ist, bewirkt die axiale Verstellung der Spannschraube 9 auch eine axiale Verstellung des Spannkolbens 12 mit samt des Dichtungselementes 13. Hierdurch wird das Hydraulikmedium innerhalb des Druckkammersystems in Richtung der Druckkammer 15 gedrückt, wodurch die Wandung 18 elastisch verformt beziehungsweise hydraulisch aufgeweitet wird. Durch die Aufweitung der Wandung 18 wird zunächst ein Fügespiel zwischen der Wandung 18 und dem zu spannenden Werkzeug 20 ausgeglichen und die Wandung 18 dann gegen das zu spannende Werkzeug 20 ge- presst, wodurch sich eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Hyd- ro-Dehnspannfutter 3 und dem Werkzeug 20 ergibt.
Während des Eindrehens der Spannschraube 9 misst der Dehnungsmessstreifen 24 der Messvorrichtung 23 eine Verformung, insbesondere eine Aufdehnung, des Grundkörpers 5 als eine zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte. Zusätzlich misst die Messvorrichtung 23 mittels des Strommessgerätes den Motorstrom der elektrischen Schraubvorrichtung 21 bei konstanter Motordrehzahl und somit indirekt das Drehmoment der Spannschraube als eine weitere zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte in vorgegebenen, gleichmäßigen Abständen. Des Weiteren misst die Messvorrichtung 23 mittels des Encoders den Drehwinkel der Spannschraube 9 als eine zu der axialen Wegposition der Spannschraube 9 innerhalb der Gewindebohrung 8 komplementäre Größe als Spannschraubenweg-Indikationswerte in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen. Die Messung des Drehwinkels beginnt in dieser Ausführungsform mit dem Eintreten eines Trigger-Ereignisses, nämlich des Kontakts der Spannfläche 19 mit dem Werkzeug 20. Selbstverständlich kann die Messung auch zu einem anderen Zeitpunkt beginnen oder von Anfang an erfolgen. Der Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Drehmomenten entspricht dem Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Drehwinkeln. Nach einer Verdrehung der Spannschraube 9 um einen bestimmten Winkelbereich wird also jeweils das Drehmoment an der Spannschraube 9 gemessen. Die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung 25 prüft dann, ob ein bei dem Eindrehen der Spannschraube 9 gemessenes Drehmoment oder eine gemessene Verformung innerhalb eines vordefinierten Bereiches um ein für das verwendete Hydro-Dehnspannfutter 3 charakteristisches Drehmoment oder eine charakteristische Verformung liegt, und schließt auf einen dem charakteristischen Drehmoment oder der charakteristischen Verformung zugeordneten Spannzustand, wenn die Prüfung positiv ausfällt. Hierbei ist ein charakteristisches Drehmoment/Verformung zum einen ein charakteristisches Drehmoment/Verformung bei einem Kontakt der Spannfläche 19 mit dem Werkzeug 20 und der zugeordnete Spannzustand der Kontakt zwischen der Spannfläche 19 und dem Werkzeug 20 beziehungsweise das Erreichen einer Minimalspannkraft. Zum anderen ist das charakteristische Drehmoment/Verformung ein charakteristisches Drehmoment/Verformung bei einem Anschlag der Spannschraube 9 an dem Anschlag 10 und der zugeordnete Spannzustand das Erreichen einer vordefinierten Sollspannkraft.
Zusätzlich berechnet die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung 25 Steigungen der gemessenen Drehmomente, wobei eine Steigung aus dem Betrag einer Differenz zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Drehmomenten als Dividend und dem Messabstand zwischen den beiden betrachteten Drehmomenten als Divisor gebildet wird. Nun bestimmt die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung 25 eine Steigungsänderung zwischen jeweils zwei berechneten Steigungen, die aus drei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Drehmomenten berechnet wurden. Hierfür werden die beiden berechneten Steigungen dividiert. Im Anschluss daran wird geprüft, ob die bestimmte Steigungsänderung außerhalb eines vordefinierten Bereiches liegt, und somit eine deutliche Steigungsänderung vorliegt. Eine deutliche Steigungsänderung liegt beispielsweise vor, wenn sich die Steigungen um ein Vielfaches voneinander unterscheiden. Es wird nun eine mögliche Ursache für eine festgestellte deutliche Steigungsänderung be- stimmt und basierend auf der bestimmten Ursache auf einen Spannzustand geschlossen.
Die Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung wird durch einen Vergleich eines bei der deutlichen Steigungsänderung gemessenen Drehmomentes mit mindestens einem vorbekannten, für das verwendete Hydro-Dehnspannfutter charakteristischen Sollwert für das Drehmoment bestimmt. Hierbei ist der Sollwert für das Drehmoment ein Drehmoment bei einem Kontakt der Spannfläche 19 mit dem Werkzeug 20 und/oder bei einem Anschlag der Spannschraube 9 an dem Anschlag 10. Zur weiteren Absicherung werden die gemessenen Drehwinkel herangezogen. Der bei der deutlichen Steigungsänderung gemessene Drehwinkel wird mit mindestens einem vorbekannten, für das Hydro-Dehnspannfutter 3 charakteristischen Sollwert für den Drehwinkel verglichen. Wenn sich ergibt, dass der gemessene Drehwinkel deutlich kleiner als der Sollwert ist, wird als Ursache für das Vorliegen der deutlichen Steigungsänderung eine Fehlfunktion des Hyd- ro-Dehnspannfutters 3, wie etwa ein Festfressen der Spannschraube 9, bestimmt.
Wird auf einen Kontakt der Spannfläche 19 mit dem Werkzeug 20 als Ursache für das Vorliegen der deutlichen Steigungsänderung geschlossen, so wird basierend auf dieser Ursache auf das Erreichen einer Minimalspannkraft als Spannzustand geschlossen. Wird hingegen auf einen Anschlag der Spannschraube 9 an dem Anschlag 10 als Ursache für das Vorliegen der deutlichen Steigungsänderung geschlossen, so wird das bei der deutlichen Steigungsänderung gemessene Drehmoment mit einem vorbekannten, für das Hydro-Dehnspannfutter charakteristischen Sollwert für das Drehmoment bei einem Anschlag der Spannschraube 9 an dem Anschlag 10 verglichen. Wenn eine Übereinstimmung der beiden miteinander verglichenen Drehmomente innerhalb eines vordefinierten Bereiches festgestellt wird, wird basie- rend auf dieser Feststellung auf das Erreichen einer Sollspannkraft als Spannzustand geschlossen.
Der jeweils bestimmte Spannzustand wird einem Benutzer dann über ein Aufleuchten einer entsprechenden LED-Leuchte 26 angezeigt.
Die Figur 9 stellt zwei typische Messkurven dar, die bei dem zuvor beschriebenen Betätigungsverfahren während einem Eindrehen der Spannschraube 9 erhalten werden können, qualitativ dar. Konkret sind die gemessenen Drehmomente gegenüber den gemessenen Drehwinkeln aufgetragenen.
Die mit II bezeichnete Messkurve zeigt einen typischen Drehmomentverlauf für den Fall, dass sich ein Werkzeug 20 in der Werkzeugaufnahme 17 des Hydro-Dehnspannfutters 3 befindet. Die Messkurve weist drei Abschnitte jeweils unterschiedlicher Steigung auf. In einem ersten Abschnitt (1.) ist das Drehmoment in einer Näherung linear proportional zu einer Dehnrate der Wandung 18. In diesem Abschnitt bewirkt ein Eindrehen der Spannschraube 9 eine Dehnung der Wandung 18. Sobald die Spannfläche 19 den Schaft des Werkzeugs 20 kontaktiert, was bei Punkt A der Messkurve II der Fall ist, kommt es zu einem positiven Drucksprung, d.h. zu einem plötzlichen Anstieg des Drucks, des Hydraulikmediums in dem Druckkammersystem des Hydro-Dehnspannfutters 3, was sich durch einen deutlichen Anstieg der Steigung der Messkurve bemerkbar macht. Bei dem Punkt A der Messkurve II geht der erste Abschnitt also in einen zweiten Abschnitt mit einer deutlich höheren Steigung als der erste Abschnitt über. In diesem zweiten Abschnitt erfolgt nun keine Änderung der Dehnrate mehr. Vielmehr kommt es bei einem weiteren Eindrehen der Spannschraube 9 in Richtung des Anschlages 10 zu einer Erhöhung des Drucks des Hydraulikmediums. Dies hängt unter anderem damit zusammen, dass Hydraulikmedien, insbesondere Hydrauliköle, bei den hohen Drücken, die bei Hydro-Dehnspannfuttern vorherrschen, zumin- dest leicht kompressibel sind. Hierbei ist das Drehmoment im zweiten Abschnitt linear proportional zum Druck des Hydraulikmediums. Sobald die Spannschraube 9 den Anschlag 10 erreicht, kommt es zu einem zweiten positiven Drucksprung, was sich durch einen erneuten deutlichen Anstieg der Steigung der Messkurve II aufgrund der durch den Anschlag 10 wirkenden zusätzlichen Axialkraft bemerkbar macht. Der Punkt B der Messkurve II kennzeichnet daher einen zeitlich zweiten Drucksprung. Hier geht der zweite Abschnitt in einen dritten Abschnitt mit einer deutlich höheren Steigung als der zweite Abschnitt über. Dass sich die Spannschraube 9 im dritten Ab- schnitt noch ein wenig weiterdrehen lässt, hängt unter anderem damit zusammen, dass Komponenten des Hydro-Dehnspannfutters 3, wie etwa der Anschlag 10, noch geringfügig elastisch zusammengedrückt werden.
Die mit I bezeichnete Messkurve zeigt einen typischen Drehmomentverlauf für den Fall, dass sich kein Werkzeug 20 in der Werkzeugaufnahme 17 des Hydro-Dehnspannfutters 3 befindet. Die Messkurve weist lediglich einen Drucksprung am Punkt B auf, der dadurch bedingt ist, dass die Spannschraube 9 den Anschlag 10 erreicht. Da sich kein Werkzeug 20 in der Werkzeugaufnahme 17 befindet, kann es keinen weiteren Drucksprung am Punkt A geben, da es niemals dazu kommen kann, dass die Spannfläche 19 das Werkzeug 20 kontaktiert.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zum Betätigen eines Hydro-Dehnspannfutters
2 Haltevorrichtung
3 Hydro-Dehnspannfutter
4 Grundkörperanordnung
5 Grundkörper
6 Maschinenschnittstelle
7 Spannbereich
8 Gewindebohrung
9 Spannschraube
10 Anschlag
1 1 Zylinderbohrung
12 Spannkolben
13 Dichtungselement
14 Dehnbüchse
15 Druckkammer
16 vordere Stirnfläche des Grundkörpers
17 Werkzeugaufnahme
18 Wandung
19 Spannfläche
20 Werkzeug
21 elektrische Schraubvorrichtung
22 Sechskantbit
23 Messvorrichtung
24 Dehnungsmessstreifen
25 Auswerte- und Steuerungsvorrichtung
26 Signalisierungsvorrichtung
27 Grundplatte
28 Versteilvorrichtung Halterung für elektrische Schraubvorrichtung
1 -achsige Kinematik
verschiebbare Achse
Drehgelenk
Basisplatte
Greifarnnroboteranordnung
Haupteinheit
Greifarm
Sockelplatte
Durchgangsbohrung
Ladevorrichtung

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung (3), insbesondere eines Hydro-Dehnspannfutters oder Hydro-Dehnspanndorns, mit einer Grundkörperanordnung (4), in der ein mit einem Hydraulikmedium be- fülltes Druckkammersystem ausgebildet ist, das eine Druckkammer (15) mit einer Wandung (18), die auf einer der Druckkammer (15) abgewandten Seite eine Spannfläche (19) definiert, und eine von außen in die Grundkörperanordnung (4) eingebrachte und über Verbindungskanäle mit der Druckkammer (15) verbundene Gewindebohrung (8) umfasst, wobei in die Gewindebohrung (8) eine Spannschraube (9) eingedreht ist, die durch ein Eindrehen in die Gewindebohrung (8) derart axial verstellt wird, dass das Hydraulikmedium in Richtung der Druckkammer (15) gedrückt und die Wandung (18) elastisch verformt wird, um ein Werkzeug (20) oder Werkstück zu spannen, wobei bei dem Verfahren die Spannschraube (9) mittels eines Drehwerkzeugs (22) verdreht und das auf die Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) aufgebrachte Drehmoment insbesondere durch Fixieren der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) in einer stationären Halterung (2) abgestützt wird, gekennzeichnet durch die Schritte:
a) Messen von Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten mittels einer Messvorrichtung (23) in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen und/oder kontinuierlich während des Verdrehens der Spannschraube (9), b) Bestimmen eines Spannzustandes der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) durch Auswerten der gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte mittels einer Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) und
c) Signalisieren des bestimmten Spannzustandes der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) mittels einer Signalisierungsvorrichtung (26) an einen Benutzer.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Drehwerkzeug (22) automatisch relativ zu der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) ausgerichtet und automatisch mit der Spannschraube (9) in Eingriff gebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschraube (9) automatisch mit Hilfe einer Schraubvorrichtung (21 ), insbesondere einer elektrischen Schraubvorrichtung, an der das Drehwerkzeug (22) gehalten ist, oder manuell mit Hilfe des Drehwerkzeugs (22), insbesondere eines Schraubendrehers, verdreht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) während eines Eindrehens der Spannschraube (9) Werte des Drucks des Hydraulikmediums als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte in dem Druckkammersystem über einen Druckaufnehmer gemessen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) während eines Eindrehens der Spannschraube (9) Werte des Drucks des Hydraulikmediums als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte an der Spannschraube (9) über einen Druckaufnehmer gemessen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Verstellung der Spannschraube (9) bei einem Eindrehen in die Gewindebohrung (8) eine axiale Verstellung eines Spannkolbens (12) bewirkt, der sich in einer in axialer Richtung an die Gewindebohrung (8) angrenzenden Zylinderbohrung (1 1) des Druckkammersystems befindet und die Spannschraube (9) kontaktiert oder mit dieser verbunden ist, und in Schritt a) während eines Eindrehens der Spannschraube (9) Werte des Drucks des Hydraulikmediums als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte an dem Spannkolben (12) über einen Druckaufnehmer gemessen werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) Werte einer zum Druck des Hydraulikmediums komplementären Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte während eines Eindrehens der Spannschraube (9) gemessen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verformung, insbesondere eine Aufdehnung und/oder einer Längung, der Grundkörperanordnung (4) als eine zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte mit Hilfe eines Dehnungsmessstreifens (24) gemessen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment an der Spannschraube (9) als eine zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte gemessen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Drehmomentes an der Spannschraube (9) über eine Messung der Torsion einer Torsionswelle mittels eines auf der Torsionswelle angebrachten Dehnungsmessstreifens erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschraube (9) mit Hilfe einer elektrischen Schraubvorrichtung (21), an der das Drehwerkzeug (22) gehalten ist, verdreht wird und die Messung des Drehmomentes an der Spannschraube (9) über eine Messung des Mo- torstromes eines Motors der elektrischen Schraubvorrichtung (21 ) bei einer konstanten Motordrehzahl erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spannschraubenweg-Indikationswerte während eines Eindrehens der Spannschraube (9) insbesondere beginnend mit dem Eintreten eines vorbestimmten Trigger-Ereignisses oder mit dem Messen eines vorbestimmten Trigger-Wertes in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen und/oder kontinuierlich gemessen werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Trigger-Ereignis ein Kontakt der Spannfläche (19) mit einem zu spannenden Werkzeug (20) oder Werkstück und/oder ein Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) ist und/oder der Trigger-Wert ein für die verwendete Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung (3) bei einem bestimmten Trigger-Ereignis charakteristischer Wert des Drucks des Hydraulikmediums oder einer dazu komplementären Größe ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass Werte der axialen Wegposition der Spannschraube (9) innerhalb der Gewindebohrung (8) als Spannschraubenweg-Indikationswerte gemessen werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Werte einer zu einer axialen Wegposition der Spannschraube (9) innerhalb der Gewindebohrung (8) komplementären Größe als Spannschraubenweg-Indikationswerte gemessen werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkel der Spannschraube (9) als eine zu der axialen Wegposition der Spannschraube (9) innerhalb der Gewindebohrung (8) komplementären Größe als Spannschraubenweg-Indikationswerte, bevorzugt mittels eines Encoders und/oder mittels Hall-Sensoren, entweder unmittelbar an der Spannschraube (9) oder an dem Drehwerkzeug (22) oder an einer Schraubvorrichtung (21 ), an der das Drehwerkzeug (22) gehalten ist, gemessen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung des gemessenen Drehwinkels und einer bekannten Steigung des Gewindes der Spannschraube (9) der zurückgelegte Weg der Spannschraube (9) berechnet wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten dem Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswerten, insbesondere einem vorgegebenen Wegschritt, Winkelschritt oder Zeitschritt bei konstanter Eindrehgeschwindigkeit der Spannschraube (9), entspricht.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die nachfolgenden Teilschritte durchgeführt werden:
b1 ) Prüfen, ob ein bei einem Eindrehen der Spannschraube (9) gemessener Hydraulikmediumdruck-Indikationswert innerhalb eines vordefinierten Bereiches um einen für den verwendeten Hydro-Dehnspannfuttertyp charakteristischen Hydraulikmediumdruck-Indikationswert liegt, und
b2) Schließen auf einen dem charakteristischen Hydraulikmediumdruck-Indikationswert zugeordneten Spannzustand der Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung (3), wenn die Prüfung unter Schritt b1) positiv ausfällt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der charakteristische Hydraulikmediumdruck-Indikationswert ein charakteristischer Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche (19) mit einem zu spannenden Werkzeug (20) oder Werkstück und der zugeordnete Spannzustand der Kontakt zwischen der Spannfläche (19) und dem Werkzeug (20) oder Werkstück ist und/oder dass der charakteristische Hydraulikmedium-Indikationswert ein charakteristischer Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) und der zugeordnete Spannzustand das Erreichen einer vordefinierten Sollspannkraft der verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) ist.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die nachfolgenden Teilschritte durchgeführt werden:
b3) Berechnen von Steigungen der in Schritt a) in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen während eines Eindrehens der Spannschraube (9) gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte, wobei eine Steigung aus einer Differenz zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten oder deren Betrag als Dividend und dem Messabstand zwischen den beiden betrachteten Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten als Divisor gebildet wird,
b4) Bestimmen einer Steigungsänderung zwischen jeweils zwei berechneten Steigungen,
b5) Prüfen, ob die bestimmte Steigungsänderung außerhalb eines vordefinierten Bereiches liegt, und somit eine deutliche Steigungsänderung vorliegt, b6) Bestimmen einer möglichen Ursache für die deutliche Steigungsänderung, insbesondere durch Heranziehen weiterer Mess- und/oder Sollwerte, und
b7) Schließen auf einen Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) basierend auf der bestimmten Ursache.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b4) eine Steigungsänderung zwischen zwei Steigungen bestimmt wird, die in Schritt b3) aus drei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten berechnet wurden.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b4) die Steigungsänderung durch voneinander Subtrahieren oder durcheinander Dividieren von zwei in Schritt b3) berechneten Steigungen bestimmt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Berechnen der Steigungen in Schritt b3) die in Schritt a) gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte gegenüber einer Skala mit Vielfachen des Messabstandes zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten aufgetragen werden und die somit entstandene Messwertkurve insbesondere mittels Berechnung gleitender Mittelwerte geglättet und/oder mindestens eine insbesondere lineare Kurvenanpassung an der Messwertkurve durchgeführt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei zusätzlich zu den in Schritt a) gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten Spannschraubenweg-Indikationswerte nach einem der Ansprüche 12 bis 18 gemessen werden und der Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufei- nanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten dem Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswerten entspricht.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b6) die Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung bestimmt wird, indem ein bei der deutlichen Steigungsänderung gemessener Spannschraubenweg-Indikationswert mit mindestens einem vorbekannten, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert verglichen wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert ein Spannschraubenweg-Indikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche (19) mit einem zu spannenden Werkzeug (20) oder Werkstück und/oder bei einem Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verschiebung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) ist.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Eindrehen der Spannschraube (9) das Drehmoment an der Spannschraube (9) als zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswert, insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , gemessen und in Schritt b6) als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung eine Fehlfunktion der Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung (3) bestimmt wird, wenn sich aus einem Vergleich eines bei der deutlichen Steigungsänderung gemessenen Spannschraubeweg-Indikationswertes mit einem Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert ergibt, dass der gemessene Spannschraubenweg-Indikationswert außerhalb eines Bereiches um den Sollwert liegt und somit deutlich kleiner als der Sollwert ist.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlfunktion der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) als ein Festfressen der Spannschraube (9) in der Gewindebohrung (8) bestimmt wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b6) die Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung bestimmt wird, indem ein bei der deutlichen Steigungsänderung gemessener Hydraulikmediumdruck-Indikationswert mit mindestens einem vorbekannten, für den verwendeten Hyd- ro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert verglichen wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert ein Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche (19) mit einem zu spannenden Werkzeug (20) oder Werkstück und/oder bei einem Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) ist.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b6) auf einen Kontakt der Spannfläche (19) mit einem zu spannenden Werkzeug (20) oder Werkstück als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung geschlossen wird und in Schritt b7) basierend auf der bestimmten Ursache auf das Erreichen einer Minimalspannkraft als Spannzustand geschlossen wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden weiteren Schritte aufweist: Schließen auf einen Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung in Schritt b6),
Vergleichen des Hydraulikmediumdruck-Indikationswertes bei der deutlichen Steigungsänderung mit einem vorbekannten, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag,
Feststellen, dass die beiden miteinander verglichenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte innerhalb eines vordefinierten Bereiches übereinstimmen, und
Schließen auf ein Erreichen einer Sollspannkraft als Spannzustand in Schritt b7) basierend auf der vorherigen Feststellung.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn in Schritt b) beim Auswerten der gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte festgestellt wird, dass eine vorbestimmte Abschaltbedingung erfüllt ist, ein Eindrehen der Spannschraube (9) mittels des Drehwerkzeugs (22) beendet wird.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Abschaltbedingung ein vorbekannter, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischer Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) ist, der innerhalb eines vordefinierten Bereiches erreicht werden muss.
36. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schritt c) bestimmte Spannzustand dem Benutzer signalisiert wird, indenn er über ein optisches Signal, ein akustisches Signal oder ein Vibrationssignal angezeigt wird.
37. Vorrichtung zum Betätigen einer Hydro-Dehnspanneinrichtung (1 ), insbesondere eines Hydro-Dehnspannfutters oder Hydro-Dehnspanndorns, mit einer Grundkörperanordnung (4), in der ein mit einem Hydraulikmedium befülltes Druckkammersystem ausgebildet ist, das eine Druckkammer (15) mit einer Wandung (18), die auf einer der Druckkammer (15) abgewandten Seite eine Spannfläche (19) definiert, und eine von außen in die Grundkörperanordnung (4) eingebrachte und über Verbindungskanäle mit der Druckkammer (15) verbundene Gewindebohrung (8) umfasst, wobei in die Gewindebohrung (8) eine Spannschraube (9) eingedreht ist, die durch ein Eindrehen in die Gewindebohrung (8) derart axial verstellt wird, dass das Hydraulikmedium in Richtung der Druckkammer (15) gedrückt und die Wandung (18) elastisch verformt wird, um ein Werkzeug (20) oder Werkstück zu spannen, wobei die Vorrichtung (1 ) aufweist:
eine Haltevorrichtung (2), insbesondere stationäre Halterung, die dazu ausgebildet ist, ein bei einem Verdrehen der Spannschraube (9) auf die Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) aufgebrachtes Drehmoment abzustützen, gekennzeichnet durch
eine Messvorrichtung (23), die dazu ausgebildet ist, Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen und/oder kontinuierlich während des Verdrehens der Spannschraube (9) zu messen,
eine Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25), die dazu ausgebildet ist, von der Messvorrichtung (23) gemessene Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte auszuwerten und einen Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) zu bestimmen, und eine Signalisierungsvorrichtung (26), die dazu ausgebildet ist, den von der Auswerte- und Steuerungseinheit (25) bestimmten Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) an einen Benutzer zu signalisieren.
38. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Drehwerkzeug (22) aufweist, das dazu ausgebildet ist, die Spannschraube (9) zu verdrehen.
39. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schraubvorrichtung (21), insbesondere eine elektrische Schraubvorrichtung, aufweist, an der das Drehwerkzeug (22) gehalten ist, um die Spannschraube (9) automatisch zu verdrehen.
40. Vorrichtung (1) nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Versteilvorrichtung (28) mit einer Halterung (29) für das Drehwerkzeug (22) oder eine Schraubvorrichtung (21 ), an der das Drehwerkzeug (22) gehalten ist, aufweist, um das Drehwerkzeug (22) automatisch relativ zu der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) auszurichten und automatisch mit der Spannschraube (9) in Eingriff zu bringen.
41. Vorrichtung (1) nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteilvorrichtung (28) eine 1-, 2-, 3-, oder 5-achsige Kinematik aufweist und insbesondere ein Industrieroboter, wie etwa ein Knickarmroboter, oder eine Kombination aus Linearmodulen und Drehachsen ist.
42. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 37 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (2) Abstützflächen korrespondierend zu Abstützflächen an der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) aufweist und/oder dass die Haltevorrichtung (2) ein Schraubstock ist.
43. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 37 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) einen Druckaufnehmer um- fasst, der dazu ausgebildet ist, während eines Eindrehens der Spannschraube den Druck des Hydraulikmediums als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte in dem Druckkammersystem zu messen.
44. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 37 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) einen Druckaufnehmer um- fasst, der dazu ausgebildet ist, während eines Eindrehens der Spannschraube (9) den Druck des Hydraulikmediums als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte an der Spannschraube (9) zu messen.
45. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 37 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Verstellung der Spannschraube (9) bei einem Eindrehen in die Gewindebohrung (8) eine axiale Verstellung eines Spannkolbens (9) bewirkt, der sich in einer in axialer Richtung an die Gewindebohrung (8) angrenzenden Zylinderbohrung (1 1 ) des Druckkammersystems befindet die Spannschraube (9) kontaktiert oder mit dieser verbunden ist, die Messvorrichtung (23) einen Druckaufnehmer umfasst, der dazu ausgebildet ist, während eines Eindrehens der Spannschraube (9) den Druck des Hydraulikmediums als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte an dem Spannkolben (12) zu messen.
46. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 37 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) dazu ausgebildet ist, während eines Eindrehens der Spannschraube (9) Werte einer zum Druck des Hydraulikmediums komplementären Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte zu messen.
47. Vorrichtung (1) nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) einen Dehnungsmessstreifen (24) an der Grundkörperanordnung (4) umfasst, der dazu ausgebildet ist, eine Verformung, insbesondere eine Aufdehnung und/oder einer Längung, der Grundkörperanordnung (4) als eine zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte zu messen.
48. Vorrichtung (1) nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) dazu ausgebildet ist, das Drehmoment als eine zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte während eines Verdrehens der Spannschraube (9) zu messen.
49. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) einen auf einer Torsionswelle angebrachten Dehnungsmessstreifen umfasst, der dazu ausgebildet ist, die Torsion der Torsionswelle zu messen, damit daraus das Drehmoment an der Spannschraube (9) und daraus wiederum der Druck des Hydraulikmediums berechnet werden kann.
50. Vorrichtung (1) nach Anspruch 48 oder 49, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine elektrische Schraubvorrichtung (21 ) mit einem Motor aufweist, an der das Drehwerkzeug (22) gehalten ist, und die Messvorrichtung (23) ein Strommessgerät umfasst, das dazu ausgebildet ist, den Motorstrom der elektrischen Schraubvorrichtung (21 ) bei konstanter Motordrehzahl zu messen, damit daraus das Drehmoment an der Spannschraube (9) und daraus wiederum der Druck des Hydraulikmediums berechnet werden kann.
51. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 37 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) dazu ausgebildet ist, Spann- schraubenweg-lndikationswerte insbesondere beginnend mit einem Eintreten eines vorbestimmten Trigger-Ereignisses oder mit dem Messen eines vorbestimmten Trigger-Wertes in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen und/oder kontinuierlich während eines Eindrehens der Spannschraube (9) zu messen, wobei der Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten insbesondere dem Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswerten entspricht.
52. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 51 , dadurch gekennzeichnet, dass das Trigger-Ereignis ein Kontakt der Spannfläche (19) mit einem zu spannenden Werkzeug (20) oder Werkstück und/oder ein Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) ist und/oder der Trigger-Wert ein für die verwendete Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung (3) bei einem bestimmten Trigger-Ereignis charakteristischer Wert des Drucks des Hydraulikmediums oder einer dazu komplementären Größe ist.
53. Vorrichtung (1) nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) dazu ausgebildet ist, Werte der axialen Wegposition der Spannschraube (9) innerhalb der Gewindebohrung (8) als Spannschraubenweg-Indikationswerte zu messen.
54. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 51 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) dazu ausgebildet ist, Werte einer zu einer axialen Wegposition der Spannschraube (9) innerhalb der Gewindebohrung (8) komplementären Größe als Spannschraubenweg-Indikationswerte zu messen.
55. Vorrichtung (1) nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) dazu ausgebildet ist, den Drehwinkel der Spannschraube (9) als eine zu der axialen Wegposition der Spannschraube (9) innerhalb der Gewindebohrung (8) komplementären Größe als Spannschraubenweg-Indikationswerte entweder unmittelbar an der Spannschraube (9) oder an dem Drehwerkzeug (22) oder an einer Schraubvorrichtung (21 ), an der das Drehwerkzeug (22) gehalten ist, zu messen.
56. Vorrichtung (1) nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) einen Encoder und/oder Hall-Sensoren aufweist, um den Drehwinkel der Spannschraube (9) zu messen.
57. Vorrichtung (1) nach Anspruch 55 oder 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, unter Verwendung eines gemessenen Drehwinkels und einer bekannten Steigung des Gewindes der Spannschraube (9) den zurückgelegten Weg der Spannschraube (9) zu berechnen.
58. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 37 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, zu prüfen, ob ein bei einem Eindrehen der Spannschraube (9) gemessener Hydraulikmediumdruck-Indikationswert innerhalb eines vordefinierten Bereiches um einen für den verwendeten Hyd- ro-Dehnspannfuttertyp charakteristischen Hydraulikmediumdruck-Indikationswert liegt, und auf einen dem charakteristischen Hydraulikmediumdruck-Indikationswert zugeordneten Spannzustand der Hyd- ro-Dehnspanneinrichtung (3) zu schließen, wenn die Prüfung positiv ausfällt.
59. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass der charakteristische Hydraulikmediumdruck-Indikationswert ein charakteristi- scher Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche (19) mit einem zu spannenden Werkzeug (20) oder Werkstück und der zugeordnete Spannzustand der Kontakt zwischen der Spannfläche (19) und dem Werkzeug (20) oder Werkstück ist und/oder dass der charakteristische Hydraulikmedium-Indikationswert ein charakteristischer Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) und der zugeordnete Spannzustand das Erreichen einer vordefinierten Sollspannkraft der verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) ist.
60. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 37 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist:
Steigungen von in vorgegebenen, gleichmäßigen Messabständen während eines Eindrehens der Spannschraube (9) durch die Messvorrichtung (23) gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten zu berechnen, wobei eine Steigung aus einer Differenz zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten oder deren Betrag als Dividend und dem Messabstand zwischen den beiden betrachteten Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten als Divisor gebildet wird, eine Steigungsänderung zwischen jeweils zwei berechneten Steigungen zu bestimmen,
zu prüfen, ob die bestimmte Steigungsänderung außerhalb eines vordefinierten Bereiches liegt, und somit eine deutliche Steigungsänderung vorliegt,
eine mögliche Ursache für die deutliche Steigungsänderung, insbesondere durch Heranziehen weiterer Mess- und/oder Sollwerte, zu bestimmen und
basierend auf der bestimmten Ursache auf einen Spannzustand der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) zu schließen.
61. Vorrichtung (1) nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, eine Steigungsänderung zwischen zwei Steigungen zu bestimmen, die aus drei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten berechnet wurden.
62. Vorrichtung (1) nach Anspruch 60 oder 61 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, die Steigungsänderung durch voneinander Subtrahieren oder durcheinander Dividieren von zwei berechneten Steigungen zu bestimmen.
63. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 60 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, vor einem Berechnen der Steigungen die von der Messvorrichtung (23) gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte gegenüber einer Skala mit Vielfachen des Messabstandes zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten aufzutragen und die somit entstandene Messwertkurve insbesondere mittels Berechnung gleitender Mittelwerte zu glätten und/oder mindestens eine insbesondere lineare Kurvenanpassung an der Messwertkurve durchzuführen.
64. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 60 bis 63, wobei die Messvorrichtung (23) nach einem der Ansprüche 51 bis 57 dazu ausgebildet ist, Spannschraubenweg-Indikationswerte zu messen, und der Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerten dem Messabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswerten entspricht.
65. Vorrichtung (1) nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, die Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung durch einen Vergleich eines bei der deutlichen Steigungsänderung gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswerts mit mindestens einem vorbekannten, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert zu bestimmen.
66. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert ein Spannschraubenweg-Indikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche (19) mit einem zu spannenden Werkzeug (20) oder Werkstück und/oder bei einem Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verschiebung der Spannschrau- be (9) begrenzenden Anschlag (10) ist.
67. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 65 oder 66, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (23) dazu ausgebildet ist, bei einem Eindrehen der Spannschraube (9) das Drehmoment an der Spannschraube (9) als zum Druck des Hydraulikmediums komplementäre Größe als Hydraulikmediumdruck-Indikationswert zu messen, und die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, einen bei der deutlichen Steigungsänderung gemessenen Spannschraubenweg-Indikationswert mit einem Sollwert für den Spannschraubenweg-Indikationswert zu vergleichen und als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung eine Fehlfunktion der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) zu bestimmen, wenn sich aus dem Vergleich ergibt, dass der gemessene Spannschraubenweg-Indikationswert außerhalb eines Bereiches um den Sollwert liegt und somit deutlich kleiner als der Sollwert ist.
68. Vorrichtung (1) nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlfunktion der Hydro-Dehnspanneinrichtung (3) ein Festfressen der Spannschraube (9) in der Gewindebohrung (8) ist.
69. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 60 bis 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, die Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung durch einen Vergleich eines bei der deutlichen Steigungsänderung gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerts mit mindestens einem vorbekannten, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert zu bestimmen.
70. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert ein Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Kontakt der Spannfläche (19) mit einem zu spannenden Werkzeug (20) oder Werkstück und/oder bei einem Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) ist.
71. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 60 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, auf einen Kontakt der Spannfläche (19) mit einem zu spannenden Werkzeug (20) oder Werkstück als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung zu schließen und basierend auf dieser Ursache auf das Erreichen einer Minimalspannkraft als Spannzustand zu schließen.
72. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 60 bis 71 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist:
auf einen Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) als Ursache für das Vorliegen einer deutlichen Steigungsänderung zu schließen,
den von der Messvorrichtung (23) bei der deutlichen Steigungsänderung gemessenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswert mit einem vorbekannten, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischen Sollwert für den Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) zu vergleichen,
eine Übereinstimmung der beiden miteinander verglichenen Hydraulikmediumdruck-Indikationswerte innerhalb eines vordefinierten Bereiches festzustellen, und
basierend auf dieser Feststellung auf ein Erreichen einer Sollspannkraft als Spannzustand zu schließen.
73. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 37 bis 72, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, zu prüfen, ob eine vorbestimmte Abschaltbedingung erfüllt ist, und eine Beendigung eines Eindrehens der Spannschraube (9) zu bewirken, wenn die Prüfung positiv ausfällt.
74. Vorrichtung (1) nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Abschaltbedingung ein vorbekannter, für den verwendeten Hydro-Dehnspanneinrichtungstyp charakteristischer Hydraulikmediumdruck-Indikationswert bei einem Anschlag der Spannschraube (9) an einem die axiale Verstellung der Spannschraube (9) begrenzenden Anschlag (10) ist.
75. Vorrichtung (1 ) nach einenn der Ansprüche 37 bis 74, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalisierungsvorrichtung (26) eine Leuchte, einen Lautsprecher, ein Display und/oder eine Vibrationsvorrichtung umfasst.
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