EP-3887089-B1 - CLAMPING SYSTEM WITH A STROKE-MONITORED CLAMPING DEVICE

Inventors

• ZIMMER, MARTIN
• Zimmer, Günther

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20191125

Claims (10)

1. A clamping system with a stroke-monitored clamping device, - wherein the clamping system comprises a clamping device (10) and a combination bolt (130), - wherein the clamping device (10) supports at least one piston (40), which acts on at least three clamping elements (101), in the housing (11) and additionally has a receiving recess (20) for temporarily receiving the combination bolt (130), - wherein the combination bolt (130) can be fixed in the receiving recess (20) with the aid of the clamping elements (101), characterised in that - an adaptable sensor housing (150) is arranged on the housing (11), in which sensor housing an absolute distance measurement system (220) is accommodated, and - the distance measurement system comprises a sensor IC (222), which is arranged in a stationary manner in the sensor housing (150), and a magnetic plate (223), which is mechanically coupled to the piston (40).
2. The clamping system according to Claim 1, characterised in that the magnetic plate (223) has a master track and a vernier track, wherein both tracks are scanned during the measurement process by Hall sensors accommodated in the sensor IC (222).
3. The clamping system according to Claim 1 or 2, characterised in that the positional accuracy of the distance measurement system (220) is 3 µm.
4. The clamping system according to Claim 1, characterised in that the measurement distance of the distance measurement system (220) is at least 5% longer than the stroke of the piston (40).
5. The clamping system according to Claim 1, characterised in that the receiving recess (20) is automatically closable with a closure cap (70).
6. The clamping system according to Claim 1, characterised in that the sensor IC (222) together with the hardware for the evaluation electronics is seated on a printed circuit board (221) arranged in the sensor housing (150).
7. The clamping system according to Claim 1, characterised in that the evaluation electronics differentiate at least three stroke positions of the magnetic plate (223), wherein a first one stands for a receiving recess (20) without combination bolt (130), a second one stands for a receiving recess (20) open for receiving the combination bolt (130), and a third one stands for the clamping of the combination bolt (130) in the receiving recess (20).
8. The clamping system according to Claim 7, characterised in that the stroke positions can be displayed on or in the region of the clamping device (10) by means of LEDs or a display panel.
9. The clamping system according to Claim 1, characterised in that the magnetic plate (223) is fixed to a magnetic plate carrier (170), which is accommodated in the sensor housing (150) and is fastened to the piston (40) so as to be guided linearly in the housing (11).
10. The clamping system according to Claim 1, characterised in that the sensor housing (150) has separate connections (176-179) for all the pneumatic or hydraulic connections of the housing (11), the feed lines of which run through the sensor housing (150).

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannsystem mit einer hubüberwachten Spannvorrichtung, bei der das Spannsystem eine Spannvorrichtung und einen Kombibolzen umfasst. Die Spannvorrichtung lagert im Gehäuse mindestens einen auf mindestens drei Spannelemente wirkenden Kolben und weist zudem eine Aufnahmeausnehmung zur temporären Aufnahme des Kombibolzens auf. Der Kombibolzen ist mithilfe der Spannelemente in der Aufnahmeausnehmung fixierbar angeordnet. Um ein Werkstück beispielsweise auf einem Maschinentisch einer Bearbeitungsmaschine wiederholgenau und effizient aufspannen zu können, kann in der Regel mindestens ein Nullpunktspannsystem eingesetzt werden. Anstelle des Werkstücks können auch Schraubstöcke, Paletten oder vergleichbare Vorrichtungen über dieses System fixiert werden. Aus einem Prospekt der Vischer & Bolli AG, Werkzeug- und Spanntechnik aus Dübendorf in der Schweiz ist ein mit "vb Dock Lock AirLine" bezeichnetes Spannsystem aus dem September 2018 bekannt, dessen Spannvorrichtung einen kompliziert geformten Ringkolben aufweist, der mit seiner konischen Innenwandung auf in einem Trägerring gelagerte Spannsegmente wirkt, die sich beim Spannvorgang an einem in eine Aufnahmebohrung einsteckbaren Kombibolzen spannend anlegen. Die Aufnahmebohrung ist bei ungenutztem Spannsystem mit einer Verschlusskappe verschlossen. In der DE 10 2015 206 590 B3 werden ein Spannmodul und ein Spannsystem, insbesondere ein Nullpunktspannsystem, beschrieben, bei denen ein Spannbolzen in einer Aufnahmebohrung einspannbar ist. Im Spannmodul sind dazu drei radial verfahrbar um die Mittellinie des Spannsystems angeordnete Schlitten positioniert, die über plane Keilflächen den Spannbolzen quer verschiebbar lagern. Aus der JP 2010 076061 A ist ein Werkzeugmaschinentisch mit Palettenwechselfunktion zur klemmbaren Aufnahme von Paletten bekannt. Der Maschinentisch verfügt über eine Vorrichtung, mit der der Klemmzustand der Palettenspannvorrichtung prüfbar ist. Dazu weist die Palette vier im Kreis angeordnete Spannvorrichtungen auf, deren Kolben auf eine schwenkbare Indexscheibe wirken. Die Indexscheibe hat vier radial angeordnete Nuten, in die kegelförmig ausgebildete Spitzen der Kolben - je nach Spannzustand der Vorrichtung - unterschiedlich tief hineinragen. Die gegen einen Anschlag federelastisch gehaltene Indexscheibe liegt pro Nut jeweils in einem Punktkontakt an der Mantelfläche der Kolbenkegelspitze an. Mit zunehmender Eindringtiefe verschwenken die Spannbolzen die Indexscheibe. Zum Prüfen des Schwenkwinkels weist die Indexscheibe an ihrem Umfang zwei Kerben auf, deren Positionen mit zwei Näherungssensoren abgetastet werden. Der Schwenkwinkel ist somit eine Funktion des Hubs der Kolben, von dem nur drei Winkelpositionen näherungsweise detektiert werden können. Die DE 100 36 885 A1 offenbart eine Schnellspanneinheit, auf der der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 basiert, um mittels eines Kolbens und verformbarer Klemmelemente einen Schnellspannzapfen zu sichern. Bei vollständig eingefahrenem Kolben betätigt der Boden des Gehäuses einen Schalter, der den Abschluss des Einspannvorgangs meldet. Weiterhin sind Druckluft- oder Luftströmungssensoren vorgesehen, die den Luftdruck oder den Luftdurchfluss im Spalt zwischen dem Boden und dem Kolben messen. Nach der DE 10 2012 001 721 A1 soll für eine Lageüberwachung eines Aktuators ein außerhalb der Betriebsmedien angeordneter Wegsensor und eine Steuervorrichtung eingesetzt werden. Diese Steuervorrichtung hat eine Hochspannungsquelle zur Ansteuerung einer elektrorheologischen Zylinder-Kolben-Einheit. Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, ein Spannsystem aus einer Spannvorrichtung und einem Kombibolzen zu entwickeln, dessen Baugruppen bei einem kleinen Bauraum eine hohe Verschleißfestigkeit, eine sehr gute Betriebssicherheit bei einfacher Adaptierbarkeit und eine große Einzugskraft gewährleisten. Zugleich soll der Spannvorgang des Kombibolzens überwacht werden. Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei ist am Gehäuse ein adaptierbares Sensorengehäuse angeordnet, in dem ein absolutes Wegmesssystem untergebracht ist. Das Wegmesssystem umfasst einen im Sensorengehäuse ortsfest angeordneten Sensor-IC und eine mit dem Kolben mechanisch gekoppelte Magnetplatte. Mit der Erfindung wird ein Spannsystem zur Verfügung gestellt, bei dem die in der Spannvorrichtung angeordneten Spannelemente am Kombibolzen mit ihren Spannflächen vollflächig zur Anlage kommen. Dadurch ergeben sich auch bei hohen Einzugskräften verhältnismäßig niedrige Flächenpressungen. Die großen Kontaktflächen garantieren eine hohe Formsteifigkeit des Gesamtsystems, womit die Spannvorrichtung über den Kombibolzen auch große Lastmomente problemlos abstützen kann. Die Spannelemente, die Teile eines über Elastomerkörper zusammenmontierten Spannrings sind, bilden mit einem Ringkolben zusammen ein Keilgetriebe, bei dem der axiale Hub des Ringkolbens radiale, auf den Spannring wirk