(57)【要約】本発明は、油圧式拡張クランプデバイス（３）を操作するための方法であり、この油圧式拡張クランプデバイス（３）は、本体装置（４）を有しており、この本体装置（４）には、油圧媒体により満たされた圧力チャンバシステムが形成されており、前記圧力チャンバシステムは、圧力チャンバ（１５）と、ネジ孔（８）とを含み、この圧力チャンバ（１５）は、壁部（１８）を有し、この壁（１８）は、圧力チャンバ（１５）とは反対側でクランプ面（１９）を規定し、このネジ孔（８）は、外側から本体装置（４）に導入され、かつ、接続ダクトを介して圧力チャンバ（１５）に接続され、クランクボルト（９）が、ネジ孔（８）に螺入され、前記クランプボルト（９）は、ネジ孔（８）に螺入された結果として軸方向に調節され、その結果、油圧媒体は、圧力チャンバ（１５）の方向に押圧され、壁部（１８）は、弾性的に変形されて、工具（２０）またはワークピースをクランプ固定し、ここで、本方法において、クランプボルト（９）は、回転工具（２２）によって回転され、油圧拡張クランプデバイス（３）にもたらされるトルクは、特に、油圧拡張クランクデバイス（３）が保持部（２）に固定されることによって支持される。
2020506076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧式拡張クランプ装置（３）、特に油圧式拡張チャックまたは油圧式拡張マンドレルを操作するための方法であって、該油圧式拡張クランプ装置（３）は、本体装置（４）を有しており、該本体装置（４）は、油圧媒体で満たされた圧力チャンバシステムが形成され、前記圧力チャンバシステムは、圧力チャンバ（１５）と、ネジ孔（８）とを含み、該圧力チャンバ（１５）は、当該圧力チャンバ（１５）とは反対側でクランプ面（１９）を規定する壁部（１８）を有し、該ネジ孔（８）は、外部から本体装置（４）へ穿設され、接続通路を介して前記圧力チャンバ（１５）に接続され、前記ネジ孔（８）へクランプボルト（９）が螺入され、該クランプボルトが前記ネジ孔（８）へ螺入されることで、工具（２０）またはワークピースをクランプ固定するように、油圧媒体が前記圧力チャンバ（１５）の方向へ押圧され、前記壁部（１８）は、弾性的に変形されるように軸方向に調整され、前記クランプボルト（９）は、回転工具（２２）を用いて回転され、前記油圧式拡張クランプ装置（３）へもたらされるトルクは、特に前記油圧式拡張クランプ装置（３）の固定によって不動の保持部（２）において支持され、
以下の工程：
ａ）  あらかじめ設定された均等な測定間隔で、および／または前記クランプボルト（９）の回転中に連続的に、測定装置（２３）を用いて油圧媒体圧力−表示値を測定する工程と、
ｂ）  評価・制御装置（２５）を用いて、前記測定された油圧媒体圧力−表示値を評価することで、前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態を特定する工程と、
ｃ）  前記油圧式拡張クランプ装置（３）の前記特定されたクランプ状態を、信号化装置（２６）を用いてユーザへ信号化する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記回転工具（２２）は、前記油圧式拡張クランプ装置（３）に対して相対的に自動で方向付けされ、前記クランプボルト（９）と自動的に係合されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記クランプボルト（９）は、前記回転工具（２２）が保持されたネジ締め装置（２１）、特に電気式のネジ締め装置を用いて自動的に、または前記回転工具（２２）、特にネジ回しを用いて手動で回転されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
工程ａ）において、前記クランプボルト（９）の螺入中に油圧媒体の圧力の値は、油圧媒体圧力−表示値として、前記圧力チャンバシステムにおける圧力センサを介して測定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
工程ａ）において、前記クランプボルト（９）の螺入中に油圧媒体の圧力の値は、油圧媒体圧力−表示値として、前記クランプボルト（９）における圧力センサを介して測定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ネジ孔（８）への螺入時の前記クランプボルト（９）の前記軸方向の調整は、クランプピストン（１２）の軸方向の調整を生じさせ、該クランプピストンは、軸方向において前記ネジ孔（８）に隣接する前記圧力チャンバシステムの円筒孔（１１）にあるとともに、前記クランプボルト（９）と接触するか、または該クランプボルトに結合されており、工程ａ）において、前記クランプボルト（９）の螺入中に、油圧媒体の圧力の値が、前記クランプピストン（１２）における油圧媒体圧力−表示値として、圧力センサを介して測定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
工程ａ）において、油圧媒体の圧力に対して相補的な量の値が、前記クランプボルト（９）の螺入中の油圧媒体圧力−表示値として測定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての前記本体装置（４）の変形、特に拡張および／または延長は、油圧媒体圧力−表示値として、歪ゲージ（２４）を用いて測定されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての前記クランプボルト（９）における前記トルクは、油圧媒体圧力−表示値として測定されることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記クランプボルト（９）におけるトルクの測定は、トーションシャフトに設けられた歪ゲージを用いた前記トーションシャフトのねじれの測定を介してなされることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記クランプボルト（９）は、前記回転工具（２２）が保持された電気式のネジ締め装置（２１）を用いて回転され、前記クランプボルト（９）におけるトルクの測定は、一定のモータ回転数における前記電気式のネジ締め装置（２１）のモータのモータ電流の測定を介してなされることを特徴とする請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
クランプボルトストローク−表示値は、前記クランプボルト（９）の螺入中に、特にあらかじめ規定されたトリガイベントが発生したことまたはあらかじめ規定されたトリガ値を測定したことにより開始されて、あらかじめ設定された均等な測定間隔において、および／または連続的に測定されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記トリガイベントは、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触および／または前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）との前記クランプボルト（９）の当接であり、および／または、前記トリガ値は、所定のトリガイベントにおいて使用される前記油圧式拡張クランプ装置（３）について特徴的な油圧媒体の圧力の値またはこれに対して相補的な量の値であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ネジ孔（８）内における前記クランプボルト（９）の軸方向のストローク位置の値が、クランプボルトストローク−表示値として測定されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ネジ孔（８）内における前記クランプボルト（９）の軸方向のストローク位置に対して相補的な量の値が、クランプボルトストローク−表示値として測定されることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ネジ孔（８）内における前記クランプボルト（９）の軸方向のストローク位置に対して相補的な量としての前記クランプボルト（９）の回転角が、好ましくはエンコーダおよび／またはホールセンサを用いて、前記クランプボルト（９）において直接的に、または前記回転工具（２２）においてまたは前記回転工具（２２）が保持された前記ネジ締め装置（２１）において、クランプボルトストローク−表示値として測定されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記測定された回転角および前記クランプボルト（９）のネジの既知のピッチを用いて、前記クランプボルト（９）の戻されたストロークが演算されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
直接連続して測定される２つの油圧媒体圧力−表示値間の前記測定間隔は、直接連続して測定される２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔、特に、前記クランプボルト（９）の螺入速度が一定である場合のあらかじめ設定されたストロークステップ、角度ステップまたは時間ステップに対応していることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
工程ｂ）において、以下の部分工程：
ｂ１）  前記クランプボルト（９）の螺入時に測定される油圧媒体圧力−表示値が、用いられる油圧式拡張チャックのタイプについて特徴的な油圧媒体圧力−表示値についてあらかじめ規定された範囲内にあるかどうかをチェックする工程と、
ｂ２）  工程ｂ１）における前記チェックがポジティブな結果である場合に、前記特徴的な油圧媒体圧力−表示値に割り当てられた前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態を推測する工程と
が実行されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記特徴的な油圧媒体圧力−表示値は、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触時の特徴的な油圧媒体圧力−表示値であり、前記割り当てられたクランプ状態は、前記クランプ面（１９）と前記工具（２０）またはワークピースとの間の接触であること、および／または前記特徴的な油圧媒体−表示値は、前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）との前記クランプボルト（９）の当接時の特徴的な油圧媒体圧力−表示値であり、前記割り当てられたクランプ状態は、前記用いられる油圧式拡張クランプ装置（３）のあらかじめ規定された目標クランプ力の到達であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
工程ｂ）において、以下の部分工程：
ｂ３）  工程ａ）での前記クランプボルト（９）の螺入中におけるあらかじめ設定された均等な測定間隔で測定された油圧媒体圧力−表示値の勾配を演算する工程であって、互いに連続して測定されたそれぞれ２つの油圧媒体圧力−表示値間の差異または被除数としてのその値および除数としての考察される両油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔に基づいて勾配が形成される工程と、
ｂ４）  それぞれ２つの演算された勾配間の勾配変化を特定する工程と、
ｂ５）  前記特定された勾配変化があらかじめ規定された範囲外にあるかどうか、したがって明らかな勾配変化が存在するかどうかをチェックする工程と、
ｂ６）  特に別の測定値および／または目標値を考慮に入れることで、前記明らかな勾配変化についての考えられる原因を特定する工程と、
ｂ７）  前記特定された原因に基づいて、前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態を推測する工程と
が実行されることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
工程ｂ３）において直接連続して測定された３つの油圧媒体圧力−表示値から演算された２つの勾配間の勾配変化が工程ｂ４）において特定されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
工程ｂ３）において演算された２つの勾配を互いに減算することによって、または互いに除算することによって、工程ｂ４）において前記勾配変化を特定することを特徴とする請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
工程ｂ３）における勾配の演算の前に、工程ａ）において測定された油圧媒体圧力−表示値が、直接連続して測定された２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔の倍数を有するスケールに対してプロットされ、これにより生じる測定値曲線が、特に、移動平均値の演算によって平滑化され、および／または前記測定値曲線における少なくとも１つの特に線形な曲線適合が実行されることを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
工程ａ）において測定された油圧媒体圧力−表示値に加えて、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載のクランプボルトストローク−表示値が測定され、直接連続して測定された２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔は、直接連続して測定された２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔に対応している、請求項２１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
工程ｂ６）において、明らかな勾配変化時に測定されたクランプボルトストローク−表示値が、前記用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な、あらかじめ知られた前記クランプボルトストローク−表示値についての少なくとも１つの目標値と比較されることで、明らかな勾配変化の存在についての原因が特定されることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記クランプボルトストローク−表示値についての前記目標値は、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触時の、および／または前記クランプボルト（９）の軸方向の変位を制限するストッパ（１０）における前記クランプボルト（９）の当接時のクランプボルトストローク−表示値であることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記クランプボルト（９）の螺入時に、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての該クランプボルト（９）におけるトルクが、油圧媒体圧力−表示値として、特に請求項９〜１１のいずれか１項により測定され、工程ｂ６）において、明らかな勾配変化時に測定されるクランプボルトストローク−表示値と、該クランプボルトストローク−表示値の目標値との比較に基づき、測定されたクランプボルトストローク−表示値が前記目標値についての範囲外にあり、したがって前記目標値よりもはるかに小さいということが生じるときに、明らかな勾配変化の存在についての原因として前記油圧式拡張クランプ装置（３）の故障が特定されることを特徴とする請求項２６または２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記油圧式拡張クランプ装置（３）の前記故障は、前記ネジ孔（８）における前記クランプボルト（９）の捕捉として特定されることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
工程ｂ６）において、明らかな勾配変化時に測定された油圧媒体圧力−表示値が、前記用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な、あらかじめ知られた前記油圧媒体圧力−表示値についての少なくとも１つの目標値と比較されることで、明らかな勾配変化の存在についての原因が特定されることを特徴とする請求項２１〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記油圧媒体圧力−表示値についての前記目標値は、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触時の、および／または前記クランプボルト（９）の軸方向の変位を制限するストッパ（１０）における前記クランプボルト（９）の当接時の油圧媒体圧力−表示値であることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記工程ｂ６）において、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触は、明らかな勾配変化の存在の原因として推測され、工程ｂ７）において、特定された原因に基づいて、最小クランプ力の到達は、クランプ状態として推測されることを特徴とする請求項２１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
以下のさらなる工程：
−  工程ｂ６）における、前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）との前記クランプボルト（９）の当接を、明らかな勾配変化の存在の原因として推測する工程と、
−  明らかな勾配変化時に、前記油圧媒体圧力−表示値を、前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパにおける前記クランプボルト（９）の当接時の前記油圧媒体圧力−表示値についての、用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプに特徴的な既知の目標値と比較する工程と、
−  互いに比較される前記両油圧媒体圧力−表示値があらかじめ規定された範囲内で一致することを確認する工程と、
−  事前の確認に基づき、工程ｂ７）における目標クランプ力の到達を、クランプ状態として推測する工程と
を有することを特徴とする請求項２１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
工程ｂ）において、前記測定された油圧媒体圧力−表示値の評価時に、あらかじめ規定されたオフ条件が満たされていることが確認されると、前記回転工具（２２）を用いた前記クランプボルト（９）の螺入が終了されることを特徴とする請求項１〜３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
前記あらかじめ規定されたオフ条件は、前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）において前記クランプボルト（９）が当接する場合の前記用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な、あらかじめ規定された範囲内で達成される必要がある既知の油圧媒体圧力−表示値であることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
光学的な信号、音響的な信号または振動信号を介した表示によって、工程ｃ）において特定されたクランプ状態を、ユーザへ信号化することを特徴とする請求項１〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
油圧式拡張クランプ装置（１）、特に油圧式拡張チャックまたは油圧式拡張マンドレルを操作するための装置であって、該油圧式拡張クランプ装置（１）は、本体装置（４）を有し、該本体装置（４）は、油圧媒体で満たされた圧力チャンバシステムが形成され、前記圧力チャンバシステムは、圧力チャンバ（１５）と、ネジ孔（８）とを含み、該圧力チャンバ（１５）は、当該圧力チャンバ（１５）とは反対側でクランプ面（１９）を規定する壁部（１８）を有し、該ネジ孔（８）は、外部から本体装置（４）へ穿設され、接続通路を介して前記圧力チャンバ（１５）に接続され、前記ネジ孔（８）へクランプボルト（９）が螺入され、該クランプボルトが前記ネジ孔（８）へ螺入されることで、工具（２０）またはワークピースをクランプ固定するように、油圧媒体が前記圧力チャンバ（１５）の方向へ押圧され、前記壁部（１８）が弾性的に変形されるように軸方向に調整され、
当該装置（１）は、
−  前記クランプボルト（９）の回転時に前記油圧式拡張クランプ装置（３）へもたらされるトルクを支持するように形成された保持装置（２）、特に不動の保持部
を備えている、装置において、
−  前記クランプボルト（９）の回転中にあらかじめ規定された均等な測定間隔において、および／または連続的に油圧媒体圧力−表示値を測定するように形成された測定装置（２３）と、
−  該測定装置（２３）によって測定された油圧媒体圧力−表示値を評価し、前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態を特定するように形成された評価・制御装置（２５）と、
−  該評価・制御装置（２５）によって特定された前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態をユーザへ信号化するように形成された信号化装置（２６）と
を含むことを特徴とする装置。
【請求項３８】
前記クランプボルト（９）を回転させるように形成された回転工具（２２）を備えていることを特徴とする請求項３７に記載の装置（１）。
【請求項３９】
ネジ締め装置（２１）、特に電気式のネジ締め装置を備えており、該装置は、前記クランプボルト（９）を自動的に回転させるために前記回転工具（２２）を保持していることを特徴とする請求項３８に記載の装置（１）。
【請求項４０】
前記回転工具（２２）のための保持部（２９）を有する調整装置（２８）または前記回転工具（２２）が保持されたネジ締め装置（２１）を備えており、前記回転工具（２２）を前記油圧式拡張クランプ装置（３）に対して相対的に自動的に方向付けるとともに自動的に前記クランプボルト（９）と係合させることを特徴とする請求項３８または３９に記載の装置（１）。
【請求項４１】
前記調整装置（２８）は、一軸、二軸、三軸または五軸の運動機構を有し、特に例えば折り畳みアームロボットのような産業用ロボットまたはリニアモジュールおよび回転軸線からなる組み合わせであることを特徴とする請求項４０に記載の装置（１）。
【請求項４２】
前記保持装置（２）は、前記油圧式拡張クランプ装置（３）における支持面に対応した支持面を備えていること、および／または前記保持装置（２）は、バイスであることを特徴とする請求項３７〜４１のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項４３】
前記測定装置（２３）は、圧力センサを含んでおり、該圧力センサは、前記クランプボルトの螺入中に油圧媒体の圧力を油圧チャンバシステムにおける油圧媒体圧力−表示値として測定するように形成されたものであることを特徴とする請求項３７〜４２のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項４４】
前記測定装置（２３）は、圧力センサを含んでおり、該圧力センサは、前記クランプボルト（９）の螺入中に油圧媒体の圧力を前記クランプボルト（９）における油圧媒体圧力−表示値として測定するように形成されたものであることを特徴とする請求項３７〜４３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項４５】
前記ネジ孔（８）への螺入時の前記クランプボルト（９）の前記軸方向の調整が、クランプピストン（１２）の軸方向の調整を生じさせ、該クランプピストンは、軸方向において前記ネジ孔（８）に隣接する前記圧力チャンバシステムの円筒孔（１１）にあるとともに、前記クランプボルト（９）と接触するか、または該クランプボルトに結合されており、前記測定装置（２３）は、圧力センサを含んでおり、該圧力センサは、前記クランプボルト（９）の螺入中に、油圧媒体の圧力を前記クランプピストン（１２）における油圧媒体圧力−表示値として測定するように形成されたものであることを特徴とする請求項３７〜４３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項４６】
前記測定装置（２３）は、前記クランプボルト（９）の螺入中に油圧媒体の圧力に対して相補的な量の値を油圧媒体圧力−表示値として測定するように形成されていることを特徴とする請求項３７〜４５のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項４７】
前記測定装置（２３）は、前記本体装置（４）内に歪ゲージ（２４）を含んでおり、該歪ゲージ（２４）は、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての本体装置（４）の変形、特に拡張および／または延長を油圧媒体圧力−表示値として測定するように形成されたものであることを特徴とする請求項４６に記載の装置（１）。
【請求項４８】
前記測定装置（２３）は、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としてのトルクが前記クランプボルト（９）の螺入中の油圧媒体圧力−表示値として測定されるように形成されていることを特徴とする請求項４６または４７に記載の装置（１）。
【請求項４９】
前記測定装置（２３）は、歪ゲージを含んでおり、該歪ゲージは、トーションシャフトに設けられ、該歪ゲージは、前記トーションシャフトのねじれを測定し、これに基づき前記クランプボルト（９）におけるトルクと、これに基づきさらには油圧媒体の圧力とが演算され得るように形成されていることを特徴とする請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
モータを有する電気式のネジ締め装置（２１）を備えており、該電気式のネジ締め装置（２１）には前記回転工具（２２）が保持されており、前記測定装置（２３）は、電流測定器を含んでおり、該電流測定器は、一定のモータ回転数において前記電気式のネジ締め装置（２１）のモータ電流を測定し、これに基づき前記クランプボルト（９）におけるトルクと、これに基づいてさらには油圧媒体の圧力とが演算され得るように形成されていることを特徴とする請求項４８または４９に記載の装置（１）。
【請求項５１】
前記測定装置（２３）は、クランプボルトストローク−表示値を、特にあらかじめ規定されたトリガイベントが発生したことまたはあらかじめ規定されたトリガ値を測定したことによって開始されて、前記クランプボルト（９）の螺入中におけるあらかじめ設定された均等な測定間隔で、および／または連続的に測定されるように形成されており、直接連続して測定される２つの油圧媒体圧力−表示値間の前記測定間隔は、特に、直接連続して測定される２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔に対応していることを特徴とする請求項３７〜５０のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５２】
前記トリガイベントは、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触および／または前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）における前記クランプボルト（９）の当接であり、および／または前記トリガ値は、所定のトリガイベントにおいて使用される前記油圧式拡張クランプ装置（３）について特徴的な油圧媒体の圧力の値またはこれに対して相補的な量の値であることを特徴とする請求項５１に記載の装置（１）。
【請求項５３】
前記測定装置（２３）は、前記ネジ孔（８）内における前記クランプボルト（９）の軸方向のストローク位置の値を、クランプボルトストローク−表示値として測定するように形成されていることを特徴とする請求項５１または５２に記載の装置（１）。
【請求項５４】
前記測定装置（２３）は、前記ネジ孔（８）内における前記クランプボルト（９）の軸方向のストローク位置に対して相補的な量の値をクランプボルトストローク−表示値として測定するように形成されていることを特徴とする請求項５１〜５３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５５】
前記測定装置（２３）は、前記ネジ孔（８）内での前記クランプボルト（９）の軸方向のストローク位置に対して相補的な量としての前記クランプボルト（９）の回転角を、クランプボルトストローク−表示値として、前記クランプボルト（９）において直接的に、または前記回転工具（２２）において、または前記回転工具（２２）が保持されたネジ締め装置（２１）において測定するように形成されていることを特徴とする請求項５４に記載の装置（１）。
【請求項５６】
前記測定装置（２３）は、エンコーダおよび／またはホールセンサを備え、これにより前記クランプボルト（９）の回転角が測定されることを特徴とする請求項５５に記載の装置（１）。
【請求項５７】
前記評価・制御装置（２５）は、測定された回転角および前記クランプボルト（９）のネジの既知のピッチを用いて、前記クランプボルト（９）の戻されたストロークを演算するように形成されていることを特徴とする請求項５５または５６に記載の装置（１）。
【請求項５８】
前記評価・制御装置（２５）は、前記クランプボルト（９）の螺入時に測定される油圧媒体圧力−表示値が、用いられる油圧式拡張チャックのタイプについて特徴的な油圧媒体圧力−表示値についてあらかじめ規定された範囲内にあるかどうかをチェックし、該チェックがポジティブな結果となるときに、前記特徴的な油圧媒体圧力−表示値に割り当てられた前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態を推測するように形成されていることを特徴とする請求項３７〜５７のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５９】
前記特徴的な油圧媒体圧力−表示値は、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触時の特徴的な油圧媒体圧力−表示値であり、前記割り当てられたクランプ状態は、前記クランプ面（１９）と前記工具（２０）またはワークピースとの間の接触であること、および／または前記特徴的な油圧媒体−表示値は、前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）との前記クランプボルト（９）の当接時の特徴的な油圧媒体圧力−表示値であり、前記割り当てられたクランプ状態は、前記用いられる油圧式拡張クランプ装置（３）のあらかじめ規定された目標クランプ力の到達であることを特徴とする請求項５８に記載の装置（１）。
【請求項６０】
前記評価・制御装置（２５）は、
−  クランプボルト（９）の螺入中におけるあらかじめ設定された均等な測定間隔で、前記測定装置（２３）によって測定された油圧媒体圧力−表示値の勾配を演算し、互いに連続して測定されたそれぞれ２つの油圧媒体圧力−表示値間の差異または被除数としてのその値および除数としての考察される両油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔に基づいて勾配が形成されるように、
−  それぞれ２つの演算された勾配間の勾配変化を特定するように、
−  特定された勾配変化が、あらかじめ規定された範囲外にあるかどうか、したがって明らかな勾配変化が存在するかどうかをチェックするように、
−  特に別の測定値および／または目標値を考慮に入れることで、前記明らかな勾配変化についての考えられる原因を特定するように、並びに
−  前記特定された原因に基づいて、前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態を推測するように
形成されていることを特徴とする請求項３７〜５９のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項６１】
前記評価・制御装置（２５）は、直接連続して測定された３つの油圧媒体圧力−表示値に基づき演算された２つの勾配間の勾配変化を特定するように形成されていることを特徴とする請求項６０に記載の装置（１）。
【請求項６２】
前記評価・制御装置（２５）は、演算された２つの勾配を互いに減算することによって、または互いに除算することによって前記勾配変化を特定するように形成されていることを特徴とする請求項６０または６１に記載の装置（１）。
【請求項６３】
前記評価・制御装置（２５）は、前記勾配の演算の前に、前記測定装置（２３）によって測定された前記油圧媒体圧力−表示値を、直接連続して測定された２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔の倍数を有するスケールに対してプロットし、これにより生じる測定値曲線を、特に、移動平均値の演算によって平滑化し、かつ／または前記測定値曲線における少なくとも１つの特に線形的な曲線適合を実行するように形成されていることを特徴とする請求項６０〜６２のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項６４】
請求項５１〜５７のいずれか１項に記載の前記測定装置（２３）は、クランプボルトストローク−表示値を測定するように形成されており、直接連続して測定された２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔は、直接連続して測定された２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔に対応している、請求項６０〜６３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項６５】
前記評価・制御装置（２５）は、明らかな勾配変化時に測定されたクランプボルトストローク−表示値を、前記用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な、あらかじめ知られた前記クランプボルトストローク−表示値についての少なくとも１つの目標値と比較することで、明らかな勾配変化の存在についての原因が特定されるように形成されていることを特徴とする請求項６４に記載の装置（１）。
【請求項６６】
前記クランプボルトストローク−表示値についての前記目標値は、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触時の、および／または前記クランプボルト（９）の軸方向の変位を制限するストッパ（１０）における前記クランプボルト（９）の当接時のクランプボルトストローク−表示値であることを特徴とする請求項６５に記載の装置（１）。
【請求項６７】
前記測定装置（２３）は、前記クランプボルト（９）の螺入時に、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての該クランプボルト（９）におけるトルクが、油圧媒体圧力−表示値として測定されるように形成されており、前記評価・制御装置（２５）は、明らかな勾配変化時に測定されるクランプボルトストローク−表示値を該クランプボルトストローク−表示値の目標値と比較し、該比較に基づき、前記測定されたクランプボルトストローク−表示値が前記目標値についての範囲外にあり、したがって前記目標値よりもはるかに小さいということが生じるときに、明らかな勾配変化の存在についての原因として前記油圧式拡張クランプ装置（３）の故障が特定されるように形成されていることを特徴とする請求項６５または６６に記載の装置（１）。
【請求項６８】
前記油圧式拡張クランプ装置（３）の前記故障は、前記ネジ孔（８）における前記クランプボルト（９）の捕捉であることを特徴とする請求項６７に記載の装置（１）。
【請求項６９】
前記評価・制御装置（２５）は、明らかな勾配変化時に測定された油圧媒体圧力−表示値と、前記用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な、あらかじめ知られた前記油圧媒体圧力−表示値についての少なくとも１つの目標値との比較で、明らかな勾配変化の存在についての原因が特定されるように形成されていることを特徴とする請求項６０〜６８のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７０】
前記油圧媒体圧力−表示値についての前記目標値は、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触時の、および／または前記クランプボルト（９）の軸方向の変位を制限するストッパ（１０）における前記クランプボルト（９）の当接時の油圧媒体圧力−表示値であることを特徴とする請求項６９に記載の装置（１）。
【請求項７１】
前記評価・制御装置（２５）は、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触を明らかな勾配変化の存在の原因として推測し、該原因に基づいて、最小クランプ力の到達をクランプ状態として推測するように形成されていることを特徴とする請求項６０〜７０のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７２】
前記評価・制御装置（２５）は、
−  前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）との前記クランプボルト（９）の当接を明らかな勾配変化の存在の原因として推測し、
−  明らかな勾配変化時に前記測定装置（２３）によって測定される前記油圧媒体圧力−表示値を、前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）における前記クランプボルト（９）の当接時の前記油圧媒体圧力−表示値についての、用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプに特徴的な既知の目標値と比較し、
−  互いに比較される前記両油圧媒体圧力−表示値があらかじめ規定された範囲内で一致していることを確認し、
−  該確認に基づき、目標クランプ力の到達をクランプ状態として推測する
ように形成されていることを特徴とする請求項６０〜７１のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７３】
前記評価・制御装置（２５）は、あらかじめ規定されたオフ条件を満たしているかをチェックし、該チェックの結果がポジティブであれば、前記クランプボルト（９）の螺入を終了させるように形成されていることを特徴とする請求項３７〜７２のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７４】
前記あらかじめ規定されたオフ条件は、前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）において前記クランプボルト（９）が当接する場合の前記用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な既知の油圧媒体圧力−表示値であることを特徴とする請求項７３に記載の装置（１）。
【請求項７５】
前記信号化装置（２６）は、ランプ、スピーカ、ディスプレイおよび／または振動装置を含んでいることを特徴とする請求項３７〜７４のいずれか１項に記載の装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式拡張クランプ装置、特に油圧式拡張チャックまたは油圧式拡張マンドレルを操作するための方法であって、この油圧式拡張クランク装置は、本体装置を有し、この本体装置は、油圧媒体で満たされた圧力チャンバシステムが形成され、前記圧力チャンバシステムは、圧力チャンバと、ネジ孔とを含み、この圧力チャンバは、当該圧力チャンバとは反対側でクランプ面を規定する壁部を有し、このネジ孔は、外部から本体装置へ穿設され、接続通路を介して前記圧力チャンバに接続され、前記ネジ孔へクランプボルトが螺入されており、当該クランプボルトが前記ネジ孔へ螺入されることで、工具またはワークピースをクランプ固定するために、油圧媒体が前記圧力チャンバの方向へ押圧され、前記壁部が弾性的に変形されるように軸方向に調整され、前記クランプボルトが回転工具を用いて回転させられ、前記油圧式拡張クランプ装置へもたらされるトルクが特に前記油圧式拡張クランプ装置の固定によって不動の保持部において支持される、方法に関する。さらに、本発明は、油圧式拡張クランプ装置を操作するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧式拡張クランプ装置は、工具のクランプ固定にも、またワークピースのクランプ固定にも用いられ得、基本的には、異なる２つの構造形状の間で、すなわち油圧式拡張チャックと油圧式拡張マンドレルとの間で区別される。両構造形状の原理的な機能は同一であり、すなわち、油圧式拡張クランプ装置の操作によって油圧媒体、特に油圧油が油圧式拡張クランプ装置の本体装置の油圧チャンバシステム内で圧力チャンバシステムの圧力チャンバの方向へ押圧され、これにより、クランプ面を規定する圧力チャンバの壁部の弾性的な拡張が生じる点で同一である。壁部の拡張により、まず、壁部とクランプ固定されるべき工具またはワークピースとの間のチャック隙間が補整され、そして、クランプ固定されるべき工具またはワークピースに対して壁部が押圧され、これにより、油圧式拡張クランプ装置と工具またはワークピースとの間に摩擦による結合が生じる。両構造形状の唯一の差異は、クランプ輪郭にある。すなわち、油圧式拡張マンドレルは、ワークピースをワークピースの孔を介してクランプ固定する一方、油圧式拡張チャックは、ツールシャンクを油圧式拡張チャックの中央の工具収容部を介してクランプ固定する。
【０００３】
油圧式拡張クランプ装置の操作は、様々な態様で行うことが可能である。油圧式拡張クランプ装置の油圧チャンバシステム内でクランプ固定に十分な油圧を生じさせるために、一方では、クランプシリンダと、押圧ロッドまたは引張ロッドとを用いた操作が可能である。他方では、油圧式の機器を用いた直接負荷を行うことが可能である。さらに、油圧式拡張クランプ装置は、回転工具を用いたクランプボルトの回転によって操作されることが可能である。この場合、特に不動の保持部に油圧式拡張クランプ装置を固定することで油圧式拡張クランプ装置へ加えられるトルクを支持することが知られている。本発明は、クランプボルトを用いる、最後に挙げた操作態様に関するものである。
【０００４】
油圧式拡張クランプ装置が油圧式拡張チャックであれば、油圧式拡張チャックの上述の本体装置は本体部を含んでおり、当該本体部は、その後方の端部範囲において機械インターフェースを備えており、当該機械インターフェースを介して、油圧式拡張チャックは、工具機械における対応する工具ホルダ収容部に固定されることが可能である。本体部の反対側には、本体部の前方の端面へ向けて開口した中央の工具収容部を有するクランプ範囲が形成されており、工具収容部には、クランプ固定されるべきツールシャンクを挿入することが可能である。いくつかの油圧式拡張チャックにおいては、本体装置は拡張ブッシュも含んでおり、当該拡張ブッシュは、工具収容部を形成し、この工具収容部は、当該拡張ブッシュを包囲し油圧媒体で負荷を与えることが可能な圧力チャンバを形成しつつ本体部内にはめ込まれているとともに、本体部の前方の端面へ向けて開口している。
【０００５】
油圧式拡張クランプ装置は、産業におけるその使用時に、摩耗および摩滅にさらされており、その結果、プロセス安全性を保証し、工具またはワークピースの不意の脱落による生産損失を回避するために、油圧式拡張クランプ装置の状態および性能の定期的なチェックが重要である。クランプ力の測定によって、依然として存在する性能および生じた摩耗を算出することが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
油圧式拡張クランプ装置を操作するための公知の方法および装置によっては、クランプボルトの螺入中に、したがって油圧式拡張クランプ装置の動作中に油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態あるいは性能を特定することができない。油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態を判断するためのクランプ力の測定は、これまで、常に別々に追加の測定装置および測定構造を用いて行われる必要がある。クランプ力の測定のために、公知の態様では、油圧式拡張クランプ装置のためのトルクレンチ、プラグゲージまたは特別のクランプ力検査器を用いることができる。特にプラグゲージまたはクランプ力検査器の欠点は、これにより、油圧式拡張クランプ装置によって、その動作中に工具またはワークピースのクランプの性能を特定することができず、測定を別の工程において行う必要があることにある。これは、手間がかかるとともに、時間がかかるものである。
【０００７】
このような背景から、本発明の基礎となる課題は、クランプボルトの螺入中に油圧式拡張クランプ装置の現実のクランプ状態を特定することができる、冒頭に挙げた種類の油圧式拡張クランプ装置を操作するための方法および装置を提供することである。加えて、油圧式拡張クランプ装置を操作するための対応する装置が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
当該課題は、本発明により、冒頭に挙げた種類の油圧式拡張クランプ装置を操作するための方法であって、以下の工程：
ａ）  あらかじめ設定された均等な測定間隔で、および／またはクランプボルトの回転中に連続的に、測定装置を用いて油圧媒体圧力−表示値を測定する工程と、
ｂ）  評価・制御装置を用いて、測定された油圧媒体圧力−表示値を評価することで、油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態を特定する工程と、
ｃ）  油圧式拡張クランプ装置の前記特定されたクランプ状態を、信号化装置を用いてユーザへ信号化する工程と
を含む、方法によって解決される。
【０００９】
これにより、本発明の基礎となる考察は、油圧式拡張クランプ装置の実際のクランプ力の値がクランプボルトの螺入中に、したがって油圧式拡張クランプ装置のクランプ中に油圧媒体圧力−表示値の測定を介して間接的に測定され、当該測定された測定値が評価されることで、油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態を特定することである。検出された測定値の適当な評価により、油圧式拡張クランプ装置の性能および／または摩耗および／またはあり得る故障を推測し、したがって、油圧式拡張クランプ装置の実際のクランプ状態を導出することが可能となる。油圧式拡張クランプ装置、クランプ固定された工具またはワークピースからなる全体システムのこのようにして特定されたクランプ状態は、快適かつ容易に理解できるようにユーザへ直接通知される。したがって、油圧式拡張クランプ装置の最小クランプ力または目標クランプ力に到達したときに、ユーザが外部から全体システムへアクセスし、自分で調べる必要はなく、例えばユーザ向けに信号化が行われる。
【００１０】
本発明の一形態によれば、回転工具が、油圧式拡張クランプ装置に対して自動的に相対的に方向付けされ、クランプボルトと自動的に係合される。これにより、一定に保たれた係合性能を確保することが可能である。
【００１１】
行われた係合の後、クランプボルトは、回転工具が保持されたネジ締め装置、特に電気式のネジ締め装置を用いて自動的に回転させられることが可能である。例えば、電気式のネジ締め装置は、電池式ネジ締め装置であり、回転工具は、蓄電式ネジ締め装置に回転可能に保持された六角ビットである。電気式のネジ締め装置は、特に、これにより、クランプボルトの螺入速度を一定に保つことを達成することができるという利点を有している。これに代えて、クランプボルトは、回転工具、特にネジ回しを用いて手動で回転させられることも可能である。
【００１２】
工程ａ）では、クランプボルトの螺入中に、油圧媒体圧力−表示値としての油圧媒体の圧力の値を、圧力チャンバシステムにおいて、および／またはクランプボルトにおいて圧力センサを介して測定することが可能である。したがって、この場合、圧力の直接的な測定が行われる。いくつかの油圧式拡張クランプ装置では、圧力チャンバシステムの円筒孔が油圧チャンバシステムのネジ孔に軸方向に隣接し、円筒孔にはクランプピストンが位置しており、当該クランプピストンは、クランプボルトに接触しているか、またはクランプボルトに結合されており、その結果、ネジ孔への螺入時にクランプボルトの軸方向の調整がクランプピストンの軸方向の調整を生じさせる。クランプピストンの利点は、クランプ固定の解除時に、クランプボルトを完全に、かつ、ネジ孔によるネガティブな効果なしに螺出させることができることにある。なぜならば、クランプピストンが常に対応する円筒孔内にあり、したがって、圧力チャンバシステムが密閉されたままであるためである。クランプピストンを有する油圧式拡張クランプ装置の場合には、工程ａ）において、クランプボルトの螺入中に、クランプボルトに代えてクランプピストンにおける油圧媒体圧力−表示値としての油圧媒体の圧力の値を、圧力センサを介して測定することが可能である。油圧媒体の圧力の直接的な測定により、油圧媒体圧力−表示値の圧力値へのあり得る換算が省略される。
【００１３】
これに加えて、またはこれに代えて、工程ａ）では、クランプボルトの螺入中に、油圧媒体の圧力に対して相補的な量の値が油圧媒体圧力−表示値として測定されることが可能である。この場合、油圧媒体の圧力は、直接的ではなく、他の量を介して間接的に測定される。これにより、例えば圧力センサの取付けのような変更を圧力チャンバシステムにおいて行う必要がない。
【００１４】
同様に、油圧媒体の圧力に対して相補的な量として、本体装置の変形、特に拡張および／または延長が、油圧媒体圧力−表示値として、歪ゲージを用いて測定されることが可能である。このような歪ゲージは、大きな手間なく、例えば本体装置の外面に設けられることが可能である。
【００１５】
好ましくは、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての前記クランプボルトにおけるトルクが、油圧媒体圧力−表示値として測定される。このとき、クランプボルトにおけるトルクの測定は、トーションシャフトのねじれの測定を介して、トーションシャフトに設けられた歪ゲージを用いてなされることが可能である。回転工具が保持された電気式のネジ締め装置を用いてクランプボルトが回転させられると、クランプボルトにおけるトルクの測定は、一定のモータ回転数における前記電気式のネジ締め装置のモータのモータ電流の測定を介してなされることも可能である。すなわちモータ電流Ｉは、トルクＭに比例して関係式Ｍ＝ｋＭ×（Ｉ−Ｉ０）に従うものであり、ここで、Ｉ０は、摩擦によるアイドリング電流であり、ｋＭは、電圧定数ｋＥでのｋＭ＝３／π×ｋＥを介して関係付けられるトルク定数である。モータ電流を介したクランプボルトのトルクの計測は、極端に簡潔である。なぜならば、当該測定は、クランプ固定されるべき油圧式拡張クランプ装置における変更を必要としないためである。
【００１６】
クランプボルトの螺入中に、工程ａ）において測定された油圧媒体圧力−表示値に加えて、さらにクランプボルトストローク−表示値を、特にあらかじめ規定されたトリガイベントが発生したことによって開始されて、またはあらかじめ規定されたトリガ値を測定したことによって開始されて、あらかじめ設定された均等な測定間隔においておよび／または連続的に行うことが有利であり得る。このとき、直接連続して測定される２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔は、好ましくは、直接連続して測定される２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔、特に、クランプボルトの螺入速度が一定である場合のあらかじめ設定されたストロークステップ、角度ステップまたは時間ステップに対応している。トリガイベントは、クランプ固定されるべき工具またはワークピースとのクランプ面の接触および／またはクランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパにおけるクランプボルトの当接であり、かつ／またはトリガ値は、所定のトリガイベントにおいて使用される油圧式拡張クランプ装置について特徴的な油圧媒体の圧力の値またはこれに対して相補的な量の値であり得る。トリガ値は、油圧媒体の圧力の閾値またはこれに対して相補的な量であってよく、好ましくは圧力の値またはこれに対して相補的な量の２０％（硬いボルトの場合）と８０％（柔軟なボルトの場合）との間にあり、当該トリガ値では、クランプボルトの螺入が終了され、したがって、クランプボルトにより当接に至ったときのオフトルク値の２０％と８０％との間にある。測定されたクランプボルトストローク−表示値は、測定された油圧媒体圧力−表示値に基づいて規定されたクランプ状態が正確であるかどうかについての確証を得るために用いられることが可能である。
【００１７】
ネジ孔内でのクランプボルトの軸方向のストローク位置の値を、クランプボルトストローク−表示値として測定することができる。この場合、クランプボルトストロークは、直接測定される。したがって、クランプボルトストローク−表示値のクランプボルトストロークへのあり得る換算が省略される。
【００１８】
これに加えて、またはこれに代えて、ネジ孔内でのクランプボルトの軸方向のストローク位置に対して相補的な量の値を、クランプボルトストローク−表示値として測定することができる。この場合、クランプボルトストロークは、他の量の測定を介して間接的に測定される。有利には、ネジ孔内でのクランプボルトの軸方向のストローク位置に対して相補的な量としてのクランプボルトの回転角が、好ましくはエンコーダを用いて、および／またはホールセンサを用いて、クランプボルトにおいて直接的に、または回転工具において、または回転工具が保持されたネジ締め装置において測定される。電気モータを有する電気式のネジ締め装置の場合には、モータのロータ位置を検出するためにホールセンサを用いることが可能である。ブラシレス直流モータ（ＢＬＤＣ）が特に有利である。すなわち、このようなモータにおいては、電子的な整流のために位置信号が必要であり、そのため、ＢＬＤＣモータではロータの位置が既知である。クランプボルトにおけるエンコーダまたはホールセンサを介した回転角の測定は、特に簡潔である。なぜならば、当該測定は、クランプ固定されるべき油圧式拡張クランプ装置における変更を必要としないためである。したがって、このような回転角測定は、操作中に異なる油圧式拡張クランプ装置についてのクランプ状態を特定することが可能であることに貢献する。測定された回転角およびクランプボルトのネジの既知のピッチを用いて、クランプボルトおよび場合によってはクランプピストンの戻されたストロークを演算することが可能である。クランプボルトの回転速度が一定であれば、回転時間も、クランプボルトの軸方向のストローク位置に対して相補的な量として測定することが可能である。
【００１９】
工程ｂ）において、油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態を、測定された油圧媒体圧力−表示値の評価によって特定するために、有利には、工程ｂ）において、以下の部分工程：
ｂ１）  クランプボルトの螺入時に測定された油圧媒体圧力−表示値が、用いられた油圧式拡張チャックのタイプについて特徴的な油圧媒体圧力−表示値についてあらかじめ規定された範囲内にあるかどうかをチェックする工程と、
ｂ２）  工程ｂ１）でのチェックがポジティブな結果となるときに、特徴的な油圧媒体圧力−表示値に割り当てられた油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態を推測する工程と
が実行される。
【００２０】
好ましくは、特徴的な油圧媒体圧力−表示値は、クランプ固定されるべき工具またはワークピースとのクランプ面の接触時の特徴的な油圧媒体圧力−表示値であり、割り当てられたクランプ状態は、クランプ面と工具またはワークピースとの間の接触であり、かつ／または、特徴的な油圧媒体−表示値は、クランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパとのクランプボルトの当接時の特徴的な油圧媒体圧力−表示値であり、割り当てられたクランプ状態は、用いられた油圧式拡張クランプ装置のあらかじめ規定された目標クランプ力の到達である。あらかじめ規定された目標クランプ力は、障害のない油圧式拡張クランプ装置において、例えばクランプ固定された工具またはワークピースの製造公差に基づくわずかな偏差へ至るものである。しかしながら、油圧式拡張クランプ装置の操作回数が増えるに従い、その摩滅、ひいては最大限に達成され得るクランプ力が高まり、その結果、いつかは、あらかじめ設定された目標クランプ力にもはや至らなくなる。
【００２１】
これに代えて、またはこれに加えて、測定された油圧媒体圧力−表示値を評価することで油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態を特定するために、工程ｂ）において、以下の部分工程：
ｂ３）  工程ａ）でのクランプボルトの螺入中におけるあらかじめ設定された均等な測定間隔で測定された油圧媒体圧力−表示値の勾配を演算する工程であって、互いに連続して測定されたそれぞれ２つの油圧媒体圧力−表示値間の差異または被除数としてのその値および除数としての考察される両油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔に基づいて勾配が形成される工程と、
ｂ４）  それぞれ２つの演算された勾配間の勾配変化を特定する工程と、
ｂ５）  特定された勾配変化があらかじめ規定された範囲外にあるかどうか、したがって明らかな勾配変化が存在するかどうかをチェックする工程と、
ｂ６）  特に別の測定値および／または目標値を考慮に入れることで、明らかな勾配変化についての考えられる原因を特定する工程と、
ｂ７）  特定された原因に基づいて、油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態を推測する工程と
を実行することができる。
【００２２】
勾配の演算および勾配変化の考察は、絶対値の純粋な考察に対して、用いられる油圧式拡張クランプ装置について特徴的な圧力跳躍を確認することができるという利点を提供するものである。
【００２３】
工程ｂ３）における勾配の演算前に、工程ａ）において測定された油圧媒体圧力−表示値が、直接連続して測定された２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔の倍数を有するスケールに対してプロットされることができ、これにより生じる測定値曲線は、特に、移動平均値の演算によって平滑化され、かつ／または、前記測定値曲線における少なくとも１つの特に線形的な曲線適合が実行されることが可能である。これにより、明らかな勾配変化を確認することが可能である。
【００２４】
好ましくは、工程ｂ３）において直接連続して測定された３つの油圧媒体圧力−表示値から演算された２つの勾配間の勾配変化が工程ｂ４）において特定される。勾配変化の演算に用いられる両勾配が測定時系列的に直接連続しているため、確認された明らかな勾配変化の場合に、当該勾配変化が考察される３つの測定値の平均において生じることを一義的に推測することが可能である。工程ｂ３）において演算された２つの勾配を互いに減算することによって、または互いに除算することによって、工程ｂ４）において勾配変化が特定されることが可能である。演算された２つの勾配が勾配変化の特定のために除算されると、工程ｂ５）におけるチェック時に考慮されるあらかじめ規定された範囲が、勾配のあらかじめ規定された最小倍数であり得る。そして、考察される２つの勾配のうち、より大きな勾配がより小さな勾配の複数倍であり、対応する倍数があらかじめ規定された最小倍数を上回る場合に、明らかな勾配変化が確認される。
【００２５】
工程ｂ５）におけるチェック時にクランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパの到達まで明らかな勾配変化が確認されない場合には、クランプ固定されるべき工具若しくはワークピースが存在しないか、または小さすぎるシャフトを有する工具若しくは適合しないクランプ直径を有するワークピースが用いられることが推測され得る。しかしながら、明らかな勾配変化が確認されると、その原因は、工程ｂ６）において、別の測定値および／または目標値を考慮に入れることで特定されることが可能である。さらに詳細に後述するように、例えば、クランプボルトストローク−表示値、クランプボルトストローク−表示値についての目標値および／または油圧媒体圧力−表示値についての目標値を考慮に入れることが可能である。しかしながら、明らかな勾配変化の原因は、別の測定値および／または目標値を考慮に入れなくとも特定されることが可能である。すなわち、クランプボルトの螺入時に少なくとも２つの明らかな勾配変化、つまり、クランプ固定されるべき工具またはワークピースとのクランプ面の接触時の第１の勾配変化と、クランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパとのクランプボルトの当接時の第２の勾配変化とを設定する必要があることが知られている。確認された勾配変化が例えばクランプボルトの捕捉のような油圧式拡張クランプ装置の故障も原因として有し得るというおそれを度外視すれば、確認された明らかな勾配変化が一時的に第１または第２の明らかな勾配変化であるかどうかにのみ基づいて、上述の各油圧式拡張クランプ装置についての特徴的な両原因のうちいずれかが推測され得る。
【００２６】
上述のように、クランプボルトの螺入中に、工程ａ）において測定された油圧媒体圧力−表示値に加えて、クランプボルトストローク−表示値をあらかじめ設定された均等な測定間隔において測定することができ、直接連続して測定された２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔は、直接連続して測定された２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔に対応している。この場合、好ましくは、工程ｂ６）において、明らかな勾配変化時に測定されたクランプボルトストローク−表示値が、用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な、あらかじめ知られたクランプボルトストローク−表示値についての少なくとも１つの目標値と比較されることによって、明らかな勾配変化の存在についての原因が特定される。したがって、クランプボルトストローク−表示値の比較は、確認された明らかな勾配変化についての正確な原因の実際の特定に供するものである。クランプボルトストローク−表示値についての目標値は、クランプ固定されるべき工具またはワークピースとのクランプ面の接触時の、および／またはクランプボルトの軸方向の変位を制限するストッパにおけるクランプボルトの当接時のクランプボルトストローク−表示値であり得る。
【００２７】
有利には、クランプボルトの螺入時に、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての当該クランプボルトにおけるトルクが、油圧媒体圧力−表示値として上述のように測定され、工程ｂ６）において、明らかな勾配変化時に測定されるクランプボルトストローク−表示値と、当該クランプボルトストローク−表示値の目標値との比較に基づき、測定されたクランプボルトストローク−表示値が目標値についての範囲外にあり、したがって目標値よりもはるかに小さいということが生じるときに、明らかな勾配変化の存在についての原因として油圧式拡張クランプ装置の故障が特定される。油圧式拡張クランプ装置の故障は、ネジ孔におけるクランプボルトの捕捉として特定されることが可能である。クランプボルトの捕捉は、クランプボルトの雄ネジが必要な表面の条件に適合しないか、またはクランプボルトがもはや十分な潤滑を有していないことによって生じ得る。しかし、最後に挙げた状況では、油圧式拡張クランプ装置の故障の代わりに明らかな勾配変化の存在についての原因として、過大なシャフト直径を有する工具または過小な孔を有するワークピースを特定することも可能である。すなわち、例えば、過大なシャフト直径を有する工具が油圧式拡張チャックにあれば、シャフトが期待よりも早期にクランプ面と接触し、より短いクランプボルトストロークにおいて既に明らかな勾配変化が生じる。
【００２８】
これに代えて、または明らかな勾配変化の原因の特定時のボルトストローク−表示値の上述の考慮に対して補足して、工程ｂ６）において、明らかな勾配変化時に測定された油圧媒体圧力−表示値が、前記用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な、あらかじめ知られた前記油圧媒体圧力−表示値についての少なくとも１つの目標値と比較されることで明らかな勾配変化の存在についての原因が特定され得る。このとき、好ましくは、油圧媒体圧力−表示値についての目標値は、クランプ固定されるべき工具またはワークピースとのクランプ面の接触時の、および／またはクランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパにおけるクランプボルトの当接時の油圧媒体圧力−表示値である。
【００２９】
合目的的には、本発明による方法の工程ｂ６）において、クランプ固定されるべき工具またはワークピースとのクランプ面の接触が、明らかな勾配変化の存在の原因として推測され、工程ｂ７）において、特定された原因に基づいて、最小クランプ力の到達がクランプ状態として推測される。
【００３０】
好ましくは、本発明による方法は、以下のさらなる工程：
−  工程ｂ６）において、クランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパとのクランプボルトの当接が明らかな勾配変化の存在の原因として推測される工程と、
−  明らかな勾配変化時に、油圧媒体圧力−表示値を、クランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパにおけるクランプボルトの当接時の油圧媒体圧力−表示値についての、用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプに特徴的な既知の目標値と比較する工程と、
−  互いに比較される両油圧媒体圧力−表示値があらかじめ規定された範囲内で一致することが確認される工程と、
−  事前の確認に基づき、工程ｂ７）において目標クランプ力の到達がクランプ状態として推測される工程と
を有していてよい。
【００３１】
油圧媒体圧力−表示値の上述の比較により、十分なクランプ力が提供されるかどうかを確認することが可能である。これは、クランプボルトがストッパに到達したという事実に基づいてのみでは推測されることができない。なぜならば、油圧式拡張クランプ装置の最大のクランプ力が、操作回数が増大するのに伴って明らかに低減するためである。
【００３２】
有利には、工程ｂ）における、測定された油圧媒体圧力−表示値の評価時に、あらかじめ規定されたオフ条件が満たされていることが確認されれば、回転工具を用いたクランプボルトの螺入を終了することができる。このとき、電気的なネジ締め装置におけるクランプボルトの螺入を、電気的なネジ締め装置のオフによって終了することが可能である。機械的な係合解除クラッチも考えられる。あらかじめ規定されたオフ条件は、クランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパへのクランプボルトの当接時の、用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な既知の油圧媒体圧力−表示値であってよく、例えば、あらかじめ規定された範囲内で達成される必要がある、油圧式拡張クランプ装置についての所定の最大トルクであってよい。トルク差についての上側の閾値が例えば５００ｍＮｍを超えるか、または対応するトルク勾配値が例えば１５０００ｍＮｍ／°を超える場合、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としてのトルクの測定時に、螺入を例えば終了することが可能である。操作の適時の終了により、油圧式拡張クランプ装置の損傷が防止される。
【００３３】
好ましくは、光学的な信号、音響的な信号または振動信号を介した表示によって、工程ｃ）において特定されたクランプ状態がユーザへ信号化される。
【００３４】
上述の課題は、本発明により、油圧式拡張クランプ装置、特に油圧式拡張チャックまたは油圧式拡張マンドレルを操作するための装置であって、本体装置を有し、この本体装置は、油圧媒体で満たされた圧力チャンバシステムが形成され、この圧力チャンバシステムは、圧力チャンバと、ネジ孔とを含み、この圧力チャンバは、当該圧力チャンバとは反対側でクランプ面を規定する壁部を有し、ネジ孔は、外部から本体装置へ穿設され、接続通路を介して圧力チャンバに接続され、ネジ孔へクランプボルトが螺入され、当該クランプボルトがネジ孔へ螺入されることで、工具またはワークピースをクランプ固定するために、油圧媒体が前記圧力チャンバの方向へ押圧され、壁部が弾性的に変形されるように軸方向に調整されることで解決される。このとき、本発明による装置は、
−  クランプボルトの回転時に油圧式拡張クランプ装置へもたらされるトルクを支持するように形成された保持装置、特に不動の保持部と、
−  クランプボルトの回転中にあらかじめ規定された均等な測定間隔において、および／または連続的に油圧媒体圧力−表示値を測定するように形成された測定装置と、
−  当該測定装置によって測定された油圧媒体圧力−表示値を評価し、油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態を特定するように形成された評価・制御装置と、
−  該評価・制御装置によって特定された油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態をユーザへ信号化するように形成された信号化装置と
を備えている。
【００３５】
保持装置は、バイスまたは把持部であり得る。しかし、保持装置は、油圧式拡張クランプ装置を固定するために形成された、支持アームまたは中空軸部テーパ（ＨＳＫ）あるいはコレットチャックセットを有する急峻テーパ−クランプであってもよい。保持装置は、油圧式拡張クランプ装置における支持面に対応した支持面を備えることが可能である。
【００３６】
好ましくは、本発明による装置は、クランプボルトを回転させるように形成された回転工具を備えている。回転工具は、例えばビット、特に六角ビットまたはレンチ、特に六角トルクレンチであってよい。
【００３７】
有利には、本発明による装置は、クランプボルトを自動的に回転させるために回転工具を保持する、ネジ締め装置、特に電気式のネジ締め装置を備えている。
【００３８】
本発明による装置は、回転工具を油圧式拡張クランプ装置に対して相対的に自動的に方向付けるとともに自動的にクランプボルトと係合させるために、回転工具のための保持部を有する調整装置または回転工具が保持されたネジ締め装置を備えることができる。このとき、調整装置は、一軸、二軸、三軸または五軸の運動機構を有し、特に例えば折り畳みアームロボットのような産業用ロボットまたはリニアモジュールと回転軸線とからなる組み合わせであり得る。これに代えて、不動に組み込まれたシステムにおいて、運動機構を完全に省略するとともに、フレキシブルなシャフトを介して回転工具からクランプボルトへのトルク伝達を実現することが可能である。
【００３９】
好ましくは、測定装置は、圧力センサを含んでいる。この圧力センサは、クランプボルトの螺入中に油圧媒体の圧力を油圧媒体圧力−表示値として圧力チャンバシステムにおいておよび／またはクランプボルトにおいて測定するように形成されたものである。いくつかの油圧式拡張クランプ装置では、圧力チャンバシステムの円筒孔が油圧チャンバシステムのネジ孔に軸方向に隣接し、円筒孔にはクランプピストンが位置しており、当該クランプピストンは、クランプボルトに接触しているか、またはクランプボルトに結合されており、その結果、ネジ孔への螺入時にクランプボルトの軸方向の調整がクランプピストンの軸方向の調整を生じさせる。この場合、圧力センサは、油圧媒体の圧力をクランプボルトに代えてクランプピストンにおいて測定するように形成されることが可能である。
【００４０】
有利には、測定装置は、クランプボルトの螺入中に、油圧媒体の圧力に対して相補的な量の値を、油圧媒体圧力−表示値として測定するように形成されている。このために、測定装置は、本体装置内に歪ゲージを含むことができる。この歪ゲージは、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての本体装置の変形、特に拡張および／または延長を油圧媒体圧力−表示値として測定するように形成されたものである。これに代えて、またはこれに加えて、測定装置は、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としてのトルクがクランプボルトの螺入中の油圧媒体圧力−表示値として測定されるように形成されることが可能である。このために、測定装置は、トーションシャフトに設けられた歪ゲージを含むことができ、当該歪ゲージは、トーションシャフトのねじれを測定し、これに基づき前記クランプボルトにおけるトルクと、これに基づきここでも油圧媒体の圧力とが演算され得るように形成されている。本発明による装置が、モータを有する電気式のネジ締め装置を備えており、当該電気式のネジ締め装置には回転工具が保持されている場合には、測定装置は、電流測定器を含むことができ、当該電流測定器は、一定のモータ回転数において電気式のネジ締め装置のモータ電流を測定し、これに基づきクランプボルトにおけるトルクと、これに基づきここでも油圧媒体の圧力とが演算され得るように形成されている。
【００４１】
本発明の一形態によれば、測定装置は、クランプボルトストローク−表示値を、特にあらかじめ規定されたトリガイベントが発生したことまたはあらかじめ規定されたトリガ値を測定したことによって開始され、前記クランプボルトの螺入中においてあらかじめ設定された均等な測定間隔でおよび／または連続的に測定されるように形成されており、直接連続して測定される２つの油圧媒体圧力−表示値間の前記測定間隔は、特に、直接連続して測定される２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔に対応している。このとき、トリガイベントは、クランプ固定されるべき工具またはワークピースとのクランプ面の接触および／またはクランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパにおけるクランプボルトの当接であり、かつ／またはトリガ値は、所定のトリガイベントにおいて使用される油圧式拡張クランプ装置について特徴的な油圧媒体の圧力の値またはこれに対して相補的な量の値であり得る。
【００４２】
測定装置は、ネジ孔内でのクランプボルトの軸方向のストローク位置の値および／またはクランプボルトの軸方向のストローク位置に対して相補的な量の値を、クランプボルトストローク−表示値として測定するように形成されることが可能である。
【００４３】
好ましくは、測定装置は、ネジ孔内でのクランプボルトの軸方向のストローク位置に対して相補的な量としてのクランプボルトの回転角を、クランプボルトにおいて直接的に、または回転工具において、または回転工具が保持されたネジ締め装置において測定するように形成されている。測定装置は、クランプボルトの回転角を測定するために、エンコーダおよび／またはホールセンサを備えることが可能である。前記評価・制御装置は、測定された回転角およびクランプボルトのネジの既知のピッチを用いて、クランプボルトの戻されたストロークを演算するように形成されることが可能である。
【００４４】
有利には、評価・制御装置は、クランプボルトの螺入時に測定される油圧媒体圧力−表示値が、用いられる油圧式拡張チャックのタイプについて特徴的な油圧媒体圧力−表示値についてあらかじめ規定された範囲内にあるかどうかをチェックし、当該チェックがポジティブな結果となるときに、特徴的な油圧媒体圧力−表示値に割り当てられた油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態を推測するように形成されている。このとき、特徴的な油圧媒体圧力−表示値は、クランプ固定されるべき工具またはワークピースとのクランプ面の接触時の特徴的な油圧媒体圧力−表示値であり、割り当てられたクランプ状態は、クランプ面と工具またはワークピースの間の接触であり、かつ／または特徴的な油圧媒体−表示値は、クランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパとのクランプボルトの当接時の特徴的な油圧媒体圧力−表示値であり、割り当てられたクランプ状態は、用いられる油圧式拡張クランプ装置のあらかじめ規定された目標クランプ力の到達であり得る。
【００４５】
評価・制御装置は、
−  クランプボルトの螺入中におけるあらかじめ設定された均等な測定間隔で測定装置によって測定された油圧媒体圧力−表示値の勾配を演算し、互いに連続して測定されたそれぞれ２つの油圧媒体圧力−表示値間の差異または被除数としてのその値および除数としての考察される両油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔に基づいて勾配が形成されるように、
−  それぞれ２つの演算された勾配間の勾配変化を特定するように、
−  前記特定された勾配変化があらかじめ規定された範囲外にあるかどうか、したがって明らかな勾配変化が存在するかどうかをチェックするように、
−  特に別の測定値および／または目標値を考慮に入れることで、明らかな勾配変化についての考えられる原因を特定するように、並びに
−  特定された原因に基づいて、油圧式拡張クランプ装置のクランプ状態を推測するように
形成されることも可能である。
【００４６】
有利には、評価・制御装置は、勾配の演算前に、測定装置によって測定された油圧媒体圧力−表示値を、直接連続して測定された２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔の倍数を有するスケールに対してプロットし、これにより生じる測定値曲線を、特に、移動平均値の演算によって平滑化し、かつ／または測定値曲線における少なくとも１つの特に線形的に曲線適合を実行するように形成されている。
【００４７】
好ましくは、評価・制御装置は、直接連続して測定された３つの油圧媒体圧力−表示値に基づき演算された２つの勾配間の勾配変化を特定するように形成されている。
【００４８】
評価・制御装置は、演算された２つの勾配を互いに減算することによって、または互いに除算することによって勾配変化を特定するように形成されることが可能である。
【００４９】
上述のように、測定装置は、クランプボルトの螺入中に、油圧媒体圧力−表示値に加えて、クランプボルトストローク−表示値をあらかじめ設定された均等な測定間隔において測定するように形成され得、直接連続して測定された２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔は、直接連続して測定された２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔に対応している。この場合、好ましくは、評価・制御装置は、明らかな勾配変化時に測定されたクランプボルトストローク−表示値が、用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な、あらかじめ知られたクランプボルトストローク−表示値についての少なくとも１つの目標値と比較されることで明らかな勾配変化の存在についての原因が特定されるように形成されている。このとき、クランプボルトストローク−表示値についての目標値は、クランプ固定されるべき工具またはワークピースとのクランプ面の接触時の、および／またはクランプボルトの軸方向の変位を制限するストッパにおけるクランプボルトの当接時のクランプボルトストローク−表示値であり得る。
【００５０】
有利には、測定装置は、クランプボルトの螺入時に、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての当該クランプボルトにおけるトルクが、油圧媒体圧力−表示値として測定されるように形成されており、評価・制御装置は、明らかな勾配変化時に測定されるクランプボルトストローク−表示値を当該クランプボルトストローク−表示値の目標値と比較し、当該比較に基づき、測定されたクランプボルトストローク−表示値が目標値についての範囲外にあり、したがって目標値よりもはるかに小さいということが生じるときに、明らかな勾配変化の存在についての原因として油圧式拡張クランプ装置の故障が特定されるように形成されている。このとき、油圧式拡張クランプ装置の故障は、ネジ孔におけるクランプボルトの捕捉であり得る。
【００５１】
好ましくは、評価・制御装置は、明らかな勾配変化時に測定された油圧媒体圧力−表示値が、用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な、あらかじめ知られた油圧媒体圧力−表示値についての少なくとも１つの目標値と比較されることで明らかな勾配変化の存在についての原因が特定されるように形成されている。このとき、油圧媒体圧力−表示値についての目標値は、クランプ固定されるべき工具またはワークピースとのクランプ面の接触時の、および／またはクランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパにおけるクランプボルトの当接時の油圧媒体圧力−表示値であり得る。
【００５２】
評価・制御装置は、クランプ固定されるべき工具またはワークピースとのクランプ面の接触を明らかな勾配変化の存在の原因として推測し、当該原因に基づいて、最小クランプ力の到達をクランプ状態として推測するように形成されることが可能である。
【００５３】
前記評価・制御装置は、
−  クランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパとのクランプボルトの当接を明らかな勾配変化の存在の原因として推測し、
−  明らかな勾配変化時に測定装置によって測定される油圧媒体圧力−表示値を、クランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパにおけるクランプボルトの当接時の油圧媒体圧力−表示値についての、用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプに特徴的な既知の目標値と比較し、
−  互いに比較される両油圧媒体圧力−表示値があらかじめ規定された範囲内で一致することを確認し、
−  当該確認に基づき、目標クランプ力の到達をクランプ状態として推測する
ように形成されることも可能である。
【００５４】
好ましくは、評価・制御装置は、あらかじめ規定されたオフ条件を満たしているかをチェックし、当該チェックの結果がポジティブであれば、クランプボルトの螺入を終了させるように形成されている。このとき、あらかじめ規定されたオフ条件は、クランプボルトの軸方向の調整を制限するストッパにおけるクランプボルトが当接する場合に用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な既知の油圧媒体圧力−表示値であり得る。
【００５５】
合目的的には、信号化装置は、ランプ、スピーカ、ディスプレイおよび／または振動装置を含んでいる。
【００５６】
本発明による装置の別の利点および別の可能な形態については、繰り返しを避けるために、本発明による方法に関連した説明が参照される。
【００５７】
本発明の別の特徴および利点は、本発明による油圧式拡張クランプ装置を操作するための装置および本発明による方法により操作される油圧式拡張チャックの５つの実施形態の以下の説明に基づき、添付の図面を参照しつつ明確に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施形態による油圧式拡張クランプ装置を操作するための本発明による装置の概略的な斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による油圧式拡張クランプ装置を操作するための本発明による装置の概略的な斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施形態による油圧式拡張クランプ装置を操作するための本発明による装置の概略的な斜視図である。
【図４】本発明の第４の実施形態による油圧式拡張クランプ装置を操作するための本発明による装置の概略的な斜視図である。
【図５】本発明の第５の実施形態による油圧式拡張クランプ装置を操作するための本発明による装置の概略的な斜視図である。
【図６】本発明による方法で操作可能な油圧式拡張チャックの概略的な斜視図である。
【図７】図６に基づく油圧式拡張チャックの長手中心平面に沿った断面図である。
【図８】図７における切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った断面図である。
【図９】中央の工具収容部において工具を有しないか、あるいは有する、油圧式拡張チャックについての回転角に依存したトルク経過を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１〜図５には、本発明の５つの異なる実施形態による、油圧式拡張クランプ装置（１）の操作のための本発明の装置の概略的な斜視図が図示されている。本発明による装置（１）は、５つ全ての実施形態において保持装置（２）を備えており、当該保持装置では、油圧式拡張クランプ装置（３）が油圧式拡張チャックの形態で固定されている。
【００６０】
油圧式拡張チャック（３）は、図６〜図８において詳細に図示されている。当該油圧式拡張チャックは、本体装置（４）を含んでおり、本体装置（４）は、本体部（５）を有している。本体部は、その後方の端部範囲において、機械インターフェース（６）を備えている。この機械インターフェース（６）は、保持装置（２）に油圧式拡張チャック（３）を固定するものであり、この機械インターフェース（６）の対向する側にはクランプ範囲（７）を備えている。後方の端部範囲とクランプ範囲（７）との間の本体部（５）の中央範囲には、ネジ孔（８）が外方から本体部（５）へ穿設されており、当該ネジ孔には、クランプボルト（９）が螺入されている。ネジ孔（８）は、その内側の端部において、ストッパ（１０）を備えている。このストッパ（１０）は、ネジ孔（８）内でのクランプボルト（９）の軸方向の変位を制限する。ネジ孔（８）には、軸方向において円筒孔（１１）が隣接しており、当該円筒孔には、一方側でクランプボルト（９）に結合され、対向する側ではクランプピストン（１２）が配置され、このクランプピストン（１２）は、シール要素（１３）に結合されている。本体装置（４）は、本体部（５）のほかに、さらに拡張ブッシュ（１４）により構成されている。拡張ブッシュ（１４）は、工具収容部（１７）を形成している。この工具収容部（１７）は、当該拡張ブッシュ（１４）を包囲する圧力チャンバ（１５）を形成しつつ本体部（５）のクランプ範囲（７）において本体部（５）と金属的に結合されているとともに、本体部の前方の端面（１６）へ向けて開口している。したがって、圧力チャンバ（１５）は壁部（１８）を備えており、当該壁部は、圧力チャンバ（１５）とは反対側でクランプ面（１９）を規定している。加えて、圧力チャンバ（１５）は、油圧媒体で満たされた圧力チャンバシステムを形成しつつ、接続通路を介して円筒孔（１１）およびネジ孔（８）に接続されており、したがって、油圧媒体によって負荷を与えることが可能である。図１〜図５において見て取れるように、工具収容部（１７）には工具（２０）が挿入されている。
【００６１】
加えて、本発明による装置（１）は、５つ全ての実施形態において、モータを有する電気式のネジ締め装置（２１）を備えており、当該電気式のネジ締め装置には、回転工具としての六角ビット（２２）が回転可能に保持されている。本発明による装置（１）は、５つ全ての実施形態において、同様に測定装置（２３）を備えており、当該測定装置は、電流測定器およびエンコーダを含んでいる。電流測定器も、またエンコーダも、電気式のネジ締め装置（２１）に統合されている。図６および図７に図示されているように、測定装置（２３）は、本体部（５）の外側に設けられた歪ゲージ（２４）も含んでおり、当該歪ゲージは、図１〜図５では単に見やすさの観点から図示されていない。加えて、本発明による装置（１）は、５つ全ての実施形態において、測定装置（２３）と接続された評価・制御装置（２５）と、当該評価・制御装置（２５）に接続された２つのＬＥＤランプの形態の信号化装置（２６）とを備えている。
【００６２】
以下では、油圧式拡張チャック（３）を操作するための本発明による装置（１）の５つの実施形態の技術的な差異について説明する。
【００６３】
図１における第１の実施形態では、油圧式拡張チャック（３）のための保持装置（２）は、不動の保持部であり、装置（１）の基礎プレート（２７）に固定されている。この実施形態では、装置（１）は調整装置（２８）も備えており、当該調整装置は、電気式のネジ締め装置（２１）のための保持部（２９）と、一軸の運動機構（３０）とを含んでいる。調整装置（２８）は、同様に基礎プレート（２７）に固定されている。
【００６４】
図２における第２の実施形態では、油圧式拡張チャック（３）のための保持装置（２）は、変位可能な軸（３１）および２つの回転ジョイント（３２）を含んでおり、したがって、１つの並進自由度および２つの回転自由度を備えており、油圧式拡張チャック（３）の方向および位置を調整することができるようになっている。保持装置（２）は、装置（１）の基礎プレート（２７）に固定されている。第１の実施形態と同様に、第２の実施形態でも、装置（１）は調整装置（２８）を備えており、当該調整装置は、電気式のネジ締め装置（２１）のための保持部（２９）と、一軸の運動機構（３０）とを含んでいる。調整装置（２８）は、同様に基礎プレートに固定されている。
【００６５】
図３における第３の実施形態では、油圧式拡張チャック（３）のための保持装置（２）は、不動の保持部であり、装置（１）の基礎プレート（２７）に固定されたものである。ここでは、装置（１）は、調整装置（２８）も備えている。しかし、第１および第２の実施形態とは異なり、調整装置（２８）は、一軸の運動機構ではなく、産業用ロボットである。
【００６６】
図４における第４の実施形態では、油圧式拡張チャック（３）のための保持装置（２）は、不動の保持部であり、把持ロボット装置（３４）の基礎プレート（３３）に固定されたものである。把持ロボット装置（３４）のメインユニット（３５）は、基礎プレート（３３）に結合され、かつ、垂直に延在するものであり、把持アーム（３６）が突出している。この把持アーム（３６）は、操作される油圧式拡張チャックを引き渡し、取り去るためのものである。第１および第２の実施形態と同様に、第４の実施形態でも、装置（１）は調整装置（２８）を備えており、当該調整装置は、電気式のネジ締め装置（２１）のための保持部（２９）と、一軸の運動機構（３０）とを含んでいる。調整装置（２８）は、把持ロボット装置（３４）の基礎プレート（３３）に結合されている。
【００６７】
図５における第５の実施形態では、油圧式拡張チャック（３）のための保持装置（２）は、不動の保持部であり、基礎プレート（３７）を有している。この基礎プレート（３７）は、テーブルに保持装置（２）を固定するための貫通孔（３８）を含んでいる。上述の４つの実施形態とは異なり、第５の実施形態による装置（１）は、調整装置（２８）を含んでいない。その代わりに、電気式のネジ締め装置が、充電装置を介して充電され得る可搬式の電池式ネジ締め装置として形成されている。
【００６８】
油圧式拡張チャックを操作するための装置（１）の動作中には、電気式のネジ締め装置（２１）は、第５の実施形態では手動で、または最初の４つの実施形態では調整装置（２８）を用いて自動的に、油圧式拡張チャック（３）に対して相対的に方向付けされ、クランプボルト（９）と係合する。図６および図８では、どの方向に方向付けがなされるかが矢印で示唆されている。クランプボルト（９）は、当該クランプボルト（９）がストッパ（１０）へ接触するまで、電気式のネジ締め装置（２１）を用いてネジ孔（８）へ螺入される。クランプボルト（９）の螺入中に油圧式拡張チャック（３）へもたらされるトルクは、保持装置（２）によって支持される。クランプボルト（９）は、ネジ孔（８）への螺入時に軸方向に調整される。クランプボルト（９）がクランプピストン（１２）と結合されているため、クランプボルト（９）の軸方向の調整により、シール要素（１３）を含むクランプピストン（１２）の軸方向の調整も生じる。これにより、圧力チャンバシステム内の油圧媒体は、圧力チャンバ（１５）の方向へ押圧され、これにより、壁部（１８）が、弾性的に変形されるか、あるいは油圧式に拡張される。壁部（１８）の拡張により、まず、壁部（１８）とクランプ固定されるべき工具（２０）との間のチャック隙間が補整され、そして、クランプ固定されるべき工具（２０）に対して壁部（１８）が押圧され、これにより、油圧式拡張チャック（３）と工具（２０）との間に摩擦による結合が生じる。
【００６９】
クランプボルト（９）の螺入中に、測定装置（２３）の歪ゲージ（２４）は、本体部（５）の変形、特に拡張を、油圧媒体圧力−表示値としての油圧媒体の圧力に対して相補的な量として測定する。加えて、測定装置（２３）は、電流測定器を用いて、一定のモータ回転数において電気式のネジ締め装置（２１）のモータ電流、したがって、間接的にクランプボルトのトルクを、あらかじめ設定された均一な間隔における油圧媒体圧力−表示値としての油圧媒体の圧力に対する別の相補的な量として測定する。さらに、測定装置（２３）は、エンコーダを用いて、クランプボルト（９）の回転角を、あらかじめ設定された均一な測定間隔におけるクランプボルトストローク−表示値としてのネジ孔（８）内でのクランプボルト（９）の軸方向のストローク位置に対して相補的な量として測定する。この実施形態では、回転角の測定は、トリガイベントの発生、すなわち工具（２０）とのクランプ面（１９）の接触の発生により開始される。当然、測定は、他の時点で開始されることも、または最初から行うことも可能である。直接連続して測定される２つのトルク間の測定間隔は、直接連続して測定される２つの回転角間の測定間隔に対応している。したがって、所定の角度範囲だけクランプボルト（９）が回転した後に、それぞれ、クランプボルト（９）におけるトルクが測定される。
【００７０】
そして、評価・制御装置（２５）は、クランプボルト（９）の螺入時に測定されたトルクまたは測定された変形が、用いられる油圧式拡張チャック（３）について特徴的なトルクまたは特徴的な変形のあらかじめ規定された範囲内にあるかどうかをチェックし、チェック結果がポジティブであれば、特徴的なトルクまたは特徴的な変形に割り当てられたクランプ状態を推測する。このとき、一方では、特徴的なトルク／変形は、工具（２０）とのクランプ面（１９）の接触時の特徴的なトルク／変形であり、割り当てられたクランプ状態は、クランプ面（１９）と工具（２０）との間の接触であるか、あるいは最小クランプ力の到達である。他方では、特徴的なトルク／変形は、ストッパ（１０）へのクランプボルト（９）の当接時の特徴的なトルク／変形であり、割り当てられたクランプ状態は、あらかじめ規定された目標クランプ力の到達である。
【００７１】
加えて、評価・制御装置（２５）は、測定されたトルクの勾配を演算する。この勾配は、被除数としての直接連続して測定されるそれぞれ２つのトルク間の差異の量と、除数としての考察される両トルク間の測定間隔とで形成される。そして、評価・制御装置（２５）は、直接連続して測定された３つのトルクに基づき演算されたそれぞれ２つの演算された勾配間の勾配変化を特定する。このために、演算された両勾配が除算される。これに続いて、所定の勾配変化があらかじめ規定された範囲外にあるかどうか、したがって明らかな勾配変化が存在するかどうかがチェックされる。明らかな勾配変化は、例えば、勾配が互いに複数倍異なる場合に存在する。確認された明らかな勾配変化の考えられる原因が特定され、特定された原因に基づいてクランプ状態が推測される。
【００７２】
明らかな勾配変化時に測定されたトルクを、用いられる油圧式拡張チャックについての少なくとも１つの既知の、トルクについての特徴的な目標値と比較することで明らかな勾配変化の存在についての原因が特定される。このとき、トルクについての目標値は、クランプ面（１９）が工具（２０）と接触するときの、および／またはクランプボルト（９）がストッパ（１０）に当接するときのトルクである。さらなる保護のために、測定された回転角が考慮に入れられる。明らかな勾配変化時に測定される回転角は、油圧式拡張チャック（３）について特徴的な少なくとも１つの既知の、回転角についての目標値と比較される。測定された回転角が目標値よりも明らかに小さいということが生じれば、明らかな勾配変化の存在についての原因として、例えばクランプボルト（９）の捕捉のような油圧式拡張チャック（３）の故障が特定される。
【００７３】
明らかな勾配変化の存在についての原因として工具（２０）とのクランプ（１９）の接触が推測される場合には、当該原因に基づいて、クランプ状態として最小クランプ力の到達が推測される。これに対して、明らかな勾配変化の存在についての原因としてストッパ（１０）とのクランプボルト（９）の当接が推測される場合には、明らかな勾配変化時に測定されるトルクが、油圧式拡張チャックについて特徴的な既知の、ストッパ（１０）へのクランプボルト（９）の当接時のトルクについての目標値と比較される。互いに比較される両トルクの一致があらかじめ規定された範囲内で確認されると、当該確認に基づいて、クランプ状態としての目標クランプ力の到達が推測される。
【００７４】
そして、それぞれ特定されたクランプ状態は、対応するＬＥＤランプ（２６）の点灯によってユーザへ表示される。
【００７５】
図９には、クランプボルト（９）の螺入中に上述の操作方法において得ることが可能な典型的な２つの測定曲線が定性的に図示されている。具体的には、測定されたトルクが、測定された回転角に対して記入されている。
【００７６】
ＩＩで示された測定曲線は、工具（２０）が油圧式拡張チャック（３）の工具収容部（１７）にある場合についての典型的なトルク曲線を示している。当該測定曲線は、それぞれ異なる勾配の３つの部分を備えている。第１の部分（１）では、トルクは、壁部（１８）の拡張率に対して近似的に線形に比例している。この部分では、クランプボルト（９）の螺入により壁部（１８）の拡張が生じる。測定曲線ＩＩの点Ａにおいて該当する、工具（２０）の軸部にクランプ面（１９）が接触するとすぐに、油圧式拡張チャック（３）の圧力チャンバシステムにおける油圧媒体の正の圧力跳躍、すなわち圧力の急激な上昇に至り、このことは、測定曲線の勾配の明らかな上昇によって表面化する。したがって、測定曲線ＩＩの点Ａでは、第１の部分が当該第１の部分よりも明らかに大きな勾配を有する第２の部分へ移行する。当該第２の部分では、拡張率の変化はもはやなされない。むしろ、ストッパ（１０）の方向へのクランプボルト（９）のさらなる螺入時に、油圧媒体の圧力の上昇に至る。このことは、とりわけ、油圧媒体、特に油圧油が油圧式拡張チャックにおいて生じている高い圧力において少なくとも容易に圧縮可能であることと関連している。このとき、第２の部分におけるトルクは、油圧媒体の圧力に対して線形に比例している。クランプボルト（９）がストッパ（１０）に到達するとすぐに、第２の正の圧力跳躍に至り、このことは、測定曲線ＩＩの勾配の新たな明らかな上昇によって、ストッパ（１０）によって作用する追加的な軸力に基づいて表面化する。したがって、測定曲線ＩＩの点Ｂは、一時的に第２の圧力跳躍を示している。ここで、第２の部分は、当該第２の部分よりも明らかに大きな勾配を有する第３の部分へ移行する。クランプボルト（９）が第３の部分でさらにわずかに回転し得ることは、とりわけ、油圧式拡張チャック（３）の構成要素が例えばストッパ（１０）のように弾性的にわずかに圧縮されることに関連している。
【００７７】
Ｉで示された測定曲線は、工具（２０）が油圧式拡張チャック（３）の工具収容部（１７）にない場合についての典型的なトルク曲線を示している。当該測定曲線は点Ｂにおける圧力跳躍のみを有しており、当該圧力跳躍は、クランプボルト（９）がストッパ（１０）に到達することにより引き起こされる。工具（２０）が工具収容部（１７）にないため、点Ａにおけるさらなる圧力跳躍は存在することがない。なぜならば、クランプ面（１９）が工具（２０）との接触に至ることがないためである。
【符号の説明】
【００７８】
１  油圧式拡張チャックを操作する装置
２  保持装置
３  油圧式拡張チャック
４  本体装置
５  本体部
６  機械インターフェース
７  クランプ範囲
８  ネジ孔
９  クランプボルト
１０  ストッパ
１１  円筒孔
１２  クランプピストン
１３  シール要素
１４  拡張ブッシュ
１５  圧力チャンバ
１６  本体部の前方の端面
１７  工具収容部
１８  壁部
１９  クランプ面
２０  工具
２１  電気式のネジ締め装置
２２  六角ビット
２３  測定装置
２４  歪ゲージ
２５  評価・制御装置
２６  信号化装置
２７  基礎プレート
２８  調整装置
２９  電気式のネジ締め装置のための保持部
３０  一軸の運動機構
３１  変位可能な軸
３２  回転ジョイント
３３  基礎プレート
３４  把持アームロボット装置
３５  メインユニット
３６  把持アーム
３７  ベースプレート
３８  貫通孔
３９  充電装置
【図１】
2020506076.tif 000003
【図２】
2020506076.tif 000004
【図３】
2020506076.tif 000005
【図４】
2020506076.tif 000006
【図５】
2020506076.tif 000007
【図６】
2020506076.tif 000008
【図７】
2020506076.tif 000009
【図８】
2020506076.tif 000010
【図９】
2020506076.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月2日(2019.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧式拡張クランプ装置（３）、特に油圧式拡張チャックまたは油圧式拡張マンドレルを操作するための方法であって、該油圧式拡張クランプ装置（３）は、本体装置（４）を有しており、該本体装置（４）は、油圧媒体で満たされた圧力チャンバシステムが形成され、前記圧力チャンバシステムは、圧力チャンバ（１５）と、ネジ孔（８）とを含み、該圧力チャンバ（１５）は、当該圧力チャンバ（１５）とは反対側でクランプ面（１９）を規定する壁部（１８）を有し、該ネジ孔（８）は、外部から本体装置（４）へ穿設され、接続通路を介して前記圧力チャンバ（１５）に接続され、前記ネジ孔（８）へクランプボルト（９）が螺入され、該クランプボルトが前記ネジ孔（８）へ螺入されることで、工具（２０）またはワークピースをクランプ固定するように、油圧媒体が前記圧力チャンバ（１５）の方向へ押圧され、前記壁部（１８）は、弾性的に変形されるように軸方向に調整され、前記クランプボルト（９）は、回転工具（２２）を用いて回転され、前記油圧式拡張クランプ装置（３）へもたらされるトルクは、特に前記油圧式拡張クランプ装置（３）の固定によって不動の保持部（２）において支持され、
以下の工程：
ａ）  あらかじめ設定された均等な測定間隔で、および／または前記クランプボルト（９）の回転中に連続的に、測定装置（２３）を用いて油圧媒体圧力−表示値を測定する工程と、
ｂ）  評価・制御装置（２５）を用いて、前記測定された油圧媒体圧力−表示値を評価することで、前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態を特定する工程と、
ｃ）  前記油圧式拡張クランプ装置（３）の前記特定されたクランプ状態を、信号化装置（２６）を用いてユーザへ信号化する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
工程ａ）において、前記クランプボルト（９）の螺入中に油圧媒体の圧力の値は、油圧媒体圧力−表示値として、前記圧力チャンバシステムにおける圧力センサを介して測定され、かつ／または前記クランプボルト（９）における圧力センサを介して測定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程ａ）において、油圧媒体の圧力に対して相補的な量の値が、前記クランプボルト（９）の螺入中の油圧媒体圧力−表示値として測定されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての前記本体装置（４）の変形、特に拡張および／または延長は、油圧媒体圧力−表示値として、歪ゲージ（２４）を用いて測定され、かつ／または油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての前記クランプボルト（９）における前記トルクは、油圧媒体圧力−表示値として測定され、特に、前記クランプボルト（９）におけるトルクの測定は、トーションシャフトに設けられた歪ゲージを用いた前記トーションシャフトのねじれの測定を介して行われ、かつ／または特に前記クランプボルト（９）は、前記回転工具（２２）が保持された電気式のネジ締め装置（２１）を用いて回転され、前記クランプボルト（９）におけるトルクの測定は、一定のモータ回転数における前記電気式のネジ締め装置（２１）のモータのモータ電流の測定を介してなされることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
クランプボルトストローク−表示値は、前記クランプボルト（９）の螺入中に、特にクランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触および／または前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）との前記クランプボルト（９）の当接である、特にあらかじめ規定されたトリガイベントが発生したことまたは特に、所定のトリガイベントにおいて使用される前記油圧式拡張クランプ装置（３）について特徴的な油圧媒体の圧力の値またはこれに対して相補的な量である、あらかじめ規定されたトリガ値を測定したことにより開始されて、あらかじめ設定された均等な測定間隔において、および／または連続的に測定され、特に、前記ネジ孔（８）内における前記クランプボルト（９）の軸方向のストローク位置の値が、クランプボルトストローク−表示値として測定され、かつ／または特に、前記ネジ孔（８）内における前記クランプボルト（９）の軸方向のストローク位置に対して相補的な量の値が、クランプボルトストローク−表示値として測定され、好ましくは、前記ネジ孔（８）内における前記クランプボルト（９）の軸方向のストローク位置に対して相補的な量としての前記クランプボルト（９）の回転角が、好ましくはエンコーダおよび／またはホールセンサを用いて、前記クランプボルト（９）において直接的に、または前記回転工具（２２）においてまたは前記回転工具（２２）が保持された前記ネジ締め装置（２１）において、クランプボルトストローク−表示値として直接測定され、特に、前記測定された回転角および前記クランプボルト（９）のネジの既知のピッチを用いて、前記クランプボルト（９）の戻されたストロークが演算され、かつ／または直接連続して測定される２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔は、直接連続して測定される２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔、特に、クランプボルト（９）の螺入速度が一定である場合のあらかじめ設定されたストロークステップ、角度ステップまたは時間ステップに対応していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
工程ｂ）において、以下の部分工程：
ｂ１）  前記クランプボルト（９）の螺入時に測定される油圧媒体圧力−表示値が、用いられる油圧式拡張チャックのタイプについて特徴的な油圧媒体圧力−表示値についてあらかじめ規定された範囲内にあるかどうかをチェックする工程と、
ｂ２）  工程ｂ１）における前記チェックがポジティブな結果である場合に、前記特徴的な油圧媒体圧力−表示値に割り当てられた前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態を推測する工程と
が実行されること、および／または
工程ｂ）において、以下の部分工程：
ｂ３）  工程ａ）での前記クランプボルト（９）の螺入中におけるあらかじめ設定された均等な測定間隔で測定された油圧媒体圧力−表示値の勾配を演算する工程であって、互いに連続して測定されたそれぞれ２つの油圧媒体圧力−表示値間の差異または被除数としてのその値および除数としての考察される両油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔に基づいて勾配が形成される工程と、
ｂ４）  それぞれ２つの演算された勾配間の勾配変化を特定する工程と、
ｂ５）  前記特定された勾配変化があらかじめ規定された範囲外にあるかどうか、したがって明らかな勾配変化が存在するかどうかをチェックする工程と、
ｂ６）  特に別の測定値および／または目標値を考慮に入れることで、前記明らかな勾配変化についての考えられる原因を特定する工程と、
ｂ７）  前記特定された原因に基づいて、前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態を推測する工程と
が実行されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
工程ａ）において測定された油圧媒体圧力−表示値に加えて、請求項５に記載のクランプボルトストローク−表示値が測定され、直接連続して測定された２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔は、直接連続して測定された２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔に対応している、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
工程ｂ６）において、明らかな勾配変化時に測定されたクランプボルトストローク−表示値が、前記用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な、あらかじめ知られた前記クランプボルトストローク−表示値についての少なくとも１つの目標値と比較されることで、明らかな勾配変化の存在についての原因が特定され、特に、前記クランプボルトストローク−表示値についての前記目標値は、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触時の、および／または前記クランプボルト（９）の軸方向の変位を制限するストッパ（１０）における前記クランプボルト（９）の当接時のクランプボルトストローク−表示値であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記クランプボルト（９）の螺入時に、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての該クランプボルト（９）におけるトルクが、油圧媒体圧力−表示値として特に請求項６により測定され、工程ｂ６）において、明らかな勾配変化時に測定されるクランプボルトストローク−表示値と、該クランプボルトストローク−表示値の目標値との比較に基づき、測定されたクランプボルトストローク−表示値が前記目標値についての範囲外にあり、したがって前記目標値よりもはるかに小さいということが生じるときに、明らかな勾配変化の存在についての原因として前記油圧式拡張クランプ装置（３）の故障が特定されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
以下のさらなる工程：
−  工程ｂ６）において、前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）との前記クランプボルト（９）の当接を、明らかな勾配変化の存在の原因として推測する工程と、
−  明らかな勾配変化時に、前記油圧媒体圧力−表示値を、前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパにおける前記クランプボルト（９）の当接時の前記油圧媒体圧力−表示値についての、用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプに特徴的な既知の目標値と比較する工程と、
−  互いに比較される前記両油圧媒体圧力−表示値があらかじめ規定された範囲内で一致することが確認される工程と、
−  事前の確認に基づき、工程ｂ７）において目標クランプ力の到達を、クランプ状態として推測する工程と
を有することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
油圧式拡張クランプ装置（１）、特に油圧式拡張チャックまたは油圧式拡張マンドレルを操作するための装置であって、該油圧式拡張クランプ装置（１）は、本体装置（４）を有し、該本体装置（４）は、油圧媒体で満たされた圧力チャンバシステムが形成され、前記圧力チャンバシステムは、圧力チャンバ（１５）と、ネジ孔（８）とを含み、該圧力チャンバ（１５）は、当該圧力チャンバ（１５）とは反対側でクランプ面（１９）を規定する壁部（１８）を有し、該ネジ孔（８）は、外部から本体装置（４）へ穿設され、接続通路を介して前記圧力チャンバ（１５）に接続され、前記ネジ孔（８）へクランプボルト（９）が螺入され、該クランプボルトが前記ネジ孔（８）へ螺入されることで、工具（２０）またはワークピースをクランプ固定するように、油圧媒体が前記圧力チャンバ（１５）の方向へ押圧され、前記壁部（１８）が弾性的に変形されるように軸方向に調整され、
当該装置（１）は、
−  前記クランプボルト（９）の回転時に前記油圧式拡張クランプ装置（３）へもたらされるトルクを支持するように形成された保持装置（２）、特に不動の保持部を
備えている、装置において、
−  前記クランプボルト（９）の回転中にあらかじめ規定された均等な測定間隔において、および／または連続的に油圧媒体圧力−表示値を測定するように形成された測定装置（２３）と、
−  該測定装置（２３）によって測定された油圧媒体圧力−表示値を評価し、前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態を特定するように形成された評価・制御装置（２５）と、
−  該評価・制御装置（２５）によって特定された前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態をユーザへ信号化するように形成された信号化装置（２６）と
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記測定装置（２３）は、前記クランプボルト（９）の螺入中に油圧媒体の圧力に対して相補的な量の値を油圧媒体圧力−表示値として測定するように形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置（１）。
【請求項１３】
前記測定装置（２３）は、前記本体装置（４）内に歪ゲージ（２４）を含んでおり、該歪ゲージ（２４）は、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としての本体装置（４）の変形、特に拡張および／または延長を油圧媒体圧力−表示値として測定するように形成されたものであり、かつ／または前記測定装置（２３）は、歪ゲージを含んでおり、該歪ゲージは、油圧媒体の圧力に対して相補的な量としてのトルクが前記クランプボルト（９）の螺入中の油圧媒体圧力−表示値として測定されるように形成されており、特に、前記測定装置（２３）は、歪ゲージを含んでおり、該歪ゲートは、トーションシャフトに設けられ、該歪ゲージは、前記トーションシャフトのねじれを測定し、これに基づき前記クランプボルト（９）におけるトルクと、これに基づきさらには油圧媒体の圧力とが演算され得るように形成され、当該装置は、好ましくは、モータを有する電気式のネジ締め装置（２１）を備えており、該電気式のネジ締め装置（２１）には前記回転工具（２２）が保持されており、前記測定装置（２３）は、電流測定器を含んでおり、該電流測定器は、一定のモータ回転数において前記電気式のネジ締め装置（２１）のモータ電流を測定し、これに基づき前記クランプボルト（９）におけるトルクと、これに基づいてさらには油圧媒体の圧力とが演算され得るように形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置（１）。
【請求項１４】
前記測定装置（２３）は、クランプボルトストローク−表示値を、特にあらかじめ規定されたトリガイベントが発生したことまたはあらかじめ規定されたトリガ値を測定したことによって開始されて、前記クランプボルト（９）の螺入中におけるあらかじめ設定された均等な測定間隔で、および／または連続的に測定されるように形成されており、直接連続して測定される２つの油圧媒体圧力−表示値間の前記測定間隔は、特に、直接連続して測定される２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔に対応していることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１５】
前記測定装置（２３）は、前記ネジ孔（８）内における前記クランプボルト（９）の軸方向のストローク位置に対して相補的な量の値をクランプボルトストローク−表示値として測定するように形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の装置（１）。
【請求項１６】
前記測定装置（２３）は、前記ネジ孔（８）内での前記クランプボルト（９）の軸方向のストローク位置に対して相補的な量としての前記クランプボルト（９）の回転角を、クランプボルトストローク−表示値として、前記クランプボルト（９）において直接的に、または前記回転工具（２２）において、または前記回転工具（２２）が保持された前記ネジ締め装置（２１）において測定するように形成されており、特に、前記測定装置（２３）は、エンコーダおよび／またはホールセンサを備え、これにより前記クランプボルト（９）の回転角が測定されること、並びに、好ましくは、前記評価・制御装置（２５）は、測定された回転角および前記クランプボルト（９）のネジの既知のピッチを用いて、前記クランプボルト（９）の戻されたストロークを演算するように形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の装置（１）。
【請求項１７】
前記評価・制御装置（２５）は、
−  クランプボルト（９）の螺入中におけるあらかじめ設定された均等な測定間隔で、前記測定装置（２３）によって測定された油圧媒体圧力−表示値の勾配を演算し、互いに連続して測定されたそれぞれ２つの油圧媒体圧力−表示値間の差異または被除数としてのその値および除数としての考察される両油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔に基づいて勾配が形成されるように、
−  それぞれ２つの演算された勾配間の勾配変化を特定するように、
−  特定された勾配変化が、あらかじめ規定された範囲外にあるかどうか、したがって明らかな勾配変化が存在するかどうかをチェックするように、
−  特に別の測定値および／または目標値を考慮に入れることで、前記明らかな勾配変化についての考えられる原因を特定するように、並びに
−  前記特定された原因に基づいて、前記油圧式拡張クランプ装置（３）のクランプ状態を推測するように
形成されていることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１８】
請求項１４に記載の前記測定装置（２３）は、クランプボルトストローク−表示値を測定するように形成されており、直接互いに相前後して測定された２つの油圧媒体圧力−表示値間の測定間隔は、直接互いに相前後して測定された２つのクランプボルトストローク−表示値間の測定間隔に対応しており、前記評価・制御装置（２５）は、明らかな勾配変化時に測定されたクランプボルトストローク−表示値を、前記用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な、あらかじめ知られた前記クランプボルトストローク−表示値についての少なくとも１つの目標値と比較することで、明らかな勾配変化の存在についての原因が特定されるように形成されており、特に、前記クランプボルトストローク−表示値についての前記目標値は、クランプ固定されるべき工具（２０）またはワークピースとの前記クランプ面（１９）の接触時の、および／または前記クランプボルト（９）の軸方向の変位を制限するストッパ（１０）における前記クランプボルト（９）の当接時のクランプボルトストローク−表示値であることを特徴とする請求項１７に記載の装置（１）。
【請求項１９】
前記評価・制御装置（２５）は、
−  前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）との前記クランプボルト（９）の当接を明らかな勾配変化の存在の原因として推測し、
−  明らかな勾配変化時に前記測定装置（２３）によって測定される前記油圧媒体圧力−表示値を、前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）における前記クランプボルト（９）の当接時の前記油圧媒体圧力−表示値についての、用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプに特徴的な既知の目標値と比較し、
−  互いに比較される前記両油圧媒体圧力−表示値があらかじめ規定された範囲内で一致することを確認し、
−  該確認に基づき、目標クランプ力の到達をクランプ状態として推測する
ように形成されていることを特徴とする請求項１７または１８に記載の装置（１）。
【請求項２０】
前記評価・制御装置（２５）は、あらかじめ規定されたオフ条件を満たしているかをチェックし、該チェックの結果がポジティブであれば、前記クランプボルト（９）の螺入を終了させるように形成されており、特に、前記あらかじめ規定されたオフ条件は、前記クランプボルト（９）の軸方向の調整を制限するストッパ（１０）において前記クランプボルト（９）が当接する場合の前記用いられる油圧式拡張クランプ装置のタイプについて特徴的な既知の油圧媒体圧力−表示値であることを特徴とする請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の装置（１）。
【国際調査報告】
2020506076.tif 000012
2020506076.tif 000013
2020506076.tif 000014
2020506076.tif 000015
2020506076.tif 000016
2020506076.tif 000017