Die Erfindung betrifft eine Spannbacke für ein Spannfutter, mit einem Backenkörper, dem ein elektrischer Verbraucher zugeordnet ist und in dem eine zweite Aufnahme für einen in die zweite Aufnahme einsetzbaren, eine Gleichspannung bereitstellenden Energiespeicher ausgebildet ist. Ein Gehäuse für die Aufnahme des Energiespeichers ist vorgesehen, wobei in dem Gehäuse an einem Ende ein durch die Kraft einer ersten Feder beaufschlagter, einem ersten Pol des Energiespeichers zugeordneter Stift gelagert ist. Dem anderen Ende des Gehäuses ist ein von diesem trennbarer Verschlussdeckel zugeordnet, in dem eine zweite Feder angeordnet ist, wobei dem Verschlussdeckel eine Elektrode für den zweiten Pol des Energiespeichers zugeordnet ist, und wobei der Stift und/oder die Elektrode so geformt sind, dass diese kontaktierend zu dem zugewiesenen Pol und komplementär zu dem anderen Pol geformt sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gehäuse für die Aufnahme eines Energiespeichers.

Die Spannkraft eines Spannmittels wie eines Spannfutters unterliegt im Betrieb diversen Störgrößen, nämlich insbesondere Fliehkräften, wirkender Reibung oder Verschleiß. Daher ist trotz der bekannten Betätigungskraft die auf das einzuspannende Werkzeug oder Werkstück wirkende Spannkraft nie genau bekannt, was nachteilig ist im Hinblick auf den Betrieb des Spannmittels, da eine unzureichende Spannkraft dazu führen kann, dass der eingespannte Gegenstand weggeschleudert wird. Des Weiteren kann die Bearbeitungsgenauigkeit leiden, da eine zu hohe Spannkraft zu einer Deformation führen kann und eine zu geringe Spannkraft im Zweifelsfall die Lagesicherung nicht gewährleistet.

Aus der DE 102019 109856 A1 derselben Anmelderin ist es bekannt, bei einer Spannbacke einen Sensor zur Erfassung der Spannkraft an einem Biegebalken anzuordnen, wobei im Backenkörper Aufnahmen für ein Elektronikgehäuse und einen Energiespeicher ausgebildet sind und weiterhin Energie- und Datenleitungen in der Spannbacke zur Verbindung der Komponenten eingebracht sind. Der Energiespeicher ist in der Regel durch einen Akkumulator gebildet, der eine Gleichspannung bereitstellt, so dass der Akkumulator in der zugeordneten Aufnahme mit der richtigen Polarität eingesetzt sein muss. Ein Verpolungsschutz kann elektronisch bewerkstelligt werden. Bei den meisten Elektroniken werden dazu Dioden eingesetzt.

Bei der konkreten Anwendung in einem Spannfutter ist aber auch zu beachten, dass die Spannbacke mit dem Spannfutter bei hohen Drehzahlen rotiert wird, so dass große Beschleunigungskräfte beim Anfahren und Abbremsen und insbesondere während der Rotation wirken, die 5000 g und mehr erreichen können. Es muss also auch sichergestellt sein, dass eine zuverlässige Kontaktierung gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannbacke der eingangs genannten Art so auszubilden, dass den genannten Rahmenbedingungen Rechnung getragen wird. Aufgabe ist weiterhin, ein Gehäuse für die Aufnahme eines Energiespeichers bereit zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch eine Spannbacke mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Spannbacke zeichnet sich dadurch aus, dass ein Verpolungsschutz bereit gestellt ist, der nicht elektronisch realisiert ist, sondern auf mechanischem Wege eine Kontaktierung bei einem falsch eingelegten Energiespeicher verhindert, wozu die Formgebung geeignet gewählt ist von dem Stift und der Elektrode einerseits und den Polen andererseits, was insbesondere erreicht wird, indem der Stift den zentral angeordneten ersten Pol kontaktiert und die Elektrode den zweiten Pol an der Peripherie kontaktiert. Besonders zu betonen ist auch, dass neben dem Verpolungsschutz auch eine sichere Kontaktierung gewährleistet ist durch die Nutzung der ersten Feder und der zweiten Feder, so dass ein Schutz vor Stößen beim Anfahren und Abbremsen der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine gegeben ist, der das die Spannbacken tragende Spannfutter zugeordnet ist. Der Verschlussdeckel bietet auch den weiteren Vorteil, dass dieser einen Schutz vor äußeren Umwelteinflüssen bietet und das Eindringen von Staub, Kühlschmierstoffen oder ähnlichem verhindert.

Verteilhaft ist es, wenn die Elektrode durch die zweite Feder gebildet ist, da so die sichere Kontaktierung gefördert wird. Dann ist vorzugsweise die zweite Feder als Ringfeder oder Spiralfeder gebildet ist, wobei der Stift in die Mitte der zweiten Feder weisend angeordnet ist.

Bevorzugt ist es, wenn in dem Verschlussdeckel ein durch die zweite Feder beaufschlagter, einen Ringbund aufweisender Kolben angeordnet ist, der die durch die zweite Feder gebildete Elektrode ergänzt. Dabei ist der Kolben durch einen Sicherungsring gegenüber dem Verschlussdeckel gesichert, um einen Verlust des Kolbens zu verhindern, wenn das Gehäuse zu einem Wechsel des Energiespeichers oder dessen Aufladen aus der Spannbacke entfernt wird.

In dem Gehäuse kann mindestens eine zylindrische Rundzelle als der Energiespeicher angeordnet sein mit einer den Stift kontaktierenden zentralen Erhebung mit einem gegenüber der Rundzelle kleineren Querschnitt. Auf diese Weise wird wiederum die geeignete Formgebung bereit gestellt, die verhindert, dass bei einem falschen Einlegen des Energiespeichers ein mechanischer Kontakt zwischen dem Stift und der Rundzelle einerseits und zwischen dieser und der Elektrode andererseits hergestellt werden kann, da diese Paarungen einander nicht erreichen.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass in dem Gehäuse mindestens eine Knopfzelle als der Energiespeicher angeordnet ist, und dass dem Pluspol der Knopfzelle eine erste Hülse mit einem ersten Kontaktblech und dem Minuspol eine zweite Hülse mit einem zweiten Kontaktblech zur Kontaktierung des Stiftes respektive der Elektrode zugeordnet sind.

Für eine verbesserte Positionierung ist um die erste Hülse und um die zweite Hülse ein Dichtungsring gelegt.

Um das Gehäuse sicher aus der Spannbacke entnehmen zu können, ist im Gehäuse auf der dem Verschlussdeckel zuweisenden Seite eine Gewindeaufnahme ausgebildet. In diese kann ein Gewindestift eingeschraubt werden, durch den eine Zugkraft ausgeübt werden kann, wenn das Akkupack mit den Knopfzellen sich verklemmt.

Wiederum einer Verbesserung des Schutzes vor Umwelteinflüssen und einer verbesserten Abdichtung dient, dass dem Verschlussdeckel außenseitig ein Dichtungsring zugeordnet ist. Die vorstehend genannten Wirkungen und Vorteile gelten sinngemäß auch für ein Gehäuse für die Aufnahme eines Energiespeichers, mit einem an einem Ende durch die Kraft einer ersten Feder beaufschlagten, einem ersten Pol des Energiespeichers zugeordneten Stift, mit einem dem anderen Ende zugeordneten, von diesem trennbaren Verschlussdeckel, in dem eine zweite Feder angeordnet ist, wobei dem Verschlussdeckel eine Elektrode für den zweiten Pol des Energiespeichers zugeordnet ist und der Stift und/oder die Elektrode so geformt sind, dass diese kontaktierend zu dem zugewiesenen Pol und komplementär zu dem anderen Pol geformt sind.

Bevorzugt ist dabei, wenn in dem Verschlussdeckel ein durch die zweite Feder beaufschlagter, einen Ringbund aufweisender Kolben angeordnet ist, der die durch die zweite Feder gebildete Elektrode ergänzt, und wenn der Kolben durch einen Sicherungsring gegenüber dem Verschlussdeckel gesichert ist, so dass der Kolben nicht verloren geht, wenn das Gehäuse von der Spannbacke getrennt ist.

Alternativ zu der Nutzung einer Rundzelle in dem Gehäuse besteht auch die Möglichkeit, dass mindestens eine Knopfzelle als der Energiespeicher aufgenommen ist, und dass dem Pluspol der Knopfzelle eine erste Flülse mit einem ersten Kontaktblech und dem Minuspol eine zweite Hülse mit einem zweiten Kontaktblech zur Kontaktierung des Stiftes respektive der Elektrode zugeordnet sind.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch eine sensorintegrierte Spannbacke mit einem in eine erste Aufnahme eingesetzten Elektronikgehäuse und einem in eine zweite Aufnahme eingesetzten Energiespeicher,

Fig. 2 ein Detail aus Figur 1 mit einem verkehrt eingesetzten

Energiespeicher,

Fig. 3 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung einer weiteren

Variante zum Verpolungsschutz,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines isoliert gezeigten, zwei

Knopfzellen aufweisenden Energiespeichers,

Fig. 5 eine Detaildarstellung des in die zweite Aufnahme eingesetzten

Energiespeichers aus Figur 4, und

Fig. 6 eine Detaildarstellung des in die zweite Aufnahme verkehrt eingesetzten Energiespeichers aus Figur 4. Ein Spannfutter wird im Regeleinsatz in üblicherweise der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine zugeordnet, wobei durch die Werkzeugmaschine der drehende Antrieb des Spannfutters erfolgt und die Bereitstellung der Betätigungskraft zur Erzeugung der gewünschten Spannkraft, die über Spannbacken 1 auf das Werkstück oder das Werkzeug aufgebracht wird, wozu das Spannfutter einen Futterkörper aufweist, in dem in gleichmäßig über den Umfang verteilten radialen Backenführungen die Spannbacken 1 angeordnet sind.

Eine Spannbacke 1 selber ist detailliert in Figur 1 dargestellt. Diese weist einen Backenkörper 2 auf, an dem mindestens eine Backenstufe 3 ausgebildet ist, mit einem Stufenkopf 5 zum Flalten eines Spanneinsatzes 4. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei der Backenstufen 3 gezeigt, wobei gilt, dass eine abweichende Anzahl möglich ist, also auch eine Spannbacke 1 mit nur einer Backenstufe 3, mit zwei Backenstufen 3 oder mit vier oder fünf Backenstufen 3 realisiert werden kann, je nach den Anforderungen der erforderlichen Spannverhältnisse. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Backenkörper 2 der Spannbacke 1 als Stufen- Umkehrbacke gestaltet ist, also in einfacherWeise ein Wechsel zwischen einer Außenspannung zu einer Innenspannung durch einfaches Umdrehen der Spannbacken 1 in den Backenführungen des Spannfutters möglich ist.

Aus der Figur 1 ist insbesondere auch ersichtlich, dass dem Stufenkopf 5 an einer an der Außenseite ausgebildeten Sensorstelle 6 ein Sensor zugeordnet ist. Dabei ist die Sensorstelle 6 aus einer Tasche 7 gebildet, in der der Sensor angeordnet ist. Der Sensor selber ist als Dehnmessstreifen, insbesondere als Metall-Dehnmessstreifen gebildet, der in der Tasche 7 aufgeschweißt ist, wobei die Kontaktierungsflächen über einen Durchgang 8 angeordnet sind, der zur Durchleitung einer Datenleitung und/oder einer Energieversorgungs-Ieitung bereitgestellt ist. Schließlich ist auch ersichtlich, dass im Backenkörper 2 eine erste Aufnahme

9 für ein Elektronikgehäuse 10 vorgesehen ist, die über den Durchgang 8 mit der Tasche 7 verbunden ist. In der Spannbacke 1 sind damit elektrische Verbraucher gegeben, für die eine Spannungsversorgung erforderlich ist. Dazu ist im Backenkörper 2 eine zweite Aufnahme 11 für einen Energiespeicher 12, insbesondere eine elektrische Speicherzelle wie einen Akkumulator oder einen Kondensator, vorgesehen, die gleichfalls mit dem Durchgang 8 der Tasche 7 verbunden ist.

Die durch den Metall-Dehnmessstreifen erfassten Daten hinsichtlich der tatsächlich vorliegenden Spannkraft können dadurch dem Elektronikgehäuse

10 zugeführt werden, in dem die erforderlichen Elektronik-Bauteil zur Datenerfassung und Auswertung aufgenommen sind, wobei die Rohdaten oder bearbeiteten Daten des Sensors berührungslos über einen Sender einer Empfangseinheit der Werkzeugmaschine zur Verfügung gestellt werden können. Die dafür erforderliche elektrische Energie wird in dem Spannbacke

1 selber bereitgestellt durch den Akkumulator als Energiespeicher 12, der eine Gleichspannung liefert, so dass auf die richtige Anordnung des Akkumulators in der zweiten Aufnahme 11 geachtet werden muss.

Dazu ist ein Gehäuse 13 für die Aufnahme des Energiespeichers 12 vorgesehen ist, wobei an dem Gehäuse 13 an einem Ende ein, fakultativ durch die Kraft einer ersten Feder beaufschlagter, einem ersten Pol 15 des Energiespeichers 12 zugeordneter Stift 16 gelagert ist. Dem anderen Ende des Gehäuses 13 ist ein von diesem trennbarer Verschlussdeckel 14 zugeordnet, in dem eine Feder 17 angeordnet ist, wobei dem Verschlussdeckel 14 eine Elektrode 18 für den zweiten Pol 19 des Energiespeichers 12 zugeordnet ist. Der Stift 16 und/oder die Elektrode 18 sind so geformt, dass diese kontaktierend zu dem zugewiesenen Pol 15,19 und komplementär zu dem anderen Pol 19,15 geformt sind. Figur 1 zeigt dazu ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Stift 16 den zentral angeordneten ersten Pol 15 kontaktiert und die Elektrode 18 den zweiten Pol 19 an der Peripherie kontaktiert. Der Energiespeicher 12 ist gegeben durch eine zylindrische Rundzelle 20 mit einer den Stift 16 kontaktierenden zentralen Erhebung 21 mit einem gegenüber der Rundzelle 20 kleineren Querschnitt. Diese Gestaltung stellt sicher, dass bei richtiger Polung der Stift 16 die Erhebung 21 erreicht, während bei falscher Polung die Höhe der Erhebung 21 zur Kontaktierung fehlt. Weiterhin hat die Erhebung 21 einen kleinen Querschnitt, der nicht bis zu der Peripherie reicht, so dass auch kein Kontakt mit der zweiten Feder 17 erfolgt, die die Elektrode bildet. Dabei ist die zweite Feder 17 als Ringfeder oder Spiralfeder gebildet ist; der Stift ist in die Mitte der zweiten Feder weisend angeordnet.

Als Verschmutzungsschutz und zur verbesserten Abdichtung ist dem Verschlussdeckel 14 außenseitig ein Dichtungsring 23 zugeordnet.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem in dem Verschlussdeckel 14 ein durch die zweite Feder 17 beaufschlagter, einen Ringbund 24 aufweisender Kolben 25 angeordnet ist, der die durch die zweite Feder 17 gebildete Elektrode 18 ergänzt, wobei der Kolben 25 durch einen Sicherungsring 26 gegenüber dem Verschlussdeckel 14 gesichert ist und nicht verloren gehen kann, wenn der Energiespeicher 12 aus der Spannbacke 1 entnommen wird.

Figur 2 zeigt die Konstellation, wenn der Energiespeicher 12 falsch in das Gehäuse 13 eingelegt ist. Der Stift 16 erreicht nicht den zweiten Pol 19, in dem Ausführungsbeispiel den Minuspol, während die Erhebung 21 als Pluspol beabstandet zu dem Ringbund 24 liegt. Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem auf den Kolben 25 verzichtet ist und die zweite Feder 17 alleinig die Elektrode 18 bildet. Da die zweite Feder 17 als Spiralfeder 22 ausgeführt ist, entspricht deren dem Energiespeicher 12 zuweisende Endwindung dem Ringbund 24; bei einer Verpolung fehlt es also an einem Kontakt zwischen der Endwindung und der Erhebung 21.

Bei einer alternativen Ausführungsform gemäß Figur 4 ist in dem Gehäuse 13 mindestens eine Knopfzelle 28 als der Energiespeicher 12 angeordnet, wobei dem Pluspol der Knopfzelle 28 eine erste Flülse 29 mit einem ersten Kontaktblech 30 und dem Minuspol eine zweite Hülse 31 mit einem zweiten Kontaktblech 32 zur Kontaktierung des Stiftes 16 respektive der Elektrode 18 zugeordnet sind. Um die erste Hülse 29 und um die zweite Hülse 31 ist ein Dichtungsring 33 gelegt und im Gehäuse 13 ist auf der dem Verschlussdeckel 14 zuweisenden Seite eine Gewindeaufnahme 34 ausgebildet, in die ein Gewindestift beziehungsweise eine Schraube zur Aufbringung einer Zugkraft eingedreht werden kann, sollte das Gehäuse 13 sich in der Spannbacke 1 verklemmen.

BEZUGSZEICHENLISTE Spannbacke Backenkörper Backenstufe Spanneinsatz Stufenkopf Sensorstelle Tasche Durchgang erste Aufnahme Elektronikgehäuse zweite Aufnahme Energiespeicher Gehäuse Verschlussdeckel erster Pol Stift zweite Feder Elektrode zweiter Pol Rundzelle Erhebung Spiralfeder Dichtungsring Ringbund Kolben Sicherungsring Entwindung Knopfzelle erste Hülse erstes Kontaktblech zweite Hülse zweites Kontaktblech

Dichtungsring

Gewindeaufnahme

Lithiumpolymerfolie

Vergussmasse

Vergusskanal

Anlageteil