Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Pa- tentanmeldung DE 10 2018 219 449.1 in Anspruch, deren Inhalt durch Be zugnahme hierin aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung zur Anlageprüfung eines Ob jekts an einer Spann Vorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine Spann- Vorrichtung zum Positionieren und Auf spannen eines Objekts mit einer derartigen Prüfeinrichtung sowie eine Werkzeugmaschine mit einer derar tigen Spannvorrichtung. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Anlageprüfung eines Objekts an einer Spann Vorrichtung. Aus der DE 10 2014 112 819 A1 ist eine Werkzeugmaschine bekannt, wel che eine Arbeits Spindel mit einer druckluftgestützten Plananlageprüfung aufweist. Zum Bestimmen eines Spannzustands eines Werkzeugs an einer Spannvorrichtung wird gemäß einer Ausführungsaltemative ein Druck an einer von Druckluftkanälen abzweigenden Düse detektiert. Eine derartige Plananlageprüfung ist im Aufbau komplex und weist einen hohen Druck- luftverbrauch auf.

Aus der US 2016/0243662 Al ist eine Werkzeugmaschine, aufweisend eine Spannvorrichtung mit einer Prüfeinrichtung zur Anlageprüfung eines Objekts an der Spann Vorrichtung bekannt. Die Prüfeinrichtung umfasst eine Messkammer, einen Zuströmwiderstand, einen Abströmwiderstand und einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks in der Messkammer. Nachteilig ist, dass das Befüllen der Messkammer mit Prüffluid, insbeson dere eine zur Anlageprüfung erforderliche Ausbildung eines stationären Strömungszustands, und damit auch die Anlageprüfung sehr zeitintensiv sind.

Derartige Prüfeinrichtungen sind ferner bekannt aus der JP 2017-007027 A und der JP 2006-055975 A.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Prüfeinrichtung zur Anlageprüfung eines Objekts an einer Spannvorrichtung zu schaffen, welche effizient und zuverlässig betreibbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Prüfeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Prüfeinrich tung den mindestens einen Abströmwiderstand zum Begrenzen des Abstroms des Prüffluids aus der Messkammer und den Zu strömwider stand zum Begrenzen des Zustroms des Prüffluids in die Messkammer aufweisen muss, um einen besonders niedrigen Druckluftverbrauch zu gewährleisten. Dadurch, dass der Drucksensors derart ausgebildet bzw. angeordnet ist, dass dieser den Druck des Prüffluids in der Messkammer erfasst, ist die Prüfeinrichtung im Betrieb besonders robust und zuverlässig. Die Ausbil- düng der Messkammer mit der Bypassöffnung zum Zuleiten des Prüffluids von der Druckquelle gewährleistet den Betrieb der Prüfeinrichtung in be sonders zeiteffizienter Weise. Insbesondere ist die Messkammer über die Bypassöffnung besonders schnell befüllbar, wodurch ein zur Anlageprü fung erforderlicher Zeitraum besonders kurz sein kann. Unter dem Begren- zen des Zustroms und/oder des Abstroms des Prüffluids wird verstanden, dass ein Volumenstrom des Prüffluids reduziert, jedoch nicht vollständig unterbrochen wird. Die mindestens eine Abströmöffnung gewährleistet das fortwährende Ableiten des Prüffluids aus der Messkammer zu der Druck senke, insbesondere beim Erfassen des Drucks. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass das Erfassen des Drucks in der Messkammer nicht aus schließlich in einem bestimmten Zeitfenster eines Messzykluses, sondern kontinuierlich erfolgen kann. Die Anlageprüfung kann damit besonders zeiteffizient erfolgen. Ferner kann der Druck des Prüffluids zum Vermei- den von Messfehlern über einen bestimmten Zeitraum erfasst werden, wodurch ein Anlagezustand des Werkezugs besonders zuverlässig be stimmt werden kann. Insbesondere ist die Funktion der Prüfeinrichtung weitestgehend unabhängig von Feckage, insbesondere im Bereich der Messkammer. Die Prüfeinrichtung ist besonders störresistent. Mittels des Zuströmwiderstands kann der für die Anlageprüfung benötigte Zustrom stark reduziert werden. Der Druckluftverbrauch der Prüfeinrichtung ist da mit besonders gering und die Prüfeinrichtung kann energieeffizient betrie ben werden. Ferner ist kein Zuströmventil erforderlich. Ein zeitintensives Schalten der Prüfeinrichtung durch Betätigen des Zuströmventils entfällt.

Vorzugsweise ist eine Bypassleitung zum Verbinden der Bypassöffnung mit der Druckquelle Strömung s wider standsfrei ausgebildet. Hierunter ist zu verstehen, dass die Bypassleitung einen erheblich, insbesondere mindestens zehnmal, insbesondere mindestens einhundertmal, insbesondere mindes- tens fünfhundertmal, insbesondere mindestens eintausendmal, geringeren Strömungs wider stand aufweist, als der Zuströmwiderstand.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Querschnittsfläche der By passöffnung und/oder der Bypassleitung, insbesondere eine über die Ge- samtlänge der Bypassleitung mittlere Querschnittsfläche, in Bezug auf eine Querschnittsfläche der Zuströmöffnung und/oder des Zuströmwiderstands und/oder des Abströmwiderstands mindestens zweimal, insbesondere min destens viermal, insbesondere mindestens fünfmal, insbesondere mindes tens zehnmal, so groß. Vorzugsweise verbindet die Bypassleitung die Messkammer fluidleitend mit der Druckquelle, an der auch die Zu- strömöffnung zum Zuleiten des Prüffluids angeschlossen ist.

Das Objekt kann ein Werkzeug oder ein Werkstück sein. Vorzugsweise ist die Spannvorrichtung zum reversiblen Verspannen mit dem Objekt ausge bildet. Das Objekt kann eine Plananlagefläche zum zumindest teilweisen Verschließen der mindestens einen Prüföffnung aufweisen.

Die Messkammer kann durch ein Prüfgehäuse begrenzt sein. Vorzugsweise ist die Messkammer in Form von mindestens einer Fluidleitung ausgebil det. Die Messkammer kann auch ein Druckreservoir aufweisen. Insbeson dere kann die Messkammer in Form der sich zwischen der Zuströmöff- nung, der mindestens einen Abströmöffnung und der Prüföffnung erstre ckenden Fluidleitungen ausgebildet sein. Die Prüfeinrichtung ist somit be- sonders wirtschaftlich herstellbar.

Unter dem Zuströmwiderstand und/oder dem mindestens einen Abström- widerstand ist ein Strömungswiderstand zu verstehen, welcher erheblich, insbesondere mindestens zehnmal, insbesondere mindestens einhundert- mal, insbesondere mindestens fünfhundertmal, insbesondere mindestens eintausendmal, höher ist als ein Strömungs wider stand der Messkammer und/oder der Fluidleitungen, insbesondere der Fluidleitungen zum Verbin den der Zuströmöffnung mit der Druckquelle und/oder zum Verbinden der mindestens einen Abströmöffnung mit der Drucksenke. Der Zuströmwider- stand und/oder der Abströmwiderstand können als eine Verjüngung eines Querschnitts gegenüber der mindestens einen Fluidleitung und/oder als Gitter, insbesondere als Drosselventil, ausgebildet sein. Die Drucksenke wird vorzugsweise durch eine Umgebung der Prüfeinrich tung ausgebildet. Ein Druck in der Drucksenke entspricht dabei vorzugs weise dem Umgebungsdruck. Vorzugsweise umfasst das Prüffhiid ein Gas, insbesondere Druckluft, und/oder eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser und/oder ein Kühlmittel und/oder ein Schmiermittel und/oder eine Emulsion und/oder Glycol. Die Druckquelle kann eine zentrale Druckluftversorgung sein. Das aus Druck luft bestehende Prüffluid ist besonders einfach handhabbar.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Prüfeinrichtung die Druckquelle auf. Insbesondere kann die Prüfeinrichtung eine Pumpe, ins besondere einen Kompressor, zum Bereitstellen des Drucks an der Druck- quelle aufweisen. Die Prüfeinrichtung ist somit unabhängig von zusätzli- chen Peripheriekomponenten.

Vorzugsweise ist eine Fluidleitung zum Verbinden der Zuströmöffnung mit der Druckquelle unterbrechungsfrei, insbesondere absperrventilfrei, ausge bildet. Vorzugsweise ist eine Fluidleitung zum Verbinden der mindestens einen Abströmöffnung mit der Drucksenke unterbrechungsfrei, insbesonde re absperrventilfrei, ausgebildet. Die Prüfeinrichtung ist somit besonders wirtschaftlich herstellbar.

Der Zustrom des Prüffluids in die Messkammer kann mittels eines Zu- strömventils vollständig unterbrechbar sein. Das Zuströmventil kann einen Zuströmventilantrieb zum automatisierten Verlagern des Zuströmventils zwischen einer Offenstellung und einer Verschlussstellung aufweisen. Vor teilhaft wird dadurch erreicht, dass ein Druckluftbedarf der Prüfeinrichtung nur während der Anlageprüfung besteht. Die Prüfeinrichtung kann somit besonders wirtschaftlich betrieben werden.

Eine Prüfeinrichtung gemäß Anspruch 2 gewährleistet eine besonders zu- verlässige Anlageprüfung. Dadurch, dass stromaufwärts des Zuströmwid- erstands ein Zuströmdrucksensor angeordnet ist, können Druckschwankun gen des zuströmenden Prüffluids bzw. der Druckquelle erfasst werden. Die Kenntnis über diese Druckschwankungen ermöglicht es, diese bei der An lageprüfung zu berücksichtigen.

Eine Prüfeinrichtung nach Anspruch 3 ist besonders flexibel einsetzbar.

Das Spanngehäuse kann relativ zu dem Grandgehäuse um mindestens eine, insbesondere mindestens zwei, insbesondere drei, Achsen drehbar gelagert sein und/oder entlang von mindestens einer, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, Achsen verschiebbar gelagert sein. Das

Spanngehäuse kann als drehbarer Kopf einer Werkzeug Spindel ausgebildet sein. Das Grandgehäuse kann entsprechend als feststehender Teil der Werkzeug Spindel ausgebildet sein. Die Prüfeinrichtung kann mindestens eine Anlagedichtung zum reversiblen Abdichten des Lagerspalts zwischen dem Grandgehäuse und dem Spann gehäuse aufweisen. Vorzugsweise ist die Anlagedichtung mittels des Prüffluids betätigbar. Die Anlagedichtung weist vorzugsweise eine Ver schlussstellung auf, in welcher diese sowohl das Grandgehäuse als auch das Spanngehäuse dichtend kontaktiert, und eine Offenstellung, in welcher diese dem Grandgehäuse und/oder dem Spanngehäuse gegenüber kontakt- frei angeordnet ist. Die Prüfeinrichtung ist somit besonders verschleißarm. Eine Prüfeinrichtung nach Anspruch 4 ist wirtschaftlich herstellbar und besonders zuverlässig betreibbar. Vorzugsweise ist der Abströmwiderstand der mindestens einen Abströmöffnung, welche zwischen dem Gehäuse und dem Spanngehäuse ausgebildet ist, durch einen Lagerspalt zwischen dem Grundgehäuse und dem Spanngehäuse gebildet. Eine vollständige Abdich tung eines Lagerspalts zwischen dem Grundgehäuse und dem Spanngehäu se ist somit zur Anlageprüfung nicht erforderlich. Auf eine kostenintensive Anlagedichtung kann verzichtet werden. Eine Prüfeinrichtung nach Anspruch 5 ist besonders energieeffizient und zeiteffizient betreibbar. Die Labyrinthdichtung ist vorzugsweise zum Ab dichten des Spanngehäuses gegenüber dem Grandgehäuse ausgebildet. Die Prüfeinrichtung umfasst vorzugsweise mindestens zwei Labyrinthdichtun gen zum beidseitigen Abdichten der sich über den Lagerspalt erstreckenden Messkammer. Dadurch, dass die Labyrinthdichtung berührangsfrei ausge bildet ist, ist die Prüfeinrichtung besonders verschleißarm. Der Abstrom des Prüffluids aus der Messkammer in die Drucksenke kann durch die La byrinthdichtung erheblich reduziert werden. Insbesondere ermöglicht die Labyrinthdichtung die Anlageprüfung während des Verlagerns des Spann- gehäuses relativ zu dem Grandgehäuse. Stillstandzeiten können somit ver mieden werden.

Eine Prüfeinrichtung nach Anspruch 6 ist besonders zuverlässig betreibbar. Der mindestens eine Abströmwiderstand kann als, insbesondere pneuma- tisch und/oder elektrisch und/oder manuell, betätigbares, einstellbares

Drosselventil ausgebildet sein. Insbesondere kann der mindestens eine Ab strömwiderstand zum temperaturabhängigen Begrenzen des Abstroms des Prüffluids ausgebildet sein. Dadurch, dass der mindestens eine Abströmwi derstand einstellbar ist, kann ein Druck des Prüffluids in der Messkammer derart eingestellt werden, dass der Drucksensor in seinem linearen Messbe reich arbeitet. Insbesondere können Temperaturschwankungen in der Messkammer und/oder Druckschwankungen des zuströmenden Prüffluids ausgeglichen werden.

Eine Prüfeinrichtung nach Anspruch 7 ist besonders zeiteffizient betreib bar. Vorzugsweise weist das Bypassventil einen Ventilantrieb zum Verla gern des Bypassventils zwischen einer Offenstellung und einer Verschluss stellung auf. Das Bypassventil kann somit automatisiert zwischen der Of- fenstellung und der Verschlussstellung verlagert werden. Zum Befüllen der Messkammer können die Bypassleitung und/oder das Bypassventil einen Strömungs wider stand aufweisen, welcher, insbesondere mindestens fünf mal, insbesondere mindestens zehnmal, insbesondere mindestens zwan zigmal, niedriger ist, als der Strömungswiderstand der Messkammer. Bei der Anlageprüfung kann das Bypassventil zum Steigern der Messgenauig keit geschlossen werden.

Eine Prüfeinrichtung nach Anspruch 8 ist besonders effizient betreibbar und automatisierbar. Zum Bestimmen eines Prüfdrucks des Prüffluids in der Messkammer steht die Steuereinheit mit dem Drucksensor in Signal verbindung. Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet sein, eine Druckände rung anhand des Prüfdrucks zu bestimmen. Vorzugsweise ist die Steuer einheit dazu ausgebildet die Druckänderung mit einem Druckänderungs grenzwert und/oder den Prüfdruck mit einem Prüfdruckgrenzwert zu ver- gleichen. Die Steuereinheit ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein fehlerhafter Positionierzustand detektiert wird, sofern der Prüfdruck gerin ger ist als der Prüfdruckgrenzwert. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, den Positionierzustand erst dann zu bestimmen, wenn die Druckänderung geringer ist als der Druckänderungsgrenzwert. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass der Positionierzustand erst dann bestimmt wird, wenn sich in der Messkammer ein weitestgehend stationärer Prüf druck eingestellt hat. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Steuereinheit derart ausgebildet sein, dass der Positionierzustand anhand der Druckänderung bestimmt wird. Insbesondere kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, den Positionierzustand vor Erreichen eines stationären Zustands des Druckwerts zu bestimmen. Hierzu kann die Steuereinheit den Druckände- rungswert mit einem Solldruckänderungswert und/oder einem, insbesonde re zeitlichen, Druckänderung s verlauf mit einem Solldruckänderung s verlauf vergleichen. Vorzugsweise wird eine fehlerhafte Positionierung des Ob jekts bestimmt, wenn der Druckänderung s wert geringer ist als der Soll druckänderung s wert und/oder wenn der Druckänderung s verlauf eine vor- gegebene Grenzabweichung zu einem Solldruckänderung s verlauf über schreitet. Die Steuereinheit kann für das Bestimmen des Positionierzu stands auch zum Bestimmen eines Zeitkoeffizienten der Druckänderung ausgebildet sein. Das Bestimmen des Positionierzustands kann somit be sonders zeitsparend erfolgen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung steht die Steuereinheit mit dem Zu- strömdrucksensor und/oder einem Temperatur sensor und/oder einem Be wegungssensor in Signalverbindung. Der Temperatursensor ist vorzugs weise zum Erfassen einer Temperatur des Prüffluids in der Messkammer ausgebildet. Der Bewegungssensor kann als Drehsensor zum Erfassen einer Drehbewegung des Spanngehäuses relativ zu dem Grundgehäuse ausgebil det sein. Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet sein, den Positionierzu stand anhand eines Signals des Zuströmdrucksensors und/oder des Tempe ratursensors und/oder des Bewegungssensors zu bestimmen. Insbesondere kann mittels der Steuereinheit über die Drehbewegung auf den bewegungs abhängigen Ab strömwider stand der Labyrinthdichtung geschlossen wer den. Der Positionierzustand kann somit besonders zuverlässig bestimmt werden.

Eine Prüfeinrichtung nach Anspruch 9 ist besonders energieeffizient be treibbar und automatisierbar. Das Zuströmventil kann zum vollständigen Verschließen des Zustroms des Prüffluids ausgebildet sein. Dadurch, dass die Steuereinheit mit dem Zuströmventil in Signal Verbindung steht, kann der Bedarf an Druckluft auf den Zeitraum der Anlageprüfung beschränkt werden. Insbesondere kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, den Ab strömwider stand und/oder den Zuströmwiderstand in Abhängigkeit ei nes Signals des Temperatursensors und/oder des Bewegungssensors einzu stellen. Der Drucksensor kann somit in seinem linearen Messbereich be- trieben werden, wodurch die Anlageprüfung besonders zuverlässig und präzise erfolgen kann.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zum Positionieren und Aufspannen des Objekts zu schaffen, welche beson- ders energieeffizient und zeiteffizient betreibbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Spannvorrich tung entsprechen den Vorteilen der vorstehend beschriebenen Prüfeinrich- tung. Der Anlagekörper zum Verspannen mit dem Objekt kann durch das Spanngehäuse ausgebildet sein. Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Spannvorrichtung mindestens ein Spannelement zum Bewirken einer Spannkraft zwischen dem Objekt und dem Anlagekörper auf. Die Prüföff nung kann in dem Anlagekörper als Bohrung und/oder als, insbesondere ringförmige, Nut ausgebildet sein. Der Anlagekörper kann ein Dichtele ment aufweisen. Vorzugsweise ist das Dichtelement derart ausgebildet, dass es bei einem fehlerfreien Anliegen des Objekts an der Spannvorrich tung zum vollständigen Verschluss der Prüföffnung abdichtend mit dem Objekt zusammenwirkt.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Werk zeugmaschine zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Werkzeug maschine entsprechen den Vorteilen der vorstehend beschriebenen Spann vorrichtung sowie der vorstehend beschriebenen Prüfeinrichtung. Die Werkzeugmaschine kann als Mehrachsmaschine ausgebildet sein. Die An- trieb seinrichtung kann zum rotatorischen und/oder translatorischen Verla gern des Antriebskörpers relativ zu dem Maschinengestell ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung derart ausgebildet, dass der An lagekörper um mindestens eine, insbesondere mindestens zwei, insbeson dere mindestens drei Drehachsen und/oder entlang von mindestens einer, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei Verlage rung srichtungen relativ zu dem Maschinegestell verlagerbar ist. Die An trieb seinrichtung kann einen Spindelantrieb zum rotatorischen Verlagern des Anlagekörpers relativ zu dem Maschinengestell umfassen. Gemäß ei nem Aspekt der Erfindung weist die Werkzeugmaschine eine Maschinen- Steuerung zur Steuerung auf. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass ein Betrieb der Werkzeugmaschine in Abhängigkeit von dem Positionierzu stand aufgenommen oder unterbrochen werden kann. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Anla geprüfung eines Objekts an einer Spannvorrichtung zu schaffen, welches besonders energieeffizient und zeiteffizient ausführbar ist und ein Detektie- ren eines fehlerhaften Positionierzustands zuverlässig ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An spruchs 12 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ent sprechen den Vorteilen der vorstehend beschriebenen Werkzeugmaschine, der Spannvorrichtung sowie der Prüfeinrichtung. Vorzugsweise wird der Positionierzustand anhand eines Signals des Zuströmdrucksensors und/oder des Temperatursensors und/oder des Bewegungssensors bestimmt. Der Ab- strömwiderstand wird vorzugsweise anhand eines Signals des Zuström drucksensors und/oder des Temperatursensors und/oder des Bewegungs sensors eingestellt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wir der Betrieb der Werkzeugmaschi ne, insbesondere der Antriebseinrichtung, in Abhängigkeit von dem Positi onierzustand aufgenommen und/oder unterbrochen und/oder beschränkt. Ein Verfahren nach Anspruch 13 ist besonders zeiteffizient und flexibel durchführbar. Insbesondere umfasst das Verlagern der mindestens einen Prüföffnung relativ zu der Zuströmöffnung eine Drehbewegung. Vorzugs weise erfolgt die Anlageprüfung während des Verlagerns der mindestens einen Prüföffnung relativ zu der Zuströmöffnung. Stillstandzeiten zum Prü- fen der Anlage des Objekts an der Spannvorrichtung können somit vermie den werden.

Ein Verfahren nach Anspruch 14 gewährleistet eine besonders zuverlässige Prüfung der Anlage des Objekts an der Spann Vorrichtung. Die Messtempe- ratur wird vorzugsweise als Temperatur des Prüffluids in der Messkammer erfasst. Dadurch, dass der erfasste Druck in Abhängigkeit von der Mess temperatur und/oder von der Relativbewegung variieren kann, führt eine Berücksichtigung der Messtemperatur und/oder der Relativbewegung bei der Anlageprüfung zu einem besonders zuverlässigen Prüfergebnis.

Ein Verfahren nach Anspruch 15 gewährleistet die Anlageprüfung in be sonders zuverlässiger Weise. Durch das Einstellen des Abströmwiderstands in Abhängigkeit von der Messtemperatur und/oder der Relativbewegung können Störeinflüsse auf den Druck des Prüffluids in der Messkammer re duziert werden.

Ein Verfahren nach Anspruch 16 ist besonders zeiteffizient durchführbar. Vorzugsweise wird das Prüffluid über die Zuströmöffnung und zusätzlich über eine von der Zuströmöffnung und/oder der Abströmöffnung separate Bypassöffnung in die Messkammer zugeführt. Durch das zusätzliche Be füllen der Messkammer über die Bypassöffnung kann der für die Anlage prüfung notwendige Druck in der Messkammer besonders schnell erreicht werden. Die mit der Bypassöffnung verbundene Bypassleitung wird vor- zugsweise nach dem Befüllen der Messkammer verschlossen. Hierdurch wird erreicht, dass der Druck in der Messkammer besonders sensibel auf eine Abströmung des Prüffluids über die Prüföffnung reagiert. Das Erfas sen des Drucks erfolgt entsprechend bei verschlossener Bypassleitung. Ein Verfahren nach Anspruch 17 ist besonders zeiteffizient durchführbar. Dadurch, dass der Positionierzustand während der Druckänderung in der Messkammer bestimmt wird, kann eine Wartezeit während des Befüllens der Messkammer mit dem Prüffluid bis zum Ausbilden eines weitestge hend stationären Drucks vermieden werden. Zum Bestimmen des Positio- nierzustands kann eine Druckänderung und/oder ein Druckverlauf und/oder ein Zeitkoeffizient der Druckänderung bestimmt werden. Insbesondere kann anhand des Druckverlaufs ein sich einstellender Konvergenzdruck wert vorherberechnet werden. Dadurch, dass Wartezeiten vermieden wer- den können, kann die Anlageprüfung besonders zeitsparend durchgeführt werden und die Werkzeugmaschine kann besonders effizient betrieben werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zei gen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Werkzeugmaschine mit einem Maschinengestell, einer Spannvorrichtung und einer Antriebseinrichtung zum Verlagern eines Anlagekörpers der

Spannvorrichtung relativ zu dem Maschinengestell und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Spannvorrichtung in

Fig. 1, wobei die Spann Vorrichtung den Anlagekörper zum Verspannen mit einem Objekt und eine Prüfeinrichtung auf weist und wobei eine an dem Anlagekörper angeordnete Prüföffnung der Prüfeinrichtung von dem Objekt vollständig verschlossen ist. In der Fig. 1 ist eine Werkzeugmaschine 1 mit einem Maschinengestell 2 und einer Spannvorrichtung 3 dargestellt. Die Spannvorrichtung 3 ist zum Positionieren und Aufspannen eines Objekts 4 ausgebildet. Zum verspan nen mit dem Objekt 4 weist die Spannvorrichtung 3 einen Anlagekörper 5 auf. Die Werkzeugmaschine 1 umfasst eine Antriebseinrichtung 6 zum Verla gern des Anlagekörpers 5 relativ zu dem Maschinengestell 2. Zum Drehan- treiben des Objekts 4 umfasst die Antriebseinrichtung 6 einen Spindelan- trieb 7. Mittels des Spindelantriebs 7 ist das Objekt 4 um eine Drehachse 8 verlagerbar. Die Antriebseinrichtung 6 weist einen Linearantrieb 9 zum Verlagern des Anlagekörpers 5 relativ zu dem Maschinengestell 2 auf. Die Werkzeugmaschine 1 ist dazu ausgebildet, ein Werkstück 10 mittels des Objekts 4 zu bearbeiten.

In der Fig. 2 ist die Spann Vorrichtung 3 weiter im Detail dargestellt. Die Spannvorrichtung 3 ist zum Positionieren und Aufspannen des Objekts 4 ausgebildet. Die Spannvorrichtung 3 umfasst eine Prüfeinrichtung 11 zur Anlageprüfung des Objekts 4 und der Spannvorrichtung 3. Zum Bereitstel- len einer zwischen dem Objekt 4 und dem Anlagekörper 5 wirkenden Spannkraft weist die Spannvorrichtung 3 mehrere Spannelemente 12 auf. Die Spannelemente 12 sind in radialer Richtung zu der Drehachse 8 verla gerbar an dem Anlagekörper 5 angeordnet. Die Spannelemente 12 wirken mit dem Objekt 4 über je eine Klemmfläche 13 zusammen. Die Klemmflä- che 13 ist dazu ausgebildet, aufgrund einer radialen Verlagerung zu der Drehachse 8 eine entlang der Drehachse 8 wirkende Klemmkraft auf das Objekt 4 auszuüben.

Die Prüfeinrichtung 11 weist eine Messkammer 14 auf. Die Messkammer 14 umfasst zwei Zuströmöffnungen 15a, 15b zum Zuleiten eines Prüffluids von einer Druckquelle 16. Die Druckquelle 16 ist als Druckluftquelle aus gebildet. Ferner umfasst die Messkammer 14 zwei Abströmöffnungen 17a, 17b zum Ableiten des Prüffluids zu einer Drucksenke 18. Die Drucksenke 18 ist durch eine Umgebung der Prüfeinrichtung 11, insbesondere durch einen Innenraum des Maschinengestells 2 ausgebildet. Die Messkammer 14 umfasst ferner eine Prüföffnung 19, welche an dem Anlagekörper 5 an geordnet ist. Die Prüföffnung 19 ist von dem an dem Anlagekörper 5 anlie genden Objekt 4 zumindest teilweise verschließbar.

Die Prüfeinrichtung 11 weist Fluidleitungen 20 zum Leiten von Druckluft auf. Die Messkammer 14 wird durch die zwischen den Zuströmöffnungen 15a, 15b, den Abströmöffnungen 17a, 17b und der Prüföffnung 19 angeleg ten Fluidleitungen 20 ausgebildet.

Die erste Zuströmöffnung 15a ist an einer Prüfleitung 21 angeordnet. Zwi schen der ersten Zuströmöffnung 15a und der Druckquelle 16, insbesonde re an der Prüfleitung 21, ist ein Zuströmwiderstand 22 angeordnet. Der Zu- strömwiderstand 22 ist zum Begrenzen eines Zustroms des Prüffluids über die Zuströmöffnung 15a ausgebildet. Der Zuströmwiderstand 22 ist als ein stellbares Drosselventil ausgebildet.

Die erste Abströmöffnung 17a steht mit der Drucksenke 18 über eine Re duzierleitung 23 in fluidleitender Verbindung. Zum Begrenzen eines Abstroms des Prüffluids über die erste Abströmöffnung 17a ist zwischen dieser und der Drucksenke 18 ein erster Ab strömwider stand 24a angeord net. Der erste Abströmwiderstand 24a ist einstellbar. Insbesondere ist der erste Abströmwiderstand 24a als einstellbares Drosselventil ausgebildet. Die zweite Abströmöffnung 17b steht mit der Drucksenke 18 über einen zweiten Abströmwiderstand 24b in fluidleitender Verbindung. Der zweite Abströmwiderstand 24b ist als Labyrinthdichtung 25 ausgebildet. Die Labyrinthdichtung 25 ist zwischen einem Grandgehäuse 26 und einem Spanngehäuse 27 angeordnet. Das Spanngehäuse 27 ist drehfest mit dem Anlagekörper 5 verbunden. Insbesondere ist der Anlagekörper 5 durch das Spanngehäuse 27 ausgebildet. Das Grandgehäuse 26 ist drehfest mit dem Maschinegestell 2 verbunden.

Die Messkammer 14 überspannt einen Lagerspalt 28 zwischen dem

Grandgehäuse 26 und dem Spanngehäuse 27. Die Labyrinthdichtung 25 ist zum Abdichten der Messkammer 14 im Bereich des Lagerspalts 28 gegen- über der Drucksenke 18, insbesondere der Umgebung, ausgebildet.

Die Prüfeinrichtung 11 weist einen Dracksensor 30 auf, welcher mit der Messkammer 14 fluidleitend in Verbindung steht. Ferner umfasst die Prü feinrichtung 11 einen Zuströmdracksensor 31 zum Erfassen eines Drucks des Prüffluids stromaufwärts des Zuströmwiderstands 22. Der Zuström dracksensor 31 ist vor dem Zuströmwiderstand 22 an der Prüfleitung 21 angeordnet.

Die Prüfeinrichtung 11 weist einen Temperatursensor 32 zum Erfassen ei- ner Temperatur des Prüffluids in der Messkammer 14 auf. An dem Spin delantrieb 7 ist ein Drehsensor 33 zum Erfassen einer Drehbewegung, ins besondere einer Drehzahl, des Anlagekörpers 5 relativ zu dem Maschinen gestell 2 angeordnet. Die zweite Zuströmöffnung 15b ist mit der Drackquelle 16 über eine By passleitung 34 fluidleitend verbunden. Die zweite Zuströmöffnung 15b ist auch als Bypassöffnung bezeichnet. Zum reversiblen Verschließen der By passleitung 34 ist an dieser ein Bypassventil 35 angeordnet. Zum automati sierten Schalten des Bypassventils 35 zwischen einer Offenstellung und einer Verschlussstellung weist das Bypassventil 35 einen Ventilantrieb 36 auf.

Die Prüfeinrichtung 11 weist eine Steuereinheit 37 auf. Die Steuereinheit 37 steht mit dem Drucksensor 30, dem Zuströmdrucksensor 31, dem Tem peratursensor 32 und dem Drehsensor 33 in Signal Verbindung. Ferner steht die Steuereinheit 37 in Signal Verbindung mit dem ersten Abströmwider- stand 24a, dem Zu strömwider stand 22 und dem Ventilantrieb 36. Die Steu ereinheit 37 ist zum Bestimmen eines Positionierzustands des Objekts 4 an dem Anlagekörper 5 anhand eines Signals des Drucksensors 30 ausgebil det. Ferner ist die Steuereinheit 37 dazu ausgebildet den Positionierzustand anhand einer von dem Drehsensor 33 erfassten Drehbewegung, anhand einer von dem Temperatursensor 32 bestimmten Temperatur und anhand eines von dem Zuströmdrucksensor 31 erfassten Drucks zu bestimmen. Zum Verlagern des Bypassventils 35 zwischen der Offenstellung und der Verschlussstellung steht die Steuereinheit 37 in Signal Verbindung mit dem Ventilantrieb 36. Ferner ist die Steuereinheit 37 dazu ausgebildet, den Zu- strömwiderstand 22 und den ersten Abströmwiderstand 24a anhand des von dem Drucksensor 30 erfassten Drucks einzustellen.

Die Prüfeinrichtung 11 weist ein Zuströmventil 38 zum reversiblen Ab sperren des Zustroms des Prüffluids aus der Druckquelle 16 auf. Das Zu strömventil 38 umfasst einen Zuströmventilantrieb 39. Der Zuströmventil- antrieb 39 steht mit der Steuereinheit 37 in Signal Verbindung.

Die Funktionsweise der Werkzeugmaschine 1 bzw. der Spann Vorrichtung 3 bzw. der Prüfeinrichtung 11 zur Anlageprüfung des Objekts 4 an der Spannvorrichtung 3 ist wie folgt: Die Werkzeugmaschine 1 befindet sich in einer Grundstellung. Die Spann vorrichtung 3 ist an dem Maschinengestell 2 angebracht, wobei die Prüf öffnung 19 zu einem Innenraum des Maschinengestells 2 hin geöffnet ist. Der Spindelantrieb 7 ist deaktiviert. Das Bypassventil 35 befindet sich in der Verschlussstellung. Die Prüföffnung 19 ist über die Messkammer 14, die erste Zuströmöffnung 15a und den Zuströmwiderstand 22 und das Zu- strömventil 38 mit der Druckquelle 16 verbunden. Das Zuströmventil 38 befindet sich in einer Verschlussstellung. Mittels eines Signals der Steuereinrichtung 37 wird der Zuströmventilan- trieb 39 aktiviert und das Zuströmventil 38 wird aus der Verschluss Stellung in eine Offenstellung verlagert. Durch den Zuströmwiderstand 22 begrenzt strömt fortwährend Prüffluid in Form von Druckluft in die Messkammer 14 und aus dieser über die Prüföffnung 19 in die durch den Innenraum des Maschinengestells 2 gebildete Drucksenke 18 ab. Aus der Messkammer 14 strömt Druckluft zu dem über die Labyrinthdichtung 25 und den zweiten Ab strömwider stand 24a in die Drucksenke 18 ab.

Der Drucksensor 30 und der Zuströmdrucksensor 31 erfassen je einen Druck des Prüffluids. Der Zuströmwiderstand 22 ist mittels der Steuerein heit 37 derart eingestellt, dass der an dem Drucksensor 30 anlegende Druck im linearen Messbereich des Drucksensors 30 liegt. Während des nachfol gend beschriebenen Prüfvorgangs wird der Zuströmwiderstand 22 von der Steuereinheit 37 anhand eines Signals des Zuströmdrucksensors 31 derart eingestellt, dass niederfrequente Druckschwankungen des zuströmenden Prüffluids ausgeglichen werden.

Der Druck in der Messkammer 14 ist geringer als der Druck in der Druck quelle 16 und höher als ein in der Drucksenke 18 herrschender Druck. Das Objekt 4 wird mit der Spannvorrichtung 3 verbunden. Hierzu wird das Objekt 4 an den Anlagekörper 5 herangeführt. Die Spannelemente 12 wer den in radialer Richtung zu der Drehachse 8 an das Werkstück 4 herange- führt, wodurch das Objekt 4 entlang der Drehachse 8 mit dem Anlagekör per 5 verspannt wird. In einem ersten Positionierzustand liegt das Objekt 4 vollständig und fehlerfrei an dem Anlagekörper 5 an. Das Objekt 4 ver schließt die Prüföffnung 19 dabei vollständig. Mittels der Steuereinheit 37 wird ein Druckanstieg an dem Drucksensor 30 bestimmt. Die Steuereinheit 37 stellt ein Signal zum Öffnen des Bypassventils 35 an den Ventilantrieb

36 bereit. Das Bypassventil 35 wird geöffnet. Über das Bypassventil 35 und die zweite Bypassöffnung 15b strömt das Prüffluid in die Messkammer 14 ein. Ein über die Bypassöffnung 15b in die Messkammer 14 zugeleiteter Fluidstrom ist größer als ein über die Zuströmöffnung 15a in die Mess- kammer 14 zugeleiteter Fluidstrom. Über die Bypassleitung 34 kann ein Befüllen der Messkammer 14 mit dem Prüffluid besonders schnell erfol gen.

Die Steuereinheit 37 vergleicht einen an dem Drucksensor 30 anliegenden Prüfdruck mit einem Befülldruckgrenzwert. Sobald der Prüfdruck den Be- fülldruckgrenzwert überschreitet stellt die Steuereinheit 37 ein Signal zum Verschließen des Bypassventils 35 an den Ventilantrieb 36 bereit. Der Ventilantrieb 36 verlagert das Bypassventil aus der Offenstellung in die V er schlus s Stellung .

Die Steuereinheit 37 bestimmt eine Druckänderung an dem Drucksensor 30. Die Steuereinheit 37 vergleicht die Druckänderung mit einem Druck änderungsgrenzwert. Sobald die Druckänderung den Druckänderungs- grenzwert unterschreitet, wird mittels des Drucksensors 30 der zur Anlage prüfung erforderliche Prüfdruck in der Messkammer 14 erfasst.

Die Steuereinheit 37 vergleicht den Prüfdruck mit einem Prüfdruckgrenz - wert. Ein Positionierzustand des Objekts 4 an der Spannvorrichtung 3 wird abhängig von einer Differenz zwischen dem Prüfdruck und dem Prüf druckgrenzwert bestimmt. Da das Objekt 4 fehlerfrei an dem Anlagekörper 5 anliegt, ist der Prüfdruck höher als der Prüfdruckgrenzwert. Die Steuer einheit 37 detektiert das fehlerfreie Anliegen des Objekts 4 an der Spann- Vorrichtung 3. Die Steuereinheit 37 stellt ein Signal an eine nicht darge stellte Maschinensteuerung der Werkzeugmaschine 1 bereit, welches mit dem fehlerfreien Positionierzustand korreliert. Der Spindelantrieb 7 wird aktiviert und das Werkstück 10 wird mittels des Objekt 4 bearbeitet. Bei der Bearbeitung von Werkstücken 10 ist die Spannvorrichtung 3 Ver unreinigungen ausgesetzt. Verunreinigungen, insbesondere von dem Werk stück 10 abgetragenes Material, kann an den Anlagekörper 5 gelangen. Beispielsweise kann ein Span zwischen den Anlagekörper 5 und das Ob jekt 4 gelangen. Das Objekt 4 ist dann fehlerhaft an der Spannvorrichtung 3 positioniert. Alternativ ist es möglich, dass die Spannelemente 12 aufgrund einer Fehlfunktion nicht die erforderliche Anpresskraft zwischen dem Ob jekt 4 und dem Anlagekörper 5 bereitstellen können. Das Objekt 4 kann sich dann beim Spannen in einen fehlerhaften zweiten Positionierzustand verlagern.

Der fehlerhafte Positionierzustand führt dazu, dass die Prüföffnung 19 von dem Objekt 4 nicht vollständig verschlossen wird. Dadurch, dass das Prüf fluid zusätzlich über die Prüföffnung 19 aus der Messkammer 14 abströ men kann, ist der Druck des Prüffluids in der Messkammer 14 reduziert. Insbesondere ist der Prüfdruck bei dem fehlerhaften Positionierzustand ge ringer als bei dem fehlerfreien Positionierzustand.

Der Prüfdruck wird mittels der Steuereinheit 37 wiederum dann bestimmt,

5 wenn die Druckänderung den Druckänderungsgrenzwert unterschreitet.

Der Prüfdruck wird mit dem Prüfgrenzdruck verglichen. Da der sich ein stellende Prüfdruck aufgrund der Leckage zwischen dem Objekt 4 und dem Anlagekörper 5 geringer ist als der Prüfdruckgrenzwert, wird der fehlerhaf te Positionierzustand detektiert. Die Steuereinheit 37 stellt ein mit dem feh lt) lerhaften Positionierzustand korrelierendes Signal an der Maschinen Steue rung bereit. Die Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine, insbesondere die Bearbeitung des Werkstücks 10 wird gesperrt. Ein Alarmsignal wird mit tels der Maschinensteuerung an einen Benutzer ausgegeben.

15 Dadurch, dass der Lagerspalt 28 zwischen dem Grundgehäuse 26 und dem Spanngehäuse 27 mittels der Labyrinthdichtung 25 abgedichtet ist, kann das Bestimmen des Positionierzustands während des Verlagerns des Anla gekörpers 5 relativ zu dem Maschinengestell 2 also während des Betriebs der Werkzeugmaschine 1 erfolgen. Insbesondere kann das Bestimmen des 20 Positionierzustands beim Verlagern der Prüföffnung 19 relativ zu der Zu- strömöffnung 15a erfolgen. Der zweite Abströmwiderstand 24b der Laby rinthdichtung 25 ist abhängig von einer Bewegung des Spanngehäuses 27 relativ zu dem Grundgehäuse 26. Diese Relativbewegung wird mittels des Drehsensors 33 erfasst. Der erste Abströmwiderstand 24a wird mittels der 25 Steuereinheit 37 anhand des Signals des Drehsensors 33 eingestellt. Der erste Abströmwiderstand 24a wird derart eingestellt, dass ein Gesamtab- strömwiderstand zwischen der Messkammer 14 und der Drucksenke 18, über den ersten Abströmwiderstand 24a und den zweiten Abströmwider stand 24b, konstant bleibt. Die Steuereinheit 37 bestimmt den Positionierzustand unter Berücksichti gung der von dem Temperatursensor 32 erfassten Temperatur des Prüfflu ids in der Messkammer 14. Insbesondere wird der erste Ab strömwider stand 24a anhand der Temperatur in der Messkammer 14 eingestellt. Die sich mit der Temperatur ändernden Eigenschaften des Prüffluids werden bei der Bestimmung des Positionierzustands durch die Steuereinheit 37 berück sichtigt. Durch Ausbilden der Messkammer 14 mit der Zuströmöffnung und der mindestens einen Abströmöffnung, wobei zum Begrenzen des Zustroms des Prüffluids der Zuströmwiderstand 22 vorgesehen und wobei zum Be grenzen des Abstroms des Prüffluids die Abströmwiderstände 24a, 24b vorgesehen sind, kann die Anlageprüfung des Objekts 4 an der Spannvor- richtung 3 besonders zuverlässig und energieeffizient erfolgen. Dadurch, dass der zweite Abströmwiderstand 24b als Labyrinthdichtung 25 ausge bildet ist, kann auf eine kostenintensive, verschleißanfällige und nur unter erhöhtem Zeitaufwand verlagerbare Anlagedichtung verzichtet werden.

Der einstellbare Zuströmwiderstand 22 ermöglicht den Ausgleich von Druckschwankungen. Die Bypassleitung 34 gewährleistet zusammen mit dem Bypassventil 35 eine besonders zeiteffiziente Anlageprüfung des Werkstücks 4 an der Spann Vorrichtung 3.