Derartige Werkzeughalter, insbesondere Werkzeughalter mit einer zur Drehachse zentrischen Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Halteschafts des Werkzeugs, bei welchen am Umfangsmantel der Aufnahmeöffnung Spannflächen zur Presssitzhalterung des Halteschafts des Werkzeugs vorgesehen sind, sind allgemein in der Industrie und der Fachliteratur bekannt. Die bekannten Werkzeughalter weisen in der Regel eine gewisse axiale Länge auf, was sie grundsätzlich anfällig für fremderregte Schwingungen macht, welche von vielerlei Quellen erregt werden können.

Beispielsweise weisen zahlreiche Schneidwerkzeuge, welche zur Ein- spannung in einen derartigen Werkzeughalter vorgesehen sind, an ihrer Außenfläche wenigstens eine Schneide oder über ihren Umfang gleich- mäßig verteilt eine Mehrzahl von Schneiden auf, so dass bei einer Werk- zeugumdrehung periodisch wenigstens eine Schneide in den Werkstück- körper eintritt, um aus diesem einen Span abzuheben. Mit einem derartigen Schneideneintritt in das Material ist eine Kraftrückwirkung auf die Schneide verbunden, da diese mehr oder weniger schlagartig von einem nicht- schneidenden in einen schneidenden Zustand übergeht. Die Periodizität derartiger Kraftstöße hängt dabei von der Anzahl an vorhandenen Schneiden und der Umdrehungszahl des Werkzeugs und damit des Werk- zeughalters ab. Es sind jedoch auch andere Schwingungseinflüsse bekannt, wie sie etwa durch eine für ein jeweiliges Werkzeug unangepasste Schneid-

geschwindigkeit erhalten werden, beispielsweise durch Rattern eines Fräsers.

Durch diese Einflüsse kann der Werkzeughalter zu Torsionsschwingungen um seine ideale Drehachse oder/und zu Longitudinalschwingungen in einer die Drehachse enthaltenden Ebene angeregt werden. Auch Mischformen derartiger Schwingungen sind denkbar.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Werkzeughalter der eingangs genannten Art anzugeben, welcher allgemein gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Rundlaufeigenschaften besitzt und damit ver- bunden höhere Bearbeitungsgenauigkeiten erreicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch einen gattungs- gemäßen Werkzeughalter, der an einem bezüglich der Drehachse axialen Längsabschnitt wenigstens einen Aktorenkörper aus elektrostriktivem Mate- rial aufweist, welcher unter Änderung eines auf ihn einwirkenden elektrischen Potenzials seine Längenabmessung in wenigstens einer Raum- richtung ändert, wobei der Aktorenkörper mit einem elektrischen Potenzial beaufschlagbar an dem axialen Längsabschnitt derart in Kraftübertragungs- beziehung mit dem Werkzeughalter vorgesehen ist, dass der Aktorenkörper bei der Änderung seiner Längenabmessung eine Kraft auf den Werkzeug- halter ausübt.

Unter elektrostriktivem Material soll im Rahmen dieser Anmeldung jedes Ma- terial verstanden werden, welches seine Längenabmessung in wenigstens einer Raumrichtung ändert, wenn sich eine auf das Material einwirkende elektrische Spannung bzw. ein elektrisches Potenzial ändert.

Darüber hinaus sei zum besseren Verständnis darauf hingewiesen, dass die in dieser Anmeldung verwendeten Richtungsangaben"radial","axial"sowie "Umfangsrichtung"stets auf die Drehachse des Werkzeughalters bezogen sind.

Dadurch, dass der elektrostriktive Aktorenkörper derart an dem axialen

Längsabschnitt des Werkzeughalters in Kraftübertragungsbeziehung mit diesem vorgesehen ist, dass der Aktorenkörper bei der Änderung seiner Längenabmessung eine Kraft auf den Werkzeughalter ausübt, ist es möglich, durch Änderung des auf den Aktorenkörper einwirkenden elektrischen Potenzials gezielt Kraft auf den Werkzeughalter auszuüben.

Dadurch kann wie folgt eine vorteilhafte, die Rundlaufgenauigkeit erhöhende Wirkung am Werkzeughalter erzielt werden : Das Rundlaufverhalten kann grundsätzlich auf zwei verschiedene Arten und Weisen verändert werden, nämlich statisch oder dynamisch. Die beiden Arten der Beeinflussung des Rundlaufverhaltens des Werkzeughalters können auch in Kombination eingesetzt werden.

Eine vorteilhafte Änderung des statischen Rundlaufverhaltens kann durch den wenigstens einen Aktorenkörper dadurch erhalten werden, dass die vom Aktorenkörper bei dessen Längenänderung auf den Werkzeughalter ausge- übte Kraft eine Formänderung des Werkzeughalters bewirkt. Die Form- änderung des Werkzeughalters kann durch gezielte Beaufschlagung des Aktorenkörpers mit einem elektrischen Potenzial derart sein, dass eine möglicherweise vorhandene Unwucht verringert oder ganz beseitigt wird, d. h. der Werkzeughalter ist durch den Aktorenkörper gezielt derart verform- bar, dass die Masse des Werkzeughalters, inklusive eingespanntem Werk- zeug, in einem Verfomungszustand des Aktorenkörpers möglichst symme- trisch um die ideale Drehachse herum verteilt ist. Dadurch ist es auch möglich, jene ungleichmäßigen Massenverteilungen auszugleichen, welche durch unterschiedlich ausgebildete oder unerwünschterweise verformte Werkzeuge verursacht sein können, die in den Werkzeughalter eingespannt werden.

Eine vorteilhafte Änderung des dynamischen Rundlaufverhaltens kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch destruktive Resonanz erhalten werden. Dabei wird dann, wenn im Betrieb eine Schwingung an dem Werk- zeughalter auftritt, der Aktorenkörper periodisch derart mit einem geeignet gewählten elektrischen Potenzial beaufschlagt, dass am Werkzeughalter

eine zu der unerwünschterweise angeregten Schwingung gegenphasige Gegenschwingung erzeugt wird. Schwingung und Gegenschwingung am selben Werkzeughalter überlagern sich additiv, so dass es zu einer Ver- ringerung oder sogar Auslöschung der durch den Werkzeughalterbetrieb angeregten unerwünschten Schwingung kommt.

Wenn in der vorliegenden Anmeldung ausgesagt ist, dass der Aktorenkörper aus einem Material gebildet ist, welches bei Änderung des auf ihn ein- wirkenden elektrischen Potenzials seine Längenabmessung in wenigstens einer Raumrichtung ändert, so soll dadurch nicht ausgeschlossen sein, dass sich bei Änderung des einwirkenden elektrischen Potenzials auch eine Änderung einer Längenabmessung in einer zweiten, zur ersten orthogonalen Raumrichtung einstellt. Schließlich soll auch nicht ausgeschlossen sein, dass sich Längenabmessungen des Aktorenkörpers unter Einfluss eines auf ihn einwirkenden elektrischen Potenzials in drei zueinander orthogonalen Raumrichtungen ändern, wie dies etwa zum Vergleich bei einer thermischen Ausdehnung oder Schrumpfung der Fall ist.

Das Materialverhalten hängt dabei ganz wesentlich von dem gewählten elektrostriktiven Material ab. Bekannt sind piezoelektrische Werkstoffe.

Neuerdings sind auch weitere elektrostriktive Werkstoffe im Sinne der vor- liegenden Anmeldung bekannt geworden, nämlich sogenannte"Carbon Nanotubes" (CNT). Dabei handelt es sich um rohrförmige Kohlenstofffasern mit einem Durchmesser im Nanometerbereich, welche sich bei Anlegen bzw.

Ändern einer an sie angelegten elektrischen Spannung zusammenziehen oder ausdehnen. Der Vorteil derartiger Kohlenstoffnanoröhrchen liegt in der geringen elektrischen Spannung, welche zu ihrer Längenänderung erforder- lich ist, weiterhin in der pro Längeneinheit einer Faser erreichbaren verglichen mit Piezo-Werkstoffen großen Längenänderung, sowie in ihrer thermischen und mechanischen Festigkeit. Daher ist die Verwendung dieser Kohlenstoffnanoröhrchen als Material für den Aktorenkörper bevorzugt. Es ist aber auch der Einsatz weiterer elektrostriktiver Werkstoffe denkbar.

Zur vorstehend genannten statischen Korrektur einer unsymmetrischen

Massenverteilung um die Drehachse kann der wenigstens eine Aktoren- körper derart angeordnet sein, dass er unter Änderung des auf ihn ein- wirkenden elektrischen Potenzials seine Längenabmessung in axialer Rich- tung des Werkzeughalters ändert. Mit axialer Richtung ist dabei eine Rich- tung parallel zur Drehachse des Werkzeughalters bezeichnet.

Zusätzlich oder alternativ kann der wenigstens eine Aktorenkörper zur Erzeugung von einer unerwünschten Torsionsschwingung entgegen- wirkenden Gegenschwingungen für eine gewünschte destruktive Interferenz derart angeordnet sein, dass er unter Änderung des auf ihn einwirkenden elektrischen Potenzials seine Längenabmessung in Umfangsrichtung des Werkzeughalters ändert.

Der wenigstens eine Aktorenkörper kann beispielsweise den Werkzeug- halter in dem axialen Längsabschnitt seiner Anordnung koaxial umgeben, so dass auf den Werkzeughalter über dessen gesamten Umfang verteilt eine Kraft ausgeübt werden kann. Beispielsweise kann der Aktorenkörper hierzu um den Werkzeughalter herum gewickelt sein.

Für eine vorteilhafte Kraftübertragung vom Aktorenkörper auf den Werk- zeughalter kann der Aktorenkörper an wenigstens einer Seite mit dem Werk- zeughalter in Berührkontakt sein. Bevorzugt ist dieser Berührkontakt derart ausgebildet, dass der Werkzeughalter einer Änderung einer Längenab- messung des Aktorenkörpers in der wenigstens einen Raumrichtung ent- gegenwirkt. Dadurch kann besonders einfach vom Aktorenkörper eine me- chanische Spannung oder eine Längenänderung in Bereichen des Werk- zeughalter bewirkt werden. Vorzugsweise ist der Aktorenkörper an wenigstens zwei Seiten in Anlagekontakt an dem Werkzeughalter. Hierzu kann der Aktorenkörper mit seinen axialen Endflächen oder/und mit seinen Umfangsendflächen an jeweiligen Gegenendflächen des Werkzeughalters anliegen. Eine besonders sichere und verlustfreie Kraftübertragung vom Aktorenkörper auf den Werkzeughalter kann dadurch gewährleistet werden, dass der Aktorenkörper in den Werkzeughalter eingebettet ist."Einbettung" bezeichnet im Sinne der vorliegenden Anmeldung einen Zustand, bei

welchem der Aktorenkörper in den Werkzeughalter hineinragt, so dass er an wenigstens vier Seiten, von denen je zwei einander paarweise gegenüberliegen, in Anlagekontakt mit dem Werkzeughalter ist. Der Aktorenkörper kann jedoch auch vollständig von dem den Werkzeughalter bildenden Material umgeben sein. Um auch Zugkräfte sicher vom Aktorenkörper auf den Werkzeughalter übertragen zu können, kann der Aktorenkörper gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zumindest abschnittsweise durch Haftmittel mit dem Werkzeughalter verbunden sein.

Eine besonders gezielte Beeinflussung des Schwingungsverhaltens des Werkzeughalters kann dadurch erreicht werden, dass eine Mehrzahl von elektrostriktiven Aktorenkörpern vorgesehen ist, welche in Umfangsrichtung mit Abstand, vorzugsweise mit gleichem Abstand, voneinander angeordnet sind. Sind einzelne oder Gruppen aus der Mehrzahl von Aktorenkörper ge- zielt ansteuerbar, so kann bei dieser Anordnung ein Umfangsabschnitt ge- zielt ausgewählt werden, bei welchem eine Gegenschwingung und/oder eine Längung oder/und eine Verkürzung des Werkzeughalters erzeugt werden soll. Selbst wenn eine Längung oder Verkürzung des Werkzeughalters auf Grund von dessen hohem Elastizitätsmodul durch die aus der Änderung der Längenabmessung des Aktorenkörpers erreichbaren Kräften nur in vernach- lässigbarem Umfang erzielbar ist, so werden durch diese Kräfte zumindest lokale mechanische Spannungen im Werkzeughalter hervorgerufen, wo- durch ebenfalls Einfluss auf dessen Schwingungsverhalten genommen werden kann.

Häufig weist der Werkzeughalter neben der Spannanordnung noch weitere Funktionsabschnitte auf, etwa eine Kopplungsanordnung zur Kopplung des Werkzeughalters mit einer Werkzeugmaschine. Eine derartige Kopplung- anordnung ist zweckmäßigerweise an dem anderen, dem Endbereich mit der Spannanordnung entgegengesetzten axialen Endbereich des Werkzeug- halters vorgesehen. Um die Funktion dieser Anordnungen nicht zu stören, ist der axiale Längsabschnitt der Anordnung des wenigstens einen Aktoren- körpers in axialer Richtung vorteilhafterweise derart gewählt, dass der zwischen der Spannanordnung und der Kopplungsanordnung gelegen ist.

Damit das auf den wenigstens einen Aktorenkörper einwirkende elektrische Potenzial in einfacher Weise änderbar ist, kann der Werkzeughalter wenigstens eine elektrische Potenzialquelle aufweisen. Diese kann in einer einfachen, von äußeren Potenzialquellen unabhängigen Ausführungsform in oder an dem massiven Werkzeughalter aufgenommen sein. Es kann sich bei der elektrischen Potenzialquelle um eine Gleichspannungs-Batterie handeln.

Dies erst recht dann, wenn die zuvor genannten Kohlenstoffnanoröhrchen als Material für den elektrostriktiven Aktorenkörper verwendet werden, da hier sehr geringe Spannungswerte ausreichen, um eine Längenänderung des Aktorenkörpers zu bewirken. Wird eine höhere Spannung benötigt, kann auch eine Mehrzahl von Gleichspannungs-Batterien an oder in dem Werk- zeughalter vorgesehen sein.

Weist der Werkzeughalter in der oben geschilderten Weise auch eine Mehr- zahl von elektrostriktiven Aktorenkörpern auf, so ist es vorteilhaft, jedem gesonderten Aktorenkörper wenigstens eine Gleichspannungs-Batterie aus der Mehrzahl von Gleichspannungs-Batterien zuzuordnen, so dass die Be- aufschlagbarkeit eines jeden Aktorenkörpers unabhängig von den übrigen Aktorenkörpern sichergestellt ist.

Falls aus bestimmten Gründen, etwa zur Vermeidung einer Unwucht oder auf Grund eines erhöhten Leistungsbedarfs die Aufnahme einer Batterie an oder im Werkzeughalter unerwünscht ist, kann dieser auch mit wenigstens einer elektrischen Potenzialquelle koppelbar ausgebildet sein. Im Falle einer Mehrzahl von mit dem Werkzeughalter koppelbaren Potenzialquellen gilt das oben zur Mehrzahl von Gleichspannungs-Batterien Gesagte ent- sprechend. So kann die elektrische Potenzialquelle extern vorgesehen und damit auf einen großen Leistungsvorrat ausgelegt sein.

Als mögliche Kopplungsmittel sind grundsätzlich in einer einfachen Ausführungsform Schleifkontakte denkbar. Bevorzugt ist der Werkzeughalter jedoch mit Induktionsmitteln zur induktiven Spannungsübertragung und mit Gleichrichtermitteln zur Gleichrichtung der induktiv übertragenen Spannung

versehen. Eine derartige Spannungsübertragung geschieht berührungsfrei und daher verlustarm. Die Induktionsmittel können aus zwei Spulen be- stehen, von denen eine an der Werkzeugmaschine ruhend und die andere am Werkzeughalter mit diesem mitbewegt vorgesehen ist. Die Gleichrichter- mittel können beispielsweise eine Diode umfassen.

Die Beaufschlagbarkeit des Aktorenkörpers mit einem elektrischen Potenzial kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch eine Regelbarkeit der Potenzialquelle zwischen zwei elektrischen Potenzialen, vorzugsweise zwischen einem Potenzial von null (Erdpotenzial) und einem von null verschiedenen Potenzial erreicht sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Werkzeughalter mit wenigstens einem Schalter versehen sein, welcher dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Potenzialquelle mit dem wenigstens einen Aktorenkörper derart zu verbinden, dass das elektrische Potenzial der Potenzialquelle auf den Aktorenkörper einwirkt.

Dieser Schalter ermöglicht, eine nicht regelbare Batterie als Potenzialquelle einzusetzen und durch Betätigung des Schalters deren elektrisches Potenzial wahlweise auf den Aktorenkörper einwirken zu lassen. Durch ge- zieltes pulsierendes Betätigen des Schalters können darüber hinaus auch verschiedene zeitliche Mittelwerte eines auf den wenigstens einen Aktoren- körper einwirkenden elektrischen Potenzials erreicht werden. Dies ist vorteil- haft, wenn der Aktorenkörper aus einem Material gebildet ist, welches seine Längenabmessung proportional zu oder zumindest in Abhängigkeit von der Höhe des auf ihn einwirkenden elektrischen Potenzials ändert.

Der Schalter kann ein elektrischer Schalter sein, etwa ein Thyristor, oder er kann durch einen entsprechend ausgelegten integrierten Schaltkreis ge- bildet sein. Grundsätzlich ist jedoch jede Art von Schalter denkbar.

Eine Erhöhung der Arbeitssicherheit durch Vorsehen von Redundanzen kann dadurch erreicht werden, dass der Werkzeughalter eine Mehrzahl von Schaltern aufweist. Sind mehrere Aktorenkörper vorhanden, so ist es vorteil- haft, jedem Aktorenkörper einen Schalter zuzuordnen, so dass die Voraus-

setzung dafür geschaffen ist, auf jeden Aktorenkörper einzeln gezielt ein elektrisches Potenzial einwirken zu lassen. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin vorteilhaft, wenn jeder aus der Mehrzahl von Schaltern gesondert von den jeweils anderen Schaltern schaltbar ist.

Der wenigstens eine Schalter oder die Mehrzahl von Schaltern kann fernbe- tätigbar sein, um den Werkzeughalter nicht mit Bauteilen zu überfrachten.

Außerdem kann damit die Auslöseeinheit für einen Schalter feststehend, d. h. nicht-rotierend und damit unbeschleunigt, an der Werkzeugmaschine oder in deren Nähe vorgesehen sein, was sich vorteilhaft auf ihre Lebens- dauer auswirken kann. Eine Möglichkeit der Fernbetätigbarkeit besteht in der Verwendung von Funkwellensendern in der Auslöseeinheit, deren Funk- wellen von dem wenigstens einen Schalter empfangen werden und einen Schaltvorgang auslösen. Diese Funkwellen können für einzelne Schalter kodiert sein, so dass aus einer Mehrzahl von Schaltern eine gezielte Aus- wahl betätigbar ist.

Der Werkzeughalter kann darüber hinaus auch mit einem Sensor versehen sein, welcher zur Erfassung von Rundlaufeigenschaften ausgebildet ist.

Hierfür kommen Sensoren in Frage, welche in der Lage sind, am Werkzeug- halter auftretende mechanische Spannungen oder/und Verformungen vorzugsweise orts-und zeitabhängig festzustellen. Als solche Sensoren können beispielsweise Dehnmessstreifen, Piezokristalle und dergleichen dienen.

Zur Verwirklichung einer selbsttätigen vorteilhaften Beeinflussung der Rund- laufeigenschaften des Werkzeughalters kann der wenigstens eine Sensor mit dem wenigstens einen Schalter zur Auslösung eines Schaltvorgangs ver- bunden sein. So kann der Schalter derart ausgebildet sein, dass er bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwerts des Ausgangssignals des Sensors eine Verbindung zwischen einer elektrischen Potenzialquelle und dem Aktorenkörper herstellt.

Für eine möglichst ortsgenaue Beeinflussung der Rundlaufeigenschaften

kann der Werkzeughalter eine Mehrzahl von Sensoren sowie eine Mehrzahl von Aktorenkörpern umfassen, wobei jedem Aktorenkörper wenigstens ein Sensor zugeordnet ist. Es können einem Aktorenkörper auch mehrere Sen- soren zugeordnet sein, etwa um verschiedene Schwingungsformen des Werkzeughalters getrennt voneinander festzustellen.

Es kann der Sensor auch ohne zugeordnetem Schalter mit dem Aktoren- körper derart verbunden sein, dass das Ausgangssignal des Sensors, gegebenenfalls durch eine Verstärkerschaltung verstärkt, das auf den Akto- renkörper einwirkende elektrische Potenzial liefert.

In Fällen, in denen dies nicht sinnvoll ist, etwa weil der Sensor nicht das er- forderliche elektrische Potenzial als Ausgangssignal zu liefern vermag, kann jedem Aktorenkörper wenigstens ein Schalter und wenigstens ein Sensor zugeordnet sein. Dadurch ist die Verwendung einer beliebig leistungs- fähigen Potenzialquelle möglich.

Eine noch genauere vorteilhafte Beeinflussung der Rundlaufeigenschaften und damit der Bearbeitungsgenauigkeit eines in den Werkzeughalter einge- spannten Werkzeugs kann durch einen Werkzeughalter erreicht werden, welcher einen Mikroprozessor aufweist, der mit dem wenigstens einen Sensor oder/und dem wenigstens einen Schalter verbunden ist. Der Mikro- prozessor kann mit dem wenigstens einen Sensor und dem wenigstens einen Schalter zu deren genauer Ansteuerung verbunden sein, wobei der Mikroprozessor dazu ausgebildet ist, den Schalter nach Maßgabe eines Ausgangssignals des wenigstens einen Sensors zu betätigen.

Beispielsweise kann der Mikroprozessor dazu ausgebildet sein, das Ausgangssignal des wenigstens einen Sensors mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen und in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis den Schalter zu betätigen. Hier ist die Ausbildung von Regelkreisen denkbar und von Vorteil, welche den Werkzeughalter zu besserem Rundlauf hin beeinflussen.

Bei allgemeinerer Betrachtung läßt sich die oben genannte Aufgabe auch

durch Einsatz einer Stellvorrichtung an einem Werkzeughalter lösen. Die Stellvorrichtung, für die unabhängiger Schutz angestrebt wird, umfasst ein erstes Teil und ein relativ zu diesem verlagerbares zweites Teil, wobei das erste Teil mit dem zweiten Teil durch wenigstens einen mit einem elektrischen Potenzial beaufschlagbaren elektrostriktiven Aktorenkörper verbunden ist. Wird etwa der Werkzeughalter zweiteilig ausgeführt und sind die beiden Teile durch wenigstens einen elektrostriktiven Aktorenkörper verbunden, so kann durch dessen gezielte Beaufschlagung mit einem elektrischen Potenzial die gewünschte Verlagerung der beiden Teile relativ zueinander bewirkt werden.

Mit einer derartigen Stellvorrichtung lassen sich jedoch auch ganz allgemein zwei Teile relativ zueinander verlagern.

Für einen großen Stellbereich kann der erste Teil relativ zu dem zweiten Teil um wenigstens eine Schwenkachse schwenkbar und linear verlagerbar vorgesehen sein. Es ist aber denkbar, dass auch nur eine dieser Stellmöglichkeiten vorgesehen ist, etwa um eine höhere Steifigkeit der Stellvorrichtung zu erhalten, wenn nur entweder ein Verschwenken oder eine lineare Verlagerung benötigt wird.

Zur genauen Bewegungsführung kann der erste Teil an dem zweiten Teil um eine Schwenkachse schwenkbar angelenkt sein.

Für Werkzeughalter, oder für Drehanordnungen allgemein, ist jedoch ein Fall von Interesse, bei welchem das erste und das zweite Teil Drehteile sind, die zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse miteinander verbunden sind. Hier kann eine gewünschte beliebige Winkelabweichung zwischen erstem und zweitem Teil eingestellt oder eine unerwünschte Winkelabweichung zwischen diesen gemindert oder beseitigt werden, wenn das erste Teil um wenigstens zwei zu einander sowie zur gemeinsamen Drehachse orthogonale Schwenkachsen relativ zu dem zweiten Teil schwenkbar angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein in

Drehachsenrichtung verlaufender Längenausgleich zwischen erstem und zweitem Teil erreicht werden, wenn das erste Teil relativ zu dem zweiten Teil längs der gemeinsamen Drehachse verlagerbar vorgesehen ist.

In den oben genannten Fällen kann der wenigstens eine elektrostriktive Aktorenkörper zwischen den beiden Teilen angeordnet sein.

Es sei ausdrücklich darauf verwiesen, dass neben der vorteilhaften Be- einflussung von statischen und dynamischen Rundlaufeigenschaften des Werkzeughalters und des in ihm eingespannten Werkzeugs der hier be- schriebene erfindungsgemäße Werkzeughalter noch eine weitere vorteil- hafte Eigenschaft aufweist : durch gezielte Verformung des Werkzeughalters kann der Werkzeugbezugspunkt eines in dem Werkzeughalter eingespann- ten Werkzeugs gezielt von der Drehachse weg verlagert werden, etwa durch Kontraktion von Aktorenkörpern auf einem oder/und durch Ausdehnung von weiteren Aktorenkörpern auf einer vorzugsweise gegenüberliegenden anderen Seite des Werkzeughalters, so dass der effektive Durchmesser des eingespannten Werkzeugs vergrößert werden kann. Die wirksame Schneid- kante (bei einem Schneidwerkzeug mit geometrisch bestimmter Schneide) oder auch die wirksame Schneidfläche (bei einem Werkzeug mit geome- trisch unbestimmter Schneide) kann durch die gezielte Verformung des Werkzeughalters von der Drehachse weg nach radial außen verlagert werden, so dass hierdurch Umrüstvorgänge, etwa bei Bohrern und Reibahlen, oder Stellvorgänge der Werkzeugmaschine, etwa bei Fräsern, eingespart werden können.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen be- schrieben. Es stellt dar : Fig. 1 eine Längsschnittsansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeughalters, Fig. 2 eine Längsschnittsansicht einer zweite Ausführungsform eines erfindungsmäßgen Werkzeughalters,

Fig. 3 eine Längsschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Ausfüh- rungsform einer Stellvorrichtung für einen Werkzeughalter, Fig. 4a und 4b eine Längsschnittsansicht einer zweiten und einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Stellvorrichtung als Schwenktisch, In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Werkzeughalter 10 als eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung dargestellt.

Der in seiner Grundgestalt an sich bekannte Werkzeughalter 10 weist einen Vorrichtungshauptkörper 12 auf. Der Werkzeughalter 10 ist bezüglich einer Rotationssymmetrieachse R im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Idealer- weise fällt die Rotationssymmetrieachse R mit der Drehachse D zusammen, um welche sich der Werkzeughalter 10 im Betrieb dreht.

An seinem in Figur 1 rechten Längsende weist der Werkzeughalter eine Spannanordnung 11 und an seinem in Figur 1 linken Längsende weist der Werkzeughalter eine Kopplungsanordnung 13 zur Kopplung des Werkzeug- halters 10 mit einer Werkzeugmaschine auf. Die Spannanordnung 13 um- fasst einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Spannraum 26, in welchen Schäfte von Werkzeugen zu deren Einspannung eingeführt werden.

An der Spannanordnung 13 integral mit dem Vorrichtungshauptkörper 12 ausgebildet ist ein Spannflächenträger 14. Der Spannflächenträger 14 ist rohrartig ausgebildet, wobei seine Innenumfangsfläche eine Mehrzahl von einander gegenüberliegenden Spannflächenbereichen 18 und 20 aufweist.

Der Spannflächenträger 14 ist von einem hülsen-oder rohrartigen Aktuator 22 umgeben, welcher konzentrisch zur Rotationssymmetrieachse R ange- ordnet ist. Der Aktuator ist aus elektrostriktivem Material, etwa aus Koh- lenstoffnanoröhrchen, sogenannten"Carbon-Nanotubes" (CNT) hergestellt, beispielsweise durch Wickeln oder Laminieren von mehreren Lagen. Auch jedes andere formgebende Verfahren, welches zur Erzeugung eines hülsen- förmigen Aktuators 22 geeignet ist, kann zu dessen Herstellung verwendet

werden. Der hülsenartige Aktuator 22 kann derart orientiert sein, dass er bei Anlegen einer elektrischen Spannung an diesen sich in radialer Richtung oder/und in Umfangsrichtung ausdehnt oder zusammenzieht. Aufgrund der hülsenartigen Ausbildung des Aktuators führt stets eine Ausdehnung in radialer Richtung auch zu einer Längenänderung in Umfangsrichtung und umgekehrt.

Der Werkzeughalter 10 mit seinem integral daran vorgesehenen Spann- flächenträger 14 ist derart ausgebildet, dass in einem Grundzustand des Aktuators, d. h. in einem Zustand, in welchem kein von außen angelegtes elektrisches Potenzial auf den Aktuator einwirkt, das Abstandsmaß a zwischen einander gegenüberliegenden Spannflächenbereichen 18 und 20 minimal ist. Vorteilhaft an dieser Anordnung ist, dass eine Einspannkraft aus elastischer Verformung des hülsenförmigen Spannflächenträgers 14 resultiert und der Aktuator selbst keine Einspannkraft aufbringen müssen.

Vielmehr reicht es aus, wenn dieser nur kurzzeitig eine Kraft zur Aufweitung des Abstandsmaßes a aufbringt. Außerdem kann das Anlegen einer elektrischen Spannung an den Aktuator bei von einer Werkzeugmaschine entnommenem Werkzeughalter durchgeführt werden.

In Fig. 1 ist weiter eine Anordnung gezeigt, welche der Bearbeitungs- genauigkeit eines in einem Werkzeughalter 10 eingespannten Werkzeugs (nicht dargestellt) dient. Das Werkzeug kann ein Fräser, ein Bohrer, eine Reibahle, eine Schleifscheibe und dergleichen sein. Über den Umfang ver- teilt sind Aktorenkörper 40 aus elektrostriktivem Material in Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinander angeordnet. Die. Aktorenkörper 40 sind in den Werkzeughalter 10 eingebettet. Im gezeigten Beispiel ist jeder Akto- renkörper 40 an fünf Seiten von dem Werkzeughalter 10 umgeben, lediglich die Außenumfangsseite eines jeden Aktorenkörpers 40 liegt frei. Als elektrostriktives Material kann ein piezoelektrisches Material, aus den oben genannten Gründen jedoch bevorzugt jedoch CNTs eingesetzt sein. Die Aktorenkörper 40 sind in einem zwischen Spannanordnung 11 und Kopp- lungsanordnung 13 liegenden axialen Längsabschnitt L gelegen.

Jedem Aktorenkörper 40 sind eine Potenzialquelle 42, eine elektrische An- schlussleitung 44 und ein Schalter 46 zugeordnet. Die Schalter 46, bevor- zugt ein elektrischer Schalter, etwa ein Thyristor, sind darüber hinaus mit einem nicht eigens dargestellten Empfangsteil versehen, welches Schalt- befehle von einer externen Funk-Sendevorrichtung 48 empfängt.

Durch eine Kodierung von von der Funk-Sendeeinheit 48 abgestrahlten Befehlen ist jeder Schalter 46 einzeln ansteuerbar. Durch gezieltes An- steuern bestimmter Aktorenkörper 40 kann der Vorrichtungshauptkörper 12 derart verformt werden, dass etwaige Rundlaufabweichungen gegenüber einem unverformten Zustand verringert sind. Die Ansteuerung der Aktoren- körper 40 durch die Funk-Sendeeinheit 48 erfolgt dadurch, dass einer oder mehrere der Schalter 46 von der Funk-Sendeeinheit 48 ein an ihn bzw. an sie adressiertes Befehlssignal mit der Anweisung erhalten, die den je- weiligen Schaltern 46 zugeordneten Anschlussleitungen 44 leitend zu machen. Ist bzw. sind diese leitend, so wirkt das elektrische Potenzial der zugeordneten Potenzialquelle 42 auf die Aktorenkörper 40 ein, woraufhin diese ihre Längenabmessungen im dargestellten Beispiel in allen Raumrich- tungen ändern, d. h. In axialer Richtung AR, in radialer Richtung RR und in Umfangsrichtung UR. Dadurch kann der Tool-Center-Point (TCP) eines in dem Werkzeughalter 10 eingespannten Schneidwerkzeugs in der Größen- ordnung von Millimeterbruchteilen in radialer Richtung bezüglich der Rota- tionssymmetrieachse R bzw. der Drehachse D verlagert werden.

Wird etwa der in Fig. 1 obere Aktorenkörper 40 zu einer Ausdehnung ak- tiviert, so wirkt eine Kraft F in axialer Richtung an dem Umfangsabschnitt des in Fig. 1 oberen Aktorenkörper 40 auf den Werkzeughalter 10 ein. Da- durch wird eine Biegung des Werkzeughalters 10 um eine zur Zeichenebene der Fig. 1 orthogonale Biegeachse erreicht, sodass die Drehachse D'den in Fig. 1 übertrieben dargestellten strichpunktierten Verlauf nimmt.

Treten an dem Werkzeughalter 10 Schwingungen auf, so kann auch daran gedacht sein, einen Teil der Aktorenkörper 40 periodisch ihre Längenab- messung ändern zu lassen, nämlich durch periodisches Ansteuern der zuge-

ordneten Schalter 46. Dadurch ist es möglich, eine Gegenschwingung oder wenigstens eine oszillierende mechanische Spannung zu erzeugen, welche die von außen angeregte unerwünschte Schwingung durch destruktive Interferenz verringert oder sogar beseitigt.

In Fig. 2 sind gleiche Bauteile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100.

In einem Rohrabschnitt des Vorrichtungshauptkörpers 112 ist eine vor- montierte Baugruppe 160 aufgenommen. Die Baugruppe 160 umfasst eine Umfassungswand 128, eine Mehrzahl von ringförmigen Aktuatoren, beispiel- haft sind die Aktuatoren 122 und 124 bezeichnet, sowie den von den Aktua- toren umgebenen Spannflächenträger 114.

Die koaxial angeordneten gleichartigen ringförmigen und mit axialem Ab- stand voneinander angeordneten Aktuatoren können von außen durch An- schließen der Spannungsquelle 162 mit dem elektrischen Potenzial B zu einer Abmessungsänderung veranlasst werden. Vorzugsweise ist das Mate- rial der Aktuator derart gewählt, dass unter Anlegen einer bestimmten Spannung an diese sich das Abstandsmaß a zwischen zwei sich einander diametral gegenüberliegenden Spannflächenbereichen vergrößert.

In Fig. 2 ist darüber hinaus ein Schaltelement 146'dargestellt, welches gleichzeitig eine sensorische Eigenschaft zur Erfassung von an dem Werk- zeughalter 110 auftretenden Spannungen oder/und Verformungen besitzt.

Detektiert das Schalt-und Sensorelement 146'eine derartige Schwingung, verbindet es den zugeordneten Aktorenkörper 140 mit der Spannungsquelle 142 derart, dass in der zuvor beschriebenen Art und Weise eine Gegen- schwingung zur Verringerung der unerwünschten Schwingung durch de- struktive Interferenz erzeugt wird.

Außerdem ist der axiale Längsabschnitt L, längs dem die Anordnung am Werkzeughalter vorgesehen ist länger ausgebildet als bei der Ausführungs- form der Fig. 1. Insbesondere die axiale Erstreckung der Aktorenkörper 140

ist größer als die der Aktorenkörper 40, was bei gleichem elektrostriktivem Material zu einer höheren absoluten Längenänderung führt.

Zusätzlich oder Alternativ zu den mit geführten Potenzialquellen 42 und 142 können die Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 auch mit einer oder mehre- ren Induktionsspulen versehen sein, um den Werkzeughalter 10 bzw. 110 induktiv mit einer externen Potenzialquelle zu verbinden.

In Fig. 3 sind gleiche Bauteile wie in Fig. 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100.

In Fig. 3 ist beispielhaft eine Stellvorrichtung 270 dargestellt, welche an einem Werkzeughalter oder allgemein an einem um eine Drehachse D drehbaren Drehteil einsetzbar ist.

Die Stellvorrichtung 270 umfasst ein erstes Drehteil 272 und ein zweites Drehteil 274. Am ersten Drehteil 272 ist ein Kugelfortsatz 276 ausgebildet, welcher in eine im Wesentlichen zylindrische Ausnehmung 278 des zweiten Drehteils 274 zur Bildung eines axial verlagerbaren Kugelgelenks hineinragt.

Das erste und das zweite Drehteil 272,274 sind über eine axiale Schraube 280 aneinander festgelegt. Die Schraube 280 liegt mit ihrem Schraubenkopf 280a an einer am zweiten Drehteil 274 abgestützten Schraubendruckfeder 282 an. Die Schraubendruckfeder 282 weist einen Restfederweg in Richtung der Pfeile P1 und P2 auf, sodass das erste Drehteil 272 relativ zum zweiten Drehteil axial in Richtung der Pfeile P1 und P2 linear verlagerbar ist.

In Umfangrichtung um die Drehachse D herum sind mehrere elektrostriktive Aktorenkörper 240 vorgesehen, welche wahlweise mit einem elektrischen Potenzial aus einer nicht eigens dargestellten Potenzialquelle beaufschlagbar sind. Zwei von ihnen sind in Fig. 3 dargestellt. Die Aktorenkörper sind mit im Wesentlichen gleichem Abstand in Umfangsrichtung voneinander angeordnet. Die Aktorenkörper 240 sind einzeln ansteuerbar, sodass das erste Drehteil 272 relativ zum zweiten Drehteil 274 in axialer Richtung verlagerbar als auch um zueinander und zur

Drehachse D orthogonale Schwenkachsen S1 und S2 verschwenkbar ist.

Die Aktorenkörper 240 sind derart vorgesehen, dass sie mit einem ihrer Längsenden in das erste Drehteil 272 und mit ihrem entgegengesetzten Drehteil in das zweite Drehteil 274 ragen. Zusätzlich können die Aktorenkörper 240 mit den jeweiligen Drehteilen verklebt sein.

Eine Potenzialquelle kann als Gleichspannungsquelle an der Drehanordnung 270 mitgeführt sein. Alternativ kann die Drehanordnung 270 auch durch Schleifkontakte oder Induktionskopplungsmittel mit einer externen Potenzialquelle gekoppelt oder koppelbar sein. Die Drehanordnung 270 kann in diesem Fall über Gleichrichtermittel verfügen.

In Fig. 4A und 4b sind gleiche Bauteile wie in Fig. 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100. In Fig. 4b und 4b ist die Ausführungsform der Stellvorrichtung 370 keine Drehanordnung, sondern ein stationärer Schwenk-oder Stelltisch 370.

In Fig. 4a ist das erste Teil 372 mit dem zweiten Teil 374, einem Tischbett, um eine Schwenkachse S2 schwenkbar verbunden. Hierzu ist zwischen erstem Teil 372 und zweitem Teil 374 ein Drehgelenk 375 vorgesehen.

In der Nähe des Drehgelenks, in die beiden Teile hineinragend, sind auf beiden Seiten der Schwenkachse S2 jeweils wenigstens ein Aktorenkörper 340 angeordnet. Durch gezielte Beaufschlagung der Aktorenkörper 340 kann ein Verschwenken des ersten Teils 372 relativ zum zweiten Teil 374 wahlweise im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn erreicht werden.

Die Ausführungsform der Fig. 4b entspricht im Wesentlichen der von Fig. 4a, jedoch sind hier die Aktorenkörper 340 einziges Bindeglied zwischen dem ersten 372 und dem zweiten Teil 374. Dadurch kann das erste Teil 372 relativ zum zweiten Teil 374 sowohl linear in Richtung V von diesem weg oder auf dieses zu bewegt werden, als auch wenigstens um die Schwenkachse S2 im Uhrzeigersinn wie im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt werden. Sind drei oder mehr Aktorenkörper 340 vorgesehen,

etwa bei einem Schwenktisch mit quadratischer Grundfläche in jedem Eckbereich ein Aktorenkörper, so ist das erste Teil 372 bezüglich des zweiten Teils 374 auch um eine zur Schwenkachse S2 und zur Verlagerungsrichtung V orthogonale Schwenkachse S1 verschwenkbar.

Es sei darauf hingewiesen, dass Merkmale der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen auch mit einander kombiniert werden können.