EP0482360A2 - Motor-driven press with load and displacement sensors - Google Patents

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EP0482360A2
EP0482360A2 EP91116078A EP91116078A EP0482360A2 EP 0482360 A2 EP0482360 A2 EP 0482360A2 EP 91116078 A EP91116078 A EP 91116078A EP 91116078 A EP91116078 A EP 91116078A EP 0482360 A2 EP0482360 A2 EP 0482360A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
press
threaded spindle
spindle
nut
housing
Prior art date
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Granted
Application number
EP91116078A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0482360A3 (en
EP0482360B1 (en
Inventor
Guenther Dipl.-Ing. Henzler
Alfred Dipl.-Ing. Hettich
Richard Dipl.-Ing. Bader
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0482360A2 publication Critical patent/EP0482360A2/en
Publication of EP0482360A3 publication Critical patent/EP0482360A3/en
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Publication of EP0482360B1 publication Critical patent/EP0482360B1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/18—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0094—Press load monitoring means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/28—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof

Definitions

  • the invention relates to a press according to the preamble of claim 1.
  • a spindle is axially fixed, rotatably guided in a rotationally fixed, axially displaceable nut.
  • the nut is supported axially on the spindle. It can carry a pressing tool at its free end and is guided in the press housing with high expenditure on storage technology.
  • the conventional spindle / nut arrangements also called spindle drives for short, have a large volume.
  • the associated presses are correspondingly large and heavy.
  • the press according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that it is particularly compact, accurate to measure, insensitive to interference and easy to use for many different purposes, such as flanging, embossing, caulking or the like. Without a process-specific retooling of the measuring device necessary is.
  • a radial bearing is saved. This means that possible errors such as bores or bolts that are too large, too small or tapered on different sides, sloping attachment or seizing can be reliably detected. Defective press connections can be sorted out in good time.
  • FIG. 1 shows the overall structure of the press schematically and partially in section
  • FIG. 2 shows the threaded spindle assembly with gear
  • FIG. 3 shows a detail of the upper threaded spindle area.
  • the press shown in FIG. 1 shows an electric drive 3 on the left side in the viewing direction, to which a gear 5 is flanged.
  • the gear 5 is mounted on a spindle drive housing 7, which has a spindle housing extending parallel to the gear 5 9 wears.
  • the spindle drive housing 7 On its side facing away from the spindle housing 9, the spindle drive housing 7 is connected to a press frame 11 which is connected via support columns 13, 15 to a base plate 17 forming a foundation.
  • a press ram 19 protrudes from the spindle drive housing 7 or the press frame 11 in the direction of the base plate 17 and holds a tool holder 21 at its free end in which a mandrel-like workpiece 23 is seated.
  • An anvil-like tool holder 25 is seated on the base plate 17. This holds a further, hub-like workpiece 27 into which the workpiece 23 is to be pressed.
  • the assembly of the press 1 shown schematically in FIG. 2 corresponding to FIG. 1 shows in the spindle drive housing 7 a countershaft 29, the input shaft 31 of which is driven via the gear 5 (not shown here) (corresponding to FIG. 1).
  • a rotary encoder directly coupled to the gear train 29 serves as a displacement sensor 33 for measuring the feed of the threaded spindle 35 and is arranged in a protected manner within the spindle drive housing 7.
  • a threaded spindle 35 in the form of a planetary roller threaded spindle is mounted in the spindle drive housing 7.
  • This threaded spindle 35 is encompassed in a leading manner by a nut 37.
  • the nut 37 is encompassed in a rotationally fixed manner by a bearing sleeve 39.
  • a certain axial play is set between the nut 37 and the bearing sleeve 39.
  • the Akialspiel must correspond to the work path of the force sensor 47, which it needs to indicate the acting forces.
  • the bearing sleeve 39 is mounted together with the threaded spindle 35 and the nut 37 in the spindle drive housing 7 via an upper and a lower radial ball bearing 41, 43. Between a collar 38 of the nut 37, a force measuring ring 47 is supported on the fixed outer ring of the upper radial ball bearing 41 via the housing-fixed ring of an axial ball bearing 45. Axially coupled to the collar 38 is followed by a drive gear 49 which is in engagement with a gear of the countershaft 29 for driving the nut 37.
  • an anti-rotation device 51 On its side facing away from the press ram 19 of the threaded spindle 35, an anti-rotation device 51, not shown in detail, is arranged in the upper part of the spindle housing 9 and at the same time forms an axial guide for the threaded spindle 35.
  • the electric drive 3 is started by actuating a switch (not shown).
  • the nut 37 is rotated with the bearing sleeve 39 via the gear 5, the countershaft 29 and the drive gear 49.
  • the threaded spindle 35 is moved axially in the direction of the base plate 17 or away from it.
  • the pressing process begins as soon as the workpiece 23 touches the workpiece 27.
  • the pressure that builds up is transferred via the press ram 19 and the threaded spindle 35 to the nut 37, the collar 38 and further to the thrust bearing 45.
  • the axial force is transmitted from the axial bearing 45 to the outer ring of the radial ball bearing 41 via the force measuring ring 47.
  • the pressing force is absorbed by the spindle drive housing 7, the press frame 11, the columns 13, 15 and the base plate 17.
  • the size of the pressing force is determined by the force measuring ring 47 and displayed by evaluation devices, not shown.
  • the course of the pressing force can be represented over the pressing path.
  • the assembly space of the press in the area of the tool holder is adequately dimensioned and accessible free of disturbing, sensitive measuring arrangements and cables.
  • the integrated arrangement of the force sensor 47 directly in the support area between the nut 37 or the threaded spindle 35 and the spindle drive housing 7 enables a particularly sensitive, trouble-free measurement of the pressing force.
  • a slide 55 is fixedly connected to the threaded spindle 35 at its upper end.
  • This has the form of a two-armed lever, with each arm bearing a slide-like bore 56, 58, each of which a column 57, 59 is gripped parallel to the threaded spindle 35.
  • the columns 57, 59 are anchored at their upper end in a yoke 53 fixed to the housing and at their lower ends, not shown, in the spindle drive housing 7.
  • the described anti-rotation device with parallel guidance of the threaded spindle 35 makes it possible to dispense with guide means in the region of their free end near the press ram 19.
  • the force sensor is arranged as a force measuring ring with the bearing sleeve and is connected to an evaluation unit by means of electrical sliding contacts.
  • the force sensor is arranged in the form of one or more cantilever arms or bending beams equipped with strain gauges. These are clamped at one end to the housing, with the other end they are supported transversely to their longitudinal axis on the nut or the threaded spindle in such a way that they are bent in proportion to the pressing force, following the axial play of the nut.
  • Such a sensor arrangement has a particularly high sensitivity.
  • the threaded spindle is provided with a central longitudinal bore in which the force sensor and the associated electrical connections are held.
  • the force sensor is included in the force flow by being supported on an adjacent end face, for example of the stamp, or, in the case of a split design of the threaded spindle, of a section of the threaded spindle.
  • a rotatable arrangement of the force sensor for example coupled to the nut, is possible if it is electrically connected to the outside, for example via sliding contacts.
  • a torsion sensor or the like can also be used as the force sensor.
  • a linear encoder can also be used as a displacement sensor for direct displacement measurement coupled to the threaded spindle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

A press with a motor drive with load and displacement sensors (33, 47) for monitoring the work sequences of the press, in particular an assembly press (1) with an electric motor (3), which possesses a press housing (7, 9, 11, 13, 15, 17), in particular a multi-part press housing, which bears a threaded spindle (35) carrying a press ram (19) and a nut (37) encompassing said spindle, and also a spindle bearing (41, 43, 45), is particularly compact and interference-free due to the fact that the load and displacement sensors (33, 47) are integrated into the structure of the assembly press (1). <IMAGE>

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Presse nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention relates to a press according to the preamble of claim 1.

Bisher bekannt sind hydraulisch, elektrisch oder dgl. angetriebene Pressen mit für die jeweiligen Preßzwecke nachträglich und ohne Änderung der Pressenkonstruktion angepaßten Sensoranordnungen. Mit den Sensoren ist die Preßkraft und deren Verlauf über den Preßweg kontrollier- und steuerbar. Aufgrund der Sonderanfertigungen der Sensoranordnungen können die entsprechend ausgerüsteten Pressen nur für einen engen Aufgabenbereich eingesetzt werden. Bei einem Wechsel von einer auf eine andere Preßarbeit, wie z.B. vom Stanzen auf Prägen oder Nieten oder Bördeln oder dgl., mußten unter Umständen die Pressen umgerüstet bzw. die Sensoren angepaßt werden.Previously known are hydraulically, electrically or the like driven presses with sensor arrangements adapted retrospectively for the respective pressing purposes and without changing the press construction. With the sensors, the pressing force and its course can be checked and controlled via the pressing path. Due to the special designs of the sensor arrangements, the correspondingly equipped presses can only be used for a narrow range of tasks. When changing from one press operation to another, e.g. from punching to embossing or riveting or flanging or the like, the presses might have to be converted or the sensors adapted.

Bei den bekannten Pressen ist eine Spindel axial feststehend, drehbar in einer drehfest, axial verschieblich gelagerten Mutter geführt. Die Mutter stützt sich dabei axial an der Spindel ab. Sie kann an ihrem freien Ende ein Preßwerkzeug tragen und ist mit hohem lagertechnischen Aufwand im Pressengehäuse geführt. Außerdem haben die herkömmlichen Spindel/Mutter-Anordnungen, kurz auch Spindeltrieb genannt, ein großes Volumen. Dementsprechend groß und schwer sind die zugehörigen Pressen.In the known presses, a spindle is axially fixed, rotatably guided in a rotationally fixed, axially displaceable nut. The nut is supported axially on the spindle. It can carry a pressing tool at its free end and is guided in the press housing with high expenditure on storage technology. In addition, the conventional spindle / nut arrangements, also called spindle drives for short, have a large volume. The associated presses are correspondingly large and heavy.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Presse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie besonders kompakt, meßgenau, störunempfindlich und bedienungsfreundlich für viele unterschiedliche Zwecke geeignet ist, wie zum Bördeln, Prägen, Verstemmen oder dgl., ohne daß ein verfahrensspezifisches Umrüsten der Meßeinrichtung notwendig ist. Außerdem wird gegenüber vergleichbaren Pressenkonstruktionen für die Lagerung des Spindeltriebes ein Radiallager eingespart. Damit können mögliche Fehler wie etwa zu große, zu kleine oder nach unterschiedlichen Seiten hin konische Bohrungen oder Bolzen, schräges Ansetzen oder Fressen zuverlässig erkannt werden. Mangelhafte Preßverbindungen können rechtzeitig aussortiert werden.The press according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that it is particularly compact, accurate to measure, insensitive to interference and easy to use for many different purposes, such as flanging, embossing, caulking or the like. Without a process-specific retooling of the measuring device necessary is. In addition, compared to comparable press designs for the bearing of the spindle drive, a radial bearing is saved. This means that possible errors such as bores or bolts that are too large, too small or tapered on different sides, sloping attachment or seizing can be reliably detected. Defective press connections can be sorted out in good time.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 schematisch und teilweise geschnitten dargestellt den Gesamtaufbau der Presse, Figur 2 die Gewindespindelbaugruppe mit Getriebe und die Figur 3 eine ausschnittsweise Darstellung des oberen Gewindespindelbereiches.An embodiment of the invention is explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings. 1 shows the overall structure of the press schematically and partially in section, FIG. 2 shows the threaded spindle assembly with gear and FIG. 3 shows a detail of the upper threaded spindle area.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Die in der Figur 1 gezeigte Presse zeigt auf der in Betrachtungsrichtung linken Seite einen Elektroantrieb 3, an den ein Getriebe 5 geflanscht ist. Das Getriebe 5 ist an ein Spindeltriebgehäuse 7 montiert, das ein sich parallel zum Getriebe 5 erstreckendes Spindelgehäuse 9 trägt. Auf seiner dem Spindelgehäuse 9 abgewandten Seite ist das Spindeltriebgehäuse 7 mit einem Pressengestell 11 verbunden, das über Tragsäulen 13, 15 mit einer ein Fundament bildenden Grundplatte 17 verbunden ist. Aus dem Spindeltriebgehäuse 7, bzw. dem Pressengestell 11 ragt in Richtung Grundplatte 17 ein Pressenstempel 19, der an seinem freien Ende eine Werkzeugaufnahme 21 hält, in der ein dornartiges Werkstück 23 sitzt. Auf der Grundplatte 17 sitzt eine amboßartige Werkzeugaufnahme 25. Diese hält ein weiteres, nabenartiges Werkstück 27 fest, in das das Werkstück 23 zu pressen ist.The press shown in FIG. 1 shows an electric drive 3 on the left side in the viewing direction, to which a gear 5 is flanged. The gear 5 is mounted on a spindle drive housing 7, which has a spindle housing extending parallel to the gear 5 9 wears. On its side facing away from the spindle housing 9, the spindle drive housing 7 is connected to a press frame 11 which is connected via support columns 13, 15 to a base plate 17 forming a foundation. A press ram 19 protrudes from the spindle drive housing 7 or the press frame 11 in the direction of the base plate 17 and holds a tool holder 21 at its free end in which a mandrel-like workpiece 23 is seated. An anvil-like tool holder 25 is seated on the base plate 17. This holds a further, hub-like workpiece 27 into which the workpiece 23 is to be pressed.

Die in Figur 2 schematisch dargestellte Baugruppe der Presse 1 entsprechend der Figur 1 zeigt im Spindeltriebgehäuse 7 ein Vorgelege 29, dessen Eingangswelle 31 über das hier nicht dargestellte Getriebe 5 (entsprechend der Figur 1) angetrieben wird. Ein unmittelbar mit dem Vorgelege 29 gekoppelter Rotationsgeber dient als Wegsensor 33 zum Messen des Vorschubes der Gewindespindel 35 und ist innerhalb des Spindeltriebgehäuses 7 geschützt angeordnet.The assembly of the press 1 shown schematically in FIG. 2 corresponding to FIG. 1 shows in the spindle drive housing 7 a countershaft 29, the input shaft 31 of which is driven via the gear 5 (not shown here) (corresponding to FIG. 1). A rotary encoder directly coupled to the gear train 29 serves as a displacement sensor 33 for measuring the feed of the threaded spindle 35 and is arranged in a protected manner within the spindle drive housing 7.

Parallel zur Eingangswelle 31 ist im Spindeltriebgehäuse 7 eine Gewindespindel 35 in Gestalt einer Planetenrollen-Gewindespindel gelagert. Führend umgriffen ist diese Gewindespindel 35 von einer Mutter 37. Die Mutter 37 wird von einer Lagerhülse 39 drehfest umgriffen. Zwischen der Mutter 37 und der Lagerhülse 39 ist ein bestimmtes Akialspiel eingestellt. Das Akialspiel muß hierbei dem Arbeitsweg des Kraftsensors 47 entsprechen, den dieser benötigt, um die wirkenden Kräfte anzuzeigen.Parallel to the input shaft 31, a threaded spindle 35 in the form of a planetary roller threaded spindle is mounted in the spindle drive housing 7. This threaded spindle 35 is encompassed in a leading manner by a nut 37. The nut 37 is encompassed in a rotationally fixed manner by a bearing sleeve 39. A certain axial play is set between the nut 37 and the bearing sleeve 39. The Akialspiel must correspond to the work path of the force sensor 47, which it needs to indicate the acting forces.

Die Lagerhülse 39 ist gemeinsam mit der Gewindespindel 35 und der Mutter 37 über ein oberes und ein unteres Radialkugellager 41, 43 im Spindeltriebgehäuse 7 gelagert. Zwischen einem Bund 38 der Mutter 37 stützt sich über den gehäusefesten Ring eines Axialkugellagers 45 ein Kraftmeßring 47 am feststehenden Außenring des oberen Radialkugellagers 41 ab. An den Bund 38 mit diesem axial gekoppelt schließt sich ein Antriebszahnrad 49 an, das zum Antrieb der Mutter 37 im Eingriff mit einem Zahnrad des Vorgeleges 29 steht. Auf ihrer, dem Pressenstempel 19 abgewandten Seite der Gewindespindel 35 ist im oberen Teil des Spindelgehäuses 9 eine nicht im einzelnen dargestellte Verdrehsicherung 51 angeordnet, die zugleich eine Axialführung für die Gewindespindel 35 bildet.The bearing sleeve 39 is mounted together with the threaded spindle 35 and the nut 37 in the spindle drive housing 7 via an upper and a lower radial ball bearing 41, 43. Between a collar 38 of the nut 37, a force measuring ring 47 is supported on the fixed outer ring of the upper radial ball bearing 41 via the housing-fixed ring of an axial ball bearing 45. Axially coupled to the collar 38 is followed by a drive gear 49 which is in engagement with a gear of the countershaft 29 for driving the nut 37. On its side facing away from the press ram 19 of the threaded spindle 35, an anti-rotation device 51, not shown in detail, is arranged in the upper part of the spindle housing 9 and at the same time forms an axial guide for the threaded spindle 35.

Nachfolgend wird die Funktion der Presse entsprechend der Figuren 1 und 2 erläutert: Zum Zusammenfügen der Werkstücke 23, 27 wird der Elektroantrieb 3 durch Betätigen eines nicht dargestellten Schalters gestartet. Über das Getriebe 5, das Vorgelege 29 und das Antriebszahnrad 49 wird die Mutter 37 mit der Lagerhülse 39 in Drehung versetzt. Je nach Drehrichtung des Elektroantriebs 3 wird die Gewindespindel 35 axial in Richtung der Grundplatte 17 bzw. von dieser weg bewegt. Beim Vorschub der Gewindespindel 35 zur Grundplatte 17 beginnt der Preßvorgang, sobald das Werkstück 23 das Werkstück 27 berührt. Der sich dabei aufbauende Preßdruck wird über den Pressenstempel 19 und die Gewindespindel 35 auf die Mutter 37, den Bund 38 und weiter auf das Axiallager 45 übertragen. Vom Axiallager 45 wird die Axialkraft über den Kraftmeßring 47 auf den Außenring des Radialkugellagers 41 übertragen. Über diesen wird die Preßkraft vom Spindeltriebgehäuse 7, dem Pressengestell 11, den Säulen 13, 15 und der Grundplatte 17 aufgenommen. Die Größe der Preßkraft wird durch den Kraftmeßring 47 ermittelt und über nicht dargestellte Auswertegeräte angezeigt. In Verbindung mit der gleichzeitigen Aufzeichnung des zurückgelegten Preßweges des Werkstücks 23 durch den Rotationsgeber 33 ist der Preßkraftverlauf über den Preßweg darstellbar. Durch Erfassen der Abweichungen zwischen dem gemessenen und dem in Versuchen ermittelten, idealen Preßkraftverlauf kann der tatsächliche Preßkraftverlauf genau beurteilt werden. Daraus ergibt sich eine besonders zuverlässige Qualitätskontrolle für Preßverbindungen.The function of the press is explained below in accordance with FIGS. 1 and 2: To join the workpieces 23, 27, the electric drive 3 is started by actuating a switch (not shown). The nut 37 is rotated with the bearing sleeve 39 via the gear 5, the countershaft 29 and the drive gear 49. Depending on the direction of rotation of the electric drive 3, the threaded spindle 35 is moved axially in the direction of the base plate 17 or away from it. When the threaded spindle 35 is advanced to the base plate 17, the pressing process begins as soon as the workpiece 23 touches the workpiece 27. The pressure that builds up is transferred via the press ram 19 and the threaded spindle 35 to the nut 37, the collar 38 and further to the thrust bearing 45. The axial force is transmitted from the axial bearing 45 to the outer ring of the radial ball bearing 41 via the force measuring ring 47. The pressing force is absorbed by the spindle drive housing 7, the press frame 11, the columns 13, 15 and the base plate 17. The size of the pressing force is determined by the force measuring ring 47 and displayed by evaluation devices, not shown. In connection with the simultaneous recording of the pressed path of the workpiece 23 by the rotary encoder 33, the course of the pressing force can be represented over the pressing path. By detecting the deviations between the measured and the ideal pressure force curve determined in tests, the actual pressure force curve can be precisely assessed. This results in a particularly reliable quality control for press connections.

Für die Anwendung vielfältiger, verfahrensspezifischer Werkzeuge unterschiedlicher Form und Größe ist der Montageraum der Presse im Bereich der Werkzeugaufnahme ausreichend bemessen und frei von störenden, empfindlichen Meßanordnungen und Kabeln zugänglich. Durch die integrierte Anordnung des Kraftsensors 47 unmittelbar im Abstützbereich zwischen der Mutter 37 bzw. der Gewindespindel 35 und dem Spindeltriebgehäuse 7 ist ein besonders feinfühliges, störungsfreies Messen der Preßkraft möglich.For the use of diverse, process-specific tools of different shapes and sizes, the assembly space of the press in the area of the tool holder is adequately dimensioned and accessible free of disturbing, sensitive measuring arrangements and cables. The integrated arrangement of the force sensor 47 directly in the support area between the nut 37 or the threaded spindle 35 and the spindle drive housing 7 enables a particularly sensitive, trouble-free measurement of the pressing force.

Entsprechend der in Figur 3 dargestellten Einzelheit der Verdrehsicherung für die Gewindespindel 35, ist mit der Gewindespindel 35 an derem oberen Ende ein Schlitten 55 fest verbunden. Dieser hat die Form eines zweiarmigen Hebels, wobei jeder Arm eine gleitlagerartige Bohrung 56, 58 trägt, von der je eine Säule 57, 59 parallel zur Gewindespindel 35 umgriffen ist. Die Säulen 57, 59 sind an ihrem oberen Ende in einem gehäusefest angeordneten Joch 53 und an ihren nicht mit dargestellten unteren Enden im Spindeltriebgehäuse 7 verankert. Die beschriebene Verdrehsicherung mit Parallelführung der Gewindespindel 35 ermöglicht den Verzicht auf Führungsmittel im Bereich deren freien Endes nahe dem Pressenstempel 19.According to the detail of the anti-rotation device for the threaded spindle 35 shown in FIG. 3, a slide 55 is fixedly connected to the threaded spindle 35 at its upper end. This has the form of a two-armed lever, with each arm bearing a slide-like bore 56, 58, each of which a column 57, 59 is gripped parallel to the threaded spindle 35. The columns 57, 59 are anchored at their upper end in a yoke 53 fixed to the housing and at their lower ends, not shown, in the spindle drive housing 7. The described anti-rotation device with parallel guidance of the threaded spindle 35 makes it possible to dispense with guide means in the region of their free end near the press ram 19.

Beim Drehen der Mutter 37 wird das auf die Gewindespindel 35 übertragene minimale Reibungs- und Drehmoment über den Schlitten 55 und die Säulen 57, 59 auf das Joch 53 bzw. das Spindelgehäuse 9 übertragen. Durch das Gleiten des Schlittens 55 an den Säulen 57, 59 ist die Gewindespindel 35 besonders präzise geführt. Daraus resultiert deren sehr ruhiger, schwingungsarmer Vorschub.When the nut 37 is turned, the minimal friction and torque transmitted to the threaded spindle 35 is transmitted via the slide 55 and the columns 57, 59 to the yoke 53 or the spindle housing 9. By sliding the carriage 55 on the columns 57, 59, the threaded spindle 35 is guided particularly precisely. This results in their very quiet, low-vibration feed.

Bei einem nichtdargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Kraftsensor als Kraftmeßring mit der Lagerhülse mitdrehend angeordnet und mittels elektrischer Schleifkontakte mit einer Auswerteeinheit verbunden.In an embodiment of the invention, not shown, the force sensor is arranged as a force measuring ring with the bearing sleeve and is connected to an evaluation unit by means of electrical sliding contacts.

Bei einem weiteren, nichtdargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Kraftsensor in Gestalt eines oder mehrerer mit Dehnmeßstreifen bestückter Kragarme bzw. Biegebalken angeordnet. Diese sind an einem Ende gehäusefest eingespannt, mit dem anderen Ende stützen sie sich quer zu ihrer Längsachse an der Mutter oder der Gewindespindel derart ab, daß sie, proportional zur Preßkraft, dem Akialspiel der Mutter folgend, gebogen werden. Eine derartige Sensoranordnung hat eine besonders hohe Meßempfindlichkeit.In a further exemplary embodiment of the invention, not shown, the force sensor is arranged in the form of one or more cantilever arms or bending beams equipped with strain gauges. These are clamped at one end to the housing, with the other end they are supported transversely to their longitudinal axis on the nut or the threaded spindle in such a way that they are bent in proportion to the pressing force, following the axial play of the nut. Such a sensor arrangement has a particularly high sensitivity.

Bei einem zusätzlichen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Gewindespindel mit einer zentralen Längsbohrung versehen, in der der Kraftsensor und die zugehörigen Elektroanschlüsse festgehalten werden. Durch Abstützen an einer benachbarten Stirnfläche, beispielsweise des Stempels, oder, bei geteilter Ausführung der Gewindespindel, eines Teilstückes der Gewindespindel, ist der Kraftsensor in den Kraftfluß eingeschlossen. Auch hier muß ein Axialspiel vorhanden sein, das dem Mindestverformungsweg des Sensors entspricht, den dieser zur Anzeige der vorhandenen Druckkräfte benötigt.In an additional, not shown embodiment of the invention, the threaded spindle is provided with a central longitudinal bore in which the force sensor and the associated electrical connections are held. The force sensor is included in the force flow by being supported on an adjacent end face, for example of the stamp, or, in the case of a split design of the threaded spindle, of a section of the threaded spindle. Here, too, there must be an axial play that corresponds to the minimum deformation path of the sensor, which the sensor needs to display the existing pressure forces.

Eine drehbare Anordnung des Kraftsensors, beispielsweise mit der Mutter gekoppelt ist möglich, wenn dieser beispielsweise über Schleifkontakte elektrisch nach außen verbunden ist.A rotatable arrangement of the force sensor, for example coupled to the nut, is possible if it is electrically connected to the outside, for example via sliding contacts.

In einem weiteren anderen, nichtdargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann als Kraftsensor auch ein Torsionssensor oder dgl. verwendet werden.In another, not shown exemplary embodiment of the invention, a torsion sensor or the like can also be used as the force sensor.

Für die nichtdargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Presse können statt des Gewindespindeltriebes auch andere, für die Umwandlung einer Dreh- in eine Längsbewegung übliche Mittel, wie beispielsweise Schnecken- oder Reibradgetriebe verwendet werden. Als Wegsensor kann dabei auch ein linearer Geber zur direkten, mit der Gewindespindel gekoppelten Wegmessung eingesetzt werden.For the exemplary embodiments of the press according to the invention which are not shown, instead of the threaded spindle drive, other means which are customary for converting a rotary movement into a longitudinal movement, such as, for example, worm or friction wheel gears, can be used. A linear encoder can also be used as a displacement sensor for direct displacement measurement coupled to the threaded spindle.

Claims (11)

Motorgetriebene Presse mit insbesondere einen Arbeitsweg benötigenden Weg- und Kraftsensoren (33, 47) zur Überwachung des Pressvorganges, insbesondere Montagepresse (1) mit Elektroantrieb (3), die ein mehrteiliges Pressengehäuse (7, 9, 11, 13, 15, 17) besitzt, das einen Spindeltrieb aufnimmt, der eine Gewindespindel (35) mit Pressenstempel (19) und eine diese umgreifende Mutter (37) sowie eine Spindellagerung (41, 43, 45) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Montagepresse (1) im Inneren die Weg- und Kraftsensoren (33, 47) in den Preßkraftfluß einbindend und in einem dafür vorgesehenen Raum integrierend aufnimmt.Motor-driven press with travel and force sensors (33, 47) in particular requiring a work path to monitor the pressing process, in particular assembly press (1) with an electric drive (3), which has a multi-part press housing (7, 9, 11, 13, 15, 17) , which receives a spindle drive, which comprises a threaded spindle (35) with press ram (19) and a nut (37) encompassing this, as well as a spindle bearing (41, 43, 45), characterized in that the assembly press (1) inside the path - And force sensors (33, 47) integrating in the flow of press force and integrating in a space provided for this purpose. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (47) zwischen dem Spindeltrieb und dem Spindeltriebgehäuse (7) angeordnet ist.Press according to claim 1, characterized in that the force sensor (47) is arranged between the spindle drive and the spindle drive housing (7). Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (35) drehfest, axial verschiebbar und daß die Mutter (37) drehbar, axial unverschiebbar mit einem dem Arbeitsweg des Kraftsensors (47) entsprechenden Akialspiel zum Spindeltriebgehäuse (7) angeordnet ist.Press according to claim 1 or 2, characterized in that the threaded spindle (35) is non-rotatably, axially displaceable and that the nut (37) is rotatably, axially non-displaceably arranged with an axial play corresponding to the working path of the force sensor (47) to the spindle drive housing (7). Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lagerhülse (39) die Mutter (37) drehfest umgreift, sich mit einem Ende uber Radiallager (41) am Spindeltriebgehäuse (7) und mit dem anderen Ende sich über ein Axiallager (45) an der Mutter (37) abstützt und daß die Mutter (37) in der Lagerhülse (39) mit einem dem Arbeitsweg des Kraftsensors (47) entsprechenden Axialspiel festgehalten wird.Press according to claim 3, characterized in that a bearing sleeve (39) encompasses the nut (37) in a rotationally fixed manner, with one end via radial bearing (41) on the spindle drive housing (7) and with the other end via an axial bearing (45) on the Nut (37) supports and that the nut (37) is held in the bearing sleeve (39) with an axial play corresponding to the travel of the force sensor (47). Presse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (47) in Gestalt eines gehäusefest angeordneten Kraftmeßringes die Lagerhülse (39) konzentrisch umgreift, sich mit einem Ende am Außenring des Radiallagers (41) und mit dem anderen Ende am gehäusefesten Ring des Axiallagers (45) axial abstützt.Press according to claim 4, characterized in that the force sensor (47) in the form of a force measuring ring arranged fixed to the housing surrounds the bearing sleeve (39) concentrically, with one end on the outer ring of the radial bearing (41) and the other end on the housing-fixed ring of the axial bearing ( 45) axially supported. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (35) eine an sich bekannte Planetenrollen-Gewindespindel ist und daß der Wegsensor (33), insbesondere ein Rotationsgeber, mit dem Antrieb innerhalb des Pressengehäuses (7, 9, 11, 13, 15, 17) nahe der Gewindespindel (35) gekoppelt ist.Press according to claim 5, characterized in that the threaded spindle (35) is a planetary roller threaded spindle known per se and that the displacement sensor (33), in particular a rotary encoder, with the drive inside the press housing (7, 9, 11, 13, 15 , 17) is coupled near the threaded spindle (35). Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (35) im Bereich ihres freien Endes auf der Seite des Pressenstempels (19) lagerlos ist.Press according to claim 6, characterized in that the threaded spindle (35) is bearingless in the region of its free end on the side of the press ram (19). Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (47) mit der Mutter (37) drehend angeordnet und mit elektrischen Schleifkontakten insbesondere Schleifringen versehen ist.Press according to one of claims 1 to 4 and 6 to 7, characterized in that the force sensor (47) with the nut (37) is rotatably arranged and is provided with electrical sliding contacts, in particular slip rings. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (47) ein mit Dehnmeßstreifen bestückter Kragarm in Gestalt mindestens eines gehäusefest eingespannten Biegebalkens ist, der sich mit seinem freien Ende quer zu seiner Längsachse auf der Mutter (37) abstützt und durch diese entsprechend dem vorhandenen Preßdruck elastisch verformbar ist.Press according to claim 8, characterized in that the force sensor (47) is a cantilever arm equipped with strain gauges in the form of at least one bending beam which is clamped to the housing and which is supported with its free end transversely to its longitudinal axis on the nut (37) and by this according to the existing pressing pressure is elastically deformable. Presse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (47) zwischen zwei Stirnflächen im Inneren einer geteilten Gewindespindel (35) angeordnet ist, wobei die Stirnflächen ein dem Arbeitsweg des Kraftsensors (47) entsprechendes Axialspiel haben.Press according to claim 9, characterized in that the force sensor (47) is arranged between two end faces inside a divided threaded spindle (35), the end faces having an axial play corresponding to the working path of the force sensor (47). Presse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (35) an ihrem oberen Ende drehfest einen Schlitten (55) trägt, der verschiebbar an parallel zur Gewindespindel (35) angeordneten Säulen (55, 59) geführt ist und der die Gewindespindel (35) gegen Verdrehung sichert und axial führt.Press according to claim 10, characterized in that the threaded spindle (35) rotatably carries at its upper end a slide (55) which is slidably guided on columns (55, 59) arranged parallel to the threaded spindle (35) and which carries the threaded spindle (35 ) secures against rotation and leads axially.
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