阅读说明：本技术 压力机 (Press machine ) 是由 安德烈亚斯·里奥·迈耶 于 2019-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种压力机(10),其具有传动系(12),该传动系(12)具有马达(16)和压杵(20),并且具有壳体(14),该壳体(14)具有第一基板(26)、第二基板(28)以及布置在它们之间的至少三个支柱(30a、30b、30c),它们将两个基板(26、28)彼此连接并使它们彼此保持间隔分开,第一基板(26)中布置有第一开口(32),第二基板(28)中布置有第二开口(34),其中,马达(16)的至少一部分布置在第一基板(26)的背离支柱(30a、30b、30c)的第一例上,压杵(20)的至少一部分布置在第二基板(28)的背离支柱(30a、30b、30c)的第二侧上,并且其中马达(16)和压杵(20)穿过第一和第二开口(32、34)彼此连接。(The invention relates to a press (10) having a drive train (12), the drive train (12) having a motor (16) and a press ram (20) and having a housing (14), the housing (14) having a first base plate (26), a second base plate (28) and at least three struts (30a, 30b, 30c) arranged therebetween, which connect the two base plates (26, 28) to one another and keep them spaced apart from one another, a first opening (32) being arranged in the first base plate (26) and a second opening (34) being arranged in the second base plate (28), wherein at least a part of the motor (16) is arranged on a first side of the first base plate (26) facing away from the struts (30a, 30b, 30c) and at least a part of the press ram (20) is arranged on a second side of the second base plate (28) facing away from the struts (30a, 30b, 30c), and wherein the motor (16) and the pestle (20) are connected to each other through the first and second openings (32, 34).)

压力机

技术领域

本发明涉及一种压力机，其优选用作接合压力机(Fügepresse)。

背景技术

压制和接合工艺(Press-und)是现代装配技术的重要组成部分。大量不同的、已知的压力机系统可用于此类应用。除了气动和液动压力机系统之外，伺服压力机系统(以下称为“伺服压力机”)所占份额越来越多。

在使用伺服压力机的情况下，借助可控制的马达，扭矩、速度以及路径信息被传输到机械部件。传动系中的这些机械部件可以包括例如齿条齿轮传动或主轴传动(梯形丝杠传动、滚珠丝杠传动、滚子丝杠传动或行星滚子丝杠传动)。在此，马达(例如，电动机)的旋转运动被转换为线性运动。马达转矩的大小决定了线性运动的进给力(按压力)。

为了能够吸收这种按压力，这些压力机系统中的每一个都需要一个壳体。在所述壳体中通常引入轴承，该轴承吸收由机械部件产生的轴向力。如果壳体具有高的刚性，则对于压制过程是有利的。高壳体刚性是精确、可重复的压制工艺的先决条件。

在许多情况下，铝挤压型材(Aluminium-Strangpressprofil)被用于壳体。这样的挤压型材可以廉价地并且在功能上被设计。挤压铝型材的一个缺点是弹性模量相对较低(弹性模量约为70,000N/m²)。

另一方面，由钢制成的壳体型材具有比铝更大的弹性模量(约210,000N/m²)，但由钢制成的壳体型材在很大程度上限于标准的圆管。这大大限制了结构设计选项。钢管的另一个问题是通常布置在端部的轴承板(Lagerplatten)的附接。在此必须实现高强度的连接。钢板通常被焊接到钢管的端部。然而，这具有使轴承板或钢管变形的风险。进一步的精加工通常是困难的并且也是昂贵的。

压力机壳体的另一个经常出现的缺点是，当使用封闭的壳体时，几乎不能访问内部部件(例如传动系的部件)。

通常，还必须使传动系的部件抗旋转地锁定在壳体上。对于封闭的壳体形式(如铝挤压型材或钢管)，在压力机壳体的内部空间采取旋转锁定措施(Verdrehsicherungsmaβnahmen)在技术上非常复杂。为此，通常在压力机壳体的外壳中形成平行于压力机壳体的中心轴线或纵向轴线的槽。该槽可用作旋转锁定(Verdrehsicherung)，并同时用作传动系部件的线性引导件。然而，将这种槽引入压力机壳体的外壳中的缺点是，这样做将使得壳体结构的扭转刚度明显降低。

发明内容

在这种背景下，本发明的目的是提供一种具有改进的壳体结构的压力机，其克服了上述缺点。特别地，一个目的是提供一种具有高强度和高扭转刚度的壳体结构，其中，同时便于对壳体的内部的访问。

根据本发明，所述目的通过一种压力机来实现，所述压力机具有以下部件：

-传动系，所述传动系包括马达和压杵()；和

-壳体，所述壳体具有第一基板、第二基板以及布置在它们之间的至少三个支柱，所述支柱将两个基板彼此连接并使它们彼此保持间隔分开，第一基板中设置有第一开口并且第二基板中设置有第二开口，

其中，所述马达的至少一部分布置在所述第一基板的背离所述支柱的第一例上，并且所述压杵的至少一部分布置在所述第二基板的背离所述支柱的第二侧上，并且其中，所述马达和所述压杵穿过第一和第二开口相互连接。

由于采用支柱状结构，因此得到了具有非常高的刚度并且同时具有高扭转刚度的壳体。支柱之间的空间允许对传动系的轻松访问，该传动系至少很大程度上布置在支柱之间或被支柱围绕。因此，修理或更换传动系的部件可以非常容易地进行。壳体的高刚度和高抗扭强度使得压制过程能够非常精确且可重复。

不应将根据本发明的壳体结构与带有支柱引导件的成型压力机(Umformpresse)的传统壳体结构相混淆。在具有支柱引导件的成型压力机的情况下，支柱用于轴向地引导压头(Pressstempel)，其中压头沿支柱轴向移动。因此，在这种成型压力机中，由压头施加的按压力通过或借助支柱引导件传递。

然而，在根据本发明的压力机中，按压力的力传递优选地不经由壳体进行。壳体优选仅用于支撑马达和轴向引导压杵。轴向的力传递优选仅通过传动系本身进行。所述两个基板不运动。所述基板通过支柱彼此稳定地保持恒定的距离。压杵的运动相对于两个基板，优选正交于它们。

在两个基板中分别设置有开口，为了更好地区分，第一基板中的开口在下文中被称为第一开口，并且在第二基板中的开口在下文中被称为第二开口。马达和压杵穿过这两个开口相互连接。传动系因此穿过所述两个开口。

所述马达至少部分地在第一开口上方布置在第一基板的背离支柱的顶侧上。另一方面，压杵至少部分地在第二开口下方布置在第二基板的背离支柱的底侧上。压杵因此穿过第二开口向下突出到第二基板之外，使得压制操作在下面进行，即在第二基板的背离支柱的一例上进行。然而，在具有支柱引导件的成型压力机的情况下，压制过程通常在两个基板之间进行，所述基板则用作压头。

根据本发明，压头可以布置在压杵端侧的(下)端部，压头在压制过程中压在要加工的工件上。因此，压头被布置在由支柱和两个基板构成的壳体的外部。但是原则上也可以将压杵的下端本身用作压头。

根据本发明的优选实施例，所述至少三个支柱分别沿着纵轴线延伸，所述纵轴线被定向为横向于，优选正交于第一和第二基板。

这里，“横向”应理解为是指不平行的任何取向。因此，术语“横向”包括但不限于正交。

例如，所述至少三个支柱可以相对于所述两个基板成锐角布置。所述至少三个支柱优选各自相对于第一基板具有相同的取向并且相对于第二基板具有相同的取向。这意味着每个支柱被定向为相对于第一基板成第一角度，该第一角度对于所有支柱都是相同的大小，并且每个支柱被定向为相对于第二基板成第二角度，该第二角度对于所有支柱都是相同的大小。所有支柱特别优选地被定向为正交于两个基板。

根据进一步的设计，传动系的至少一部分布置在两个基板之间并且被所述至少三个支柱包围。

换句话说，传动系的一部分布置在这样的空间中，该空间在轴向上由所述两个基板限定，并且在径向上由所述至少三个支柱限定。传动系的该部分尤其是指传动系的布置在马达和压杵之间并且将力从马达传递到压杵的部分。

优选地，所述第一和第二开口沿着中心轴线延伸，第一开口的第一侧面和第二开口的第二侧面各自与中心轴的距离比所述至少三个支柱的小。

这样，这些支柱沿径向更靠外地布置，并且可以说这些支柱包围所述两个开口。两个开口特别优选地彼此对准。在该优选实施例中，传动系沿着中心轴线延伸，使得其被布置在壳体的中央并且被支柱围绕。所述至少三个支柱特别优选地各自与中心轴线相距相同的距离。

根据进一步的设计，所述传动系包括主轴驱动器，所述主轴驱动器具有主轴和主轴螺母。

主轴驱动器可以例如被设计为梯形丝杠驱动器、滚珠丝杠驱动器、滚子丝杠驱动器或行星滚子丝杠驱动器。其他类型的主轴和主轴螺母彼此相对移动并且用于将旋转运动传递为线性平移运动的驱动器，也可以被使用在此，并且，无论它们的详细设计和作用主体(主轴和主轴螺母)的类型和几何形状如何，这些驱动器均应按当前的意义被理解为主轴驱动器。

优选地，主轴驱动器包括被马达旋转驱动的部件和与被旋转驱动的部件相连且平移运动的部件，该部件借助引导装置在所述至少三个支柱中的至少一个上被平移引导并被抗旋转地锁定，其中或者(i)主轴是被旋转驱动的部件，主轴螺母是平移运动的部件，或者(ii)主轴是平移运动的部件，主轴螺母是被旋转驱动的部件。

因此，这两个变型，变型(i)和变型(ii)，涉及使用带有由电机驱动的主轴的主轴驱动器(变型(i))或使用带有由电机驱动的主轴螺母的主轴驱动器(变型(ii))。

在使用带有被驱动的主轴的主轴驱动器的情况下，主轴螺母与压杵耦接或连接，从而在按压过程中主轴螺母与压杵一起在轴向方向上，即优选地垂直于两个基板地，平移运动。

在使用带有被驱动的主轴螺母的主轴驱动器的情况下，主轴与压杵耦接或连接，从而主轴与压杵一起在按压过程中在轴向方向上平移运动。

在这两种情况下，被旋转驱动的部件均由马达驱动，而平移运动的部件则与压杵耦接并与其一起，优选是同步地，运动。以此方式，可以以相对低的能量消耗产生非常高的轴向力并将其传递到待加工的工件上。

主轴驱动器的平移运动的部件通过所述引导装置在所述至少三个支柱中的所述至少一个上被平移地引导并且被抗旋转地锁定，所述引导装置优选地具有轴承。

在一种优选的设计中，所述轴承具有两个滚子，所述两个滚子设置成在所述至少三个支柱的至少一个上滚动，这两个滚轮分别与平移运动的部件连接。

优选地，两个滚子中的第一滚子具有第一轮，该第一轮被可旋转地支承在第一轴上，该第一轴与主轴驱动器的平移运动的部件固定地连接。同样，两个滚子中的第二滚子具有第二轮，该第二轮被可旋转地支承在第二轴上，该第二轴与主轴驱动器的平移运动的部件固定地连接。

所述第一轴和第二轴优选地彼此分开地与主轴驱动器的平移运动的部件连接。特别优选地，在组装状态下，两个轴被布置为彼此成锐角，以使两个滚子接触所述支柱的不同的或相对的侧并在其上滚动。

通过上述构造，产生了非常低磨损的轴向轴承，其同时有效地确保主轴驱动器的平移运动的部件不绕中心轴线旋转。由于两个滚子在其上滚动的支柱的空间布置，通过将两个滚子与主轴螺母的平移运动的部件连接产生了相对较大的杠杆臂(Hebelarm)。这样，高扭矩可以被传递到所述支柱上。

根据进一步的优选设计，所述两个滚子之一被偏心地支承。

通过这种方式，所述滚子对可以被相对容易地且相对于所述支柱(滚子对在该支柱上滚动)没有间隙地安装。

根据进一步优选的设计，所述至少三个支柱中的至少一个具有圆柱形侧表面。

因此，上述滚子在具有圆形横截面的引导元件上滚动。优选地，这导致在滚子的轮与相应的支柱之间的线状的接触表面。这种线状的接触表面几乎对污物不敏感。

在进一步的设计中，所述至少三个支柱分别与所述第一和第二基板可拆卸地()连接。

一方面，这具有可以相对容易地移除壳体的优点。另一方面，所述支柱(在该支柱上，根据上述设计的主轴驱动器的平移运动的部件被引导)可以相对容易地松开并绕其纵轴线旋转。从而，该支柱上与磨损相关的磨损沟道(所述沟道是由于随着时间的流逝滚子在该支柱上滚动而产生的)可以通过旋转支柱而被消除多次，而不必整体更换支柱。因此，主轴驱动器的平移运动的部件的旋转锁定装置的无间隙状态可以被非常简单和经济地恢复。

根据空间要求和刚性要求，壳体也可以具有比三个支柱多的支柱，例如至少四个支柱、至少五个支柱或至少六个支柱。

在进一步的设计中，在所述至少三个支柱中的至少一个的端侧的端部(stirnseitigen Ende)与所述第一或第二基板之间布置有间隔元件。

以这种方式，可以补偿各个支柱之间的高度或长度差异。这种简单的措施可以非常精确、经济并且最重要的是无需返工地产生两个基板的平面度。当使用多于三个支柱时这是特别有利的，因为这导致壳体结构中的静态超定(statische)。作为间隔元件，可以使用例如垫圈或垫片。

在进一步的设计中，壳体还具有围绕所述至少三个支柱的罩体。

这尤其用于满足这种压力机的安全要求，因为必须确保传动系的所有可移动的传递动力的部件都受到保护以免受到干扰。为此目的，可以用很少的技术努力来将覆体(这里通常称为“罩体”)安装在支柱周围。有利的是，罩体由两部分构成，以确保出于维修和保养目的的良好可达性。

不言自明地，上述特征以及在下文中将要说明的特征不仅可以以在每种情况下指定的组合的方式使用，还可以以其他组合的方式来使用或被单独地使用，而不脱离本发明的范围的情况。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出，并且在下面的说明中被详细解释。

以下的附图被示出：

图1是根据本发明的第一实施例的压力机的透视图。

图2示出了根据本发明的第二实施例的压力机的透视图。

图3是图2所示压力机的壳体的分解图。

图4是图2所示压力机的第一局部剖视图。

图5是图2所示压力机的第二局部剖视图。

图6是从图5所示的压力机的上方观察的俯视图。

图7是可用于根据本发明的压力机中的滚子的分解图。

图8示出了处于第一状态的图2所示的压力机的第三局部剖视图。

图9示出处于第二状态的图8所示的压力机的视图。和

图10是根据本发明的压力机的壳体罩体的实施例的透视图。

具体实施方式

图1和图2分别以透视图示出了根据本发明的压力机的两个实施例。这里，压力机在其整体上以附图标记10表示。

压力机10具有传动系12和壳体14。壳体14至少围绕传动系12的一部分。传动系12的各个部件支撑在壳体14上，或者直接或间接地固定或安装在壳体14上。

传动系12包括马达16，并且在该实施例中，包括主轴驱动器18，马达16经由主轴驱动器18与压杵20耦接。马达16优选被设计为电动机。

在运行期间，马达16产生绕压力机10的中心轴线22的旋转运动。借助于主轴驱动器18，该旋转运动被转换为压杵20沿中心轴线22的平移运动。因此，根据马达16的旋转方向，压杵20可以沿着中心轴线22向外(在图中向下)移出壳体14以进行按压，也可以向内(在图中向上)移入壳体14中以释放工件。

在压杵20端侧的下端优选地布置有压头24，其在压制过程中接触待加工的工件。该压头24可以与压杵20一体形成，或者可以可拆卸地与其连接。

壳体14具有两个基板26、28，其通过若干个支柱30a、30b、30c被恒定地保持一定距离。基板26在这里被称为第一基板。基板28在这里被称为第二基板。

两个基板26、28优选地彼此平行地布置。支柱30a-30c优选地正交于两个基板26、28，也就是说，平行于中心轴线22。然而，不必一定是这种情况。支柱30a-30c也可以与基板26、28成锐角对准，也就是说，横向于(不平行于)中心轴线22。优选地，支柱30a-30c各自距中心轴线22的距离相同。

马达16安装在第一基板26的背离支柱30a-30c的上侧。另一方面，压杵20在第二基板28的背离支柱30a-30c的下侧上从第二基板28向下突出。传动系12由此穿过由基板26、28和支柱30a-30c组成的壳体14。为此目的，第一基板26具有第一开口32，第二基板28具有第二开口34(见图3)。马达16和/或主轴驱动器18的一部分穿过第一开口32突出。这样，马达16通过或穿过第一开口32与主轴驱动器18连接。在壳体14的相对侧，主轴驱动器18和/或压杵20的一部分穿过第二开口34突出。在这里示出的实施例中，仅压杵20穿过第二开口34。但是原则上也可以想到，主轴驱动器18的一部分穿过第一开口32，而压杵20仅在第二基板28下方被固定在主轴驱动器18上。

图2所示的第二实施例与图1所示的第一实施例的不同之处在于布置在壳体14中的支柱30的数量。在第二实施例中，壳体14总共具有四个支柱30a-30d。压力机10的前述结构在其他方面相同。

在两个示例性实施例中，支柱30a-30c和支柱30a-30d围绕部分传动系12，特别是围绕主轴驱动器18。因此，与所述三个支柱30a-30c或所述四个支柱30a-30d相比，第一开口32的侧表面33和第二开口34的侧表面35各自具有更小的距中心轴线22的距离。优选地，所述两个开口32、34彼此对准。所述两个开口32、34可以但不必一定是相同的尺寸。优选地，所述两个开口32、34各自相对于中心轴线22对称。

根据图1和图2所示的两个示例性实施例，主轴驱动器18被实施为具有被驱动的主轴的主轴驱动器。主轴驱动器18具有主轴36，主轴36由马达16旋转驱动。另外，主轴驱动器18具有主轴螺母38，该主轴螺母38安装在主轴36上并且在主轴36旋转期间沿着中心轴线22平移运动。为了确保该平移运动，主轴螺母38被防止绕中心轴线22旋转地锁定，这将在下面更详细地说明。主轴螺母38与压杵20连接，使得压杵20与主轴螺母38一起(同步地)沿着中心轴线22移动。

在所示的两个实施例中，主轴36是主轴驱动器18的由马达16旋转驱动的部件，主轴螺母38是主轴驱动器18的平移运动的部件。但是原则上也可以实施为相反的，使得主轴螺母38是由马达16旋转驱动的部件，而主轴36是平移运动的部件。在这种情况下，则主轴36必须被防止绕中心轴线22旋转地锁定。另外，布置必须被颠倒，使得主轴螺母38与马达16连接并且主轴36与压杵20连接。在这种情况下，主轴36本身也可以被设计为压杵20或至少与其一体式地连接。

图3示出了根据图2所示的压力机10的第二实施例的壳体14的分解图。该分解图特别示出了基板26、28到支柱30a-30d的附接方式。

支柱30a-30d优选是标准化的精密钢轴。支柱30可以设计成实心轴或空心轴。如果使用空心轴，则管线/缆线(Leitungen)、软管()等可以被毫不费力地引导穿过支柱30内的空心孔。支柱30优选地被硬化和研磨。

优选地，支柱30a-30d分别与基板26、28可拆卸地连接。在此处所示的示例性实施例中，支柱30a-30d的每一个在两侧均具有定心环40，该定心环40插入到设置在基板26和基板28中的相应的孔42中。在本示例性实施例中，螺钉44被用于连接，该螺钉44接合在设置在支柱30的内部中的相应的内螺纹中。

各个支柱30a-30d的高度或长度差异优选地由间隔元件46补偿，该间隔元件可以布置在支柱30a-30d与第一基板26之间和/或在支柱30a-30d与第二基板28之间。这样的高度或长度补偿在具有四个或更多支柱30的实施方式中是特别有利的，因为这种实施方式已知会导致静态超定(statische)。垫片(Shims)或垫圈(Unterlegscheiben)例如可以用作间隔元件46。

通常，两个基板26、28具有非常高的平面度(Ebenheit)要求是非常重要的。两个基板26、28的倾斜位姿(Schiefstellung)将导致传动系12(特别是主轴驱动器18)与壳体14或支柱30之间的对准误差(Fluchtungsfehler)。对准误差将直接影响主轴驱动器18的运行特性，并且将大大降低系统的使用寿命。对于由挤压的铝型材或管状钢结构制成的常规壳体，要满足这些对基板26、28的平面度的要求在技术上非常复杂且昂贵。然而，根据本发明的压力机10的壳体概念的优点在这里被显示了出来。由于基板26、28与支柱30a-30d可拆卸地连接，简单的平面度测量可以被进行。为此目的，预组装的壳体14，例如通过第二基板28，被放置在测量台上。通过高度测量装置可以确定第一基板26的螺钉点(Schraubstellen)处的高度尺寸。相对于最大尺寸的尺寸偏差然后可以通过使用间隔元件46来补偿。

图4-6示出了壳体14的更多细节以及传动系12在壳体14内的布置方式。特别是在图4中可以看出，主轴36在第一基板26中通过引导元件48被轴向地引导。引导元件48例如可以是轴向轴承或径向轴承。压杵20在第二基板28中借助于引导元件50被轴向地引导(见图5)。第二引导元件50优选地被设计为线性轴承(Linearlager)。

图5和图6还示出了引导装置52的可能的实施方式，借助于该引导装置，主轴螺母38被平移地引导并且被防止绕中心轴线22旋转地锁定。引导装置52具有两个滚子54、56，所述滚子在支柱30b上滚动。因此，支柱30b被用作用于平移引导的引导元件并且同时被用作主轴螺母38的旋转锁定件。

两个滚子54、56中的每一个都通过轴58、60与主轴螺母38连接。两个滚子54、56之一，在这种情况下是滚子56，被偏心地支承。该偏心支承的细节如图7所示。从图7可以看出，轴60具有偏心部(Exzenter)，滚子56的轮62被支承在该偏心部上并且借助于螺母64被安装在该偏心部上。滚子56的轮62的偏心支承使得能够将两个滚子54、56简单地安装在支柱30b上。借助于偏心支承，可以相对容易地在滚子56和支柱30b之间建立无间隙的连接。由于支柱30b的空间布置，获得了相对较大的杠杆臂。这样，高扭矩可以被传递。

在当前情况下，滚子54、56如所示出的那样与主轴螺母38连接。然而，应理解的是，在使用具有被驱动的主轴螺母的主轴驱动器的情况下，主轴驱动器的主轴可以以相同的方式被引导并被防止旋转地锁定。

支柱30a-30d优选是圆柱形的。这样，两个滚子54、56在圆柱形或圆形的引导元件上滚动。优选地，这在滚子54、56和支柱30b之间产生类似线状的接触面，其对污物不敏感。

但是，随着时间的流逝，支柱30b上可能会有沟道(Einlaufspuren)。这些沟道在图8和图9中被示例地示出，并用附图标记64标出。如上所述，由于支柱30a-30d可与两个基板26、28分离，因此支柱30a-30d可相对容易地绕其纵轴线旋转。以这种方式，沟道64可顺时针或逆时针旋转，从而沟道64就不再干扰滚子54、56在支柱30b上的引导。该过程在图9中示例性地示出。

为了满足这种压力机10的安全性要求，应确保传动系12的所有可移动的传力部件都被保护免受干涉。为此目的，壳体14可具有包围支柱30a-30d的覆体/罩体66。有利地，该覆体/罩体66形成为至少两个部分，以便允许出于维修和保养目的的良好可达性。