CH679951A5 - Injection mould pressure measurement - has drilling for force receiver in mould wall leaving wall membrane section between it and mould interior - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Druckmessung insbesondere in Spritzgiessformen. 



  Die bisher bei Kunststoffspritzguss und Metalldruckguss angewandten Druckmessverfahren lassen sich einteilen in indirekte und direkte Messverfahren. Bei der indirekten Druckmessung wird ein Kraftaufnehmer als Druckmesselement auf der rückwärtigen Seite eines kraftübertragenden Messfilters eingesetzt. Ein Nachteil der indirekten Druckmessung besteht darin, dass der Kraftaufnehmer relativ weit vom Medium entfernt liegt, dessen Druck gemessen werden soll. Die Kraftübertragung kann durch Reibung des Stiftes an der Formwand beeinflusst werden, die um so grösser wird, je länger der Kraftübertragungsweg ist. Bei den direkten Druckmessverfahren, die allgemein angewendet werden, wenn die Platzverhältnisse es gestatten, bildet der Druckaufnehmer mit seiner Frontpartie einen Teil der inneren Oberfläche der Formwand.

  Der Aufnehmer wird in eine durchgehende Bohrung eingeführt und mittels Schulter- oder Frontdichtung gegen das Druckmedium abgedichtet, wie beispielsweise in EP 90 871 und EP 90 872 beschrieben. Ein Nachteil der direkten Kraftmessung liegt darin, dass das Medium, speziell bei Schulterdichtung, in den Spalt zwischen Aufnehmer und Formwand eindringen kann und diesen krustenartig verschmutzt. Dadurch werden der Wärmeabfluss gestört und die Messgenauigkeit sowie -empfindlichkeit herabgesetzt. Zur Erreichung einer guten Abdichtung gegen aussen sind zudem hohe Dichtkräfte erforderlich, welche sich auf den Sensorteil übertragen und zusätzlich die Membran deformieren können. 



  Das Ziel der Erfindung besteht darin, die oben genannten Nachteile der Druckmessung in Spritzgiessformen zu beheben. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Formwand eine Bohrung angebracht ist, die auf ihrer dem Druckmedium zugewandten Seite durch ein als Membranpartie für einen in der Bohrung liegenden Kraftaufnehmer dienendes Wandstück abgeschlossen ist. 



  Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: 
 
   Fig. 1 den Stand der Technik. 
   Fig. 2 eine erfindungsgemässe Druckmessanordnung mit Kraftaufnehmer in Formwandbohrung mit Membranpartie. 
   Fig. 3 eine erfindungsgemässe Druckmessanordnung mit Kraftaufnehmer in Formwandbohrung mit vergrösserter Membranpartie. 
   Fig. 4 eine erfindungsgemässe Druckmessanordnung mit im zentralen Teil verstärkter Membranpartie. 
   Fig. 5 eine erfindungsgemässe Druckmessanordnung mit zwischen Membranpartie und Kraftaufnehmer gelagertem Isolierteil. 
 



  Fig. 1 zeigt, schematisch, einen schulterdichtenden Kraftaufnehmer für die Druckmessung beim Spritzgiessen, dem Stand der Technik entsprechend. 1 bedeutet die Formwand, 2 den Stützteil des Kraftaufnehmers, 11 den Zylinderteil desselben, 3 die der Abdichtung dienende Schulter. Die kraftempfindlichen Sensorelemente können sich entweder im Stützteil 2 oder im Zylinderteil 11 des Aufnehmers befinden. Die durchgehende Bohrung besteht aus einem dem Druckmedium 9 zugewandten glatten Teil 6, welcher den in einer Hülse liegenden Sensorteil mit Membran enthält (nicht detailliert dargestellt), und einem dem Medium abgewandten Gewindeteil 5, welcher eine Spannmutter 4 enthält, die der Abdichtung des Aufnehmers 2 an der Schulter 3 dient, indem sie angezogen wird. Die mit dieser Messanordnung verbundenen Nachteile wurden bereits eingangs erwähnt. 



  Der wesentlichste Nachteil besteht darin, dass zwischen Zylinderteil 11 und der Wand der Bohrung 6 ein Spalt liegt, in den verkrustendes Medium eindringen kann, was die Kraftmessung verfälscht. 



  Fig. 2 stellt eine erfindungsgemässe Druckmessvorrichtung dar, die gegen das Medium vollkommen abgedichtet ist. Die verwendeten Zeichen haben dieselbe Bedeutung wie in Fig. 1. Es ist sofort erkennbar, dass die Bohrung 5, 12 (5: Gewindeteil, 12: glatter Teil) nicht mehr durchgehend ist wie bei der den Stand der Technik repräsentierenden Fig. 1, sondern dass sie durch eine Membranpartie 10 abgeschlossen wird. S bedeutet die Dicke der Membranpartie 10, D den Durchmesser der Bohrung 12. Je geringer die Wandstärke S der Membranpartie 10 im Vergleich zum Bohrungsdurchmesser D ist, desto mehr wird die Membranpartie 10 bei einem bestimmten Mediumdruck einwärts gekrümmt, d.h. desto grösser ist die Messempfindlichkeit des Aufnehmers 2, 11. Anderseits begrenzt die Wandstärke S auch den Messbereich nach oben. Eine grössere Wandstärke lässt auch einen höheren Druck zu.

  Die Spannmutter 4 presst den Zylinderteil 11 gegen die Membranpartie 10 und erzeugt die Vorspannung für den Aufnehmer 2, 11. Die übrigen bezeichneten Teile haben dieselbe Funktion wie in Fig. 1. 



  Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Der glatte Bohrungsabschnitt 12 mit dem Durchmesser D erweitert sich mediumseitig zu einem Bohrungsabschnitt 13 mit einem grösseren Durchmesser D min , wodurch sich auch die Membranpartie 10 vergrössert. Bei gleichem Mediumdruck krümmt sich die Membranpartie 10 weiter nach aussen als bei Fig. 2, bei der die Membranpartie 10 denselben Durchmesser D besitzt wie die Bohrung 12. Dadurch lässt sich die Messempfindlichkeit der Anordnung steigern. Die Vergrösserung des Durchmessers D auf D min  kann auch auf andere Art als stufenweise erfolgen, wie in Fig. 3 dargestellt, beispielsweise durch einen konischen Übergang von D auf D min . 



  Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemässe Ausführungsform der Anordnung zur Druckmessung, bei welcher der Durchmesser D min  längs der Bohrung 5, 12 überall derselbe und, zwecks Anhebung der Empfindlichkeit, relativ gross ist. Die Spannschraube 4 muss denselben  Durchmesser D min  besitzen wie die Bohrung 5, 12, hingegen kann der Kraftaufnehmer 2 einen erheblich geringeren Durchmesser D besitzen als die Bohrung 5, 12. Dies ermöglicht die Verwendung eines kleineren Standardtyps eines Kraftaufnehmers 2 in einer Bohrung 5, 12 mit grösserem Durchmesser D min , die nicht standardisiert ist. Im weiteren ist in Fig. 4 eine zentral verdickte Membranpartie 10 dargestellt.

   Bei Druckbelastung der Membran wird diese dadurch nicht längs ihres ganzen Durchmessers gekrümmt, sondern nur in den Randpartien, wodurch die Abstützung des Zylinderteils 11 auf der Membran verbessert und die Gefahr des Ausbeulens der Membran praktisch ausgeschlossen wird. 



  Fig. 5 schliesslich stellt eine Variante der in Fig. 4 gezeigten Anordnung dar, indem zwischen dem Zylinderteil 11 und der Membranpartie 10 ein Isolierteil 14 eingeschoben ist. Dieser Teil besteht beispielsweise aus keramischem Material, während die Membranpartie 10 und die Formwand 1 metallisch sind. Der vom heissen Druckmedium 9 ausgehende Wärmestrom wird somit im wesentlichen durch das Metall abfliessen und die Funktion des Kraftaufnehmers 2 nicht beeinträchtigen. 



  Im allgemeinen sind die verwendeten Kraftaufnehmer piezoelektrisch. Sie können aber auch piezoresistiv sein oder auf DMS-Basis arbeiten. 

Claims (5)

1. Anordnung zur Druckmessung insbesondere in Spritzgiessformen, dadurch gekennzeichnet, dass in der Formwand (1) eine Bohrung (5, 12) angebracht ist, in welche ein Kraftaufnehmer (2, 11) aufgenommen ist, und dass die Bohrung (5, 12) mediumseitig durch ein als Membranpartie (10) ausgebildetes Wandstück mit der Wandstärke s abgeschlossen ist, das den Mediumdruck p aufnimmt und auf den Kraftaufnehmer (2, 11) überträgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftaufnehmer (2, 11) mittels einer in die Bohrung (5, 12) eingeschraubten Spannschraube (4) vorgespannt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranpartie (10) einen grösseren Durchmesser (D min ) aufweist als die den Kraftaufnehmer (2) enthaltende Partie mit Durchmesser (D).

4.

Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Teil der Membranpartie (10) eine grössere Wandstärke aufweist als deren umfänglicher Rand.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Membranpartie (10) und Kraftaufnehmer (2, 11) ein Isolierteil (14) gelagert ist.