EP1786610A1 - Vorrichtung zum formen von gegenständen mit kuppelbarem druck- oder temperatursensor - Google Patents

Vorrichtung zum formen von gegenständen mit kuppelbarem druck- oder temperatursensor

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EP1786610A1
EP1786610A1 EP05790133A EP05790133A EP1786610A1 EP 1786610 A1 EP1786610 A1 EP 1786610A1 EP 05790133 A EP05790133 A EP 05790133A EP 05790133 A EP05790133 A EP 05790133A EP 1786610 A1 EP1786610 A1 EP 1786610A1
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sensor
insert
cavity
coupling part
line
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David Dreher
Christopherus Bader
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Priamus System Technologies AG
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Definitions

  • the invention relates to a device for molding objects in a cavity, which is at least partially formed by an insert in a mold plate.
  • objects are filled by filling a cavity in a mold z. B. made with thermoplastic materials.
  • this molding process must be monitored.
  • the filling operation is controlled so that an initially speed-controlled phase is followed by a pressure-controlled phase which lasts until the end of the filling process.
  • the filling situation achieved in which the mold cavity is completely wetted with plasticizable mass, the internal pressure of the interior of the mold cavity is still relatively low.
  • Process monitoring and process control uses pressure and temperature sensors installed in the injection mold so that the front of the sensor touches the plastic part to be produced. Such an arrangement is described, for example, in DE 101 14 228 A1. For the measurement of piezoelectric signals usually highly insulating lines are used.
  • the present invention is based on the object, a device of o. G.
  • sensors in particular for pressure and temperature, can also be used in tools in which the cavities are formed by inserts.
  • the clutch itself is designed as a quick coupling without locking.
  • the easiest way is likely to be a plug-in coupling, in which a plug is inserted into a box. If the sensor is located very close to its coupling part, an extra line is unnecessary. As a rule, however, the sensor should be connected to its first coupling part via a line, while the second coupling part is followed by a line, for example, to a connection to a signal evaluation unit.
  • the senor is a cavity internal pressure sensor.
  • care must be taken to ensure that the cables are highly insulating, since even there a touch of a finger due to finger swelling is sufficient to remove the insulation.
  • these lines have a resistance of at least 10 12 ohms.
  • WO 02/082023 A1 proposes, for example, a method for automatically detecting the sensitivity of sensors, in which the sensor is assigned a resistance of a specific size, by means of which the sensor is assigned to a specific sensor group having a predetermined sensitivity range. That is, the sensitivity of the cavity pressure sensor is encoded by means of a resistor. For this information, an additional line must be provided in the present invention and also decoupled.
  • a temperature sensor is disposed in the insert.
  • the clutch must be for this
  • thermocouple made of the same material as the thermocouple itself.
  • thermocouple There are various material compositions for a thermocouple. Only, for example, the composition of nickel / chromium / nickel is mentioned. If such a thermocouple is selected, then the line should be made of the same material. Incidentally, with the present invention, not only highly insulating piezoelectronic lines but also lines not highly insulating can be separated.
  • Figure 1 is a partially cross-sectional side view of a mold
  • Figure 2 is a plan view of a sensor arrangement according to the invention.
  • an injection mold P has a fixed mold plate 1 and a movable mold plate 2. Both plates 1 and 2 are each associated with a stationary platen 3 and 4, wherein between the platen 4 and the movable mold plate 2 is still a means 5 for moving the movable mold plate 2 is provided.
  • a trough 9 is formed, which forms a mold cavity or a cavity 12 with a core 10, which protrudes from an insert 11 in the movable mold plate 2.
  • the insert 11 is also removably seated in a recess 13 in the movable mold plate 2 and is held there by fastening bolts 14.1 and 14.2.
  • a stepped bore 15 is formed, in the front region of a sensor 16 is seated.
  • a sensor front 17 is seated in the plane of a cavity inner wall 18. This forms the surface of the core 10.
  • the sensor 16 is connected via a line 19 with a first coupling part 20, which forms a quick coupling 23 with a second coupling part 21, which sits in a bore 22 in the movable mold plate 2.
  • the second coupling part 21 is connected via a line 24 to a fixed terminal 25, to which then a signal evaluation unit not shown in detail is connected.
  • the quick coupling 23 is a plug-in coupling.
  • the first coupling part 20 forms a socket into which a plug 26 of the second coupling part 21 can engage.
  • a ringwall 27 secures a connection in the box.
  • the senor 16 is inserted into the stepped bore 15 of the insert 11, so that the sensor front 17 is in the plane of the cavity inner wall 18.
  • the sensor 16 is connected via the line 19 with the first coupling part 20, the can opening is located approximately in the plane of the insert base 28.
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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Formen von Gegenständen in einer Kavität (12), die zumindest teilweise von einem Einsatz (6, 11) in einer Formplatte (1, 2) gebildet ist, soll sich in dem Einsatz (11) zur von dem Einsatz ausgebildeten Kavitätsinnenwand (18) hin ein Sensor (16) befinden, der mit einem ersten Kupplungsteil (20) verbunden ist, dem ein zweites Kupplungsteil (21) in der Formplatte (2) zugeordnet sein soll.

Description

VORRICHTUNG ZUM FORMEN VON GEGENSTANDEN MIT KUPPELBAREM DRUCK- ODER TEMPERATURSENSOR
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen von Gegenständen in einer Kavität, die zumindest teilweise von einem Einsatz in einer Formplatte gebildet ist.
Stand der Technik
Bspw. im Spritzgiessprozess werden Gegenstände durch ein Füllen einer Kavität in einem Formwerkzeug z. B. mit thermoplastischen Kunststoffen hergestellt. Dabei muss dieser Formvorgang überwacht ablaufen. Bspw. wird der Füllvorgang so gesteuert, dass auf eine anfänglich geschwindigkeitsgeführte Phase eine druckgeführte Phase folgt, die bis zum Ende des Füllvorganges andauert. Gegen Ende der geschwindigkeitsgeführten Phase oder im Anfangsbereich der druckgeführten Phase wird die Füllsituation erreicht, bei der der Formhohlraum vollständig mit plastifizierbarer Masse benetzt ist, wobei der Masseinnendruck im Inneren des Formhohlraums noch vergleichsweise gering ist. Daran schliesst sich auf Grund der Weiterführung der Bewegung eines Einspritzkolbens bzw. eines Extruders eine Erhöhung des Werkzeuginnendrucks an, verbunden mit einer Verringerung des spezifischen Volumens bzw. mit einer Erhöhung der Dichte der in dem Formhohlraum befindlichen Formmasse. Das Ausmass der so erreichbaren Verdichtung hängt sowohl von der herrschenden Temperatur als auch von der Höhe des einwirkenden Druckes und den charakteristischen Eigenschaften der Formmasse ab.
Insbesondere zur Qualitätssicherung, Prozessoptimierung,
Prozessüberwachung und Prozessregelung werden Druck- und Temperatursensoren verwendet, die im Spritzgiesswerkzeug so eingebaut sind, dass die Sensorfront das herzustellende Kunststoffteil berührt. Eine derartige Anordnung ist bspw. in der DE 101 14 228 A1 beschrieben. Zur Messung von piezoelektrischen Signalen werden in der Regel hochisolierende Leitungen benutzt.
Es gibt Werkzeuge, bei denen das Formteil, welches einen Teil der Kavität ausbildet, direkt aus einer Formplatte heraus oder in eine Formplatte hinein geformt ist. Üblicherweise wird hierzu jedoch ein Einsatz in einer Formplatte verwendet, der bspw. bei Verschleiss oder einer konstruktiven Änderung ausgetauscht werden kann. Die eigentliche Werkzeugplatte bleibt die gleiche, lediglich der Einsatz wird ersetzt.
Es kommt auch vor, dass Einsätze während einer Produktion innerhalb kürzester Zeit gewechselt und durch andere Einsätze ersetzt werden müssen, um neue Spritzteile mit neuen Geometrien herzustellen. Hierbei wird das auf der Maschine aufgespannte Spritzgiesswerkzeug unverändert wiederverwendet, während nur die Werkzeugeinsätze ersetzt werden. Es ist sogar denkbar, dass der Wechsel eines solchen Einsatzes vollautomatisch mit Hilfe eines Roboters erfolgt.
In der Praxis werden nicht nur Spritzgiesswerkzeuge mit einem einzigen Formhohlraum (Kavität) und einem einzigen Werkzeugeinsatz verwendet, sondern auch Mehrkavitätenwerkzeuge mit jeweils einem Werkzeugeinsatz pro Kavität. Auch hier werden diese Werkzeugeinsätze wie oben beschrieben aus unterschiedlichen Gründen gewechselt.
Aufgabe
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der o. g. Art zu schaffen, bei der Sensoren, insbesondere für Druck und Temperatur, auch bei Werkzeugen zum Einsatz kommen können, bei denen die Kavitäten von Einsätzen gebildet werden.
Lösung der Aufgabe
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass sich in dem Einsatz zur von dem Einsatz ausgebildeten Kavitätsinnenwand hin ein Sensor befindet, der mit einem ersten Kupplungsteil verbunden ist, dem ein zweites Kupplungsteil in der Formplatte zugeordnet ist.
Das bedeutet, dass beim Ausbau eines Einsatzes auch die Kupplung gelöst und beim Einbau eines neuen Einsatzes ohne Schwierigkeiten eine neue Kupplung mit einem neuen Sensor hergestellt werden kann. Dabei müssen die Kupplungen so klein wie möglich gebaut werden, um sie auch bei sehr kleinen Formeinsätzen verwenden zu können.
Die Kupplung selbst ist als Schnellkupplung ohne Verriegelung ausgestaltet. Am einfachsten dürfte es sich um eine Steckkupplung handeln, bei der ein Stecker in eine Dose eingesetzt wird. Sollte der Sensor sehr nahe an seinem Kupplungsteil liegen, erübrigt sich eine Extraleitung. In der Regel dürfte aber der Sensor mit seinem ersten Kupplungsteil über eine Leitung verbunden sein, während an das zweite Kupplungsteil eine Leitung bspw. zu einem Anschluss an eine Signalauswerteeinheit anschliesst.
In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Sensor um einen Kavitäteninnendrucksensor. Bei diesem muss darauf geachtet werden, dass die Leitungen hoch isolierend sind, da dort bereits eine Berührung mit einem Finger infolge des Fingerschweisses ausreicht, um die Isolation aufzuheben. Bevorzugt weisen diese Leitungen einen Widerstand von mindestens 1012 Ohm auf.
Ferner wird bspw. in der WO 02/082023 A1 ein Verfahren zum automatischen Erkennen der Empfindlichkeit von Sensoren vorgeschlagen, bei welchem den Sensor ein Widerstand einer bestimmten Grosse zugeordnet wird, durch den der Sensor einer bestimmten Sensorgruppe mit einem vorbestimmten Empfindlichkeitsbereich zugeordnet wird. D. h., die Empfindlichkeit des Werkzeuginnendrucksensors wird mit Hilfe eines Widerstandes codiert. Für diese Information muss bei der vorliegenden Erfindung eine zusätzliche Leitung zur Verfügung gestellt und auch entkoppelt werden.
In einem anderen Ausführungsbeispiel wird in dem Einsatz ein Temperatursensor angeordnet. In diesem Fall muss die Kupplung für diesen
Sensor als sogenannte Ausgleichsleitung ausgelegt werden. D. h., dass die
Leitung aus demselben Material wie das Thermoelement selbst besteht. Es gibt verschiedene Materialzusammensetzungen für ein Thermoelement. Nur bspw. wird die Zusammensetzung Nickel/Chrom/Nickel erwähnt. Wird ein derartiges Thermoelement ausgewählt, so sollte auch die Leitung aus demselben Material bestehen. Mit der vorliegenden Erfindung können im übrigen nicht nur hochisolierende piezoelektronische Leitungen, sondern auch nicht hochisolierende Leitungen getrennt werden.
Figurenbeschreibung
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Figur 1 eine teilweise im Querschnitt dargestellte Seitenansicht eines Formwerkzeugs;
Figur 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Sensoranordnung.
Gemäss Figur 1 weist ein Spritzgiesswerkzeug P eine feststehende Formplatte 1 sowie eine bewegbare Formplatte 2 auf. Beiden Platten 1 und 2 ist jeweils eine stationäre Aufspannplatte 3 und 4 zugeordnet, wobei sich zwischen der Aufspannplatte 4 und der bewegbaren Formplatte 2 noch eine Einrichtung 5 zum Bewegen der bewegbaren Formplatte 2 vorgesehen ist.
In der feststehenden Formplatte 1 befindet sich ein Einsatz 6, der in einer entsprechenden Ausnehmung 7 durch Befestigungsbolzen 8.1 und 8.2 festgelegt ist. In den Einsatz 6 ist eine Mulde 9 eingeformt, die mit einem Kern 10, der von einem Einsatz 11 in der bewegbaren Formplatte 2 abragt, einen Formhohlraum bzw. eine Kavität 12 ausbildet.
Der Einsatz 11 sitzt ebenfalls entfernbar in einer Ausnehmung 13 in der bewegbaren Formplatte 2 und ist dort über Befestigungsbolzen 14.1 und 14.2 festgehalten.
In den Einsatz 11 ist eine Stufenbohrung 15 eingeformt, in deren vorderen Bereich ein Sensor 16 sitzt. Eine Sensorfront 17 sitzt in der Ebene einer Kavitäteninnenwand 18. Diese bildet die Oberfläche des Kerns 10. In der Stufenbohrung 15 ist der Sensor 16 über eine Leitung 19 mit einem ersten Kupplungsteil 20 verbunden, das mit einem zweiten Kupplungsteil 21 , welches in einer Bohrung 22 in der bewegbaren Formplatte 2 sitzt, eine Schnellkupplung 23 ausbildet.
Das zweite Kupplungsteil 21 ist über eine Leitung 24 mit einem festliegenden Anschluss 25 verbunden, an den dann eine nicht näher gezeigte Signalauswerteinheit angeschlossen wird.
In Figur 2 ist erkennbar, dass es sich bei der Schnellkupplung 23 um eine Steckkupplung handelt. Das erste Kupplungsteil 20 bildet eine Dose aus, in die ein Stecker 26 des zweiten Kupplungsteils 21 eingreifen kann. Ein Ringwall 27 sichert eine Verbindung in der Dose.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Zur Bestimmung eines Innendrucks oder einer Temperatur in der Kavität 12 bzw. der Schmelze in der Kavität 12 ist der Sensor 16 in die Stufenbohrung 15 des Einsatzes 11 eingesetzt, so dass die Sensorfront 17 in der Ebene der Kavitäten innenwand 18 liegt.
Nach hinten ist der Sensor 16 über die Leitung 19 mit dem ersten Kupplungsteils 20 verbunden, dessen Dosenöffnung in etwa in der Ebene des Einsatzbodens 28 liegt.
In dem ersten Kupplungsteil 20 steckt der Stecker 26 des zweiten Kupplungsteils 21. Dieses sitzt in der Bohrung 22 der bewegbaren Formplatte und ist über die Leitung 24 mit dem Anschluss 25 verbunden.
Soll nun ein anderes Formteil hergestellt und damit der Einsatz 11 ausgewechselt werden, so werden die Befestigungsbolzen 14.1 und 14.2 gelöst und der Einsatz 11 aus der Ausnehmung 13 herausgezogen. Dabei löst sich auch das erste Kupplungsteil 20 von dem zweiten Kupplungsteil 21.
Nunmehr wird ein neuer Einsatz mit einem neuen Sensor in die Ausnehmung 13 eingesetzt, wobei auch dieser neue Sensor ein entsprechendes Kupplungsteil aufweist, in das der Stecker 26 des zweiten Kupplungsteils 21 eingleiten kann.
DR. PETER WEISS & DIPL-ING. A. BRECHT
Patentanwälte European Patent Attomey
Aktenzeichen: P 3194/DE Datum: 30.07.04 W/S/HE
Positionszahlenliste

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Formen von Gegenständen in einer Kavität (12), die zumindest teilweise von einem Einsatz (6, 11 ) in einer Formplatte (1 , 2) gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich in dem Einsatz (11) zur von dem Einsatz ausgebildeten Kavitätsinnenwand (18) hin ein Sensor (16) befindet, der mit einem ersten Kupplungsteil (20) verbunden ist, dem ein zweites Kupplungsteil (21) in der Formplatte (2) zugeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung zwischen den beiden Kupplungsteilen (20, 21) eine Steckkupplung (23) ohne Verriegelung ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) mit dem ersten Kupplungsteil (20) über eine Leitung (19) verbunden ist und/oder eine weitere Leitung (24) an das zweite Kupplungsteil (21) anschliesst.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) einen Kavitäteninnendruck ermittelt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung/en (19, 24) hochisolierend ausgelegt ist/sind und einen Widerstand von mindestens 1012 Ohm aufweist/en.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kavitäteninnendrucksensor mit Hilfe eines Widerstandes codierbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Codierung eine zusätzliche entkoppelbare Leitung vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) die Temperatur einer Kavitäteninnenwand ermittelt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung/en (19, 24) durch die Kupplung als Ausgleichsleitung ausgelegt ist/sind, d. h., dass die Leitung/en (19, 24) aus demselben Material besteht/en wie ein Thermoelement des Sensors (16).
EP05790133A 2004-09-06 2005-09-02 Vorrichtung zum formen von gegenständen mit kuppelbarem druck- oder temperatursensor Ceased EP1786610A1 (de)

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