AT522270B1

AT522270B1 - Injection unit and molding machine

Info

Publication number: AT522270B1
Application number: ATA50249/2019A
Authority: AT
Inventors: Balka Dipl Ing Christoph; Dirneder Ing Franz; Eppich Stephan; Hager Dipl Ing Gottfried
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2021-07-15
Also published as: AT522270A1; CN111716668A; DE102020107452A1; CN111716668B

Abstract

Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine, wobei eine Lagerung (7) vorgesehen ist, welche einem Prozessor (6) die Berechnung eines von Temperatureinflüssen unbeeinflussten Kraftsignals gestattet, wobei zumindest ein Messkörper über die Lagerung (7) im Kraftstrang gelagert ist und die vom Einspritzantrieb (3) erzeugte Kraft über die Lagerung (7) übertragbar ist und die Lagerung (7) eine durch Temperatureinfluss bedingte Verformung des zumindest einen Messkörpers zulässt, sodass ein Spannungszustand des zumindest einen Messkörpers ohne eine durch den Einspritzantrieb (3) erzeugte Kraft wenigstens am Ort des wenigstens einen Sensors (5) zumindest im Wesentlichen unverändert bleibt.Injection unit for a molding machine, with a bearing (7) being provided which allows a processor (6) to calculate a force signal that is not influenced by temperature influences, with at least one measuring body being mounted in the power train via the bearing (7) and which is provided by the injection drive (3) The force generated can be transmitted via the bearing (7) and the bearing (7) allows a deformation of the at least one measuring body caused by the influence of temperature, so that a stress state of the at least one measuring body without a force generated by the injection drive (3) at least at the location of the at least one Sensor (5) remains at least essentially unchanged.

Description

description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einspritzeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Formgebungsmaschine mit zumindest einer solchen Einspritzeinheit. The invention relates to an injection unit with the features of the preamble of claim 1 and a molding machine with at least one such injection unit.

[0002] Die geläufigen Ausführungsformen von Einspritzeinheiten weisen in der Regel wenigstens einen Zylinder mit wenigstens einem Einspritzkolben auf, der im Falle einer Einspritzeinheit für eine Kunststoff-Spritzgießmaschine meist in Form einer dreh- und verfahrbaren Plastifizierschnecke ausgebildet ist. Zur Plastifizierung kann die Plastifizierschnecke in eine Rotationsbewegung und zum Einspritzen der Formteilschmelze in ein Formwerkzeug der Kunststoff-Spritzgießmaschine durch einen Einspritzantrieb in eine translatorische Verfahrbewegung versetzt werden. The current embodiments of injection units generally have at least one cylinder with at least one injection piston, which in the case of an injection unit for a plastic injection molding machine is usually in the form of a rotatable and movable plasticizing screw. For plasticizing, the plasticizing screw can be set in a rotational movement and for injecting the molded part melt into a mold of the plastic injection molding machine by an injection drive in a translatory movement.

[0003] Um den Einspritzzyklus möglichst genau und optimal reproduzierbar einstellen zu können, ist es erforderlich, die wirkenden Kräfte und Drücke beim Einspritzen möglichst genau bestimmen zu können. Hierfür können Messvorrichtungen zur Messung einer auf den Einspritzkolben axial wirkenden Kraft eingesetzt werden. Die Messvorrichtungen weisen zumindest einen Messkörper auf, durch welchen die vom Einspritzantrieb erzeugte Kraft unter Anderung eines mechanischen Spannungszustands des zumindest einen Messkörpers zum Einspritzkolben übertragbar ist und dessen Anderung des Spannungszustands durch wenigstens einen Sensor der Messvorrichtung messbar ist. Es ist ein Prozessor zum Berechnen der übertragenen Kraft vorgesehen, dem Signale des wenigstens einen Sensors zuführbar sind, wobei der Prozessor zur Ausgabe eines Kraftsignals als Ergebnis der Berechnung konfiguriert ist. In order to be able to set the injection cycle as precisely and optimally reproducibly as possible, it is necessary to be able to determine the forces and pressures acting during injection as precisely as possible. For this purpose, measuring devices can be used to measure a force acting axially on the injection piston. The measuring devices have at least one measuring body, through which the force generated by the injection drive can be transmitted to the injection piston while changing a mechanical stress state of the at least one measuring body and whose change in the stress state can be measured by at least one sensor of the measuring device. A processor is provided for calculating the transmitted force, to which signals from the at least one sensor can be fed, the processor being configured to output a force signal as the result of the calculation.

[0004] Eine gattungsgemäße Einspritzeinheit ist beispielsweise durch EP 0 752 303 B1 gezeigt. Gemessen wird die über die Anderung des Spannungszustands bewirkte Dehnung des Materials, unter Zugrundelegung des Hooke’schen Gesetzes sind diese Größen zueinander proportional. Diese Dehnung oder Verzerrung kann z. B. über einen Dehnmessstreifen oder einen Piezosensor erfasst werden. Die Dehnung kann aber auch über die relative Verschiebung von zwei verschiedenen Punkten auf der Oberfläche des Messkörpers über eine Wegmessung, speziell aber durch Verwendung eines mikromechanischen elektrischen Sensors (MEMS) auf piezoresistiver Basis, geschehen. An injection unit of the generic type is shown, for example, by EP 0 752 303 B1. The elongation of the material caused by the change in the state of tension is measured; based on Hooke's law, these values are proportional to each other. This stretching or distortion can e.g. B. can be detected via a strain gauge or a piezo sensor. The expansion can, however, also take place via the relative displacement of two different points on the surface of the measuring body via a path measurement, but specifically by using a micromechanical electrical sensor (MEMS) on a piezoresistive basis.

[0005] Der Messkö6örper einer gattungsgemäßen Einspritzeinheit kann in verschiedener Weise in den Kraftstrang integriert sein. Stets besteht das Problem, dass es durch den Einbau und durch Temperatureinflüsse zu Spannungen im Messkörper kommen kann, welche das durch den Prozessor ausgegebene Kraftsignal verfälschen (welche Spannungen dann nicht ausschließlich der Kraft proportional sind). Die durch den Einbau entstehenden Spannungen können durch eine Eichung (Kalibrierung, Nullung) des Messkörpers ermittelt und berücksichtigt werden. Für die auf Temperatureinflüsse zurückgehenden Spannungen gilt dies nicht. Die Verfälschung des Kraftsignals führt zu unerwünschten Prozessschwankungen beim Spritzprozess. The measuring body of a generic injection unit can be integrated into the power train in various ways. There is always the problem that the installation and temperature influences can lead to tensions in the measuring body which falsify the force signal output by the processor (which tensions are then not exclusively proportional to the force). The stresses caused by the installation can be determined and taken into account by calibration (calibration, zeroing) of the measuring body. This does not apply to the stresses due to temperature influences. The falsification of the force signal leads to undesirable process fluctuations in the injection molding process.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer gattungsgemäßen Einspritzeinheit und einer Formgebungsmaschine mit zumindest einer solchen Einspritzeinheit, bei welchen die oben diskutierten Probleme vermieden werden. The object of the invention is to provide a generic injection unit and a molding machine with at least one such injection unit, in which the problems discussed above are avoided.

[0007] Diese Aufgabe wird durch eine Einspritzeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Formgebungsmaschine mit zumindest einer solchen Einspritzeinheit gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. This object is achieved by an injection unit with the features of claim 1 and a molding machine with at least one such injection unit. Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

[0008] Weil Mittel vorgesehen sind, welche dem Prozessor die Berechnung eines von Temperatureinflüssen unbeeinflussten Kraftsignals gestatten, ist es bei der Erfindung möglich, eine Verfälschung des Kraftsignals und damit unerwünschte Prozessschwankungen zu vermeiden. Das Kraftsignal kann in bekannter Weise zum Steuern oder Regeln der beim Einspritzen wirkenden Kräfte und Drücke verwendet werden. Because means are provided which allow the processor to calculate a force signal unaffected by temperature influences, it is possible with the invention to avoid corruption of the force signal and thus undesirable process fluctuations. The force signal can be used in a known manner for controlling or regulating the forces and pressures acting during injection.

[0009] Es sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe „Spannungszustand des Messkörpers“ und „Verformung des Messkörpers“ in der vorliegenden Offenbarung äquivalent verwendet werden, da im Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung das Hooke’sche Gesetz gilt und eine mechanische Spannung im Messkörper und die dadurch entstehende Verformung zueinander pro-It should be noted that the terms "state of stress of the measuring body" and "deformation of the measuring body" are used equivalently in the present disclosure, since Hooke's law applies in the scope of the present invention and a mechanical stress in the measuring body and the the resulting deformation to each other

portional sind (mit einer für den Messkörper charakteristischen Proportionalitätskonstante, die aus Messungen oder der Lieferspezifikation des Messkörpers bekannt ist). are proportional (with a constant of proportionality which is characteristic of the measuring body and which is known from measurements or the delivery specification of the measuring body).

[0010] Grundsätzlich könnten die beiden nachstehend diskutierten Varianten der Erfindung auch gemeinsam eingesetzt werden, was aber an sich nicht erforderlich ist. In principle, the two variants of the invention discussed below could also be used together, but this is not necessary per se.

[0011] Bei der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittel als vom zumindest einen Messkörper verschiedene (d. h. nicht einstückig, sondern in Form zweier Bauteile vorliegend) Lagerung für den zumindest einen Messkörper ausgebildet sind, wobei der zumindest eine Messkörper über die Lagerung im Kraftstrang gelagert ist und die Lagerung eine durch Temperatureinfluss bedingte Verformung des zumindest einen Messkörpers zulässt, sodass ein Spannungszustand des zumindest einen Messkörpers ohne eine durch den Einspritzantrieb erzeugte Kraft wenigstens am Ort des wenigstens einen Sensors zumindest im Wesentlichen unverändert bleibt. Es kommt also nicht darauf an, dass es im Bereich des gesamten zumindest einen Messkörpers zu keiner auf einen Temperatureinfluss zurückzuführenden Anderung des Spannungszustands kommt, sondern es ist lediglich der Ort des wenigstens einen Sensors der Messvorrichtung entscheidend. In the invention it is provided that the means are designed as different from the at least one measuring body (ie not in one piece, but in the form of two components present) storage for the at least one measuring body, the at least one measuring body mounted on the storage in the power train and the storage allows a deformation of the at least one measuring body caused by the influence of temperature, so that a stress state of the at least one measuring body remains at least essentially unchanged without a force generated by the injection drive at least at the location of the at least one sensor. It is therefore not important that in the area of the entire at least one measuring body there is no change in the stress state that can be attributed to a temperature influence, but only the location of the at least one sensor of the measuring device is decisive.

[0012] Bei einem Ausführungsbeispiel der der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagerung einen ersten Bereich aufweist, mit welchem sie mit dem zumindest einen Messkörper verbunden ist und einen zweiten Bereich aufweist, mit welchem sie mit einer weiteren Komponente des Kraftstrangs verbunden ist. In one embodiment of the invention it is provided that the bearing has a first area with which it is connected to the at least one measuring body and has a second area with which it is connected to a further component of the power train.

[0013] Es kann vorgesehen sein, dass die Lagerung in Form eines Plattengelenks ausgebildet ist. Dieses gestattet eine ebene Bewegung in zwei linear unabhängigen Raumrichtungen. It can be provided that the bearing is designed in the form of a plate hinge. This allows a plane movement in two linearly independent spatial directions.

[0014] Es kann vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich ein Gelenk, vorzugsweise ein Festkörper-Gelenk (z. B. in Form eines Leporellos ausgebildet), angeordnet ist. It can be provided that a hinge, preferably a solid-state hinge (for example in the form of a Leporello), is arranged between the first and the second area.

[0015] Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Bereich der Lagerung jeweils in Form eines Ringes ausgebildet ist und - vorzugsweise nur - über zumindest zwei Gelenke kraftübertragend miteinander verbunden sind. It is preferably provided that the first and the second area of the bearing are each designed in the form of a ring and - preferably only - are connected to each other in a force-transmitting manner via at least two joints.

[0016] Ein Ausführungsbeispiel ermöglicht es, den Kraftangriffspunkt einer temperaturabhängigen Kraft (z. B. Reibung einer Dichtung, Verformungskraft eines Dämpfungselementes, etc.), welche auf den zumindest einen Messkörper wirkt, wechselweise vor oder nach (in Kraftrichtung während dem Übertragen der Einspritzkraft) dem wenigstens einen Sensor in den zumindest einen Messkörper einzuleiten. Dadurch wird es möglich, temperaturabhängige Einflüsse aus der Messkette mechanisch herauszunehmen. One embodiment enables the force application point of a temperature-dependent force (e.g. friction of a seal, deformation force of a damping element, etc.), which acts on the at least one measuring body, alternately before or after (in the direction of force during the transfer of the injection force ) to introduce the at least one sensor into the at least one measuring body. This makes it possible to mechanically remove temperature-dependent influences from the measuring chain.

[0017] Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Messkörper in Form einer Messmembran ausgebildet ist, welche einen äußeren Flansch, einen inneren Flansch und einen den äußeren und inneren Flansch verbindenden Steg aufweist, wobei die über den Kraftstrang übertragene Kraft über den Steg vom einen Flansch zum anderen Flansch leitbar ist und der wenigstens eine Sensor zum Messen einer Verformung des Stegs angeordnet ist. Bei einer Messmembran kann es bei der ersten Variante der Erfindung ausreichend sein, wenn die Lagerung eine durch Temperatureinfluss bedingte Verformung in radialer Richtung der Messmembran zulässt (die durch Temperatureinfluss bedingte Verformung in axialer Richtung der Messmembran kann vernachlässigt werden). In one embodiment of the invention it is provided that the at least one measuring body is designed in the form of a measuring membrane, which has an outer flange, an inner flange and a web connecting the outer and inner flange, wherein the force transmitted via the power train the web can be guided from one flange to the other flange and the at least one sensor is arranged for measuring a deformation of the web. In the case of a measuring membrane, it may be sufficient in the first variant of the invention if the bearing allows a deformation of the measuring membrane caused by the influence of temperature in the radial direction (the deformation in the axial direction of the measuring membrane caused by the influence of temperature can be neglected).

[0018] Es kann vorgesehen sein, dass der Steg und/oder der innere Flansch und/oder der äußere Flansch in Form eines geschlossenen Rings ausgebildet sind/ist. It can be provided that the web and / or the inner flange and / or the outer flange are / is in the form of a closed ring.

[0019] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Messmembran einstückig - vorzugsweise aus einem Metall gefertigt - ausgeführt ist. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Membran mehrstückig ausgebildet ist, wobei der Steg, der äußere Flansch und/oder der innere Flansch als separat gefertigte - vorzugsweise aus einem Metall gefertigte - Bauteile ausgebildet sind. [0019] It is preferably provided that the measuring membrane is made in one piece, preferably made of a metal. Alternatively, however, it can also be provided that the membrane is designed in several pieces, the web, the outer flange and / or the inner flange being designed as separately manufactured components - preferably made of a metal.

[0020] Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der innere Flansch und/oder der äußere Flansch axial ausgerichtete - vorzugsweise regelmäßig zueinander angeordnete - Befestigungs-It is particularly preferably provided that the inner flange and / or the outer flange axially aligned - preferably regularly arranged to each other - fastening

bohrungen aufweisen/aufweist. Diese können beispielsweise der Befestigung der Messmembran mittels einer Bolzen- oder Schraubenverbindung dienen. have / has bores. These can be used, for example, to fasten the measuring membrane by means of a bolt or screw connection.

[0021] Bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest ein Temperatursensor im Bereich des äußeren Flansches, zumindest ein Temperatursensor im Bereich des inneren Flansches oder zumindest ein Temperatursensor im Bereich des Stegs angeordnet ist. It is preferably provided that at least one temperature sensor is arranged in the area of the outer flange, at least one temperature sensor in the area of the inner flange or at least one temperature sensor is arranged in the area of the web.

[0022] Der wenigstens eine Sensor zur Messung einer Änderung des Spannungszustands des Messkörpers kann in Form eines Dehnmessstreifens ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch ein Piezosensor oder ein piezorestriktiver mikromechanischer Sensor vorgesehen sein. The at least one sensor for measuring a change in the stress state of the measuring body can be designed in the form of a strain gauge. Alternatively or additionally, however, a piezo sensor or a piezo-restrictive micromechanical sensor can also be provided.

[0023] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt eine Messmembran, bestehend aus zwei Befestigungsringen (innerer und äußerer Flansch) und einem dazwischenliegenden Steg mit mindestens zwei Sensoren, wobei der eine Sensor relativ zum anderen Sensor auf dem Steg gegenüberliegend (in axialer Draufsicht deckungsgleich übereinander liegen) angebracht ist. Mit dieser Anordnung von mindestens zwei Sensoren kann die Normalspannung an den Stegoberflächen in radialer Richtung in gleichsinnige und gegensinnige Anteile aufgetrennt werden. Die gegensinnigen Anteile entsprechen dann einer Biegung der Messmembran und sind im Wesentlichen proportional der zu messenden Einspritzkraft. Die gleichsinnigen Anteile resultieren im Wesentlichen aus einer Temperaturdifferenz an der radial innenliegenden zur radial außenliegenden Zylinderfläche der Messmembran. Damit kann eine Korrektur des Messwertes um die Abweichung resultierend aus dem Temperaturfeld durchgeführt werden. An embodiment of the invention shows a measuring membrane consisting of two fastening rings (inner and outer flange) and an intermediate web with at least two sensors, the one sensor being opposite to the other sensor on the web (congruent on top of each other in an axial plan view) is appropriate. With this arrangement of at least two sensors, the normal stress on the web surfaces can be separated in the radial direction into components in the same direction and in opposite directions. The opposing components then correspond to a bend in the measuring membrane and are essentially proportional to the injection force to be measured. The proportions in the same direction result essentially from a temperature difference between the radially inner and radially outer cylindrical surfaces of the measuring membrane. This means that the measured value can be corrected for the deviation resulting from the temperature field.

[0024] Die Erfindung kann z. B. bei Formgebungsmaschinen in Form von Spritzgießmaschinen (bevorzugt Kunststoff-Spritzgießmaschinen), Spritzpressen (bevorzugt Kunststoff-Spritzpressen), Pressen oder dergleichen eingesetzt werden. The invention can e.g. B. in molding machines in the form of injection molding machines (preferably plastic injection molding machines), transfer presses (preferably plastic injection presses), presses or the like.

[0025] Der Prozessor kann in einem Ausführungsbeispiel in einer Maschinensteuerung der Einspritzeinheit oder der gesamten Formgebungsmaschine angeordnet sein. Auf dem Prozessor können weitere Steuer- oder Regelvorgänge in Bezug auf die Einspritzeinheit und/oder die gesamte Formgebungsmaschine laufen. Alternativ kann der Prozessor getrennt von der Maschinensteuerung, insbesondere auch getrennt von der Einspritzeinheit und/oder der gesamten Formgebungsmaschine, angeordnet sein, beispielsweise in der Cloud. In one embodiment, the processor can be arranged in a machine control of the injection unit or of the entire molding machine. Further control or regulation processes relating to the injection unit and / or the entire molding machine can run on the processor. Alternatively, the processor can be arranged separately from the machine control, in particular also separately from the injection unit and / or the entire molding machine, for example in the cloud.

[0026] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren diskutiert. Es zeigen: [0027] Fig. 1a,b ein Ausführungsbeispiel der Erfindung Exemplary embodiments of the invention are discussed with reference to the figures. They show: [0027] FIGS. 1a, b an exemplary embodiment of the invention

[0028] Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erfindung 2 shows a schematic representation of the invention

[0029] Fig. 3 ein Detail eines Ausführungsbeispiels der Erfindung Figure 3 shows a detail of an embodiment of the invention

[0030] Fig. 4a-d ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Ansichten [0031] Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung Figures 4a-d show a further embodiment of the invention in different views; Figure 5 shows a further embodiment of the invention

[0032] Fig. 6a,b ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Ansichten [0033] Fig. 7 ein Detail eines Ausführungsbeispiels der Erfindung 6a, b show a further exemplary embodiment of the invention in different views. [0033] FIG. 7 shows a detail of an exemplary embodiment of the invention

[0034] Fig. 8 einen Messkörper in Form einer Messmembran in perspektivischer Ansicht 8 shows a measuring body in the form of a measuring membrane in a perspective view

[0035] In den Figuren sind Leitungen zur Übertragung von Daten von Temperatursensoren 8 oder Signalen der Sensoren 5 zum Prozessor 6 aus Gründen der UÜbersichtlichkeit nicht dargestellt. In the figures, lines for transmitting data from temperature sensors 8 or signals from sensors 5 to processor 6 are not shown for reasons of clarity.

[0036] Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine, wobei ein Einspritzkolben 2 in Form einer Plastifizierschnecke in einem Zylinder 1 angeordnet ist. FIG. 1 shows an exemplary embodiment according to the invention of an injection unit for a molding machine, an injection piston 2 being arranged in a cylinder 1 in the form of a plasticizing screw.

[0037] Zum Antreiben einer Rotationsbewegung der Plastifizierschnecke ist ein Dosierantrieb 11 vorgesehen, welcher hier mittels eines Kraftstrangs 9 umfassend einen Riemen und eine Riemenscheibe mit der Plastifizierschnecke verbunden ist. Die Plastifizierschnecke ist mit dem Do-To drive a rotational movement of the plasticizing screw, a metering drive 11 is provided, which here is connected to the plasticizing screw by means of a power train 9 comprising a belt and a pulley. The plasticizing screw is

sierantrieb 11 an einer Einspritzbrücke 10 angeordnet, welche gemeinsam durch einen Einspritzantrieb 3 verfahrbar sind. Control drive 11 is arranged on an injection bridge 10, which can be moved together by an injection drive 3.

[0038] Der Einspritzantrieb 3 ist hier in an sich bekannter Weise als Spindelantrieb realisiert, mit einer feststehenden Mutter 31 und einer Spindel 32. Die Antriebsmittel zum Antreiben der drehbar gelagerten Spindel 32 sind nicht gezeigt. Natürlich könnte auch ein andersartig ausgebildeter Einspritzantrieb 3 vorgesehen sein. The injection drive 3 is implemented here in a manner known per se as a spindle drive, with a fixed nut 31 and a spindle 32. The drive means for driving the rotatably mounted spindle 32 are not shown. Of course, a differently designed injection drive 3 could also be provided.

[0039] Die in diesem Ausführungsbeispiel den Messkörper bildende Messmembran 4 (vgl. auch Fig. 8) weist einen äußeren Flansch 41 und einen inneren Flansch 42 auf, die durch einen Steg 43 miteinander verbunden, wobei der äußere Flansch 41, der innere Flansch 42 und der Steg 43 einstückig aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sind. The measuring membrane 4 (cf. also FIG. 8), which forms the measuring body in this exemplary embodiment, has an outer flange 41 and an inner flange 42, which are connected to one another by a web 43, the outer flange 41, the inner flange 42 and the web 43 are integrally formed from a metallic material.

[0040] Fig. 1b stellt eine Detailansicht der Fig. 1a dar. Hierbei ist die Messmembran 2 vergrößert dargestellt, sodass man zwei Sensoren 5 (in diesem Ausführungsbeispiel als Dehnmessstreifen ausgebildet), erkennen kann. Diese Sensoren 5 sind auf zwei voneinander axial beabstandeten Oberflächen des Stegs 43 so angeordnet (hier durch Aufkleben), dass sie in axialer Draufsicht deckungsgleich übereinander liegen. Durch eine solche Anordnung kann die Normalspannung an den Oberflächen des Stegs 43 in radialer Richtung in gleichsinnige und gegensinnige Anteile aufgetrennt werden. FIG. 1b shows a detailed view of FIG. 1a. Here, the measuring membrane 2 is shown enlarged so that two sensors 5 (designed as strain gauges in this exemplary embodiment) can be seen. These sensors 5 are arranged on two axially spaced apart surfaces of the web 43 in such a way (here by being glued on) that they are congruent one above the other in an axial plan view. By such an arrangement, the normal stress on the surfaces of the web 43 can be separated in the radial direction into components in the same direction and in opposite directions.

[0041] Es ist eine Vielzahl von Temperatursensoren 8 vorgesehen, durch welche im gezeigten Ausführungsbeispiel die Temperaturen aller Komponenten des Kraftstrangs zur Übertragung der Einspritzkraft messbar und so ihr Temperatureinfluss bestimmbar ist. Temperatursensoren 8 sind angeordnet an: A plurality of temperature sensors 8 are provided, by means of which, in the exemplary embodiment shown, the temperatures of all components of the power train for transmitting the injection force can be measured and their temperature influence can thus be determined. Temperature sensors 8 are arranged at:

- Mutter 31 des Einspritzantriebs 3 - Injection drive nut 31 3

- Spindel 32 des Einspritzantriebs 3 - Spindle 32 of the injection drive 3

- äußerer Flansch 41 der Messmembran 4 - outer flange 41 of the measuring membrane 4

- innerer Flansch 42 der Messmembran 4 - inner flange 42 of the measuring membrane 4

- Einspritzbrücke 10 - Injection bridge 10

- Einspritzkolben 2 - Injection piston 2

[0042] Weiters ist ein Temperatursensor 8 am Dosierantrieb 11 angeordnet, dieser ist zwar nicht Teil des Kraftstrangs der Einspritzkraft, befindet sich im gezeigten Ausführungsbeispiel aber räumlich unmittelbar neben der Messmembran 4. Furthermore, a temperature sensor 8 is arranged on the metering drive 11; although this is not part of the force train of the injection force, it is located directly next to the measuring membrane 4 in the exemplary embodiment shown.

[0043] Die Fig. 2 stellt schematisch dar, wie dem Prozessor 6 die Berechnung eines von Temperatureinflüssen unbeeinflussten Kraftsignals gestattet wird. Hierfür steht der Prozessor 6 mit einer Speichereinrichtung 13 in einer datenübertragenden Verbindung, in welcher ein experimentell ermittelter oder theoretisch berechneter Zusammenhang zwischen Temperatureinfluss und Spannungszustand des zumindest einen Messkörpers hinterlegt ist. Der Prozessor 6 berücksichtigt den für einen bestimmten Temperatureinfluss (bestimmt aus den Signalen des wenigstens einen Temperatursensors 8) vorliegenden Spannungszustand des zumindest einen Messkörpers bei der Berechnung der übertragenen Kraft und kann so ein von den gemessenen Temperatureinflüssen unbeeinflusstes Kraftsignal berechnen und (z. B. an eine Maschinensteuerung 15) ausgeben. 2 shows schematically how the processor 6 is allowed to calculate a force signal that is not influenced by temperature influences. For this, the processor 6 is in a data-transmitting connection with a memory device 13 in which an experimentally determined or theoretically calculated relationship between the temperature influence and the stress state of the at least one measuring body is stored. The processor 6 takes into account the voltage state of the at least one measuring body that is present for a specific temperature influence (determined from the signals of the at least one temperature sensor 8) when calculating the transmitted force and can thus calculate and (e.g. on a machine control 15) output.

[0044] Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung in verschiedenen Ansichten. 3 and 4 show two different exemplary embodiments of the invention in different views.

[0045] Fig. 3 zeigt ein Detail einer einstückigen, ringförmigen, rotationssymmetrischen Lagerung 7 mit einem ersten Bereich 71, mit welchem sie (hier durch Bolzen 12) mit dem Messkörper verbunden ist und einem zweiten Bereich 72, mit welchem sie mit einer weiteren Komponente des Kraftstrangs (hier ein axial vorspringender Teil 16 der Einspritzbrücke 10) verbunden ist. Der erste und zweite Bereich 71, 72 sind durch ein Gelenk 73 miteinander verbunden, welches hier als Festkörper-Gelenk in Form eines Leporellos ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung lässt eine (geringfügige) durch Temperatureinfluss bedingte radiale Verformung des Messkörpers zu. Fig. 3 shows a detail of a one-piece, ring-shaped, rotationally symmetrical bearing 7 with a first area 71 with which it is connected (here by bolts 12) to the measuring body and a second area 72 with which it is connected to another component of the power train (here an axially protruding part 16 of the injection bridge 10) is connected. The first and second areas 71, 72 are connected to one another by a joint 73, which is designed here as a solid body joint in the form of a fan-fold. This configuration allows a (slight) radial deformation of the measuring body caused by the influence of temperature.

[0046] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4a (Schnittdarstellung durch die Ebene A - A der Fig. 4b, In the embodiment of Fig. 4a (sectional view through the plane A - A of Fig. 4b,

wobei allerdings in Fig. 4b die Lagerung 7 in Isolation gezeigt ist) weist die einstückig ausgebildete Lagerung 7 ebenfalls einen ersten Bereich 71 auf, mit welchem sie mit dem Messkörper (hier Messmembran 4) verbunden ist und einen zweiten Bereich 72, mit welchem sie mit einer weiteren Komponente des Kraftstrangs (hier ein axial vorspringender Teil 16 der Einspritzbrücke 10) verbunden ist. Der erste und zweite Bereich 71, 72 sind wiederum durch hier insgesamt vier Gelenke 73 miteinander verbunden, welche hier als Festkörper-Gelenk in Form eines beidseitig eingekerbten Stegs ausgebildet sind. Auch diese Ausgestaltung lässt eine (geringfügige) durch Temperatureinfluss bedingte radiale Verformung des Messkörpers zu. 4b, however, the bearing 7 is shown in isolation) the one-piece bearing 7 also has a first area 71 with which it is connected to the measuring body (here measuring membrane 4) and a second area 72 with which it is connected Another component of the power train (here an axially protruding part 16 of the injection bridge 10) is connected. The first and second areas 71, 72 are in turn connected to one another here by a total of four joints 73, which are designed here as solid-state joints in the form of a web notched on both sides. This configuration also allows a (slight) radial deformation of the measuring body caused by the influence of temperature.

[0047] Wie die Draufsicht der Fig. 4b, die Schnittdarstellung (entlang der Ebene A - A der Fig. 4b) der Fig. 4c und die perspektivische Ansicht der Fig. 4d zeigen, sind der erste und zweite Bereich 71, 72 jeweils in Form eines Ringes ausgebildet, welcher eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, über welche der Messkörper mittels Bolzen 12 befestigbar ist. As the top view of Fig. 4b, the sectional view (along the plane A - A of Fig. 4b) of Fig. 4c and the perspective view of Fig. 4d show, the first and second areas 71, 72 are each in In the form of a ring, which has a large number of openings, via which the measuring body can be fastened by means of bolts 12.

[0048] Hier sind beispielhaft vier Gelenke 73 vorgesehen, es könnten auch mehr oder weniger Gelenke 73 vorgesehen sein. Four joints 73 are provided here by way of example; more or fewer joints 73 could also be provided.

[0049] Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches sich von jenem der Fig. 1 dadurch unterscheidet (die an sich vorhandenen Temperatursensoren 8 sind hier nicht dargestellt), dass eine Platte 14 zwischen der Messmembran 4 und dem Einspritzantrieb 3 angeordnet ist. Dies dient der Elimination der Verschiebekraft der Abdeckung aus der Messung in der Messmembran. FIG. 5 shows an exemplary embodiment which differs from that of FIG. 1 (the temperature sensors 8 present per se are not shown here) in that a plate 14 is arranged between the measuring membrane 4 and the injection drive 3. This serves to eliminate the displacement force of the cover from the measurement in the measuring membrane.

[0050] Fig. 6a zeigt ein weiteres Beispiel für eine Lagerung 7 der Erfindung in Seitenansicht. Die Lagerung 7 ist einerseits mit dem Teil 16 der Einspritzbrücke 10 und andererseits (so wie in Fig. 1a) mit dem Einspritzantrieb 3 verbunden. Die Lagerung ist in Form eines geteilten rotationssymmetrischen Ringes ausgebildet und weist ein Gelenk 73 in Form eines Biegegelenks auf. Fig. 6b zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A - A in Fig. 6a. 6a shows a further example of a bearing 7 of the invention in a side view. The bearing 7 is connected on the one hand to the part 16 of the injection bridge 10 and on the other hand (as in FIG. 1 a) to the injection drive 3. The bearing is designed in the form of a split, rotationally symmetrical ring and has a joint 73 in the form of a flexible joint. FIG. 6b shows a sectional illustration along the line A - A in FIG. 6a.

[0051] Fig. 7 zeigt ein weiteres Beispiel für eine zweistückig ausgebildete, rotationssymmetrische Lagerung 7 für die Erfindung in einer perspektivischen Detailansicht. Die Lagerung 7 ist in Form eines Plattengelenks ausgebildet, mit einem ringförmigen ersten Bereich 71 zur Verbindung mit dem Messkö6rper und einem ringförmigen zweiten Bereich 72 zur Verbindung mit einer weiteren Komponente des Kraftstrangs des Einspritzantriebs 3. Der innere Bereich 71 ist radial beweglich, aber axial festgehalten in einer Nut des äußeren Bereichs 72 angeordnet, sodass die Lagerung 7 eine durch Temperatureinfluss bedingte Verformung der Messmembran 4 zulässt. Der äußere Bereich 72 kann beispielsweise öffenbar (z. B. in Form zweier Halbschalen) ausgebildet sein, damit der innere Bereich 71 in die Nut einsetzbar ist. Die Anordnung dieser Lagerung 7 zwischen Messmembran 4 und Einspritzbrücke 10 kann so wie in Fig. 6 gezeigt erfolgen. 7 shows a further example of a two-piece, rotationally symmetrical mounting 7 for the invention in a perspective detailed view. The bearing 7 is designed in the form of a plate joint, with an annular first area 71 for connection to the measuring body and an annular second area 72 for connection to another component of the power train of the injection drive 3. The inner area 71 is radially movable but axially fixed arranged in a groove of the outer area 72, so that the bearing 7 allows a deformation of the measuring membrane 4 caused by the influence of temperature. The outer area 72 can for example be designed to be openable (for example in the form of two half-shells) so that the inner area 71 can be inserted into the groove. The arrangement of this bearing 7 between the measuring membrane 4 and the injection bridge 10 can take place as shown in FIG. 6.

BEZUGSZEICHENLISTE: REFERENCE CHARACTERISTICS LIST:

1 Zylinder der Einspritzeinheit 1 cylinder of the injection unit

2 Einspritzkolben der Einspritzeinheit 2 injection plungers of the injection unit

3 Einspritzantrieb 31 Mutter des Einspritzantriebs 32 Spindel des Einspritzantriebs 3 Injection drive 31 Nut of the injection drive 32 Spindle of the injection drive

4 Messmembran 41 äußerer Flansch der Messmembran 42 innerer Flansch der Messmembran 43 Steg der Messmembran 4 measuring membrane 41 outer flange of the measuring membrane 42 inner flange of the measuring membrane 43 web of the measuring membrane

5 Sensor der Messvorrichtung 6 Prozessor 7 Lagerung für den Messkörper 5 Sensor of the measuring device 6 Processor 7 Storage for the measuring body

71 erster Bereich der Lagerung 72 zweiter Bereich der Lagerung 71 first area of storage 72 second area of storage

73 Gelenk 8 Temperatursensor 9 Kraftstrang des Dosierantriebs 73 Joint 8 Temperature sensor 9 Power train of the metering drive

10 Einspritzbrücke 10 injection bridge

11 Dosierantrieb 11 Dosing drive

12 Bolzen 12 bolts

13 Speichereinrichtung 13 Storage facility

14 Platte 14 plate

15 Maschinensteuerung 16 Teil der Einspritzbrücke 15 Machine control 16 Part of the injection bridge

Claims

1. Injection unit for a molding machine, with:

- An injection piston (2), which is movably mounted in a cylinder (1) by applying an injection force, for injecting molded part melt located in the cylinder (1) into a molding tool of a molding machine

- an injection drive (3) to generate the injection force _

- a power train between the injection drive (3) and the injection piston (2) to transfer the injection force from the injection drive (3) to the injection piston (2)

- A measuring device arranged in the power train for measuring the injection force, the measuring device having at least one elastically deformable measuring body, by means of which the force generated by the injection drive (3) can be transmitted to the injection piston (2) while changing a stress state of the at least one measuring body and its change in the Voltage state can be measured by at least one sensor (5) of the measuring device

- A processor (6) for calculating the transmitted force, to which signals from the at least one sensor (5) can be fed, the processor (6) being configured to output a force signal as the result of the calculation,

characterized in that means are provided which give the processor (6) the

allow calculation of a force signal that is not influenced by temperature influences, with the

Means as a mounting (7) different from the at least one measuring body for the at least

a measuring body are formed, wherein the at least one measuring body via the position

tion (7) is stored in the power train and the force generated by the injection drive (3) via the

Storage (7) is transferable and the storage (7) is caused by the influence of temperature

Deformation of the at least one measuring body allows, so that a stress state of the

at least one measuring body without a force generated by the injection drive (3)

remains at least essentially unchanged at least at the location of the at least one sensor (5).

2. Injection unit according to the preceding claim, wherein the bearing (7) has a first area (71) with which it is connected to a further component of the power train and a second area (72) with which it is connected to the at least one measuring body connected is.

3. Injection unit according to the preceding claim, wherein the bearing (7) is designed in the form of a plate hinge.

4. Injection unit according to the preceding claim, wherein a joint (73), preferably a solid-state joint, is arranged between the first and the second area (71, 72).

5. Injection unit according to the preceding claim, wherein the first and second areas (71, 72) are each designed in the form of a ring and - preferably only - are connected to one another in a force-transmitting manner via at least two joints (73).

6. Injection unit according to one of the two preceding claims, wherein the joint is a solid-state joint in the form of a fan-fold.

7. Injection unit according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one measuring body is designed in the form of a measuring membrane (4) which has an outer flange (41), an inner flange (42) and an outer and inner flange (41, 42 ) connecting web (43), the force transmitted via the power train being able to be conducted via the web (43) from one flange (41, 42) to the other flange (41, 42) and the at least one sensor (5) for measuring a Deformation of the web (43) is arranged.

8. Injection unit according to the preceding claim, wherein two sensors (5) are arranged on two axially spaced surfaces of the web (43) so that they are congruent one above the other in an axial plan view of the web (43).

9. Injection unit according to at least one of the preceding claims, wherein a machine control of the injection unit is designed to control or regulate the injection process on the basis of the force signal.

10. Molding machine, in particular plastic injection molding machine, with at least one injection unit according to at least one of the preceding claims.

In addition 8 sheets of drawings