DE10104659C2 - Measuring device for machine tools - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen von Druck oder Drehmo ment in einer Werkzeugmaschine.The invention relates to a device for measuring pressure or torque ment in a machine tool.
Bei Werkzeugmaschinen ist es häufig erforderlich, Druck, Kräfte oder Drehmomente zu messen, und es werden vielfältige Meßsysteme angeboten, beispielsweise Deh nungsmessstreifen, Druckmessdosen, Drehmomentmesswellen und dergleichen. Ein Problem tritt dabei auf, wenn der eigentliche Messort wegen der Umgebungsbedin gungen nicht zugänglich ist oder Messgeräte nicht am Messort angebracht werden können, beispielsweise wegen zu hoher Temperaturen.With machine tools it is often necessary to apply pressure, forces or torques to measure, and there are various measuring systems available, for example Deh voltage measuring strips, pressure cells, torque measuring shafts and the like. On Problem occurs when the actual measuring location due to the environmental conditions is not accessible or measuring devices are not attached to the measuring location can, for example due to high temperatures.
Dies gilt beispielsweise auch für Kunststoffspritzgießmaschinen für den Einspritz druckpunkt. Bei derartigen Maschinen wird die einzuspritzende Kunststoffmasse plastifiziert und in einem Einspritzraum gesammelt. Da der Einspritzraum normaler weise abgeschlossen ist, kann der Druck der Einspritzmasse nicht direkt gemessen werden. Bei konventionellen Spritzgießmaschinen erfolgte deshalb ein Rückschluss auf den Einspritzdruck aus der Messung von Antriebsparametern des den Einspritz kolben oder eine als Einspritzkolben wirkende Schnecke. Dies ist beispielsweise bei Hydraulikantrieben der Druck des Hydraulikmittels oder der Speisestrom eines Elekt romotors. Zwar lassen sich bei hydraulikbetriebenen Maschinen damit brauchbare Resultate erreichen, bei elektrisch betriebenen Maschinen besteht jedoch ein relativ großer Unsicherheitsfaktor von ±10%.This also applies, for example, to plastic injection molding machines for injection pressure point. In such machines, the plastic mass to be injected plasticized and collected in an injection chamber. Because the injection room is more normal completed, the pressure of the injection mass cannot be measured directly become. A conclusion was therefore drawn with conventional injection molding machines on the injection pressure from the measurement of drive parameters of the injection piston or a screw acting as an injection piston. This is for example at Hydraulic drives the pressure of the hydraulic fluid or the feed current of an elect romotors. It can be used with hydraulic operated machines Achieve results, but there is a relative one with electrically powered machines large uncertainty factor of ± 10%.
Die Offenlegungsschrift DE 195 23 756 A1 beschreibt unter anderem eine Vorrich tung zur Messung von Drehmomenten an umlaufenden Wellen mittels Hohlspiegeln, wobei nur ein Signal pro Umlauf erzeugt wird, da diskrete Reflexionsflächen vorge sehen sind.The published patent application DE 195 23 756 A1 describes, among other things, a Vorrich device for measuring torques on rotating shafts using concave mirrors, whereby only one signal is generated per revolution, since discrete reflecting surfaces are featured are seen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen von Druck, Kräften oder Drehmoment in einer Werkzeug maschine anzugeben.The invention has for its object a device for continuous measurement of pressure, forces or torque in one tool specify machine.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 ge löst; die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfin dung.This object is achieved with the features of claim 1 ge dissolves; the dependent claims relate to advantageous further developments of the Erfin dung.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass in einer Werkzeugmaschine wie einer Spritzgießmaschine, in der Druck oder Drehmoment erzeugt wird, zumindest ein durch den Druck oder das Drehmoment belastetes Element vorliegt. Durch Er mitteln der von Druck verursachten Stauchung des belasteten Elementes bzw. der vom Drehmoment verursachten Verdrehung des belasteten Elementes ist es mög lich, auf den Wert des Druckes bzw. des Drehmomentes zurückzuschließen. Die Verstauchung bzw. Verdrehung des belasteten Elementes wird in an sich bekannter Weise über eine Reflexionsfläche am belasteten Element und einen optischen Sen sor, der reflektierte Strahlung auswertet, festgestellt.The invention is based on the knowledge that in a machine tool such as an injection molding machine in which pressure or torque is generated, at least there is an element loaded by pressure or torque. By He average of the compression of the loaded element or the pressure caused by rotation of the loaded element caused by the torque is possible Lich to infer the value of the pressure or the torque. The Sprain or twist of the loaded element is known per se Way over a reflective surface on the loaded element and an optical Sen sensor that evaluates reflected radiation.
Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag muss lediglich die Reflexionsfläche an dem belasteten, drehbar gelagerten Element angebracht werden, wobei die eigentliche Messung berührungslos erfolgt und die Reflexionsfläche als Rille mit gekrümmtem Querschnitt in oder auf dem Element ausgebildet ist.In the proposal according to the invention, only the reflection surface on the loaded, rotatably mounted element, the actual Measurement takes place without contact and the reflection surface as a groove with a curved Cross section is formed in or on the element.
Für das Verständnis der Erfindung nützliche Beispiele und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Examples and. Useful for understanding the invention Embodiments of the invention will become apparent from the accompanying drawings explained. Show it:
Fig. 1 den Prinzipaufbau des erfindungsgemäß verwendeten optischen Systems, Fig. 1 shows the basic design of the optical system according to the invention,
Fig. 2 den Einsatz des Systems an einen Stempel einer Werkzeugmaschi ne in einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 shows the use of the system to a stamp of a Werkzeugmaschi ne in a first embodiment;
Fig. 3 den Einsatz des erfindungsgemäßen Systems in einer zweiten Aus führungsform, Fig. 3 form guide the use of the inventive system in a second off,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Spritzgießmaschine mit zwei erfindungsgemäßen Systemen und Fig. 4 is a schematic representation of an injection molding machine with two systems according to the invention and
Fig. 5 eine Detaildarstellung der Fig. 4. Fig. 5 is a detailed view of Fig. 4.
Das in Fig. 1 dargestellte optische System umfasst in einem Gehäuse 1 eine Licht quelle 3, eine Blende 5, einen halbdurchlässigen Spiegel 7 und einen Sensor 9.The optical system shown in FIG. 1 comprises a light source 3 , an aperture 5 , a semitransparent mirror 7 and a sensor 9 in a housing 1 .
Außerhalb des Gehäuses 1 ist ein Hohlspiegel 11 angeordnet, der an einem be lasteten Element (nicht dargestellt) befestigt ist. In Betrieb sendet die Lichtquelle 3 einen Lichtstrahl S1 über die Blende 5, die die Ausdehnung des Lichtstrahls be grenzt, und den teildurchlässigen Spiegel 7 zum Hohlspiegel 11 aus. Das Licht wird dort als Lichtstrahl S2 reflektiert und gelangt über den teildurchlässigen Spiegel 7 auf die Oberfläche des Sensors 9. Der Sensor, der vorzugsweise als Fotodiode ausge bildet ist, erfasst den Lichtstrahl S2 und liefert ein entsprechendes Signal an eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt).Outside the housing 1 , a concave mirror 11 is arranged, which is attached to a loaded element (not shown). In operation, the light source 3 sends a light beam S1 via the diaphragm 5 , which limits the expansion of the light beam, and the partially transparent mirror 7 to the concave mirror 11 . The light is reflected there as a light beam S2 and reaches the surface of the sensor 9 via the partially transparent mirror 7 . The sensor, which is preferably formed as a photodiode, detects the light beam S2 and delivers a corresponding signal to an evaluation unit (not shown).
Vorzugsweise ist der Sensor aus mehreren Sensorelementen 9 1, 9 2 aufgebaut.The sensor is preferably constructed from a plurality of sensor elements 9 1 , 9 2 .
Verschiebt sich der Hohlspiegel 11 in der Figur in horizontaler Richtung, so wandert der auf den Sensor 9 reflektierte Lichtfleck über die Sensorelemente 9 1, 9 2, und aus der Position des Lichtflecks auf der Oberfläche des Sensors 9 können Rückschlüsse auf die Positionsverschiebung des Hohlspiegels gemacht werden. Zwar sind in der Fig. 1 nur zwei Sensorelemente 9 1, 9 2 dargestellt, um eine bessere räumliche Auf lösung und Messgenauigkeit etc. zu erhalten, können auch drei oder vier oder mehr Sensorelemente vorgesehen sein. Die einzelnen Sensorelemente sind dabei nur durch einen möglichst schmalen Steg im Mikrometerbereich getrennt. Besonders vorteilhaft kann das Sensorsignal ausgewertet werden, wenn die Differenzen der beiden Sensorelemente 9 1, 9 2 gewichtet und bezogen auf die gesamte Intensität ausgewertet werden. Damit wird eine Änderung der Gesamtintensität z. B. durch Verschmutzung oder Alterung des Sensors unwirksam.If the concave mirror 11 shifts in the figure in the horizontal direction, the light spot reflected on the sensor 9 travels over the sensor elements 9 1 , 9 2 , and the position of the light spot on the surface of the sensor 9 can be used to draw conclusions about the positional shift of the concave mirror become. Although only two sensor elements 9 1 , 9 2 are shown in FIG. 1 in order to obtain a better spatial resolution and measuring accuracy etc., three or four or more sensor elements can also be provided. The individual sensor elements are separated only by a narrow web in the micrometer range. The sensor signal can be evaluated particularly advantageously if the differences between the two sensor elements 9 1 , 9 2 are weighted and evaluated in relation to the total intensity. So that a change in the overall intensity z. B. ineffective due to contamination or aging of the sensor.
Gleichzeitig wird dadurch das Signal der Sensorelemente gemäß ihrer Intensität so gewichtet, dass z. B. unbelichtete Sensorflächen nicht ausgewertet werden. Die weitere Auswertung kann analog in einfacher Weise durch Inverter und Addierer bzw. Addierer und Subtrahierer erfolgen. Daneben kann die Signalverarbeitung auch digital durchgeführt werden.At the same time, the signal from the sensor elements becomes so according to their intensity weighted that z. B. unexposed sensor areas are not evaluated. The Further evaluation can be carried out in a simple manner using inverters and adders or adders and subtractors. In addition, signal processing can also be done digitally.
Durch die Wahl des Krümmungsradius des Hohlspiegels und damit auch des Abbil dungsmaßstabes kann die Empfindlichkeit in weiten Bereichen eingestellt werden. Insbesondere können auch kleine Positionsänderungen durch einen Hohlspiegel mit kleinem Krümmungsradius detektiert werden, da sich dadurch eine erhebliche geo metrische Verstärkung der Ablenkung des reflektierten Strahls ergibt.By choosing the radius of curvature of the concave mirror and thus also the image The sensitivity can be adjusted over a wide range. In particular, small changes in position can also be caused by a concave mirror small radius of curvature can be detected, since this results in a considerable geo metric amplification of the deflection of the reflected beam results.
Besonders vorteilhaft ist, dass ausschließlich der Hohlspiegel für eine hohe Tempe ratur ausgelegt sein muss, das restliche System aber kalt bleibt und dass die Mess einrichtung beliebig überlastfest ist.It is particularly advantageous that only the concave mirror for a high temperature must be designed, but the rest of the system remains cold and that the measurement device is overload-proof as desired.
Als Lichtquelle 3 wird vorzugsweise ein Dauerstrichlaser, z. B. ein Diodenlaser, verwendet.As a light source 3 , a continuous wave laser, z. B. a diode laser used.
Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer Werkzeugmaschine, wobei ein druck belastetes Element 30 in einem Rahmen 20 der Maschine gelagert ist. Das druckbelastete Element kann beispielsweise die Spindel einer Spritzgießmaschine, eine Kolbenstange oder dergleichen sein. Für die folgende Beschreibung sei angenom men, dass das druckbelastete Element axial nicht verschieblich ist und auch keine Drehbewegung ausführt. Fig. 2 shows schematically the structure of a machine tool, wherein a pressure-loaded element 30 is mounted in a frame 20 of the machine. The pressure-loaded element can be, for example, the spindle of an injection molding machine, a piston rod or the like. For the following description it is assumed that the pressure-loaded element is not axially displaceable and also does not perform any rotational movement.
In der schematischen Darstellung der Fig. 2 sind zwei der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Messeinheiten vorgesehen, die identisch aufgebaut sind.In the schematic representation of FIG. 2, two of the measuring units described with reference to FIG. 1 are provided, which are constructed identically.
Hohlspiegel 11, 11' sind direkt mit dem druckbelasteten Element 30 verbunden und wirken zusammen mit den Sende/Empfängereinheiten, die in den Gehäusen 1, 1' untergebracht sind. Die Gehäuse sind am Rahmen 20 der Werkzeugmaschine mon tiert.Concave mirrors 11 , 11 'are connected directly to the pressure-loaded element 30 and act together with the transmitter / receiver units, which are housed in the housings 1 , 1 '. The housing is mounted on the frame 20 of the machine tool.
Wenn während des Betriebs der Maschine eine Kraft F auf das Element 30 ausgeübt wird, erfährt das Element 30 eine Stauchung, bei der der Hohlspiegel 11 in Axial richtung des Elementes 30 verschoben wird. Diese Verschiebung wird durch die Messeinrichtung registriert, und über eine Kalibrierung, bei der die Verschiebungs werte abhängig von der Belastung des Elementes 30 aufgenommen werden, kann auf die Größe der Kraft F zurückgerechnet werden bzw. kann ein mit dieser Kraft erzeugter Druck ermittelt werden.When a force F is applied to the element 30 during the operation of the machine, the element 30 undergoes a compression, in which the concave mirror 11 in the direction of the thrust element is displaced 30th This displacement is registered by the measuring device, and a calibration in which the displacement values are recorded as a function of the load on the element 30 can be calculated back to the size of the force F or a pressure generated with this force can be determined.
Grundsätzlich genügt es, lediglich eine Messvorrichtung vorzusehen. Der darge stellte Aufbau mit zwei Messvorrichtung hat jedoch den Vorteil, dass Differenzmes sungen möglich sind. Dadurch können insbesondere alle Einflüsse des Rahmens und insbesondere eine Relativbewegung des Elementes 30 zum Rahmen ausge schaltet werden.Basically, it is sufficient to provide only one measuring device. However, the structure shown with two measuring devices has the advantage that differential measurements are possible. As a result, in particular all influences of the frame and in particular a relative movement of the element 30 to the frame can be switched off.
Für den Fall, dass das belastete Element während des Betriebs axial verschieblich ist, beispielsweise bei der Stange eines Einspritzkolbens, werden die Messeinrich tungen nicht am feststehenden Rahmen 20 der Maschine gelagert, sondern derartig, dass die Messeinrichtungen über den Verschiebeweg mitverschoben werden und lediglich eine Stauchung des Elementes 30 aufnehmen.In the event that the loaded element is axially displaceable during operation, for example in the case of an injection piston rod, the measuring devices are not mounted on the fixed frame 20 of the machine, but in such a way that the measuring devices are also displaced along the displacement path and only compressive of element 30 .
Grundsätzlich können mit der dargestellten Anordnung auch Drehmomente ermittelt werden. Falls das Element 30 einseitig drehfest gelagert ist und als Abstützung zum Übertragen von Drehmomenten dient, erfährt das Element 30 bei Abstützung des Drehmoments eine Torsion, so dass der Hohlspiegel 11 in Umfangsrichtung des E lementes 30 verlagert wird. Um diese Verlagerung zu ermitteln, erstreckt sich die Krümmung des Hohlspiegels 11, anders als in der Figur dargestellt, ebenfalls in Umfangsrichtung des Elementes 30. Aus der Verlagerung des Hohlspiegels 11, ggf. im Vergleich mit der Verlagerung des Hohlspiegels 11', kann auf das Drehmoment M, gegen das sich das Element 30 abstützt, geschlossen werden.In principle, torques can also be determined with the arrangement shown. If the element 30 is rotatably mounted on one side and serves as a support for transmitting torque, the element 30 undergoes torsion when the torque is supported, so that the concave mirror 11 is displaced in the circumferential direction of the element 30 . In order to determine this displacement, the curvature of the concave mirror 11 , unlike shown in the figure, also extends in the circumferential direction of the element 30 . From the displacement of the concave mirror 11 , possibly in comparison with the displacement of the concave mirror 11 ', the torque M against which the element 30 is supported can be concluded.
Wieder bezugnehmend auf den in Fig. 2 dargestellten Aufbau, sei angenommen, dass das Element 30 axial feststehend ist, aber drehend gelagert ist.Referring again to the structure shown in FIG. 2, it is assumed that the element 30 is axially fixed, but is rotatably mounted.
Auch in diesem Fall ist der Aufbau gemäß Fig. 2 grundsätzlich zur Erfassung der Stauchung des Elementes 30 geeignet. In diesem Fall erfolgt die Signalauswertung pulsierend, da nur dann, wenn der Hohlspiegel 11 zur Sende/Empfängereinheit ge richtet ist, ein Signal auftritt. Dies ist für hohe Drehfrequenzen des Elementes 30 ak zeptabel, bei niedrigen Frequenzen können jedoch die Messabstände zeitlich zu weit auseinanderliegen, so dass sich Probleme mit der Messwertauswertung ergeben.In this case too, the structure according to FIG. 2 is basically suitable for detecting the compression of the element 30 . In this case, the signal is evaluated pulsating, since a signal only occurs when the concave mirror 11 is directed towards the transmitter / receiver unit. This is acceptable for high rotational frequencies of the element 30 , but at low frequencies the measurement distances can be too far apart in time, so that problems arise with the measurement value evaluation.
Diesem Problem wird mit dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfin dung begegnet. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich von dem für das Verständnis der Erfindung nützlichen Prinzip der Fig. 1 dadurch, dass nicht ein einzelner Hohlspiegel 11 vorgesehen ist, sondern dass der Hohlspiegel als um das Element 30 in Umfangsrichtung umlaufendendes ringförmiges Element ausgebildet ist. Dieses ringförmige Element 13 ist kontinuierlich ausgebildet und erlaubt dement sprechend eine kontinuierliche Messung auch während des Umlaufens des Ele mentes 30. Das ringförmige Hohlspiegelelement 13, 13' kann als zusätzliches Bauteil auf das Element 30 aufgebracht sein oder in Form einer Rille aus dem Element 30 herausgearbeitet sein, beispielsweise durch Fräsen/Drehen oder durch Drü cken/Rollen mit einer Nachbearbeitung, z. B. durch Polieren. Auch ist es möglich, den ringförmigen Hohlspiegel aus optischem Material zu fertigen, oder auch aus re flektierendem Blech.This problem is addressed with the embodiment of the invention shown in FIG. 3. The embodiment of FIG. 3 differs from the principle of FIG. 1 useful for understanding the invention in that it is not a single concave mirror 11 that is provided, but that the concave mirror is designed as an annular element encircling the element 30 in the circumferential direction. This annular element 13 is continuously formed and accordingly allows continuous measurement even during the rotation of the element 30th The annular concave mirror element 13 , 13 'can be applied to the element 30 as an additional component or can be worked out in the form of a groove from the element 30 , for example by milling / turning or by pressing / rolling with a post-processing, e.g. B. by polishing. It is also possible to manufacture the annular concave mirror from optical material, or from re reflective sheet metal.
Der übrige Aufbau entspricht im wesentlichen dem Aufbau der Fig. 2 und wird des halb hier nicht weitergehend erläutert.The rest of the structure corresponds essentially to the structure of FIG. 2 and is therefore not explained further here.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Spritzgießmaschine, bei der zwei erfindungsgemäße Systeme eingesetzt werden. In an sich bekannter Weise zeigt die Fig. 4 eine Spritzgießmaschine, die auf einem Maschinenbett 70 eine feststehende Formaufspannplatte 40 trägt. Die feststehende Formaufspannplatte 40 ist mit einer beweglichen Formaufspannplatte 42, die über ein Lager 50 am Maschinenbett 70 gelagert ist, über Holme 44, 46 verbunden. Beide Formaufspannplatten 40, 42 tra gen je eine Formhälfte (nicht dargestellt). Die durch die Formhälften gebildete Form wird durch Verfahren der beweglichen Formaufspannplatte 42 in Richtung auf die feststehende Formaufspannplatte 40 geschlossen, wobei bei geschlossener Form auf die bewegliche Formaufspannplatte 42 eine zusätzliche Schließkraft ausgeübt wird. Hierbei dienen die Holme 44, 46 beispielsweise als Widerlager zum Aufbringen der Zugkraft und stehen deshalb bei geschlossener Form unter Zugbeanspruchung. Fig. 4 shows a schematic representation of an injection molding machine used in the two systems of the invention. In known manner, the Fig. 4 shows an injection molding machine which carries on a machine bed 70, a fixed platen 40th The fixed platen 40 is connected to a movable platen 42 , which is supported by a bearing 50 on the machine bed 70 , by means of bars 44 , 46 . Both mold mounting plates 40 , 42 each carry a mold half (not shown). The mold formed by the mold halves is closed by moving the movable platen 42 in the direction of the fixed platen 40 , with an additional closing force being exerted on the movable platen 42 when the mold is closed. Here, the spars 44 , 46 serve, for example, as abutments for applying the tensile force and are therefore under tensile stress when the mold is closed.
Um diese Zugbeanspruchung - und damit die Schließkraft - zu ermitteln, ist erfin dungsgemäß an mindestens einem Holm 44 ein Bügel 15 angebracht, der ein Sen der/Empfängergehäuse 1 trägt. Das Gehäuse 1 liegt einer Reflexionsrille 13 gegen über und dient so der Ermittlung einer Stauchung oder Dehnung des Holms 44.In order to determine this tensile stress - and thus the closing force - according to the invention, a bracket 15 is attached to at least one spar 44 , which carries a sensor / receiver housing 1 . The housing 1 lies opposite a reflection groove 13 and thus serves to determine a compression or extension of the spar 44 .
Des weiteren ist in Fig. 4 eine Spritzeinheit 60 vorgesehen, die u. a. einen Schne ckenzylinder 68, eine Schnecke 62, einen Granulat-Trichter 66, eine Schnecken stempel 64 und einen Antrieb 65 aufweist. Die Einspritzeinheit 60 ist über Lager 72 bewegbar am Maschinenbett 70 gelagert. Furthermore, an injection unit 60 is provided in FIG. 4, which has, inter alia, a screw cylinder 68 , a screw 62 , a granulate funnel 66 , a screw punch 64 and a drive 65 . The injection unit 60 is movably mounted on the machine bed 70 via bearings 72 .
Während eines Plastifiziervorganges wird die Schnecke 62 über den Antrieb 65 in Drehung versetzt, das über den Zufuhrtrichter 66 zugeführte Granulat wird plastifi ziert und sammelt sich als plastifizierte Masse vor der Spitze der Schnecke 26 im Schneckenzylinder 68. Gleichzeitig wird die Schnecke im Schneckenzylinder zurück bewegt (nach rechts in Fig. 4). Zum Einspritzen des plastifizierten Materials wird die Schneckeneinheit 60 auf die feststehende Formaufspannplatte 40 so verfahren, dass eine Öffnung des Einspritzzylinders 68 mit einer entsprechenden Öffnung in der festen Formaufspannplatte 40 in Verbindung kommt. Anschließend wird die Schne cke 62 in den Einspritzzylinder 68 hineinbewegt (nach links in Fig. 4) und spritzt dadurch das plastifizierte Material in die Form.During a plasticizing process, the screw 62 is rotated via the drive 65 , the granulate supplied via the feed hopper 66 is plastifi ed and collects as a plasticized mass in front of the tip of the screw 26 in the screw cylinder 68 . At the same time, the screw is moved back in the screw cylinder (to the right in FIG. 4). To inject the plasticized material, the screw unit 60 is moved onto the fixed platen 40 in such a way that an opening of the injection cylinder 68 comes into contact with a corresponding opening in the fixed platen 40 . The screw 62 is then moved into the injection cylinder 68 (to the left in FIG. 4) and thereby injects the plasticized material into the mold.
Sowohl während des Plastifiziervorgangs als auch während des Einspritzvorganges steht der Schneckenstempel 64 unter Druckbelastung. Zur Ermittlung dieser Druck belastung - und damit des Plastifizier- bzw. Einspritzdruckes - ist am Schnecken stempel 64 an einem Bügel 15 ein Sender/Empfänger-Gehäuse 1 angebracht. Des weiteren ist der Schneckenstempel 64 mit einer Reflexionsfläche versehen, die dem Sender/Empfänger-Gehäuse 1 gegenüberliegt. Da der Schneckenstempel ein sich drehendes Element ist, ist die Reflexionsfläche als umlaufende Reflexionsrille aus gebildet.Both during the plasticizing process and during the injection process, the screw punch 64 is under pressure. To determine this pressure load - and thus the plasticizing or injection pressure - a transmitter / receiver housing 1 is attached to the screw stamp 64 on a bracket 15 . Furthermore, the screw punch 64 is provided with a reflection surface, which is opposite the transmitter / receiver housing 1 . Since the screw stamp is a rotating element, the reflection surface is formed as a circumferential reflection groove.
Fig. 5 zeigt ein Detail der Fig. 4. Der Bügel 15 ist am Schneckenstempel 64 be festigt und trägt an seinem Ende einen Sender 3 und einen Empfänger 9. In dem Schneckenstempel 64 ist die Reflexionsrille 13 angebracht. Durch eine auf dem Schneckenstempel 64 ausgeübte Kraft F wird der Schneckenstempel 64 gestaucht. Dabei wird eine Messstrecke X0, die einerseits durch den Fußpunkt des Bügels 15 am Schneckenstempel und andererseits durch den Mittelpunkt der Reflexionsrille 13 auf dem Schneckenstempel 64 definiert ist um einen Betrag Δx verkürzt (gestrichelte Darstellung). Die Strahlung, die vom Sender 3 auf die Reflexionsfläche 13 gerichtet wird, wird somit von der Reflexionsfläche 13 in einem veränderten Winkel reflektiert, und diese Änderung wird durch den Detektor 9 erfasst. Durch eine geeignete Umrechnung, Kalibrierung oder durch Versuchsläufe kann dann aus dem Sensorsignal die jeweilige Verkürzung Δx bzw. der entsprechende Einspritzdruck etc. ermittelt werden. Fig. 5 shows a detail of Fig. 4. The bracket 15 is fastened to the screw punch 64 and carries at its end a transmitter 3 and a receiver 9th The reflection groove 13 is provided in the screw punch 64 . By a force exerted on the screw ram 64 force F of the screw ram 64 is compressed. A measuring distance X 0 , which is defined on the one hand by the base point of the bracket 15 on the screw punch and on the other hand by the center of the reflection groove 13 on the screw punch 64 , is shortened by an amount Δx (broken line). The radiation which is directed from the transmitter 3 on the reflection surface 13 is thus reflected by the reflection surface 13 in a changed angle, and this change is detected by the detector. 9 By means of a suitable conversion, calibration or test runs, the respective shortening Δx or the corresponding injection pressure etc. can then be determined from the sensor signal.
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