DE19820807A1 - Temperatursensor für Spritzgießwerkzeuge - Google Patents

Temperatursensor für Spritzgießwerkzeuge

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/04—Casings
    • G01J5/041—Mountings in enclosures or in a particular environment

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor für Spritzgießwerkzeuge.
Bei der Verwendung eines Spritzgießwerkzeugs ist es von großer Bedeutung, die jeweilige Temperatur (und den Tem­ peraturverlauf) des in die Spritzgießform eingespritzten Kunststoffmaterials zu kennen. So darf das gespritzte Kunststoffteil nicht zu früh, d. h. also bei noch nicht ausreichender Abkühlung, aus dem Werkzeug ausgeworfen werden, der Zeitraum, innerhalb dem die Abkühlung des Kunststoffs erfolgen darf, darf nicht zu kurz sein. Es ist daher erwünscht, das Abkühlverhalten des sich in ei­ nem Spritzgießwerkzeug befindenden Kunststoffmaterials zu kennen.
Zu diesem Zweck werden bisher konventionelle Temperatur­ sensoren, d. h. Thermoelemente oder Widerstandsthermome­ ter, verwendet. Diese haben den Nachteil, daß ihr An­ sprechverhalten zu gering ist. Weiter müssen diese Ther­ mometer mit dem zu messenden Material einen mechanischen Kontakt haben. Ein solcher mechanischer Kontakt aber ist dann problematisch, wenn sich zwischen dem schrumpfenden Kunststoffmaterial und der Wandung des Spritzgießwerk­ zeugs ein Luftspalt bildet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Temperatursensor für Spritzgießwerkzeuge zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch einen zy­ lindrischen Körper, ein in eine erste Ausdrehung in der einen Stirnfläche des zylindrischen Körpers mit dieser fluchtend eingesetztes Fenster aus einem für Infrarot- Strahlen transparenten Material, ein nahe dem Fenster, zu diesem weisend in einer zweiten, tieferen Ausdrehung angeordnetes Infrarot-Meßelement, ein nahe dem Infra­ rot-Meßelement angeordnetes Absolut-Temperatur-Meßele­ ment und ein von der anderen Stirnfläche des Körpers zu­ geführtes Anschlußkabel.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich durch eine H-förmige Ausbildung aus, bei der das Infrarot- Meßelement (bei nach oben weisendem Fenster) oberhalb des Stegs, das Absolut-Temperatur-Meßelement im Bereich des Stegs und die Zuführung des Anschlußkabels unterhalb des Stegs angeordnet sind.
Weiter wird vorgeschlagen, daß das Fenster ein plan/kon­ vex ausgebildete Linse ist, die die Infrarot-Strahlen auf das Infrarot-Meßelement richtet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert, die einen derartigen Temperatursensor für Spritzgießwerkzeuge in einer schematischen Schnittan­ sicht darstellt.
Der Temperatursensor ist in einer Schnittdarstellung H-förmig. In die eine (in der Zeichnung nach oben wei­ sende) Stirnfläche ist eine erste Ausdrehung 12 einge­ bracht, in die ein Fenster 14 aus einem hochdruckfesten, für Infrarot-Strahlen jedoch transparenten Material (beispielsweise Saphir) eingesetzt ist. Das scheibenför­ mige Fenster 14 ist dabei vorzugsweise als Linse ausge­ bildet, deren zu dem Material in dem Spritzgießwerkzeug (in der Zeichnung also oberhalb des Fensters 14) weisen­ de Fläche plan, die nach unten weisende Fläche dagegen konvex ausgebildet ist.
Oberhalb des Stegs 26 des Körpers 10 ist ein Infrarot- Meßelement 18 angeordnet, bei dem es sich vorzugsweise um ein Thermo-Säulen-Meßelement handelt, wie dies als kleiner Silizium-Chip im Handel erhältlich ist. Dieses Infrarot-Meßelement 18 gibt eine zu der auffallenden Wärmestrahlung proportionale Thermo-Spannung ab, die 0 V beträgt, wenn die Temperatur des Chips (die der Tempera­ tur des Körpers 10 entspricht) derjeniges des zu messen­ den Objekts, hier also des Materials 10, das oberhalb des Fensters 14 angeordnet ist und dessen Infrarot- Strahlen von dem Infrarot-Meßelement 18 aufgenommen wird. Ist das Material dagegen heißer als das Gehäuse, gibt das Infrarot-Meßelement 18 eine positive, ist die Temperatur des Materials kleiner als die des Körpers 10, gibt das Infrarot-Meßelement 18 eine negative Spannung ab.
Im Bereich des Stegs 26 des Körpers 10 ist ein konven­ tionelles Temperatur-Meßelement 20 angeordnet, das Abso­ lut-Temperaturen mißt, wobei es sich um einen temperatu­ rempfindlichen Widerstand, ein Thermo-Element oder aber auch um eine Temperatur-Meßbrücke handeln kann.
Das Infrarot-Meßelement 18 und das Absolut-Temperatur- Meßelement 20 sind über ein Anschlußkabel 24, das von unten an den Körper 10 herangeführt ist, angeschlossen, so daß die Absolut-Temperatur des Körpers 10 (und damit des Infrarot-Meßelements 18) und die relative Temperatur des Materials außerhalb des Fensters 14 zu dem Körper 10 nach außen geführt und dort rechnerisch ermittelt werden können.
Die Figur verdeutlicht weiter, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Temperatur-Sensor mit einem Ver­ schlußstück 28 fest verbunden ist, der den Körper 10 des Temperatur-Sensors über eine Druckschraube 30 belastet an Ort und Stelle hält.

Claims (4)

1. Temperatursensor für Spritzgießwerkzeuge, gekenn­ zeichnet durch
  • - einen zylindrischen Körper (10),
  • - ein in eine erste Ausdrehung (12) in der einen Stirnfläche des zylindrischen Körpers (10) mit dieser fluchtend eingesetztes Fenster (14) aus einem für Infrarot-Strahlen transparenten Material,
  • - ein nahe dem Fenster (14) zu diesem weisend in ei­ ner zweiten, tieferen Ausdrehung (16) angeordneten Infrarot-Meßelement (18),
  • - ein nahe dem Infrarot-Meßelement (18) angeordnetes Absolut-Temperatur-Meßelement (20), und
  • - ein von der anderen Stirnfläche des Körpers (10) zugeführtes Anschlußkabel (24).
2. Temperatursensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Infrarot-Meßelement (18) ein Thermo- Säulen-Meßelement ist.
3. Temperatursensor nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch eine H-förmige Ausbildung, wobei das Infrarot-Meßelement (18) (bei nach oben weisendem Fen­ ster (14)) oberhalb des Stegs (26), das Absolut- Temperatur-Meßelement (22) im Bereich des Stegs (26) und die Zuführung des Anschlußkabels (24) unterhalb des Stegs (26) angeordnet sind.
4. Temperatursensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (14) eine plan/konvex ausgebildete Linse ist.
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