DE3209834C2 - Vorrichtung zum Messen der Verschiebung eines Druckkolbens und einer Kolbenstange einer Druckgießmaschine - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Feststellen einer Verschiebung eines Druckkolbens, wie auch einer Kolbenstange einer Druckgießmaschine oder Spritzgußmaschine, mit einer geradlinigen Stange, die sich parallel zur Kolbenstange erstreckt und derart mit dieser verbunden ist, daß sie sich mit dieser bewegt, und einer Meßeinrichtung, die in der Nähe der Stange angeordnet ist und die Verschiebung der Stange magnetisch feststellt. Die geradlinige Stange enthält ein nicht-magnetisches hohles Rohr, auf dessen Innenseite ein Magnet angeordnet ist, der abwechselnd Nord- und Südpole aufweist, die in einem konstanten Abstand längs der Axialrichtung des Rohres angeordnet sind, und die Meßeinrichtung ist um das Rohr herum angeordnet, so daß das Rohr in seiner axialen Richtung verschoben werden kann, wenn sich die Kolbenstange bewegt, um dadurch die Stärke des Magnetflusses abzutasten, die durch die Nord- und Südpole des Magneten verursacht wird, um elektrische Ausgangssignale zu bilden, die die Verschiebung der Kolbenstange darstellen.

Description

mit aufeinanderfolgenden Bereichen unterschiedli- io zeugen von Impulsen in Übereinstimmung mit aer Be-

eher magnetischer Eigenschaften, das mit der Kolbenstange mitgeführt und von einer ortsfesten Meßeinrichtung umgeben ist die Impulse entsprechend den unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften bei Verschiebung der Kolbenstange abgibt dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Bauelement ein Rohr (9) aus nichtmagnetischem Material ist, daß die Bereiche unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften auf der Innenfläche des Rohrs als eine mehrpolige Magnetanordnung aus Permanentmagneten (20; 21; 22) mit abwechselnder Polarität angebracht sind, die voneinander konstanten Abstand längs der Achsenrichtung des Rohrs (9) aufweisen, und daß die Meßeinrichtung (10) aus einem zylindrischen Magnetjoch (13) mit einer Aussparung (14) auf einer Seite des Rohrs (9) besteht in der ein die Magnetflußänderunj· messender und entsprechende Ausgangssignale abgebender Meßfühler (15) im Abstand von 0,5 mm bis 1 mm zu der Außenfläche des Rohrs (9) angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß ier Meßfühler (15) an einer Abdekkung (16) der Aussparung (14) f'ps Magnetjochs (13) befestigt ist und in die Aussparung (14) hineinragt.

3. Vorrichtung nach den Ansprachen l und 2, da- 35 eine sichere Führung zu erreichen.^iiTSchutz der Mardurch gekennzeichnet, daß in dem Magnetjoch (13) ken gegen Verschmutzung durch Umgebungseinflüsse

wegung der Magnetskala ausgerüstet ist weiche auf der Außenseite einer Stange angeordnet ist Die Stange ist auf einer Stütze befestigt die ihrerseits an einem Spritzzylinder eine Druckgießmaschine angebracht ist Die Magnetskaia ist gegen Außeneinflüsse nicht geschützt Su daß es zu einer Beeinflussung bzw. zu einer Störung der Meßergebnisse durch Verschmutzung der Magnetskala bzw. des Magneimeßkopfes kommen kann.

Aus der DE-OS 27 51 847 ist eine Druckgießmaschine mit einer Steuervorrichtung für den Einpreßkolben bekannt, bei der ein Impulsgeber Marken kapazitiv oder induktiv abtastet, die aus einzelnen metallischen Ringen auf der Umfangsflache einer Steuerstange bestehen und zwischen denen jeweils Isolierstoffringe angeordnet sind. Der Impulsgeber dieser Vorrichtung ist in geringem Abstand zu der Umfangsflache der Steuerstange angeordnet Die bei der Abtastung der Marken entstehenden Impulse werden an einen Zähler weitergeleitet, der bei Erreichen einer voreingestellten Impulszahl einen Schaltvorgang zur Minderung bzw. Erhöhung des Drucks auslöst. Di? Marken der Stange bestehen aus metallischen Ringen, nicht jedoch aus Magneten. Die Marken können, beispielsweise außen, auf einem Rohr aufgeklebt sein, das über eine Stange geschoben ist, um

Dichtungsringe {17, !S) angeordnet sind, die an dsr Außenfläche des Rohrs (9) umfangsmäßig anliegen und die Aussparung (14) gegen Verschmutzungen abdichten.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Verschiebung eines Druckkolbens und einer Kolbenstange einer Druckgießmaschine, wobei der Druckkolben über die Kolbenstange mit einem Kolben eines Hydraulikzylinders verbunden ist, mit einem parallel zu der Kolbenstange angeordneten länglichen Bauelement mit aufeinanderfolgenden Bereichen unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften, das mit der Kolbenstange mitgeführt und von einer ortsfesten Meßeinrichtung umgeben ist, die Impulse entsprechend den unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften bei Verschiebung der Kolbenstange abgibt.

Im allgemeinen ist es notwendig, die Verschiebung eines Druckkclbens und einer Kolbenstange einer Druckgießmaschine festzustellen, um die Arbeitsweise der Druckgießmaschine automatisch steuern bzw. regeln zu können, Die Verschiebung wird im allgemeinen als Bewegungslänge des Druckkolbens und/oder der ist nicht vorhanden.

Aufgabe der Erfindung ist es. eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß Be-Schädigungen und Verschmutzungen Jer Meßeinrichtung durch Umgebungseinflüsse weitgehend ausgeschlossen sind und die Verschiebung des Druckkolbens und der Kolbenstange mit hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit unter konstanten Bedingungen bestimmt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst

Dadurch, daß die Stange aus einem glatten nichtmagnetischen Rohr besteht, an dessen Innenfläche eine mehrpolige Magnetanordnung aus Permanentmagneten mit abwechselnden Polaritäten befestigt ist. die voneinander konstanten Abstand längs der Achsrichtung des Rohres aufweisen, wird der Vorteil erzielt, daß die Magnete nicht außen an einem Rohr in schwierig zu bewerkstelligender Art aufgesetzt und durch eine zusätzliche Schicht gegen Umwelteinflüsse geschützt werden müssen. Durch die Anbringung im Inneren eines nichtmagnetischen Rohrs werder. die Magnete durch dieses gleichzeitig geschützt und gehaltert.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Meßfühler an einer Abdeckung der Aussparung des Magnetjochs befestigt und ragt in die Aussparung hinein. Dabei sind zweckmäßigerweise in dem Magnetjoch Dichtungsrin-

Kolbenstange von einem Bezugspunkt aus bestimmt,

der beispielsweise auf dem Druckkolben oder der KoI- _ ..„...„__.. _ö

benstange als hintere Begrenzung vorgesehen ist. Die 65 ge angeordnet, die an der Außenfläche des Rohrs umVerschiebung wird in ein elektrisches Signal umgewan- fangsmäßig anliegen und die Aussparung gegen Verdelt, das die Geschwindigkeit der Kolbenstange wieder- schmutzungen abdichten. Dadurch wird eine Beeinflusgibt, wenn die Verschiebung nach der Zeit abgeleitet sung bzw. eine Störung der Meßergebnisse durch Ver-

schmutzung des Meßfühlers weitgehend ausgeschlossen.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 2 einen Querschnitt eines bestimmten Abschnittes der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung, die eine Anordnung eines magnetischen Meßkopfes und ein Rohr mit magnetischen Einrichtungen zeigt;

F i g. 3 einen Querschnitt des Rohres, der entlang der Linie 111- III in der F i g. 2 verläuft;

F i g. 4 bis F i g. 7 Beispiele von Anordnungen, der in F i g. 2 gezeigten magnetischen Einrichtungen;

F i g. 8 einen Querschnitt des Rohres, mit einer weiteren möglichen Anordnung der magnetischen Einrichtungen;

Fig.9 das in Fig.8 dargestellte Rohr von seinem Ende.

Ein Kolben 5 einer Druckgießmaschine 4, die in F i g. 1 abgebildet ist, wird durch eine Kolbenstange 3 angetrieben, die mit einem Kolben 2 einer herkömmlichen Vorrichtung mit Kolben und Zylinder 1 verbunden ist, die beispielsweise durch einen Druck stehendes Öl angetrieben wird. Die Kolbenstange 3 wird nach vorne bewegt (d.h. nach links, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist), indem ein unter Druck stehendes Fluid in die Vorrichtung mit Kolben und Zylinder 1 durch eine Leitung 6 in den Zylinder befördert wird und die Kolbenstange wird zurückbewegt (nach rechts), indem das unter Druck stehende Fluid durch eine Leitung 7 in den Zylinder hineinbefördert wird. Ein Arm 8 ist an der Kolbenstange 3 befestigt und an diesem Arm 8 ist ein Ende eines nicht-magnetischen Rohres 9 befestigt, das eine glatte Außenfläche aufweist und das sich in horizontaler Richtung paraiiei mit der Kolbenstange 3 erstreckt. Ein magnetischer Meßkopf 10 (Meßfühler) ist an der Vorrichtung mit Kolben und Zylinder der Druckgießmaschine befes'-gt. der die äußere Umfangsfläche des Rohres 9 umgibt, so daß das Rohr sich gegenüber dem Meßkopf 10 verschieben kann, wenn sich die Kolbenstange 3 bewegt. Vom magnetischen Meßkopf 10 erzeugte elektrische Ausgangsgrößen können in elektrische Signale umgewandelt werden, die verschiedene Wellenformen und Absolutwerte haben, die zum unterschiedlichen Gebrauch durch Signale verarbeitende Schaltungseinrichtungen 11 geeignet sind.

Auf der Innenfläche des nicht-magnetischen Ronres 9 sind mehrere Permanentmagnete 12 längs der axialen Richtung aufgeklebt, wie dies in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist.

Der magnetische Meßkopf 10 beinhaltet ein zyliiidn sches Magnetjoch 13. das eine öffnung 14 einschließt, die sich in radiale- Richtung des Rohres 9 erstreckt. Innerhalb Her öffnung 14 ist ein Magneiflußmeßfühlcr 15 angeordnet, der von einer Abdeckung 16 herunterhängt, und der die öffnung 14 so abdeckt, daß ein Spalt von etwa 0.5 bis I mm zwischen der Außenfläche des Rohres 9 und dem unteren Ende des Meßfühlers 15 freibleibt Aus elastischem Material hergestellte Staub» dichtungsringe 17 und 18 sind am Magnetjoch 13 des magnetischen Meßkopfes 10 befestigt, um das Eindringen von Staub in den Raum, der durch den Magnetflußmeßfühler 15 und die Rohroberfläche 9 definiert ist, zu verhindern. Jede Magnetfühlerbauart, die magnetischen Fluß wahrnimmt und e>n elektrisches Ausgangssignal erzeugt, kann für den fy?eßfühler 15 dieser Erfindung verwendet werden, beispielsweise ein magnetisches Widerstandsbauteil oder ein HallbauteiL Es können alle Arten vor. Magneten verwendet werden, die eine Anordnung aufweisen, in der die Polarität sich in einen bestimmten Abstand in axialer Richtung des Rohres 9 ändert. Beispiele dieser Arten von Magneten sind in den F i g. 4 bis 7 gezeigt

Die in F i g. 4 gezeigte Reihe von Magneten enthält einen mehrpoligen Magnet 20, der aus einem Gummiband hergestellt ist. das magnetische Teilchen enthält, die so magnetisiert werden, daß die Nord- und Süunole abwechselnd in einem konstanten Abstand in ihrer Längsrichtung ausgerichtet sind.

Die in F i g. 5 gezeigte Reihe von Magneten enthält mehrere Permanentmagnete 21, so daß abwechselnd Nord- und Südpole der angrenzenden Magnete aneinander liegen.

Die in F i g. 6 gezeigte Reihe von Magneten enthält mehrere Permanentmagnete 22, die in radialer Richtung des Rohres 9 magnetisiert und nebeneinander angeordnet sind, so daß abwechselnd Non und Südpole auf beiden Seiten angeordnet sind.

Die Anordnung der in F i g. 7 gezeigten Reihe von Magneten stimmt mit der in F i g. 6 überein, aber jeder zweite von mehreren in Fig.6 gezeigten Permanentmagnet η 22 ist herausgenommen, um eine Leerstelle vorzusehen. Die Leerstelle kann mit einem magnetischen oder nicht-magnetischen Material ausgefüllt oder gelassen werden, wie sie ist. Die Dicke der Reihe von Magneten in den vorhergehenden Beispielen ist vorzugsweise nicht dicker als etwa 1—2 mm und der Abstand der Magnetpole oder Magneten beträgt vorzugsweise etwa 5 mm, jedoch ist die Dicke nicht nur auf diese Werte beschränkt.

Obwohl die F i g. 2 oder 3 ein Beispiel zeigen, in dem eine Magnetreihe 12 an einem Abschnitt der inneren Umfangsfiäche des Ronres 9 angeordnet ist. zeigen die F i g. 8 und 9 ein Beispiel, in dem die Reihe der Magneten angeordnet ist, um die gesamte innere Umfa.igsfläehe des Rohres 9 zu umhüllen. Die in den F i g. 4 bis 7 gezeigten Anordnungen der Magnetreihen sind ebenso auf die Anordnungen der in den F i g. 8 und 9 gezeigten ivlagnetreihe anwendbar.

Gemäß dieser Erfindung kann der magnetische Kopf 10, d. h. der Meßkopf, die Verlagerung der hydraulischen Vorrichtung mit Kolben und Zylinder einer Druckgießmaschine durch die relative Bewegung zwischen dem Kopf und dem nicht-magnetischen Rohr 9 ermitteln, das mit Magneten versehen ist und in Bewegungsrichtung des Rohres angeordnet ist. Der Zwischenraum zwischen dem Meßkopf 15 und der Außenfläche des Rohres kann immer auf einem konstanten geeigneten Wert gehalten werden, und da die elastischem Dichtungsringe vor den Meßeinrichtungen 10 angeordnet sind, kann das Eindringen von Staub in den Zwischenraum verhindert werden. Es ist nicl t notwendig, den Zwischenraum auf einen extrem kleinen Wert aufgrund der Magnetreihenanordnung im Rohr zu begrenzen, wie die:, <n einer vorveröffentlichten Vorrichtung der Fall ist. Darüber hinaus kann die Vorrichtung dieser Erfindung natürlich für recht niedrige und hohe Gießgeschwindigkeiten angewendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen der Verschiebung eines Druckkolbens und einer Kolbenstange einer Druckgießmaschine, wobei der Druckkolben über die Kolbenstange mit einem Kolben eines Hydraulikzylinders verbunden ist mit einem parallel zu der Kolbenstange angeordneten länglichen Bauelement wird. Die Beschleunigung der Kolbenstange wird durch die zweite Ableitung der Verschiebung nach der Zeit erhalten. Dabei ist es nicht einfach, die Verschiebung des Druckkolbens, die mit sehr hoher Geschwindigkeit und begleitet von Stoßen und Schwingungen erfolgt mit großer Genauigkeit zu erfassen.

Aus der JP-OS 54-46 586 ist eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bekannt die einen Magnetmeßkopf aufweist, der mit einer Magnetskaia zum Er-