EP1786610A1 - Device for forming objects, comprising a couplable pressure or temperature sensor - Google Patents

Device for forming objects, comprising a couplable pressure or temperature sensor

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EP1786610A1
EP1786610A1 EP05790133A EP05790133A EP1786610A1 EP 1786610 A1 EP1786610 A1 EP 1786610A1 EP 05790133 A EP05790133 A EP 05790133A EP 05790133 A EP05790133 A EP 05790133A EP 1786610 A1 EP1786610 A1 EP 1786610A1
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EP
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sensor
insert
cavity
coupling part
line
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Ceased
Application number
EP05790133A
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German (de)
French (fr)
Inventor
David Dreher
Christopherus Bader
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Original Assignee
Priamus System Technologies AG
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Publication date
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Abstract

The invention relates to a device for forming objects in a cavity (12), said device being at least partially formed by an insert (6, 11) in a moulding plate (1, 2). According to the invention, a sensor (16) is arranged in the insert (11) towards the inner wall (18) of the cavity embodied by the insert, said sensor being connected to a first coupling part (20) with which a second coupling part (21) is to be associated in the moulding plate (2).

Description

VORRICHTUNG ZUM FORMEN VON GEGENSTANDEN MIT KUPPELBAREM DRUCK- ODER TEMPERATURSENSOR DEVICE FOR FORMING OBJECTS WITH COPPABLE PRESSURE OR TEMPERATURE SENSOR
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen von Gegenständen in einer Kavität, die zumindest teilweise von einem Einsatz in einer Formplatte gebildet ist.The invention relates to a device for molding objects in a cavity, which is at least partially formed by an insert in a mold plate.
Stand der TechnikState of the art
Bspw. im Spritzgiessprozess werden Gegenstände durch ein Füllen einer Kavität in einem Formwerkzeug z. B. mit thermoplastischen Kunststoffen hergestellt. Dabei muss dieser Formvorgang überwacht ablaufen. Bspw. wird der Füllvorgang so gesteuert, dass auf eine anfänglich geschwindigkeitsgeführte Phase eine druckgeführte Phase folgt, die bis zum Ende des Füllvorganges andauert. Gegen Ende der geschwindigkeitsgeführten Phase oder im Anfangsbereich der druckgeführten Phase wird die Füllsituation erreicht, bei der der Formhohlraum vollständig mit plastifizierbarer Masse benetzt ist, wobei der Masseinnendruck im Inneren des Formhohlraums noch vergleichsweise gering ist. Daran schliesst sich auf Grund der Weiterführung der Bewegung eines Einspritzkolbens bzw. eines Extruders eine Erhöhung des Werkzeuginnendrucks an, verbunden mit einer Verringerung des spezifischen Volumens bzw. mit einer Erhöhung der Dichte der in dem Formhohlraum befindlichen Formmasse. Das Ausmass der so erreichbaren Verdichtung hängt sowohl von der herrschenden Temperatur als auch von der Höhe des einwirkenden Druckes und den charakteristischen Eigenschaften der Formmasse ab.For example. In the injection molding process, objects are filled by filling a cavity in a mold z. B. made with thermoplastic materials. In this case, this molding process must be monitored. For example. For example, the filling operation is controlled so that an initially speed-controlled phase is followed by a pressure-controlled phase which lasts until the end of the filling process. Towards the end of the velocity-controlled phase or in the initial region of the pressure-controlled phase, the filling situation achieved, in which the mold cavity is completely wetted with plasticizable mass, the internal pressure of the interior of the mold cavity is still relatively low. This is followed by an increase in the cavity pressure due to the continuation of the movement of an injection piston or an extruder, associated with a reduction of the specific volume or with an increase in the density of the molding compound located in the mold cavity. The extent of the densification thus achieved depends both on the prevailing temperature and on the magnitude of the applied pressure and the characteristic properties of the molding compound.
Insbesondere zur Qualitätssicherung, Prozessoptimierung,In particular for quality assurance, process optimization,
Prozessüberwachung und Prozessregelung werden Druck- und Temperatursensoren verwendet, die im Spritzgiesswerkzeug so eingebaut sind, dass die Sensorfront das herzustellende Kunststoffteil berührt. Eine derartige Anordnung ist bspw. in der DE 101 14 228 A1 beschrieben. Zur Messung von piezoelektrischen Signalen werden in der Regel hochisolierende Leitungen benutzt.Process monitoring and process control uses pressure and temperature sensors installed in the injection mold so that the front of the sensor touches the plastic part to be produced. Such an arrangement is described, for example, in DE 101 14 228 A1. For the measurement of piezoelectric signals usually highly insulating lines are used.
Es gibt Werkzeuge, bei denen das Formteil, welches einen Teil der Kavität ausbildet, direkt aus einer Formplatte heraus oder in eine Formplatte hinein geformt ist. Üblicherweise wird hierzu jedoch ein Einsatz in einer Formplatte verwendet, der bspw. bei Verschleiss oder einer konstruktiven Änderung ausgetauscht werden kann. Die eigentliche Werkzeugplatte bleibt die gleiche, lediglich der Einsatz wird ersetzt.There are tools in which the molding, which forms part of the cavity, is molded directly out of a mold plate or into a mold plate. Usually, however, an insert in a mold plate is used for this purpose, which can be replaced, for example. When worn or a structural change. The actual tool plate remains the same, only the insert is replaced.
Es kommt auch vor, dass Einsätze während einer Produktion innerhalb kürzester Zeit gewechselt und durch andere Einsätze ersetzt werden müssen, um neue Spritzteile mit neuen Geometrien herzustellen. Hierbei wird das auf der Maschine aufgespannte Spritzgiesswerkzeug unverändert wiederverwendet, während nur die Werkzeugeinsätze ersetzt werden. Es ist sogar denkbar, dass der Wechsel eines solchen Einsatzes vollautomatisch mit Hilfe eines Roboters erfolgt.It also happens that inserts have to be changed in a short time during production and replaced with other inserts to produce new molded parts with new geometries. Here, the clamped on the machine injection molding tool is reused unchanged, while only the tool inserts are replaced. It is even conceivable that the change of such an application is fully automatic with the help of a robot.
In der Praxis werden nicht nur Spritzgiesswerkzeuge mit einem einzigen Formhohlraum (Kavität) und einem einzigen Werkzeugeinsatz verwendet, sondern auch Mehrkavitätenwerkzeuge mit jeweils einem Werkzeugeinsatz pro Kavität. Auch hier werden diese Werkzeugeinsätze wie oben beschrieben aus unterschiedlichen Gründen gewechselt.In practice, not only injection molds with a single mold cavity (cavity) and a single tool insert are used, but also multi-cavity molds with one tool insert per cavity. Again, these tool inserts are changed as described above for various reasons.
Aufgabetask
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der o. g. Art zu schaffen, bei der Sensoren, insbesondere für Druck und Temperatur, auch bei Werkzeugen zum Einsatz kommen können, bei denen die Kavitäten von Einsätzen gebildet werden.The present invention is based on the object, a device of o. G. To create type in which sensors, in particular for pressure and temperature, can also be used in tools in which the cavities are formed by inserts.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass sich in dem Einsatz zur von dem Einsatz ausgebildeten Kavitätsinnenwand hin ein Sensor befindet, der mit einem ersten Kupplungsteil verbunden ist, dem ein zweites Kupplungsteil in der Formplatte zugeordnet ist.To achieve this object, there is a sensor in the insert for the cavity inner wall formed by the insert, which is connected to a first coupling part to which a second coupling part in the mold plate is assigned.
Das bedeutet, dass beim Ausbau eines Einsatzes auch die Kupplung gelöst und beim Einbau eines neuen Einsatzes ohne Schwierigkeiten eine neue Kupplung mit einem neuen Sensor hergestellt werden kann. Dabei müssen die Kupplungen so klein wie möglich gebaut werden, um sie auch bei sehr kleinen Formeinsätzen verwenden zu können.This means that when removing an insert, the coupling can be loosened and, when installing a new insert, a new coupling with a new sensor can be produced without difficulty. The couplings must be built as small as possible in order to use them even with very small mold inserts can.
Die Kupplung selbst ist als Schnellkupplung ohne Verriegelung ausgestaltet. Am einfachsten dürfte es sich um eine Steckkupplung handeln, bei der ein Stecker in eine Dose eingesetzt wird. Sollte der Sensor sehr nahe an seinem Kupplungsteil liegen, erübrigt sich eine Extraleitung. In der Regel dürfte aber der Sensor mit seinem ersten Kupplungsteil über eine Leitung verbunden sein, während an das zweite Kupplungsteil eine Leitung bspw. zu einem Anschluss an eine Signalauswerteeinheit anschliesst.The clutch itself is designed as a quick coupling without locking. The easiest way is likely to be a plug-in coupling, in which a plug is inserted into a box. If the sensor is located very close to its coupling part, an extra line is unnecessary. As a rule, however, the sensor should be connected to its first coupling part via a line, while the second coupling part is followed by a line, for example, to a connection to a signal evaluation unit.
In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Sensor um einen Kavitäteninnendrucksensor. Bei diesem muss darauf geachtet werden, dass die Leitungen hoch isolierend sind, da dort bereits eine Berührung mit einem Finger infolge des Fingerschweisses ausreicht, um die Isolation aufzuheben. Bevorzugt weisen diese Leitungen einen Widerstand von mindestens 1012 Ohm auf.In one embodiment, the sensor is a cavity internal pressure sensor. In this case, care must be taken to ensure that the cables are highly insulating, since even there a touch of a finger due to finger swelling is sufficient to remove the insulation. Preferably, these lines have a resistance of at least 10 12 ohms.
Ferner wird bspw. in der WO 02/082023 A1 ein Verfahren zum automatischen Erkennen der Empfindlichkeit von Sensoren vorgeschlagen, bei welchem den Sensor ein Widerstand einer bestimmten Grosse zugeordnet wird, durch den der Sensor einer bestimmten Sensorgruppe mit einem vorbestimmten Empfindlichkeitsbereich zugeordnet wird. D. h., die Empfindlichkeit des Werkzeuginnendrucksensors wird mit Hilfe eines Widerstandes codiert. Für diese Information muss bei der vorliegenden Erfindung eine zusätzliche Leitung zur Verfügung gestellt und auch entkoppelt werden.Furthermore, WO 02/082023 A1 proposes, for example, a method for automatically detecting the sensitivity of sensors, in which the sensor is assigned a resistance of a specific size, by means of which the sensor is assigned to a specific sensor group having a predetermined sensitivity range. That is, the sensitivity of the cavity pressure sensor is encoded by means of a resistor. For this information, an additional line must be provided in the present invention and also decoupled.
In einem anderen Ausführungsbeispiel wird in dem Einsatz ein Temperatursensor angeordnet. In diesem Fall muss die Kupplung für diesenIn another embodiment, a temperature sensor is disposed in the insert. In this case, the clutch must be for this
Sensor als sogenannte Ausgleichsleitung ausgelegt werden. D. h., dass dieSensor can be designed as a so-called compensation line. That is, that the
Leitung aus demselben Material wie das Thermoelement selbst besteht. Es gibt verschiedene Materialzusammensetzungen für ein Thermoelement. Nur bspw. wird die Zusammensetzung Nickel/Chrom/Nickel erwähnt. Wird ein derartiges Thermoelement ausgewählt, so sollte auch die Leitung aus demselben Material bestehen. Mit der vorliegenden Erfindung können im übrigen nicht nur hochisolierende piezoelektronische Leitungen, sondern auch nicht hochisolierende Leitungen getrennt werden. Cable made of the same material as the thermocouple itself. There are various material compositions for a thermocouple. Only, for example, the composition of nickel / chromium / nickel is mentioned. If such a thermocouple is selected, then the line should be made of the same material. Incidentally, with the present invention, not only highly insulating piezoelectronic lines but also lines not highly insulating can be separated.
Figurenbeschreibungfigure description
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing; this shows in
Figur 1 eine teilweise im Querschnitt dargestellte Seitenansicht eines Formwerkzeugs;Figure 1 is a partially cross-sectional side view of a mold;
Figur 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Sensoranordnung.Figure 2 is a plan view of a sensor arrangement according to the invention.
Gemäss Figur 1 weist ein Spritzgiesswerkzeug P eine feststehende Formplatte 1 sowie eine bewegbare Formplatte 2 auf. Beiden Platten 1 und 2 ist jeweils eine stationäre Aufspannplatte 3 und 4 zugeordnet, wobei sich zwischen der Aufspannplatte 4 und der bewegbaren Formplatte 2 noch eine Einrichtung 5 zum Bewegen der bewegbaren Formplatte 2 vorgesehen ist.According to FIG. 1, an injection mold P has a fixed mold plate 1 and a movable mold plate 2. Both plates 1 and 2 are each associated with a stationary platen 3 and 4, wherein between the platen 4 and the movable mold plate 2 is still a means 5 for moving the movable mold plate 2 is provided.
In der feststehenden Formplatte 1 befindet sich ein Einsatz 6, der in einer entsprechenden Ausnehmung 7 durch Befestigungsbolzen 8.1 und 8.2 festgelegt ist. In den Einsatz 6 ist eine Mulde 9 eingeformt, die mit einem Kern 10, der von einem Einsatz 11 in der bewegbaren Formplatte 2 abragt, einen Formhohlraum bzw. eine Kavität 12 ausbildet.In the fixed mold plate 1 is an insert 6 which is fixed in a corresponding recess 7 by fastening bolts 8.1 and 8.2. In the insert 6, a trough 9 is formed, which forms a mold cavity or a cavity 12 with a core 10, which protrudes from an insert 11 in the movable mold plate 2.
Der Einsatz 11 sitzt ebenfalls entfernbar in einer Ausnehmung 13 in der bewegbaren Formplatte 2 und ist dort über Befestigungsbolzen 14.1 und 14.2 festgehalten.The insert 11 is also removably seated in a recess 13 in the movable mold plate 2 and is held there by fastening bolts 14.1 and 14.2.
In den Einsatz 11 ist eine Stufenbohrung 15 eingeformt, in deren vorderen Bereich ein Sensor 16 sitzt. Eine Sensorfront 17 sitzt in der Ebene einer Kavitäteninnenwand 18. Diese bildet die Oberfläche des Kerns 10. In der Stufenbohrung 15 ist der Sensor 16 über eine Leitung 19 mit einem ersten Kupplungsteil 20 verbunden, das mit einem zweiten Kupplungsteil 21 , welches in einer Bohrung 22 in der bewegbaren Formplatte 2 sitzt, eine Schnellkupplung 23 ausbildet.In the insert 11, a stepped bore 15 is formed, in the front region of a sensor 16 is seated. A sensor front 17 is seated in the plane of a cavity inner wall 18. This forms the surface of the core 10. In the stepped bore 15, the sensor 16 is connected via a line 19 with a first coupling part 20, which forms a quick coupling 23 with a second coupling part 21, which sits in a bore 22 in the movable mold plate 2.
Das zweite Kupplungsteil 21 ist über eine Leitung 24 mit einem festliegenden Anschluss 25 verbunden, an den dann eine nicht näher gezeigte Signalauswerteinheit angeschlossen wird.The second coupling part 21 is connected via a line 24 to a fixed terminal 25, to which then a signal evaluation unit not shown in detail is connected.
In Figur 2 ist erkennbar, dass es sich bei der Schnellkupplung 23 um eine Steckkupplung handelt. Das erste Kupplungsteil 20 bildet eine Dose aus, in die ein Stecker 26 des zweiten Kupplungsteils 21 eingreifen kann. Ein Ringwall 27 sichert eine Verbindung in der Dose.In Figure 2 it can be seen that it is the quick coupling 23 is a plug-in coupling. The first coupling part 20 forms a socket into which a plug 26 of the second coupling part 21 can engage. A ringwall 27 secures a connection in the box.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:The operation of the present invention is as follows:
Zur Bestimmung eines Innendrucks oder einer Temperatur in der Kavität 12 bzw. der Schmelze in der Kavität 12 ist der Sensor 16 in die Stufenbohrung 15 des Einsatzes 11 eingesetzt, so dass die Sensorfront 17 in der Ebene der Kavitäten innenwand 18 liegt.To determine an internal pressure or a temperature in the cavity 12 or the melt in the cavity 12, the sensor 16 is inserted into the stepped bore 15 of the insert 11, so that the sensor front 17 is in the plane of the cavity inner wall 18.
Nach hinten ist der Sensor 16 über die Leitung 19 mit dem ersten Kupplungsteils 20 verbunden, dessen Dosenöffnung in etwa in der Ebene des Einsatzbodens 28 liegt.To the rear, the sensor 16 is connected via the line 19 with the first coupling part 20, the can opening is located approximately in the plane of the insert base 28.
In dem ersten Kupplungsteil 20 steckt der Stecker 26 des zweiten Kupplungsteils 21. Dieses sitzt in der Bohrung 22 der bewegbaren Formplatte und ist über die Leitung 24 mit dem Anschluss 25 verbunden.In the first coupling part 20 of the plug 26 of the second coupling part 21 inserted. This sits in the bore 22 of the movable mold plate and is connected via the line 24 to the terminal 25.
Soll nun ein anderes Formteil hergestellt und damit der Einsatz 11 ausgewechselt werden, so werden die Befestigungsbolzen 14.1 und 14.2 gelöst und der Einsatz 11 aus der Ausnehmung 13 herausgezogen. Dabei löst sich auch das erste Kupplungsteil 20 von dem zweiten Kupplungsteil 21.If another mold part is now to be produced and thus the insert 11 replaced, the fastening bolts 14.1 and 14.2 are released and the insert 11 pulled out of the recess 13. In this case, the first coupling part 20 is released from the second coupling part 21st
Nunmehr wird ein neuer Einsatz mit einem neuen Sensor in die Ausnehmung 13 eingesetzt, wobei auch dieser neue Sensor ein entsprechendes Kupplungsteil aufweist, in das der Stecker 26 des zweiten Kupplungsteils 21 eingleiten kann. Now, a new insert with a new sensor is inserted into the recess 13, wherein this new sensor has a corresponding coupling part, in which the plug 26 of the second coupling part 21 can initiate.
DR. PETER WEISS & DIPL-ING. A. BRECHTDR. PETER WEISS & DIPL-ING. A. BRECHT
Patentanwälte European Patent AttomeyPatent Attorneys European Patent Attomey
Aktenzeichen: P 3194/DE Datum: 30.07.04 W/S/HEReference: P 3194 / DE Date: 30.07.04 W / S / HE
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Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Formen von Gegenständen in einer Kavität (12), die zumindest teilweise von einem Einsatz (6, 11 ) in einer Formplatte (1 , 2) gebildet ist,Device for molding objects in a cavity (12) which is at least partially formed by an insert (6, 11) in a mold plate (1, 2),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass sich in dem Einsatz (11) zur von dem Einsatz ausgebildeten Kavitätsinnenwand (18) hin ein Sensor (16) befindet, der mit einem ersten Kupplungsteil (20) verbunden ist, dem ein zweites Kupplungsteil (21) in der Formplatte (2) zugeordnet ist.in that a sensor (16), which is connected to a first coupling part (20) to which a second coupling part (21) in the mold plate (2) is associated, is located in the insert (11) for the cavity inner wall (18) formed by the insert is.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung zwischen den beiden Kupplungsteilen (20, 21) eine Steckkupplung (23) ohne Verriegelung ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the coupling between the two coupling parts (20, 21) is a plug-in coupling (23) without locking.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) mit dem ersten Kupplungsteil (20) über eine Leitung (19) verbunden ist und/oder eine weitere Leitung (24) an das zweite Kupplungsteil (21) anschliesst.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor (16) with the first coupling part (20) via a line (19) is connected and / or another line (24) to the second coupling part (21) connects ,
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) einen Kavitäteninnendruck ermittelt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor (16) determines a cavity internal pressure.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung/en (19, 24) hochisolierend ausgelegt ist/sind und einen Widerstand von mindestens 1012 Ohm aufweist/en. 5. The device according to claim 4, characterized in that the line / s (19, 24) is designed to be highly insulating / and have a resistance of at least 10 12 ohms / s.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kavitäteninnendrucksensor mit Hilfe eines Widerstandes codierbar ist.6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the cavity internal pressure sensor can be coded by means of a resistor.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Codierung eine zusätzliche entkoppelbare Leitung vorgesehen ist.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that an additional decoupled line is provided for the coding.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) die Temperatur einer Kavitäteninnenwand ermittelt.8. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor (16) determines the temperature of a Kavitäteninnenwand.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung/en (19, 24) durch die Kupplung als Ausgleichsleitung ausgelegt ist/sind, d. h., dass die Leitung/en (19, 24) aus demselben Material besteht/en wie ein Thermoelement des Sensors (16). 9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the line / s (19, 24) is designed by the coupling as a compensation line / are, d. that is, the lead (s) (19, 24) are made of the same material as a thermocouple of the sensor (16).
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