阅读说明：本技术 注射单元和成型机 (Injection unit and molding machine ) 是由 C·巴尔卡 F·迪尔奈德 S·埃皮希 G·哈格尔 于 2020-03-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于成型机的注射单元,包括：注射活塞；注射驱动器；传动系,用于将注射力从注射驱动器传递到注射活塞上；用于测量注射力的测量装置,其具有至少一个测量体；处理器,其配置用于输出作为计算的结果的力信号；其中,设置有允许处理器计算不受温度影响影响的力信号的器件,该器件构造为用于至少一个测量体的、与至少一个测量体不同的支承件,至少一个测量体通过支承件支承在传动系中,由注射驱动器产生的力能够通过支承件传递,且支承件允许至少一个测量体的由温度影响引起的变形,从而至少一个测量体的应力状态在没有由注射驱动器产生的力的情况下至少在至少一个传感器的位置处至少基本上保持不变。(The invention relates to an injection unit for a molding machine, comprising: an injection piston; an injection driver; a drive train for transmitting an injection force from the injection drive to the injection piston; a measuring device for measuring an injection force, having at least one measuring body; a processor configured to output a force signal as a result of the calculation; wherein means are provided which allow the processor to calculate a force signal which is not influenced by temperature effects, which means are configured as a support for the at least one measuring body which is different from the at least one measuring body, by means of which support the at least one measuring body is supported in the drive train, by means of which support the force generated by the injection drive can be transmitted, and which support allows a deformation of the at least one measuring body caused by temperature effects, so that the stress state of the at least one measuring body remains at least substantially unchanged without the force generated by the injection drive, at least at the location of the at least one sensor.)

注射单元和成型机

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的注射单元以及一种具有至少一个这种注射单元的成型机。

背景技术

注射单元的常见实施方式通常具有至少一个缸，所述缸具有至少一个注射活塞，所述注射活塞在用于塑料注射成型机的注射单元的情况下通常以可旋转的且可移动的塑化螺杆的形式构造。为了进行塑化，可以使该塑化螺杆旋转运动，并且为了将成型件熔液注射到塑料注射成型机的模具中可以通过注射驱动器使塑化螺杆平移地移动运动。

为了能够尽可能精确地且最佳可复制地设定注射周期，有必要的是，能够尽可能精确地确定在注射时作用的力和压力。为此，可以使用测量装置来测量轴向作用在注射活塞上的力。所述测量装置具有至少一个测量体，通过所述至少一个测量体，由所述注射驱动器产生的力在所述至少一个测量体的机械应力状态改变时可以传递到所述注射活塞，并且测量体的应力状态的变化可以通过所述测量装置的至少一个传感器测量。设置一种用于计算所传递的力的处理器，至少一个传感器的信号可以供应给该处理器，其中，该处理器配置用于输出作为计算结果的力信号。

注射单元例如由EP 0 752 303B1示出。测量材料的由应力状态的变化引起的延展，根据胡克定律，这些变量彼此成比例。该延展或者扭曲例如可以通过应变仪或压电传感器检测。但是该延展也可以通过在测量体的表面上的两个不同点的相对位移通过位移测量来进行，特别是通过使用基于压阻的微机械电传感器(MEMS)来进行。

注射单元的测量体可以通过各种方式集成到传动系(或传力装置，Kraftstrang)中。始终存在如下问题，即由于安装和温度影响可能会在测量体中产生应力，所述应力使由处理器输出的力信号失真(这些应力然后并不仅仅与该力成比例)。可以通过测量体的检定(校准，调零)确定并考虑所述由安装产生的应力。这不适用于由于温度影响而产生的应力。力信号的失真(或伪造)导致在注射过程中不希望的工艺波动。

发明内容

本发明的目的是提供一种通用的注射单元和具有至少一个这样的注射单元的成型机，在所述注射单元和成型机中避免了上述问题。

该目的通过具有权利要求1的特征的注射单元和具有至少一个这种注射单元的成型机来实现。在从属权利要求中限定了本发明的有利的实施方式。

因为设置允许处理器计算不受温度影响影响的力信号的器件，所以在本发明中可以避免力信号的失真，进而避免不希望的工艺波动。力信号可以以已知的方式用于控制或调节在注射时作用的力和压力。

应当注意的是，术语““测量体的应力状态”和“测量体的变形”在本公开文件中等同地使用，因为在本发明的应用范围内胡克定律适用并且测量体中的机械应力和由此产生的变形彼此成比例(具有对于测量体而言表示特征的比例常数，该比例常数通过测量或测量体的交货规格得知)。

本发明规定，该器件构造为用于至少一个测量体的与至少一个测量体不同的(即不是一件式的，而是以两个构件的形式存在的)支承件，其中，所述至少一个测量体通过该支承件支承在传动系中，并且该支承件允许至少一个测量体的由于温度影响而引起的变形，使得至少一个测量体的应力状态在没有由注射驱动器产生的力的情况下至少在至少一个传感器的位置处至少基本上保持不变。因此，不重要的是，在整个至少一个测量体的区域中应力状态不会由于温度影响而发生变化，而是仅测量装置的至少一个传感器的位置是决定性的。

在本发明的一个实施例中规定，该支承件具有一个第一区域和一个第二区域，该支承件以该第一区域与至少一个测量体连接，该支承件以该第二区域与传动系的另一部件连接。

可以规定，该支承件以板铰链的形式构造。这允许在两个线性独立的空间方向上的平面运动。

可以规定，在第一区域和第二区域之间布置有铰链，优选固体铰链(例如呈扇形褶皱(Leporellos)形式构造)。

优选规定，该支承件的第一区域和第二区域分别以环的形式构造，并且(优选地仅)通过至少两个铰链传递力地相互连接。

一个实施例可以实现，将作用到至少一个测量体上的、与温度相关的力(例如密封件的摩擦力，阻尼元件的变形力等)的力作用点交替地(在传递注射力期间沿力的方向)在至少一个传感器前或后地导入到至少一个测量体中。由此能够实现从测量链中机械地消除与温度有关的影响。

在本发明的一个实施例中规定，至少一个测量体以测量膜的形式构造，该测量膜具有外法兰、内法兰和使外法兰和内法兰连接的接片，其中，通过传动系传递的力能够通过接片从一个法兰引导到另一法兰，并且至少一个传感器设置用于测量接片的变形。在测量膜的情况下，如果支承件允许测量膜的由于温度影响引起的在径向方向上的变形就足够了(可以忽略测量膜的由温度影响引起的在轴向方向上的变形)。

可以规定，接片和/或内法兰和/或外法兰以封闭环的形式构造。

优选地规定，测量膜一件式地(优选由金属制成地)实施。然而替代地也可以规定，该膜多件式地构造，其中，接片、外法兰和/或内法兰构造为单独制造的(优选由金属制成的)构件。

特别优选地规定，内法兰和/或外法兰具有轴向对准的(优选彼此有规则地布置的)固定孔。这些固定孔例如可以用于借助于螺栓连接或螺钉连接固定测量膜。

用于测量测量体的应力状态变化的至少一个传感器可以以应变仪的形式构造。然而替代地或附加地，也可以设置压电传感器或压电约束的微机械传感器。

本发明的一个实施例示出了一种测量膜，该测量膜包括两个紧固环(内法兰和外法兰)和位于两个紧固环之间的接片，该接片具有至少两个传感器，其中，一个传感器相对于另一个传感器相对置地(在轴向俯视图中全等地彼此叠置地)安装在接片上。通过至少两个传感器的这种布置结构，接片表面上的法向应力可以在径向方向上分成相同方向的部分和相反方向的部分。然后，相反方向的部分则对应于测量膜的弯曲，并且基本上与要测量的注射力成比例。相同方向的部分基本上是由测量膜的在径向上位于内部的圆柱面处与在径向上位于外部的圆柱面处的温差引起。因此测量值的校正以由温度场引起的偏差进行。

本发明例如可以在以注射成型机(优选塑料注射成型机)、注模机(优选塑料注模机)，压力机等形式的成型机中使用。

在一个实施例中，处理器可以设置在注射单元或整个成型机的机器控制器中。在处理器上可以运行关于该注射单元和/或整个成型机的其他的控制或调节过程。替代地，处理器可以与机器控制器分开地设置，尤其是也可以与注射单元和/或整个成型机分开地设置，例如设置在云中。

附图说明

根据附图讨论本发明的实施例。其示出：

图1a、b示出本发明的一个实施例；

图2示出本发明的示意图；

图3示出本发明的一个实施例的细节；

图4a-d示出本发明的另一实施例的不同视图；

图5示出本发明的另一实施例；

图6a、b以不同的视图示出本发明的另一实施例；

图7示出本发明的一个实施例的细节；

图8示出呈测量膜的形式的测量体的立体图。

具体实施方式

在附图中，为了清楚起见未示出用于将传感器5的信号传输给处理器6的管线。

图1示出用于成型机的注射单元8的实施例，其中，以塑化螺杆形式的注射活塞2布置在缸1中。

为了驱动塑化螺杆旋转运动，设置有计量驱动器11，该计量驱动器在此借助于传动系9与塑化螺杆连接，该传动系包括皮带和皮带盘。该塑化螺杆与计量驱动器11一起设置在注射桥10上，所述注射桥可以通过注射驱动器3一起移动。

注射驱动器3在此以本身已知的方式实现为主轴驱动器，其具有固定的螺母31和主轴32。未示出用于驱动可旋转地支承的主轴32的驱动装置。当然，也可以设置设计不同的注射驱动器3。

在该实施例中形成测量体的测量膜4(也参见图8)具有外法兰41和内法兰42，所述外法兰和内法兰通过接片43彼此连接，其中，外法兰41、内法兰42和接片43一件式地由金属材料构成。

图1b示出了图1a的详细视图。在这里，测量膜4放大地示出，从而可以看到两个传感器5(在该实施例中构造为应变仪)。这些传感器5(在此通过粘贴)这样布置在接片43的两个在轴向上彼此间隔开的表面上，使得各传感器在轴向俯视图中彼此全等地叠置。通过这样的布置结构，接片43的表面上的法向应力可以在径向方向上分成相同方向的部分和相反方向的部分。

图2示意性地示出了，处理器6与存储装置13如何处于数据传输连接中，在该存储装置中，存储了在至少一个测量体的应力状态与所传输的力之间的根据实验确定的或理论计算出的关系。因此，处理器6可以算出不受测得的温度影响影响的力信号(由传感器5测得)并将其输出(例如输出给机器控制器15)。

图3和图4以不同的视图示出了本发明的两个不同的实施例。

图3示出了一件式的、环形的、旋转对称的支承件7的细节，该支承件具有一个第一区域71和一个第二区域72，该支承件以该第一区域(在这里通过螺栓12)与测量体连接，该支承件以该第二区域与传动系的另一部件(在这里是注射桥10的轴向突出的部分16)连接。第一区域和第二区域71、72通过铰链73彼此连接，该铰链在这里构造为呈扇形褶皱的固体铰链。这种构型允许测量体由于温度影响而发生(轻微的)径向变形。

在图4a(图4b的平面A-A的剖视图，但是在图4b中孤立地示出支承件7)的实施例中，一件式地构造的支承件7同样具有第一区域71和第二区域72，该支承件以该第一区域与测量体(在此是测量膜4)连接，该支承件以该第二区域与传动系的另一部件(在此是注射桥10的轴向突出的部分16)连接。第一区域和第二区域71、72又通过这里总共四个铰链73彼此连接，该四个铰链在这里构造为以在两侧开有切口的接片的形式的固体铰链。这种构型也允许测量体的由于温度影响而引起(轻微的)径向变形。

如图4b的俯视图，图4c的剖视图(沿图4b的平面A-A)和图4d的透视图所示，第一区域和第二区域71、72分别以环的形状构造，所述环具有多个开口，测量体可以通过这些开口借助于螺栓12固定。这里示例地设置四个铰链73，也可以设置更多或更少的铰链73。

图5示出了一个实施例，在该实施例中，在测量膜4和注射驱动器3之间布置有板14。这用于从测量膜中的测量中消除覆盖物的位移力。

图6a以侧视图示出了用于本发明的支承件7的另一示例。支承件7一方面与注射桥10的部分16连接，并且另一方面(如图1a所示)与注射驱动器3连接。该支承件以拆分旋转对称(或共享旋转对称)的环的形式构造，并且具有以柔性铰链(或弯曲铰链，Biegegelenks)形式的铰链73。图6b示出了沿图6a中的线A-A的剖视图。

图7以透视的详细视图示出了本发明的两件式构造的、旋转对称的支承件7的另一示例。该支承件7以板铰链的形式构造，该支承件具有用于与测量体连接的环形的第一区域71和用于与注射驱动器3的传动系的另一部件连接的环形的第二区域72。内部的区域71设置为可径向运动但在轴向上固定保持在外部的区域72的凹槽中，使得支承件7允许测量膜4由于温度影响而引起变形。外部的区域72例如可以构造为可打开的(例如以两个半壳的形式)，因此内部的区域71可以***到该凹槽中。该支承件7在测量膜4和注射桥10之间的布置可以如图6所示那样实现。

附图标记列表

1注射单元的缸

2注射单元的注射活塞

3注射驱动器

31注射驱动器的螺母

32注射驱动器的主轴

4测量膜

41测量膜的外法兰

42测量膜的内法兰

43测量膜的接片

5测量装置的传感器

6处理器

7用于测量体的支承件

71支承件的第一区域

72支承件的第二区域

73铰链

8注射单元

9计量驱动器的传动系

10注射桥

11计量驱动器

12螺栓

13存储装置

14板

15机器控制器

16注射桥的部分