用于在注塑期间测量注射力的力感测元件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于测量轴向力尤其是用于测量注塑机的注射压力的力感测装置（２０），所述注塑机包括测量本体以及传感器系统。传感器系统包括一对变形元件，所述变形元件与电子系统（２６）连接。各个变形元件（３０ａ，３０ｂ）具有两个安装部（３１，３２）和在安装部之间延伸的弯曲梁（３３），并且所述弯曲梁附接到至少一个应变测量元件（３４，３５）上。测量本体具有变形区域（２４）以及用于安装一对变形元件的多个凹口（２８），所述变形区域环状地形成在力导入部分（２２）和力导出部分（２３）之间，所述一对变形元件相对于彼此电平衡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于安装力感测装置的方法以及一种根据该方法制造的装置，其 中所述力感测装置特别适于在注塑期间测量注射力。
技术介绍
热塑塑料或其它注塑材料例如液体金属在注射压力或包压压力下被注射入注 模，所述注射压力或包压压力相应地是注塑期间的关键特征，并且可以经由注射器的下 压力来测量，例如在使用全电注塑机的情况下。通常，测量这些力要借助于力感测元件 (force-sensing cell)，该力感测元件被布置在注塑机的注射单元中，与轴的旋转轴线旋 转对称，这样，由蜗轮轴施加的力可以直接被测量，而注射压力或包压压力则相应地根据该 力来建立。通常，这样的限定类别的力感测元件包括旋转对称地形成的本体，所述本体具有 力导入部分、力导出部分以及在力导入部分和力导出部分之间的变形区域。该变形区域以 切入(cut-in)的方式渐变为本体的表面，并且取得平面表面，应变计精确地成对粘接在该 平面表面上，成对的应变计相对于对称轴线彼此面对。力感测元件还包括电子电路，所述电 子电路具有拥有至少两个输入端的桥放大器，来自至少一对应变计的信号借助于所述至少 两个输入端被加入并被放大地输出，其中在安装了力感测元件以后，一对应变计的测量值 中的非配对性被所述电路平衡掉。在目前在注塑期间测量注射力的实例中，力感测元件的整个尺寸和测量范围符合 特定的客户定制的应用，并且尤其由注射单元的整体尺寸来确定。用于测量注射力的力感 测元件以全部整体尺寸制造，并且经常在客户或应用者处被安装在对应的机器中，并投入 运行。当需要时，根据客户定制而设计并单独制造的力感测元件可能是必须的。相应的测 量范围由几何形状来确定，尤其是由变形区域的几何形状来确定，而在所有类型的情况下， 应变计、尤其是和相关的电子系统统一设计。因为这样一种整体测量装置在制造和运输上的困难，根据本领域现有的制造方法 是不具有优势的，依据该方法，典型地，注模装置的金属本体首先借助于材料去除来构建， 随后应变计被精确地粘接在变形区域上，并且与电子系统连接。具体来说，提供备件是很大的问题，因为经常只有一个或几个应变计、和/或电子 系统出现故障，但是不能以与机械上没有故障的力感测元件分离的方式被替换，这是由于 精确地粘接应变计以及后续的电平衡只能在制造者处进行。
技术实现思路
因此，本专利技术基于上述目的提供一种力测量装置，特别用于基于应变计技术的注 塑设备，所述装置可以被通用于不同尺寸和不同力范围的力感测元件，并且所述装置减小 了制造和运输上的困难。本目的的解决方案由根据方法独立权利要求的主题内容以及同等装置权利要求给出。优选的和/或有利的实施例、以及进一步的实施例是相关从属权利要求的主题内容。根据本专利技术，具有用于轴向和/或径向力测量的应变计的传感器系统至少包括一 对变形元件，其中相应的变形元件包括两个安装部、在安装部之间延伸的一个弯曲梁以及 附接在每个弯曲梁上的一个应变测量元件。变形元件的应变测量元件与电子系统连接，所述电子系统由一对变形元件平衡。优选地，应变测量元件优选设计为应变计。但是，应变测量元件还可以附接在变形元件上，所述应变测量元件只与一个安装 元件连接在一起，因而在弯曲梁上具有一个松散端来扫描运动。根据本专利技术的传感器系统的一个优点是预制的变形元件可以由应变测量元件来 电平衡，并且可以通用于具有不同尺寸、不同的力范围、和不同几何形状的力感测元件。平衡可以在电子系统中进行，所述电子系统优选地包括至少一个桥放大器，所述 桥放大器与变形元件和应变测量元件平衡。传感器系统与力感测元件的测量本体分别制造，并且可以在客户处被安装在特定 的测量本体上而无需进一步的平衡。特别是考虑到备件的供应，与本领域的现有技术相比， 本专利技术的优势在于在应用者处，只有存在缺陷的传感器系统需要被更换，而不是整个平衡 过的感测元件都要被更换。因此，运输和安装的费用大大降低。为了这个目标，变形元件和 力感测元件形成为彼此可拆卸。具体来说，适合于在变形元件的安装部处与测量本体螺纹 连接。例如，也可以设想一种可锁定夹持布置。也可以将变形元件的一端插入相应形成的 凹陷内，并且借助于螺纹连接固定另一端。在优选实施例中，设置热敏元件，其至少附接在至少一个变形元件的弯曲梁上，并 且与电子系统连接。因此，利用在传感器系统的电子系统中的模拟和/或数字电路，能够进 行温度补偿的力测量。因此，本专利技术提供了一种传感器系统，其可以被通用于所有几何形状的测量本体， 并且因而也可以被通用于所有力感测元件的几何形状。此外，传感器系统的电子系统可以包括处理单元，所述处理单元在存储器中保持 数据集，所述数据集被用于与现有的测量值相比较，以便提供预测。例如，数据集可以包括 应变、和/或变形模型，和/或数据集可以在以前测量值的基础上产生。处理单元被布置为 将传感器系统的现有力测量结果与数据集的值相比较。例如，借助对比，可以提供关于材料 疲劳或传感器系统的退化的预测。数据集和测量值之间的对比可以在给定时间间隔内进行，或者由事件触发。可选择地或另外地，可以在处理单元中实现提供物理值、或相关测量值的相关性 模型的算法，例如以最匹配数据的形式，通过使用最匹配算法，其中所述最匹配数据是基于 所测得的物理值的周期性改变的相关性，而最匹配算法被应用于所存储的测量值。该算法 借助这种模式提供预测。根据本专利技术的另一个实施例，这可以通过与存储模型比较而进行。根据本专利技术的又一个实施例，设置选择装置。该选择装置在预定标准的基础上决 定预测是由现有测量值和存储数据集相比较而生成，还是通过由最匹配算法提供的模型来 生成。根据本专利技术的再一个实施例，处理单元被布置为根据测量值与预存数据集之间的 比较，和/或根据提供最匹配模型来执行动作。这样的动作可以根据时间发生，例如在给定 的周期变化中，或者是由事件触发的。通过事件引起的激发动作是通过由预测检测到的材 料疲劳引起的激发，例如已经存在的或者预计要发生的。在这种情况下，动作可以引发警告 信号，或发出通信数据。自校准是另一个可能的动作，例如在预定周期性改变中受时间控制 地执行。本专利技术还包含一种借助于对应的传感器系统、用于轴向力测量的测量本体。测量 本体基本上旋转对称地形成，并且具有环形地形成在力导入部分和力导出部分之间的变形 区域。在力导入部分和力导出部分中，设置凹口，该凹口呈直线相对于彼此布置，使得一对 变形元件的变形元件可彼此对称地安装，并且与变形区域的表面齐平。以特别优选的方式，根据本专利技术的测量本体因此适合于接收并精确地装配传感器 系统。因而，传感器系统的相应成对的变形元件可以由应用者彼此对称地布置，并且与测量 本体的变形区域的表面齐平，而无需执行另一次费力的电平衡。附图说明本专利技术的这些和其它特征以及优点参考所附附图在下述更详细的优选实施例的 说明中进行阐述。在附图中，图1示出了根据本领域现有技术的常规力感测元件的形式，图2示出了根据本专利技术的力感测元件20，所述力感测元件基本由两部分形成，其 中一个部分是传感器系统，另一个部分是测量本体21，图3示出了根据本专利技术的变形元件，其具有应变计和热敏元件。具体实施例方式图1示出了据本领域现有技术已知的、用于测量轴向作用力的常规力感测元件， 该力感测元件例如可以用来测量注塑机的蜗轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有应变测量元件的传感器系统，用于进行轴向和／或径向力的测量，所述应变测量元件包括至少一对变形元件，其中，各个变形元件（３０ａ，３０ｂ）包括两个安装部（３１，３２）、在所述安装部（３１，３２）之间延伸的弯曲梁（３３）以及附接到所述弯曲梁（３３）上的至少一个应变测量元件（３４，３５），并且其中所述变形元件的应变测量元件（３４，３５）与电子系统（２６）连接，所述电子系统（２６）与所述至少一对变形元件平衡。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D舍茨勒，J西蒙，R哈西斯坦恩，A塔拉夫，
申请(专利权)人：堡盟创新技术股份公司，
类型：发明
国别省市：CH