[发明专利]用于在注塑期间测量注射力的力感测元件

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

因此，本发明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。

根据本发明，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。

根据本发明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，本发明的优势在于：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。