Sensortechnologie

Werkzeuginnendruckmessung für mehr Prozesseffizienz

Der Werkzeuginnendruck ist einer der wichtigsten Parameter in der Prozessüberwachung beim Spritzgießen. Im Sinne einer umfassenden Werkzeugüberwachung sind Drucksensoren daher nicht mehr wegzudenken. Die Verwendung von hochwertigen piezoelektrischen Sensoren unterstützt das Erreichen der geforderten Prozess- und damit der Teilequalität.

Werkzeuginnendrucksensor zur direkten Messung. © Meusburger

Werkzeuginnendrucksensoren ermöglichen es, den auftretenden Forminnendruck in der Kavität mit Hilfe des piezoelektrischen Effekts in eine messbare Ladung umzuwandeln. Die Sensoren sind mit präzisen Quarzkristallen (SiO2 oder ?-Quarz) ausgestattet, die unter Einwirkung von Druck, respektive Kraft, eine Ladung freigeben. Diese Ladung gibt, verstärkt durch einen Ladungsverstärker, eine genaue Information über den am Sensor anliegenden Druck und ermöglicht es, den Werkzeuginnendruck im Spritzgießprozess zu kontrollieren. Die Wahl des Einbauorts im Werkzeug ist dabei abhängig von der Anwendung. Beispielsweise wird zur allgemeinen Überwachung und Prozessoptimierung der Sensor möglichst angussnah oder an einer großen Wanddicke platziert. Weitere typische Anwendungen sind Festigkeitsüberwachungen und Überwachung oder Regelung von Viskosität, Kompression oder Schwindung.

Abhängig von der Anwendung unterscheidet man bei Drucksensoren zwischen direkten und indirekten Sensoren und damit der direkten und indirekten Druckmessung. Bei der direkten Messung wird der Drucksensor direkt in die Kavität eingebracht und ermöglicht es, den Werkzeuginnendruck - ohne Umwege - im jeweiligen Bereich zu messen. Unter Beaufschlagung von Druck gibt der Sensor eine elektrische Ladung in der Maßeinheit pC (Pikocoulomb) ab, welche durch die angegebene Sensor-Empfindlichkeit (pC/bar) in eine entsprechende Druckänderung (bar) umgewandelt werden kann.

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Werkzeuginnendrucksensor zur indirekten Messung. © Meusburger

Die indirekte Messung des Werkzeuginnendrucks geschieht über einen Kraftsensor, der außerhalb der Kavität liegt und indirekt mit einer Kraft angesteuert wird. Anders als bei den direkten Sensoren wird der Werkzeuginnendruck über einen Auswerferstift als Kraft an den Sensor übermittelt. Unter Einwirkung der Kraft gibt der Sensor eine elektrische Ladung ab, welche durch die angegebene Sensor-Empfindlichkeit (pC/N) in eine Kraftänderung (N) umgewandelt werden kann. Zusammen mit der Fläche des Auswerfers kann in weiterer Folge die auftretende Druckänderung berechnet werden.

Die Sensoren zur Werkzeuginnendruckmessung von Meusburger sind laut Unternehmen mit allen am Markt gängigen piezoelektrischen Drucksensoren sowie deren Peripherie kompatibel. Im Sortiment befinden sich jeweils zwei Typen für die direkte und indirekte Messung sowie passendes Montagezubehör und Anschlusskabel -ab Lager lieferbar und mit einfachem CAD-Daten-Download aus dem Webshop erhältlich.

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