Der Werkzeuginnendruck stellt einen wichtigen Parameter in der Prozessüberwachung im Spritzguss dar. Im Sinne einer umfassenden Werkzeugüberwachung sind Drucksensoren daher nicht mehr wegzudenken: Die Verwendung von hochwertigen Sensoren unterstützt das Erreichen einer optimalen Prozessqualität und steigert die Teilequalität nachhaltig.
Im Sortiment befinden sich Typen für die direkte und indirekte Messung sowie passendes Montagezubehör und Anschlusstechnik – wie gewohnt sofort ab Lager lieferbar und mit einfachem CAD-Daten-Download inklusive Einbauräumen.
Funktionsprinzip und Anwendung von Werkzeuginnendrucksensoren
Werkzeuginnendrucksensoren ermöglichen es, den auftretenden Forminnendruck in der Kavität mittels des piezoelektrischen Effekts in eine messbare Ladung umzuwandeln. Die Sensoren sind mit hochpräzisen Quarzkristallen (SiO2 bzw. α-Quarz) ausgestattet, welche 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 genauen Werkzeuginnendruck im Spritzgussprozess zu kontrollieren.
Die Wahl des Einbauorts im Werkzeug ist dabei abhängig von der Anwendung. Typische Anwendungen sind Festigkeitsüberwachungen und Überwachung bzw. Regelung von Viskosität, Kompression oder Schwindung.
Direkte und indirekte Werkzeuginnendrucksensoren
Abhängig von der Anwendung unterscheidet man bei Drucksensoren zwischen direkten und indirekten Sensoren bzw. der direkten und indirekten Druckmessung.
Direkte Messung
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 (pC) ab, welche durch die angegebene Sensor-Empfindlichkeit (pC/bar) in eine Druckänderung (bar) umgewandelt werden kann.
Indirekte Messung
Die indirekte Messung des Werkzeuginnendrucks erfolgt über einen Kraftsensor, welcher 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 (pC) ab, welche durch die angegebene Sensor-Empfindlichkeit (pC/N) in eine Kraftänderung (N) umgewandelt werden kann. Zusammen mit der Stirnfläche des Auswerfers kann in weiterer Folge die auftretende Druckänderung berechnet werden.
Kabeltechnik
Für die Ladungsübertragung stehen am Markt grundsätzlich zwei unterschiedliche Technologien zur Verfügung: Die Sensoren können über Single-Wire-Kabel angeschlossen werden, wobei die elektrische Abschirmung über das Spritzgießwerkzeug erfolgt, oder über Coaxial-Kabel, welche elektrisch abgeschirmt sind.
Single-Wire
Das Single-Wire-Kabel verfügt über einen sehr kleinen Kabeldurchmesser. Dadurch kann es flexibel mit minimalen Biegeradien in Kabelkanäle und Bohrungen verlegt und beliebig gekürzt werden. Die Single-Wire-Verkabelung ist die ideale Lösung für Werkzeuge mit beengten Platzverhältnissen. Sie bietet eine kompakte und effiziente Anschlussmöglichkeit, die gleichzeitig kostengünstig ist.
Coaxial
Das Coaxial-Kabel zeichnet sich dank der Stahlummantelung durch eine optimale Abschirmung gegenüber äußeren Signalen aus. Daher bietet sich der Einsatz von Werkzeuginnendrucksensoren mit Coaxial-Kabel bestens für Werkzeuge mit einer hohen Anzahl von elektrischen Komponenten, wie beispielsweise Heißkanalkomponenten oder Überwachungseinrichtungen, an. Diese Variante findet ebenso Verwendung, wenn die Kabel nicht durchgehend vom Stahl des Werkzeugs umgeben sind.
Möglichkeiten zur Signalübertragung
Hier unterscheidet man zwischen der Weiterleitung eines einzelnen Sensorsignals oder der Weiterleitung mehrerer Sensorsignale.
Weiterleitung eines einzelnen Sensorsignals
Diese Art der Weiterleitung kommt zur Anwendung bei Werkzeugen, bei denen nur ein Sensor verbaut ist oder eine individuelle Verbindung jedes einzelnen Sensors zum Ladungsverstärker gewünscht wird. Das Sensorkabel Single-Wire mit Einkanalstecker E 6762 ermöglicht den einfachen Anschluss des Kabels dank praktischem Schneidklemmkontakt. Das Sensorkabel Coaxial E 6756 ist fertig konfektioniert und bietet eine Plug-and-Play-Lösung, die eine schnelle, zuverlässige Installation ermöglicht.
Weiterleitung mehrerer Sensorsignale
Mehrkanalstecker ermöglichen die einfache und effiziente Zusammenführung von bis zu 8 Werkzeuginnendrucksensoren, wodurch der Verkabelungsaufwand auf ein Minimum reduziert wird. Die Mehrkanalstecker besitzen je nach Ausführung Schneidklemmkontakte für das Single-Wire-Kabel oder Mini-Coaxial-Buchsen für das Mini-Coaxial-Kabel. Diese praktischen Stecker sind eine elegante Lösung für eine saubere, platzsparende Installation.
