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Werkzeuginnendrucksensoren –
 Für mehr Kontrolle und Effizienz

Anwendungsbereich, Formenbau

Nach dem Motto „Alles aus einer Hand" bietet Meusburger neben Normalien zur Temperatur- und Endlagenkontrolle ab sofort auch Sensoren zur Werkzeuginnendruckmessung an. Diese sind 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 Anschlusstechnik – wie gewohnt sofort ab Lager lieferbar und mit einfachem CAD-Daten-Download, inklusive Einbauräumen, aus dem Meusburger Webshop erhältlich.

 

 

Der Werkzeuginnendruck stellt einen wichtigen Parameter in der Prozessüberwachung beim Kunststoff-Spritzgießen dar. Im Sinne einer umfassenden Werkzeugüberwachung sind Drucksensoren daher nicht mehr wegzudenken. Die Verwendung von hochwertigen piezoelektrischen Sensoren unterstützt das Erreichen einer optimalen Prozessqualität und steigert die Teilequalität nachhaltig.

Funktionsprinzip und Anwendungen von Werkzeuginnendrucksensoren

Werkzeuginnendrucksensoren ermöglichen es, den auftretenden Forminnendruck in der Kavität mittels des piezoelektrischen Effektes 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 Einbauortes im Werkzeug ist dabei abhängig von der Anwendung. Beispielsweise wird zur allgemeinen Überwachung und Prozessoptimierung der Sensor möglichst angussnah oder an einer dicken Wandstärke platziert. Weitere 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.

E 6740 – Werkzeuginnendrucksensor zur direkten Messung von Meusburger

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.

zum Produkt

E 6750 – Werkzeuginnendrucksensor zur indirekten Messung von Meusburger

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 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.

zum Produkt

Single Wire vs. Coaxial

Für die Ladungsübertragung stehen am Markt zwei unterschiedliche Technologien zur Verfügung: über Single Wire- und über Coaxial-Kabel.

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. Somit sind diese Kabel optimal für Werkzeuge mit beengten Platzverhältnissen geeignet. Bei der Single Wire-Technik erfolgt die Abschirmung vom Umfeld, wie beispielsweise anderen Spannungsquellen, durch das Werkzeug.

E 6760 Single Wire

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 Kabelführung außerhalb des Werkzeuges erfolgt. Mit der Ausführung Mini Coaxial lassen sich mehrere Sensorsignale an einem Mehrkanalstecker bündeln.

E 6757 Mini Coaxial

Direkter Vergleich der beiden Varianten für Mehrkanalstecker

 Single Wire
E 6760
Mini Coaxial
E 6757
SignalKann bei zu geringer Abschirmung durch Signale von außen gestört werden (Rauschen)Keine Störungen des Signals dank Abschirmung von Umwelteinflüssen durch Stahlummantelung
KabellängeErhältlich in den Längen 2.000 und 5.000 mm; Kabel einfach und individuell ablängbarErhältlich in abgestuften Längen 200 bis
1.000 mm; nur mit Spezialwerkzeug ablängbar
Kabeldurchmesser1,2 mm1,9 mm
FlexibilitätSehr flexibel aufgrund minimaler Biegeradien, jedoch KnickgefahrWeniger flexibel als Single Wire-Kabel, jedoch sehr unempfindlich gegen Knicken
MontageMontagefreundlich dank Schneidklemmkontakt am MehrkanalsteckerMontagefreundlich dank Mini Coax Buchse am Mehrkanalstecker
PreisGeringer als Mini CoaxialHöher als Single Wire

 

 

Mehrkanalstecker

Mit dem Mehrkanalstecker E 6763 können die Signale von 4 bis zu 8 Werkzeuginnendrucksensoren mit minimalem Verkabelungsaufwand zusammengeführt werden. Die Mehrkanalstecker besitzen je nach Ausführung Schneidklemmkontakte für das Single Wire-Kabel (Ausführung S) und Mini Coax Buchsen für das Mini Coaxial-Kabel (Ausführung C). Die integrierte Werkzeugerkennung erfolgt mittels einem auf der Leiterplatte integrierten Chip und ermöglicht eine hohe Prozesssicherheit beim Werkzeugwechsel. Zusätzlich können mit der mitgelieferten Beschriftungsplakette die Sensordaten einfach gekennzeichnet werden.

E 6763 Mehrkanalstecker

Anschlussmöglichkeiten

Die unterschiedlichen Anschlussmöglichkeiten für direkte und indirekte Werkzeuginnendrucksensoren sind in den folgenden Abbildungen ersichtlich.

Anschlussmöglichkeiten Werkzeuginnendrucksensoren - direkt

Anschlussmöglichkeiten Werkzeuginnendrucksensoren - indirekt

 

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