塑料加工工业生产机器的线缆接口和改装生产机器的方法

摘要

本发明涉及一种用于塑料加工工业的生产机器(1)的线缆接口(10)，生产机器(1)具有多个型腔(11，11′，11″)和多个压电式压力传感器(13，13′，13″)；其中，在每个型腔(11，11′，11″)上均设置至少一个压电式压力传感器(13，13′，13″)，所述压电式压力传感器(13，13′，13″)检测型腔(11，11′，11″)中的工具内压，并针对所检测到的每个工具内压均提供一电荷信号，并通过内部线缆(14‑14″″″′)将电荷信号传导至线缆接口(10)上；并且其中，内部线缆(14‑14″″″′)能按照至少两个不同的连接标准(A，B，C，D)与所述线缆接口(10)电连接。

说明书

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求前序部分所述的一种用于塑料加工工业的生产机器的线缆接口以及一种用于改装这种生产机器的方法。

背景技术

专利文献CH692891A5示出了一种已知的用于塑料加工工业的生产机器的线缆接口。在这种生产机器中，利用具有多型腔注塑模具的工具，同时并且以较高的精度制造较大数量的工件。为了将废品率保持在限定的水平上，需要利用多个压电式压力传感器来监控这种批量生产。在多型腔注塑模具的每个型腔上均设有压电式压力传感器。该压电式压力传感器动态地检测型腔中的工具内压的变化，并针对所检测到的每个工具内压均提供一个高灵敏度的电荷信号。工具内压的变化在0至2000bar的范围内被检测。该压力检测的灵敏度处于1至100pC/bar的范围内。该压力变化动态检测的频率处于几kHz的范围内。运行温度为0℃至200℃。电荷信号通过线缆传导至电放大器。

这种具有多型腔注塑模具的工具具有复杂的结构，因此，线缆在工具中的长度是特定于线缆的。为了能够在工具中简单地布设线缆，使用不被电磁屏蔽的线缆，其长度使得可以在现场很容易地进行组装。针对电荷信号所实施的单独的电磁和电干扰屏蔽也不再是必需的，因为这种屏蔽可以通过工具的壳体来实现。因此，这种没有屏蔽的线缆是内部线缆。因此，工具具有线缆接口，以便能够将内部线缆分别接收在工具内侧，并将每个被接收的内部线缆的电荷信号传输到位于工具外侧的电磁屏蔽外部线缆上。该外部线缆将电荷信号传导至电放大器。

通常期望这种用于塑料加工工业的生产机器的线缆接口能够灵活地适应研究和工业的技术需求。

专利文献WO2007/016799A1示出了另一种已知的用于塑料加工工业的生产机器的线缆接口。在这种线缆接口中，通过多个内部线缆传导多个不同类型的测量信号。线缆接口具有信号变换器和输出接口。信号变换器将不同类型的测量信号转换为相同类型的测量信号。不同类型的测量信号是压电式压力传感器的电荷信号和热电偶的热电压(elektrischeThermospannung)。输出接口将相同类型的测量信号通过唯一的外部线缆传导至设置在生产机器之外的分析单元上。该外部线缆是电磁屏蔽的。该外部线缆与输出接口可松脱地电连接和机械连接。

这种已知的Kistler集团的型号为1710B…的、用于塑料加工工业生产机器的线缆接口可以在市场上购得，详细情况参见数据表960-112d-02.15。每个型腔的至少一个压电式压力传感器通过内部线缆将电荷信号传导至线缆接口上。最多可以有八个内部线缆与线缆接口的工具内侧电连接。电荷信号从工具内侧传输到工具外侧。在工具外侧可松脱地与线缆接口电连接和机械连接的外部线缆将电荷信号传导至分析单元。该外部线缆是电磁屏蔽的。

一种非常类似的已知的用于塑料加工工业的生产机器的线缆接口是RJG有限公司的型号为PZ-4和PZ-8的产品，其可以在市场上购得。Kistler集团的型号为1710B…和RJG有限公司的型号为PZ-4和PZ-8的线缆接口安装在生产机器上的外部尺寸基本上是相同的。

发明内容

本发明的目的在于，使已知的用于塑料加工工业的生产机器的线缆接口能够灵活地适应研究和工业的技术需求。

本发明的目的通过独立权利要求的特征来实现。

本发明涉及一种用于塑料加工工业的生产机器的线缆接口，该生产机器具有多个型腔和多个压电式压力传感器；在此，在每个型腔上均设有至少一个压电式压力传感器，该压电式压力传感器检测型腔中的工具内压，并针对所检测到的每个工具内压均提供一电荷信号，并通过内部线缆将该电荷信号传导到线缆接口上；在此，该内部线缆可以按照至少两种不同的连接标准与线缆接口电连接。

因此，即使提供电荷信号的压电式压力传感器的内部线缆具有不同的连接标准，也可以通过线缆接口将电荷信号传导至分析单元上。这使得能够对生产机器实行灵活的维护。在更换已安装的压电式压力传感器时，其可以被正好所拥有的压电式压力传感器来替换，即使该压电式压力传感器具有不同的连接标准，从而节省了成本和时间。同样，也不再强制性地使用采用某些连接标准的压电式压力传感器。由此使得能够采用具有最优价格/性能比的压电式压力传感器。

本发明还涉及一种用于对塑料加工工业的生产机器进行改装的方法，该生产机器具有多个型腔和多个压电式压力传感器，在此，在每个型腔上均设有至少一个压电式压力传感器，该压电式压力传感器检测型腔中的工具内压，并针对所检测到的每个工具内压均提供一电荷信号，并通过内部线缆将该电荷信号传导至现有的线缆接口上，在此，提供一线缆接口，其可以按照至少两种不同的连接标准与内部线缆电连接，在此，将现有的线缆接口从生产机器上拆解下来，并将新的线缆接口安装在生产机器中。

由此，可以利用具有多个不同连接标准的线缆接口来替换现有的线缆接口。这使得能够灵活地改装生产机器。已安装好的压电式压力传感器(其内部线缆具有某种连接标准)可以通过线缆接口与新的分析单元电连接。由此能够以最优的性价比为生产机器加装新的分析单元。

附图说明

下面参照附图示例性地对本发明进行详细说明。其中：

图1以示意图示出了具有根据本发明的线缆接口的塑料加工工业的生产机器；

图2示出了用于改装塑料加工工业的生产机器的方法的步骤流程图；

图3以立体视图示出了根据本发明的线缆接口的第一种实施方式，其具有两种不同的连接标准；

图4以俯视图示出了根据图3的线缆接口的第一种实施方式；

图5以立体视图示出了根据本发明的线缆接口的第二种实施方式，其具有两种不同的连接标准；

图6以俯视图示出了根据图5的线缆接口的第二种实施方式；

图7以立体视图示出了根据本发明的线缆接口的第三种实施方式，其具有三种不同的连接标准；

图8以俯视图示出了根据图5的线缆接口的第三种实施方式；

图9以立体视图示出了根据本发明的线缆接口的第四种实施方式，其具有三种不同的连接标准；

图10以俯视图示出了根据图5的线缆接口的第四种实施方式；

图11以立体视图示出了根据本发明的线缆接口的第五种实施方式，其具有三种不同的连接标准；

图12以俯视图示出了根据图5的线缆接口的第五种实施方式；

图13以立体视图示出了根据本发明的线缆接口的第六种实施方式，其具有三种不同的连接标准；

图14以俯视图示出了根据图5的线缆接口的第六种实施方式。

其中，附图标记列表如下：

a)-e) 方法步骤

A，B，C，D 连接标准

I-VIII 电连接

1 生产机器

0 现有的线缆接口

10 线缆接口

11，11′，11″ 型腔

12，12′，12″ 喷射通道

13，13′，13″ 压电式压力传感器

14-14″″″′ 内部线缆

15-15″″″′ 内部插座

16 外部插座

17 外部线缆

18-18″″″′ 指示器

20 分析单元

具体实施方式

图1示出了塑料加工工业的生产机器1，其具有根据本发明的线缆接口10和分析单元20。图2示出了一流程图，其包括用于改装塑料加工工业的生产机器的方法的步骤c)、d)、e)。图3至图14示出了线缆接口10的多种实施方式。在根据图3至图6的实施方式中，线缆接口10被设计用于两种不同的连接标准A、B；在根据图7至图14的实施方式中，线缆接口10被设计用于三种不同的连接标准A、B、C、D。

根据图1的塑料加工工业的生产机器1具有包括多型腔注塑模具的工具，该模具具有多个型腔11、11′、11″和喷射通道12。在每个型腔11、11′、11″上设有压电式压力传感器13、13′、13″。压电式压力传感器13、13′、13″在结晶学上被取向为，使得作用在该压电式压力传感器上的压力产生电极化电荷。电极化电荷与在型腔11、11′、11″中作用的工具内压的大小是成比例的，并通过电极被拾取。压电式压力传感器13、13′、13″动态地检测型腔11、11′、11″中工具内压的变化。每个压电式压力传感器13、13′、13″针对所检测到的型腔11、11′、11″的工具内压将电荷信号通过内部线缆14、14′、14″传导至线缆接口10上。压电式压力传感器13、13′、13″是与内部线缆14、14′、14″一体化的。在本发明的认知中，多型腔注塑模具可以具有比在图1中示出的三个型腔更多的型腔，因此例如可以具有50个型腔。同样地，也可以利用三个以上的内部线缆14、14′、14″将电荷信号传导至线缆接口10上，在图3至图14中可以利用四至8个内部线缆14-14″″″′将电荷信号传导至线缆接口10上。

根据图1，内部线缆14、14′、14″通过内部插座15、15′、15″与线缆接口10电连接。内部线缆14、14′、14″具有用于传导电荷信号的电导体。内部线缆14、14′、14″可以具有使电荷信号免于电磁干扰和电干扰的屏蔽部。这样的屏蔽部也可以通过在图中未示出的工具壳体来实现。内部插座15、15′、15″设置在线缆接口10的工具内侧上。内部线缆14、14′、14″和内部插座15、15′、15″彼此协调一致并具有不同的连接标准A、B、C、D：

第一连接标准A涉及到同轴线缆与线缆接口10的同轴插座的可松脱的电连接。同轴线缆和同轴插座将电荷信号电磁屏蔽。为了建立电连接，同轴线缆被插入同轴插座中并锁定。这种锁定可以通过声音来确认。同轴线缆和同轴插座之间的这种电连接是可以逆向松脱的。在图3至图14中，同轴线缆为内部线缆14′、14″′、14″″″′，并且同轴插座为内部插座15′、15″′、15″″″′。Kistler集团的型号为1943C的产品就是这样的可在市场购得的同轴线缆，详细内容见数据表1631C-000-346d-12.13。

第二连接标准B涉及到Pierce触点线缆插头(Pierce-Kontakt Kabelsteckers)与线缆接口10的插座的可松脱电连接。电荷信号在单线型线缆(eindrahtigen Kabel)中没有被电磁屏蔽。单线型线缆具有包括电绝缘部的护套。为了能够将单线型线缆简单地铺设在工具中，单线型线缆在现场被剪开，并将未去除绝缘部的线缆端部插入到Pierce触点线缆插头中。Pierce触点线缆插头具有壳体和Pierce触点。通过对Pierce触点的操作，所插入的线缆端部的电绝缘部被穿透，并且该线缆端部与壳体机械连接和电连接。对Pierce触点的操作或者说对Pierce触点的机械锁定可以通过声音来确认。Pierce触点线缆插头和插座之间的电连接是可逆向松脱的。在图3至图14中，具有Pierce触点线缆插头的单线型线缆作为内部线缆14′、14″′、14″″″′示出，并且插座作为内部插座15′、15″′、15″″″′示出。可在市场上购得的这种Pierce触点线缆插头是Phoenix Contact的PTPM 0,4/..-P系列产品。

第三连接标准C涉及到单线型线缆与线缆接口10的切夹式触点(Schneidklemm-Kontakt)插座的电连接。电荷信号在单线型线缆中没有被电磁屏蔽。单线型线缆具有包括电绝缘部的护套。为了实现在工具中的简单铺设，单线型线缆在现场被剪开，并将其未去除绝缘部的线缆端部插入到切夹式触点插座中。通过利用特殊构成的切削金属为所插入的线缆端部去除绝缘部并且利用切夹式触点插座将其夹紧，就可以构成电连接。在此可以放弃使用组装辅助器件。这样的电连接只能被可逆地松脱几次。在图7、图8、图13和图14中，单线型线缆作为内部线缆14′、14″′、14″″″′示出，并且插座作为内部插座15′、15″′、15″″″′示出。可在市场上购得的这种单线型线缆插头是Kistler集团的型号为1666A…、1674AZsp和1900A17…的产品。可在市场上购得的这种插座是Kistler集团的型号为1712A0和1714A0的产品，详细内容见数据表960-112d-02.15。

第四连接标准D涉及到切夹式触点线缆插头与线缆接口10的插座的可松脱电连接。电荷信号在单线型线缆中没有被电磁屏蔽。单线型线缆具有包括电绝缘部的护套。为了能够将单线型线缆简单地铺设在工具中，单线型线缆在现场被剪开，并将未被去除绝缘部的线缆端部插入到切夹式触点线缆插头中。切夹式触点线缆插头具有包括切夹部的壳体。通过操纵切夹部，所插入的线缆端部的电绝缘部被穿透并被去除绝缘部，同样地，线缆电线很容易被切割，并且与壳体机械地连接和电连接。对切夹部的操纵通过声音来确认。切夹式触点线缆插头与插座之间的电连接是可逆向松脱的。在图9至图12中，具有切夹式触点线缆插头的单线型线缆作为内部线缆14′、14″′、14″″″′示出，并且插座作为内部插座15′、15″′、15″″″′示出。可在市场上购得的这样的切夹式触点线缆插头是Phoenix Contact的CIOC-M系列产品。

在本发明的认知中，本领域技术人员可以使用其他的在此未详细描述的连接标准。

线缆接口10配设有多个内部线缆14-14″″″′用于多个电连接I-VIII。内部线缆14-14″″″′通过内部插座15-15″″″′与线缆接口10构成电连接I-VIII。内部插座15-15″″″′具有用于传导电荷信号的电导体。至少两个内部插座15-15″″″′针对电连接I-VIII具有不同的连接标准A、B、C、D。在根据图3、图4、图7和图8的实施方式中，线缆接口10被设计用于高达四个电连接I-IV，在此，每个电连接I-IV均可以两个不同的连接标准A、B来实现。在根据图9和图10的实施方式中，线缆接口被设计用于高达四个电连接I-IV，在此，每个电连接I-IV均可以三个不同的连接标准A、B、D来实现。在根据图5、图6、图11至图14的实施方式中，线缆接口被设计用于高达八个电连接I-VIII，在此，每个电连接I-VIII均可以两个不同的连接标准A、B、C、D来实现。在图4、图6、图8、图10、图12和图14中，与内部线缆14-14″″″′电连接的内部插座15-15″″″′被标记为黑色。在本发明的认知中，本领域技术人员也可以为电连接设置三个以上的具有不同连接标准的内部插座。

因此，与线缆接口10被设计用于电连接I-VIII相比，线缆接口10具有更大数量的内部插座15-15″″″′。在根据图3、图4、图7和图8的实施方式中，线缆接口具有八个内部插座15-15″′。在根据图9和图10的实施方式中，线缆接口具有十二个内部插座15-15″′。在根据图5、图6、图11至图14的实施方式中，线缆接口具有十六个内部插座15-15″″″″′。

线缆接口10具有多个指示器18-18″″″″′。这些指示器18-18″″″″′被设置在线缆接口10的工具内侧上。每个指示器18-18″″″″′均具有一标记。每个内部插座15-15″″″″′对应一个指示器18-18″″″″′，并且内部插座15-15″″″″′的电连接I-VIII通过其对应的指示器18-18″″″″′的标记来识别。内部插座15-15″″″″′的连接标准A、B、C、D同样通过对应于内部插座15-15″″″″′的指示器18-18″″″″′的标记来识别。由此，通过指示器18-18″″″″′能够明确地表明电连接I-VIII和内部插座15-15″″″″′的连接标准A、B、C、D。标记可以是标签、发光体等。在图4、图6、图8、图10、图12和图14中，标记是标签，例如图4中的“A II”或者图14中的“C VI”。在本发明的认知中，标记也可以是发光体，例如发光二极管(LED)，LED以两种不同的颜色发光：当内部线缆与配设有LED指示器的内部插座机械连接和电连接时，以第一颜色发光；当没有内部线缆与配设有LED指示器的内部插座机械连接和电连接时，以第二颜色发光。LED的颜色控制可以通过传感器来实现，该传感器在内部线缆和内部插座之间电连接时检测压力，或者可以通过开关来实现，该开关在内部线缆和内部插座之间电连接时被接通。

例如在根据图3和图4的实施方式中，针对电连接II存在具有不同连接标准A、B的两个内部插座15′。内部线缆14′与内部插座15′通过第二连接标准B电连接。内部线缆14′良好可见地与内部插座15′机械连接和电连接。在图4中，这通过连接标准B的被填充成黑色的内部插座15′示出。该采用连接标准B的电连接II可以通过指示器18的标签“B II”的标记明确地看到。也就是说，与内部线缆14′电连接的内部插座15′的指示器18表明：针对该连接标准B实行电连接I以及如何识别的该电连接I。并且通过至少一个其他的不与内部线缆14′电连接的内部插座15′的指示器18，利用具有标签“A II”的标记表明：对于该连接标准A不实行电连接I。因此，通过内部线缆14′在电连接I的内部插座15′中的可见性，能够避免其他的内部线缆14-14″″″′通过第一连接标准A与电连接I的其他内部插座15′电连接。

通过根据本发明的线缆接口10，可以如下地简化对生产机器1的维护：需要被替换的压电式压力传感器13、13′、13″可以利用所拥有的、其内部线缆14-14″″″′的连接标准A、B、C、D与待替换的压电式压力传感器13、13′、13″的内部线缆14-14″″″′的连接标准不同的压电式压力传感器13、13′、13″来替换。在步骤a)中，从生产机器1上将现有的压电式压力传感器13、13′、13″拆卸下来，并在步骤b)中将新的压电式压力传感器13、13′、13″安装到生产机器1中，该新的压电式压力传感器替换现有的压电式压力传感器13、13′、13″，并且该新的压电式压力传感器的内部线缆14-14″″″′具有线缆接口10的不同连接标准A、B、C、D的其中一个标准。特别是在步骤b)中，新的压电式压力传感器13、13′、13″的内部线缆14-14″″″′与至少两个针对电连接I-VIII具有不同连接标准A、B、C、D的内部插座15-15″″″′中的其中一个进行电连接I-VIII。内部线缆14-14″″″′的电连接I-VIII通过下述这样的内部插座15-15″″″′来实现：这种内部插座15-15″″″′具有与内部线缆14-14″″″′相同的连接标准A、B、C、D。

线缆接口10具有外部插座16。该外部插座16设置在线缆接口10的工具外侧上。外部插座16具有用于传导电荷信号的电导体。外部插座16的电导体的数量至少与线缆接口10的电连接I-VIII的数量一致。因此，外部插座16至少具有四个至八个电导体。

电屏蔽的外部线缆17能够逆向松脱地与外部插座16电连接。外部线缆17将电荷信号传导至分析单元20。这种外部插座16是可在市场上购得的Kistler集团的1710B…型产品。这种外部线缆17是可在市场上购得的Kistler集团的1995A…、1997A…、1999A…型产品。这种分析单元20是可在市场上购得的Kistler集团的2869B…型CoMo注射系统，详细内容见数据表2869B_000-549。

线缆接口10具有电导体，这些电导体将内部插座15-15″″″′的电导体与外部插座16的电导体电连接。针对电连接I-VIII具有不同连接标准A、B、C、D的内部插座15-15″″″′的电导体被并联地连接。内部插座15-15″″″′的这些并联连接的电导体与外部插座16的用于电连接I-VIII的电导体电连接。例如在根据图3和图4的实施方式中，针对电连接II存在两个具有不同连接标准A、B的内部插座15′。这些内部插座15′的电导体并联地连接在线缆接口10上，并且为了实现该电连接II而与外部插座16的电导体电连接。

图2示出了用于改装生产机器1的方法的流程图，其具有步骤c)、d)、e)。生产机器1包括现有的线缆接口0。在步骤c)中提供根据本发明的新的线缆接口10，其可以按照至少两个不同的连接标准A、B、C、D与内部线缆14-14″″″′电连接。在步骤d)中，将现有的线缆接口0从生产机器1上拆卸下来。在步骤e)中，将新的线缆接口10安装在生产机器1中。所安装的新的线缆接口10与内部线缆14-14″″″′电连接。在步骤e)中，内部线缆14-14″″″′与所安装的线缆接口10的至少两个内部插座15-15″″″′中的其中一个进行电连接I-VIII，该至少两个内部插座15-15″″″′针对不同的电连接I-VIII具有不同的连接标准A、B、C、D。并且在步骤e)中，利用与内部线缆14-14″″″′电连接的内部插座15-15″″″′的指示器18-18″″″′表明：针对连接标准A、B、C、D实现电连接I-VIII，以及如何识别的这些电连接I-VIII。并且通过至少一个其他的未与内部线缆14-14″″″′电连接的内部插座的指示器18-18″″″′表明：针对连接标准A、B、C、D不实现电连接I-VIII。压电式压力传感器13、13′、13″的内部线缆14-14″″″′可以通过线缆接口10与新的分析单元20电连接。

在本发明的认知中，本领域技术人员也可以在塑料加工工业之外的生产机器中使用这种线缆接口。