本发明涉及一种用于安装在模制件中的压力传感器，例如安装在注塑成型模具中。根据本发明的压力传感器包括测量端和纵轴，在测量端上采集待测量的压力。本发明还涉及一种具有根据本发明的压力传感器的注塑成型模具。本发明又涉及一种用于将根据本发明的压力传感器安装在模制件、例如注塑成型模具中的方法。
背景技术：
内部压力传感器是众所周知的并且被广泛使用。它们例如用于测量注塑成型模具中的压力，以改善注塑成型件的质量，并且还因此改善了注塑成型期间的处理效率。注塑成型模具通常是使用多件式的金属注塑成型模具，其被安装在注塑机中。注塑成型模具具有底板和模制件。模制件是可拆卸和可更换的。在注塑成型模具运行期间，底板和模制件彼此刚性地连接。
传统的模具内部压力传感器是从后面安装的，也就是从底板安装。模具内部压力传感器的固定通常是用螺纹接头(schraubnippel)(例如申请人的6457型安装接头)或者间隔衬套(例如申请人的1720a型)来实现。在此，传感器输出信号(例如可以是电荷)或者被输送到直接紧固在传感器上的电缆(单线或同轴电缆)中，或者经由传导电荷的间隔衬套并再通过接触元件被输送到电缆中，该电缆仅位于底板中，这样在模具嵌件中就不再有电缆。在这种传感器布置中，有利的是可以在传感器前部的区域(压力检测区域)中，也就是在模具嵌件的内侧使用小尺寸的压力传感器，从而即使在小的模具嵌件中也能够进行压力测量。此外，传感器前部可以被设计为，不会在注塑成型件中形成传感器前部的可见的压痕。由于压力传感器的固定是在模具嵌件中在其外侧上实现，或者仅是在底板中或通过底板实现，因此沿径向方向所测得的螺纹接头、间隔衬套和/或接触元件的尺寸要大于传感器前部的尺寸。此外，如果信号电缆是通过插头与传感器连接或者信号电缆是直接从传感器的后部引出，则与传感器前部相比，需要传感器后部(模具内部压力传感器的与传感器前部相对置的端部)更宽。
例如，专利文献ch573592a5公开了一种用于在塑料物质注塑进程中测量压力曲线的采集器。该采集器使得过程计算机能够连续地确定每个工件的最佳加料量，由此即使没有受过训练的人员监督也能够连续运行。为了了解在工件关键部位上的压力分布，该压力采集器被直接安装在注塑和按压模具中。该压力采集器是通过安装螺栓从注塑和按压模具的外侧被张紧在注塑和按压模具中，其中，该压力采集器的止挡面支撑在注塑和按压模具中的相应的凸肩上，使得压力采集器不会被压入到注塑和按压模具的型腔中。
这种布置的缺点在于，在模制件中形成用于容纳模具内部压力传感器的孔是非常复杂的。由于上述的模具内部压力传感器的尺寸轮廓，孔必须从注塑成型模具的外侧制成，并且由于钻头的漂移，孔的配合精度会随着孔深度的增加而变差，因此孔在模制件内侧处的配合精度是最差的。但这里正是进行可靠压力测量的最佳位置，因为这里是测量端(传感器前部)所在的位置。如果传感器前部区域中的配合精度不够，则压力传感器可能会卡在孔中，或者注塑料可能会渗入孔壁与测量端之间的空隙中。这两者都导致不可能实现可靠的压力测量。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种属于开头所述技术领域的压力传感器，该压力传感器适合于安装在模制件(例如注塑成型模具)中的凹部(例如孔)中，所需的凹部配合精度与现有技术相比更容易实现。此外，本发明的目的还在于提供一种方法，与现有技术相比，利用该方法可以简化根据本发明的压力传感器在模制件、特别是注塑成型模具中的安装。
该目的的技术方案由权利要求1的特征来限定。
根据本发明，压力传感器适合于安装在模制件中，更确切地说适合于从模制件的压力测量侧安装在模制件中。压力传感器包括测量端和纵轴，在测量端上采集待测量的压力。该压力传感器的特征在于，沿着纵轴在测量端上垂直于纵轴所测量的范围(ausdehnung)要大于或等于所有其他垂直于纵轴所测量的范围，并且压力传感器具有用于接触接触元件的触点。
由于根据本发明的压力传感器可以从模制件的压力测量侧来安装，因此模制件中的用于安装压力传感器的凹部可以从压力测量侧制成。与必须从模制件的与压力测量侧相对置的一侧制成凹部相比，这样制成的凹部能够更精确。或者换句话说，对于所要求的凹部的配合精度而言，从压力测量侧制成凹部要比从与压力测量侧相对置的一侧更容易实现。
模制件应该理解为可以部分地环抱一型腔的物体，在型腔中要测量压力。模制件可以是注塑成型模具或者是注塑成型模具的一部分，例如模具嵌件。模制件的其它示例包括：带有一个或多个应在其中测量压力的气缸孔的马达缸体；或者也可以是轮辋，其与轮胎一起环抱一需要在其中测量压力的型腔。理论上，轮胎也可以是模制件。模制件可以有利地由金属、金属化合物和/或具有相当的耐热性和强度的材料制成，例如复合材料。
模制件的压力测量侧是模制件的在运行期间应该在其上测量压力的一侧。该侧也被称为内侧。
模制件的与压力测量侧相对置的一侧在下文在被称为外侧，该侧本身在运行中不承受待测量的压力。
压力传感器的测量端是在运行过程中承受待测量的压力的那一端。那里也是传感器前表面。压力传感器的与测量端相对置的端部在下文中被称为接触端，因为用于接触接触元件的触点或者用于导出和/或继续传输传感器测量信号的电缆通常可以在那里连接。
模制件中的从模制件的压力测量侧制成的凹部具有保持不变的横截面，或者具有随着深度增加而逐渐变细的横截面，由此使得根据本发明的压力传感器能够配合精确地被收纳在该凹部中。相应地，根据本发明的压力传感器从测量端开始沿纵向方向具有保持不变的或逐渐变细的横截面，也就是说，该压力传感器可以例如在朝向接触端的方向上沿着纵轴具有至少局部恒定的、阶梯式的和/或连续(或其它方式)变小的横截面。
在一种有利的实施方式中，根据本发明的压力传感器适合于从注塑成型模具内侧安装在注塑成型模具中。
正如前面以及提到的，注塑成型模具代表了模制件的一种特殊情况，模制件的其它设计也是可行的。
根据本发明这种实施方式的压力传感器的优点在于，由于不必完全去除注塑成型模具或其模具嵌件，因此在查找故障或在损坏的情况下，可以更快地去除压力传感器。
在另一种优选的实施方式中，根据本发明的压力传感器至少局部地具有圆形的横截面。
这样的传感器特别容易制造，并且也特别容易例如通过转动运动引入到相应的孔中。
替代地和/或附加地，横截面也可以具有其它的形状，例如有角的。
在一种特别的实施方式中，根据本发明的压力传感器具有紧固装置。
因此，压力传感器可以被紧固在模制件中、特别是注塑成型模具中。在多件式注塑成型模具中，压力传感器可以通过该紧固装置被紧固在模具嵌件中或者底板中。
通过紧固装置例如可以将力导入压力传感器，该力将压力传感器压入到模制件中的凹部中，即，从模制件的压力测量侧到模制件的外侧。该力的方向与由待测量的压力生成并施加在压力传感器上的力的方向相同。因此，可以将压力传感器设计为，使得来自紧固装置的力指向与由待测量的压力生成的力相同的方向。这样做的优点是：紧固装置仅需要针对较小的力来设计，例如压力传感器的重力，以使压力传感器不会从凹部中掉出。在运行过程中，压力传感器还会附加地被由待测量的压力所生成的力压入到凹部中并且不会掉出。这是与传统的压力传感器相比的一个明显区别，传统的压力传感器是从外侧被紧固在模制件中，因此紧固装置所承受的是从模制件的外侧指向内侧的力，即指向压力测量侧的力，其与由待测量的压力所生成的力的指向相反。因此，传统的传感器的紧固装置不仅要承受压力传感器的重力，而且还必须承受由待测量的压力所生成的力。待测量的压力可以达到几千bar，这会导致相当大的力，并因此导致传统压力传感器中的紧固装置昂贵。
在一种特别的实施方式中，紧固装置可以是朝向测量端可移除的紧固装置。这样做的优点是：可以在安装压力传感器之前将该可移除的紧固装置移除，并因此使得压力传感器芯，也就是没有该可移除紧固装置的压力传感器，在测量端垂直于纵轴所测量的范围可以比其他的不在测量端的、垂直于纵轴所测量的范围更小。与插入整个压力传感器相比，将压力传感器芯插入到模制件的凹部中会更简单。然后可以将该可移除的紧固装置引入到凹部的内壁与压力传感器芯之间的空隙中。例如，可以将该可移除的紧固装置压入到凹部中，使得由此形成的压力传感器牢固地置于凹部中。在此，该可移除的紧固装置可以例如在压力传感器芯的凸肩上施加力，从而将压力传感器压入到模制件中的凹部中。在这种情况下，该可移除的紧固装置例如可以是套筒。
替代地和/或除了紧固装置以外，传感器例如也可以被压入到凹部中。
在另一种特别的实施方式中，根据本发明的压力传感器至少局部地具有螺纹。
由此，例如可以将压力传感器从压力测量侧拧入到模制件中，或者利用螺栓、空心螺栓、螺母或接头从模制件的外侧将其拧紧。
螺纹可以是内螺纹或外螺纹。外螺纹可以优选地布置在压力传感器的中心区域和/或接触端的区域中。然而，替代地和/或附加地，内螺纹也可以布置在接触端的区域中。
除了螺纹以外，压力传感器还可以在测量端的区域中或者接触端的区域中具有适合于为了接合模具而拧入或旋出压力传感器的形状配合元件。该形状配合元件可以被构造为可嵌接螺丝刀的凹槽。该形状配合元件也可以被构造成可嵌接内六角扳手或螺丝扳手的多边形。
如果将形状配合元件布置在测量端，例如在传感器前表面上，则可以用覆盖件将其遮盖，从而在将压力传感器安装在注塑成型模具中时不会在注塑成型模具上产生压痕。覆盖件可以被设计为盖子，其可以例如通过夹持机构被牢固地放置在注塑成型模具的凹部中，使其在正常运行期间不会掉出。如果需要拆下传感器或者出于检查目的，在紧急情况下可以破坏盖子或覆盖件，并在以后更换新的盖子。该盖子是传递压力的。
在紧固装置可朝向测量端移除的情况下，紧固装置可以具有外螺纹，从而能够将其拧入模制件中的相应内螺纹中。在这种情况下，该可移除的紧固装置可以例如是螺纹接头。
替代地和/或除了螺纹以外，压力传感器还可以通过其它的紧固装置、例如卡扣式锁紧件或如下文所述的那样被紧固或固定在模制件上。
在另一种实施方式中，根据本发明的压力传感器被设计为与对应的配对件形成卡扣连接。
该配对件可以布置在模制件中，以使压力传感器能够通过卡扣连接被紧固在模制件上。
压力传感器可以例如沿径向方向具有隆起和/或突出部，其中，该隆起和/或突出部被构造为与模制件形成卡扣连接，特别是与注塑成型模具形成卡扣连接。压力传感器也可以具有弹簧和/或弹性元件，以便与模制件形成卡扣连接。在多件式注塑成型模具的情况下，压力传感器可以在模具嵌件中或者与底板一起进入卡扣连接。
在另一种优选的实施方式中，根据本发明的压力传感器具有用于容纳固定元件的留空。
由此也可以将压力传感器紧固和/或固定在模制件中、特别是注塑成型模具中。在多件式注塑成型模具的情况下，压力传感器可以通过固定元件被紧固和/或固定在模具嵌件中，或者被紧固和/或固定在底板中。
固定元件可以例如是固定销、开口销或固定环。
在一种优选的实施方式中，根据本发明的压力传感器在传感器前表面上具有可模制的标记。
因此，可以有意地例如在注塑成型模具上施加标记。
可模制的标记可以包含例如字母数字符号，特别是日期、序列号和/或批号。可模制的标记可以是镜像反转的，以便在注塑成型模具上清楚地显示日期、序列号和/或批号。可模制的标记还可以包括凹槽或箭头。关于更多的细节，请参考申请人的日期为2017年10月16日的欧洲专利申请号17196594.0。
可模制的标记特别是可以与传感器前表面上的形状配合元件相结合，该形状配合元件适和于为了接合模具而拧入压力传感器。
替代于该可模制标记地，传感器前表面可以是平的或者具有例如在注塑成型件上不会留下压痕的形状。
在另一种优选的实施方式中，根据本发明的压力传感器具有集成的温度传感器。
由此可以同时测量压力和温度，这在将压力传感器用于注塑成型模具中时是特别有利的。
本发明的另一方面涉及一种具有根据本发明的压力传感器的注塑成型模具。
与具有传统压力传感器的注塑成型模具相比，这种注塑成型模具可以更容易地制造、维护和修理。
在一种优选的实施方式中，根据本发明的注塑成型模具具有接触元件。
当注塑成型模具由底板和模具嵌件组成时，这种布置是非常实用的。在这种情况下，压力传感器可以被无线地布置在模具嵌件中，而接触元件可以布置在底板中。
本发明的另一方面涉及一种用于将根据本发明的压力传感器安装在模制件中的方法，更确切地说是从模制件的压力测量侧安装在模制件中。该方法包括以下步骤：
a)从压力测量侧在模制件中形成凹部，
b)将压力传感器从模制件的压力测量侧插入到模制件中的凹部中，并
c)将压力传感器紧固在模制件中或者紧固在可与模制件连接的底板中。
该方法的优点在于，可以更简单并且配合更精确地制成模制件中的凹部，并且可以更简单且更快速地安装压力传感器，特别是在模制件中随后安装(改装)时。
该凹部可以这样生成：即，使其在模制件中随着深度增加而逐渐变细。凹部中的这种逐渐变细可以用作压力传感器的止挡，使得压力传感器不能被完全推过或压过模制件中的凹部，从而使得压力传感器不会又在模制件的外侧露出。
压力传感器在模制件中的紧固可以按照已知的方式进行。
在根据本发明的方法的一种优选的实施方式中，模制件是注塑成型模具或其一部分，并且模制件的压力测量侧是注塑成型模具内侧。
这样做的优点是，不必为了安装压力传感器而将注塑成型模具完全从注塑机中拆下。
在根据本发明的方法的另一种优选的实施方式中，凹部是孔或者至少部分地包括孔。
孔可以特别简单地制成。另外，圆形的压力传感器可以通过转动运动而特别容易地插入到圆形的凹部中，并且倾斜的风险要比角形凹部低得多。
然而，例如对于实现卡口式紧固而言，仅部分地由孔构成并且附加地具有其它几何形状(例如一个或多个纵向狭缝)的凹部也是有利的。
孔可以具有不同的直径。在此，模制件中的孔可以这样形成：即，孔的直径随着深度增加而减小，例如阶梯式地减小。但是也可以考虑，孔至少局部是锥形的。通过孔的前述造型能够实现，使压力传感器支撑在模制件上。压力传感器还可以至少局部地具有圆锥形的形状。
在根据本发明的方法的另一种优选的实施方式中，紧固的步骤有以下选项：拧入、卡入和/或插入固定元件。
由此，压力传感器可以特别简单地被紧固和/或固定在模制件中。
但是也可以将压力传感器压在模制件的凹部中或将压力传感器夹紧在凹部中，例如在压力传感器或模制件中设有张紧装置时。
附图说明
用于说明实施例的附图示出了：
图1为压力传感器的一种实施方式，其在压力传感器的测量端的区域中具有螺纹和形状配合元件，
图2为压力传感器的一种实施方式，其在压力传感器的接触端的区域中具有螺纹和形状配合元件，
图3为具有固定元件的压力传感器的一种实施方式，
图4为具有卡扣连接的压力传感器的一种实施方式，
图5为具有间隔衬套的压力传感器的一种实施方式，
图6为根据图1的实施方式的分解视图，
图7为根据图2的实施方式的分解视图，
图8为根据图3的实施方式的分解视图，
图9为根据图4的实施方式的分解视图，
图10为根据图5的实施方式的分解视图，
图11为连接到分析元件的压力传感器的组成示意图。
原则上，在图中相同的部件具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了压力传感器1的一种实施方式，其具有螺纹2和形状配合元件3。该压力传感器1的尺寸被设计为，使其实际上能够无间隙地安装在模制件5的凹部4中。压力传感器1的测量端7和传感器前表面8也位于模制件5的压力测量侧6上。在该实施例中，形状配合元件3位于测量端7，更确切地说是位于传感器前表面8上。形状配合元件3是槽形的，使得例如螺丝刀可以嵌接在该形状配合元件3中，以将压力传感器1拧入凹部4中。在拧入压力传感器1之后，可以将覆盖件9应用于传感器前表面8上，使得压力测量侧6在凹部4或压力传感器1的区域中也是光滑和平坦的。压力采集器10有利地位于压力传感器1的压力测量端7的区域中。模制件螺纹11位于凹部4中，以便可以将压力传感器拧入凹部4中。在该实施例中，凹部4是一被阶梯化的孔，其在测量端7的区域中和/或在压力传感器10的区域中的直径大于在模制件螺纹11的区域中的直径。该孔围绕压力传感器1的纵轴12对称地布置。压力传感器1在其接触端与模制件5的外侧14齐平地闭合。在模制件5的外侧14上可以布置有底板15，接触元件16位于该底板中。接触元件16接触压力传感器1，并且允许传感器信号从压力传感器1传输电缆26中。电缆26将传感器信号传输到分析元件27中，如图11中所示。分析元件27通过传感器信号以通常在10khz至30khz之间的采样率来采集压力传感器1的测量端7处的压力。由此，例如在有介质被填充到注塑成型模具25中时，压力传感器1的测量端7处的压力可以通过分析元件27作为平滑曲线被跟踪。分析元件27用于分析或优化或监视或记录或调节使用模制件5所执行的过程。模制件5和底板15构成注塑成型模具25。
图2示出了压力传感器1的一种实施方式，其具有螺纹2和另外的形状配合元件30，与前述实施例不同的是，该另外的形状配合元件30是布置在压力传感器1的接触端13的区域中。在该实施例中，该另外的形状配合元件30例如是六边形。与压力传感器1的配置有螺纹2的部分相比，该另外的形状配合元件30，即六边形，是逐渐变细的。由此，在凹部4(在这种情况下是孔)尺寸相同的情况下，将留有用于插入例如扳手的空隙，以将压力传感器1拧入凹部4中。其它的特征、特别是螺纹2和模制件螺纹11的布置与前述实施例中相同。
图3示出了压力传感器1的一种实施方式，其具有固定元件17。在图3中的最上方以俯视图示出了卡环形式的固定元件17。在图3的下方以虚线示出了固定元件17在安装状态下所处的位置，更确切地说是位于留空18中，该留空被构造为压力传感器1中的固定凹槽。在该实施例中，压力传感器1伸入到底板15中直至其接触端13。与压力传感器1信号接触的接触元件16又位于其上方。然而，接触元件16在此不是与底板15的下侧齐平。模制件5是可拆卸的和可更换的。在注塑成型模具的运行期间，底板15和模制件5彼此刚性地连接。在模制件5被拆除的情况下，固定元件17可以被引入到压力传感器1的留空18，即固定凹槽中，并因此将压力传感器1紧固和/或固定在模制件5中。在该实施例中，压力传感器1在模制件5的整个厚度上实际上是无间隙地位于凹部4中。由于凹部4的阶梯式的、向上逐渐变细的形状和压力传感器1的相应的阶梯式的、向上逐渐变细的形状，压力传感器1在安装有固定元件17的情况下被牢固地安置在模制件5中。
图4所示实施方式与图3所示实施方式的不同之处在于，替代于固定元件17和凹槽18地，由压力传感器1中的隆起20和接触元件16的接合到隆起20中的弹性臂21构成卡扣连接19。
为了完整起见，在图4中还示出了接触接头22，测量电缆26可连接到该接触接头，如图11中所示。
图5示出了压力传感器1的一种实施方式，其具有间隔衬套23。间隔衬套23将测量信号从压力传感器1传输到接触元件16。该间隔衬套23具有冠状的卡扣或夹持闭锁件24。
图6示出了如图1所示实施方式的分解视图，用于阐明特别是压力传感器1、带有凹部4的模制件5、底板15、接触元件16相互间的布置。压力传感器1、模制件5和带有接触元件16的底板15沿着纵轴12间隔开地示出。
图7示出了如图2所示实施方式的分解视图，用于阐明特别是压力传感器1、带有凹部4的模制件5、底板15、接触元件16相互间的布置。压力传感器1、模制件5和带有接触元件16的底板15沿着纵轴12间隔开地示出。
图8示出了如图3所示实施方式的分解视图，用于阐明特别是压力传感器1、带有凹部4的模制件5、固定元件17、底板15、接触元件16相互间的布置。压力传感器1、模制件5、固定元件17和带有接触元件16的底板15沿着纵轴12间隔开地示出。
图9示出了如图1所示实施方式的分解视图，用于阐明特别是压力传感器1、带有凹部4的模制件5、底板15、接触元件16相互间的布置。压力传感器1、模制件5和带有接触元件16的底板15沿着纵轴12间隔开地示出。
图10示出了如图3所示实施方式的分解视图，用于阐明特别是压力传感器1、间隔衬套23、带有凹部4的模制件5、底板15、接触元件16相互间的布置。压力传感器1、间隔衬套、模制件5和带有接触元件16的底板15沿着纵轴12间隔开地示出。
图11示出了连接到分析元件27的压力传感器1的组成示意图。压力传感器1与接触元件16相接触。接触元件16连接电缆26，压力传感器信号可通过该电缆传输到分析元件27上。
综上，需要强调指出的是，根据本发明的压力传感器的先前阐述的特征还有很多可能的组合。
附图标记列表
1压力传感器
2螺纹
3形状配合元件
4凹部
5模制件/模具嵌件
6压力测量侧
7测量端
8传感器前表面
9覆盖件
10压力传感器
11模制件螺纹
12纵轴
13接触端
14外侧
15底板
16接触元件
17固定元件
18凹槽
19卡扣连接
20隆起
21弹性臂
22接触接头
23间隔衬套
24夹持闭锁件
25注塑成型模具
26电缆
27分析元件
30另外的形状配合元件。