CN1164413C - 基片的连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提出一种连接基片(2、3)的简单和价廉的装置，该装置可达到可靠、精确和废品率低的基片连接。为此，本发明提出了一种带有一个配合基片内孔的销子的装置来连接至少两个分别具有一个内孔的基片(2、3)，该销子(5)具有至少两个可朝该销径向运动的凸缘(10)。在凸缘(10)朝该销运动时，基片的内孔在凸缘的直的外表面上向下滑动。

Description

基片的连接装置
本发明涉及一种用于至少两个分别具有一个内孔的基片的、带有一个配合基片内孔的销子的连接装置。
许多数据载体例如DVD(数字视盘)通常由两个相互粘接的基片组成，这两个基片在粘接时，必须定心连接。为此，一般都是把第一个涂有粘接层的基片放在一块平的底板上，然后用一个搬运工具把第二个基片运到第一个基片上方并实现连接。在这个过程中，搬运工具既必须相互精确对准基片，又必须把基片均匀压在一起。但这种搬运工具很复杂，而且容易发生故障，从而导致连接的不均匀性，并损害数据载体的功能，甚至使之不能使用。
从US-A-5888433已知上述两个基片的一种连接装置。该装置具有一个可扩口的、由三部分组成的定心销。该定心销嵌入一个由两半相互粘接的基片组成的基片的内孔中，然后该销径向扩径，在这两半基片相互粘接后，通过扩径使之定中心。这种后定中心对两半基片构成损害的危险，因为必须在两半基片施加相当大的力，才能使粘接后的它们产生相对运动。
鉴于上述装置的缺点，本发明的目的是提出一种简单而又价廉的基片连接装置，用该装置可达到可靠、精确和废品率低的基片连接。
根据本发明，这样一种至少两个分别具有一个内孔的基片的、带一个配合基片内孔的销子的连接装置的上述目的是这样实现的：该销子至少具有两个可径向于该销子运动的凸缘，在凸缘朝该销子运动时，基片的内孔边缘在凸缘直的外表面上向下滑动。该销子可使基片在连接时精确定中心并相互平行导向。特别是，通过凸缘的直的外表面可使基片相互保持平面平行，并在连接时，直的外表面可实现一个恒定的运动过程。通过使用这种销子可显著减少对搬运工具的要求，从而省去相关的费用。
根据本发明的一种特别有利的结构型式，在连接之前，凸缘与基片保持一定的距离，这样基片就可放在销子上，并随即运送到一个连接工位，在该处，基片实现连接。该销子最好是一个定心销，该销至少在下部范围具有一个外圆周，该外圆周与基片内孔的内圆周一致，以使基片相互精确对准。
根据本发明的一种特别简单和价廉的结构，凸缘安装在定心销上可以旋转。这些凸缘最好通过至少一个预张装置向外预张，以便达到基片的可控连接。这种预张装置最好至少具有一个弹簧。
根据本发明的一种结构型式，凸缘通过作用在基片上的压力而可朝销子运动，所以基片通过简单的压力作用即可实现可控连接。
在本发明的另一种结构型式中，设置了一个使凸缘产生径向运动的操作元件，该操作元件控制凸缘的运动。为此，凸缘最好做成杠杆力臂，以便实现简单操作。这个操作元件最好可插入凸缘之间并做成圆锥形，以便以简单的方式实现凸缘的匀速运动。凸缘的端部最好倒棱，以便在凸缘和操作元件之间进行良好的滑动运动。
根据本发明的另一种结构型式，凸缘的预张力是可以改变的，以便实现基片沿凸缘的外表面进行可控的滑动。最好在销子内设置一个圆锥体，该圆锥体可沿预张力的相反方向运动。其中该圆锥体最好朝一个弹簧运动。
在圆锥体和凸缘之间最好设置一个预张元件，以便进行凸缘的可控预张。其中，凸缘的向外作用的预张力最好通过该圆锥体的运动来改变。
下面参照附图结合几个优选实施例来说明本发明的其他特征、优点和细节。附图表示：
图1  两个基片连接前通过本发明定心销剖开的示意断面图；
图2  两个基片连接过程中图1定心销的示意断面图；
图3  定心销和从该销取下基片用的一种基片搬运工具的示意断面图；
图4  一个用来连接两个基片的处理站，该处理站具有一个按本发明设置的定心销并处于一个打开的位置；
图5  与图4相似的视图，表示该处理站在两个基片连接前处于关闭位置；
图6  与图4相似的视图，表示该处理站在两个基片连接过程中的情况；
图7  与图4相似的用来连接两个基片的另一个处理站的视图。
图1至3表示用来夹持两个基片2、3的定心定位销1的第一实施例。该销安装在一个图中未示出的夹具中，该夹具确定基片2、3的支承。可用该销的连接站例如可参见本发明的同一申请人在本发明申请的同一日提交的题为“一种数据载体的制造和方法”的专利申请，该专利申请是本专利申请的内容，在此不拟重述。
销1具有一个向上敞口的空腔5，该空腔侧向由一侧壁7和向下由销1的底部8界定。壁7的外周与基片2、3的内孔形状吻合，特别是在下部，该销具有一个精磨的外周，以保证两个基片2、3的精确定心和导向。侧壁的上端是倾斜的，所以侧壁具有一个向上缩小的斜面9。斜面9可在基片夹持到该销上的过程中进行定心和导向。
在销1的侧壁7上设置了许多凸缘10，在图1至3中示出了其中的两个凸缘。在这个优选实施例中，设置了四个凸缘10。这些凸缘10设置在销1的侧壁7上而可按适当的方式旋转，以便可在图1和2所示的位置之间旋转。
凸缘10通过压力弹簧12离开销1被径向向外预拉到图1所示的位置，这在下面还要详细说明。在销1的空腔5中，设置了一个圆锥体13，该圆锥体向上缩小。圆锥体13在空腔5中可垂直运动，并通过一个弹簧15向上预拉入图1所示的位置。
压力弹簧12用一端支撑在圆锥体13上，并用其另一端支撑在凸缘10上，以便向外压这些凸缘，其中，弹簧12可沿圆锥体13的圆锥面滑动，从而改变向外作用的预张力。
一个未示出的弹簧圈围绕凸缘的下端延伸，以便把这些凸缘朝销1拉入图1所示的位置。其中该弹簧圈的弹簧常数很小，所以只要圆锥体13和弹簧12的内支撑位于图1所示的位置，它就不会超过由压力弹簧12向外作用的预张力。当圆锥体13通过一根棒17向图2那样向下压时，弹簧12沿圆锥体13的圆锥面滑动，从而减小弹簧12向外作用的预张力。在这个位置内，弹簧圈的弹簧常数足可把凸缘10朝销1拉入图2所示的位置。
在凸缘10在图1所示位置和图2所示位置之间运动的过程中，基片2沿凸缘10的外表面在基片3的方向内滑动。其中凸缘10的直线外表面有利于基片2的良好导向，从而防止了该基片的倾斜。在基本上为恒定的力变化时，保持这种良好的导向，直至基片2平放在基片3上为止。
棒17可以是图中未示出的、用来压紧基片2、3的压模的一部分。
不用上述压力弹簧12来向外压凸缘10和不用一个在图中未示出的弹簧圈来拉紧这些凸缘，凸缘10也可直接接触圆锥体13并通过圆锥体13向外压入图1所示的位置。当圆锥体13运动到图2所示位置时，这些凸缘便沿着圆锥体13的圆锥表面滑动并通过图中未示出的弹簧圈拉入图2所示的位置。当图1所示的弹簧12设计成拉力弹簧时也可达到同样的效果。
图3表示一个用来从销1取走已连接的基片2、3的搬运工具20。搬运工具20具有一根用来向下压圆锥体13的顶杆22，以便在取走之前把凸缘10顶到图3所示的移入位置。此外，搬运工具20具有真空吸盘24，图3中示出了其中的两个，基片2、3被它们吸持并保持在搬运工具20上。真空吸盘24可相对于搬运工具20的主体25向上移动，例如用一个波纹伸缩节来实现在顶杆22和真空吸盘24之间的规定高度的相对运动。
下面结合图4至7来说明本发明的一种结构型式。其中，凡是相同的或同类的件仍沿用图1至3的相同参考号。
图4表示一个用来连接基片2、3的处理站30，以便形成一个DVD。处理站30，以便形成一个DVD。处理站30具有一个支承件32以及一个室式处理件34。该支承件主要由一个基体36构成，该基体用来支承基片3。从图7可清楚看出，基体36具有一个向下伸的表面38，此表面在一个位于基片下的部分具有一个凹槽39，以便在放上在片时在基片3和基体36之间形成一个小室40。小室40通过管路41、42用高压流体加载，以便在连接过程中朝基片作用一个向上作用的压力。通过在表面38内设置O型密封圈45、46，使该小室向下密封，所以在连接过程中不会有流体从该小室流出。
在表面38内的中间区构成了另一个凹槽47，定心和定位销50紧固在该凹槽中。销50具有在其上设置的凸缘51而可旋转，这些凸缘具有直的外表面53。销51具有一个相对于凸缘51径向向里的导柱55，该导柱从下方在凸缘51之间延伸，即一直升到凸缘的旋转设置较高。在凸缘和导柱之间设置有压力弹簧56，它们径向向外压凸缘51。这时，这些凸缘51构成一个向下延伸的圆锥形状来搁置基片2。通过弹簧56以一个足够的力向外压凸缘，以使基片2保持在图2所示的位置。为了使基片2、3连接，从上方通过一个下面还要述及的装置在基片2上施加一个压力，该压力足可克服弹力并引起凸缘51向里旋转。这时，基片2沿着凸缘51的直的外表面53滑动并在滑动过程中精确导向，从而防止了基片2的倾斜。基片2基本上一直进行导向运动，直至它与基片3接触并与之压紧为止。
室式处理件34具有外壳60，该外壳限定一个向下敞口的小室62。外壳60和支承件32可相互运动，其中该外壳可定位在支承件32的表面38上，以使小室62在外壳60中向下封闭。小室62可通过一条管路64排气，所以基片2、3的连接过程可在真空中进行。
在小室62中设置了一个活动的压模65，该压模在一个向下指的表面67中具有一个凹槽68，以便当压模65运动到与基片2接触时，在压模65和基片2之间形成一个小室70，如图6所示。小室70用0形密封圈向外或向内密封。象小室40那样，小室70可按相同的方式用一种流体进行加载，以便在连接过程中把基片2向下朝基片3施压。通过引入小室40、70的一种流体作用在基片上的均匀的单位面积压力压紧基片，从而保证了良好的连接过程。
现在结合图4至6来说明基片的连接。如图4所示，第一个基片3放在支承件32的表面38上，而第二个基片2则放在销50的凸缘51上，从而在两个基片之间保持一定的距离。从支承件32的表面38取下室式处理件34的外壳60。
接着如图5所示，将外壳60定位在表面38上，以便形成一个封闭的处理小室62。现在该处理小室通过管路64进行排气，以便在真空条件下进行基片的连接。这样在连接时就避免了在基片之间夹杂空气。
压模65下降，直至它与基片2接触为止，然后基片2被继续下降的压模65向下压。这时基片2的内孔边缘通过向内旋转的凸缘51进行导向，从而防止了基片2的倾斜。
如图6所示，当基片2下降到与基片3接触时，特别是与位于其上的粘接层接触时，在压力作用下的流体便流入小室40、70中，以便进行可控地压紧基片2、3。
当然，也可用另一种结合定心和定位销的适当装置来代替上述的连接装置30。这样一种装置的例子可参见本专利的同一申请人在同日提交的题为“一种数据载体的制造装置和方法”的专利申请，为避免重复，该专利申请也作为本发明申请的内容。
图7表示图4至7的一个处理站30的支承单元32，其中附加示出了一个适用于销50的凸缘51产生旋转的操作元件74。操作元件74具有一个轴76以及一个固定其上的圆锥体78。当然，轴76和圆锥体78也可构成整体。圆锥体78具有向下缩小的表面79，该表面可引入销50的凸缘51之间，如图7所示。当该圆锥体引入凸缘51之间时，它与凸比51的倒棱的端部80接触并在圆锥体78继续向下运动时压开该端部，从而使凸缘尤其是直的外表面53对着弹簧56向外预张的方向在销50的方向内向内旋转。该圆锥体可使凸缘51完全向内旋转，以便基片可沿销50运动。
操作元件74例如用图4至6相应的压模65来实现基片2的可控的取下。但操作元件74也可结合一个基片取下机构来在基片连接后从销50自由取下基片2、3。
上面结合一些优选实施例对本发明进行了说明，但本发明不受它们的限制。特别是，本发明装置不只适用于基片连接以形成DVD，而是也可用作光数据载体的涂覆装置。例如可参见本发明同一发明人在同日提交的题为“一种光可读的数据载体的涂覆装置和方法”的专利申请。为避免重复，该申请也作为本次申请的内容。此外，本发明装置也不阴于连接两个基片。确切地说，也可连接地或基本上同时地连接多个基片。

Claims (22)

1.一种用于至少两个分别具有一个内孔的基片(2、3)的、带有一个配合该基片内孔的销子(1、50)的连接装置，其特征为，该销子具有至少两个可朝销子(1、50)径向运动的凸缘(10、51)，在凸缘(10、51)朝销子(1、50)运动时，基片的内孔边缘在凸缘的直的外表面上向下滑动。
2.按权利要求1的装置，其特征为，在连接之前，凸缘(10、51)与基片(2、3)保持一定的距离。
3.按权利要求1或2的装置，其特征为，销子(1、50)是一个定心销。
4.按权利要求1或2的装置，其特征为，凸缘(10、51)可旋转地装在该定心销上。
5.按权利要求1的装置，其特征为，通过至少一个预张装置(12、56)来向外预张凸缘(10、51)。
6.按权利要求5的装置，其特征为，该预张装置具有至少一个弹簧(12、56)。
7.按权利要求1或2的装置，其特征为，凸缘(10、51)通过作用到基片(2、3)上的压力而可朝销子(1、50)运动。
8.按权利要求1的装置，其特征为，通过一个操作元件(13、78)来使凸缘(10、51)产生径向运动。
9.按权利要求1的装置，其特征为，凸缘(51)设计成杠杆力臂。
10.按权利要求8或9的装置，其特征为，操作元件(78)可引入凸缘(51)之内。
11.按权利要求8或9的装置，其特征为，操作元件(12、78)呈圆锥形。
12.按权利要求8或9的装置，其特征为，凸缘(51)在有操作元件(78)的一端进行了倒圆。
13.按权利要求1或2的装置，其特征为，凸缘(10、51)的预张是可改变的。
14.按权利要求1的装置，其特征为，在销(1)内布置的一个圆锥体(13)可对着预张元件(15)运动。
15.按权利要求14的装置，其特征为，圆锥体(13)可对着预张弹簧(15)运动。
16.按权利要求14或15的装置，其特征为，在圆锥体(13)和凸缘(10)之间设置了一个预张元件(12)。
17.按权利要求14或15的装置，其特征为，凸缘(10)的向外预张可通过圆锥体(13)的运动而改变。
18.按权利要求5的装置，其特征为，通过一个向里拉动凸缘(10)的拉力元件，该拉力元件所具有的拉力小于向外作用的凸缘(10)的预张力。
19.按权利要求18的装置，其特征为，在减小向外作用的预张力时，该拉力元件的拉力向里拉动凸缘(10)。
20.按权利要求18的装置，其特征为，该拉力元件是一个设置在凸缘(10)上的弹簧圈。
21.按权利要求20的装置，其特征为，在凸缘(10)的内周上设置该弹簧圈。
22.按权利要求1或2的装置，其特征为，设置了四个凸缘(10、51)。
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