DE2035973C3

DE2035973C3 - Press for the production of disc-shaped information carriers

Info

Publication number: DE2035973C3
Application number: DE19702035973
Authority: DE
Inventors: Theodor Prof. Dr.-Ing. Rummel; Horst Dipl.-Phys. Soeding
Original assignee: Polygram 2000 Hamburg GmbH
Current assignee: Polygram 2000 Hamburg GmbH
Priority date: 1970-07-20
Filing date: 1970-07-20
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2035973A1; DE2035973B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Presse zur Herstellung von scheibenförmigen Informationsträgern wie Schallplatten od. dgl, bei der zwei einander gegenüberliegende, anThe invention relates to a press for producing disc-shaped information carriers such as records or the like, in the case of the two opposite one another at

ίο kühlbaren Formblöcken elektrisch isoliert befestigte Matrizen durch elektrische Widerstandserhitzung mittels eines die Matrizen unmittelbar durchfließenden Wechselstromes heizbar sind.ίο coolable form blocks attached electrically insulated Matrices through electrical resistance heating by means of a directly flowing through the matrices Alternating current are heatable.

Für die Bearbeitung thermoplastischer Materialien sind Pressen bekannt, bei denen die Matrizenerhitzung in der Weise erfolgt, daß durch die Formblöcke, an denen die Matrizen befestigt sind, stark erhitzter Dampf geschickt wird. Der erhitzte Formblock gibt dann einen Teil der Wärmeenergie an die Matrize weiter, bis diese ihre für den Preßvorgang ausreichend große Temperatur erreicht hat. Anschließend wird die Wärmezufuhr in den Formblock unterbrochen und statt dessen ein Kühlvorgapg eingeleitet, bei dem der Formblock von einer in Kühlkanälen umlaufenden Kühlflüssigkeit durchflossen wird. Derartige Pressen zeichnen sich durch einen sehr hohen Energiebedarf aus, da bei jedem Preßzyklus jeweils der ganze Formblock erhitzt bzw. abgekühlt werden muß. Hinzu kommt, daß die Anlagekosten für die Dampferzeugung sehr hoch sind.For the processing of thermoplastic materials, presses are known in which the die is heated takes place in such a way that strongly heated steam through the mold blocks to which the matrices are attached is sent. The heated mold block then passes on part of the thermal energy to the die until it their temperature has reached sufficiently high for the pressing process. Then the heat supply in interrupted the mold block and instead initiated a cooling process in which the mold block of a cooling liquid circulating in cooling channels is traversed. Such presses stand out due to a very high energy requirement, since the entire mold block is heated or heated in each press cycle. must be cooled. In addition, the plant costs for steam generation are very high.

Es sind auch bereits Pressen bekanntgeworden, die unter Umgehung der Dampfbeheizung eine elektrische Widerstandserhitzung für den Formblock vorsehen. (CH-PS 3 44 854) Da auch hier die Matrizenerwärmung nur mittelbar ist, ergeben sich hinsichtlich des Energiebedarfs keinerlei Verbesserungen.There are also presses known that bypassing the steam heating an electric Provide resistance heating for the mold block. (CH-PS 3 44 854) Here too the mold heating is only indirect, there are no improvements in terms of energy consumption.

Bei einer weiteren bekanntgewordenen Presse zur Herstellung von Schallplatten wird deshalb die elektrische Widerstandserhitzung in der Weise angewendet, daß die Matrizen selbst vom elektrischen Strom durchflossen werden (DE-AS 11 03 611). Dadurch wird eine unmittelbare Wärmezufuhr für die Matrizen, d. h. ohne den Umweg über die Formblockerhitzurig ermöglicht. Dies hat zur Folge, daß nur geringe Massen erhitzt bzw. abgekühlt werden müssen, weshalb hier die durch Abkühlen entstehenden Wärmeverluste sehr gering bleiben.In another press that has become known about In the manufacture of records, electrical resistance heating is therefore used in the manner that the matrices themselves are traversed by electric current (DE-AS 11 03 611). This will an immediate supply of heat for the matrices, d. H. without going through the form blockerhitzurig enables. This has the consequence that only small masses have to be heated or cooled, which is why here the The heat losses caused by cooling remain very low.

Bei derartigen mit Wechselstrom beheizten Schallplattenpressen besteht jedoch das Problem, daß durch den wechselstrombedingten Skineffekt eine ungleichmäßige Erhitzung und ggf. Überhitzung der Matrize eintritt, da der Stromzufluß, insbesondere bei hohen Frequenzen, nur noch an der Matrizenoberfläche stattfindet und die inneren Widerstandsbereiche der Matrize praktisch stromlos bleiben.In such AC-heated record presses, however, there is the problem that by the skin effect caused by alternating current is uneven heating and possibly overheating of the die occurs because the flow of current, especially at high frequencies, only occurs at the die surface takes place and the inner resistance areas of the die remain practically de-energized.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik wird nun die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin gesehen, die Matrizen derart in den Stromkreis einzuschalten, daß bei Wechselstromspeisung das Auftreten eines Skin-Effektes verhindert wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Presse der eingangs genannten Art in der Weise gelöst, daß jede der einem eigenen Stromkreis zugeordneten runden Matrizen derart in den zugehörigen Stromkreis eingeschaltet ist, daß der eine Malri/enanschluß als 'in die Matrize umschließender Stromsammelring an der Matri/enperipherie und der andere Matrizenanschluß im Maln/.enzentrum vorgesehen ist und daß die Materialstärke der Matrize von außen nach innen sietigProceeding from the stated prior art, the present invention will now be the basis Task seen in switching the matrices into the circuit in such a way that with alternating current supply the occurrence of a skin effect is prevented. According to the invention, this task is achieved with a press of the type mentioned above solved in such a way that each of the associated with its own circuit round matrices is switched into the associated circuit in such a way that the one Malri / en connection as' in The current collecting ring surrounding the die on the periphery of the die and the other die connection is provided in the Maln / .enzentrum and that the Material thickness of the die from the outside to the inside

zunimmt.increases.

Die gestellte Aufgabe kann aber auch dadurch gelöst werden, daß jede der einem eigenen Stromkreis zugeordneten rechteckigen Matrizen derart in den zugehörigen Stromkreis eingeschaltet sind, daß die beiden Mairizenanschlüsse an gegenüberliegenden Seiten der Matrize vorgesehen sind und daß zwischen Formblock und Matrize eine isoliert angeordnete, im wesentlichen parallel zur Matrize verlaufende Leiterfolie vorgesehen ist, die mit einem der beiden Matrizenan- _Kj Schlüsse verbunden ist und eine Stromrückleitung an die Seite des anderen Matrizenanschlusses bildetThe object can also be achieved in that each of the rectangular matrices associated with its own circuit are switched into the associated circuit in such a way that the two Mairizen connections are provided on opposite sides of the matrix and that an isolated, essentially arranged between the mold block and the matrix _Conductor foil running parallel to the die is provided, which is connected to one of the two Matrizenan- Kj connections and forms a current return line to the side of the other die connection

Dadurch läßt sich in einfacher Weise die Entstehung des bei Wechselstromspeisung möglichen Skineffektes vermeiden, was insofern von Vorteil ist, als dadurch einer möglichen Überhitzung der Matrizenoberfläche aufgrund ungleichmäßiger Stromführung entgegengewirkt wird.This makes it possible in a simple manner to create the skin effect possible with an alternating current supply Avoid, which is advantageous in that it leads to possible overheating of the die surface is counteracted due to uneven current flow.

Ausführungsbeispieie der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erlaufen Es zeigt _;o Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. It shows _{; o}

Fig. la, Ib eine Schallplattenpreßform mit peripherer Stromzuführung und zentraler Stromabfühmng in Drauf- bzw. im Schnitt dargestellter Seitenansicht,Fig. La, Ib a record mold with peripheral Power supply and central Stromabfühmng in plan or in section shown side view,

Fig 2a, 2b eine weitere Schallplattenpreßform in Drauf- bzw. im Schnitt dargestellter Seitenansicht,2a, 2b a further record press mold in a top view or in a sectional side view,

Fig. 3 einen M;irnzenanschluß in schematischer Darstellung.3 is a schematic representation of an internal connection Depiction.

Die in Fig. Ib dargestellte Presse besteht au-, zwei gleichen Formhälften, von denen mindestens eine beweglich ausgebildet ist. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist nur die untere Formhälfte mit Bezugszeichen versehen. Im einzelnen besieht diese Formhälfte aus einem Formblock 1, der in seinem Innern mehrere zu einem geschlossenen Kühlsystem gehörende Kühlkanäle 2 aufweist, in denen eine ^5 Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, umläuft. Als Material für den Formblock wird in erster Linie Stahl verwendet, es kommen aber beispielsweise auch Hart-Aluminium. Berylliumbronce oder Aluminiumbronce in Frage. Am Formblock 1 ist eine dünne, vorzugsweise aus Nickel ^₀ oder einer Nickellegierung bestehende Matrize 3 befestigt, die beispielsweise als Schallplattenmatrize ausgebildet und an ihrer der Matrize des anderen Formblocks zugekehrten Seite mit Schallrillen versehen ist. Die Erwärmung der Matrize geschieht nach Art der Widerstandserhitzung, und zwar in der Weise, daß die Matrize als ohmscher Widerstand direkt vorn elektrischen Strom durchflössen wird, wobei jede Matrize in einem eigenen, vom Stromkreis der anderen Matrize unabhängigen Stromkreis eingeschaltet ist. Die Einschaltung in den Stromkreis ist dabei derart vorgenommen, daß der eine Matrizenanschluß an der Matrizenperipherie und der andere Matrizenanschluß im Matrizenzentrum liegt.The press shown in Fig. Ib consists of two identical mold halves, of which at least one is designed to be movable. For the sake of clarity, only the lower mold half is provided with reference symbols. In detail, this mold half consists of a mold block 1, which has in its interior several cooling channels 2 belonging to a closed cooling system, in which a ^ 5 cooling liquid, e.g. B. water circulates. Steel is primarily used as the material for the mold block, but hard aluminum can also be used, for example. Beryllium bronze or aluminum bronze in question. At the mold block 1, a thin, preferably made of nickel or a nickel alloy ^ ₀ existing die 3 is fixed, for example, formed as Schallplattenmatrize and facing at its the other die of the mold block side is provided with sound grooves. The die is heated in the manner of resistance heating, in such a way that the die as an ohmic resistor flows through electric current directly in front, with each die being switched on in its own circuit independent of the circuit of the other die. The connection in the circuit is done in such a way that one die connection is on the die periphery and the other die connection is in the die center.

Der im Matrizenzentrum vorgesehene Matrizenanschluß ist über einen konzentrisch angeordneten zylindrischen Mittelkontakt 4 in das Innere des Formblocks 1 und von dort über eine radial verlaufende Verbindungsleitung 5 mit einer sich außerhalb des Formblocks 1 befindlichen Anschlußklemme 6 verbun- r,₀ den, die in der Nähe des für den peripheren Matrizenanschluß vorgesehenen Anschlußklemme 7 angeordnet ist. Diese Anschlußklemme 7 ist, wie aus Fig. la ersichtlich, zweckmäßig als ein aus elektrisch gut leitendem Material, wie Kupfer od. dgl. bestehender ^ Metallring ausgebildet, der ringsum mit dem Matrizenrand kontaktiert ist, so daß de· Strom von allen Stellen des Matrizenrandes gleichmäßig zugeführt werdenThe provided in Matrizenzentrum Matrizenanschluß is a concentrically arranged cylindrical center contact 4 into the interior of the mold block 1 and from there via a radially extending connecting line 5 to a located outside of the mold block 1 terminal 6 r connectedness, ₀ to that of the near Terminal 7 provided for the peripheral matrix connection is arranged. As can be seen from FIG. 1 a, this connecting terminal 7 is expediently designed as a metal ring which is made of a material that is a good electrical conductor, such as copper or the like and which is in contact with the die edge all around, so that the current flows from all points on the die edge fed evenly

Aus der aus wirtschaftlichen Gründen erhobenen Forderung nach kurzer Heizzeit resultiert die Notwendigkeit, der Matrize in kurzer Zeil eine sehr hohe elektrische Leistung zuzuführen. Als Energiequelle sei beispielsweise eine technische Wechselspannung (50 Hz) von 4 Volt mit 15 000 Ampere Stromstärke und einem cos ψ von ungefähr 0,4 genannt. Die hohe Stromstärke läßt es zweckmäßig erscheinen, für die Stromzuführungen an die Anschlußklemmen 6, 7 ein breites Band 8 aus Kupfergeflecht zu verwenden, wie es in Fig. la schematisch dargestellt ist. Durch die periphere Zu- und zentrale Ableitung von Wechselstrom wird einerseits das Auftreten des Skineffektes verhindert, andererseits ergibt sich jedoch eine ungleichmäßig flächenbezogene Stromdichte. Letztere wird zweckmäßig durch eine radiusabhängige Matrizendicke ausgeglichen, und zwar in der Weise, ^aB die Matrizendicke, von außen nach innen gesehen, stetig zunimmt. Lediglich im Bereich des zentralen Mairizenanschlusses wird die Matrizendicke wegen der Wärmeleitung durch den Miuelkontakt 4 wieder etwas verringert. Zwischen Matrize 3 und Formblock 1 ist eine Zwischenlage vorgesehen, welche die Matrize 3 sowohl elektrisch als auch thermisch gegen den Formblock 1 isoliert. Als Zwischenlagen werden zweckmäßig dünne druckfeste Wärmedämmschichten 9. z. B. aus Emaille oder Kunststoff wie Trifluorethylen od. dgl. verwendet die auch aus mehreren nach ihrer jeweiligen thermischer. Festigkeit geordneten Schichten zusammengesetzt sein können. Diese Wärmedämmschichten 9 machen es möglich, den Formblock 1, der ja selbst nicht erhitzt wird, dauernd, also auch während der Heizzeit für die Matrize, zu kühlen, wodurch die Kühlzeit merklich verringert werden kann. Selbstverständlich sind die elektrisch und thermisch isolierenden Zwischenlagen auch zwischen Formblock 1 und Mittelkontakt 4 bzw. Verbindungsleitung 5 vorgesehen. Elektrisch isolierendes Material wird zweckmäßig auch an außerhalb der eigentlichen Nutzfläche liegenden Bereichen der Matrizenoberfläche aufgetragen, nämlich dort, wo während des Preßvorganges der Abstand zwischen oberer und unterer Matrize sehr gering ist und aus diesem Grunde dort eine gewisse Kurzschlußgefahr bestünde.The requirement for a short heating time for economic reasons results in the need to to supply the die with very high electrical power in a short space of time. As a source of energy for example a technical alternating voltage (50 Hz) of 4 volts with a current of 15,000 amperes and called a cos ψ of approximately 0.4. The high amperage makes it seem appropriate for the Power leads to the terminals 6, 7 to use a wide band 8 of copper braid, as it is is shown schematically in Fig. La. Through the peripheral supply and central discharge of alternating current on the one hand the occurrence of the skin effect is prevented, on the other hand it results in a non-uniform effect area-related current density. The latter is expedient by a radius-dependent die thickness balanced, and in such a way that ^ aB the The die thickness, seen from the outside in, is steadily increasing. Only in the area of the central Mairizen connection the die thickness becomes somewhat again due to the heat conduction through the Miuelkontakt 4 decreased. Between the die 3 and the mold block 1, an intermediate layer is provided, which both the die 3 electrically and thermally isolated from the mold block 1. Use thin layers as intermediate layers pressure-resistant thermal insulation layers 9. z. B. od enamel or plastic such as trifluoroethylene. Like. Used which also consist of several according to their respective thermal. Strength composed of ordered layers could be. These thermal insulation layers 9 make it possible to form the block 1, which is not itself is heated to cool continuously, i.e. also during the heating time for the die, thereby reducing the cooling time can be reduced noticeably. It goes without saying that the electrically and thermally insulating intermediate layers are included also provided between mold block 1 and center contact 4 or connecting line 5. Electric insulating material is also expedient in areas outside the actual usable area applied to the die surface, namely where the distance between during the pressing process upper and lower die is very small and for this reason there is a certain risk of short circuits would exist.

Bei der in den Fig. 2a und 2b dargestellten und ebenfalls nur im unteren Teil der Fig. 2b mit Bezugszeichen versehenen Preßform ist eine rechteckförmige Matrize 10 vorgesehen, die an zwei gegenüberliegenden Seiten je eine Kontaktleiste 11, 12 aufweist, die als Anschlußklemmen für die Zu- bzw. Ableitung des durch die Matrize geleiteten elektrischen Stromes dienen. Als Beispiel sei eine Wechselspannung von 4 Volt, eine Stromstärke von etwa 6000 Ampere und ein cos φ von etwa 0.8 genannt. Für die Stromzuführung an die Kontaktleisten II, 12 kann wiederum ein Kupferflechtband verwendet werden. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Stromdichte auf der gesamten Matrize ist zwischen Formblock 13 und Matrize 10 eine im wesentlichen parallel zur Matrize verlaufende Leiterfolie 14 vorgesehen, die im Bereich der Kontaktleiste 12 mit der Matrize tO verbunden ist. Der an der Kontaktleiste 11 zugeführte Strom Hießt demnach über die iV.atrize 10 und die Leiterfolie 14 zurück zur Anschlußklemme 15, die in der Nähe der Kontaktleiste 11 vorgesehen ist. Die Leiterfolie 14 ist selbstverständlich sowohl gegenüber dem Formblock 13 als auch gegenüber der Matrize 10 elektrisch isoliert. Diese ArtIn the case of the one shown in FIGS. 2a and 2b and also only in the lower part of FIG. 2b Reference numeral provided compression mold is a rectangular die 10 is provided, which on two opposite Pages each have a contact strip 11, 12, which are used as terminals for the supply and discharge of the Serve electrical current conducted through the die. As an example, consider an alternating voltage of 4 volts, a current of about 6000 amperes and a cos φ of about 0.8. For power supply to the contact strips II, 12 can in turn be a braided copper tape be used. To achieve a uniform current density over the entire die between the mold block 13 and the die 10 is a conductor foil running essentially parallel to the die 14 is provided, which is connected to the die tO in the area of the contact strip 12. The one at the Contact strip 11 supplied current is therefore over the IV matrix 10 and the conductor foil 14 back to the connection terminal 15, which is in the vicinity of the contact strip 11 is provided. The conductor foil 14 is a matter of course electrically isolated both from the mold block 13 and from the die 10. This kind

der Stromführung hat den Vorteil, daß sie einem bei Wechselstromspeisung auftretenden Skineffekt entgegenwirkt. Für die zwischen Matrize 10 und Leiterfolie 14 vorgesehene elektrische Isolierschicht 16 wird zweckmäßig ein Material verwendet, das sich zusätzlich durch gute thermische Festigkeit auszeichnet. Besonders geeignet ist hierfür die Verwendung einer Aluminiumfolie, deren Oberfläche mit einer elektrolytisch aufgetragenen Oxydationsschicht versehen ist. Derartige Aluminiumfolien dienen damit sowohl als Wärmedämmschicht als auch als Stromruckleitung (anstelle der Leiterschicht 14), wobei die Oxydationsschicht für eine ausreichende elektrische Isolierung zwischen Matrize und Stromrückleitung sorgt.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform für eine Anschlußklemme dargestellt, wie sie insbesondere bei einer Preßform nach F i g. la, Ib in vorteilhafter Weise angewendet werden kann. Angesichts der notwendigen hohen Stromstärken empfiehlt es sich nämlich, die Anschlußklemmen für die .Stromzuführung zu kühlen. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, die Anschlußklemmen, beispielsweise den Stromsammeiring nach 1 i g. la, als dickwandiges Rohr 17 auszubilden, das von einer Kühlflüssigkeit 18, beispielsweise Wasser, durchflossen wird. Us ist jedoch darauf zu achten, daß die Kühlwirkung nicht auf die Matrize 19 übergreift; aus diesem Grunde ist zwischen Matrize 19 und der als Rohr 17 ausgebildeten Anschlußklemme ein flacher Ring 20 aus Widerstandsmaterial eingefügt.the current conduction has the advantage that it counteracts a skin effect that occurs with alternating current feed. For the electrical insulating layer 16 provided between the die 10 and the conductor foil 14, a material is expediently used which is also characterized by good thermal stability. The use of an aluminum foil, the surface of which is provided with an electrolytically applied oxidation layer, is particularly suitable for this purpose. Such aluminum foils thus serve both as a thermal insulation layer and as a current return line (instead of the conductor layer 14), the oxidation layer ensuring sufficient electrical insulation between the die and the current return line.
In Fig. 3, an embodiment for a terminal is shown, as it is in particular in a mold according to F i g. la, Ib can be used in an advantageous manner. In view of the high currents required, it is advisable to cool the terminals for the power supply. For this purpose it is provided that the terminals, for example the current collecting ring according to 1 i g. la, to be designed as a thick-walled tube 17 through which a cooling liquid 18, for example water, flows. Us, however, care must be taken that the cooling effect does not affect the die 19; For this reason, a flat ring 20 made of resistance material is inserted between the die 19 and the connection terminal, which is designed as a tube 17.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Press for the production of disk-shaped information carriers such as records or the like the two opposing matrices attached to mold blocks that can be cooled, electrically insulated by electrical resistance heating by means of a directly flowing through the matrices Alternating current are heatable, characterized in that each of the has its own circuit associated round matrices (3) deiart in the associated circuit is switched on, that the one die connection as one surrounding the die Stromsammeiring at the matrix periphery and the other matrix connection in the matrix center is provided and that the material thickness of the die increases steadily from the outside to the inside.

2. Press according to claim 1, characterized in that the connection provided in the die center is isolated via a through the mold block (I)! guided connecting line (5) is connected to a terminal (6) located outside the mold block, which terminal is arranged in the vicinity of the terminal (7) provided for the peripheral die connection.

3. Press according to claim 1 or 2, characterized in that the material thickness of the die (3) decreases again in the immediate vicinity of the central die connection to the die center.

4. Press for the production of disc-shaped information carriers such as records or the like the two opposing matrices attached to mold blocks that can be cooled, electrically insulated by electrical resistance heating by means of a directly flowing through the matrices Alternating current are heatable, characterized in that each of the has its own circuit associated rectangular matrices (10) are switched into the associated circuit in such a way that the two die connections are provided on opposite sides of the die (10) and that between the mold block (13) and die (10) an isolated, arranged essentially parallel to Die (10) running conductor foil (14) is provided, which is connected to one of the two die connections is connected and forms a current return to the side of the other die connector.

5. Press according to claim 4, characterized in that the current return line from thermally insulating material.

6. Press according to one of the preceding claims, characterized in that the die connections are designed as a preferably thick-walled tube (17), which is from a cooling liquid (18), for example water, is flowed through.

7. Press according to claim 6, characterized in that the tubular and cooled Die connection is connected to the die via heat-insulating material.

8. Press according to one of the preceding claims, characterized in that the die (3, 10) opposite the associated farm block (1, 13) through the intermediate layer of a thermal insulation layer is largely thermally insulated.

9. Press according to claim 8, characterized in that the thermal insulation layer consists of several Material ion consists of a layer (9)

geord net lie on top of each other according to their respective thermal strength.