DE2734346C2

DE2734346C2 - Preß- Spritzgieß- oder Spritzpreßform zur Herstellung plattenförmiger Informationsträger

Info

Publication number: DE2734346C2
Application number: DE19772734346
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing.(grad.) 3000 Hannover Bartholdtsen; Werner Ing.(Grad.) 3160 Lehrte Heuer; Wolfgang Dipl.-Ing. 3221 Everode Immelmann; Ehrhard Ing.(Grad.) 3160 Lehrte Schrode; Walter 3000 Hannover Wahner
Original assignee: Polygram 2000 Hamburg De GmbH
Current assignee: Polygram 2000 Hamburg De GmbH
Priority date: 1977-07-29
Filing date: 1977-07-29
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE2734346A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Preß-. Spritzgießoder Sprilzpreßform mit einem mit Dampf und Wasser gespeisten Kanalsy<,tem zum Heizen und Kühlen einer an der Form befestigten Matrize, insbesondere zur Herstellung plattenförmiger Informationsträger aus thermoplastischem Material.

Bei aus thermoplastischem Kunststoff hergestellten Informationsträgern hoher Speicherdichte, insbesonde re bei optisch abtastbaren Bildplatten od. dgl. ergibt sich insofern eine Schwierigkeit, als es bei derartigen Materialien aufgrund thermischer Spannungen, die während des Herstellungsprozesses auftreten, zu nachträglichen Zug- und/oder Druckspannungen kommen kann, die ihrerseits die Ursache von mehr oder Weniger starken Verformungen des Informationsträgers sind. Verformungen dieser Art führen dann meist zu Abtastfehlern, die die Sigrtalwiedefgabe erheblich beeinträchtigen können.

Die vorliegende Erfindung geht nun von der Überlegung aus, daß diese störenden Strukturverformungen in der Signalebene erheblich verringert werden können, wenn für die Herstellung der Informationsträger Materialien mit einer gegenüber bisher gebräuchli-

ϊ chen thermoplastischen Kunststoffen höheren Verarbeitungstemperatur verwendet werden. Bei bisher gebräuchlichen dampfbetriebenen Preßvorrichtungen lassen sich diese höheren Heiztemperaturen nur mit einem erheblichen Mehraufwand erzielen, w-jil diese

ίο Pressen in bezug auf Druck und Temperatur üblicherweise so ausgelegt sind, daß der Wasserdampf bei ca. 180 Grad und einem entsprechenden Druck von ca. 10 bar seinen Sättigungsgrad erreicht. Höhere Temperaturen würden deshalb einen erheblich höheren Druck

'j erfordern, für den die gesamte Preßvorrichtung, insbesondere die Druckleitungen, üblicherweise nicht ausgelegt sind. Andererseits bieten dampfbetriebene Pressen den besonderen Vorteil, daß sie auf Grund des rasch einströmenden hoehtemperierten Dampfes sehr schnell aufheizbar sind, weshalb man auf die Verwendung von dampfbeheizten Preßvorrichtungen wegen der damit erzielbaren kurzen Heizphasen nicht gerne verzichten möchte.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

" eine Einrichtung mit einer Preß-, Spritzgieß- oder Spritzpreßform mit einem mit Dampf und Wasser gespeisten Kanals; item zum Heizen und Kühlen zur Herstellung von aus thermoplastischem Material bestehenden Informationsträgern in der Weise weiter-

^J0 zubilden, daß mit möglichst geringem Mehraufwand auch solche Materialien verarbeitet werden können.die eine höhere Verarbeitungstemperatur erfordern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Preß-. SpntzgieiV oder Spritzpreßform der eingangs näher bezeichneten

³' Art erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet, daß in der Preßform zusätzlich zu dem mittels Dampf betriebenen Heizsystem ein zweites Heizsystem vorgesehen ist. dessen maximale Betriebstemperatur höher liegt als die des dampfbehei/ten Systems und das gleichzeitig mit dem Dampf Heizsystem oder nach Erreichen der maximalen Betriebstemperatur de Damp! Heizsvtems zuschaltbar ist.

Der Vorteil einer derart ausgebildeten Preßvorrichtung zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen mit relativ hoher Erweu hungstemperatur besteht vor allem in der Verwendung bisher benutzter Preßvorrichtungen, bei denen in Anpassung ,in den neuen Verwendungszweck lediglich ein zusätzliche«, Heizsystem eingebaut werden muß.

ⁱⁿ Durch die Lüeraturstelle «Der Plastver.irbeiter« 1958. Heft 1. Seiten 9 bis 11 ist zwar ein Heizsystem fur Strangpressen bekannt, das zum Erreichen einer liochkonstanten Temperatur von einer kombinierten Elektro-Ölheizung Gebrauch macht, die aus einer rings

■>"» um den Zylinder geführten Ölleitung mit eingebauter Elektroheizung und Kühlschlange besteht Diese bc kannte Kombinationsheizung gibt jedoch keinen Hin weis, wie ein mit Dampf oder Wasser gespeistes Kanalsystem zum Heizen und Kühlen bei möglichst geringem Mehraufwand fur höhere Temperaturen ausgelegt werden kann.

Durch die DE-AS 12 22 646 ist es auch bereits bekannt, bei einer Preßform mit einem mit einem Kühlsystem gespeisten Kanalsyslem, Heizstäbe eines elektrischen Heizsystefils längs den Kühlkanälen verlaufen zu lassen. Für das eigentliche Erhitzen der Preßform mit überhitztem Dampf ist hier jedoch eine induktive Heizung vorgesehen.

Durch die US-PS 30 39 139 ist es auch bekannt, eine Preßform mit einem bisher mit Wasser zum Heizen und anschließend mit kaltem Wasser zum Kühlen gespeisten Kanalsystem zum Verringern der Aufheizzeit sowie zur Energieeinsparung anstelle der Dampfheizung ein ϊ elektrisches Heizsystem vorzusehen, das zwischen den Kanälen für das Kühlmittel und der die Matrize tragenden Preßformoberfläche der Preßform angeordnet ist.

Schließlich ist es auch durch die Literaturstelle Laeis, »Der Spritzguß thermoplastischer Massen« 2. Auflage, 1959, Seite 169 bekannt, zum Verarbeiten von Spritzgußmassen, die eine besonders hohe Verarbeitungstemperatur erfordern, aufgrund eines starken Temperaturgefälles die Wasserkühlung durch Verwen- H dung von warmem Wasser zum Vorwärmen der Form zu verwenden. Die Formen können in solchen Fällen auch bis zu einem gewissen Grade elektrisch erwärmt werden.

Die Erfindung und ihre in den Unteransprüchen -0 angegebenen vorteilhaften Weiterbildungen werden im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Preß-, Spritzgieß- bzw. Spritzpreßform in schematischer Darstellung. :5

F i g. 2, 3 je eine weitere Ausbildung der Form, leweils zur Hälfte dargestellt, und

F i g. 4 einen Ausschnitt aus der Wicklungsanordnung für ein elektrisches Heizsystem in der Form gemäß F i g. 1. «ι

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die untere Hälfte einer zweiteiligen Preßform zur Herstellung scheibenförmiger Informationsträger, insbesondere für optisch abtastbare Informationsträger hoher Speicherdichte, wie Bildplatten <-J Jt- LMc identisch J". ausgebildete, obere Preßform ist in der Zeichnung aus Platzgründen nicht dargestellt. Jede Preßformhälfte besteht aus einer Grundplatte 1 und einem damit verbundenen Formoberteil 2. auf deren ebener Oberseite eine scheibenförmige Preßmatrize 3 befestigt ist. Das <to Formoberteil 2 weist mehrere nutenförmig ausgebildete Kanäle 4 auf. die zu einem geschlossenen Heiz- und Kühlkreis zusammengefaßt sind. In diesen Kanälen 4 fließt bei jedem Preßvorgang während der Heizphase Wasserdampf und während der anschließenden Kühl- 4ϊ phase Kühlwasser. Bei bekannten m'tels Wasserdampf betriebenen Preßvorrichtungen, die für die Herstellung plattenförmiger Informationsträger. insbesondere Schallplatten, bestimmt sind, liegen die gebräuchlichen Betriebstemperaturen b^i ca. 180 C Dieser Temperaturwert ergibt sich dadurch, daß diese Pressen mit einem Dampfdruck von ca. lob.ir arbeiten und Wasserdampf bei diesen Druck und fcmperjturwerten in seinen Sättipiings/iistand iibcrgeh'.. Aufgrund dieser Wechselbeziehung lassen sch höhere lemperiiturcn nur durch eine gleichzeitige Erhöhung des Dampfdruckes erreichen, wobei für eine Temperatur von ca. 250 C eine Vervierfachung des Druckes auf ca. 40 bar notwendig wäre. Eine Erhöhung der Betriebstemperaturen bei dampfbetriebenen Preßvorrichtungen würde daher einen unverhältnismäßig hohen Mehraufwand bedeuten. Die in Fig. 1 dargestellte Preßform ist deshalb mit einem zweiten Heizsystem ausgestattet, mit dem höhere Betriebstemperaturen einfacher und billiger realisiert werden können. Dieses zweite Heizsystem besteht aus elektrischen Heizdrähten 5, die entlang der nutenartig ausgebildeten Kanäle 4 des mittels Wasserdampf betriebenen Heizsystems angeordnet sind. Zu diesem Zweck sind die Kanäle 4 im Bereich ihrer Böden mit einer Aussparung versehen, in der der isolierte Heizdraht 5 eingebettet ist. Die nutenartigen Kanäle 4, deren offene Seite durch die Grundplatte 1 abgedichtet ist, sind dabei so angeordnet, daß die Heizdrähte 5 im Raum zwischen den Kanälen 4 und der Preßmatrize 3 verlaufen, so daß ein möglichst guter Wärmeübergang von den Heizdrähten 5 auf die Preßmatrize 2 gewährleistet ist Die Einschaltung der beiden Heizsysteme erfolgt bei jeder Heizphase entweder parallel oder in der Weise, daß zunächst das dampfbetriebene System auf seine maximale Temperatur von ca. 180⁰C gebracht und erst dann das elektrische Heizsystem zugeschaltet wird. Im Anschluß an ^eide Heizphasen setzt schließlich durch Einströmen ton Kühlwasser in die Kanäle 4 der übliche Kühlprozeß ein.

Die Fig. 2 zeigt die linke Hälfte einer zweiteiligen Preßform, bei der die dem dampfbetriebenen F'iizsystern zugeordneten Kanäle 6 in der Grundplatte 7 angeordnet sind die offene Seite der Kanalnuten von dem die Preßmatrize 8 tragenden Formoberteil 9 abgedichtet ist. Die Heizdrähte 10 des elektrischen Heizsystems sind in Aussparungen das Formoberteils 9 eingebettet und dabei in bezug auf die Kanäle 6 so angeordnet, daß sie jeweils längs der zwischen benachbarten Kanälen vorgesehenen Stege verlaufen. Die getrennte Anordnung beider Heizsysteme in verschiedenen Formteilen hat den Vorteil, daß insbesondere das elektrische Heizsystem, beispielsweise im Reparaturfall, leichter zugänglich und eventuell einfacher austauschbar ist.

Eine weitere Ausführungsform zeigt F i g. 3. die sich von der Preßform gemäß F i g. 2 dadurch unterscheidet, daß die Heizdrähte 11 des elektrischen Heizsystems in einer gesonderten, zwischen Grundplatte 7 und Formoberteil 12 angeordneten Platte 13 eingebettet sind. Sämtliche Formteile sind durch Schrauben 14. Nieten. Löten od. dgL miteinander verbunden. Das in den Preßformen gemäß Fig. 1. 2 und 5 vorgesehene zweite Heizsystem ist nur beispielsweise als elektrisches Heizsystem ausgebildet. Es kann selbstverständlich auch ein anderes, für die Erzeugung höherer Betriebstempe raturen entsprechend geeignetes Heizsystem vorgesehen werden. Als vorteilhaft erweist sich hierfür z. B. auch ein eigenes Hjizkanalsystem, das mit heißem öl gespeist wird.

Die Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung einer Heizwicklung mit z.B. drei Emzeldrähten 15. die in Dreiecksform zu einem Bündel vereinigt sind, so daß sich aufgrund der erhöhten Heizleistung nojh höhere Temperaturwerte erzielen lassen. Im dargestellten Beispiel ist dieses Heizdrahtbündel in einer Aussparung im Bereich des Nutenbodens e:nes Kanals 4 in einer Preßform gemäß F ι g. 1 eingebettet. Fs kann aber selbstverständlich auch in Preßformen gemäß Fig.2 und 3 vorgesehen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Preß-, Spritzgieß- oder Spritzpreßform mit einem mit Dampf und Wasser gespeisten Kanalsystem zum Heizen und Kühlen einer an der Form befestigten Matrize, insbesondere zur Herstellung plattenförmiger Informationsträger aus thermoplastischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem mittels Dampf betriebenen Heizsystem ein zweites Heizsystem vorgesehen ist, dessen maximale Betriebstemperatur höher liegt als die des dampfbeheizten Systems und das gleichzeitig mit dem Dampf-Hetzsystem oder nach Erreichen der maximalen Betriebstemperatur des Dampf-Heizsystems zuschaltbar ist

Z Form nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Heizsysteme jeweils in verschiedenen Schichten der Preßform angeordnet sind.

3. Form nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Heizsystem ein elektrisches Heizsystem vorgesehen ist.

4. Form nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Heizdrähte (5, 10, 11, 15) des elektrischen Heizsystems längs der Heiz- und Kühlkanäle (4, 6) des dampfbetriebenen Heizsystems verlaufen.

5. Form nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen elektrischen Heizdrähte (10) des elektrischen Heizsystems auf zwischen benachbarten Heiz- bzw. Kühlkanälen (6) verlaufenden Stegen angeordnet sind.

6. Form nach Pate itanspi .ch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Heizdrähte aus wenigstens zwei parallel gesc; ilteten Einzelleitern (15) gebildet sind.

7. Form nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Heizsystem zwischen dem dampfbetriebenen Heizsystem und der die Matrize tragenden Preßformoberfläche angeordnet ist.

8. Form nach Patentanspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Heizsystem aus einem eigenen mit heißem Öl gespeisten Kanalsystem besteht.