DE3347652A1

DE3347652A1 - Presse fuer scheibenfoermige aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE3347652A1
Application number: DE19833347652
Authority: DE
Inventors: Hermann 5000 Köln Strausfeld
Original assignee: EMI Electrola GmbH
Current assignee: EMI Electrola GmbH
Priority date: 1983-01-18
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1984-07-19
Also published as: GB8301265D0; GB2133738B; GB2133738A

Description

Presse für scheibenförmige Aufzeichnungsträger

Die Erfindung betrifft die Presse für scheibenförmige Aufzeichnungsträger mit wenigstens einem Formblock, der zwischen einem Preßstempel und einer Matrizenplatte angeordnet ist. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit dem Pressen von Videoplatten aus thermoplastischem Material, die eine hohe Flächendichte der aufgezeichneten Information besitzen. Andere Anwendungsgebiete der Erfindung sind die digitale Tonaufzeichnung und die Großspeicherung für Computer.

Verfahren zum Formen von Schallplatten und in· letzterer Zeit auch von Videoplatten durch Pressen eines "Schusses", auch unter dem Namen "Kuchen" bekannt, aus erweichtem Kunststoffmaterial zwischen zwei erhitzten Matrizenplatten sind bekannt. Dabei trägt normalerweise jede Matrizenplatte eine negative Nachbildung der Modulationen, die der Aufzeichnungsträger enthalten soll, und jede Matrizenplatte ist mithilfe von Klammern an einem entsprechenden Formblock zwischen den Preßstempeln einer Presse befestigt .

Während bei einer üblichen Schallplatte die Information durch die Modulation einer fortlaufenden Rille von einer typischen Breite zwischen 50 μιη bis 100 μιη dargestellt wird, besteht die Information auf einer Videoplatte allgemein aus einer Folge von dicht nebeneinanderliegenden Vertiefungen mit einer Breite zwischen 0,5 um. bis 1 μιη und einer Tiefe von weniger als 1 μιη. Demzufolge ist die mechanische Präzision, die für eine zuverlässige übertragung einer solchen aufgezeichneten Information von einer Matrizenplatte auf eine Videoplatte erforderlich ist, wesentlich strenger als bei einer üblichen Schallplatte.

Insbesondere ist von entscheidender Bedeutung, daß die Informationsvertiefungen in einer geformten Videoplatte genau an das Profil der Vorsprünge auf der Matrizenplatte angepaßt sind, und daß diese Vertiefungen beim Verfahren der Plattenherstellung nur geringe oder gar keine Beschädigungen erfahren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse für scheibenförmige Aufzeichnungsträger zu schaffen, die eine verbesserte Übereinstimmung zwischen dem Profil der Informationsvertiefungen einer geformten Platte und dem entsprechenden modulierten Profil auf der jeweiligen Matrizenplatte gewährleistet .

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Formblock eine dem Preßstempel zugekehrte konkave Oberfläche und eine der Matrizenplatte zugekehrte konvexe Oberfläche besitzt, wenn sich die Presse in einer zurückgezogenen Position befindet, und daß die konvexe und die konkave Oberfläche annähernd eben und parallel zueinander werden, wenn sich die Presse in geschlossenem Zustand befindet und der Prozeß der Formung eines Aufzeichnungsträgers stattfindet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen bedeuten:

Fig. 1 eine Folge von Abläufen beim Pressen einer Videoplatte unter Verwendung von bekannten Formblöcken;

Fig. 2 eine entsprechende Folge von Abläufen beim Pressen einer Videoplatte unter Verwendung von Formblöcken gemäß der Erfindung.

Die in Fig. la dargestellten bekannten Formblöcke 1 und 2 bestehen aus drei Teilen, nämlich einer Grundplatte 3, einer

Zwischenplatte 4 und einer Stirnplatte 5. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in der GB-PS 1 437 175 beschrieben. Jeder Formblock besitzt interne Kanäle sowie Einlaß- und Auslaßverbindungen für Heiz- und Kühlflüssigkeiten, die in der erforderlichen Weise beim Preßvorgang zirkulieren. Die Teile 3, 4 und 5 bestehen üblicherweise aus Stahl, jedoch können innere und äußere Bereiche aus einem Material mit höherer thermischer Leitfähigkeit bestehen, z. B. aus Beryllium-Kupfer, was in der GB-PS 1 509 362 beschrieben ist. Die Teile 3, 4 und 5 sind starr miteinander verbunden und bilden eine Sandwich-Konstruktion, und die oberen und unteren Flächen 6 und 7 jedes Formblocks sind mit einem Präzisionsschliff versehen, damit sie eben und zueinander parallel sind. Die Gesamtdicke jedes Formblocks beträgt üblicherweise 4 cm, und ihr Durchmesser ist etwas größer als der Durchmesser der zu pressenden Platte, üblicherweise 35 cm. Jede der in Fig. 1·(a) dargestellten Matrizenplatten 8 und 9 besteht aus Nickel oder einer Nickel-Legierung und besitzt an ihrer Oberfläche 10 ein durch Elektroformung gebildetes Profil, das ein Spiegelbild der Oberfläche der zu kopierenden Mutterplatte darstellt. Jede Matrizenplatte besitzt - abgesehen von den winzigen Vorsprüngen der isosierten Oberfläche - ebene und parallele Oberflächen und hat eine typische Dicke von 250 μιη.

Abschrägungen 11 und Rücken 12 erlauben eine Verbreiterung der Platte an ihrem Umfang, während Abschrägungen 13 das Anklemmen jeder Matrizenplatte an ihren entsprechenden Formblock mittels eines abgeschrägten Klemmringes (nicht dargestellt) ermöglichen. Wenn die Matrizenplatten an ihre entsprechenden Formblöcke angeklemmt sind, ist jede der inneren Stirnflächen 10 der Matrizenplatten abgesehen von dem Vorhandensein der winzigen Modulationsvorsprünge eben und parallel zu der zugehörigen äußeren Formblockfläche 6, was in Fig. 1 (b) erkennbar ist.

Auf die Formblöcke wirken im Betrieb ebene und parallele, teilweise dargestellte Preßstempel 14 und 15 einer Presse

so ein, daß die modulierten Oberflächen 10 der Matrizenplatten und 9 eben und parallel zueinander sind, was in Fig. 1 (c) dargestellt ist, die den Formzustand beim Pressen der Platte zeigt. Die Formblöcke werden auf eine Temperatur von etwa 170 ⁰C erhitzt, die ausreicht, um einen vorgeformten "Kuchen" aus einem Kunststoff-Material auf Vinylbasis, der zwischen die Matrizenplatten gelegt wurde, zu schmelzen und einen scheibenförmigen Aufzeichnungsträger 16 zu formen. In dieser Stufe liegt die von den Preßstempeln ausgeübte Kraft in der Größenordnung von 50 t. Die Formblöcke werden dann gekühlt, so daß sich das Kunststoff-Material des scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers verfestigen kann. Der Aufzeichnungsträger wird dann durch Greifer (nicht dargestellt) entnommen, die den verfestigten Grat erfassen, der den Umfang des Aufzeichnungsträgers umgibt, und die Matrizenplatten werden von den modulierten Oberflächen des Aufzeichnungsträgers zurückgezogen, wenn die Presse sich öffnet, was in Fig. 1 (d) dargestellt ist. Diese Figur zeigt eine stark vergrößerte Darstellung eines kleinen Elements 16A der Obeffläche einer Videoplatte mit dem entsprechenden Element 17 der oberen Matrizenplatte. Während der Kühlung und Verfestigung des geformten Aufzeichnungsträgers neigt das Kunststoff-Material zu einer Schrumpfung in Richtung des Pfeiles A zur Mitte des Aufzeichnungsträgers hin, wobei diese Schrumpfung weitaus ausgeprägter ist als die Schrumpfung der Matrizenplatte aufgrund thermischer Zusammenziehung. Bevor die Matrizenplatten von dem geformten Aufzeichnungsträger getrennt werden, wirkt eine nahezu radiale Schrumpfungsbeanspruchung in der Kunststoffscheibe gegen die äußeren vertikalen Wände 18 der winzigen Vorsprünge der Matrizenplatte, die die zu kopierende Information darstellen. Die Schrumpfbeanspruchung kann zu Schäden der äußeren Wandungen 19 der geformten Vertiefungen in der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers führen, wenn die Matrizenplatte vertikal von dem Aufzeichnungsträger beim Öffnen der Presse in Richtung des Pfeiles B entfernt wird. Eine weitere Beschädigung der Wände kann durch ein plötzliches unkontrolliertes Einfließen von Luft in die Zwischenräume zwischen dem geformten

Aufzeichnungsträger und den Matrizenplatten bewirkt werden, wenn die Presse geöffnet wird. Eine Beschädigung der Wände der geformten Vertiefungen in einem Aufzeichnungsträger kann zu einer Signalverschlechterung in einer Videoaufzeichnung führen, oder es können dadurch Fehler in einer digitalen Aufzeichnung entstehen.

Die Arbeitsweise einer Presse für scheibenförmige Aufzeichnungsträger, die die verbesserten Formblöcke gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält, und bei der wenigstens die Gefahr der Verursachung von Beschädigungen der Wände der geformten Vertiefungen vermindert wird, ist in den Fig. 2 (a), (b), (c) und (d) dargestellt. Formblöcke 20 und 21 besitzen den gleichen Aufbau wie die bekannten Formblöcke 1 und 2 in Fig. 1 (a), jedoch sind ihre Oberflächen 22 und 23, die entsprechenden Matrizenplatten 24 und 25 zugekehrt sind, leicht gewölbt oder konisch ausgebildet, so daß sie ein konvexes Profil bilden, das symmetrisch zum Mittelpunkt ist. Eine solche Pröfilierung kann durch einen Schleifvorgang auf einer ursprünglich ebenen Oberfläche durchgeführt werden, und vorzugsweise ist das Profil kugelförmig mit einem Radius in der Größenordnung von 40 m. Die gegenüberliegenden Oberflächen 26 und 27 "jedes Formblocks sind leicht ausgehöhlt und bilden ein konkaves Profil. Auch diese Profilierung kann durch einen Schleifvorgang auf einer ursprünglich ebenen Oberfläche durchgeführt werden, und dieses konkave Profil ist wiederum symmetrisch zur Mitte und"vorzugsweise parallel zum konvexen Profil der Oberflächen 22 und 23. Die Matrizenplatten 24 und 25 sind ursprünglich eben mit parallelen Stirnflächen und im allgemeinen gleich ausgebildet wie die Matrizenplatten 8 und 9 in Fig. 1 (a). Beim Aufklemmen auf ihre entsprechenden Formblöcke sind die Matrizenplatten ausreichend flexibel, so daß ihre modulierten Oberflächen 28 und 29 in Fig. 2 (b) sich an die konvexen Profile 22 und 23 ihrer entsprechenden Formblöcke anpassen.

Wenn die Formblock- und Matrizenplatten-Anordnungen zwischen den ebenen und parallelen Oberflächen von Preßstempeln

angeordnet werden, von denen Teile 30 und 21 in Fig. 2 (c) dargestellt sind, und wenn dann ein Aufzeichnungsträger geformt wird, reicht die Kraft an den Preßstempeln, die in der Größenordnung von 50 t liegt, aus, um die Formblöcke 20 und 21 elastisch so zu verformen, daß ihre ursprünglich konkaven Oberflächen 26 und 27 sich an die ebenen Oberflächen der Preßstempel 30 und 31 anpassen, so daß die Formblöcke und ihre entsprechenden Preßmatrizen dadurch eben werden. Die modulierten Oberflächen der Preßmatrizen 28 und 2.9 werden ebenfalls eben und parallel zueinander, so daß ein Aufzeichnungsträger 32 geformt wird, der ebene und parallele Flächen besitzt. Beim Ausfahren der Preßstempel wird die Druckkraft freigegeben, und die Formblöcke und Matrizenplatten kehren in ihre ursprüngliche gekrümmte Lage gemäß Fig. 2 (d) zurück. Die Trennung der Matrizenplatten von dem geformten scheibenförmigen Aufzeichnungsträger erfolgt allmählich, wobei zunächst die Trennung am Umfang des. Aufzeichnungsträgers beginnt und dann zum Zentrum fortschreitet. Als Folge erfolgt die Trennung von individuellen Vorsprüngen auf der Matrizenplatte von ihren entsprechenden Vertiefungen in dem geformten Aufzeichnungsträger mit einer gekrümmten Bewegung, die in übertriebener Form durch den Pfeil C in Fig. 2 (d) gezeigt ist, und zwar im Vergleich mit der vertikalen Bewegung entsprechend dem Pfeil B in der bekannten Presse gemäß Fig. 1 (d). Diese allmähliche Trennung der Matrizenvorsprünge von dem Aufzeichnungsträger, die fortschreitend vom Umfang zur Mitte hin erfolgt, erlaubt in Verbindung mit der gekrümmten Bewegung der Vorsprünge der Matrizenplatten, daß die Trennung mit einem verminderten Risiko einer Beschädigung der äußeren Wände der Vertiefungen in dem Aufzeichnungsträger trotz der unterschiedlichen Schrumpfung des geformten Aufzeichnungsträgers und der Matrizenplatte stattfindet. Ferner erfolgt das Einströmen von Luft in die Zwischenräume zwischen dem geformten Aufzeichnungsträger und den Matrizenplatten, das bei deren Trennung stattfindet, in einer allmählichen und kontrollierten Weise, wodurch die Möglichkeit einer Wandungsbeschädigung aus diesem Grunde verringert wird. Diese Verringerung der Wandbeschä-

digung durch Anwendung der Erfindung vermindert' die Gefahr einer Signalbeeinträchtigung in einer Videoaufzeichnung oder vermindert die Gefahr einer unannehmbar hohen Fehlerrate bei einer digitalen Aufzeichnung.

Es sei bemerkt, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel nur eine Möglichkeit darstellt, und daß die Erfindung auch auf andere Verfahren zur Formung von scheibenformigen Aufzeichnungsträgern angewendet werden kann, bei denen auf ein formbares Material ein Druck ausgeübt wird.

- Leerseite

Claims

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT 3 3 4 7 6 b 2

PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

EMI ELECTROLA GESELLSCHAFT

MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG 100/673

Patentansprüche

■1. ■ Presse für scheibenförmige Aufzeichnungsträger mit wenigstens einem Formblock, der zwischen einem Preßstempel und einer Matrizenplatte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Formblock eine dem Preßstempel zugekehrte konkave Oberfläche und eine der Matrizenplatte zugekehrte konvexe Oberfläche besitzt, wenn sich die Presse in einer zurückgezogenen Position befindet, und daß die konvexe und die konkave Oberfläche annähernd eben und parallel zueinander werden, wenn sich die Presse im geschlossenen Zustand befindet und der Prozeß der Formung eines Aufzeichnungsträgers stattfindet.
2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese zwei zwischen zwei Preßstempeln (30, 31) einander zugekehrt angeordnete Formblöcke (20, 21) enthält, daß die Preßstempel (30, 31) Oberflächen besitzen, die eben und parallel zueinander sind, daß an jedem Formblock (20, 21) eine Matrizenplatte (24, 25) befestigt ist, daß jeder Formblock (20, 21) eine dem zugehörigen Preßstempel (30 bzw. 3D zugekehrte konkave Oberfläche (26, 27) und eine der zugehörigen Matrizenplatte (24 bzw. 25) zugekehrte konvexe Oberfläche (22 bzw. 23) besitzt, wenn die Presse sich in einer zurückgezogenen Position befindet, und daß die.konvexen und

BAD ORIGiNAL

die konkaven Oberflächen (22, 23, 26, 27) weitgehend eben und parallel zu den Preßstempel-Oberflächen und zueinander werden, wenn sich die Presse im geschlossenen Zustand befindet und der Prozeß der Formung eines Aufzeichnungsträgers (32) stattfindet.
3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die konvexen Oberflächen (22, 23) konisch ausgebildet sind.
4. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die konvexen Oberflächen (22, 23) gewölbt ausgebildet sind.
5. Presse nach Anspruch M, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexen Oberflächen (22, 23) kugelförmig ausgebildet sind.
6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexen Oberflächen (22, 23) einen Radius in der Größenordnung
von 40m besitzen.
7. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Oberflächen (26, 27) etwa parallel zu ihren zugehörigen konvexen Oberflächen verlaufen.
8. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexen und konkaven Oberflächen (22,
23, 26, 27) durch Schleifoperationen, auf ursprünglich ebenen
Oberflächen gebildet sind.
9. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßkraft an den Preßstempeln (30, 31) in der Größenordnung von MO t liegt.
10. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese zum Formen von Videoplatten dient.
11. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß diese zum Formen von Platten für digitale Tonaufzeichnung dient.
12. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese zum Formen von Platten für Computer-Großspeicherung dient.