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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Herstellen eines Kunststoff-Verschlußschiebers für eine Kassette
eines Magnetaufzeichnungsträgers
durch Einspritzen einer Kunstharzschmelze in einen Spritzgieß-Hohlraum
mittels eines Einspritzzylinders, wobei der Verschlußschieber
mit Fenstern versehen ist, welche einer in der Kassette ausgebildeten Öffnung entsprechen
und der Verschlußschieber
einen im wesentlichen U-förmigen
Querschnitt aufweist.
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Scheibenförmige Aufzeichnungsmedien wie
Magnetaufzeichnungsscheiben, optische Scheiben oder photomagnetische
Scheiben sind in Kassetten mit einer relativ hohen Steifigkeit untergebracht,
so daß sie ohne
besondere Sorgfalt gehandhabt werden können und wirksam gegen das
Eindringen von Staub gesichert sind. Beim Aufnehmen oder Wiedergeben
von Daten von dem scheibenförmigen
Aufzeichnungsmedium wird dieses in eine entsprechende Vorrichtung
zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Daten eingebracht, während es
gleichzeitig in der Kassette zurückgehalten
wird.
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Ein Beispiel für eine Scheibenkassette ist
eine 3,5 Inch-Mikro-Floppy-Diskette.
Die Mikro-Floppy-Diskette ist aus einer oberen Kassettenschale und
einer unteren Kassettenschale zusammengesetzt, welche aus einem
ABS-Harz oder ähnlichem
hergestellt sind, wobei die Kassettenschalen relativ hart sind und
eine rechtwinklige Form haben, wobei die Diskette in dem Zwischenraum
zwischen der oberen und unteren Kassettenschale untergebracht ist.
Die Diskette ist ein flexibles Magnetaufzeichnungselement, welches
eine einstöckige magnetisierbare
Schicht auf der Oberfläche
des scheibenförmigen,
makromolekularen Substratfilms aufweist. Die Diskette weist eine Öffnung in
ihrer Mitte auf, an welcher ein ringförmiger Zentralkern befestigt
ist.
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In 2 ist
eine Diskettenkassette 21 gezeigt, welche eine Magnetkopf-Einsatzöffnung 28 aufweist, welche
in der unteren Halbschale 24 und der oberen Halbschale 23 ausgebildet
ist, durch welche ein Magnetkopf und ein Magnetkopfpolster eindringen
können,
um Daten auf eine Diskette zu schreiben oder von der Diskette zu
lesen. Um das Eindringen von Staub in die Diskettenkassette 21 durch
die Magnetkopf-Einsetzöffnung 8 zu
verhindern, d.h. um die Ansammlung von Staub auf der Diskette zu
verhindern, ist die Diskettenkassette 21 derart konstruiert,
daß die
Magnetkopf-Einsetzöffnung 28 geöffnet und
geschlossen werden kann, d.h. die Diskettenkassette 21 ist
mit einem Verschlußschieber 22 versehen.
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Der Verschlußschieber 22 weist
eine obere Platte 22a, eine untere Platte 22b,
und eine seitliche Platte 22c auf, mittels welcher die
obere Platte 22a und die untere Platte 22b miteinander
verbunden werden, wodurch der Verschlußschieber 22 einen
im wesentlichen U-förmigen
Querschnitt aufweist. Der Verschlußschieber 22 weist
einen Vorsprung auf, welcher sich von der Basis der seitlichen Platte 22c aus
erstreckt. Der Vorsprung befindet sich verschiebbar mit einer Führungsnut
im Eingriff, welche in dem vorderen Kantenbereich der unteren Halbschale 24 der
Kassette ausgebildet ist. Das heißt, wenn der Vorsprung sich
verschiebbar mit einer Führungsnut
im Eingriff befindet, kann der Verschlußschieber 22 verschoben
werden und so die Magnetkopf-Einsetzöffnung 28 geöffnet und
geschlossen werden. In diesem Fall kann der Verschlußschieber 22 längs eines
Verschiebebereichs 26 verschoben werden, welcher sich von
dem Rand der Magnetkopf-Einsetzöffnung 28 zu
einer Seite der Diskettenkassette 21 hin erstreckt.
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Herkömmlicherweise ist der Verschlußschieber 22 aus
einer Metallplatte wie einer dünnen
Platte aus rostfreiem Stahl hergestellt. Darüber hinaus werden jedoch neuere
Verschlußschieber 22 aus
Kunstharz gegossen, wie in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung
No. 231985/1985 vorgeschlagen wird. Die Herstellung eines Metall-Verschlußschiebers
erfordert eine hohe Anzahl von Herstellungsschritten und eine hohe Genauigkeit.
Im Gegensatz dazu können
Kunstharz-Verschlußschieber
durch Spritzgießen
hergestellt werden. Das bedeutet, daß der Kunstharz-Verschlußschieber
leichter hergestellt werden kann und darüber hinaus mit geringeren Herstellungskosten.
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Eine Metall-Spritzgießform zum
Gießen
des oben beschriebenen Kunstharz-Verschlußschiebers aus Kunstharz ist
in 3 dargestellt. Die
Schieber 31 und 32 sind auf beiden Seiten eines
Mittelkerns 30 vorgesehen. 3 zeigt
einen vergrößerten Schnitt
der Metall-Spritzgießform
und entspricht einem Schnitt entlang der Linie A-A in 2.
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Der Mittelkern 30 und die
Schieber 31 und 32 bilden einen Spritzgieß-Hohlraum 40 aus,
welcher eine ähnliche
Form wie der Verschlußschieber 22 aufweist.
Die Schieber 31 und 32 weisen Vorsprünge 31a und 32a auf,
um Fenster 25 in der oberen Platte 22a bzw. der
unteren Platte 22b auszubilden.
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Geschmolzenes Kunstharz wird in den
Spritzgieß-Hohlraum 40 durch
eine Einspritzöffnung
(nicht dargestellt) eingespritzt. Nachdem das so eingespritzte Kunstharz
zu einem bestimmten Grad erstarrt ist, werden die Schieber 31 und 32 verschoben
(in Richtung der Pfeile B und C), so daß sie von dem Mittelkern 30 wegbewegt
werden. Danach wird der Verschlußschieber 22 aus der
Metall-Spritzgießform
mittels eines in dem Mittelkern 30 vorgesehenen Auswurfstifts
ausgeworfen.
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Die Dicke "t" des
Spritzgieß-Hohlraums 40 ist
extrem gering (etwa 0,2 mm bis 0,5 mm). Wenn daher der Einspritzdruck
gering ist, tritt der sogenannte "short shot", also ein unvollständiges Einspritzen der Schmelze
auf. Diese Schwierigkeit kann durch ein Erhöhen des Einspritzdrucks beseitigt
werden. In diesem Fall kann da s, fertige Spritzgießteil in
der Nahe der Einspritzöffnung
eine Verdickung aufweisen und unbeabsichtigte Maßabweichungen aufweisen, d.h.
verzogen oder gekrümmt
sein, d.h. das Produkt kann eine deformierte Gestalt annehmen. Darüber hinaus
kann das Kunstharz aus dem Spritzgieß- Hohlraum 40 an den Kanten mit
den Schiebern 31 und 32 herausgedrückt werden,
welche wahrend des Spritzgießvorgangs
gegen den Mittelkern 30 gepreßt werden.
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Die Schwierigkeit, daß das Kunstharz
auf diese Weise herausgedrückt
wird, tritt nach häufigem
Gebrauch der Metall-Spritzgießform häufiger auf,
so daß Gießnähte entlang
der Außenkanten
der Verschlußschieber 22 und
der Kanten der Fenster 25 entstehen. Die an der Gleitfläche des
Verschlußschiebers 22 entstandenen
Gießnähte fallen
in der Regel ab, wenn der Verschlußschieber 22 längs des
Verschiebebereichs 26 verschoben wird. Diese Gießnähte, insbesondere
diejenigen, welche entlang der Kanten der Fenster 25 ausgebildet
wurden, können
durch die Magnetkopf-Einsetzöffnung 28 in
die Diskettenkassette 21 hineinfallen. Wenn die Gießnähte sich
einmal in der Diskettenkassette 21 befinden, können sie
die Diskette zerkratzen und die Diskettenkassette 21 ihrerseits
in einem Maße
beschädigen,
daß sie
nicht mehr zu verwenden ist.
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Aus diesem Grund hängt die
Auswahl einer Spritzgießmaschine
für das
Herstellen von Verschlußschiebern 22 in
hohem Maße
von der Erfahrung der Bedienperson ab. Das heißt, ein klarer Standard für die effektive
Herstellung der Verschlußschieber
wurde bislang nicht entwickelt.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu beseitigen, welche bei herkömmlichen
Verfahren zum Herstellen von Verschlußschiebern für Kassetten
von Magnetaufzeichnungsscheiben vorhanden sind. Insbesondere soll
ein Verfahren zum Gießen
eines Verschlußschiebers
für eine
Kassette für
eine Magnetaufzeichnungsscheibe derart verbessert werden, dass ein
konstantes Spritzgießergebnis ohne "short shots", d.h. unvollständige Schmelzezufuhr
in die Metall-Spritzgießform
und ohne Deformation des Verschlußschiebers in der Nähe der Einspritzöffnung der
Metall-Spritzgießform
sowie ohne eine Maßabweichung
bzw, einen Verzug des gesamten Verschlußschiebers gewährleistet
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Verschlußschiebers
für eine
Kassette eines Magnetaufzeichnungsträgers durch Einspritzen einer
Kunstharzschmelze in einen Spritzgieß-Hohlraum mittels eines Einspritzzylinders
gelöst,
wobei der Verschlußschieber
mit Fenstern versehen ist, welche einer in der Kassette ausgebildeten Öffnung entsprechen
und der Verschlußschieber
einen im wesentlichen U-förmigen
Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Einspritzzylinders
entsprechend folgender Gleichung ermittelt wird: D2 = A · C · M/nwobei "D" der Durchmesser des Einspritzzylinders
in Millimetern, "C" die Anzahl der gleichzeitig
in einer Spritzgießform
zu gießenden
Verschlußschieber, "M" das Volumen des Verschlußschiebers
in cm3, und "A" der
Zylinderkoeffizient des Einspritzzylinders in mm-1 ist,
wobei als Bereichsbegrenzung für
den Zylinderkoeffizient "A" gilt: 130 ≤ A ≤ 510 [mm-1].
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 einen
Schnitt, welcher die Anordnung einer Spritzgießmaschine zum Durchführen des
Verfahrens zum Herstellen des Verschlußschiebers für die Kassette
für die
Magnetaufzeichnungsscheibe darstellt;
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2 eine
perspektivische Ansicht, welche einen Teil einer 3,5 Inch Mikro-Floppy-Diskette
an einer Stelle darstellt, an welcher der Verschlußschieber
montiert ist; und
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3 einen
Schnitt durch eine Metall-Spritzgießform zum Herstellen des Verschlußschiebers
entlang der Linie A-A in 2.
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Ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Durchführen eines
Verfahrens zum Spritzgießen
eines Kunststoff-Verschlußschiebers
für eine
Diskettenkassette gemäß der Erfindung
wird nachfolgend im Detail beschrieben.
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1 zeigt
die Anordnung einer Spritzgießmaschine,
welche zum Ausführen
der Erfindung geeignet ist. Im Einzelnen zeigt 1 einen Teil der Spritzgießform 1 zum
Herstellen von Kunststoff-Verschlußschiebern 22 und
einen Teil einer Spritzgießmaschine 2.
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Die Spritzgießform 1 setzt sich
aus einer stationären
Spritzgießformhälfte 3 und
einer verschiebbaren Spritzgießformhälfte 4 zusammen,
die stationäre
Spritzgießformhälfte 3 und
die verschiebbare Spritzgießformhälfte 4 bilden
in der aneinanderbewegten Lage einen Spritzgieß-Hohlraum 5 aus, um den Kunststoff-Verschlußschieber 22 wie
in 1 gezeigt gießen zu können. Der
Spritzgieß-Hohlraum 5 ist
mit einer Einspritzöffnung 6 verbunden,
durch welche geschmolzenes Kunstharz in die Metall-Spritzggießform 1 eingespritzt wird.
Um die Darstellung zu vereinfachen ist in 1 nur ein einziger Spritzgieß-Hohlraum 5 dargestellt.
Jedoch sind üblicherweise
vier oder acht Spritzgieß-Hohlräume 5 in
einer einzigen Spritzgießform 1 vorgesehen und
das Kunstharz wird in diese Spritzgieß-Hohlräume 5 gleichzeitig
eingespritzt, wodurch vier bzw. acht Verschlußschieber 22 gleichzeitig
geformt werden.
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Die Spritzgießmaschine 2 ist eine
sogenannte Schnecken-Spritzgießmaschine.
Die Spritzgießmaschine 2 weist
einen Einspritzzylinder 8 auf, welcher zugleich als Heizzylinder
zum Schmelzen des Spritzgießmaterials
dient, ein Bandheizelement 14, welches sich um den kombinierten
Heiz- und Einspritzzylinder 8 windet, eine Schnecke 13,
welche das geschmolzene Kunstharz knetet und in die Metall-Spritzgießform 1 einspritzt, einen
Hydraulikzylinder 10 zum Aufbringen einer Einspritzkraft
auf die Schnecke 13, wobei der Hydraulikzylinder 10 mit
einem Kolben 16 versehen ist, einen Hydraulikmotor 12 zum
Aufbringen eines Drehmoments mittels eines Untersetzungsgetriebes 11 auf
die Schnecke 13, und einen Zuführtrichter 9 zum Zuführen von
Spritzgießmaterial 15 zu
dem Einspritzzylinder 8 auf. Die Menge des eingespritzten
Kunstharzes wird durch den Hub des Kolbens 16 bestimmt.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist das Spritzgießmaterial 15 zum
Gießen
des Verschlußschiebers 22 vorzugsweise
ein Harz wie Polyoxymethylen-Harz mit einer hohen mechanischen Steifigkeit
und kann mit einem Füllstoff
vermischt sein, falls dies erforderlich ist.
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Der Verschlußschieber 22 wird
mittels der Spritzgießmaschine 2 wie
folgt gegossen:
Das in dem Zuführtrichter 9 befindliche
Spritzgießmaterial 15 fällt in den
Einspritzzylinder 8, in welchem die Schnecke 13 in
Rotation gehalten wird. Infolgedessen wird das Spritzgießmaterial 15 während es
von der Schnecke 13 geknetet wird, entlang den Hohlräumen zwischen
den Gewindegängen
der Schnecke 13 zu dem Ende des Einspritzzylinders 8 gefördert. Bei
diesem Vorgang, während
das Bandheizelement 14, welches den Einspritzzylinder 8 umschlingt,
das Spritzgießmaterial 15 direkt
aufheizt, erzeugt der Knetvorgang durch die Schnecke 13 zusätzlich eine
Reibungskraft in dem Spritzgießmaterial 15,
wodurch das Spritzgießmaterial 15 im
Ergebnis geschmolzen angeliefert wird.
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Wenn sich das geschmolzene Harz in
dem Endbereich des Einspritzzylinders 8 sammelt, drückt die durch
das geschmolzene Harz hervorgerufene Reaktionskraft (Rückdruck)
die Schnecke 13 nach hinten. Die Größe der Rückwärtsbewegung der Schnecke 13 wird
durch einen Begrenzungsschalter oder ähnliches erfaßt, um die
Rotation der Schnecke 13 in einer bestimmten Position zu
stoppen, wobei die Menge des einzuspritzenden Spritzgießmaterials 15 bestimmt
(oder gemessen) wird.
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Unter diesen Bedingungen bringt der
Kolben 16 in dem Hydraulikzylinder 10 einen Einspritzdruck
auf die Schnecke 13 auf. Infolgedessen dient die Schnecke 13 als
ein Einspritzkolben, um das geschmolzene Harz von dem Endbereich
des Einspritzzylinders 8 in die Spritzgießform 1 zum
Herstellen des Kunststoff-Verschlußschiebers 22 unter
einem vorbestimmt hohen Druck einzuspritzen. Im Einzelnen wird das
geschmolzene Kunstharz in den Spritzgieß-Hohlraum 5 durch
die Einspritzöffnung 6 eingespritzt.
In diesem Fall, wenn die Einspritzzeit übermäßig lang ist, ist das fertige
Spritzgießteil
in der Nahe der Einspritzöffnung
verzogen oder deformiert, während
bei übermäßig kurzer
Einspritzzeit der Spritzgieß-Hohlraum 5 nicht
vollständig
mit dem geschmolzenen Harz gefüllt
ist. Aus diesem Grund ist es zu bevorzugen, daß die Einspritzzeit in einem
Bereich von etwa 0,07 s bis etwa 0,14 s liegt. Das zuvor erwähnte Polyoxymethylen-Harz
neigt dazu, thermisch zersetzt zu werden, wenn die Schmelzentemperatur
um 230°C
liegt und die Einspritzzeit in dem oben beschriebenen Bereich liegt.
Wenn das Harz daher für
einen langen Zeitraum in dem Einspritzzylinder 8 gehalten
wird, neigt das Harz zum Ausbilden von Gießnähten aufgrund der thermischen
Zersetzung. Es ist daher wünschenswert,
daß der
gesamte Gießzyklus
innerhalb von dreizehn Sekunden abgeschlossen ist, wobei mindestens fünf Sekunden
als Erstarrungszeit für
das Harz berücksichtigt
werden müssen.
Nachdem das in den Spritzgieß-Hohlraum 5 eingefüllte geschmolzene
Harz abgekühlt
und in einem geeigneten Maße
erstarrt ist, wird die verschiebbare Spritzgießformhälfte 4 in ihre Öffnungsstellung
bewegt. Der so gegossene Verschlußschieber 22 wird
aus der Metall-Spritzgießform 1 mittels
eines nicht dargestellten Auswurfstifts ausgeworfen.
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In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird die Spritzgießmaschine 2 wie
folgt ausgewählt: Der
Durchmesser des Einspritzzylinders 8 der Spritzgießmaschine 2 wird
entsprechend folgender Gleichung bestimmt: D
2 = A · C · M/nwobei
130 ≤ A ≤ 510, wobei "D" der Durchmesser (mm) des Einspritzzylinders 8, "C" die Anzahl der gleichzeitig in einer
Spritzgießform 1 zu
gießenden
Verschlußschieber 22 (üblicherweise
vier oder acht), "M" das Volumen des
Verschlußschiebers 22 in
cm3 und "A" der Zylinderkoeffizient
des Einspritzzylinders 8 in mm-1 ist.
Mit der so ausgewählten
Maschine ist das Gießen
im wesentlichen frei von Schwierigkeiten hinsichtlich eines Verzugs bzw,
einer Deformierung oder anderen Maßabweichung des gesamten Verschlußschiebers 22 oder
einer Deformation des Verschlußschiebers 22 in
der Nähe
der Einspritzöffnung 6 sowie
frei von "short
shots" und der Ausbildung
von Gießnähten.
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Nachdem die Metall-Spritzgießform 1 über einen
gewissen Zeitraum hinweg benutzt wurde, sammeln sich darin Harzablagerungen
oder ähnliches
an und aus diesem Grund muß die
Metall-Spritzgießform 1 häufig gereinigt
werden. Diese aufwendige Arbeit kann durch Verringern des Zylinderkoeffizienten "A" vermieden werden. Das bedeutet, daß wenn der
Durchmesser "D" 25 mm beträgt, zufriedenstellende
Spritzgießteile
mit einer ununterbrochen im Einsatz befindlichen Spritzgießform 1 bis
zu 24 Stunden lang hergestellt werden können, ohne die Spritzgießform 1 reinigen
zu müssen.
Diese Wirkung, welche zu einer Verringerung der Reinigungsfrequenz
der Metall-Spritzgießform 1 führt, bietet
einen besonderen Vorteil. Es muß jedoch
beachtet werden, daß wenn
der Zylinderkoeffizient "A" verringert wird,
infolgedessen für
das Einhalten einer vorbestimmten Zeitspanne für den Gießzyklus die Rotationsgeschwindigkeit
der Schnecke 13 entsprechend erhöht werden muß. Im Ergebnis
ist die Position, an welcher die Schnecke 13 stoppt, nicht
so genau, sondern leicht veränderlich und
infolgedessen ist der Einspritzvorgang nicht genau konstant.
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Unter Berücksichtigung dieser Bedingungen
hat sich herausgestellt, daß sich
eine besonders vorteilhafte Wirkung ergibt, wenn der Zylinderkoeffizient "A" entsprechend 130 mm-1 ≤ A ≤ 510 mm-1 gewählt
wird. Jedoch ist der zu einer überraschenden,
besonders vorteilhaften Wirkung führende Wert bezüglich der
Beseitigung der Schwierigkeit einen nicht konstanten Einspritzvorgang
zu erhalten folgender: Wenn beispielsweise eine Harzmenge von 5,2
g Gewicht in 0,07 bis 0,14 s eingespritzt wird, und auch bei der
höchsten
Einspritzgeschwindigkeit (0,07) ein nicht konstanter Einspritzvorgang
verhindert werden soll, sollte für
den unteren Grenzwert gelten, d.h. 160 mm-1 ≤ A, und für den oberen
Grenzwert gelten, d.h. A ≤ 400
mm-1. Diese Daten wurden durch eine Vielzahl
von Experimenten herausgefunden. Das heißt die Begrenzung des Zylinderkoeffizienten „A" sollte in einem
Bereich von 160 mm-1 ≤ A ≤ 400 mm-1 liegen,
welcher schmäler
als der oben bereits beschriebene Bereich ist und in vielerlei Hinsicht
zu besonderen, überraschenden
Vorteilen führt.
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Der Zylinderkoeffizient "A" wird entsprechend dem Volumen des Verschlußschiebers 22 und
dem Hub der Schnecke 13 in dem Einspritzzylinder 8 festgelegt.
Wenn der Zylinderkoeffizient "A" auf einen kleinen
Bereich festgelegt wird, wird die Ausbildung von Gießnähten verhindert
und nicht konstante Einspritzvorgänge werden vermieden. Die Verringerung
des Zylinderkoeffizienten "A" ist in der Hinsicht
vorteilhaft, daß wenn
der Zylinderkoeffizient "A" gering ist, der
Heiz- und zugleich Einspritzzylinder 8 einen kleinen Durchmesser
D aufweist und dadurch das Gewicht der Schnecke 13 ebenfalls
geringer ist. Das hat zur Folge, daß die Schnecke 13 aufgrund
der durch das geringere Gewicht hervorgerufenen geringeren Trägheitskraft
am Ende des Einspritzvorgangs exakter abgebremst werden kann und
dadurch ungenaue Einspritzvorgänge
vermieden werden. Wenn jedoch der Zylinderkoeffizient "A" auf einen übermäßig kleinen Wert festgesetzt
wird, kann die Plastifizierzeit für das Harz zu kurz werden und
die Einspritzgeschwindigkeit müßte besonders
groß werden.
Durch Versuche wurde daher herausgefunden, daß der untere Grenzwert des
Zylinderkoeffizienten "A" etwa um 130 mm-1 liegen sollte. Wenn im Gegensatz dazu
der Zylinderkoeffizient "A" auf einen besonders
großen
Wert festgesetzt wird, wird der Kolbenhub für die Schnecke 13 stark
reduziert, was die Ausbildung von Gießnähten zur Folge hat, einen ungenauen
Einspritzvorgang und eine Deformierung des Spritzgießteils in
der Nahe der Einspritzöffnung 6.
Daher beträgt
der obere Grenzwert für
den Zylinderkoeffizient "A" etwa 510 mm-1.
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Die Wirkung des Zylinderkoeffizienten "A" ist dann am besten, wenn das zu erzeugende
Spritzgießteil eine
Dicke (t) von 0,2 bis 0,5 mm aufweist und die Entfernung zwischen
der Einspritzöffnung 6 und
dem am entferntesten von der Einspritzöffnung 6 liegenden
Punkt des Spritzgieß-Hohlraums 5 bis 200 mal
so groß wie die
Dicke (t) ist.
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Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
der Erfindung betrifft 3,5 Inch "Floppy"-Disketten. Jedoch kann
die technische Grundidee der Erfindung selbstverständlich auch
auf andere Kassetten angewendet werden, in welchen eine Scheibe
oder Diskette untergebracht ist.
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Wie oben bereits beschrieben, wird
für das
Spritzgießen
eines im wesentlichen in Querschnitt U-förmigen Kunststoff-Verschlußschiebers 22,
welcher Fenster 25 aufweist, welche einer in der Kassette
ausgebildeten Öffnung
entsprechen, für
den Durchmesser des Einspritzzylinders 8, welcher zugleich
als Heizzylinder dient, entsprechend der folgenden Gleichung bestimmt: D2 = A · C · M/nwobei "D" der Durchmesser (mm) des Einspritzzylinders 8, "C" die Anzahl der gleichzeitig in einer
Spritzgießform
zu gießenden
Verschlußschieber 22, "M" das Volumen des Verschlußschiebers 22 in
cm3 und "A" der Zylinderkoeffizient
des Einspritzzylinders 8 mm-1 ist, wobei
als sinnvolle Bereichsbegrenzung für den Zylinderkoeffizient "A" gilt: 130 ≤ A ≤ 510 [mm-1].
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Folglich kann der Durchmesser D leicht
bestimmt werden. Mit dieser Methode kann erreicht werden, daß die Auswahl
der geeigneten Spritzgießmaschine
nicht mehr von der Erfahrung der Bedienperson abhängt. Darüber hinaus
beseitigt die Anwendung der Erfindung andere Schwierigkeiten, wie
sie herkömmlicherweise vorhanden
sind, nämlich
das Auftreten von "short
shots", die Deformation
des Spritzgießteils
in der Nähe
der Einspritzöffnung 6 sowie
das Verziehen oder die Krümmung
des Spritzgießteils
als ganzes sowie die Ausbildung von Gießnähten. Aus diesem Grund können Verschlußschieber 22 von
konstant bleibender Qualität
hergestellt werden.
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Spezielle
Ausführungsbeispiele
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Um zu einem vollen Verständnis der
Erfindung beizutragen, werden spezielle Beispiele beschrieben. Die
in 1 gezeigte Spritzgießmaschine
wurde dazu verwendet, um Verschlußschieber unter unterschiedlichen
Gießbedingungen
herzustellen.
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Beispiel 1
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Eine Spritzgießmaschine, wie sie in 1 dargestellt ist, wurde
verwendet. Metall-Spritzgießformen zum
Gießen
von vier und acht Kunststoff-Verschlußschiebern gleichzeitig wurden
verwendet. Der Heiz- und zugleich Einspritzzylinder hatte einen
Innendurchmesser von 50 mm. Die Anpreßkraft für die stationären Spritzgießformhälften betrug
150.000 kp (150 Tonnen). Das verwendete Harz war Polyoxymethylen-Harz
und die Schmelzentemperatur betrug 190° bis 230° C. Die hergestellten Spritzgießteile hatten
ein Gewicht von 1,3 g. Der Spritzgießzyklus wurde auf 8 s, 10 s
und 12 s festgesetzt und eine Anzahl von Verschlußschiebern
wurde hergestellt, um die beste Einspritz-Zeitspanne festzulegen.
Die so geformten Kunststoff-Verschlußschieber wurden wie aus Tabelle
1 ersichtlich ausgewertet. Die Bewertungskriterien waren "Verzug", "Aufblähung in
Einspritzöffnungsnähe" und "short shot"
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Wie aus der Tabelle 1 hinsichtlich
Verzug, Aufblähung
und short shot zu erkennen ist, soll die Einspritzzeit 0,05 bis
0,14 betragen. Wenn die Einspritzzeit jedoch übermäßig kurz wird, wird nicht sämtliche
Luft aus dem Spritzgieß-Hohlraum 5 während des
Einspritzvorgangs verdrängt,
d.h. ein Teil der Luft wird in dem Spritzgieß-Hohlraum 5 eingeschlossen.
Die so eingeschlossene Luft wird einer adiabatischen Kompression
ausgesetzt, so daß sich
deren Temperatur extrem stark vergrößert. Infolgedessen leidet
das mit der Luft in Kontakt kommende Harz an Harzverbrennung (Gasbrand).
Wenn die Einspritzzeit 0,06s oder weniger beträgt, tritt der Gasbrand auf.
Infolgedessen liegt die geeignetste Zeitspanne für den Einspritzvorgang in einem
Bereich von 0,07 bis 0,14 s.
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Beispiel 2
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Eine Spritzgießmaschine, wie sie in 1 dargestellt ist, wurde
verwendet. Metall-Spritzgießformen zum
Gießen
von vier und acht Kunststoff-Verschlußschiebern gleichzeitig wurden
verwendet. Es wurden verschiedene Heiz- und zugleich Einspritzzylinder
mit Innendurchmessern von 25 mm, 32 mm, 40 mm und 50 mm verwendet.
Die Anpreßkraft
für die
stationären
Spritzgießformhälften betrug
150.000 kp (150 Tonnen). Das verwendete Harz war Polyoxymethylen-Harz
und die Schmelzentemperatur betrug 190° bis 230° C. Eine Mehrzahl von Spritzgießteilen
mit einem Gewicht von 1,3 g wurden hergestellt, wobei der Spritzgießzyklus
auf 10 s festgesetzt wurde und die Einspritzdauer auf 0,1 s. Eine
Untersuchung wurde auf die Zylinderkoeffizienten "A" gerichtet.
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Die Ergebnisse der Auswertung der
so geformten Kunststoff-Verschlußschieber
sind in der Tabelle 2 dargestellt. Die Bewertungskriterien waren "Konstanz des Einspritzvorgangs", "Gießnähte" und „Gasbrand".
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Die Konstanz bzw. Abweichung des
Einspritzvorgangs wurde durch eine Messung der Maßabweichung
bzw. des Verzugs von Proben der hergestellten Verschlußschieber
alle 2 Stunden ermittelt, während
der Herstellungsprozeß ununterbrochen
vierundzwanzig Stunden durchgeführt
wurde. Der Betrag der Maßabweichung
wurde mittels folgender Gleichung ermittelt: [(maximaler Betrag
der Maßabweichung) – (minimaler
Betrag der Maßabweichung)]
mm. Wenn der Betrag der Maßabweichung
0,25 mm oder weniger betrug, wurde das Spritzgießteil als akzeptabel eingestuft.
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Aus der Tabelle 2 ist ersichtlich,
daß wenn
der Zylinderkoeffizient A in einem Bereich von 130 mm-1 bis 510
mm-1 liegt, die Spritzgießteile zufriedenstellend
waren.
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Beispiel 3
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Eine Spritzgießmaschine, wie sie in 1 dargestellt ist, wurde
verwendet. Metall-Spritzgießformen zum
Gießen
von vier und acht Kunststoff-Verschlußschiebern gleichzeitig wurden
verwendet. Es wurden verschiedene Heiz- und zugleich Einspritzzylinder
mit Innendurchmessern von 22 mm (A = 490 mm-1)
und 40 mm (A = 1256 mm-1) verwendet. Die
Anpreßkraft
für die
stationären
Spritzgießformhälften betrug
150.000 KP (1470,998 kN). Das verwendete
Harz war Polyoxymethylen-Harz und die Schmelzentemperatur betrug
190° bis
230° C.
Eine Mehrzahl von Spritzgießteilen
mit einem Gewicht von 1,3 g wurden hergestellt, wobei der Spritzgießzyklus
4s, 5s, 7s, 10s, 13s, 15s und 30s bei unterschiedlicher Einspritzdauer
von 0,08 s, 0,10 s und 0,12 s. Der am besten geeignete Einspritzzyklus
wurde ermittelt.
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Die Ergebnisse der Auswertung der
so geformten Kunststoff-Verschlußschieber
sind in den Tabellen 3 und 4 dargestellt. Die Tabelle 3 betrifft
denjenigen Fall, in welchem vier Verschlußschieber in einer einzigen Spritzgießform geformt
wurden, während
die Tabelle 4 den Fall betrifft, in welchem acht Verschlußschieber
in einer einzigen Spritzgießform
geformt wurden. Die Bewertungskriterien waren "Gießnähte" und „Kühlung" (wenn der Spritzgießzyklus
verkürzt
wird, verringert sich die Kühlzeit).
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Wie aus den Tabellen 3 und 4 ersichtlich
ist, wurden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die Spritzgießzyklusdauer
in einem Bereich von 5 bis 13 s lag.
