DE69511510T2 - Plattenspritzgiessvorrichtung mit Führungsmitteln für die Formöffnung - Google Patents
Plattenspritzgiessvorrichtung mit Führungsmitteln für die FormöffnungInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Platten-Spritzgießvorrichtung mit Formöffnungs-Führungsmitteln zum Verhindern eines durch Öffnen der Form verursachten Achsversatzes zwischen stationären und beweglichen Plattenhohlformen.
- Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Platten-Spritzgießvorrichtung mit Formöffnungs-Führungsmitteln, die verhindern können, daß auf die Oberfläche einer spritzgegossenen optischen Speicherplatte übertragene Bits durch einen durch Öffnen nach Beendigung des Spritzgießprozesses verursachten Achsversatz zwischen den stationären und beweglichen Plattenhohlformen beschädigt werden.
- Zum Spritzgießen magneto-optischer Speicherplatten ist bereits eine Platten-Spritzgießvorrichtung verwendet worden, die stationäre und bewegliche Form-Grundplatten, im Zentrum jeder der Grundplatten angeordnete zylindrische Plattenhohlformen und ein Paar von als Führungsmittel zum Ausrichten dienende zylindrische Führungsringe aufweist, wobei Umfangsflächen-Verbindungsabschnitte an jedem ihrer vorderen Ende äußere und innere Passflächen bilden.
- Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer herkömmlichen Platten-Spritzgießvorrichtung mit geschlossener Form, und
- Fig. 7 zeigt eine Ansicht der herkömmlichen Vorrichtung bei geöffneter Form, um deren Probleme zu erläutern.
- In diesen Zeichnungen bildet die Seite A eine stationäre Form-Anordnung und die Seite B eine bewegliche Form-Anordnung.
- Eine Plattenhohlform 2 ist an der stationären Form- Grundplatte 1 der stationären Form-Anordnung A befestigt, und eine Einspritzdüse 3 zum Einspritzen von geschmolzenem Harzmaterial ist in deren Zentrum angeordnet. An dem Außenumfang der stationären Form-Grundplatte 1 ist integral ein zylindrischer stationärer Führungsring 4 befestigt, der an seiner linken Endfläche eine schräge Außenfläche 5 mit einer Neigung von 3 bis 5 Grad aufweist. Beim Spritzgießen wird von einer Spritzgießdüse 28 Harz in eine Zentralöffnung der stationären Form-Grundplatte 1 eingeführt.
- An einer beweglichen Form-Grundplatte 6 der beweglichen Form-Anordnung B ist eine bewegliche Plattenhohlform 7 befestigt, wobei zwischen der stationären Plattenhohlform 2 und der beweglichen Plattenhohlform 7 ein Hohlraum 8 gebildet wird, in den geschmolzenes Hartmaterial eingefüllt wird. Eine Stempelplatte 9 ist aus reinem Nickel hergestellt, wobei auf ihrer Oberfläche (rechte Oberfläche in Fig. 6) feine Signalbits gebildet sind. Die Stempelplatte 9 ist durch ein (nicht gezeigtes) Befestigungselement auf der Oberfläche der beweglichen Plattenhohlform 7 befestigt.
- Ein zylindrischer beweglicher Führungsring 10 ist auf dem Außenumfang der beweglichen Form-Grundplatte 6 oder der beweglichen Plattenhohlform 7 integral befestigt.
- Die rechte Endfläche des zylindrischen beweglichen Führungsrings 10 weist eine schräge Innenfläche 11 auf, die genau mit der schrägen Außenfläche 5 der stationären Form in Eingriff bringbar ist.
- Die oben beschriebenen Form-Anordnungen A und B sind jeweils an einer stationären Platte 12 und einer beweglichen Platte 13 der Spritzgießmaschine befestigt.
- In dem in Fig. 6 dargestellten geschlossenen Zustand wird unter hohem Druck geschmolzenes Harzmaterial in den durch die Hohlformen 2 und 7 gebildeten Hohlraum 8 eingefüllt und geformt (molded), um die feinen Signalbits der Stempelplatte 9 auf das Harz-Gußstück zu übertragen. Nach dem Gießen wird zum Öffnen der Form die bewegliche Platte 13 zurückbewegt, und das gesamte Harz-Gußstück wird aus der Form entfernt.
- Wie in Fig. 7 gezeigt, wird bei einer Spritzgießmaschine für optische Platten, bei der sich die bewegliche Platte 13 horizontal bewegt, die bewegliche Platte 13 von vier Führungsholmen 14 gehalten und durch eine Druckvorrichtung, wie z. B. einen Kniehebelmechanismus oder einen hydraulischen Kolben (nicht gezeigt) angetrieben. In diesem Fall tritt ein Vorgang auf, bei dem sich eine Achse der beweglichen Form- Anordnung B, die mit einer Achse der stationären Form-Anordnung A durch einen Schrägflächen-Führungsmechanismus fluchtet, allmählich während der Formöffnung um den Auslenkungsbetrag δ nach unten bewegt, und zwar durch den Auslenkungsbetrag δ der Führungsholme 14 nach unten, hervorgerufen durch ein Spiel zwischen einem Lager 15 der beweglichen Platte 13 und den Führungsholmen 14 und durch das Gewicht der beweglichen Platte 13 und der beweglichen Form-Anordnung B. Der Auslenkungsbetrag δ einer Spritzgießmaschine mit einer Form-Schließkraft von 75 Tonnen oder mehr erreicht bei tatsächlicher Messung gewöhnlich 50-70 um.
- Beim Hochgeschwindigkeitsgießen einer optischen Speicherplatte wird die Form in einem Zustand geöffnet, in dem das Harz-Gußstück im Inneren teilweise schmelzflüssig und seine Oberfläche noch nicht vollkommen ausgehärtet ist. Der Achsversatz zwischen der stationären Form-Anordnung A und der beweglichen Form-Anordnung B muß daher bei Null gehalten werden, bis der Öffnungshub der Form mindestens 200 um erreicht hat. Wenn dies nicht der Fall ist, werden Schwierigkeiten auftreten wie z. B. Deformation von auf das Harz-Gußstück übertragenen feinen Signalbits oder Doppelübertragung.
- Wenn der Neigungswinkel des Führungsrings beispielsweise 5 Grad beträgt, kann bei einem Form-Öffnungshub von 200 um der Auslenkungs-Betrag δ 17,5 um erreichen.
- Andererseits werden bei einem Formschließvorgang die unteren Abschnitte jeder der schrägen Führungsflächen bei jedem Gießzyklus mit dem Gesamtgewicht der beweglichen Platte 13 und der beweglichen Form-Anordnung B von zwischen 300 und 500 kgf als Schlagbeanspruchung belastet. Die untere Schrägfläche neigt daher zu übermäßigem Verschleiß und Fressen.
- Bei der optische Platten-Spritzgießvorrichtung muß die Verwendung von Schmiermittel vermieden werden, um ein Einmischen von Verunreinigungen in den Hohlraum 8 zu verhindern. Aus diesem Grund wird jede schräge Oberfläche einer Härtung, einer Molybdändisulfid-Beschichtungsbehandlung oder dergleichen unterzogen.
- Ungewünschte Erscheinungen, wie z. B. Verformung oder Doppelübertragung von Signalbits bei der Formöffnung und Verschleiß und Fressen der Paßflächen bei der Formöffnung und beim Schließen der Form werden durch den Achsversatz zwischen den Formen hervorgerufen.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Platten-Spritzgießvorrichtung mit Formöffnungs-Führungsmitteln zu schaffen, die den Achsversatz zwischen den stationären und den beweglichen Plattenhohlformen verhindern können.
- Zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Platten-Spritzgießvorrichtung mit Formöffnungs-Führungsmitteln zum seitlichen Öffnen der Form geschaffen, die aufweist:
- stationäre und bewegliche Formgrundplatten;
- zylindrische Plattenhohlformen, die im Zentrum jeder der Grundplatten angeordnet sind; und
- ein Paar von zylindrischen Führungsringen, die als Ausricht-Führungsmittel konzentrisch auf dem Außenumfang von jeder Plattenhohlform angeordnet sind, wobei axiale Öffnungs-Verbindungsabschnitte an jedem ihrer vorderen Enden schräge äußere und innere Passflächen bilden, wobei eine Mehrzahl von Parallelnuten, die jeweils eine Fläche aus einem harten Material aufweisen, auf der äußeren Umfangsfläche von einem der Führungsringe angeordnet ist, und wobei eine Mehrzahl von Führungsblöcken, die jeweils eine Fläche aus einem harten Material aufweisen und genau in die Parallelnuten passen, an dem vorderen Ende der äußeren Umfangsfläche des anderen Führungsrings gebildet ist, derart, daß jede Hohlform durch eine Passung zwischen den Führungsblöcken und den Nuten zum Zeitpunkt der Formöffnung konzentrisch bleibt.
- Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Platten-Spritzgießvorrichtung geschaffen, bei der die Mehrzahl von Parallelnuten als Nutenpaar auf beiden Seiten der äußeren Oberfläche eines der Führungsringe angeordnet ist.
- Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird darüber hinaus eine Platten-Spritzgießvorrichtung geschaffen, bei der drei oder mehr Parallelnuten in gleichem Winkelabstand auf der äußeren Umfangsfläche eines der Führungsringe angeordnet sind.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Platten-Spritzgießvorrichtung geschaffen, bei der die Führungsblöcke, deren jeder mit seinen oberen und unteren Flächen parallel zu den auf der rechten und der auf der linken Seite der äußeren Umfangsfläche des einen Führungsrings angeordneten Parallelnuten ausgerichtet ist, aus einem verschleißfesten Material bestehen und an dem vorderen Ende des Führungsrings befestigt sind, um von diesem abzustehen.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ferner eine Platten-Spritzgießvorrichtung geschaffen, bei der eine Platte aus einem verschleißfesten Material, wie z. B. Hartmetall, auf der oberen und/oder unteren Fläche der Parallelnuten befestigt ist, die auf der rechten und linken Seite der äußeren Umfangsfläche des anderen Führungsrings angeordnet sind, und zwar passend auf die oberen und unteren Flächen der Führungsblöcke der Parallelnuten.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Platte-Spritzgießvorrichtung geschaffen, bei der für die Führungsnuten und die Führungsblöcke ein Hartmetall ver wendet wird mit einer Rockwell-Härte von HRA 83-89 und einer Biegefestigkeit von 200 kgf/mm².
- Fig. 1 stellt eine Seitenansicht dar, die ein Ausführungsbeispiel eines stationären Führungsrings der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung zeigt;
- Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnittene Frontansicht des obigen Ausführungsbeispiels des stationären Führungsrings;
- Fig. 3 zeigt eine teilweise geschnittene Frontansicht eines Ausführungsbeispiels eines beweglichen Führungsrings der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung;
- Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des obigen Ausführungsbeispiels des beweglichen Führungsrings;
- Fig. 5(I) bis 5(III) stellen schematische Ansichten dar, um den Betrieb der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung zu erläutern;
- Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer herkömmlichen Platten-Spritzgießvorrichtung in geschlossenem Zustand; und
- Fig. 7 stellt eine Ansicht der herkömmlichen Platten- Spritzgießvorrichtung bei geöffneter Form dar, um deren Probleme zu erläutern.
- Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
- Fig. 1 stellt eine Seitenansicht dar, die ein Ausführungsbeispiel eines stationären Führungsrings der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung zeigt, und Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnittene Frontansicht des obigen stationären Führungsrings.
- Wie in Fig. 2 gezeigt, ist an der linken Endfläche des stationären Führungsrings 16 eine schräge Außenfläche mit einem Neigungswinkel von 5 Grad ausgebildet. Zum besseren Verständnis ist der Neigungswinkel in der Zeichnung übertrieben dargestellt. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind auf der äußeren Umfangsfläche des stationären Führungsrings 16 ein paar von präzise hergestellten rechten und linken parallelen Nuten 18 angeordnet.
- Fig. 3 zeigt eine teilweise geschnittene Frontansicht eines Ausführungsbeispiels eines beweglichen Führungsrings der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung, und Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des obigen Ausführungsbeispiels des beweglichen Führungsrings.
- Wie in Fig. 3 gezeigt, ist an dem rechten End-Umfangsabschnitt eines zylindrischen beweglichen Führungsrings 19 eine schräge Innenfläche 20 ausgebildet, die den gleichen Neigungswinkel aufweist wie die schräge Außenfläche 17 des stationären Führungsrings 16.
- In der äußeren Umfangsfläche des beweglichen Führungsrings 19 ist ein paar von präzise gearbeiteten rechten und linken parallelen Nuten 21 mit jeweils einer Breite W&sub1; an Stellen ausgebildet, die denjenigen des stationären Führungsrings 16 entsprechen. In den parallelen Nuten 21 sind jeweils Führungsblöcke 22 aus einer hochwarmfesten Legierung, die eine Breite W&sub2; und eine Höhe H aufweisen, mit Arretierbolzen befestigt.
- Der stationäre Führungsring 16 und der bewegliche Führungsring 19 sind durch (nicht dargestellte) Arretierbolzen jeweils an der stationären Form-Grundplatte und der beweglichen Form-Grundplatte befestigt, die denjenigen in Fig. 6 oder Fig. 7 ähnlich sind.
- Bei den gesamten Kontaktflächen der oberen Flächen der präzise gearbeiteten parallelen Nuten des stationären Führungsrings 16 mit den oberen und unteren Flächen der Führungsblöcke 22 des beweglichen Führungsrings 19 handelt es sich um vorgespannte Gleit-Reibungsflächen, da dafür keine schräge Flächenpassung vorgesehen ist.
- Ferner kann, wie oben beschrieben, keinerlei Schmiermittel in der Spritzgießform für optische Speicherplatten verwendet werden. Aus diesem Grund stellt die Auswahl der Materialien jedes Abschnitts der Vorrichtung einen wichtigen Faktor dar, um eine dauerhafte Stabilität der Platten- Spritzgießform zu gewährleisten.
- Bei diesem Ausführungsbeispiel wird als Material für die Führungsblöcke 22 ein Hartmetall mit einer Rockwellhärte HRA von 83-89 und einer Biegefestigkeit von 200 kgf/mm² verwendet.
- Als Materialien für den stationären Führungsring 16 und den beweglichen Führungsring 19 werden martensitische rostfreie Stähle, beispielsweise SUS 420, SUS 440 und dergleichen verwendet, die zur Härtung einer Wärmebehandlung unterzogen worden sind. Der stationäre Führungsring 16 wird einer Verschleißfestigkeit-Oberflächenbehandlung, wie z. B. einer Molybdändisulfid-Beschichtung unterzogen.
- Ferner kann die Verschleißfestigkeit des stationären Führungsrings 16 weiter gesteigert werden, wenn eine rechtwinkelige Platte aus verschleißfestem Material, beispielsweise Hartmetall, mit dem Arretierbolzen auf den oberen und/oder unteren Flächen der genau gearbeiteten parallelen Nuten 18 des stationären Führungsrings 16 befestigt werden, wobei die Platten mit den oberen und unteren Flächen des Hartmetallmaterial-Führungsblocks 22 in Kontakt treten.
- Die Breite W&sub1; der präzise gearbeiteten Parallelnut 18 des stationären Führungsrings 16 und die Breite W&sub2; des Führungsblocks 22 des beweglichen Führungsrings 19 sind so präzise hergestellt, daß das Passspiel zwischen ihnen bei normalen Temperaturen weniger als 3 um beträgt.
- Eine Eingriffslänge S&sub2; zwischen dem Führungsblock 22 und der Parallelnut 18 des stationären Führungsrings 16 beträgt mindestens 5 mm mehr als die Länge S&sub1; des schrägen Abschnitts, so daß der in die präzise gearbeitete Parallelnut 18 des stationären Führungsrings 16 in Eingriff zu bringende Führungsblock 22 der schrägen Führungsfläche um 5 mm vorauseilt.
- Fig. 5(I) bis 5(III) zeigen schematische Darstellungen, die die Wirkungsweise des Führungsmechanismus der mit einer erfindungsgemäßen Form-Öffnungseinrichtung versehenen Platten-Spritzgießvorrichtung veranschaulichen.
- Fig. 5 (I) zeigt bei Schließstellung der Form einen Zustand, in dem der stationäre Führungsring 16 mit dem beweglichen Führungsring 19 verbunden ist. In dieser Stellung werden die schrägen Führungsflächen 17, 20 und gleichzeitig der Führungsblock 22 und die Parallelnut 18 des stationären Führungsrings 16 jeweils in Paß-Eingriff miteinander gebracht. Demgemäß fällt eine Mittellinie < < aa> > der stationären Form-Anordnung A mit einer Mittellinie < < bb> > der beweglichen Form-Anordnung B zusammen.
- Fig. 5 (II) zeigt einen Zustand, bei dem die Form eine sehr kurze Strecke S&sub1; geöffnet ist, wobei die schrägen Führungsflächen 17 und 20 von dem Führungsblock 22 gehalten werden, so daß die Mittellinie < < aa> > der stationären. Form- Anordnung A mit der Mittellinie < < bb> > der beweglichen Form- Anordnung B zusammenfällt.
- Fig. 5 (III) zeigt den Zustand in dem Augenblick, in dem der Form-Öffnungshub die Strecke S&sub2; übersteigt, wobei der Führungsblock 22 der beweglichen Form-Anordnung B von den parallelen Nuten 18 des stationären Führungsrings 16 getrennt wird. Dabei fällt die Mittellinie < < bb> > der beweglichen Form-Anordnung B rapide um den oben erwähnten Auslenkungsbetrag δ nach unten und verschiebt sich gegenüber der Mittellinie < < aa> > der stationären Form-Anordnung A.
- Wie oben beschrieben, fallen die Mittellinie < < aa> > der stationären Form-Anordnung A und die Mittellinie < < bb> > der beweglichen Form-Anordnung B zusammen, so daß der Achsversatz zwischen ihnen auf Null gehalten werden kann.
- Es sei darauf hingewiesen, daß viele Modifikationen des obigen Ausführungsbeispiels vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
- Werden beispielsweise drei oder mehr Paare von Führungsblöcken und präzise gearbeiteten Parallelnuten radial in Bezug auf den Führungsring angeordnet, kann der längs- und quergerichtete Achsversatz zwischen den stationären und beweglichen Form-Anordnungen A und B gleichzeitig gesteuert werden.
- Bei der Platten-Spritzgießvorrichtung dient der erfindungsgemäße Formöffnungs-Führungsmechanismus, der die bewegliche Form horizontal zu der stationären Form bewegen kann, dazu, den beim Öffnen der Form nach dem Spritzgießen auftretenden längsgerichteten Achsversatz zwischen den stationären und beweglichen Formen zu verhindern. Demgemäß können ein Versatz der auf das optische Speicherplatten-Gußstück übertragenen feinen Signalbits sowie eine Qualitätseinbuße des gegossenen Materials infolge von Doppelübertragung verhindert werden.
- Da das Hartmetall die Führungsblöcke und/oder für die Führungs-Nutoberflächen verwendet wird, weisen der Führungsblock und die Führungsnut hinsichtlich Verschleißwiderstand eine dauerhafte Stabilität auf, sogar unter Bedingungen, unter denen kein Schmiermittel verwendet werden kann.
- Die Führungsringe sind mit sämtlichen durch die Führungsblöcke und die Führungsnut-Oberflächen gebildeten Führungsmechanismen ausgestattet. Eine Vergrößerung des Formvolumens ist daher nicht nötig, so daß eine kompakte und leichtgewichtige Form konstruiert werden kann.
- Ferner ist es nicht notwendig, die Struktur der Spritzgießmaschine zu verändern. Es kann daher eine Platten- Spritzgießvorrichtung mit erfindungsgemäßen Formöffnungsmitteln geschaffen werden, indem lediglich die Führungsringabschnitte einer herkömmlichen Vorrichtung verbessert werden.
Claims (6)
1. Platten-Spritzgießvorrichtung mit Formöffnungs-
Führungsmitteln zum seitlichen Öffnen der Form und mit:
stationären und beweglichen Form-Grundplatten (1, 6);
zylindrischen Plattenhohlformen (2, 7), die im Zentrum
jeder der Grundplatten (1, 6) angeordnet sind; und
einem Paar von zylindrischen Führungsringen (16, 19),
die als Ausricht-Führungsmittel konzentrisch auf dem
Außenumfang von jeder Plattenhohlform (2, 7) angeordnet sind,
wobei axiale Öffnungs-Verbindungsabschnitte an jedem ihrer
vorderen Enden schräge äußere und innere Paßflächen (17, 20)
bilden,
wobei eine Mehrzahl von Parallelnuten (18), die jeweils
eine Fläche aus einem harten Material aufweisen, auf der
äußeren Umfangsfläche von einem der Führungsringe (16)
angeordnet ist, und wobei eine Mehrzahl von Führungsblöcken
(22), die jeweils eine Fläche aus einem harten Material
aufweisen und genau in die Parallelnuten (18) passen, an dem
vorderen Ende der äußeren Umfangsfläche des anderen
Führungsrings gebildet sind, derart, daß jede Hohlform (2, 7)
durch eine Passung zwischen den Führungsblöcken (22) und den
Nuten (18) zum Zeitpunkt der Formöffnung konzentrisch
bleibt.
2. Platten-Spritzgießvorrichtung mit
Formöffnungs-Führungsmitteln nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von
Parallelnuten (18) als Nutenpaar auf beiden Seiten der äußeren
Umfangsfläche eines der Führungsringe (16) angeordnet sind.
3. Platten-Spritzgießvorrichtung mit
Formöffnungs-Führungsmitteln nach Anspruch 4, wobei drei oder mehr
Parallelnuten (18) in gleichem Winkelabstand auf der äußeren
Umfangsfläche eines der Führungsringe (16) angeordnet sind.
4. Platten-Spritzgießvorrichtung mit
Formöffnungs-Führungsmitteln nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die
Führungsblöcke (22), deren jeder mit seinen oberen und
unteren Flächen parallel zu den auf der rechten und auf der
linken Seite der äußeren Umfangsfläche des einen Führungsrings
(16) angeordneten Parallelnuten ausgerichtet ist, aus einem
verschleißfesten Material bestehen und an dem vorderen Ende
des Führungsrings (19) befestigt sind, um von diesem
abzustehen.
5. Platten-Spritzgießvorrichtung mit
Formöffnungs-Führungsmitteln nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine
Platte aus einem verschleißfesten Material, wie zum Beispiel
Hartmetall, auf den oberen und/oder unteren Flächen der
Parallelenuten (18) befestigt ist, die auf der rechten und
linken Seite der äußeren Umfangsfläche des anderen
Führungsrings (16) angeordnet sind, und zwar passend auf die oberen
und unteren Flächen der Führungsblöcke (22) der
Parallelnuten.
6. Platten- und Spritzgießvorrichtung mit Formöffnungs-
Führungsmitteln nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei für
die Führungsnuten (18) und die Führungsblöcke (22) ein
Hartmetall verwendet wird mit einer Rockwell-Härte von HRA 83-89
und einer Biegefestigkeit von 200 kgf/mm².
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