DE69900705T2 - Herstellung von ringförmigen plattenförmigen Informationsträgern - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von ringartigen plattenförmigen Informationsträgern und insbesondere eine Vorrichtung, mit der austauschbare, ringförmige Informations-Unter-Originale (sub-masters) an eine flache Stirnfläche eines Formhohlraums eines Formwerkzeugs gehalten werden, das in einer Formmaschine für die Herstellung eines derartigen Trägers gehalten wird.
• Das austauschbare, ringförmige Informations-Unter-Original (häufig als Stempel bezeichnet) ist ein aus Metall (normalerweise Nickel) bestehendes Bauteil, auf dem die Information in Negativform vorhanden ist, um sie auf den Informationsträger zu formen.
• Das Formwerkzeug in der Formmaschine umfasst zwei ringförmige Glieder bzw. Elemente mit planen Flächen, die zueinander zwischen einer geschlossenen Position, in der sie zusammen teilweise den Formhohlraum begrenzen, und einer offenen Position verschoben werden können, in der der geformte Informationsträger aus dem Werkzeug ausgeworfen werden kann. Ein drittes Formteil, das in der geschlossenen Position der zwei ringförmigen Formglieder durch die Mitte eines der ringförmigen Elemente, durch den Formhohlraum und in das Mittelloch des anderen Elementes geschoben wird, stellt das Mittelloch des Informationsträgers her. Ein viertes Formteil (mitunter als Auswerfer bezeichnet) wird ebenfalls durch die Mitte eines der ringförmigen Elemente geschoben, während sich letztere in der offenen Position befinden, um den Informationsträger aus dem Formwerkzeug auszuwerfen. Die plane Fläche, an der der Stempel gehalten wird, wird von einem der ringförmigen Formelemente gebildet.
• Auf der ganzen Welt wird der ringförmige Stempel an der flachen Stirnfläche des Formhohlraums mittels einer Klemmlippe oder einer Klaue festgehalten, die mit dem Umfangsabschnitt des Stempels um sein Mittelloch herum in Kontakt kommt, wobei die Klemmlippe bzw. -klaue von einem ringförmigen Stempelhalter getragen wird, der in das Mittelloch eines der ringförmigen Formelemente eingepasst wird und der eine radiale Stirnfläche aufweist, die mit der Oberfläche des Stempels bündig ist. Der Stempelhalter bildet die Bohrung, in der normalerweise der Auswerfer gleitet, oder in der in einigen Fällen eine Auswerferbuchse gleitet. Dadurch weisen damit hergestellte plattenförmige Informationsträger ringförmige Nuten auf, die koaxial nahe an dem Mittelloch ausgebildet sind. Dies kann ästhetisch störend wirken, insbesondere dann, wenn die Stirnfläche des Trägers mit Aufdrucken auf der Oberfläche bebildert bzw. verziert ist.
• WO92/08597 sowie WO94/20288 offenbaren den Einsatz einer Ansaugeinrichtung bzw. einer Magneteinrichtung als Alternative zu mechanischen Einrichtungen, mit denen der Stempel in dem Formhohlraum in Position gehalten wird. WO94/19166 offenbart das Vorhandensein einer Reihe von Löchern in der Stirnwand des Formhohlraums, mit denen der Stempel durch Ansaugen an der Stirnwand gehalten wird. JP-A-05 06 2252 sowie EP-A-0 537 953 offenbaren das Vorhandensein eines Magneten, der den Stempel in dem Formhohlraum in Position hält. Bei dem Magneten kann es sich um einen Ringmagneten handeln, der mit der Werkzeugfläche bündig ist, an der der Stempel gehalten wird. US-A-5 612 062 offenbart den Einsatz eines ringförmigen Permanentmagneten, der mit einer ringförmigen Manschette an einem Endabschnitt einer Stempelplattenbuchse bzw. eines Stempelhalters gehalten wird.
• Das ringförmige Formelement, das die Stirnfläche bildet, an der der Stempel gehalten wird, stellt ein sehr teures Bauteil dar. Wegen dieses hohen Wertes wird davor zurückgeschreckt, das ringförmige Formelement abzuwandeln oder anderweitig mechanisch zu bearbeiten, wie dies erforderlich wäre, wenn es mit Löchern in seiner Stirnwand versehen werden, und weiter abgewandelt werden sollte, um den Stempel durch Ansaugen oder Magnetkraft daran halten zu können. Es ist bei der Herstellung von Formwerkzeugen üblich, das Metall, das den Formhohlraum bildet, zu härten und dann zu schleifen und zu polieren, um zu gewährleisten, dass der für die Oberflächengüte erforderliche Standard erreicht wird. Durch diese Anforderung ist der Einsatz von Eisenmetall notwendig. Dadurch entstehen Probleme, wenn der Einsatz einer Magneteinrichtung in Erwägung gezogen wird, da zu erwarten ist, dass das Eisenmetall einen erheblichen Teil des Magnetfeldes absorbiert, so dass nicht ausreichend Magnetkraft verbleibt, um den Stempel zufriedenstellend zu halten. Dies gilt besonders dann, wenn die Magneteinrichtung die Form eines Rings haben soll, der unter der Fläche anzubringen ist, da, wenn nur 1 mm Eisenmetall zwischen dem Ringmagnet und dem Stempel vorhanden ist, die Magnetkraft so weit verringert würde, dass sie aufgrund der Beanspruchung bei dem Herstellungsverfahren nicht ausreichen würde, um den Stempel bei der Herstellung des Informationsträgers zu halten. Des Weiteren wäre ein Magnetring geeigneter Größe sehr teuer und würde sich schwer herstellen lassen, da das Magnetmaterial besonders spröde ist und daher die Gefahr besteht, dass es beim Bearbeiten oder beim Anbringen brechen würde.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Einrichtung zum Halten eines ringförmigen Stempels an der Fläche des anderen ringförmigen Formelementes zu halten, die einen praktikablen Kompromiss zwischen den oben erläuterten, einander widersprechenden Anforderungen darstellt.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Magnetanordnung geschaffen, um einen ringförmigen Stempel gegen eine flache Stirnfläche eines Formglieds einer Formmaschine für die Herstellung eines ringförmigen, plattenförmigen Informationsträgers zu halten, die aus einer Vielzahl einzelnen Magneten und Haltevorrichtungen besteht, die die am Umfang in gleichen Abständen zueinander angeordneten Magnete in einer ringförmigen Anordnung halten, damit die Magnete direkt gegen den Stempel wirken, um den Stempel gegen die flache Stirnfläche zu halten.
• Vorzugsweise sind die Haltevorrichtungen aus einem Nichteisen-Material gebildet. Die Magneten sind herkömmlicherweise Stabmagnete, die in jeweiligen, in die Oberfläche des Nichteisen-Materials der Haltevorrichtungen eingeformten Hohlräumen eingekapselt sind, wobei die Hohlräume derart geformt sind, dass die Magnete normal bzw. senkrecht mit der Oberfläche der Haltevorrichtungen ausgerichtet sind, mit denen die jeweiligen Enden der Magnete bündig sind und gegen die der Stempel durch von den Magneten ausgeübte Magnetkraft gehalten wird.
• Praktischerweise sind die Oberflächen der Haltevorrichtungen und die freiliegenden Enden der Magnete geschliffen und poliert, um mit der flachen Stirnfläche des Formglieds abgeglichen zu werden.
• Bei einer bevorzugten Ausführung sind die Magnete in Paaren angeordnet, so dass sich die Nord- und Südpole gegenüberliegen. Die bevorzugten Magnete sind Seltenerdmagnete, praktischerweise Samarium-Kobalt-Magnete oder möglicherweise Neodym-Eisen- Bor-Magnete. Vorzugsweise sind die Haltevorrichtungen in einem separaten Stempelhalter integriert, der in eine Bohrung eingesetzt ist, die koaxial in das Formglied geformt ist. Praktischerweise umfassen die Haltevorrichtungen ein ringförmiges Glied aus Nichteisen-Material, das, beispielsweise durch Schrauben oder durch Presspassung oder Verbolzung, an einer Stirnfläche einer koaxialen, röhrenförmigen Komponente aus gehärtetem Eisenmaterial gesichert ist. Die Magnete können in einen jeweiligen Hohlraum in dem ringförmigen Glied mit einem Hochtemperaturkleber eingeklebt werden oder auf andere Weise befestigt werden.
• Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung sowie eine Abwandlung derselben werden im Folgenden als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
• Fig. 1 eine Form eines Stempelhalters zeigt, der die vorliegende Erfindung verkörpert und in ein ringförmiges Formglied eingesetzt ist, das die Stirnseite aufweist, an der ein Stempel von dem Stempelhalter gehalten werden soll, wobei das Formglied in einer Durchmesserebene geschnitten ist;
• Fig. 2 eine teilweise als Schnitt ausgeführte Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Stempelhalters, jedoch in größerem Maßstab als in Fig. 1 ist, wobei der Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 3 ausgeführt ist;
• Fig. 3 eine Seitenansicht des Stempelhalters in der Richtung von Pfeil A in Fig. 2 ist;
• Fig. 4 ein Querschnitt durch ein Detail des in Fig. 2 dargestellten Stempelhalters in größerem Maßstab ist; und
• Fig. 5 ein Querschnitt durch einen Teil einer abgewandelten Form eines Stempelhalters ist, der die vorliegende Erfindung verkörpert.
• Fig. 1 zeigt ein Ringwerkzeug 10, das einen Teil einer Spritzgießform zum Herstellen eines ringförmigen, plattenförmigen Informationsträgers bildet, der allgemein als Compact Disc bekannt ist. Das ringförmige Werkzeug 10 weist eine radiale Stirnfläche auf, an der der ringförmige Stempel S direkt gehalten wird. Die andere Seite des Stempels S dient als eine Stirnfläche des Formhohlraums. Das ringförmige Werkzeug 10 weist ein Mittelloch 12 auf. Der Abschnitt des Mittellochs 12, der sich von der radialen Fläche 11 nach innen erstreckt, ist in Fig. 1 und 3 als eine doppelt abgesetzte Bohrung 13, 14 sowie 15 umfassend dargestellt, dies ist jedoch als rein beispielhaft zu verstehen.
• Er könnte jede beliebige bekannte Form haben. So könnte er beispielsweise konisch sein.
• Ein röhrenförmiger Stempelhalter, der allgemein mit 16 gekennzeichnet ist, ist in das Mittelloch 12 eingesetzt und geeigneter Weise so geformt, dass er in den Abschnitt des Mittellochs 12 passt, der sich von der radialen Fläche 11 aus nach innen erstreckt.
• Fig. 2 und 4 zeigen, dass der röhrenförmige Stempelhalter 16 einen Ring 17 aus Nichteisen-Metall umfasst, der auf eine Röhre 18 aus gehärtetem Eisenmaterial so aufgeschraubt ist, dass die Röhre 18 an einem Ende über den Ring 17 vorsteht. Die Röhre 18 weist einen radialen Abschlussflansch 19 an dem einen Ende auf. Ein äußeres Schraubengewinde 21 ist an der Außenfläche der Röhre 18 ausgebildet und entspricht einem Innengewinde, das in einem Bohrungsabschnitt einer abgesetzten Bohrung des Rings 17 mit kleinerem Durchmesser ausgebildet ist, um den Ring 17 und die Röhre 18 aneinander zu befestigen. Der Bohrungsabschnitt des Rings 17 mit größerem Durchmesser hat eine axiale Länge, die etwas geringer ist als die axiale Länge des radialen Abschlussflansches 19, wobei die Differenz im Wesentlichen der Dicke des Stempels S entspricht. Die radial außenliegende Fläche des Rings 17 ist ebenfalls abgesetzt, wobei der Bohrungsabschnitt des Rings 17 mit größerem Durchmesser in dem Abschnitt des Rings 17 mit größerem Durchmesser ausgebildet ist. Eine Ringnut für einen O-Ring ist in der radial außenliegenden Fläche des Abschnitts des Rings 17 mit kleinerem Durchmesser an den Absatz in dieser radial außenliegenden Fläche angrenzend ausgebildet. Der Ring 17 wird auf die Röhre 18 so aufgeschraubt, dass der radiale Abschlussflansch 19 der Röhre 18 in dem Absatz aufgenommen wird, der zwischen den Abschnitten 22 und 23 des Rings 17 mit kleinerem bzw. größerem Durchmesser ausgebildet ist. Die sich in Umfangsrichtung anschließende Kante, die an dem Ende des Bohrungsabschnitts 23 mit größerem Durchmesser ausgebildet ist, der weiter von dem Bohrungsabschnitt 22 mit kleinerem Durchmesser entfernt ist, ist genau als rechtwinklige Kante α ausgebildet.
• Fig. 3 zeigt, dass der Ring 17 eine Umfangsanordnung von Stabmagneten 24 trägt. Jeder Stabmagnet 24 ist in eine entsprechend bemessene Sackbohrung 20 eingesetzt, wie dies in Fig. 2 und 4 dargestellt ist. Jeder Magnet 24 ist in der entsprechenden Sackbohrung 20 eingekapselt und kann darin mit einem Hochtemperaturkleber eingeklebt werden, der Temperaturen bis zu ungefähr 200ºC widersteht. Bei den Magneten 24 handelt es sich um Samarium-Kobalt-Magnete, und sie sind so angeordnet, dass ihre Pole voneinander im Wesentlichen parallel zur Achse des röhrenförmigen Stempelhalters 16 beabstandet sind, so dass sie senkrecht zu der Stirnfläche des Abschnitts des Rings 17 mit größerem Durchmesser ausgerichtet sind, der den radialen Abschlussflansch 19 aufnimmt. Des Weiteren sind abwechselnde Paare der Magnete 24 so angeordnet, dass ihre Nord- und ihre Südpole einander gegenüberliegen. Die Abschlussfläche des Rings 17, die die Enden der Magneten 24 umgibt, die freiliegenden Enden dieser Magnete 24 und die Abschlussfläche des radialen Abschlussflansches 19 sind geschliffen und poliert. Auch diese Abschlussfläche des Rings 17 bildet eine rechtwinkelige Kante mit der radial außenliegenden Fläche des radialen Abschlussflansches 19.
• Da die Gefahr besteht, dass die Magnete bei der Herstellung des Stempelhalters 16 angeschlagen werden oder springen, können die geschliffene und polierte Abschlussfläche des Rings 17, die die Enden der Magnete 24 umgibt, und die Abschlussflächen dieser Magnete 24 mit einer dünnen Schicht aus hochtemperaturestem, wärmehärtbarem Harz beschichtet werden, um die Magnete 24 in ihren jeweiligen Bohrungen 20 zu halten.
• In Funktion wird der Stempel S über der radialen Fläche 11 des ringförmigen Formenteils 10 positioniert, wobei sein Mittelloch um den aufrechtstehenden, vorstehenden Abschnitt des radialen Abschlussflansches 19 der Röhre 18 herum gepasst ist, so dass der radial innenliegende Abschnitt des Stempels 16 auf der polierten Abschlussfläche des Rings 17 aufsitzt und dort durch den Magnetismus der Umfangsanordnung von Magneten 24 gehalten wird. Die polierte Abschlussfläche des radialen Abschlussflansches 19 ist bündig mit der Stirnfläche des Stempels S. die als Stirnfläche des Formhohlraums dient.
• Der Ring 17 muss nicht auf die Röhre 18 aufgeschraubt werden, sondern er kann daran auf jede beliebige geeignete Weise befestigt werden. So kann er beispielsweise auf die Röhre 18 pressgepasst werden, und der Ring 17 sowie die Röhre 18 können miteinander verbolzt werden, wobei sich jeder der Bolzen radial zwischen einem benachbarten Paar der Magnete 24 erstreckt.
• Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Form eines röhrenförmigen Stempelhalters 30, der bei einer anderen Art von Spritzgießformen zum Herstellen eines ringförmigen, plattenförmigen Informationsträgers eingesetzt wird. Der röhrenförmige Stempelhalter 30 enthält ebenfalls eine Röhre 31 aus gehärtetem Eisenmaterial und wird im Wesentlichen auf die gleiche Weise wie der Stempelhalter 16, der oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 4 beschrieben und in diesem dargestellt ist, zusammen mit einer Auswerferbuchse 32 eingesetzt, die in beiden Richtungen in der Bohrung 33 der Röhre 31 verschoben werden kann, wie dies mit den Pfeilen X angedeutet ist.
• Die zylindrische Außenfläche der Röhre 31 ist so abgesetzt, dass sie einen radial nach außen vorstehenden ringförmigen Flansch 34 aufweist, der den Hauptteil 35 der Röhre 31 von einem Endabschnitt 36 mit kleinerem Durchmesser trennt, an dem ein äußeres Schraubengewinde 37 ausgebildet ist. Die Außenfläche des Flansches 34 ist so abgesetzt, dass sie einen einzelnen Absatz aufweist, wobei der Abschnitt mit kleinerem Durchmesser der Durchmesser ist, der näher an dem Schraubengewinde 37 liegt.
• Ein Ring 38 aus Nichteisen-Metall ist auf den mit Schraubengewinde versehenen Endabschnitt 36 der Röhre 31 aus gehärtetem Eisenmaterial so aufgeschraubt, dass er an der Abschlussfläche 39 des radialen Flansches 34 mit kleinerem Durchmesser anliegt und damit zusammenwirkt und eine Ringnut für einen O-Ring bildet. Die axiale Länge des Rings 38 ist im Wesentlichen die gleiche wie die des Endabschnitts 36 der Röhre 31 mit kleinerem Durchmesser, so dass die Flächen des Rings 38 und der Röhre 31, die von dem Flansch 34 entfernt sind, im Wesentlichen bündig sind.
• Wie der Ring 17 der oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 4 beschriebenen und in diesen dargestellten Ausführung trägt der Ring 38 eine Umfangsanordnung aus Stabmagneten 24a. Jeder Stabmagnet 24a ist in eine entsprechend bemessene Sackbohrung 20a eingesetzt. Jeder Magnet 24a ist in der entsprechenden Sackbohrung 20a eingekapselt und kann darin mit einem Hochtemperaturkleber festgeklebt werden, der Temperaturen von bis zu ungefähr 200ºC widersteht. Bei den Magneten handelt es sich um Seltenerdmagneten, und sie sind so angeordnet, dass ihre Pole voneinander im Wesentlichen parallel zu der Achse des röhrenförmigen Stempelhalters 30 beabstandet sind, so dass sie senkrecht zu der Fläche des Rings 38 ausgerichtet sind. Des Weiteren sind abwechselnde Paare der Magnete 24a so angeordnet, dass ihre Nord- und ihre Südpole einander gegenüberliegen. Die Abschlussfläche des Rings 24a, die freiliegenden Enden der Magnete 24a und die Abschlussfläche der gehärteten Eisenröhre 31 sind geschliffen und poliert und können mit einer dünnen Schutzbeschichtung überzogen sein, bei der es sich um eine Harzbeschichtung handeln kann.
• In Funktion wird der Stempel S über dem ringförmigen Formteil, in das der ringförmige Stempelhalter 30 eingesetzt ist, und über dem Ring 38 sowie den freiliegenden Enden der Magneten 24a positioniert. Der Stempel S ist in Bezug auf den ringförmigen Stempelhalter 30 durch einen vorspringenden Abschnitt der Auswerferbuchse 32 seitlich angeordnet, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, und wird dort durch den Magnetismus der Umfangsanordnung von Magneten 24a gehalten, die direkt auf ihn wirken.
• Es kann vorgezogen werden, dass der Ring 38 auf das Ende der Röhre 31 pressgepasst wird und der Ring 38 dem Abschnitt des ringförmigen Flansches 34 mit größerem Durchmesser entspricht.

Claims (10)

1. Eine Magnetanordnung, um einen ringförmigen Stampel (5) gegen eine flache Stirnfläche (11) eines Formglieds (10) einer Formmaschine für die Herstellung eines ringförmigen, plattenförmigen Informationsträgers zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Vielfalt einzelner Magneten und Haltevorrichtungen (17, 38) besteht, die die am Umfang in gleichen Abständen zueinander angeordneten Magnete (24, 24a) in einer ringförmigen Anordnung halten, damit die Magnete (24, 24a) direkt gegen den Stempel (5) wirken, um den Stempel gegen die flache Stirnfläche (11) zu halten.

2. Eine Magnetanordnung nach Patentanspruch 1, wobei die Haltevorrichtungen (17, 38) aus einem Nichteisen-Material gebildet sind.

3. Eine Magnetanordnung nach Patentanspruch 2, wobei die Magnete (24, 24a) Stabmagnete sind, die in jeweiligen, in die Oberfläche des Nichteisen- Materials der Haltevorrichtungen (17, 38) eingeformten Hohlräumen (20, 20a) eingekapselt sind, wobei die Hohlräume (20, 20a) derart geformt sind, dass die Magnete (24, 24a) normal mit der Oberfläche der Haltevorrichtungen (17, 38) ausgerichtet sind, mit denen die jeweiligen Enden der Magnete (24, 24a) bündig sind und gegen die der Stempel (5) durch von den Magneten (24, 24a) ausgeübte Magnetkraft gehalten wird.

4. Eine Magnetanordnung nach Patentanspruch 3, wobei die Oberfläche der Haltevorrichtungen und die freiliegenden Enden der Magnete (24, 24a) geschliffen und poliert sind, um mit der flachen Stirnfläche (11) des Formglieds (10) abgeglichen zu sein.

5. Eine Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Magnete (24, 24a) in Paaren angeordnet sind, so dass sich die Nord- und Südpole der Magnete (24, 24a) gegenüber liegen.

6. Eine Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Magnete (24, 24a) Seltenerdmagnete sind.

7. Eine Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Haltevorrichtungen (17, 38) in einem separaten Stempelhalter (16, 30) integriert sind, der in eine Bohrung (13) eingesetzt ist, die koaxial in das Formglied (10) geformt ist.

8. Eine Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder einem der Ansprüche 5 bis 7, wenn rückbezogen zu Anspruch 2, wobei die Haltevorrichtungen ein ringförmiges Glied, (17, 38) aus Nichteisen-Material umfassen, das an einer koaxialen, röhrenförmigen Komponente (18, 31) aus gehärtetem Eisenmaterial gesichert ist.

9. Eine Magnetanordnung nach Patentanspruch 8, wobei die koaxiale röhrenförmige Komponente (18, 31) axial über die besagte Oberfläche der Haltevorrichtungen (17, 38) hinausragt, um seitliche Ausrichtung für den Stempel (5) zu liefern, der gegen die flache Stirnfläche (11) gehalten wird.

10. Eine Magnetanordnung nach Patentanspruch 8 oder Anspruch 9, wobei die Magnete (24, 24a) mit einem Hochtemperaturkleber in einen jeweiligen Hohlraum (20, 20a) im ringförmigen Glied (17, 38) eingeklebt sind.