EP1441892A1

EP1441892A1 - Vorrichtung zum entnehmen eines spritzgegossenen substrates aus einem spritzgiesswerkzeug

Info

Publication number: EP1441892A1
Application number: EP02754977A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Hechtl
Original assignee: Krauss Maffei Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: KraussMaffei Technologies GmbH
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2004-08-04
Also published as: CN1575222A; US20040224050A1; TW567136B; US7156650B2; WO2003037602A1; DE10152932A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entnehmen eines spritzgegossenen Substrates (10) aus einem Spritzgiesswerkzeug, mit einem zwischen die Hälften (2, 4) des Spritzgiesswerkzeuges ein- und ausschwenkbaren und mit Substrathaltemitteln ausgestatteten Hebel (24). Bei Entfernung des Angussteils (11) ausserhalb des Werkzeugs ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass zum Halten des Substrates (10) ein eine Ausnehmung oder eine Öffnung (22) aufweisendes Substrathalteteil (23) vorgesehen ist, wobei die Ausnehmung oder die Öffnung (22) derart gestaltet ist, dass sie zur Aufnahme des Angussteils (11) geeignet ist. Bei Entfernung des Angussteils (11) innerhalb des Werkzeugs ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass zum Halten des Substrates (10) ein Zapfen (56) vorgesehen ist, der in eine in dem Substrat (10) durch Abtrennen des Angussteils (11) erzeugte Ausnehmung oder Öffnung (55) einführbar ist. In beiden Ausführungen ist sichergestellt, dass das Substrat formschlüssig mit dem Halteteil verbunden ist und die Schwenkgeschwindigkeit des Hebels erhöht werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Substrat während der Schwenkbewegung verrutscht oder sich von dem Halteteil löst.

Description

VORRICHTUNG ZUM ENTNEHMEN EINES SPRITZGEGOSSENEN SUBSTRATES AUS EINEM S PRITZGIE S SWΞRKZEUG

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entnehmen eines spritzgegossenen Substrates aus einem Spritzgießwerkzeug gemäß den Oberbegriffen der nebengeordneten Patentanspruch 1 und 8. Die Erfindung betrifft ferner eine mit einer solchen Entnahmevorrichtung ausgestattete Spritzgießmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 16.

Bevorzugtes Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung optischer Datenträger wie CD, CD-R, DVD, DVD-R, Single-CD, OBC, oder dergleichen.

Aus der EP 0 205 152 A2 und der DE 2414741 ist es bekannt, zur Entnahme eines spritzgegossenen Substrates aus einem Spritzgiesswerkzeug einen Greifer vorzusehen, der in das geöffnete Spritzgiesswerkzeug ein- und ausschwenkbar ist und der mit Gummisaugern ausgestattet ist. Der Greifer wird an das spritzgegossene Substrat herangefahren, so daß die Gummisauger in Kontakt mit dem spritzgegossenen Substrat kommen und es wird ein Unterdruck in den Gummisaugern erzeugt, so daß das Substrat an den Gummisaugern haften bleibt. Nachfolgend wird der Greifer zunächst um eine axiale Strecke von der das Substrat enthaltenden Werkzeughälfte wegbewegt, um das spritzgegossene Substrat aus der Werkzeughälfte zu entformen. Anschließend wird der Greifer aus dem Bereich des Spritzgiess- werkzeugs herausgeschwenkt und gedreht, so daß das Substrat in horizontaler Lage an nachfolgende Bearbeitungsstationen übergeben werden kann.

Die bisher verwendeten Greifer mit Gummisaugern sind jedoch nicht in der Lage, das Substrat innerhalb kürzester Zeit aus dem Spritzgießwerkzeug zu entnehmen und herauszuführen. Dies liegt daran, daß die erreichbaren Schwenkgeschwindigkeiten von der Haltekraft der Gummisauger abhängig sind. Die bei einer schnellen Schwenkbewegung auftretenden Trägheitskräfte können so groß werden, daß die Substrate von den Gummisaugern völlig abrutschen und abfallen oder zumindest verrutschen, so daß die Übergabe an nachfolgende Bearbeitungsstationen nicht mehr mit der erforderlichen Positioniergenauigkeit ausgeführt werden kann. Im Ergebnis kann somit bei der Herstellung der optischen Datenträger die für eine wirtschaftliche Produktion relevante Zykluszeit nicht mehr gesteigert werden. Bei der Herstellung von Substraten für optische Datenträger ist es üblich, den in einer Plasti- fiziereinheit aufgeschmolzenen Kunststoff in der Mitte der Substrate über einen senkrecht zur Substratebene verlaufenden Angusskanal zuzuführen und im Bereich der späteren Öffnung in der Mitte des Substrats gleichmässig über den Umfang dieser Öffnung verteilt in den Formhohlraum einzuleiten. Das beim Spritzvorgang im Angusskanal gebildete Angussteil muss nach der Abkühlphase aus dem Substrat herausgetrennt und entfernt werden.

Aus der DE-OS 28 38 634 ist es bekannt, bei der Herstellung eines ringförmigen Artikels im Spritzgießverfahren das einstückig mit dem Artikel zusammenhängende Angussteil durch Herausstanzen innerhalb des Spritzgießwerkzeugs von dem spritzgegossenen Artikel abzutrennen und mittels eines Angussauswerfers auszuwerfen. Bei der Herstellung von Substraten für optische Datenträger der eingangs genannten Art werden höchste Ansprüche an Präzision und Staubfreiheit gestellt. Daher birgt das Herstellen der zentralen Öffnung durch das Herausstanzen des Angussteils innerhalb des Spritzgießwerkzeugs erhebliche Risiken.

Um ein Herausstanzen innerhalb des Spritzgießwerkzeugs zu vermeiden, wird in der DE 35 26 632 C2 vorgeschlagen, die Öffnung des Substrats zum überwiegenden Teil ihrer axialen Erstreckung schon während des Spritzgießens herzustellen. Der Verbindungsbereich zwischen dem Substrat und dem Angussteil kann dabei so gering gewählt werden, daß der Querschnitt für den Durchtritt der Kunststoffschmelze gerade noch ausreicht. Das Angussteil ragt dabei im Verbindungsbereich in axialer Richtung etwas über das Substrat hinaus. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagenen, die axiale Versetzung und den Durchmesser des über das Substrat hinausragenden Teils des Angussteils so zu wählen, daß beim Abtrennen des Angußteils von dem Substrat eine im Winkel von 45° zur Ebene der Öffnung des Subtrats geneigte Trennkante entsteht und der spritzgegossene Teil 70% und der abzutrennende Teil 30% der axialen Länge der Öffnung betragen. Nach der Abkühlphase wird das Angussteil durch eine Hinterschneidung in einer in dem Werkzeug axial beweglichen Hülse gehalten, innerhalb derer ein Auswerfer axial bewegt werden kann. Durch Zurückziehen der Hülse wird das Angussteil entlang der schmalen Trennkante von dem Substrat getrennt. Die Hülse wird weiter nach hinten bewegt, bis sich das Angussteil im Bereich einer Öffnung im Spritzgießwerkzeug befindet. Durch Vorwärtsbewegen des Auswerfers wird das Angussteil aus der Büchse ausgestossen und kann über die Öffnung aus dem Spritzgiesswerkzeug herausfallen. Zur Entnahme des Substrats wird in an sich bekannter Weise ein Greifer in das geöffnete Spritzgiesswerkzeug eingeschwenkt, der mit Gummisaugern ausgestattet ist, die ausserhalb des Informationsbereichs des optischen Datenträgers angesetzt werden, insbesondere innerhalb des sogenannten Spannbereichs. Das Substrat kann aber auch nach der Entformung im Werkzeug in eine Ablaufrinne gestoßen werden. Die Verwendung einer Ablaufrinne ist jedoch bei Substraten für optisch lesbare Visitenkarten (sogenannte OBC = Optical Business Card) wegen der rechteckigen Form dieser Substrate weniger geeignet.

Durch das Entfallen eines Stanzvorgangs gibt es zwar im Vergleich zu der zuvor genannten DE-OS 28 38 634 keinen Stanzkantenverschleiss und auch die Staubbildung ist deutlich vermindert. Dennoch lässt sich auch bei dem hier ausgeführten Abtrennen an einer Trennkante die Staubbildung nicht völlig ausschließen. Insofern ist es vorteilhafter, wenn das Substrat zusammen mit dem Angussteil aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen wird und die Angussabtrennung ausserhalb des Spritzgießwerkzeugs erfolgt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zunächst eine Vorrichtung zum Entnehmen eines spritzgegossenen Substrates aus einem Spritzgießwerkzeug anzugeben, insbesondere für Substrate von optischen Datenträgern, mit der eine schnelle Schwenkbewegung ausführbar ist, ohne Gefahr zu laufen, dass das Substrat während der Schwenkbewegung verrutscht oder gar abfällt. Der Erfindung liegt desweiteren die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießmaschine anzugeben, insbesondere zum Herstellen eines Substrates für optische Datenträger, mit der einerseits kurze Zykluszeiten erzielbar sind und mit der es gleichzeitig möglich ist, eine Staubbildung innerhalb des Spritzgießwerkzeugs vollständig zu vermeiden.

Die Lösung der zuerst genannten Aufgabe erfolgt durch eine Entnahmevorrichtung mit den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 8. Die Lösung der zweiten Aufgabe erfolgt durch eine Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 16. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen finden sich in den Unteransprüchen.

Der Hauptvorteil der in den nebengeordneten Patentansprüchen 1 und 8 angegebenen Entnahmevorrichtungen liegt darin, daß das Substrat formschlüssig auf einem Zapfen (nach Angussentfernung im Werkzeug) oder in einer Ausnehmung oder Öffnung eines Substrathalteteils (ohne Angussentfernung im Werkzeug) sitzt und die Schwenkgeschwindigkeit des Hebels praktisch beliebig erhöht werden kann, ohne dass man Gefahr läuft, dass das Substrat während der Schwenkbewegung verrutscht oder gar verloren geht.

Zur Fixierung der Lage des Substrats in axialer Richtung (also in Richtung der Werkzeugschließbewegung bzw. parallel zu Schwenkachse des Hebels) können gemäß Unteranspruch 3 unter Federspannung gehaltene Kugeln in dem Zapfen vorgesehen werden oder das Substrat wird mittels Vakuum auf einem Absatz am Zapfen gehalten (Unteranspruch 5 und 6).

Eine besonders kurze Zykluszeit kann erzielt werden, wenn der Hebel nur eine reine Schwenkbewegung ausführen muss, wenn der Zapfen also nicht durch eine axiale Bewegung des Hebels parallel zur Schwenkachse in die Öffnung des Substrates eintauchen muss, um es aus der Werkzeughälfte zu entformen, sondern wenn, wie im Unteranspruch 7 angegeben, eine in Werkzeugschließrichtung verfahrbare Hülse in der das Substrat tragenden Werkzeughälfte vorgesehen ist, mit der das Substrat auf den Zapfen aufgeschoben werden kann.

Die Ausgestaltung gemäß den Patentansprüchen 8 bis 15 hat den zusätzlichen Vorteil, daß das Abtrennen des Angussteils ausserhalb des Spritzgießwerkzeugs vollzogen werden kann, so daß prinzipiell keine Staubbildung innerhalb des Spritzgießwerkzeugs auftreten kann. Zur gemeinsamen Entnahme von Substrat und dem mit ihm verbundenen Angussteil wird der Hebel an seinem einen Ende mit einem Substrathalteteil ausgestattet, das zur Aufnahme des Angussteils geeignet ist. Entweder ist in dem Substrathalteteil eine Ausnehmung (Vertiefung) vorgesehen, in die das Angussteil hineinpasst, und zwar wenigstens mit seinem sich an das Substrat anschließenden Bereich. Oder das Substrathalteteil weist eine zur Aufnahme des Angussteils geeignete Öffnung auf, so dass das Angussteil auf der dem Substrat abgewandten Seite über das Substrathalteteil hinausragen kann; auch in diesem Fall soll die Öffnung soll gestaltet sein, dass wenigstens der sich an das Substrat anschließende Bereich des Angussteils in die Öffnung hineinpasst.

Für den bevorzugten Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung ist gemäß Unteranspruch 11 vorgesehen, das Angussteil so zu gestalten, dass es einen gegenüber dem Substrat vorstehenden Teil aufweist und daß die Ausnehmung oder die Öffnung des Substrathalteteils dem Durchmesser des vorstehenden Teils des Angussteils angepasst ist. Damit sich das Angussteil in dem Substrathalteteil nicht verklemmt, sollte der Durchmesser der Ausnehmung oder der Öffnung in dem Substrathalteteil weniger als 0,05mm, vorzugsweise 0,01 mm bis 0,03mm, größer sein als der Durchmesser des vorstehenden Teils des Angussteils (Unteranspruch 12).

Zur Fixierung der Lage des Substrats in axialer Richtung (also in Richtung der Werkzeugschließbewegung bzw. parallel zu Schwenkachse des Hebels) sind gemäß Unteranspruch 13 Vakuumkanäle in der Auflagefläche vorgesehen, die in der Regel den Spannbereich nicht überschreitet (Unteranspruch 14). Da somit keine Gummisauger an dem Substrat angreifen, werden keine Abdrücke auf dem Substrat hinterlassen, auch nicht im Spannbereich. Dies ist insofern vorteilhaft, als Saugerabdrücke zu Problemen beim αachfolgenden Metallisieren des

Substrates führen können und zunehmend der Wunsch besteht, nicht nur den Informationsbereich, sondern auch den Spannbereich zu metallisieren, um dort später Information aufdrucken zu können.

Eine besonders kurze Zykluszeit kann auch hier erzielt werden, wenn der Hebel nur eine reine Schwenkbewegung ausführen muss, wenn das Substrathalteteil also nicht durch eine axiale Bewegung des Hebels parallel zur Schwenkachse auf das Substrat hin bewegt werden muss, um es aus der Werkzeughälfte zu entformen, sondern wenn, wie im Unteranspruch 15 angegeben, eine in Werkzeugschließrichtung verfahrbare Hülse in der das Substrat tragenden Werkzeughälfte vorgesehen ist, mit der das Substrat zusammen mit dem Angussteil in die Ausnehmung oder die Öffnung des Substrathalteteils eingedrückt werden kann.

Die in den Patentansprüchen 16 bis 20 angegebene Spritzgießmaschine, insbesondere zum Herstellen eines Substrates für optische Datenträger, kombiniert die Vorteile des schnellen Entnahmehandlings in der Ausgestaltung der Patentansprüche 8 bis 15 mit einer auf dieses Entnahmehandling abgestimmten Angussentfernung. Auf diese Weise wird sowohl die Zykluszeit herabgesetzt als auch die sich beim Entfernen des Angussteils stellende Problematik der Staubbildung in dem Spritzgießwerkzeug entfällt systembedingt völlig. Durch den passgenauen Sitz des Substrates samt Angussteil in dem Substrathalteteil ist ein sauberer Trennvorgang möglich. Die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 17 hat den zusätzlichen Vorteil, dass beim Trennvorgang Spannungen in dem Substrat weitgehend vermieden werden. Wenn in der Angussabführeinheit mittels ein oder mehrerer Luftdüsen ein Venturi- effekt erzeugt wird (Unteranspruch 18), wird eventuell anfallender Staub beim Abbrechen des Angussteils abgesaugt und somit vom Bereich der Spritzgießwerkzeugs ferngehalten.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 10 näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele betreffen die Herstellung optischer Datenträger wie CD, DVD, OBC oder dergleichen. Gleichwohl ist der Gedanke der vorliegenden Erfindung hierauf nicht beschränkt. Auch bei anderen Spritzgießartikeln kann die erfindungsgemäße Entnahmevorrichtung eingesetzt werden, um kurze Zykluszeiten zu erzielen. Es muss lediglich auf das richtige Zusammenspiel von Spritzgießartikel, Angussteil und Substrathalteteil geachtet werden. Bei der in Figur 1 schematisch dargestellten Schließeinheit einer Spritzgießmaschine sind auf der festen Werkzaufspannplatte 1 eine feste Werkzeughälfte 2 und auf der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 3 eine bewegliche Werkzeughälfte 4 angebracht. Desweiteren sind hier nicht dargestellte Antriebs- und Führungsmittel zum Auf- und Zufahren der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 3 vorgesehen. Die feste Werkzeugaufspannplatte 1 weist eine Öffnung 5 auf, durch die Einspritzdüse 6 eines hier nicht gezeigten Einspritzaggregats an die Angussbuchse 7 herangefahren werden kann. In der festen Werkzeughälfte 2 sind ein Angusskanal 8 und eine Vertiefung 9 vorgesehen, in der das an dem Substrat 10 verbleibende Angussteil 11 geformt wird. In der beweglichen Werkzeughälfte 4 ist ein Formring 12 vorgesehen, der mit Hydraulikeinheiten 13 in Richtung der beweglichen Werkzeughälfte 2 aus- und eingefahren werden kann und den sogenannten Prägering bildet, um in einem Spritz- prägeprozess einen vorvergrößerten Formhohlraum bilden zu können, ohne dass Kunststoffschmelze aus dem vorvergrößerten Formhohlraum austreten kann. In der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 3 und der beweglichen Werkzeughälfte 4 sind eine Entformhülse 14 sowie eine durch das Mittelteil 15 der beweglichen Werkzeughälfte 3 durchgehende Auswerfernadel 16 mit Druckmitteln beaufschlagbar verschieblich angeordnet. Für die Auswerfernadel 16 ist in der Figur 1 beispielsweise ein Kolben 17 in einem Hydraulikzylinder 18 mittels hier nicht dargestellter Druckmitteln mit Druck beaufschlagbar, so daß die Kolbenstange 19 die Auswerfernadel 16 nach vorne bewegt. Mittels einer Rückholfeder 20 wird bei Druckentlastung die Auswerfernadel 16 in ihre Ausgangsposition zurückgezogen. Das Mittelteil 15 weist eine hier nicht ersichtliche Hinterschneidung auf, in der das der beweglichen Werkzeughälfte zugewandte kurze Teil 21 des Angussteils 11 hineingeformt wird.

Zum Entformen des kurzen Teils 21 des Angussteils 11 wird die Auswerfernadel 16 nach vorne bewegt. Zum Entformen des Substrats 10 aus der beweglichen Werkzeughälfte 4 und dem Formring 12 wird die Entformhülse 14 nach vorne bewegt. Durch gleichzeitige Betätigung der Entformhülse 14 und der Auswerfemadel 16 wird das Substrat 10 zusammen mit dem Angussteil 11 in die Öffnung 22 eines Substrathalteteils 23 hineingedrückt. Das Substrathalteteil 23 ist an einem Ende eines Hebels 24 befestigt, dessen anderes Ende an einem hier nicht dargestellten Drehmechanismus ausserhalb des Spritzgießwerkzeugs befestigt ist. Mittels dieses Drehmechanismus wird der Hebel 24 um eine parallel zur Schließrichtung liegende Achse zwischen die Werkzeughälften ein- und ausgeschwenkt.

Nachdem die Entformhülse 14 und die Auswerfemadel 16 zurückgefahren sind, kann der Hebel 24 aus dem Spritzgießwerkzeug 2,4 mit hoher Geschwindigkeit herausgeschwenkt werden. Durch einen geeigneten Zwangsgetriebemechanismus ist die Schwenkbewegung des Hebels 24 an die Bewegung der beweglichen Werkzeughälfte gekoppelt. Hierzu ist insbesondere ein Globoidgetriebe geeignet.

Die Figuren 2 und 3 zeigen im Detail, wie das Angussteil 11 an dem Substrat 10 angeformt ist (siehe hierzu auch das für die Anmelderin erteilte Patent DE 35 26 632 C2). Das kurze Teil 21 weist eine Hinterschneidung 25 auf, die in einer passenden Hinterschneidung im Mittelteil 15 der beweglichen Werkzeughälfte 4 geformt wird. Daran schließt sich ein flaches, im wesentlichen parallel zur Substratebene liegendes Teil 26 an, mit dem der im Angusskanal 8 gebildete längliche Teil 27 verbunden ist. Das flache Teil 26 ragt zu einem kleinen Teil in die Öffnung 28 des Substrats 10 hinein und ein etwas größerer Teil 29 steht gegenüber dem Substrat 10 vor. Zwischen dem Substrat 10 und dem Angussteil 11 , speziell zwischen dem Substrat 10 und dem mittleren Teil 26 des Angussteils gibt es einen schmalen Verbindungsbereich 30, der die spätere Trennkante beim Angussabtrennen bildet.

Aus Figur 4 ist ersichtlich, wie das Substrat 10 mit dem Angussteil 11 nach dem Entformen aus der beweglichen Werkzeughälfte in dem Substrathalteteil 23 passgenau sitzt. Das Teil 29 des Angussteils 11 weist in seinem vorderen Bereich eine Schräge 31 auf, mit dem eine sichere Zentrierung des Substrates mitsamt dem Angussteil 11 in dem Substrathalteteil 23 gewährleistet ist. Das Teil 29 des Angussteils 11 besitzt in seinem, sich an die Schräge 31 anschließenden zylindrischen Bereich 32 einen Durchmesser, der um wenige hundertstel Millimeter (in der Regel zwischen 0,02 mm und 0,05mm) kleiner ist als der Innendurchmesser des Substrathalteteils 23 in diesem Bereich. Das Substrathalteteil 23 weist einen Abschnitt 33 auf, der mit dem Substrat 10 eine ebene Auflagefläche 34 bildet und in dem ein Vakuumkanal 35 verläuft, der an eine hier nicht dargestellte Vakuumpumpe angeschlossen ist. Mit dem Angussteil 11 ist das Substrat 10 in der Bewegungsrichtung des Hebels 24 fixiert und durch den Unterdruck in dem Vakuumkanal 35 in der dazu senkrechten Richtung. Der Vakuumkanal 35 kann als umlaufender Ringkanal ausgebildet sein, der an einen zentralen Vakuumkanal angeschlossen ist, wie dies in Figur 4 der Fall ist, oder es können mehrere Vakuumkanale parallel zu der Längsachse des Substrathalteteils 23 vorgesehen werden, die in der Auflagefläche 34 enden.

Anhand der Figuren 5 bis 8 soll die Herstellung eines Substrates für optische Datenträger nun näher beschrieben werden. Die Schwenkbewegung des Hebels 24 wird soweit von dem Spritzgießwerkzeug nach aussen ausgeführt, daß sich das Substrathalteteil 23 zwischen einem Angussausdrücker 36 und einer Angussabführeinheit 39 befindet. Der Angussausdrücker 36 ist an der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 3 befestigt und wird mit dieser mitbewegt. Die Angussabführeinheit 39 ist an der festen Werkzeugaufspannplatte 1 angebracht. Wenn das Werkzeug geschlossen ist, um eine Spritzgießvorgang auszuführen, stehen sich der Angussausdrücker 36 und die Angussabführeinheit 39 mit einem solchen Abstand gegenüber, daß der Hebel 24 mit dem Substrathalteteil 23 und dem sich darauf befindlichen Substrat 10 aus dem vorangegangenen Spritzgußzyklus (und dem mit ihm verbunden Angussteil 11) gerade dazwischenpasst, wie dies aus den Figuren 5 und 8 ersichtlich ist. Der Angussausdrücker 36 weist einen axial verfahrbaren und auf das Substrat 10 einwirkenden Niederhalter 37 sowie einen axial verfahrbaren und auf das Angussteil 1 einwirkenden Brechstempel 38 auf. Für die Vorwärtsbewegung des Brechstempels 38 auf das Angussteil 11 zu kann beispielsweise ein in einem Zylinder 48 geführter Kolben 49 vorgesehen werden, der in an sich bekannter Weise mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist. Um den Brechstempel 38 in seine Ausgangslange zurückzubewegen kann beipielsweise eine Rückholfeder 50 vorgesehen werden. Analog kann der Betätigunsmechanismus für den Niederhalter 37 ausgebildet sein. Der dem Substrathalteteil 23 zugewandte Bereich der Angussabführeinheit 39 bildet den Gegenhalter 40, der ein Durchbiegen des Hebels 24 beim Ausdrücken des Angussteils 11 verhindert. Wenn der Angussausdrücker 36 auf den Gegenhalter 40 zugefahren wird, wird zunächst der Niederhalter 37 mit dem Substrat 10 auf Anschlag gebracht und nachfolgend wird der Brechstempel 38 nach vorne bewegt und drückt bzw. bricht das Angussteil 11 aus dem Substrat 10 heraus. Durch das Niederhalten des Substrates 10 beim Angussabtrennen treten praktisch keine Spannungen in dem Substrat 10 auf. In dem Gegenhalter 40 ist eine Luftdüse 41 vorgesehen, die an eine hier nicht gezeigte Druckluftquelle angeschlossen ist, so daß in dem Abführkanal 42 ein mit den Pfeilen angedeuteter Luftstrom und damit einhergehend ein Venturieffekt erzeugt werden kann, der das Angussteil 11 und gegebenenfalls anfallenden Brechstaub nach unten absaugt. Aus den Figuren 6 bis 8 ist ersichtlich, wie der Hebel 24 mit dem Substrathalteteil 23 mittels eines Drehmechanismus 61 um die senkrecht auf der Blattebene stehende Drehachse 43 zwischen einer ersten Position zwischen den Werkzeughälften und einer zweiten Position zwischen dem Angussausdrücker 36 und dem Gegenhalter 40 hin- und hergeschwenkt werden kann. Wenn das Angussteil 11 von dem Substrat 10 abetrennt ist, wird es über den Anguss-Abführkanal 42 von der Spritzgießmaschine entfernt und der Hebel 24 kann in die sich mittlerweile wieder öffnenden Werkzeughälften eingeschwenkt werden, während zeitgleich mittels eines Greiferarms 44 das fertige Substrat 10 durch Drehung um eine senkrecht auf der Blattebene stehende Drehachse 45 von dem Angussausdrücker 36 übernommen und an eine nachfolgende Bearbeitungstation 46 übergeben werden kann.

Figur 9 zeigt eine alternative Ausführungsform für das Substrathalteteil 23. Anstelle von Vakuumkanälen 35 in der Auflagefläche 34 sind ausserhalb dieser Auflagefläche 34 Vakuumsauger 47 vorgesehen. Mit dieser Ausführung ist auch eine schnelle Schwenkbewegung möglich, da das Angussteil 11 in der Öffnung 22 des Substrathalteteils 23 passgenau sitzt. Es verbleiben jedoch Abdrücke der Gummisauger 47 auf dem Substrat, so daß diese Ausführungsform dann verwendbar ist, wenn im wesentlichen nur der Informationsbereich des optischen Datenträgers metallisiert werden soll.

Figur 10 zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entnahmevorrichtung, bei der allerdings zuerst das Angussabtrennen im Werkzeug ausgeführt wird, bevor das Substrat an den Schwenkarm übergeben wird. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile, so daß nachfolgend nur auf die wesentlichen Unterschiede eingegangen werden soll. Nach der Fertigstellung des Substrats 10 wird zur Angussabtrennung die Buchse 51 mit der Hinterschneidung 52 hydraulisch nach hinten verfahren. Da das Angusselement 11 in diese Hinterschneidung 52 eingeformt ist, wird es mit nach hinten gezogen und von dem Substrat 10 abgetrennt. Wenn sich die Buchse 51 in ihrer hinteren Position befindet, wie hier dargestellt, wird ein Auswerferstift 53 betätigt, der das Angussteil 11 aus der Hinterschneidung 52 ausstösst, so daß es nach unten in einen Anguss-Abführkanal 42 fallen kann, in den zur Erzeugung eines Venturieffekts Luft über eine Luftdüse 41 eingeblasen werden kann. Zur Entnahme des fertigen Substrates 10 ist ein Hebel 24 in den Bereich zwischen die Werkzeughälften 2 und 3 eingeschwenkt, an dessem Ende ein Substrathalteteil 54 angebracht ist, das einen in Richtung des Substrates 10 vorstehenden und in die Öffnung 55 passenden Zapfen 56 aufweist. Durch Betätigung einer Entformhülse 14 wird das Substrat 10 aus der beweglichen Werkzeughälfte 3 entformt und auf den Zapfen 56 aufgeschoben. Der Zapfen 56 ist passgenau für die Öffnung 55 ausgeführt. In der Regel ist der Durchmesser des Zapfens 56 um wenige hundertstel Millimeter, vorzugsweise zwischen 0,01 mm und 0,05mm, kleiner als der Durchmesser der Öffnung 55 in dem Substrat 10. Auf diese Weise ist das Substrat in der Bewegungsrichtung des Hebels 24 fixiert und der Schwenkarm 24 bzw. Hebel 24 keine eine beliebig schnelle Schwenkbewegung ausführen, ohne daß das Substrat 10 verloren geht oder in seiner Lage verrutscht. Für eine Fixierung in Schließrichtung ist um den Zapfen 56 ein Absatz 57 mit einer Auflagefläche 34 ausgebildet, an dem das Substrat 10 anliegt und der einen Vakuumkanal 35 aufweist.

Figur 11a zeigt die Ausgestaltung des Schwenkarms 24 bzw. Hebels 24 mit dem Substrathalteteil 54, dem Zapfen 56 und dem Vakuumkanal 35 in vergrößerter Darstellung. Die Figuren 11b und 11c zeigen Alternativen zur Fixierung des Substrats 10 in Schließrichtung, nämlich mittels um den Zapfen 56 angeordneter Vakuumsauger 47 (Figur 11b) oder mit einer Kugelraste 58 (Figur 11c), die ausschnittsweise in Figur 10d vergrößert gezeigt ist und mehrere Kugeln 59 (hier ist nur eine dargestellt) aufweist, die mittels Federelementen 60 nach aussen gedrückt werden. Beim Aufschieben des Substrates 10 werden die Kugeln 59 von dem Substrat 10 nach innen gedrückt, wie dies in Figur 10d mit einem Pfeil angedeutet ist. Wenn das Substrat 10 über den Bereich der Kugeln hinaus auf den Zapfen 56 aufgeschoben worden ist, werden die Kugeln 59 von den Federelementen 60 nach radial nach aussen gedrückt und fixieren das Substrat auf dem Zapfen 56.

Das oben beschriebene Substrathalteteil 23 mit der Ausnehmung bzw. Öffnung 22 kann auch an dem Greiferarm 44 des Nachfolgehandlings vorgesehen werden. In diesem Fall wird das Substrat 10 mit dem mit ihm verbundenen Angussteil 11 zunächst von einem ersten Handling aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen und in das Substrathalteteil 23 an dem Greiferam 44 eingesetzt. Nunmehr wird der Greiferarm 44 mit dem Substrathalteteil 23 und dem darin befindlichen Substrat 10 samt Angussteil 11 in eine Angussabtrenneinrichtung geschwenkt, wie sie oben im Zusammenhang mit den Figuren 5 bis 8 beschrieben ist. Auch in diesem Fall können der Angussausdrücker 36 und die Angussabführeinheit 39 wie in den Figuren 7 und 8 gezeigt, an der beweglichen bzw. festen Werkzeugaufspannplatte befestigt sein.

Bezugszeichenliste

feste Werkzeugaufspannplatte feste Werkzeughälfte bewegliche Werkzeugaufspannplatte bewegliche Werkzeughälfte Öffnung in der festen Werkzeugaufspannplatte Einsprizdüse Angussbuchse Angusskanal Vertiefung Substrat Angussteil Formring Hydraulikeinheit Entformhülse Mittelteil der beweglichen Werkzeughälfte Auswerfernadel Kolben für die Auswerfernadel Zylinder für die Auswerfemadel Kolbenstange für die Auswerfemadel Rückholfeder für die Auswerfemadel Kurzer Teil des Angussteils 11 Öffnung im Substrathalteteil Substrathalteteil (erste Ausführungsform) Hebel Hinterschneidung im kurzen Teil 21 des Angussteils 11 Mittleres, flaches Teil des Angussteils 11 Längliches Teil des Angussteils 11 Öffnung im Substrat 10 Über das Substrat 10 hervorstehender Teil des flachen Teils 26 des Angussteils 11 Trennkante Schräge des mittleren Teils 26 des Angussteils 11 Zylindrischer Teil des mittleren Teils 26 des Angussteils 11 Endabschnitt des Substrathalteteils 23 Auflagefläche Vakuumkanal Angussausdrücker

Niederhalter

Brechstempel

Angussabführeinheit

Gegenhalter

Luftdüse

Anguss-Abführkanal

Drehachse des Schwenkarms 10 bzw. Hebels 10

Greiferarm des Nachfolgehandlings

Drehachse des Greiferams 44

Nachfolgende Bearbeitungsstation

Vakuumsauger

Zylinder für den Angussbrechstempel

Kolben für den Angussbrechstempel

Rückholfeder

Axial verfahrbare Buchse

Hinterschneidung

Auswerferstift

Substrathalteteil (zweite Ausführungsform)

Öffnung im Substrat 10

Zapfen

Absatz

Kugelraste

Kugel

Federelement

Drehmechanismus für Hebel 24

Drehmechanismus für Greiferarm 44

Einer der unteren Holme der Schließeinheit

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Entnehmen eines spritzgegossenen und ein Angussteil aufweisendes Substrates aus einem Spritzgießwerkzeug, insbesondere eines Substrates für optische Datenträger, mit einem zwischen die Hälften des Spritzgießwerkzeuges ein- und ausschwenkbaren und mit Substrathaltemitteln ausgestatteten Hebel, dadurch gekennzeichnet, dass zum Halten des Substrates ein Zapfen vorgesehen ist, der in eine in dem Substrat durch Abtrennen des Angussteils erzeugte Ausnehmung oder Öffnung einführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen an seinem in das Substrat eintauchenden Ende einen sich verjüngenden Bereich aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen unter Federspannung gehaltene Kugeln aufweist, die nach dem Eintauchen des Zapfens durch die Öffnung des Substrats hinter dem Substrat aus dem Zapfen herausgedrückt werden.

4. Vorrichtung nach einem der Anrsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zapfen Vakuumkanäle vorgesehen sind, die an eine Vakuumpumpe anschließbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen einen Absatz aufweist, an dem das Substrat anliegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Absatz Vakuumkanäle vorgesehen sind, die in der zur Anlage des Substrats vorgesehenen Oberfläche des Absatzes austreten.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übergabe des Substrates an den Zapfen eine in Werkzeugschließrichtung verfahrbare Hülse in der das Substrat tragenden Werkzeughälfte vorgesehen ist, mit der das Substrat auf den Zapfen aufschiebbar ist.

8. Vorrichtung zum Entnehmen eines spritzgegossenen und ein Angussteil aufweisendes Substrates aus einem Spritzgießwerkzeug, insbesondere eines Substrates für optische Datenträger, mit einem zwischen die Hälften des Spritzgießwerkzeuges ein- und ausschwenkbaren und mit Substrathaltemitteln ausgestatteten Hebel, dadurch gekennzeichnet, dass zum Halten des Substrates ein eine Ausnehmung oder eine Öffnung aufweisendes Substrathalteteil vorgesehen ist, wobei die Ausnehmung oder die Öffnung derart gestaltet ist, dass sie zur Aufnahme des Angussteils geeignet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung oder die Öffnung der Kontur des Angussteils im Bereich des Substrates entspricht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrathalteteil im Bereich der Ausnehumg oder der Öffnung eine ebene Auflagefläche für das Substrat aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrathalteteil für ein Substrat eines optischen Datenträgers vorgesehen ist, das ein Angussteil im Bereich der späteren Öffnung des Substrats aufweist, wobei das Angussteil einen gegenüber dem Substrat vorstehenden Teil aufweist, und daß die Ausnehmung oder die Öffnung des Substrathalteteils dem Durchmesser des vorstehenden Teils des Angussteils angepasst ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Ausnehmung oder der Öffnung in dem Substrathalteteil weniger als 0,05mm, vorzugsweise weniger als 0,03mm größer ist als der Durchmesser des vorstehenden Teils des Angussteils.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auflagefläche ein oder mehrere mit einer Vakuumpumpe verbindbare Vakuumkanäle verlaufen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser der Auflagefläche nicht über den Spannbereich hinausreicht.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übergabe des Substrates an das Substrathalteteil eine in Werkzeugschließ- richtung verfahrbare Hülse in der das Substrat tragenden Werkzeughälfte vorgesehen ist, mit der das Substrat zusammen mit dem Angussteil in die Ausnehmung oder die Öffnung des Substrathalteteils eindrückbar ist.

16. Spritzgießmaschine zum Herstellen eines ein Angussteil aufweisendes Substrates, insbesondere eines Substrates für optische Datenträger, mit einem Spritzgießwerkzeug, mit dem ein Formhohlraum für das Substrat bildbar ist, und das einen Angusskanal zum Einleiten von Kunststoffschmelze in den Formhohlraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entnahme des mit dem Angussteil verbundenen Subtrates eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15 vorgesehen ist, wobei das Substrathalteteil zur Aufnahme des Angussteils mit einer Öffnung ausgestattet ist, und daß ausserhalb des Spritzgießwerkzeugs ein Angussausdrücker zum Abtrennen des Angussteils vorgesehen ist, dergestalt, daß bei ausgeschwenktem Hebel das Substrathalteteil mit dem axial verfahrbaren Stempel des Angussausdrückers fluchtend positionierbar ist und dass auf der dem Stempel abgewandten Seite des Substrathalteteils ein Gegenhalter vorgesehen ist, an den das Substrathalteteil beim Ausdrücken des Angussteils andrückbar ist.

17. Spritzgießmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Angussausdrücker ferner einen den Stempel umgebenden federbelasteten Niederhalter aufweist, der beim Abtrennvorgang an das Substrat andrückbar ist, bevor der Stempel auf das Angussteil auftrifft.

18. Spritzgießmaschine nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter als Angussabführeinheit ausgebildet ist und daß in der Angussabführeinheit eine oder mehrere Luftdüsen zur Erzeugung eines Venturieffekts angeordnet ist.

19. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Angussausdrücker an der beweglichen Werkzeughälfte oder der beweglichen Werkzeugaufspannplatte derart befestigt ist, dass sich der Angussausdrücker bei geschlossenem Werkzeug unmittelbar vor dem Substrat befindet und der Anguss ausgedrückt werden kann.

20. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter an der festen Werkzeughälfte oder der festen Werkzeugaufspannplatte derart befestigt ist, dass sich bei geschlossenem Werkzeug der das Substrat zwischen dem Angussausdrücker und dem Gegenhalter befindet.

21. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmevorrichtung mit einem Standardhandling ausgestattet ist, und daß der Greiferarm des nachfolgenden Handiings mit einem Substrathalteteil gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15 ausgestattet ist.