EP1476291A2

EP1476291A2 - Spritzgiessvorrichtung

Info

Publication number: EP1476291A2
Application number: EP03702260A
Authority: EP
Inventors: Otto Hofstetter; René JUD
Original assignee: Hofstetter Otto AG
Current assignee: Hofstetter Otto AG
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-11-17
Also published as: JP2005517555A; AU2003205488A8; WO2003070444A3; AU2003205488A1; CA2476874A1; WO2003070444A2

Abstract

Die Spritzgiessvorrichtung (1) umfasst eine erste Formhälfte (2a) sowie eine zweite Formhälfte (2b), welche zur Ausbildung eines gemeinsamen Hohlraums (3) ausgestaltet sind, wobei die erste Formhälfte (2a) in der Haltevorrichtung (10) und somit bezüglich der zweiten Formhälfte (2b) schwenkbar gelagert ist.

Description

Spritzqiessvorrichtunq

Die Erfindung betrifft eine Spritzgiessvorrichtung zur Herstellung von plattenförmigen Rohlingen gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 . Aus der Druckschrift US 6,146,579 ist eine Spritzgiessvorrichtung umfassend eine erste Formhälfte sowie eine zweite Formhälfte bekannt, wobei diese beiden Formhälften gegenseitig verschiebbar gelagert sind und einen gemeinsamen, plattenförmigen Hohlraum begrenzen, in welchen ein thermoplastisches Material einführbar ist, um einen Rohling durch Spritzgiessen zu erzeugen. Nach dem Herstellen des plattenförmigen Rohlings werden die beiden Formhälften geöffnet, der Rohling entnommen, und die beiden Formhälften für den nachfolgenden Spritzvorgang wieder zusammengeführt.

Plattenförmige Rohlinge, wie diese beispielsweise zur Herstellung von CDs oder DVDs erforderlich sind, erlauben nur geringe Fertigungstoleranzen. Entsprechende Werte lassen sich der US 6,165,391 entnehmen. So sollten die Oberflächen des plattenförmigen Rohlings absolut planparallel verlaufen, wobei der Dickenunterschied über die ganze Fläche des Rohlings in einer bevorzugten Ausführungsform weniger als 5 μm betragen darf. Beim Spritzgiessen wird eine Kunststoff-Schmelze, beispielsweise ein Polymer, mit Hilfe einer Spritzdüse einem Hohlraum einer Spritzgiessform zugeführt, um derart einen

Rohling zu erzeugen. Die in den Hohlraum fliessende Kunststoff-Schmelze verdrängt die sich im Hohlraum befindlichen Gase, welche somit aus dem Hohlraum entweichen, wogegen die Schmelze im Hohlraum verbleibt. Es ist bekannt, den Hohlraum mit einem federbelasteten Austrittsmittel zu begrenzen, um die Gase entweichen zu lasse und die Schmelze jedoch zurückzuhalten.

Unmittelbar nach dem Spritzgiessen weist der Rohling in der Mitte eine Angussstelle mit einem Angusszapfen auf, welcher üblicherweise durch das Stanzen eines Loches im Zentrum des Rohlings entfernt wird. Das derart gestanzte Loch weist an seinem Rand eine unerwünschte Erhebung beziehungsweise einen Grat auf. Es zeigt sich, dass bei bekannten Spritzgiessvorrichtungen dieser Art die beiden

Formhälften nur mit hohem Aufwand in gewünschter Weise justiert werden können

BESTATIGUNGSKOPIE und nach kurzer Zeit ihre planparallele Positionierung wieder verlieren, d.h. gegen einander kippen und deshalb die gewünschten Fertigungstoleranzen nur sehr schwer einzuhalten sind.

Die genannten federbelasteten Austrittsmittel weisen den Nachteil auf, dass das aus dem Hohlraum austretende Gas einen grossen Widerstand zu überwinden hat, was wiederum die Schmelze am raschen Fliessen innerhalb des Hohlraums behindert. Dies wirkt sich nachteilig auf die Qualität des hergestellten Rohlings aus.

Die durch das Stanzen erzeugte Erhebung erweist sich als besonders nachteilig, wenn eine doppelseitige DVD, auch als DVD-9 bezeichnet, hergestellt wird, in dem zwei Rohlinge konzentrisch angeordnet miteinander verklebt werden. Das durch Stanzen erzeugte Loch birgt somit die Gefahr, dass die beiden verklebten Rohlinge nicht planparallel aufeinanderliegen sondern im Bereich des Lochs eine Erhebung aufweisen.

In Anbetracht dessen, dass ein Rohling üblicherweise eine Dicke von etwa 0,3 mm aufweist, entsteht durch die Erhebung eine wesentliche Verformung, sodass eine derartige DVD unbrauchbar ist.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spritzgiessvorrichtung zu schaffen, mit welcher plattenförmige Rohlinge mit hoher Präzision, d.h. mit geringen

Fertigungstoleranzen, hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einer Spritzgiessvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 10 betreffen weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Spritzgiessvorrichtung.

Die gestellte Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, dass eine erste Formhälfte und eine zweite Formhälfte derart ausgestaltet sind, dass diese Formhälften gegen einander schwenkbar gelagert sind. In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden Mittel vorgesehen, welche ein einfaches Entlüften und Begrenzen des Hohlraums der Spritzgiessform ermöglichen.

Diese Begrenzungsmittel umfassen die Merkmale der Ansprüche 5 bis 7.

Die gestellte Aufgabe wird darüber hinaus dadurch gelöst, dass der von den beiden

Formhälften gebildete Hohlraum von einem Halte- und Trennmittel begrenzt ist, welches eine Ausnehmung für ein Angussteil des Rohlings aufweist, wobei das Halte- und Trennmittel derart ausgestaltet ist, dass der Querschnitt der Ausnehmung reduzierbar ist. Durch das Reduzieren des Querschnittes kann das Angussteil getrennt beziehungsweise geschnitten werden. Das erfindungsgemässe Halte- und Trennmittel weist die Merkmale der Unteransprüche 8 bis 10 auf.

Die erfindungsgemässe Spritzgiessvorrichtung weist den Vorteil auf, dass die erste und zweite Formhälften sehr einfach und äusserst präzise gegenseitig ausrichtbar sind, sodass plattenförmige Rohlinge mit hoher Präzision herstellbar sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eine der Formhälften in einer Haltevorrichtung schwenkbar gelagert. In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform weist die Haltevorrichtung eine konkav ausgestaltete Oberfläche auf, bezüglich welcher zumindest eine der Formhälften schwenkbar gelagert ist.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Formhälfte und der Haltevorrichtung ein thermisches Isolationsmittel angeordnet, welches vorzugsweise aus einem Glas wie beispielsweise Saphirglas, besteht. Das erfindungsgemässe Begrenzungsmittel macht sich die physikalische

Gesetzmässigkeit zu Nutze, dass eine Kapillare mit einer nichtbenetzenden Flüssigkeit nicht gefüllt werden kann, sondern dass die nichtbenetzende Flüssigkeit aus der Kapillare herausgedrückt bzw. verdrängt wird. Das erfindungsgemässe Begrenzungsmittel weist eine Vielzahl kleiner Spalten auf, welche derart bezüglich den Eigenschaften der Schmelze bzw. dem Polymer angepasst ausgestaltet sind, dass der genannte physikalische Effekt auftritt. Die maximal mögliche Breite der Spalten wird insbesondere durch die Oberflächenspannung der Schmelze bestimmt. In einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt die Breite jedes Spaltes etwa 0.06 mm. Die Spaltbreite ist somit kleiner als der Benetzungsradius der Schmelze. Das erfindungsgemässe Begrenzungsmittel weist den Vorteil auf, dass dieses von Gasen problemlos durchströmt werden kann, wogegen die Schmelze zurückgehalten wird. Ein weiterer Vorteil ist die Tatsache, das dem Gas beim Ausströmen kein oder ein nur äusserst geringer Widerstand entgegengesetzt wird, was sich als eigentliche Fliesshilfe für die in den Hohlraum eingespritzte Schmelze auswirkt, sodass diese den Hohlraum gleichmässig verteilt ausfüllt. Zudem weist das erfindungsgemässe Begrenzungsmittel keine beweglichen Teile auf und ist daher wartungsarm und langfristig zuverlässig einsetzbar

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Begrenzungsmittel eine

Mehrzahl elastisch verformbarer Zungen, welche unter Ausbildung eines schmalen Spaltes gegenseitig beabstandet sind Ein derartiges Begrenzungsmittel weist nicht nur die oben erwähnten Vorteile auf, sondern zudem noch die Eigenschaft, dass die durch die Zungen gebildete Begrenzungsflache verformbar ist In einer bevorzugten

Ausfuhrungsform ist das Begrenzungsmittel zugleich als ein Schermittel ausgestaltet, um durch ein Verformen der Zungen einen Teil des Rohlings abzutrennen Das Begrenzungsmittel besteht vorzugsweise aus Metall

Die erfindungsgemässe Spritzgiessvorrichtung weist den Vorteil auf, dass das Angussteil des Rohlings unmittelbar nach den Spritzvorgang einfach, kostengünstig und gratfrei abgetrennt werden kann

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform weist die Spritzgiessvorrichtung ein Halte- und Trennmittel auf, welches aus einer Mehrzahl elastisch verformbarer Zungen besteht In einer bevorzugten Ausfuhrungsform sind die Zungen derart gegenseitig beabstandet angeordnet, dass der dazwischen liegende, schmale Spalt eine Kapillare bildet, in welche die zu verarbeitende Schmelze nicht eindringen kann

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausfuhrungsbeispielen beschrieben Es zeigen

Fig 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Hohlform einer

Spritzgiessvorrichtung,

Fig 2a eine Seitenansicht eines Stempels,

Fig 2b eine Aufsicht des Stempels gemass Fig 2a, Fig 3 einen Längsschnitt durch das obere Teil einer Spritzgiessvorrichtung,

Fig 4 einen Längsschnitt durch das untere Teil einer Spritzgiessvorrichtung,

Fig 5a, 5b eine perspektivische Ansicht einer ersten Formhalfte,

Fig 6a eine Aufsicht auf eine Einsteilvorrichtung,

Fig 6b einen Schnitt durch die Emstellvorπchtung entlang der Schnittlinie A-A, Fig 6c eine perspektivische Ansicht der Einsteilvorrichtung,

Fig 7a einen Schnitt durch ein Begrenzungsmittel, Fig. 7b eine perspektivische Ansicht des Begrenzungsmittels; Fig. 7c, 7d Detailansichten des Begrenzungsmittels; Fig. 8a eine Frontansicht eines Halte- und Trennmittels; .Fig. δbeinen Längsschnitt des Halte- und Trennmittels; Fig. 8c eine perspektivische Ansicht des Halte- und Trennmittels; Fig. 9 und 10 Detailansichten des Halte- und Trennmittels; Fig. 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c Darstellungen des Verhaltens von Flüssigkeiten.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch die Hohlform 2 einer Spritzgiessvorrichtung 1. Die Hohlform 2 umfasst eine erste Formhälfte 2a sowie eine zweite Formhälfte 2b, welche zur Ausbildung eines gemeinsamen Hohlraums 3 ausgestaltet sind. Mit Hilfe einer Spritzdüse 4 wird dem Hohlraum 3 gesteuert ein Polymer zugeführt um einen Rohling zu erstellen. Zum Steuern des Zuflusses umfasst die Spritzdüse 4 eine Düsennadel 4a, eine Düsenspitze 4b sowie einen Antrieb 4c. In der ersten Formhälfte 2a sind Fluid leitende Kanäle 13 eingelassen, damit die während dem Spritzvorgang aus dem Hohlraum 3 verdrängten Gase entweichenden können. Die erste und/oder die zweite Formhälfte 2b sind von einer nicht dargestellten Vorrichtung in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert, um die beiden Formhälften 2a, 2b zu trennen und den gegossenen Rohling zu entnehmen. Die in der vorliegenden Patentanmeldung dargestellten Spritzgiessvorrichtungen 1 sind insbesondere zur Herstellung von scheibenförmigen Rohlingen für Datenträger wie CDs (Compact Disk) oder DVDs (Digital Versatile Disk oder Digital Video Disk) geeignet. Als Material zur Herstellung dieser Rohlinge ist beispielsweise ein Polycarbonat geeignet. Insbesondere an die zur Herstellung von DVDs vorgesehenen Rohlingen werden hohe Anforderungen gestellt, da die beiden scheibenförmigen Oberflächen des Rohlings möglichst planparallel verlaufen sollten, bei einer Gesamtdicke des Rohlings von nur 0,3 bis 0,5 mm.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den oberen Teil einer Spritzgiessvorrichtung 1 umfassend eine Haltevorrichtung 10 und eine darin schwenkbar gelagerte erste Formhälfte 2a. Die erste Formhälfte 2a ist mit Hilfe eines Stempels 7 sowie einer Einstellvorrichtung 6 bezüglich der Ausrichtung der Haltevorrichtung 10 schwenkbar gelagert.

Fig. 5a zeigt die Unterseite der ersten Formhälfte 2a, welche als kreisförmige Scheibe mit einem Loch 2c im Zentrum ausgestaltet ist, und eine Mehrzahl spiralförmig verlaufender Kühlnuten 2e aufweist, durch welche ein kühlendes Fluid geleitet wird. Fig. 5b zeigt die Oberseite der ersten Formhälfte 2a mit einer kreisförmig verlaufenden Oberfläche 2d, welche eine zum Hohlraum 3 hin ausgerichtete Begrenzungsfläche bildet. Fig. 2a zeigt den Stempel 7 in einer Seitenansicht. Der Stempel 7 umfasst ein zylinderförmiges Teil 7c sowie ein dazu konzentrisch angeordnetes scheibenförmiges Teil 7f, welche fest miteinander verbunden oder einstückig ausgestaltet sind. Das scheibenförmige Teil 7 weist eine ebene, zur ersten Formhälfte 2a hin ausgerichtete Auflagefläche 7a auf, sowie auf der gegenüberliegenden Seite eine weitere, ebene Auflagefläche 7b auf. Die in Fig. 2b dargestellte Aufsicht aus Richtung C zeigt den Stempel 7 mit den beiden konzentrisch angeordneten Teilen 7c, 7d. In diesen Teilen sind Fluid leitende Bohrungen 7e eingelassen. Zudem sind in der Stirnseite des zylinderförmigen Teils 7c Bohrungen 7d angeordnet.

Fig. 6a zeigt in einer Aufsicht die scheibenförmige Einstellvorrichtung 6, welche in Umfangsrichtung drei regelmässig um jeweils 120 Grad versetzt angeordnete Nuten 6a aufweist. Zudem weist die Einstellvorrichtung 6 drei in radialer Richtung verlaufende Bohrungen 6b mit Innengewinde 6e auf, welche zur Aufnahme je einer Versteilschraube 8 dienen. Fig. 6b zeigt einen Schnitt der Einstellvorrichtung 6 entlang der Schnittlinie A-A. Die Einstellvorrichtung 6 weist links eine gewölbte, konkav verlaufende Oberfläche 6c auf, welche einen Krümmungsradius R aufweist. Der Krümmungsradius weist insbesondere einen Wert zwischen 500 mm und 2000 mm auf, vorzugsweise etwa 1000 mm. Die rechts angeordnete Oberfläche 6d ist eben verlaufend ausgestaltet. Fig. 6c zeigt eine perspektivische Ansicht der Einstellvorrichtung mit Nuten 6a, Bohrungen 6b und ebener Oberfläche 6d. im Längsschnitt gemäss Fig. 3 sind die in den Figuren 2a, 2b, 5a, 5b, 6a, 6b, 6c dargestellten Komponenten erste Formhälfte 2a, Stempel 7 und Einstellvorrichtung 6 in der Haltevorrichtung 10 angeordnet. Der Stempel 7 ist in geringem Masse beweglich in der Haltevorrichtung 10 gelagert. Eine Spannschraube 9 liegt mit deren Kopf auf der Oberfläche der Haltevorrichtung 10 auf und greift mit deren Aussengewinde in das Innengewinde 7d des Stempels 7 ein. Die Schraube 9 weist bezüglich der Bohrung 10c der Haltevorrichtung 10 ein Spiel auf, sodass die Lage des Stempels 7 bezüglich der Haltevorrichtung 10 verstellbar ist. Durch ein Betätigen der Schraube 9 kann die gegenseitige Lage von Stempel 7 und Haltevorrichtung 10 fixiert beziehungsweise wieder gelöst werden. Die erste Formhälfte 2a kann direkt auf der Auflagefläche 7a des Stempels 7 aufliegend angeordnet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Formhälfte 2a und der Auflagefläche 7a ein scheibenförmig ausgestaltetes, thermisches Isolationsmittel 14 angeordnet, um den Wärmefluss zwischen der ersten Formhälfte 2a und den darüber angeordneten Komponenten zu reduzieren.

Die zwischen dem Stempel 7 und der Haltevorrichtung 10 angeordnete

Einstellvorrichtung 6 weist eine konkave, sphärisch verlaufende Oberfläche 6c auf, und die Haltevorrichtung 10 weist eine gegengleich konvex verlaufend ausgestaltete Oberfläche 10b auf. In den drei Bohrungen 6b der Einstellvorrichtung 6 ist je eine Verstellschraube 8 angeordnet, welche an deren Spitze auf der Aussenoberfläche des zylinderförmigen Teils 7c aufliegen. Durch ein Verstellen der drei Verstellschrauben 8 ist die Lage der Einstellvorrichtung 6 bezüglich dem zylinderförmigen Teil 7c verstellbar, beispielsweise in Verschiebungsrichtung V. Ist die Spannschraube 9 gelöst, so bewirkt das Verschieben der Einstellvorrichtung 6 bezüglich der Haltevorrichtung 10 eine Veränderung der Neigung der Auflagefläche 7a des Stempels 7 und dadurch eine Veränderung der Neigung der ersten Formhälfte 2a bezüglich der Haltevorrichtung 10. Die Lage der Einstellvorrichtung 6 ist auch in der zur Verschiebungsrichtung V senkrechten Richtung verstellbar durch ein entsprechendes Anziehen oder Lösen der drei in Umfangsrichtung der Einstellvorrichtung 6 verteilt angeordneten Verstellschrauben 8. Nachdem die Lage der ersten Formhälfte 2a bezüglich der zweiten Formhälfte 2b derart eingestellt wurde, kann die gegenseitige Lage von Haltevorrichtung 10 und der Formhälfte 2a durch ein Anziehen der Spannschraube 9 fixiert werden. Die Einstellvorrichtung 6 ist durch die Nut 6a und das in die Nut 6a eingreifende Teil der Haltevorrichtung 10 gegen ein Verdrehen gesichert. Die Versteilschraube 8 ist über die Bohrung 10a von aussen betätigbar.

In der Mitte der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist ein in vertikaler Richtung verlaufendes Halte- und Trennmittel 12 angeordnet, welches über ein

Verbindungsmittel 12a von oben in Verschiebungsrichtung W verschiebbar ist.

In der Haltevorrichtung 10 sowie in der ersten Formhälfte 2a sind Fluid leitende Kanäle

13, 7e angeordnet, um die Kühlnuten 2e mit einem Wärme abführenden Fluid zu versorgen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen der ersten Formhälfte 2a und dem Stempel 7 bzw. der Haltevorrichtung 10 ein plattenförmiges, thermisches Isolationsmittel 14 angeordnet, um den Wärmefluss zur ersten Formhälfte 2a hin zu verringern. Dies ermöglicht ein besonders rasches Abführen der über die Oberfläche 2d der ersten Formhälfte 2a zufliessenden Wärme. Als thermisches Isolationsmittel 14 ist insbesondere ein Glas wie ein Saphirglas geeignet

Fig. 4 zeigt in einem Längsschnitt die zweite Formhälfte 2b, welche zusammen mit der ersten Formhälfte 2a im wesentlichen den Hohlraum 3 begrenzt. Die zweite Formhälfte 2b liegt fest auf einer unteren Haltevorrichtung 1 1 auf. Im Zentrum der Haltevorrichtung 1 1 ist eine Spritzdüse mit Düsennadel 4a, Düsenspitze 4b, Zuführraum 4d und Flussleitelement 4e angeordnet, durch welche die viskose Flüssigkeit dem Hohlraum 3 zuführbar ist. In der unteren Haltevorrichtung 1 1 ist eine Mehrzahl von Fluid leitenden Kanälen 13, 13a angeordnet, um die zweite Formhälfte 2b und/oder die Spritzdüse 4 zu kühlen, oder um den Hohlraum 3 zu entlüften. Die obere und untere Haltevorrichtung 10, 1 1 sind über eine nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung gegenseitig in Verschiebungsrichtung W verschiebbar gelagert, um die erste und zweite Formhälfte 2a, 2b gegenseitig zu verschieben und dadurch den im wesentlichen durch die beiden Formhälften 2a, 2b begrenzten Hohlraum 3 zu öffnen und zu schliessen. Die Oberfläche 6c der Einstellvorrichtung 6 könnte auch konvex und die Auflagefläche 10b der Haltevorrichtung 10 entsprechend gegengleich konkav ausgestaltet sein. Ebenso könnte die Oberfläche 6d der Einstellvorrichtung 6 und Oberfläche 7b des Stempels 7 gegenseitig angepasst konvex bzw. konkav ausgestaltet sein. Die in Figur 3 dargestellte Anordnung ermöglicht die gegenseitige Lage der beiden Oberflächen 2d der ersten und zweiten Formhälfte 2a, 2b planparallel oder in wesentlichen planparallel verlaufend einzustellen, sodass mit dieser Vorrichtung Rohlinge 16 für insbesondere CDs oder DVDs erzeugbar sind, weiche parallel oder beinahe verlaufende Oberflächen aufweisen, und welche somit eine konstante oder beinahe konstante Dicke von beispielsweise 0,3 mm aufweisen. Die Dicke der Rohlinge 16 weist in einer bevorzugten Ausführungsform Unterschiede von weniger als 5 μm auf.

Fig. 7b zeigt ein kreisförmiges Begrenzungsmittel 15, welches eine innere Begrenzungsfläche 15a mit einer Vielzahl in Umfangsrichtung verteilt angeordneter Zungen 15c aufweist. Der in Fig. 7a dargestellte Schnitt durch das Begrenzungsmittels 15 zeigt einen Querschnitt durch den Randbereich 15e, wobei im Randbereich 15e ein Fluid leitender Kanal 15f eingelassen ist, welcher mit dem in Fig. 4 dargestellten Kanal 13a Fluid leitend verbunden ist. Wie in Fig. 3 dargestellt umgibt das Begrenzungsmittel 1 5 die erste Formhälfte 2a und begrenzt mit der Zähnen 15c, wie auch in Fig. 7c dargestellt, den zwischen den beiden Formhälften 2a, 2b gebildeten Hohlraum 3 in Umfangsrichtung. Fig. 7d zeigt aus Ansichtsrichtung D eine Detailansicht der Zähne 15c, welche jeweils durch eine als Spalt ausgestaltete Durchbrechung 15b der Breite 15d getrennt sind, wobei alle Zähne 15c Teil des Begrenzungsmittels 15 sind. Zwischen den Spalten 15b und dem Kanal 15f besteht eine Fluid leitende Verbindung. Wird die Schmelze in den Hohlraum 3 gepresst, so entweichen die sich darin befindlichen Gase über die Durchbrechungen 15b und die Kanäle 15f, 13a an die Umwelt. Unter viskoser Flüssigkeit 16f wird nachfolgend unter anderem die Polymerschmelze verstanden, welche in den Hohlraum 3 geleitet wird. Die Durchbrechungen 15b, d.h. deren Breite und Länge, sind derart bezüglich den Ei^genschaften der zu verarbeitenden viskosen Flüssigkeit angepasst ausgestaltet, dass die viskose Flüssigkeit aus der Durchbrechung 12b herausgedrückt wird. Dieser Effekt tritt auf, wenn die Durchbrechungen 15b jeweils als enge Kapillaren ausbilden sind, welche eine derart grosse Fliesshemmung auf die viskose Flüssigkeit bewirken, dass diese aus der Durchbrechungen 12b herausgedrückt wird. Die diesem physikalischem Effekt zugrunde liegende Gesetzmässigkeit wird nachfolgend näher erläutert. Die Figuren 1 1 a bis 1 1 c zeigen das Benetzungsverhalten von Flüssigkeiten in Kapillaren. Die

Oberflächenspannung zwischen Flüssigkeit und Gas definiert den Randwinkel Θ an der Dreiphasengrenze von Gas, Flüssigkeit und Festkörper. Die Figuren 1 1 a und 1 1 b zeigen das Benetzungsverhalten einer Flüssigkeit 16f auf einem Festkörper 1 5. Beträgt der

Winkel Θ, wie in Fig. 1 1 a dargestellt, weniger als 90 Grad, so spricht man von einer benetzenden Flüssigkeit. Ist der Winkel Θ grösser als 90 Grad, so spricht man von einer nichtbenetzenden Flüssigkeit. Für letztere beschreibt die Washburn-Gleichung das Eindringen einer Flüssigkeit in eine zylindrische Kapillare als Funktion des

Kapillardurchmessers D sowie der anliegenden Druckdifferenz Δp [DIN 66133, 1993], wonach gilt:

4γ

Δp=— — cosΘ

D mit: γ Oberflächenspannung (Flüssigkeit/Gas) Θ Randwinkel (Flüssigkeit/Festkörper)

Fig. 1 1 c zeigt eine Kapillare, in welche eine nichtbenetzende Flüssigkeit 16f teilweise eingedrungen ist. Die in die Kapillare mit Durchmesser D eingedrungene Flüssigkeit 16f erfährt innerhalb der Kapillare eine nach rechts wirkende Kraft, welche bestrebt ist die sich innerhalb der Kapillare befindliche Flüssigkeit 16f nach aussen bzw. nach rechts zu drücken. Die Wirkung der Kapillare kann auch durch einen Spalt 1 5b erzeugt werden, welcher zwischen den Zungen 15c verläuft. Durch eine geschickte Anpassung der Dimension der Durchbrechung 15b bzw. des Spaltes 15b an die Eigenschaften der zu verarbeitenden viskosen Flüssigkeit kann der in den Figuren 1 1 a bis 1 1 c dargestellte physikalische Effekt bewirkt werden. Dieser Effekt wird nachfolgend auch dadurch bezeichnet, dass die viskose Flüssigkeit aus der Durchbrechung 15b herausgedrückt wird.

Ein derart ausgestaltetes Begrenzungsmittel 15 weist den Vorteil auf, dass die aus dem Hohlraum 3 entweichenden gasförmigen Komponenten über die Durchbrechung 1 5b und die Kanäle 1 5f, 13a entweichen, wogegen die viskose Flüssigkeit an der Begrenzungsfläche 1 5a zurückgehalten wird. Dadurch, dass die viskose Flüssigkeit aus der Durchbrechung 12e herausgedrückt wird ist gewährleistet, dass die Durchbrechungen 12e nicht von der viskosen Flüssigkeit verstopft werden sondern bei jedem nachfolgenden Spritzgiessvorgang für den Durchtritt der gasförmigen Komponenten geöffnet sind. Diese Ausgestaltung des Begrenzungsmittels 1 5 weist den entscheidenden Vorteil auf, die gasförmigen Komponenten unter geringem Widerstand aus dem Hohlraum 3 entweichen können, und die viskose Flüssigkeit sicher im Hohlraum 3 zurückgehalten wird. Diese Begrenzungsmittel 15 weist den Vorteil auf, dass die Durchbrechung 12e als eigentliche Fliesshilfe wirkt, indem sich die viskose Flüssigkeit ohne oder mit nur sehr geringem Widerstand im Hohlraum 3 ausbreiten kann.

Die Spaltbreite 1 5d liegt zwischen 0,01 mm und 0,1 mm, vorzugsweise bei 0,02 mm. Die Zungen 15c können auch federnd ausgestaltet sein. Das Begrenzungsmittel 1 5 kann eine Vielzahl von beispielsweise 100 in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Zungen 1 5c aufweisen. Die Figuren 8a, 8b und 8c zeigen ein Halte- und Trennmittel 12, welches zudem als Begrenzungsmittel ausgestaltet ist. Fig. 8c zeigt eine perspektivische Ansicht des Halte- und Trennmittels 12 mit einer Vielzahl in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten, lamellenförmigen Zungen 12c, welche elastisch verformbar ausgestaltet sind. Alle Zungen 12c sind fest mit einem zylinderförmigen Fortsatz 12h verbunden. Fig. 8a zeigt eine Aufsicht auf die von den Zungen 12c ausgebildete Begrenzungsfläche 12b. Fig. 8b zeigt in einem Längsschnitt durch das Halte- und Trennmittel 12 die Zungen 12c, welche eine Begrenzungsfläche 12b ausbilden, die im wesentlichen u- oder v-förmig ausgestaltet ist. Die Zungen 12c können zudem eine Schneidkante 12d aufweisen. Wie in Fig. 3 dargestellt ist das Halte- und Trennmittel 12 im Zentrum der ersten Formhälfte 2a angeordnet und begrenzt derart einen Teil des Hohlraumes 3. Fig. 9 zeigt weitere Details der in Fig. 3 dargestellten Anordnung.

Das Halte- und Trennmittel 12 ist derart ausgestaltet, dass an der Begrenzungsfläche 12 derselbe, bereits in den Figuren 7a-7d und 1 1 a-1 1 c beschriebene Effekt auftritt, dass die viskose Flüssigkeit aus den zwischen den Zungen 12c gebildeten Kapillaren herausgedrückt wird, sodass gewährleistet ist, dass die Spalten 12e zwischen den Zungen 12c frei bleiben. Die Zungen 12c des Halte- und Trennmittels 12 sind zudem elastisch verformbar ausgestaltet, sodass der Querschnitt der durch die Begrenzungsfläche 12b gebildeten Ausnehmung 12k reduzierbar ist.

Wie in den Figuren 9 und 10 dargestellt besteht der sich noch im Hohlraum 3 befindliche Rohling 16 im wesentlichen aus einem scheibenförmigen Teil 16e und in dessen Zentrum einem Angussteil 16d. Zudem umfasst der Rohling 16 einen Angusszapfen 16c und eine Schwachstelle 16b bzw. eine Sollbruchstelle 16b. Die Ausnehmung 12k bestimmt im wesentlichen die Ausgestaltung des Angussteils 16d. Das Halte- und Trennmittel 12 ist im Führungsmittel 17 in Richtung W verschiebbar gelagert, wobei die Zungen 1 c auf dem Führungsmittel 17 aufliegen. Erfährt nun der zylinderförmige Fortsatz 12h des Halte- und Trennmittels 12 eine nach oben wirkende Kraft, so werden die Zungen 12c in Bewegungsrichtung 12i geringfügig bewegt und dabei elastisch verformt. Dadurch wird der Querschnitt der Ausnehmung 12k reduziert, und die Schneidkante 12d jeder Zunge 12c wirkt auf die Sollbruchstelle 16b des Rohlings 16, sodass das Angussteil 16d vom scheibenförmigen Teil 16e abgetrennt wird.

Das Angussteil 16d wird somit durch ein Schneiden oder Scheren vom scheibenförmigen Teil 16e getrennt. Dies weist den Vorteil auf, dass an der Trennstelle keine vorstehenden Teile wie ein Grat sind. Die Trennstelle weist somit eine erhebliche bessere Qualität auf. Insbesondere wenn der Rohling 16 zur Herstellung einer sogenannten DVD-9 Platte verwendet wird, ist eine saubere Trennstelle von besonderer Wichtigkeit. Bei einer DVD-9 Platte werden zwei Rohlinge 16 aufeinandergeklebt. In Anbetracht dessen, dass jeder Rohling nur etwa 0,3 mm dick ist, würde ein Grat, welcher sich an der Trennstelle befindet, eine erhebliche Unebenheit verursachen, sodass die DVD-9 Platte unbrauchbar wäre. Die dargestellte Vorrichtung ermöglicht eine saubere reproduzierbareTrennstelle, ohne dass ein Grad oder ein sonstiges vorstehendes Teil vorhanden ist.

Das Halte- und Trennmittel 12 kann während dem Spritzgiessen eines Rohlings 16 beispielsweise wie folgt betrieben werden. Während dem Spritzgiessen befindet sich das Halte- und Trennmittel 12 in der in Fg. 3 und 9 dargestellten Lage. Daraufhin wird eine geringe, nach oben wirkende Kraft auf den zylinderförmige Fortsatz 12h ausgeübt, - \ ό -

sodass der Querschnitt der Ausnehmung 12k geringfügig verringert wird, bzw. die Schneidkanten 12d geringfügig in Bewegungsrichtung 12i verschoben werden, sodass der Rohling 16 durch die Schneidkanten 12d gehalten ist. Daraufhin wird die Spritzgiessvorrichtung 1 geöffnet, indem das in Fig. 3 dargestellte obere Teil in Bewegungsrichtung W nach oben bewegt wird. Da der Rohling 16 durch das Halte- und Trennmittel 12 im oberen Teil gehalten ist, wird der Angusszapfen 16c aus der Spritzdüse 4 gezogen. Daraufhin wird auf den Fortsatz 12h eine verstärkte, nach oben wirkende Kraft ausgeübt, sodass die Schneidkanten 12d aller Zungen 12c stärker in den Rohling 16 eindringen und das Angussteil 16d vom scheibenförmigen Teil 16e abscheren. Daraufhin wird das scheibenförmige Teil 16e sowie das Angussteil 16d aus der Spritzgiessvorrichtung 1 ausgestossen, womit die Spritzgiessvorrichtung 1 zur Erzeugung eines neuen Rohlings 16 bereitsteht.

Claims

Patentansprüche:

1 . Spritzgiessvorrichtung (1) umfassend ein Formwerkzeug (2) mit einer ersten Formhälfte (2a) sowie mit einer zweite Formhälfte (2b), dadurch gekennzeichnet, dass diese beiden Formhälften (2a, 2b) gegen einander verschwenkbar gelagert sind.

2. Spritzgiessvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formhälfte (2a) an einem Stempel (7) anliegt, und dass der Stempel (7) bezüglich einer Haltevorrichtung (10) schwenkbar gelagert ist.

3. Spritzgiessvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stempel (7) und der Haltevorrichtung (10) eine ringförmige- Einstellvorrichtung (6) angeordnet ist, wobei auf einander liegende Flächen der Haltevorrichtung (10) sowie der Einstellvorrichtung (6) gewölbt ausgestaltet sind, und insbesondere eine konkave Oberfläche (6c) der Einstellvorrichtung (6) einen Krümmungsradius (R) zwischen 500 und 2000 mm aufweist.

4. Spritzgiessvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Oberfläche (2d) der ersten und/oder zweiten Formhälfte (2a, 2b) und der Haltevorrichtung (10) ein Isolationsmittel (14) angeordnet ist, welches insbesondere aus Glas respektive Saphirglas besteht.

5. Spritzgiessvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, dass diese Spritzgiessvorrichtung (1 ) Begrenzungsmittel (12, 15) aufweist , welche eine Vielzahl von Zungen (12c, 15c), insbesondere mehr als 50, aufweisen, welche derart geometrisch ausgestaltet und angeordnet sind, dass diese Zungen (12c, 15c) eine Bregrenzungsfläche (12b, 15a) mit einer Vielzahl von Durchbrechungen (12e, 15b) bilden.

6. Spritzgiessvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (12e, 15b) eine Spaltbreite von 0.01 bis 0.1 mm aufweisen, vorzugsweise eine Spaltbreite von 0.02 mm.

7. Spritzgiessvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die

Zungen (12c, 1 5c) der Begrenzungsmittel (12, 1 5) federnd ausgestaltet sind, und insbesondere aus einem Metall bestehen.

8. Spritzgiessvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Spritzgiessvorrichtung ein Halte- und Trennmittel (12) aufweist, welches eine Mehrzahl von Zungen (12c) umfasst, welche elastisch verformbar sind, und welche derart geometrisch ausgestaltet^' und angeordnet sind, dass diese Zungen (12c) eine Bregrenzungsfläche (12b) mit einer Vielzahl von Durchbrechungen (12e) bilden.

9. Spritzgiessvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (12c) an ihrem elastisch verformbaren Endabschnitt eine vorstehende Klinge (16f) aufweisen.

10. Spritzgiessvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halte- und Trennmittel (12) durch das Zentrum einer ersten Formhälfte (2a) verlaufend angeordnet ist, und in einer bezüglich der ersten Formhälfte (2a) senkrechten Richtung (W) verschiebbar gelagert ist, wobei die Zungen (12c) an ihrem elastisch verformbaren Endabschnitt auf einem Führungsmittel (17) aufliegen, und wobei die Zungen (12c) bezüglich dem Führungsmittel (17) verschiebbar gelagert sind, um die Zungen derart zu verformen, um die Breite der Durchbrechungen (12e) zu reduzieren.