VERÄNDERBARER SPRITZGUSSFORMEINSATZ
Die Erfindung betrifft einen Spritzgussformeinsatz.
Die Erfindung betrifft einen Spritzgussformeinsatz zur
Herstellung optischer Dis s wie CDs (Compact Discs) und DVDs
(Digital Versatile Discs). Die Disks sind gewöhnlich 1,2
Millimeter stark und werden durch Spritzgießen von Polycarbonat oder Poly ethylmethacrylat hergestellt. Das geschmolzene Material wird unter hohem Druck in einen Raum zwischen zwei kreisförmigen Platten, die axial zueinander gehalten werden, gespritzt. DVDs werden ähnlich hergestellt. Sie haben den gleichen Durchmesser, bestehen aber aus zwei oder mehreren 0,6 mm starken Scheiben. Wenngleich dieselbe Form verwendet werden kann, muss man höhere Drucke bis zu 27 MPa (150 Tonnen) einsetzen. Zudem muss man beim Wechsel zwischen CDs und -DVDs die Abstandsweite in der Form ändern. Ein solcher Wechsel und das anschließend erforderliche Nachjustieren des Spritzguss- betriebs benötigt mehrere Mannstunden Arbeit.
Figuren 1 A und 1B zeigen einen herkömmlichen Spritzgusseinsatz bei der Arbeit. Der CD-Stempel 12 wird mit der beweglichen Form 11 soweit vorbewegt, dass er mit der festen Form 10 und der Spiegelplatte 18 zusammenkommt. Der Hohlraum 13 zwischen dem CD- bzw. DVD-Stempel und der feststehenden Form 10 und der Spiegelplatte definiert den Spritzgussraum 13 und damit die Diskstärke. Bei der herkömmlichen DVD- oder CD-Herstellung benötigt man zwei verschieden große Formen 10 , um unterschied- liehe unterschiedlichen Diskstärken zu erhalten.
Die JP 8-300421 beschreibt eine Wechsel-Spritzgussform zum Spritzgießen von CD- und DVD-Scheiben, umfassend ein feststehendes und eine bewegliches Formteil . Für den Wechsel von
CD- auf DVD-Betrieb und umgekehrt, wird ein Werkzeugring ausgetauscht, welcher die Größe des Einspritzraumes mitbestimmt. Nachteilig an diesem System ist, dass man zwei Sätze von festen Werkzeughälften benötigt und dass nach einem Werkzeugwechsel eine neue Zentrierung bzw. Nachjustierung des Spritzgussbetriebs erforderlich sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, dieses Problem zu beheben oder mildern.
Erfindungsgemäß wird ein dynamischer Wechsel-Formeinsatz zum Spritzgießen dünner zylindrischer optischer Disks bereitgestellt, umfassend ein feststehendes kreisförmiges Formteil und ein axial bewegliches kreisförmiges Formteil, die Abstand zueinander angeordnet werden, so dass ein Hohlraum für das Spritzgießen der Scheiben erhalten wird, wobei der Abstand gezielt so eingestellt werden kann, dass in der gleichen Form Disks mit einer Stärke von etwa 0,5 bis 2,0 mm hergestellt werden können. Die Wechselform ist besonders ausgelegt zum gezielten Herstellen von Disks mit 0,6 mm oder 1,2 mm Stärke und zeichnet sich dadurch aus, dass durch den mit der beweglichen Form aufgebrachten Druck, entgegen eine Federkraft, die Einspritzraumgröße gezielt eingestellt werden kann.
Der feststehende Formeinsatz wird vom Gehäuse gehalten und Federn am Gehäuse drücken ihn axial so weg, dass bei nich - komprimierten Federn der Spritzguss-Hohlraum eine vorgegebene erste Abstandsweite aufweist. Werden die Federn zusammengedrückt, dann besitzt der Spritzguss-Hohlrau eine vorgegebene zweite Abstandsweite, welche unter der der ersten Weite liegt.
Der Formeinsatz dient insbesondere der selektiven Herstellung von CD- und DVD-Scheiben.
Es wird nunmehr die erfindungsgemäße Spritzgussform zur Herstellung optischer Disks an Beispielen und mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Figur 1 einen herkömmlichen CD-Formeinsatz mit einem Einspritzabstand von 1,2 mm;
Figur 1B einen herkömmlichen DVD-Formeinsatz mit einem Einspritzabstand von 0,6 mm,-
Figur 2A eine Handskizze des erfindungsgemäßen Wechsel- Formeinsatzes im CD-Produktionsmodus;
Figur 2B eine Handskizze des erfindungsgemäßen Wechsel- Formeinsatzes im DVD-Produktionsmodus;
Figur 3 eine ergänzte Querschnittszeichnung der Wechselform von Figur 2 im CD-Produktionsmodus (FIG 3B) und DVD-Produktionsmodus1- (FIG. 3A) .
Siehe Figuren 2A und 2B. Der erfindungsgemäße Formeinsatz umfasst ein feststehendes rundes Formteil 10 und ein ver- schiebliches Formteil 11 mit einer Stempelplatte 12. Das verschiebliche Formteil 11 ist so zum feststehenden Formteil 10 angeordnet, dass die Formteile 10, 11 - zusammen mit der Stempelplatte 12 und dem Gehäuse 17 - zwischen sich einen zylindrischen Hohlraum 13 bestimmen. Es sind im Allgemeinen herkömmliche Einspritz-Zuleitungen 14 und 15 vorgesehen. Der Formeinsatz befindet sich in einer hydraulischen Presse. Die Kunststoffeinspritzung (nicht gezeigt) kann auf herkömmliche Weise erfolgen, wie es der Fachmann von Spritzgussmaschinen kennt, bevorzugt computergesteuert.
Wie man sieht, ist der Abstand 13 in Figur 2A weiter als in Figur 2B. In der in Figur 2A gezeigten Ausführungsform besitzt der Hohlraumabstand 12 eine Weite von 1,2 Millimeter und dient der Herstellung von CD-Scheiben. Das bewegliche Formteil 11 wird nicht gegen die Kraft der Federn 16 auf das feste, verankerte Formteil 10 gedrückt.
In Figur 2B hat der Spalt 12 eine Weite von 0,6 mm und dient dann der Herstellung von DVD-Scheiben. Das heißt, der nutzbare Spalt (oder Hohlraum) 12 konnte auf eine Weite von 0,6 Millimeter eingestellt werden. Dies wurde durch die Bereitstellung einer Anzahl Federn 16 erreicht, wovon vier in Figuren 2A und 2B dargestellt sind, welche kreisförmig angeordnet sind. Das feststehende Formteil 10 besitzt einen geeignet geformten Umfang und wird im Führungsgehäuse 17 so gehaltert, dass das Formteile 10 und das Gehäuse zu bzw. auseinander bewegt werden können. Die Figuren 2A und 2B zeigen zwei Arbeitsstellungen im Vergleich.
Um die in Figur 2B gezeigte Position zu erreichen, wird das Formteil 10 axial mit Kraft gegen das Gehäuse 17 gedrückt, so dass die Federn 16 voll zusammengedrückt werden. Bringt man den notwendigen Druck zur Kompression der Federn 16 auf und drückt man das Formteil 10 gegen die Federkraft auf das Gehäuseteil 17, so wird aus dem CD-Formeinsatz ein Formeinsatz zur Herstellung von DVD-Scheiben.
Auf diese Weise kann man, falls erforderlich, den Formeinsatz schnell und einfach von der CD-Herstellung auf die Herstellung auf DVD-Scheiben umstellen. Es muss nur das bewegliche Formteil 11 gegen die feststehende Form lo drücken. Das Nachausrichten der Formteile oder eine wesentliche Änderung des Spritzgussbetriebs entfallen. Zudem benötigt man keine zusätzlichen oder anderen Formteile. Vielmehr können die gleichen Formteile
zur Herstellung beider Scheibentypen verwendet werden, wodurch man erhebliche Kosteneinsparungen erzielt.
Bei Betrieb werden in die beschriebene Form unterschiedliche 5 Mengen geschmolzenen Kunststoffmaterials in den Hohlraum 12 eingeschossen, je nach dem, ob man gerade CD- oder DVD-Scheiben herstellt . Mit anderen Worten, man verwendet nur eine so große Menge Kunststoff, dass der Hohlraum 13 stets vollständig gefüllt wird. Wird die erforderliche Schussmenge in den
LO Hohlraum 13 gebracht bevor das bewegliche Teil axial vollständig und fest die Spritzgussbetriebspositionen in den Figuren erreicht hat, das heißt, wenn es gänzlich auf der rechten Seite ist, braucht man erheblich geringere Drucke für ein zufriedenstellendes Spritzgießen. Der Spritzgussbetrieb
L5 erfordert bekanntlich eine Folge von Formbewegungen usw. , welche von einem Steuerungscomputer vorgegeben werden können. Der Betrieb der erfindungsgemäßen Form u fasst somit Programmschritte für ein computergesteuertes automatisches Ändern oder für einen Wechsel der in die Form eingeschossenen
.0 Menge an Schmelzmaterial und zwar je nach Größe des in der Form eingestellten Raums 16.
Siehe Figuren 3A und 3B. Der erfindungsgemäße DVD- oder CD- Formeinsatz lässt sich einfach zwischen 0,6 Millimeter (Fig. 5 3A) und 1,2 Millimeter (Fig. 3B) Diskstärke umstellen. Es werden die gleiche Formteil 10, 11 eingesetzt und nur das Volumen des injizierten Polycärbonats oder Polymethyl- methacrylats verändert. Ist der Einspritzraum 13 voll, entsteht eine Rückkraft, die automatisch eine weitere Vorbewegung der
SO beweglichen Form 11 begrenzt. Man kann also die gewünschten Diskstärken erhalten, indem man das Einspritzvolumen für 0, 6 mm bzw. 1,2 mm Hohlraumweite verändert. Dies wird erreicht durch die Flexibilität der dynamischen Feder 16 und deren Wechsel zwischen 0,6 und 1,2 Millimeter, so dass ein Wechsel-
bereich zwischen dem der Spiegelplatte 10 und Stempelplatte 12 bleibt. Zur Herstellung der CD-Scheiben lässt die dynamische Form einen Raum von 0,6 mm zum feststehenden Formeinsatz. Die beiden Formteile 10, 11 sind durch elastische Federn 16 verbunden. Da zwischen den beiden Formteilen ein elatischer Pufferbereich liegt, kann der Einspitzraum eine Kapazität von bis zu 1,2 mm einnehmen. Bei der Herstellung von DVD- Scheiben wird das bewegliche Formteil so kraftvoll mit dem feststehenden Formteil zusammengeschlossen, so dass die Spring- federn voll zusammengedrückt sind. Bei dieser Betriebsform beträgt dann der Einspritzraum 0,6 mm wie in der Zeichnung links gezeigt . Die Einspritzweite von 0.6 mm wird zudem sichergestellt durch einen entsprechenden Anschlag 20 auf dem feststehenden Formteil 10.
Bei einem Wechsel ist erfindungsgemäß kein besonderes Nachjustieren erforderlich, da die Spritzgussform vorgegeben wird von nur wenigen Parameter vorgegeben ist, nämlichen dem Einspritzvolumen und dem Druck. Druch die elastischen Federn 16 bzw. das bewegliche Führungsgehäuse 17 wird dann die Abstandsweite in der Spritzgussform automatisch vorgegeben. Der Mindesthohlraumweite wird zudem einfach durch einen Anschlag 20 eingehalten. Die Hochsthohlraumweite hingegen wird durch den mit der beweglichen Form aufgebrachten Druck bzw. vom hydraulischen Volumen des Einspritzmaterials vorgegeben.