NL1027454C2

NL1027454C2 - Injection molding die component useful in the manufacture of optical data carriers comprises a venting ring that surrounds a central part with a gap dependent on the axial position of the ring

Info

Publication number: NL1027454C2
Application number: NL1027454A
Authority: NL
Inventors: Petrus Johannes Frederik Hout; Arie Brouwer
Original assignee: F T Engineering B V
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-05-10

Abstract

Injection molding die component (3) comprises a venting ring (5) that surrounds a central part (4) and can be displaced axially to form a molding cavity (8). The gap between the central part and the ring is dependent on the axial position of the ring in such a way that the gap is 0.001-0.01 mm greater in a first position than in a second position. An independent claim is also included for an injection molding device comprising a fixed die component (2) and a moving die component (3) as above.

Description

MatriisdeelsamenstelMaterial assembly

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een matrijsdeelsamenstel omvattende een centraal deel en een het centrale deel omgevende ring, waarbij die ring 5 axiaal ten opzichte van dat centrale deel verplaatsbaar is en binnen die ring en door het eindvlak van het centrale deel de vormholte voor een te spuiten deel begrensd wordt, waarbij de binnenomtrek van die ring langs de buitenomtrek van dat centrale deel geleid is.The present invention relates to a mold part assembly comprising a central part and a ring surrounding the central part, wherein said ring 5 is movable axially relative to said central part and within said ring and through the end face of the central part the mold cavity for a spraying part is limited, the inner circumference of said ring being guided along the outer circumference of that central part.

Een dergelijk samenstel is in de stand der techniek algemeen bekend. Het 10 gebruiken van een ring die een andere beweging maakt dan het centrale deel bij het uitvoeren van de sluitbeweging van de matrijsdelen naar elkaar toe wordt toegepast bij hoogwaardige te spuiten producten. Met een dergelijke ring kan onder andere de ‘compression injection’ techniek gebruikt worden, waarbij reeds voor het volledig sluiten van de matrijsdelen een hoeveelheid kunststof in de vormholte ingespoten 15 wordt, waarbij door persen (compression) de kunststof veiplaatst wordt.Such an assembly is generally known in the prior art. The use of a ring which makes a different movement than the central part when performing the closing movement of the mold parts towards each other is used for high-quality products to be sprayed. With such a ring, among other things, the "compression injection" technique can be used, wherein already before the mold parts are completely closed a quantity of plastic is injected into the mold cavity, wherein the plastic is placed by pressing (compression).

Deze techniek wordt onder andere toegepast bij het vervaardigen van optische informatiedragers zoals CD’s en DVD’s. Daarbij “bereikt” de ring, die ook ventingring genoemd wordt, het tegenoverliggende matrijsdeel het eerst. Dit tegenoverliggende matrijsdeel zal in het algemeen het stationaire matrijsdeel zijn. Daarbij wordt in 20 afsluiting van de vormholte voorzien en vervolgens beweegt het centrale deel verder bij het gelijktijdig inspuiten van kunststof.This technique is used, among other things, in the production of optical information carriers such as CDs and DVDs. Thereby the ring, which is also called venting ring, "reaches" the opposite mold part first. This opposite mold part will generally be the stationary mold part. In this case, closure of the mold cavity is provided, and then the central part moves further while simultaneously injecting plastic.

Gebleken is dat met name bij het opstarten van een inspuitcyclus problemen ontstaan tussen de ring en het centrale deel. Door niet geoptimaliseerd temperatuursverloop is het mogelijk dat de ring op het centrale deel klemt, waardoor 25 schade kan ontstaan en een ongewenst product. Dit kan zich uiten in braam, flash of dergelijke. Gebleken is dat na een aantal cycli dit probleem door het bereiken van de optimale bedrijfstemperatuur van zowel de ring als het centrale deel weer verdwijnt.It has been found that problems arise especially between the ring and the central part when starting an injection cycle. Due to non-optimized temperature variation, it is possible for the ring to clamp on the central part, as a result of which damage can occur and an undesired product. This can manifest itself in burr, flash or the like. It has been found that after a number of cycles this problem disappears again by reaching the optimum operating temperature of both the ring and the central part.

Indien zeer grote series gespoten moeten worden, waarbij geen onderbreking plaats vindt is de uitval van enkele voorwerpen geen probleem. Echter is het wel 30 mogelijk dat de matrijzen door kunststof of niet gewenste plekken verontreinigd wordt.If very large series have to be sprayed, with no interruption taking place, the failure of some objects is no problem. However, it is possible that the molds are contaminated by plastic or undesired spots.

Bij kortlopende series is het hierboven beschreven probleem ontoelaatbaar.With short-term series, the problem described above is unacceptable.

1097454 21097454 2

Bovendien geldt in alle gevallen dat bij het aanlopen toezicht op de spuitgietinrichting, waarin de matrijs gemonteerd is noodzakelijk is hetgeen kostenverhogend werkt.Moreover, in all cases it applies that upon starting up supervision of the injection-molding device in which the mold is mounted is necessary, which has a cost-increasing effect.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding het hierboven beschreven probleem 5 te vermijden. Dit doel wordt bij een hierboven beschreven matrijsdeelsamenstel verwezenlijkt doordat de vrije ruimte bij de overgang van het eindvlak van het centrale deel en het binnenoppervlak van de ring tussen het centrale deel en de ring zodanig afhankelijk is van de onderlinge axiale positie van de ring en het centrale deel, dat in een eerste positie van de ring ten opzichte van het centrale deel de vrije ruimte 0,001-10 0,01 mm groter is dan in een tweede positie.The object of the present invention is to avoid the problem described above. This object is achieved with a mold part assembly described above in that the free space at the transition from the end face of the central part and the inner surface of the ring between the central part and the ring is so dependent on the mutual axial position of the ring and the central part part that in a first position of the ring relative to the central part the free space is 0.001-10 0.01 mm larger than in a second position.

Gebleken is dat de hierboven beschreven problemen vooral optreden bij matrijzen die gebruikt worden voor het spuiten van producten met verschillende dikten en verschillende matrijstemperaturen. Echter is eveneens gebleken dat bij bepaalde dikten geen problemen aanwezig zijn terwijl bij andere dikten juist wel problemen optreden.It has been found that the problems described above mainly occur with molds used for spraying products with different thicknesses and different mold temperatures. However, it has also been found that there are no problems with certain thicknesses, while problems do occur with other thicknesses.

15 Meer in het bijzonder is gebleken dat bij grotere dikten dat wil zeggen meer ingespoten kunststof het probleem van het klemmen meer uitgesproken is dan bij het vervaardigen van dunnere voorwerpen. Meer in het bijzonder zijn deze problemen aangetroifen bij matrijzen die gebruikt worden voor het zowel spuiten van een CD als een DVD (helft).More in particular, it has been found that with greater thicknesses, i.e. more injected plastic, the problem of clamping is more pronounced than when manufacturing thinner objects. More specifically, these problems have been raised with molds used for both spraying a CD and a DVD (half).

De eisen die gesteld worden aan een DVD zijn veel hoger dan de eisen die 20 gesteld worden aan een CD. Het betreffende niet alleen het inbrengen van informatie maar eveneens de randafwerking. Dat wil zeggen bij een DVD zijn randfouten en dergelijke (flash) absoluut onaanvaardbaar terwijl bij een CD enige onregelmatigheid aan de rand daarvan toelaatbaar is.The requirements for a DVD are much higher than the requirements for a CD. This not only concerns the input of information but also the edge finishing. That is, with a DVD, edge errors and the like (flash) are absolutely unacceptable, while with a CD some irregularity at the edge thereof is permissible.

Een bijzondere variant van de uitvinding is op dit inzicht gebaseerd. Daarbij is de 25 tolerantie tussen de ring en het centrale deel bij het eindvlak van het centrale deel verhoudingsgewijs klein bij het spuiten van een DVD en wat groter bij het spuiten van een CD. Meer in het bijzonder is deze grote tolerantie zodanig dat juist geen klemmen optreedt tussen de ring en het centrale deel bij het spuiten van dergelijke dikkere CD’s.A special variant of the invention is based on this insight. In addition, the tolerance between the ring and the central part at the end face of the central part is relatively small when a DVD is being shot and somewhat larger when a CD is being shot. More in particular, this high tolerance is such that no clamping occurs between the ring and the central part when spraying such thicker CDs.

Begrepen dient te worden dat het in deze techniek om bijzonder kleine toleranties 30 gaat. Temperatuursverschillen van enkele graden tot enkele tientallen graden tussen het centrale deel en deze omgevende ring zijn voldoende om de hierboven beschreven klemverschijnselen te veroorzaken. Toleranties liggen in het algemeen in de ordergrote van micrometers.It must be understood that this technique involves particularly small tolerances. Temperature differences of a few degrees to a few tens of degrees between the central part and this surrounding ring are sufficient to cause the clamping phenomena described above. Tolerances are generally in the order size of micrometers.

_1 0 9 7 4 5 4 31 0 9 7 4 5 4 3

De lagering van de ring ten opzichte van het centrale deel kan elke in de stand der techniek bekende constructie omvatten.The bearing of the ring with respect to the central part can comprise any construction known in the state of the art.

In het bovenstaande voorbeeld van een CD/DVD is het afstandsverschil (dikteverschil) ongeveer 0,6 mm. Daardoor is de constructie zodanig dat in een eerste 5 positie voor het spuiten van een CD een verhoudingsgewijs grote tolerantie aanwezig is tussen de ring en het centrale deel en in een tweede positie die ongeveer 0,6 mm verder ligt en aanzienlijk kleinere tolerantie aanwezig is. De verschillende afstand wordt in axiale richting dat wil zeggen in de richting van de hartlijn van de matrijs aangegeven.In the above example of a CD / DVD, the distance difference (thickness difference) is approximately 0.6 mm. As a result, the construction is such that in a first position for ejecting a CD a relatively large tolerance is present between the ring and the central part and in a second position which is approximately 0.6 mm further and considerably smaller tolerance is present. The different distance is indicated in the axial direction, i.e. in the direction of the axis of the mold.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een spuitgietinrichting omvattende 10 een matrijshelft met het hierboven beschreven matrijsdeelsamenstel.The invention also relates to an injection molding apparatus comprising a mold half with the mold part assembly described above.

De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij tonen:The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing. Show:

Fig. 1 zeer schematisch een spuitgietinrichting voorzien van een matrijs volgens de onderhavige uitvinding; 15 Fig. 2 een detail van het centrale deel en ring volgens de stand der techniek;FIG. 1 shows very schematically an injection molding apparatus provided with a mold according to the present invention; FIG. 2 a detail of the central part and ring according to the prior art;

Fig. 3 het detail overeenkomt met fig. 2 volgens de uitvinding in een axiale positie; enFIG. 3 the detail corresponds to FIG. 2 according to the invention in an axial position; and

Fig. 4 het detail volgens fig. 3 in een andere axiale positie.FIG. 4 shows the detail according to FIG. 3 in a different axial position.

In fig. 1 is met 1 een spuitgietinrichting aangegeven. Deze bestaat uit een 20 stationair matrijsdeel 2 en een beweegbaar matrijsdeel 3. Beweegbaar matrijsdeel 3 kan verplaatst worden volgens hartlijn 10 in axiale richting daarvan. Het vaste matrijsdeel 2 is voorzien van een spuitbus. Het beweegbare matrijsdeel 3 is een samenstel voorzien van een centraal deel 4 en een deze omgevende (venting)ring 5 die ten opzichte van het centrale deel 4 verplaatsbaar is en met behulp van veren naar buiten gedreven wordt.In FIG. 1, 1 denotes an injection molding apparatus. This consists of a stationary mold part 2 and a movable mold part 3. Movable mold part 3 can be moved along the axis 10 in the axial direction thereof. The fixed mold part 2 is provided with a spray can. The movable mold part 3 is an assembly provided with a central part 4 and a (venting) ring 5 surrounding this, which is movable relative to the central part 4 and is driven out by means of springs.

25 Een vormholte 8 wordt begrensd. Verdere details van de constructie zijn weergegeven in fig. 2.A mold cavity 8 is limited. Further details of the construction are shown in Fig. 2.

In fig. 2 is in detail en niet op schaal de begrenzing tussen ring 5 en centrale deel 4 volgens de stand der techniek getoont. Ring 5 is voorzien van een inwendig cilindrisch oppervlak of grensoppervlak 11 terwijl het centrale deel 4 van een 30 uitwendig cilindrisch oppervlak of grensoppervlak 12 voorzien is. De vrije ruimte tussen deze twee oppervlakken 11 en 12 is bijzonder klein en laat juist onderlinge beweging van deel 4 en deel 5 toe. Een uitsparing 13 is aanwezig in het centrale deel 4.Fig. 2 shows in detail and not to scale the boundary between ring 5 and central part 4 according to the prior art. Ring 5 is provided with an inner cylindrical surface or boundary surface 11 while the central part 4 is provided with an outer cylindrical surface or boundary surface 12. The free space between these two surfaces 11 and 12 is particularly small and, on the contrary, allows mutual movement of part 4 and part 5. A recess 13 is present in the central part 4.

1027454 41027454 4

Op niet nader afgebeelde wijze is op een laag niveau (in de tekening) in verdere lagering tussen deel 5 en deel 4 voorzien.In a manner not further shown, further bearings are provided between part 5 and part 4 at a low level (in the drawing).

Zoals hierboven beschreven is gebleken dat onder bepaalde omstandigheden, en meer in het bijzonder bij het opstarten van een spuitgietcyclus, deel 4 meer uitzet dan 5 deel 5 door de hogere temperatuur daarvan. Daardoor kan klemmen van deel 5 op deel 4 plaats vinden met alle gevolgen van dien.As described above, it has been found that under certain circumstances, and more particularly when starting an injection molding cycle, part 4 expands more than part 5 due to its higher temperature. As a result, clamping from part 5 to part 4 can take place with all the associated consequences.

Om dit probleem op te lossen wordt de constructie voorgesteld die getoont is in fig. 3 en 4. Daaruit blijkt dat het centrale deel 4 in hoofdzaak ongewijzigd is. De ring 5, die het centrale deel 4 omgeeft, is echter gewijzigd. Op een afstand d van de bovenzijde 10 daarvan is een uitsparing 14 aanwezig. Afstand d is volgens een van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding ongeveer 1 mm.To solve this problem, the structure shown in Figs. 3 and 4 is proposed. It is apparent that the central part 4 is substantially unchanged. However, the ring 5 surrounding the central part 4 has been changed. A recess 14 is provided at a distance d from the top side thereof. Distance d is approximately 1 mm according to an advantageous embodiment of the invention.

Afhankelijk van het te spuiten product zal deel 5 ten opzichte van deel 4 ingesteld worden. Indien een CD gespoten moet worden zal het verschil in afstand tussen het uitstekende einde 18 van ring 5 en het eindvlak 16 van het centrale deel 4 15 verhoudingsgewijs groot zijn. Deze afstand is met b aangegeven. Indien een DVD (helft) gespoten moet worden is deze afstand kleiner en deze is in fig. 3 met a aangegeven. Het verschillende afstand (b-a) kan ongeveer 0,6 mm zijn.Depending on the product to be sprayed, part 5 will be adjusted relative to part 4. If a CD is to be sprayed, the difference in distance between the projecting end 18 of ring 5 and the end face 16 of the central part 4 will be relatively large. This distance is indicated by b. If a DVD is to be sprayed (half), this distance is smaller and this is indicated by a in Fig. 3. The different distance (b-a) can be approximately 0.6 mm.

Gebleken is dat de problemen van het klemmen vooral optreden in de positie volgens fig. 4. Omdat echter in dat geval deel 12 volledig binnen de uitsparing 14 20 opgenomen is zal een grotere tolerantie tussen deel 4 en 5 verkregen worden, waardoor tijdelijk verder uitzetten van deel 4 niet het gevaar van klemmen van deel 5 meebrengt. Vanzelfsprekend gaat een en ander na het volledig opwannen gepaard met een mindere omtreksafwerking van het product dat in de positie volgens fig. 4 gespoten wordt. Echter is dit voor bijvoorbeeld een CD acceptabel.It has been found that the problems of clamping mainly occur in the position according to Fig. 4. However, since in that case part 12 is completely accommodated within the recess 14, a greater tolerance between parts 4 and 5 will be obtained, whereby temporarily further expansion of part 4 does not entail the danger of part 5 clamps. Of course, after complete winding, all this is accompanied by a lesser peripheral finish of the product that is sprayed in the position according to Fig. 4. However, this is acceptable for a CD, for example.

25 Begrepen dient te worden dat een en ander in de tekening aanzienlijk overdreven afgebeeld is. Immers het verschil tussen de afstand c getoont in fig. 3 en in fig. 4 is volgens de onderhavige uitvinding ongeveer 0,001-0,01 mm. Meer in het bijzonder is het verschil ongeveer 3 pm.It should be understood that all this is shown considerably exaggerated in the drawing. After all, the difference between the distance c shown in Fig. 3 and in Fig. 4 is approximately 0.001-0.01 mm according to the present invention. More specifically, the difference is approximately 3 µm.

Begrepen dient te worden dat de uitvinding niet beperkt is tot de aanwezigheid 30 van een als groef uitgevoerde uitsparing 14. Het is mogelijk het weer terugspringende deel 18 zoals getoond in fig. 3 en 4 weg te laten. Immers, zoals hierboven aangegeven is het mogelijk de lagering tussen de delen 4 en 5 op een veel lager niveau (zoals gezien in de tekening) uit te voeren.It is to be understood that the invention is not limited to the presence of a recess 14 designed as a groove 14. It is possible to omit the recoiling part 18 as shown in Figs. 3 and 4. After all, as indicated above, it is possible to perform the bearing between the parts 4 and 5 at a much lower level (as seen in the drawing).

_1 027454 51 027454 5

De hierboven beschreven constructie kan niet alleen toegepast worden bij het spuiten van CD’s/DVD’s, maar bij het vervaardigen van allerlei soorten voorwerpen, waarbij met een enkele matrijs verschillende dikten gespoten worden. Dergelijke verdere varianten zullen dadelijk opkomen bij degene bekwaam in de stand der 5 techniek en liggen binnen het bereik van de onderhavige conclusies.The construction described above can not only be applied when spraying CDs / DVDs, but also when manufacturing all kinds of objects, where different thicknesses are sprayed with a single mold. Such further variants will immediately arise to those skilled in the art and are within the scope of the present claims.

10274541027454

Claims

A mold part assembly (3) comprising a central part (4) and a ring (5) surrounding the central part, said ring being movable axially relative to said central part and within said ring and through the end face of the central part mold cavity (8) for a part to be sprayed is delimited, the inner circumference (11) of that ring being guided along the outer circumference (12) of that central part, characterized in that the free space (c) at the transition (15) of the end face of the central part (4) and the inner surface (11) of the ring between the central part and the ring is dependent on the mutual axial position of the ring and the central part such that in a first position (fig. 4) the clearance of the ring relative to the central part is 0.001-0.01 mm larger than in a second position (Fig. 3).

2. Mold part assembly according to claim 1, wherein the axial distance (b-a) between those positions is approximately 0.6 mm.

A mold part assembly according to any one of the preceding claims, wherein said ring is provided on the inner surface with a recess (14) realizing said alternating free space (c).

4. Mold part assembly according to claim 3, wherein said recess (14) is at a distance (d) of approximately 1 mm from the free end of said ring.

A mold part assembly according to any one of the preceding claims, wherein in the first position said ring projects further beyond the central part than in the second position.

6. Mold part assembly according to one of the preceding claims, designed for injection molding optical information carriers.

An injection molding apparatus comprising a mold part assembly consisting of a fixed mold part (2) and a movable mold part (3), wherein said movable mold part comprises the mold part assembly according to one of the preceding claims.

1. O 7 A S i