用于从注塑模具中取出注塑基片的装置 本发明涉及一种按照并列权利要求1和8的前序部分所述用于从注塑模具中取出注塑基片的装置。本发明还涉及一种按照权利要求16的前序部分所述的配备有这种取出装置的注塑机。
本发明的优先的应用领域是光学的数据载体如CD、CD-R、DVD、DVD-R、单CD、OBC等的制造。
由EP 0 205 152 A2和DE 2414741已知，为了从注塑模具中取出注塑基片设置一抓取器，其可以在打开的注塑模具中向内和向外摆动并且配备有橡皮吸器。将抓取器移近注塑基片，从而橡皮吸器进入与注塑基片接触并使橡皮吸器内产生负压，从而基片保持吸附在橡皮吸器上。接着将抓取器首先移离包含基片的模具半部一段轴向距离，以便注塑基片从该模具半部中脱模。随后将抓取器从注塑模具的区域中摆出并转动，以便将基片在水平的位置转送到下一加工站。
但至今采用地具有橡皮吸器的抓取器不能在最短的时间内将基片从注塑模具中取出和送出。这在于，可达到的转速取决于橡皮吸器的固持力。快速转动时产生的惯性力可能很大，以致基片从橡皮吸器上完全滑落和脱落或至少滑动，从而不再能以要求的定位精度实施向下一加工站的转送。因此在制造光学的数据载体时不再能提高对经济生产重要的循环工作时间。
在光学的数据载体的基片的制造中，通常是将在塑化装置中熔化的塑料经由一垂直于基片平面延伸的流道输入基片的中心并且在基片中心内的较后的开口的区域内经由该开口的圆周均匀分布地导入成型空腔中。注射过程中在流道内形成的残料部分(Angussteil)必须在冷却阶段以后从基片上分离和去掉。
由DE-OS 28 38 634已知在以注塑法制造环形物品时将与物品结合成一件的残料部分通过在注塑模具内的冲切器从注塑的物品上切离并借助于一残料推料器推出。在开头所述型式的光学的数据载体的基片的制造中对精度和无尘性提出极高的要求。因此在注塑模具内通过残料部分的残料冲切器的中心开口的制造包含着很大的危险。
为了避免在注塑模具内的冲切器，在DE 35 26 632 C2中建议，基片的开口在注塑时应该绝大部分已制成其轴向长度。在这种情况下在基片与残料部分之间的连接区域可以选择得很小，而使塑料熔体的通道的横截面刚好还够用。其中残料在连接区域内沿轴向方面稍微凸出基片以外。在一特别有利的构造中建议，残料的凸出基片以外的部分的轴向位错和直径选择成使在从基片上切离残料部分时形成45°角倾斜于基片开口的平面的分离边缘并且开口的轴向长度的注塑部分为70％而要切离的部分为30％。在冷却阶段以后残料部分通过一内凹保持于在模具内可轴向移动的套筒中，一推料器可以在该套筒中轴向移动。拉回套筒使残料部分沿狭窄的分离边缘从基片上分离。将套筒继续向后移动，直到该残料部分位于注塑模具中的开口的区域内。通过推料器的前进运动将残料部分从套筒中推出并可以经由开口从注塑模具中落出。为了取出基片抓取器以本身已知的方式摆入打开的注塑模具中，该抓取器配备有橡皮吸器，其紧靠在光学的数据载体的信息区域的外面，特别是在所谓的夹紧区域内。但也可以将基片在模具中脱模以后推入一排出槽内。但排出槽的应用在用于光学可读名片(所谓OBC＝光学商用卡)中由于该基片的矩形形状是不大适用的。
虽然由于取消了冲切过程与上述的DE-OS 28 38 634相比没有冲切边缘磨耗并也明显避免了粉尘形成。但即使在这里实施的分离仍然不能完全排除在一分离边缘上的粉尘形成。在这方面有利的是，将基片与残料部分一起从注塑模具中取出并在注塑模具的外面进行残料部分的分离。
因此本发明的目的在于，提供一种用于从注塑模具中取出注塑基片的装置，特别是光学的数据载体用的基片，借其可实现快速的转动，而不会导致基片在转动过程中滑动或甚至脱落的危险。本发明的目的还在于，提供一种注塑机，特别用于制造光学的数据载体的基片，借其一方面可达到短的循环工作时间并且借其同时可以完全避免在注塑模具中的粉尘形成。
上述第一目的通过具有并列权利要求1和8的特征的取出装置来达到。第二目的通过具有并列权利要求16的特征的注塑机来达到。有利的构造和进一步开发得出于其他的从属权利要求中。
在并列权利要求1和8中所述的取出装置的主要优点在于，基片形锁合安装在一轴颈上(在模具中去掉残料部分以后)或安装于一基片固持件的空隙或开口中(在模具中没有去掉残料部分)并且实际上可以随意提高杠杆的转变，而不会导致基片在转动过程中滑动或甚至丢失。
为了沿轴向方向(即向模具闭合运动的方向或平行于杠杆的转轴的方向)固定基片的位置，可以按照从属权利要求3在轴颈中设置在弹簧力保持下的球或将基片借助于真空固定在轴颈的一台阶上(从属权利要求5和6)。
可以这样达到特别短的循环工作时间，即杠杆只须进行纯转动，亦即轴颈不必通过杠杆平行于转轴的轴向运动插入基片的开口中，以便基片从模具半部中脱模，而是如在从属权利要求7中所述，在携带基片的模具半部中设置一可向模具闭合方向移动的套筒，借其可将基片推到轴颈上。
按照权利要求8至15的构造具有附加的优点，即可以在注塑模具的外面实行残料部分的分离，从而原则上不可能在注塑模具内出现粉尘形成。为了将基片和与其连结的残料部分一起取出，杠杆在其一端配备有一基片固持件，其适用于容纳残料部分。或者在基片固持件中设置一孔隙(凹槽)，其中装得进残料部分，而且至少装到其在基片上连接的区域。或者基片固持件具有一适用于容纳残料部分的开口，从而残料部分在远离基片的一侧可以凸出基片固持件以外；在这种情况下开口也应构成使残料部分在基片上连接的区域装得进开口内。
对于本发明的优先的应用领域，按照从属权利要求11规定，将残料部分形成使其具有一相对于基片凸出的部分并且基片固持件的孔隙或开口匹配于残料部分的凸出部分的直径。为了残料部分不在基片固持件中卡住，基片固持件中的孔隙或开口的直径应该比残料部分的凸出部分的直径大至多0.05mm，优选0.01mm至0.03mm(从属权利要求12)。
为了沿轴向方向(即向模具闭合运动的方向或平行于杠杆的转轴的方向)固定基片的位置，按照从属权利要求13在接触面上设置真空槽，其一般不超出夹紧区域(从属权利要求14)。因此由于没有橡皮吸器接触基片。在基片上，亦即在夹紧区域内没有印迹留下。这在这方面是有利的，即吸器印迹在基片的随后的喷金属时可能产生困难并且存在逐增的要求，即不仅将信息区域而且也将夹紧区域喷金属，以便此后在那里可以印刷信息。
在这里还可以这样达到特别短的循环工作时间，即杠杆只须进行纯转动，亦即基片固持件不必通过杠杆平行于转轴的轴向运动向基片那里移动，以便基片从模具半部中脱模，而是如在从属权利要求15中所述，在携带基片的模具半部中设置一可向模具闭合方向移动的套筒，借其可将基片与残料部分一起压入基片固持件的空隙或开口中。
权利要求16至20中所述的特别用于制造光学的数据载体的基片的注塑机组合了权利要求8至15的构造中的快速取出操作与匹配该取出操作的残料排除的优点。按这种方式不仅降低循环工作时间而且由系统完全消除在注塑模具内排除残料部分时产生的粉尘形成的问题。通过基片连同残料部分在基片固持件中的配合精确的安装，更清洁的分离过程是可能的。按照从属权利要求17的构造具有附加的优点，即在分离过程中在相当大程度上避免基片中的应力。如果在残料排除装置中借助于一个或多个空气喷嘴产生文丘里(Venturieffekt)效应，则吸去在切除残料部分时可能出现的粉尘并由此使其远离注塑模具的区域。
以下借助于实施例并参照附图1至10更详细地说明本发明。各实施例涉及光学的数据载体如CD、DVD、OBC等的制造。但本发明的构想并不限于如此。为了缩短循环工作时间，在其他的注塑物品中也可以采用本发明的取出装置。只必须注意注塑物品、残料部分和基片固持件相互间的正确配合。
在图1中示意示出的注塑机的闭合装置中，在一固定的模具紧固底板1上安装一固定的模具半部2而在可移动的模具紧固底板3上安装一可移动的模具半部4。此外设有图中未示出驱动装置和导向装置用来推近及推入可移动的模具紧固底板3。固定的模具紧固底板1具有一开口5，通过该开口可使用图中未示出的注射装置的注射喷嘴6移近流道套筒7。在固定的模具半部2中设有一流道8和一凹槽9，在它们之中成形保留在基片10上的残料部分11。在可移动的模具半部4中设有一成型环12，其利用液压装置13可向固定的模具半部2的方向移出和移进并构成所谓阴模环，以便在注压过程中可以构成一预放大的成型空腔，而使塑料熔体不能流出预放大的成型空腔。在可移动的模具紧固底板3和可移动的模具半部4中可移动地设有一脱模套14和一穿过可移动的模具半部4的中心件15的推料杆16，后者可施加压力介质。对于推料杆16在图1中例如一活塞17在一液压缸18中可借助于图4未示出的压力介质施加以压力，从而活塞杆19向前推动推料杆16。借助于回动弹簧20在卸压时将推料杆16拉回其原始位置。中心件15具有一图中不明显的内凹，在其中成形残料部分11的面向可移动的模具半部的短的部分21。
为了残料部分11的短的部分21的脱模，向前推动推料杆16。为了从可移动的模具半部4和成型环12中取出基片10向前推动脱模套筒14。通过脱模套筒14和推料杆16的同时操作将基片10与残料部分11一起压入基片固持件23的开口22中。基片固持件23在一端固定一杠杆24，其另一端固定一在注塑模具外面的图中未示出的转动装置上。借助于该转动装置杠杆24可绕平行于闭合方向的轴在两模具半部之间向内和向外摆动。
在脱模套筒14和推料杆24返回以后，杠杆24可以从注塑模具2、4中以高速摆出。通过一适当的强制传动机构使杠杆24的摆动与可移动的模具半部的运动结合起来。对此一球面传动是特别适用的。
图2和3详细示出残料部分11怎样成形在基片10上(为此也可参见已获授权的本申请人的专利DE 35 26 632 C2)。短的部分21具有一内凹25，其被在可移动的模具半部4的中心件15中的配合的内凹中成形。在该部分21上连接一平面的基本上平行于基片平面的部分26。在流道8中形成的长形的部分27与部分26相连结。平面的部分26以一小部分凸入基片10的开口28中并且稍大的部分29相对于基片10凸出。在基片10与残料部分11之间，特别是在基片10与残料部分的中间部分26之间具有一狭窄的连接区域30，其在残料切离时形成以后的分离边缘。
由图4显而易见的是，基片10与残料部分11一起在从可移动的模具半部中脱模后怎样配合精确地安装于基片固持件23中。残料部分11的部分29在其前面的区域具有一斜面31，借其确保基片连同残料部分11在基片固持件23中的可靠的定心。残料部分11的部分29在其连接斜面31的圆柱形区域32的直径比基片固持件23在该区域内的内径小百分之几毫米(一般在0.02mm与0.05mm之间)。基片固持件23具有一部分33，其与基片10一起构成一平面的接触面34并在其中延伸一真空槽35，其连接到一图中未示出的真空泵上。利用残料部分11沿杠杆24的运动方向固定基片10并且借助于真空槽35中的负压沿与其垂直的方向固定之。真空槽35可以构成为连续的环形槽，其连通到一中心的真空槽上，如这在图4中所示情况，或者可以设置平行于基片固持件23的纵轴线的多个真空通道，其终止于接触面34。
借助于图5至8将更详细地描述光学的数据载体的基片的制造。将杠杆24从注塑模具中向外摆动到使基片固持件23位于一残料推出器36与一残料排除装置39之间。残料推出器36固定在可移动的模具紧固底板3上并且随其一起移动。残料排除装置39安装在固定的模具紧固底板1上。当模具闭合以便实施注塑过程时，残料推出器36和残料排除装置39以这样的间距相面对，即杠杆24带着基片固持件23和位于其上基片10刚好适合在来自前一注塑循环的中间(以及与其连结的残料部分11)，如这由图5和8显而易见的。残料推出器36具有一可轴向移动的并作用到基片10上的压具37和一可轴向移动的并作用到残料部分11上的剪切冲头38。为了使剪切冲头38可以前进运动到残料部分11上，例如设置一在油缸48中导向的活塞49，其可按本身已知的方式施加以压力介质。为了剪切冲头38可以返回其原始位置，例如设置一回动弹簧50。类似地可以为压具37设置一操作装置。残料排除装置36的面向基片固持片23的区域构成后支座40，其防止在压出残料部分11时杠杆24的弯曲。当将残料推出器36推向后支座40时，首先使压具37与基片10进入接触并接着向前推动剪切冲头38并从基片10上压出或切断残料部分11。通过基片10的压紧在残料切离时实际上在基片10中没有应力产生。在后支座40中设有一空气喷嘴，其连接在图中未示出的压缩空气源上，从而在排除通道42中可以产生用箭头所示的空气流并从而伴随产生文丘里效应，其向下吸出残料部分11和可能出现的切断粉尘。由图6至8可显而易见，杠杆24带着基片固持件23借助于一转动机构61怎样可以绕垂直于基片平面的转轴43在两模具半部间的第一位置与残料推出器36和后支座40间的第二位置之间摆来摆去。当残料部分11从基片10上切离时，其经由残料排除通道42从注塑机中排除并且杠杆24可以摆进在这时重新打开的各模具半部中，而同时可借助于一抓取器臂44通过绕一垂直于基片平面的转轴45的转动从残料推出器36接收制成的基片10并可转送到下一加工站46。
图9示出基片固持件23的另一实施形式。代替在接触面34中的真空通道35，在该接触面34的外面设置真空吸器47。利用该实施形式快速的摆动也是可能的，因为残料部分11配合精确地安装于基片固持件23的开口22中。但这在基片上留下橡皮吸器47的印迹，从而基本上只光学的数据载体的信息区域要喷金属时才可采用这种实施形式。
图10示出本发明的取出装置的另一实施形式，不过其中在将基片转送到摆杆上以前首先在模具内分离残料部分。相同的标记表明相同的部分，从而以下只想进一步讨论主要区别。在制成基片10以后为了分离残料将具有内凹52的套筒51通过液压向后移动。由于残料件11成形于该内凹52中，它被一起向后拉并从基片10上分离。当套筒51位于其后面的位置时，如图中所示，操纵推料杆53而将残料件11推出内凹52，从而其可以向下落入残料排除通道42中，在其中为了产生文丘里效应可以经由空气喷嘴吹入空气。为了取出制成的基片10，杠杆24摆进两模具半部2和3之间的区域内，在其端部安装一基片固持件54，其具有一向基片10的方向凸出的并且适合于开口55的轴颈56。通过取出套筒14的操作使基片10从可移动的模具半部3中脱模并且推到轴颈56上。轴颈56构成精确地配合于开口55。一般轴颈的直径比基片10中的开口55的直径小百分之几毫米，优选在0.01mm与0.05mm之间。按这种方式沿杠杆24的运动方向固定基片并且摆杆24或杠杆24可以实现任意快速的转动，而不会使基片10丢失或在其位置中滑动。为了向闭合方向的固定，围绕轴颈56设有一包括接触面34的台阶57，其上贴紧基片10并且具有一真空槽35。
图11a示出摆杆24或杠杆24包括基片固持件54、轴颈56和真空槽35的放大图。图11b和11c示出用于向闭合方向固定基片10的可选择方案，亦即借助于围绕轴颈56设置的真空吸器47(图11b)或利用一球固定锁(图11c)，后者以局部剖面放大地示于图10d中并且具有多个球(图1只示出一个)，其借助于弹簧元件60被压向外边。在推上基片10时各球59被基片10压向内部，如图11d以箭头所示。当基片10越过球的区域被推到轴颈56上时，弹性元件60将各球59径向压向外边并将基片固定在轴颈56上。
上述具有孔隙或开口22的基片固持件23也可以设在接着操作的抓取器臂44上。在这种情况下基片10包括与其连结的残料部分11首先由第一操作从注塑模具中取出并在基片固持件23上将其安装在抓取器臂44上。从此时起将抓取器臂44与基片固持件23和其中的基片10连同残料部分11转入一残料排除装置，如其在以上结合图5至8所描述的。在这种情况下残料排出器36和残材料排除装置39也可以固定在可移动的或固定的模具紧固底板上，如图7和8所示。
附图标记清单
1固定的模具紧固底板 24杠杆
2固定的模具半部 25残料部分11的短的部分21中的内凹
3可移动的模具紧固底板 26残料部分11的中间平面部分
4可移动的模具半部 27残料部分11的长形部分
5固定的模具紧固底板中的开口 28基片10中的开口
6注射喷嘴 29残料部分11的平面部分26凸出于基片10的部分
7流道套筒 30分离边缘
8流道 31残料部分11的中部26的斜面
9凹槽 32残料部分11的中部26的圆柱形部分
10基片 33基片固持件23的端部
11残料部分 34接触面
12成型环 35真空槽
13液压装置 36残料推出器
14脱模套筒 37压具
15可移动的模具半部的中心件 38剪切冲头
16推料杆 39残料排除装置
17推料杆的活塞 40后支座
18推料杆的液压缸 41空气喷嘴
19推料杆的活塞杆 42残材排除通道
20推料杆的回动弹簧 43摆杆10或杠杆10的转轴
21残料部分11的短的部分 44接着操作的抓取器臂
22基片固持件的开口 45抓取器臂44的转轴
23基片固持件(第一实施形式) 46下一加工站
47真空吸器 56轴颈
48残料剪切冲头的油缸 57台阶
49残料剪切冲头的活塞 58球固定锁
50回动弹簧 59球
51可轴向移动的套筒 60弹簧元件
52内凹 61杠杆24的转动机构
53推料杆 62抓取器臂44的转动机构
54基片固持件(第二实施形式) 63闭合装置的下横梁中的一个
55基片10中的开口