DE2035973C3 - Presse zur Herstellung von scheibenförmigen Informationsträgern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Presse zur Herstellung von scheibenförmigen Informationsträgern wie Schallplatten od. dgl, bei der zwei einander gegenüberliegende, an

ίο kühlbaren Formblöcken elektrisch isoliert befestigte Matrizen durch elektrische Widerstandserhitzung mittels eines die Matrizen unmittelbar durchfließenden Wechselstromes heizbar sind.

Für die Bearbeitung thermoplastischer Materialien sind Pressen bekannt, bei denen die Matrizenerhitzung in der Weise erfolgt, daß durch die Formblöcke, an denen die Matrizen befestigt sind, stark erhitzter Dampf geschickt wird. Der erhitzte Formblock gibt dann einen Teil der Wärmeenergie an die Matrize weiter, bis diese ihre für den Preßvorgang ausreichend große Temperatur erreicht hat. Anschließend wird die Wärmezufuhr in den Formblock unterbrochen und statt dessen ein Kühlvorgapg eingeleitet, bei dem der Formblock von einer in Kühlkanälen umlaufenden Kühlflüssigkeit durchflossen wird. Derartige Pressen zeichnen sich durch einen sehr hohen Energiebedarf aus, da bei jedem Preßzyklus jeweils der ganze Formblock erhitzt bzw. abgekühlt werden muß. Hinzu kommt, daß die Anlagekosten für die Dampferzeugung sehr hoch sind.

Es sind auch bereits Pressen bekanntgeworden, die unter Umgehung der Dampfbeheizung eine elektrische Widerstandserhitzung für den Formblock vorsehen. (CH-PS 3 44 854) Da auch hier die Matrizenerwärmung nur mittelbar ist, ergeben sich hinsichtlich des Energiebedarfs keinerlei Verbesserungen.

Bei einer weiteren bekanntgewordenen Presse zur Herstellung von Schallplatten wird deshalb die elektrische Widerstandserhitzung in der Weise angewendet, daß die Matrizen selbst vom elektrischen Strom durchflossen werden (DE-AS 11 03 611). Dadurch wird eine unmittelbare Wärmezufuhr für die Matrizen, d. h. ohne den Umweg über die Formblockerhitzurig ermöglicht. Dies hat zur Folge, daß nur geringe Massen erhitzt bzw. abgekühlt werden müssen, weshalb hier die durch Abkühlen entstehenden Wärmeverluste sehr gering bleiben.

Bei derartigen mit Wechselstrom beheizten Schallplattenpressen besteht jedoch das Problem, daß durch den wechselstrombedingten Skineffekt eine ungleichmäßige Erhitzung und ggf. Überhitzung der Matrize eintritt, da der Stromzufluß, insbesondere bei hohen Frequenzen, nur noch an der Matrizenoberfläche stattfindet und die inneren Widerstandsbereiche der Matrize praktisch stromlos bleiben.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik wird nun die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin gesehen, die Matrizen derart in den Stromkreis einzuschalten, daß bei Wechselstromspeisung das Auftreten eines Skin-Effektes verhindert wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Presse der eingangs genannten Art in der Weise gelöst, daß jede der einem eigenen Stromkreis zugeordneten runden Matrizen derart in den zugehörigen Stromkreis eingeschaltet ist, daß der eine Malri/enanschluß als 'in die Matrize umschließender Stromsammelring an der Matri/enperipherie und der andere Matrizenanschluß im Maln/.enzentrum vorgesehen ist und daß die Materialstärke der Matrize von außen nach innen sietig

zunimmt.

Die gestellte Aufgabe kann aber auch dadurch gelöst werden, daß jede der einem eigenen Stromkreis zugeordneten rechteckigen Matrizen derart in den zugehörigen Stromkreis eingeschaltet sind, daß die beiden Mairizenanschlüsse an gegenüberliegenden Seiten der Matrize vorgesehen sind und daß zwischen Formblock und Matrize eine isoliert angeordnete, im wesentlichen parallel zur Matrize verlaufende Leiterfolie vorgesehen ist, die mit einem der beiden Matrizenan- _Kj Schlüsse verbunden ist und eine Stromrückleitung an die Seite des anderen Matrizenanschlusses bildet

Dadurch läßt sich in einfacher Weise die Entstehung des bei Wechselstromspeisung möglichen Skineffektes vermeiden, was insofern von Vorteil ist, als dadurch einer möglichen Überhitzung der Matrizenoberfläche aufgrund ungleichmäßiger Stromführung entgegengewirkt wird.

Ausführungsbeispieie der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erlaufen Es zeigt _;o

Fig. la, Ib eine Schallplattenpreßform mit peripherer Stromzuführung und zentraler Stromabfühmng in Drauf- bzw. im Schnitt dargestellter Seitenansicht,

Fig 2a, 2b eine weitere Schallplattenpreßform in Drauf- bzw. im Schnitt dargestellter Seitenansicht,

Fig. 3 einen M;irnzenanschluß in schematischer Darstellung.

Die in Fig. Ib dargestellte Presse besteht au-, zwei gleichen Formhälften, von denen mindestens eine beweglich ausgebildet ist. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist nur die untere Formhälfte mit Bezugszeichen versehen. Im einzelnen besieht diese Formhälfte aus einem Formblock 1, der in seinem Innern mehrere zu einem geschlossenen Kühlsystem gehörende Kühlkanäle 2 aufweist, in denen eine ^5 Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, umläuft. Als Material für den Formblock wird in erster Linie Stahl verwendet, es kommen aber beispielsweise auch Hart-Aluminium. Berylliumbronce oder Aluminiumbronce in Frage. Am Formblock 1 ist eine dünne, vorzugsweise aus Nickel ^₀ oder einer Nickellegierung bestehende Matrize 3 befestigt, die beispielsweise als Schallplattenmatrize ausgebildet und an ihrer der Matrize des anderen Formblocks zugekehrten Seite mit Schallrillen versehen ist. Die Erwärmung der Matrize geschieht nach Art der Widerstandserhitzung, und zwar in der Weise, daß die Matrize als ohmscher Widerstand direkt vorn elektrischen Strom durchflössen wird, wobei jede Matrize in einem eigenen, vom Stromkreis der anderen Matrize unabhängigen Stromkreis eingeschaltet ist. Die Einschaltung in den Stromkreis ist dabei derart vorgenommen, daß der eine Matrizenanschluß an der Matrizenperipherie und der andere Matrizenanschluß im Matrizenzentrum liegt.

Der im Matrizenzentrum vorgesehene Matrizenanschluß ist über einen konzentrisch angeordneten zylindrischen Mittelkontakt 4 in das Innere des Formblocks 1 und von dort über eine radial verlaufende Verbindungsleitung 5 mit einer sich außerhalb des Formblocks 1 befindlichen Anschlußklemme 6 verbun- r,₀ den, die in der Nähe des für den peripheren Matrizenanschluß vorgesehenen Anschlußklemme 7 angeordnet ist. Diese Anschlußklemme 7 ist, wie aus Fig. la ersichtlich, zweckmäßig als ein aus elektrisch gut leitendem Material, wie Kupfer od. dgl. bestehender ^ Metallring ausgebildet, der ringsum mit dem Matrizenrand kontaktiert ist, so daß de· Strom von allen Stellen des Matrizenrandes gleichmäßig zugeführt werden

Aus der aus wirtschaftlichen Gründen erhobenen Forderung nach kurzer Heizzeit resultiert die Notwendigkeit, der Matrize in kurzer Zeil eine sehr hohe elektrische Leistung zuzuführen. Als Energiequelle sei beispielsweise eine technische Wechselspannung (50 Hz) von 4 Volt mit 15 000 Ampere Stromstärke und einem cos ψ von ungefähr 0,4 genannt. Die hohe Stromstärke läßt es zweckmäßig erscheinen, für die Stromzuführungen an die Anschlußklemmen 6, 7 ein breites Band 8 aus Kupfergeflecht zu verwenden, wie es in Fig. la schematisch dargestellt ist. Durch die periphere Zu- und zentrale Ableitung von Wechselstrom wird einerseits das Auftreten des Skineffektes verhindert, andererseits ergibt sich jedoch eine ungleichmäßig flächenbezogene Stromdichte. Letztere wird zweckmäßig durch eine radiusabhängige Matrizendicke ausgeglichen, und zwar in der Weise, ^aB die Matrizendicke, von außen nach innen gesehen, stetig zunimmt. Lediglich im Bereich des zentralen Mairizenanschlusses wird die Matrizendicke wegen der Wärmeleitung durch den Miuelkontakt 4 wieder etwas verringert. Zwischen Matrize 3 und Formblock 1 ist eine Zwischenlage vorgesehen, welche die Matrize 3 sowohl elektrisch als auch thermisch gegen den Formblock 1 isoliert. Als Zwischenlagen werden zweckmäßig dünne druckfeste Wärmedämmschichten 9. z. B. aus Emaille oder Kunststoff wie Trifluorethylen od. dgl. verwendet die auch aus mehreren nach ihrer jeweiligen thermischer. Festigkeit geordneten Schichten zusammengesetzt sein können. Diese Wärmedämmschichten 9 machen es möglich, den Formblock 1, der ja selbst nicht erhitzt wird, dauernd, also auch während der Heizzeit für die Matrize, zu kühlen, wodurch die Kühlzeit merklich verringert werden kann. Selbstverständlich sind die elektrisch und thermisch isolierenden Zwischenlagen auch zwischen Formblock 1 und Mittelkontakt 4 bzw. Verbindungsleitung 5 vorgesehen. Elektrisch isolierendes Material wird zweckmäßig auch an außerhalb der eigentlichen Nutzfläche liegenden Bereichen der Matrizenoberfläche aufgetragen, nämlich dort, wo während des Preßvorganges der Abstand zwischen oberer und unterer Matrize sehr gering ist und aus diesem Grunde dort eine gewisse Kurzschlußgefahr bestünde.

Bei der in den Fig. 2a und 2b dargestellten und ebenfalls nur im unteren Teil der Fig. 2b mit Bezugszeichen versehenen Preßform ist eine rechteckförmige Matrize 10 vorgesehen, die an zwei gegenüberliegenden Seiten je eine Kontaktleiste 11, 12 aufweist, die als Anschlußklemmen für die Zu- bzw. Ableitung des durch die Matrize geleiteten elektrischen Stromes dienen. Als Beispiel sei eine Wechselspannung von 4 Volt, eine Stromstärke von etwa 6000 Ampere und ein cos φ von etwa 0.8 genannt. Für die Stromzuführung an die Kontaktleisten II, 12 kann wiederum ein Kupferflechtband verwendet werden. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Stromdichte auf der gesamten Matrize ist zwischen Formblock 13 und Matrize 10 eine im wesentlichen parallel zur Matrize verlaufende Leiterfolie 14 vorgesehen, die im Bereich der Kontaktleiste 12 mit der Matrize tO verbunden ist. Der an der Kontaktleiste 11 zugeführte Strom Hießt demnach über die iV.atrize 10 und die Leiterfolie 14 zurück zur Anschlußklemme 15, die in der Nähe der Kontaktleiste 11 vorgesehen ist. Die Leiterfolie 14 ist selbstverständlich sowohl gegenüber dem Formblock 13 als auch gegenüber der Matrize 10 elektrisch isoliert. Diese Art

der Stromführung hat den Vorteil, daß sie einem bei Wechselstromspeisung auftretenden Skineffekt entgegenwirkt. Für die zwischen Matrize 10 und Leiterfolie 14 vorgesehene elektrische Isolierschicht 16 wird zweckmäßig ein Material verwendet, das sich zusätzlich durch gute thermische Festigkeit auszeichnet. Besonders geeignet ist hierfür die Verwendung einer Aluminiumfolie, deren Oberfläche mit einer elektrolytisch aufgetragenen Oxydationsschicht versehen ist. Derartige Aluminiumfolien dienen damit sowohl als Wärmedämmschicht als auch als Stromruckleitung (anstelle der Leiterschicht 14), wobei die Oxydationsschicht für eine ausreichende elektrische Isolierung zwischen Matrize und Stromrückleitung sorgt.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform für eine Anschlußklemme dargestellt, wie sie insbesondere bei einer Preßform nach F i g. la, Ib in vorteilhafter Weise angewendet werden kann. Angesichts der notwendigen hohen Stromstärken empfiehlt es sich nämlich, die Anschlußklemmen für die .Stromzuführung zu kühlen. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, die Anschlußklemmen, beispielsweise den Stromsammeiring nach 1 i g. la, als dickwandiges Rohr 17 auszubilden, das von einer Kühlflüssigkeit 18, beispielsweise Wasser, durchflossen wird. Us ist jedoch darauf zu achten, daß die Kühlwirkung nicht auf die Matrize 19 übergreift; aus diesem Grunde ist zwischen Matrize 19 und der als Rohr 17 ausgebildeten Anschlußklemme ein flacher Ring 20 aus Widerstandsmaterial eingefügt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Presse zur Herstellung von scheibenförmigen Informationsträgern wie Schallplatten od. dgl, bei der zwei einander gegenüberliegende, an kühlbaren Formblöcken elektrisch isoliert befestigte Matrizen durch elektrische Widerstandserhitzung mittels eines die Matrizen unmittelbar durchfließenden Wechselstroms heizbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der einem eigenen Stromkreis zugeordneten runden Matrizen (3) deiart in den zugehörigen Stromkreis eingeschaltet ist, daß der eine Matrizenanschluß als ein die Matrize umschließender Stromsammeiring an der Matrizenperipherie und der andere Matrizenschluß im Matrizenzentrum vorgesehen ist und daß die Materialstärke der Matrize von außen nach innen stetig zunimmt.

2. Presse nach Anspruch 1, dauurch gekennzeichnet, daß der im Matrizenzentrum vorgesehene Anschluß über eine durch den Formblock (I) isolier! geführte Verbindungsleitung (5) mit einer sich außerhalb des Formblocks befindlichen Anschlußklemme (6) verbunden ist, die in der Nähe der für den peripheren Matrizenanschluß vorgesehenen Anschlußklemme (7) angeordnet ist.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialstärke der Matrize (3) in unmittelbarer Nähe des zentralen Matrizenanschlusses zum Matrizenzentrum hin wieder abnimmt.

4. Presse zur Herstellung von scheibenförmigen Informationsträgern wie Schallplatten od. dgl., bei der zwei einander gegenüberliegende, an kühlbaren Formblöcken elektrisch isoliert befestigte Matrizen durch elektrische Widerstandserhitzung mittels eines die Matrizen unmittelbar durchfließenden Wechselstroms heizbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der einem eigenen Stromkreis zugeordneten rechteckigen Matrizen (10) derart in den zugehörigen·Stromkreis eingeschaltet sind, daß die beiden Matrizenanschlüsse an gegenüberliegenden Seiten der Matrize (10) vorgesehen sind und daß zwischen Formblock (13) und Matrize (10) eine isoliert angeordnete, im wesentlichen parallel zur Matrize (10) verlaufende Leiterfolie (14) vorgesehen ist, die mit einem der beiden Matrizenanschlüsse verbunden ist und eine Stromrückleitung an die Seite des anderen Matrizenanschlusses bildet.

5. Presse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromrückleitung aus thermisch isolierendem Material besteht.

6. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenanschlüsse als vorzugsweise dickwandiges Rohr (17) ausgebildet sind, das von einer Kühlflüssigkeit (18), beispielsweise Wasser, durchflossen wird.

7. Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmig ausgebildete und gekühlte Matrizenanschluß über wärmeisolierendes Material mit der Matrize verbunden ist.

8. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (3, 10) gegenüber dem zugehörigen Farmblock (1, 13) durch Zwischenlage finer Wärmedämmschicht weitgehend thermisch isoliert ist.

9. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht aus mehreren Materialion besteht, die in ein/einen Schichten (9)

nach ihrer jeweiligen thermischen Festigkeit geord net aufeinanderliegen.