ПОЛОСА ЛУНОК И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
STRIP OF HOLES AND METHOD OF ITS MANUFACTURE

Изобретение относится к способу изготовления по меньшей мере одной лунки, которая находит применение в фармацевтической промышленности в микротитровальных системах. Кроме того, изобретение относится к изготовленной при помощи способа лунке или полосе лунок.
Микротитровальные системы и соответствующие лунки принципиально известны в уровне техники, так, например, из европейского патентного описания EP 0 688 602 B1.
Вышеуказанные лунки состоят из пластика и изготавливаются, как правило, способом литья под давлением, который описан, например, в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. В соответствии с ним изготовление такой лунки с поднутрением на ее наружной стороне осуществляется при помощи формы литья под давлением. Эта форма литья под давлением имеет литниковый канал, расположенные со стороны впрыска компоненты и по меньшей мере один расположенный со стороны закрытия сердечник для лунки, ползун с элементами ползуна и выталкиватель в качестве расположенных со стороны закрытия компонентов. Для изготовления лунки такая форма литья под давлением эксплуатируется следующим образом:
Сначала форма литья под давлением закрывается посредством перемещения расположенных со стороны закрытия компонентов и расположенных со стороны впрыска компонентов друг к другу, вследствие чего в форме литья под давлением образуется между элементами ползуна полость, которая представляет собой негативную форму для лунки. Затем жидкий пластик нагнетается при помощи машины литья под давлением через литниковый канал в полость, для того чтобы там отверждаться. Благодаря отверждению пластика возникает лунка вместе с литником. После отверждения форма литья под давлением снова открывается посредством перемещения расположенных со стороны закрытия компонентов вместе с лункой от расположенных со стороны впрыска компонентов. При этом литник отрывается от лунки, и элементы ползуна раздвигаются, для того чтобы освобождать лунку с ее поднутрениями. Наконец, лунка снимается при помощи выталкивателя с расположенного со стороны закрытия сердечника, для того чтобы быть затем доступной для извлечения из формы литья под давлением.
Вышеуказанное поднутрение на наружной стороне отдельной лунки служит, как правило, в качестве упора при введении лунки в отверстие микротитровальной пластины.
Описанный известный способ служит, однако, не только для изготовления одной отдельной лунки, но и для изготовления полосы лунок, у которой несколько лунок соединены друг с другом соединительными перемычками. Расположенные вблизи дна концы соединительных перемычек служат обычно, аналогично поднутрениям у отдельных лунок, в качестве упора при введении полосы лунок в отверстия микротитровальной пластины.
Высота соединительных перемычек, измеренная в продольном направлении лунки, определяет прочность и жесткость полосы лунок. Другим словами высота соединительных перемычек определяет, насколько легко или тяжело отдельные лунки могут отламываться от полосы лунок или насколько легко или тяжело ломается полоса лунок при изгибе вокруг ее поперечной оси. Существует желание утяжелять ломкость, то есть изготавливать полосы лунок с более высокими соединительными перемычками. Однако желание максимально большой высоты перемычек ограничено технологическими причинами. С одной стороны, эти причины проистекают из того, что ползун в форме литья под давлением должен иметь всегда большую высоту, чем поднутрение или соединительные перемычки, для того чтобы была возможность перекрывать их. С другой стороны, точка впрыска каждой лунки должна находиться на боку лунки немного ниже дна, чтобы полость могла хорошо заполняться, и лунка или полоса лунок могла изготавливаться с хорошим качеством.
У известных форм литья под давлением литниковый канал проходит, как правило, всегда в их расположенных со стороны впрыска компонентах и впадает из этих расположенных со стороны впрыска компонентов в полость. Так как точка впрыска, то есть выходное отверстие литникового канала, предусмотрена сбоку полости, расположенные со стороны впрыска, компоненты проходят у известных форм литья под давлением для лунок в силу необходимости, исходя от дна лунок, всегда также несколько выше высоты лунок. Тем самым, при заданной жестко общей высоте лунки или полосы лунок больше не имеется, однако, в распоряжении общая высота, а имеется в распоряжении всего лишь оставшаяся часть общей высоты лунки в качестве высоты для ползуна. Однако, ввиду того, что, как было сказано, ползун должен перекрывать поднутрения или соединительные перемычки по их высоте, вышеописанный традиционный способ подходит только для изготовления лунок с ограниченной высотой поднутрения или полос лунок с ограниченной высотой соединительных перемычек.
Американская патентная заявки US 2001/0015512 A1 раскрывает почти все признаки ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Американская патентная заявки US 2014/0182597 A1 также раскрывает способ изготовления лунки из пластика с поднутрением на ее наружной стороне, причем изготавливается полая лунка посредством заливки под давлением расположенного со стороны закрытия сердечника пластиком, и причем изготовленная таким образом лунка стягивается или снимается после отверждения пластика выталкивателем с расположенного со стороны закрытия сердечника.
Японская патентная заявка JP 2005 262781 A раскрывает все шаги способа ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
В основе изобретения лежит задача усовершенствовать известный способ изготовления по меньшей мере одной лунки из пластика с поднутрением при помощи формы литья под давлением таким образом, что также может изготавливаться лунка с большей высотой поднутрения, или также могут изготавливаться полосы лунок с более высокими соединительными перемычками.
Эта задача решается в отношении способа с помощью заявленного в пункте 1 формулы изобретения способа.
Соответствующий изобретению способ предусматривает использование форм литья под давлением, у которых последний участок литникового канала выполнен не в расположенных со стороны впрыска компонентах, а в ползуне, и литниковый канал впадает оттуда в полость. Это предоставляет то преимущество, что ползун может быть выполнен существенно более высоким, чем в уровне техники, и что благодаря большей конструктивной высоте ползуна могут при помощи заявленного способа изготавливаться также лунки с более высокими - в сравнении с уровнем техники - поднутрениями или полосы лунок с более высокими соединительными перемычками, в каждом случае в качестве примера относительно общей высоты лунки или полосы лунок. Изготовленные таким образом полосы лунок могут предпочтительно ломаться менее легко.
В данном описании понятия “(вверх) вверху, выше, (вниз) внизу, ниже” относятся всегда к показанным на фигурах системам или к показанной на фиг. 1 разделительной линии между расположенными со стороны впрыска и расположенными со стороны закрытия компонентами формы литья под давлением. Расположенные со стороны впрыска и расположенные со стороны закрытия компоненты перемещаются, как правило, но не обязательно, вдоль продольного направления полости друг относительно друга друг к другу или друг от друга. Элементы ползуна перемещаются, как правило, но не обязательно, поперек к этой продольной оси друг относительно друга.
Элементы ползуна раздвигаются при открытии формы литья под давлением только после того, как перед этим литник был оторван от лунки за счет раздвигания расположенных со стороны впрыска и расположенных со стороны закрытия компонентов вдоль продольной оси и был вытянут из участка литникового канала в ползуне. Лишь благодаря этой заявленной задержке между поперечным перемещением элементов ползуна и раздвиганием расположенных со стороны впрыска и расположенных со стороны закрытия компонентов вдоль продольной оси обеспечивается то, что находящаяся в участке литникового канала в ползуне часть литника вытягивается оттуда. Без заявленной задержки, то есть если бы элементы ползуна и расположенные со стороны впрыска и расположенные со стороны закрытия компоненты раздвигались бы одновременно, находящаяся в ползуне часть литника отрезалась бы от находящейся за пределами ползуна части литника. Извлечение остающейся в ползуне части литника из участка литникового канала в ползуне и тем самым возобновление способа изготовления дальнейших лунок или полос лунок было бы больше невозможно.
Предпочтительно при помощи соответствующего изобретению способа можно изготавливать лунки, поднутрения которых имеют, например, высоту между 3,5 мм и 10 мм, предпочтительно между 7,0 мм и 10 мм. К соединительным перемычкам между двумя соседними лунками у полосы лунок относятся такие же указания диапазонов высот.
Лунки могут иметь на своей наружной стороне по меньшей мере одну выемку, причем выемка служит в частности для разъемной фиксации лунок в отверстии микротитровальной пластины. У отдельных лунок выемки могут располагаться в области высоты поднутрения или за пределами поднутрения. У полос лунок выемки отдельных лунок могут быть выполнены в области высоты соединительных перемычек или за пределами соединительных перемычек.
Выемки выполнены, как правило, в виде проходящего полностью или, по меньшей мере, частично по периметру на наружной стороне лунок паза.
Верхние или нижние ограничительные стенки выемок могут быть выполнены скошенными или закругленными. Закругленное исполнение облегчает извлечение лунок или полос лунок из фиксации в микротитровальной пластине.
Дальнейшие предпочтительные варианты осуществления способа и лунок или полос лунок являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
К описанию приложен следующий чертеж, на котором показаны:
фиг. 1a - исходная точка соответствующего изобретению способа в виде закрытой формы литья под давлением;
фиг. 1b - подробный вид к фиг. 1a;
фиг. 2a - первый шаг соответствующего изобретению способа;
фиг. 2b - подробный вид к фиг. 2a;
фиг. 3a - второй шаг соответствующего изобретению способа;
фиг. 3b - подробный вид к фиг. 3a;
фиг. 4 - третий шаг соответствующего изобретению способа;
фиг. 5 - четвертый шаг соответствующего изобретению способа;
фиг. 6 - изготовленная при помощи соответствующего изобретению способа полоса лунок; и
фиг. 7 - продольный разрез полосы лунок согласно фиг. 6.
Изобретение описывается далее подробно со ссылкой на указанные фигуры в виде примеров осуществления. На всех фигурах одинаковые технические элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Фиг. 1a и 1b показывают используемую при соответствующем изобретению способе форму 100 литья под давлением в закрытом состоянии. То есть ее расположенные со стороны впрыска и расположенные со стороны закрытия компоненты 120, 130 сдвинуты друг к другу. К расположенным со стороны впрыска компонентам 120 выше разделительной линии TR относятся в показанном на фиг. 1a и 1b примере осуществления сдвижная пластина 122 с введенным в нее, расположенным со стороны впрыска сердечником 123 для изготовляемой лунки 200. Далее в сдвижной пластине 122 выполнен первый участок 116 литникового канала 110. Кроме того, к расположенным со стороны впрыска компонентам 120 относится, например, также наклонный палец 125, который зафиксирован в наклонном глухом отверстии 126 в сдвижной пластине 122.
Наряду с этими расположенными со стороны впрыска компонентами 120 используемая согласно изобретению форма 100 литья под давлением включает в себя далее также следующие расположенные со стороны закрытия компоненты: выталкиватель 136, выполненный в качестве примера в виде выталкивающей плиты, и установленный в выталкивателе с возможностью перемещения, расположенный со стороны закрытия сердечник 134 для лунки 200. Выталкиватель 136 имеет отверстие для приема наклонного пальца 125 с заданным зазором или свободным ходом h. На выталкивателе 136 установлены с возможностью перемещения поперек к продольному направлению L два элемента 132 ползуна или две половины ползуна. Расположенный со стороны закрытия сердечник 134 для лунки 200 зафиксирован на своем удаленном от лунки конце пластиной 137 фиксации сердечника.
В показанном на фиг. 1a и 1b закрытом состоянии формы 100 литья под давлением расположенные со стороны впрыска и расположенные со стороны закрытия компоненты 120, 130 сдвинуты друг к другу настолько, что они соприкасаются. В частности, элементы 132 ползуна прикладываются к сдвижной пластине 122. Между элементами 132 ползуна - и далее будучи ограничена расположенным со стороны впрыска сердечником 123 и расположенным со стороны закрытия сердечником 134 - образована в закрытой форме литья под давлением полость 140, которая представляет собой негативную форму для изготавливаемой лунки 200.
Наряду с первым участком 116 литникового канала 110, показанным здесь лишь в качестве примера выполненным в сдвижной пластине 122, можно увидеть второй участок 118 литникового канала в ползуне, впадающий в полость 140. Наклонный палец 125 не препятствует закрытию формы 100 литья под давлением, так как он вдается своим свободным концом в отверстия в элементах 132 ползуна, в выталкивателе 136 и, возможно, также в пластине 137 фиксации сердечника.
Соответствующий изобретению способ изготовления по меньшей мере одной лунки или полосы лунок из пластика с поднутрением на ее наружной стороне включает в себя следующие шаги:
После закрытия формы 100 литья под давлением образованная в ней полость 140 заполняется жидким пластиком. В частности, жидкий пластик нагнетается для этого машиной 300 литья под давлением сначала через первый участок 116 литникового канала 110, выполненный на фиг. 1a и 1b в качестве примера на стороне впрыска, и затем через второй участок 118 литникового канала в ползуне и оттуда в полость 140. На фиг. 1b можно хорошо увидеть оба участка литникового канала. Также можно хорошо увидеть, что точка 119 впрыска расположена на боку лунки 200 или полости 140 ниже дна 212 лунки.
Пластик отверждается затем в полости 140 и в литниковом канале 110; в лунке доходит вследствие этого до образования лунки 200, а в обоих участках 116 и 118 литникового канала доходит благодаря отверждению пластика до образования литника 115. Лунка 200 и литник 115 выполнены изначально за одно целое друг с другом.
На следующем шаге способа, который показан на фиг. 2a и 2b, расположенные со стороны закрытия компоненты 130 и расположенные со стороны впрыска компоненты 120 раздвигаются в качестве примера вдоль продольной оси L. При этом лунка 200 отрывается в точке 119 впрыска от литника 115. Литник 115 вытягивается при этом из второго участка 118 литникового канала 110, и он остается сначала на первом участке 116 литникового канала 110 на стороне литья под давлением. Там литник 115 удерживается при помощи видимых на фиг. 2b поднутрений штифтом 127 удержания литника.
Фиг. 3a и 3b показывают следующий шаг способа, согласно которому только после отрывания литника 115 из ползуна элементы 132 ползуна раздвигаются в обе стороны от лунки 200 на выталкивателе 136 или выталкивающей плите поперек к продольному направлению L. Раздвигание осуществляется для того, чтобы освобождать лунку 200 с ее поднутрениями 210 или полосу 200` лунок с ее соединительными перемычками 232 для последующего выброса.
Фиг. 3b показывает, что контур элементов 132 ползуна со стороны лунки выполнен ответным к наружному контуру лунки 200.
Общий обзор фиг. 1a, 2a и 3a показывает, как относительное положение неподвижно зажатого в сдвижной пластине 122 наклонного пальца 125 внутри отверстий элементов 132 ползуна, выталкивателя 136 и, возможно, также в пластине 137 фиксации сердечника изменяется с увеличивающимся раздвиганием расположенных со стороны впрыска и расположенных со стороны закрытия компонентов 120, 130. И хотя на фиг. 1a и 2a изменяется в каждом случае относительное положение; тем не менее не доходит до смещения в частности элементов 132 ползуна, так как наклонный палец 125 перемещается еще в пределах свободного хода h, допущенного для него в отверстии элементов ползуна. Лишь когда расположенные со стороны впрыска и расположенные со стороны закрытия компоненты 120, 130 раздвинуты в продольном направлении L настолько, как это показано на фиг. 3a, свободный ход h израсходован, и при дальнейшем раздвигании компонентов 120, 130 в продольном направлении L доходит из-за наклонного положения наклонного пальца 125 до поперечного смещения элементов 132 ползуна и тем самым до открытия полости 140, как показано на фиг. 3a.
Важно, что вышеуказанное раздвигание элементов 132 ползуна не происходит еще в начале раздвигания компонентов 120, 130, так как это привело бы к нежелательному отрезанию находящейся во втором участке 118 литникового канала части литника от находящейся в первом участке 116 части литника. Следовательно, такое отрезание нежелательно, так как в этом случае остающаяся в ползуне часть литника 115 не могла бы больше извлекаться из второго участка 118 литникового канала.
Для того чтобы это предотвращать, вышеуказанная задержка (по времени) между раздвиганием компонентов 120, 130 и раздвиганием элементов 132 ползуна очень важна. Само собой разумеется, вышеуказанная задержка может также осуществляться по-другому, чем за счет показанного здесь в качестве примера наклонного пальца 125. Принципиально возможны любые другие механические, гидравлические или электронные решения.
Далее на фиг. 3a можно увидеть, что литник 115 был выдавлен при помощи штифта 128 сброса литника из первого участка 116 литникового канала. Однако он все еще удерживается штифтом 127 удержания литника.
Фиг. 4 показывает следующий шаг способа, на котором штифт 127 удержания литника отделяется от литника 115, оттягиваясь от литника 115 вверх, в то время как литник 115 одновременно удерживается штифтом 128 сброса литника в своем положении сброса.
Фиг. 5 показывает последний шаг способа, согласно которому лунка 200 снимается с расположенного со стороны закрытия сердечника 134. Как показано на фиг. 5, это происходит благодаря тому, что выталкиватель 136 или выталкивающая плита перемещается относительно пластины 137 фиксации сердечника в продольном направлении L вверх. Край отверстия для расположенного со стороны закрытия сердечника 134 в выталкивателе 136 выполнен при этом таким образом, что он воздействует снизу на край отверстия лунки 200 и вследствие этого снимает лунку 200 при своем движении в продольно направлении L вверх с расположенного со стороны закрытия сердечника 134. И литник 115, и лунка 200 выбрасываются затем из формы литья под давлением.
Фиг. 6 показывает пример изготовленной согласно соответствующему изобретению способу полосы 200` лунок. Она состоит из множества расположенных друг около друга в линию отдельных лунок 200. На наружных сторонах лунок можно увидеть выемки 214; они служат для фиксации лунок 200 или полосы 200` лунок в отверстиях микротитровальной пластины. Выемки выполнены здесь в качестве примера в виде проходящего по периметру паза. Верхние и нижние ограничительные стенки 216 выемки 214 могут быть выполнены в каждом случае прямыми или, как показано на фиг. 6, скошенными или закругленными.
Фиг. 7 показывает продольной разрез полосы 200` лунок. Здесь можно наиболее хорошо увидеть соединительные перемычки 232, которыми соединены друг с другом отдельные лунки 200. Эти соединительные перемычки имеют в каждом случае высоту d. Только соответствующий изобретению способ делает возможным исполнение высоты этих перемычек в диапазоне высот 3,5 мм ˂ d ˂ 10 мм, предпочтительно 7,0 мм ˂ d ˂ 10 мм, измеренных в каждом случае от края отверстий лунок 200.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
100 форма литья под давлением
110 литниковый канал
115 литник
116 первый участок литникового канала
118 второй участок литникового канала
119 точка впрыска
120 расположенные со стороны впрыска компоненты
122 сдвижная пластина
123 расположенный со стороны впрыска сердечник
125 наклонный палец
126 глухое отверстие
127 штифт удержания литника
128 штифт сброса литника
130 расположенные со стороны закрытия компоненты
132 элемент ползуна
134 расположенный со стороны закрытия сердечник
136 выталкиватель
137 пластина фиксации сердечника
140 полость
200 лунка
200` полоса лунок
210 поднутрение
212 дно лунки
214 выемка
216 ограничительные стенки
232 соединительные перемычки
300 машина литья под давлением
L продольное направление
TR разделительная линия
h свободный ход
d высота соединительных перемычек