CN105980116B - 冲压转送设备和用于运行冲压转送设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行冲压转送设备(1)的方法，尤其是用于制造RFID天线的方法，其中，所述冲压转送设备(1)具有带有真空接口(3)的冲压工具(2)，其中，所述真空接口(3)与多孔弹性体(9)共同作用，使得借助于所述冲压工具(2)能够从多层复合物冲裁出期望轮廓并且将其固持，并且随后通过改变所述多孔弹性体(9)的形状和/或通过改变真空而能够输出该期望轮廓。

Description

冲压转送设备和用于运行冲压转送设备的方法
技术领域
本发明涉及一种冲压转送设备以及一种用于运行这样的冲压转送设备的方法。
背景技术
用于制造RFID嵌体的设备和方法是已知的。这样的嵌体包括载体(例如由PET制成的承载膜)、设置在载体上的由经冲压或经蚀刻的铝制成的天线以及与天线作用连接的芯片。
通常，这样的嵌体作为独有的层构造到标牌、织物挂件或纸质票据中，也就是，最终产品(也称为智能商标、智能标签或智能票据)由三个层构成，如尤其是由经印刷或未印刷的覆盖材料、嵌体和经印刷或未印刷的载体材料构成。
WO 2009/118455 A1描述了一种用于直接在纸上制造内嵌天线的方法，其方式为：将金属膜整面地粘接到先前已轮廓准确地胶合的承载带上，并且随后用激光冲裁出天线轮廓，而不会损坏承载带。未通过胶合轮廓与承载带连接的不需要的天线轮廓的废料并不如同在标牌冲压栅格中那样构成连续的、可剥除的栅格结构，而是构成必须耗费地取出和清除的各个分开部段。
发明内容
因此本发明基于的目的是，提出一种冲压转送设备以及一种用于运行这样的冲压设备的方法，借助其避免开始提出的缺点。尤其是应简化天线制造的方式、简化天线到目标构件(例如经印刷的纸带)上的安装以及简化对天线的不需要的金属膜部分的清除。
关于用于制造RFID嵌体的冲压转送设备，根据本发明提出，该冲压转送设备具有带有真空接口的冲压工具，其中，真空接口与多孔弹性体共同作用。借助于冲压工具能够将多层复合物冲裁成期望轮廓，其中，冲裁出的期望轮廓借助于用于产生作用到冲裁出部件上的真空的真空接口固持。在该冲裁过程进行之后可行的是，冲裁出的期望轮廓能够传送给目标构件。在最简单的形式中，所述目标构件例如是产品如背面印刷的纸带、包装等，冲裁出的轮廓被发送到所述纸带或包装上。替选于此也可设想的是，将冲裁出的轮廓施加到另外的载体上并且在该处例如将冲裁出的轮廓一个接一个施加到该载体上，以便由此设置多个依次设置的、冲裁成期望轮廓的复合层。
借助于冲压工具将至少由载体层、粘接层和与其共同作用的金属层构成的多层复合物冲裁成期望轮廓。在此重要的是，不是全部的多层复合物被冲裁成期望轮廓，而是至少仅金属层和与其作用连接的粘接层被冲裁成期望轮廓。因为在冲裁之后，至少金属层和施加在其上的粘接层应留在冲压工具中。为了实现此，一方面设有真空接口，该真空接口将多层复合物保持在冲压工具中。同时(尤其是以最高精度)必须确保：冲压工具的切削刃为金属层和施加在其上的粘接层赋予期望轮廓，其方式为：冲裁所述金属层和施加在其上的粘接层，但不对载体层进行冲压。这是必要的，因为所述载体层在冲压之后应被移除，并且经冲裁的金属层-粘接层复合物应提供用于后续加工或进一步处理。为了能够借助于真空接口将所产生的真空作用到多层复合物上，此外存在多孔弹性体。所述多孔弹性体一方面具有下述优点：真空能够平面地作用到多层复合物上，所述真空产生负压以将多层复合物固持在冲压工具中。此外实现对多孔弹性体的相应调整，尤其是关于其厚度和其材料特性方面进行相应调整，使得在与所产生的真空共同作用时，多层复合物精确地并且尤其是位置限定地运动到冲压工具中或者冲压工具能够在冲压时作用，使得至少金属层和位于其上的粘接层被冲压，但载体层不被冲压工具触及。因此在可变形的多孔弹性体和所产生的真空共同作用时确保：至少由金属层、粘接层和载体层构成的多层复合物在冲压工具中被冲裁和固持，使得在冲压过程之后至少金属层与其粘接层留在冲压工具中，并且载体层与多层复合物的不需要的层(即加工废料，尤其是冲压废料)能够被移除。在移除载体层之后露出金属层(例如天线或天线结构)的粘接层，使得由此金属层能够经由其粘接层输送给进一步处理。因此能够以非常简单的方式制成用于RFID嵌体的天线，其中，这尤其能够批量式地进行。对此在本发明的改进方案中提出，多个冲压工具在冲压辊上以分布在其圆周上的方式设置。因此能够借助于这些设置在冲压辊上的冲压工具旋转地且依次地冲裁多层复合物，并且将冲裁出的轮廓输送给进一步处理。
在本发明的改进方案中提出，冲压工具具有≤45°、尤其是在30°和35°之间的范围中的切削角。由此以有利的方式实现精确的轮廓成型，使得例如后续形成RFID嵌体的天线的金属层不仅以最高的精度冲裁而成，而且也能够固持在冲压工具中。这有助于借助于真空力来保持。冲压工具的冲压侧面能够以对称弯折的方式关于冲压方向定向。
在本发明的改进方案中，冲压工具的冲压侧面平行于冲压方向定向(非对称地)。由此引起金属层的切割边平行于冲压方向定向。这具有下述优点：由此除了多孔弹性体和真空力的在该状态下引起多孔弹性体收缩的共同作用以外，经冲裁的至少由粘接层和金属层构成的多层复合物以限定的方式保持在冲压工具中。在结束冲压过程之后，能够移除载体层，使得由此首先露出粘接层，并且所述粘接层设置在冲压侧面的轴向延伸部内或设置在冲压工具内。在该状态下不可行或者广泛不可行的是，将粘接层用于进一步处理。真空力能够被去除或者至少相对于预先施加的真空力减小或维持不变，使得在冲压过程期间收缩的多孔弹性体能够以限定的方式仅由于其弹性(与真空力无关)而扩张，使得由此粘接层所在的平面从冲压侧面的端部区域所在的平面中移出。因此粘接层为了进一步处理是可自由接近的。
至今为止，多层复合物是由金属层、粘接层和载体层构成的复合物。这样的多层复合物例如是纸-铝复合物(也称为PAL复合物)。根据冲裁出的金属层应以何种形式输送给进一步处理的方式，不足以仅如前所述那样借助于冲压过程为金属层与粘附的粘结层赋予期望轮廓。因此可设想的是，所述多层复合物经由另一粘接层施加到另一载体层上。因此，通过多孔弹性体结合经由真空接口施加的真空力的相应成型(尤其是厚度)和材料特性(尤其是弹性)，能够借助于冲压工具冲裁多层复合物(例如PAL复合物)和附加的粘接层，其中，附加施加的载体层不由冲压工具碰到。即使在该情况下，在减小或取消真空力之后，多孔弹性体也能够以期望程度从冲压工具中将由此先前保持在冲压工具中的多层复合物挤出，使得在剥离另外的载体层之后露出附加的粘接层，并且所述多层复合物能够提供给进一步处理。
关于真空力通常仅注意下述内容：真空力基本上用于将多层复合物保持在冲压工具内。所述真空力(如果存在的话)虽然也引起多孔弹性体的极其微小的收缩。但是多孔弹性体基本上或者仅通过在冲压时作用的力收缩并且在冲压过程之后主要或者完全与真空力无关地扩张。
对于减少用于制造所述产品的单件成本和关于环境兼容性统一选择原材料而言，必要以及对本发明重要的是，天线直接构建在顶盖带或承载带上，进而以有利的方式实现统一的原材料选择和减少到2个层。
附图说明
结合在此使用的根据本发明的冲压工具在下面结合附图详细阐述和描述根据本发明的用于运行冲压转送设备以便制造RFID嵌体(更准确地说RFID嵌体的天线)的方法。
图1和图2示出在冲压过程中的冲压转送设备1(图1)和在输送给进一步处理之前在转送冲裁出的轮廓的时刻的冲压转送设备(图2)。
具体实施方式
冲压转送设备1包括冲压工具2，其中，这样的冲压工具2作为单独的工具或者例如也多次存在地设置在冲压辊上。冲压工具2具有真空接口3，其中，经由所述真空接口3能够产生作用到冲压工具2的内轮廓上的真空力。所述真空力能够以受控的方式改变。
借助于冲压工具2应通过冲压为多层复合物赋予期望轮廓。
根据处理步骤的在图1和2中所示的实施例涉及具有第一载体层4、存在于该第一载体层上的第一粘接层5的多层复合物，其中，第一粘接层5与第二载体层6连接。第二载体层6又大面积地包括第二粘接层7，金属层8平面地设置在该第二粘接层上。第一载体层4例如是硅树脂膜，第二载体层6例如由纸构成，并且金属层8由铝构成。当层6、7和8形成之前已经描述的PAL复合物时，能够特别简单和低成本地实现该多层复合物。该多层复合物能够由所述辊低成本地使用。
之前描述的多层复合物4至8被输送给冲压工具2。冲压工具2从金属层8朝向第一载体层4的方向运动、更确切地说沿轴向运动，直至在观察图1时冲压工具2的最下部轮廓运动至第一载体层4的上部平面上或者伸入第一粘接层5所在的平面中。为此，第一载体层4能够支撑在配合支座(其例如平面地构成或者构成为配合压力辊)上。为了使由层5至8构成的待冲裁轮廓在冲压工具中被引导和保持，冲压工具2具有一个冲压侧面10，该冲压侧面10以有利的方式关于冲压方向11平行(非对称)延伸。冲压工具2的另一冲压侧面以优选≤45°、进一步优选在30°和35°之间的范围中的角度α来设置。通过冲压侧面10的该设计方案获得相对于多层复合物的表面近似成直角的冲压轮廓。冲压工具的两个侧面也能够对称地关于冲压方向11定向。
为了将所述多层复合物的待冲压轮廓相对于冲压方向11引导并且也保持在冲压工具2中，在该情况下经由真空接口3能够通过多孔弹性体将真空力大面积地作用到金属层8上。由于限定地支撑尤其是第一载体层4，但是也将限定的真空力作用到多层复合物上，所以多孔弹性体9以限定的方式在其轴向延伸部中关于冲压方向11收缩。由此以有利的方式引起：借助于冲压工具2的冲压侧面10对多层复合物5至8进行冲裁并且将其保持在冲压工具2中。由于多孔弹性体9的材料特性和所施加的真空力而确保：冲压侧面10的端部区域不伸入第一载体层4中。因此，借助于冲压工具2从多层复合物中冲裁出期望轮廓并且将其固持，并且随后通过改变多孔弹性体9的形状(尤其是其厚度)和/或通过改变真空能够输出该期望轮廓。
向后续加工的输出如下进行：在该冲裁过程之后剥离第一载体层、例如硅树脂膜。在此也将位于冲压工具2的轮廓之外的其余层5至8一起移除。在此重要的是，粘接层7的粘附力比粘接层5的粘附力明显更大，以便防止随着第一载体层4的剥离也将设置在其上的层6、8一起剥离。因此借助于冲压工具2不仅能够进行冲压过程，而且也能够进行用于对经冲裁的多层复合物进一步处理的转送过程。
在图1和图2中示出多层复合物的第一示例，在图3和图4中同样示出同样的过程(冲裁和转送)，其中在此另一载体层6和金属层8相对于粘接层7相互交换。这对于对经冲裁的多层复合物进行后续处理而言能够是有意义的。
图2或图4还描述了实际的转送过程。在根据图1和图3冲裁多层复合物5至8之后，在后续步骤中，第一载体层4与存在于经冲裁的轮廓区域周围的层被移除。为了使具有期望轮廓的金属层8留在冲压工具2内，所述金属层经由粘接层7与另一载体层6连接。在此涉及已提及的PAL复合物。然而这并不是限制，因为也能够使用其它材料。
在观察图1或图3时，所述粘接层5在冲压过程期间例如位于由冲压侧面10的外棱边(在观察图1或图3时为向下指向的切削棱边)形成的平面中。因此在该时间点(即在冲裁期间和紧接在冲裁之后)，粘接层5对于进一步处理而言还不可接近。在冲压过程之后，多孔弹性体9能够限定地扩张(其中在冲压过程期间基于冲压工具2的造型而预先以限定的方式压缩多孔弹性体9)。在冲压过程期间，真空力作用到位于冲压工具2内的多层复合物上，以便将所述多层复合物保持在该处。在冲压过程之后维持、减小或取消经由真空接口3施加的真空力。有利的是使所述真空力维持不变，以便将位于冲压工具2内的、目前已冲压的多层复合物保持在该处。但是当多层复合物直接在冲压过程之后传输给目标构件时，也能够减小或取消所述真空力。重要的是在任何情况下，粘接层5的粘接力比冲压工具内的保持力大，以便借助于所述粘接力从冲压过程中取出经冲裁的多层复合物并且输送给目标构件并且能够粘接在该处。
因此，多孔弹性体9能够在冲压过程之后再次以限定的方式扩张(因为取出配合支座)，使得其将经冲裁的多层复合物以期望的程度沿输出方向12从冲压工具2中挤出。挤出的程度选择为，使得优选整个粘接层5和必要时还有第二载体层6的一部分从由冲压侧面10的下棱边限定的平面中移出。在图2和图4中示出在减小或取消真空力和多孔弹性体9扩张(即轴向延伸部沿输出方向12变大)之后的该时间点。在上述内容完成之后，经冲裁的多层复合物5至8能够输出给进一步处理(转送)。
直至该时间点，在冲压工具2内的多层复合物广泛由层5至8构成。但是因为尤其是为了制造RFID嵌体的天线而可能需要同样为金属层8赋予期望轮廓，所以在本发明的改进方案中能够设想：在之前描述的金属层8的冲裁过程之前，通过另外的尤其是前续的加工过程、尤其是同样通过冲压过程而赋予期望轮廓。该期望轮廓例如能够是金属层中的凹部14，但是也能够是复杂的几何结构。该另外的尤其是前续的加工过程不必是冲压过程，而是也能够例如通过借助于激光等实现的过程进行。在图5的俯视图中示例性示出赋予金属层8的期望整体轮廓，其中在此对作为多层复合物的层5至8进行冲裁并且将其输出(转送)给目标构件13(例如纸带)。根据存在的或多或少的层，取决于此也在冲压过程之后将或多或少的层(例如仅金属层与其粘接层)转送到目标构件13上。因此，在实施方案情况中，在多层复合物4至8被输送给冲压工具2之前，能够至少使金属层8具有期望形状、尤其是凹部14。由此以有利的方式使金属层8具有期望轮廓(例如对于RFID嵌体所需的天线结构)并且能够经受另外的冲压和转送过程。尤其是关于多层复合物4至8和后续的冲压和转送过程，以特别有利的和对本发明重要的方式实现：为了制造用于RFID嵌体的天线而制成天线结构，使得仅还必须将天线结构借助其粘接层施加到目标构件上。
在此涉及根据本发明的冲压转送设备和待借助所述冲压转送设备实施的方法的决定性的和显著的优点。
此外，根据本发明提出，在冲压过程之前将第二载体层6从第一载体层4分离并且之后将这两个层4、6再次结合。由此降低在经由粘接层5相互连接的两个层4、6之间的所谓的释放值。这意味着，为了将两个载体层4、6彼此分开，首先必须施加特定的力，以便克服连接两个层4、6的粘接层5的粘接力。如果现在这两个载体层4、6再次结合并且重新彼此分离，对此所需的力(释放)更小。利用该情况以便将多层复合物输送给冲压过程，使得在执行冲压过程之后需要更小的力来将第一载体层4从经冲裁的多层复合物移除。这之所以是有利的是因为由此也仅需要减小的力来将经冲裁的多层复合物5至8在冲压工具2中仅通过冲压侧面10的成型(必要时也在省去真空力的情况下)来保持。如果存在真空力，所述真空力可以更小，因为在两个载体层4、6之间的连接的释放值通过预先完成的分离和再次结合而减小。这尤其是在冲压和转送大批量的多层复合物时有利地作用。
补充于此，根据本发明，两个载体层4、6的结合过程重合地或彼此错开地进行。如果两个载体层4、6的结合过程重合地进行，那么如前所述释放值以有利的方式减小。如果两个载体层4、6的结合彼此错开地进行，那么这具有下述优点：由此冲裁的或者以其它方式对金属层8进行的加工在结合之后不再是重合的，所述金属层可能已朝向第一载体层4的方向延伸。由此能够以有利的方式确保：当通过另外的加工过程获得金属层8、特别是易损的例如天线结构时，能够容易地、尤其是在转送之后进一步处理时能够不损坏地从第一载体层4移除。
最后提出，由载体层6、粘接层5、7以及金属层8构成的经冲裁的多层复合物借助于粘接层5输出到另外的载体层上。由此能够将金属层8以其期望轮廓、尤其是易损的天线结构在加工和转送之后输出到另外的载体层上。如果之后最终将载体层4移除，那么多层复合物5至8能够以其被赋予的轮廓输送给目标构件。多层复合物的在冲压工具的冲压轮廓外的不需要的部分留在第一载体层4上并且与该第一载体层一起清除，例如在不形成干扰废料的情况下缠绕到辊上。
因此本发明提供决定性的优点：借助于冲压转送设备仅冲裁多层复合物的对于进一步处理所需的部分并且将其输送给进一步处理。多层复合物的其余部分(剩余物)能够以最简单的方式清除并且不必如至今为止在现有技术中那样接收和清除各个层。
多层复合物能够如所述那样由层4至8构成。但是也可将多个层设想为能够仅由载体层或粘接层和另一层、尤其金属层(这些层经由粘接层相互连接)构成的多层复合物。至今提及的金属层8以有利的方式用于制造天线或天线结构并且因此由导电材料(例如铝膜)构成。根据经冲裁的多层复合物的使用目的，至今为止描述的金属层也能够由非导电材料(例如由织物、纸、塑料膜等)构成。
附图标记列表
1 冲压转送设备
2 冲压工具
3 真空接口
4 第一载体层
5 第一粘接层
6 第二载体层
7 第二粘接层
8 金属层
9 多孔弹性体
10 冲压侧面
11 冲压方向
12 输出方向
13 目标构件
14 凹部

Claims (19)

1.一种用于制造RFID天线的冲压转送设备(1)，其特征在于，该冲压转送设备(1)具有带有真空接口(3)的冲压工具(2)以及设置在冲压工具(2)中的多孔弹性体(9)，其中，借助于冲压工具(2)从多层复合物中冲裁出期望轮廓，并且所述真空接口(3)与多孔弹性体(9)连接并与多孔弹性体(9)共同作用，使得通过多孔弹性体(9)将真空力作用到冲裁出的轮廓上并由冲压工具(2)固持该冲裁出的轮廓，并且随后通过改变所述多孔弹性体(9)的形状和通过减小真空力能够输出该该冲裁出的轮廓。
2.根据权利要求1所述的冲压转送设备(1)，其特征在于，所述冲压工具(2)具有关于冲压方向(11)对称或非对称地定向的切削角(α)，该切削角小于等于45度。
3.根据权利要求2所述的冲压转送设备(1)，其特征在于，所述切削角在30度和35度之间的范围中。
4.根据权利要求1至3之一所述的冲压转送设备(1)，其特征在于，所述冲压工具(2)的冲压侧面(10)平行于冲压方向(11)定向。
5.根据权利要求1至3之一所述的冲压转送设备(1)，其特征在于，多个冲压工具(2)在冲压辊上以分布在其圆周上的方式设置。
6.一种用于运行冲压转送设备(1)的方法，其特征在于，所述冲压转送设备(1)具有带有真空接口(3)的冲压工具(2)，其中，所述真空接口(3)与多孔弹性体(9)共同作用，使得借助于所述冲压工具(2)能够从多层复合物中冲裁出期望轮廓并且将其固持，并且随后通过改变所述多孔弹性体(9)的形状和/或通过改变真空能够输出该期望轮廓。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多层复合物包括第一载体层(4)和至少一个第二载体层(6)，所述第一载体层和所述至少一个第二载体层借助于可分离的第一粘接层(5)相互连接，并且所述至少一个第二载体层(6)经由第二粘接层(7)与金属层(8)连接，其中，借助于所述冲压工具(2)从除了所述第一载体层(4)以外的所有层中冲裁出期望轮廓。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在对所述多层复合物进行冲裁之前，通过另外的加工过程赋予期望轮廓。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述另外的加工过程是前续的加工过程。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述另外的加工过程是冲压过程。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述期望轮廓是凹部(14)。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在对所述多层复合物进行冲裁之前，通过冲压过程赋予期望轮廓；并且在所述冲压过程之前，将所述第二载体层(6)从所述第一载体层(4)分离并且之后将它们再次结合。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，两个载体层(4、6)的结合过程重合地或彼此错开地进行。
14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，由所述载体层(6)、所述粘接层(5、7)以及所述金属层(8)构成的经冲裁的多层复合物借助于所述粘接层(5)输出到另外的载体层上。
15.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，清除在经冲裁的多层复合物周围的废料。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将所述废料缠绕在辊上。
17.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，清除在经冲裁的多层复合物周围的废料，并且在经冲裁的多层复合物周围的废料通过所述第一粘接层(5)留在所述第一载体层(4)上并且与其一起被清除。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在经冲裁的多层复合物周围的废料通过所述第一粘接层(5)留在所述第一载体层(4)上并且与其一起缠绕在辊上。
19.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法是用于制造RFID天线的方法。
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