DE102009030115B3 - joining device - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Fügevorrichtung (1) mit einem zwischen einer unteren Arbeitsposition und einer oberen Bieben. Beispielsweise sind zwischen dem Stempel und dem Auflagetisch (12) eine Heißprägefolie (14) und ein unter der Heißprägefolie (14) angeordnetes Substrat (13) anordenbar. Der Auflagetisch (12) ist schwenkbar um zwei senkrecht zueinander und senkrecht auf der Bewegungsachse des Stempels (11) stehende Schwenkachsen gelagert und mittels Stelleinrichtungen (18) um die zwei Schwenkachsen schwenkbar, wobei der Stempel (11) in der Arbeitsposition ein starres Widerlager bildet. Alternativ ist der Stempel (11) schwenkbar um zwei senkrecht zueinander und senkrecht auf der Bewegungsachse des Stempels (11) stehende Schwenkachsen gelagert und mittels Stelleinrichtungen (18) um die zwei Schwenkachsen schwenkbar, wobei der Auflagetisch (12) in der Arbeitsposition ein starres Widerlager bildet.There is a joining device (1) with a between a lower working position and an upper Bieben. For example, a hot stamping film (14) and a substrate (13) arranged below the hot stamping film (14) can be arranged between the stamp and the support table (12). The support table (12) is pivotally mounted about two perpendicular to each other and perpendicular to the axis of movement of the punch (11) standing pivot axes and by means of adjusting devices (18) pivotable about the two pivot axes, wherein the punch (11) forms a rigid abutment in the working position. Alternatively, the punch (11) is pivotally mounted about two perpendicular to each other and perpendicular to the axis of movement of the punch (11) standing pivot axes and pivotable by means of adjusting devices (18) about the two pivot axes, wherein the support table (12) forms a rigid abutment in the working position ,

Description

Die Erfindung betrifft eine Fügevorrichtung zum Fügen zweier Werkstücke mit einem zwischen einer unteren Arbeitsposition und einer oberen Befüllposition auf und ab bewegbaren Stempel, wobei zwischen dem Stempel und dem Auflagetisch eine erstes Werkstück und ein unter dem ersten Werkstück angeordnetes zweites Werkstück anordenbar sind.The The invention relates to a joining device for Joining two workpieces with one between a lower working position and an upper one filling up and down movable stamp, being between the stamp and the Auflagetisch a first workpiece and one under the first workpiece arranged second workpiece can be arranged.

Zu derartigen Fügevorrichtung zählen beispielsweise Hubpräge-Vorrichtungen für das Heißprägen von Substraten, d. h. das zumindest partielle Applizieren einer Übertragungslage einer Heißprägefolie auf ein Substrat mittels Einwirken von Druck und Wärme auf die auf dem Substrat aufliegenden Heißprägefolie. Im Hubpräge-Verfahren wird eine Heißprägefolie durch einen beheizten Prägestempel aus Metall oder Silikon in einer kontinuierlichen Auf- und Abwärtsbewegung auf das Substrat übertragen. Dabei bestimmt die Form des Prägestempels die Form der Ausprägung. Die Hubprägung eignet sich unter anderem für die randscharfe und positionsgenaue Applikation von Einzel- Hologrammbildern oder auch für das randscharfe Ausprägen und Applizieren von Motiven mit partiell ausgebildeter Flächenbelegung.To Such joining device counting for example, stroke embossing devices for the Hot stamping of Substrates, d. H. the at least partial application of a transfer layer a hot stamping foil on a substrate by the action of pressure and heat the hot stamping foil lying on the substrate. In the stroke embossing process becomes a hot stamping foil through a heated die made of metal or silicone in a continuous upward and downward movement transferred to the substrate. This determines the shape of the stamping die the form of the expression. The stroke embossing is suitable for, among others the crisp and positionally accurate application of single hologram images or for the sharp edge and applying creatives with partially trained area occupancy.

In Abhängigkeit von der Ausbildung der von der Heißprägefolie auf das Substrat zu übertragenden Übertragungslage, insbesondere durch lokal unterschiedliche Flächenbelegung der Übertragungslage, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, die Prägekraft lokal zu variieren. Unterschiedliche lokale Prägekräfte sind beispielsweise durch bereichsweise Unterlagen oder durch Stellschrauben möglich, welche es ermöglichen, einen Prägekopf oder einen Auflagetisch für das zu beprägende Substrat geringfügig zu kippen und so unterschiedliche lokale Prägekräfte einzustellen. Nachteilig ist, dass die Einstellung meist manuell unmittelbar an der Prägevorrichtung in unmittelbarer Nachbarschaft des heißen Prägestempels vorgenommen werden muss, dass es sich um einen langwierigen Prozess handelt, weil die lokalen Prägekräfte nicht unmittelbar messbar und/oder nicht oder nur unzureichend genau nachvollziehbar sind und dass hohe Umrüstzeiten auftreten.In dependence from the formation of the transfer layer to be transferred from the hot stamping foil to the substrate, in particular by locally different area occupancy of the transfer layer, can be advantageously provided to vary the embossing force locally. Different local imprinting forces are For example, by regional documents or by screws possible, which make it possible a stamping head or a support table for the one to be impressed Substrate slightly too tilt and so set different local embossing forces. adversely That is, the setting is usually done manually directly on the embossing device be made in the immediate vicinity of the hot stamping die must be that this is a lengthy process because the local embossing forces are not immediately measurable and / or not or only insufficiently comprehensible are and that high changeover times occur.

Weiter können zu den o. g. Fügevorrichtungen Ultraschall- und Hochfrequenzschweißvorrichtungen gezählt werden, die beispielsweise eingesetzt werden, um zwei Werkstücke aus Kunststoff miteinander zu verschweißen, wie zum Beispiel PKW-Scheinwerfergehäuse oder andere mehrteilige, zu verschweißende Kunststoffgehäuse.Further can to the o. g. joining devices Ultrasonic and high frequency welding devices are counted which are used, for example, to two workpieces To weld plastic together, such as car headlight housing or other multipart, to be welded plastic housing.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Fügevorrichtung anzugeben.task It is the object of the present invention to provide an improved joining device specify.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Fügevorrichtung zum Fügen zweier Werkstücke mit einem zwischen einer unteren Arbeitsposition und einer oberen Befüllposition auf und ab bewegbaren Stempel gelöst, wobei zwischen dem Stempel und dem Auflagetisch ein erstes Werkstück und ein unter dem ersten Werkstück angeordnetes zweites Werkstück anordenbar sind, wobei vorgesehen ist, dass der Auflagetisch schwenkbar um zwei senkrecht zueinander und senkrecht auf der Bewegungsachse des Stempels stehende Schwenkachsen gelagert ist und mittels Stelleinrichtungen um die zwei Schwenkachsen schwenkbar ist, wobei der Stempel in der Arbeitsposition ein starres Widerlager bildet, oder dass der Stempel schwenkbar um zwei senkrecht zueinander und senkrecht auf der Bewegungsachse des Stempels stehende Schwenkachsen gelagert ist und mittels Stelleinrichtungen um die zwei Schenkachsen schwenkbar ist, wobei der Auflagetisch in der Arbeitsposition ein starres Widerlager bildet.According to the invention this Task with a joining device for joining two workpieces with one between a lower working position and an upper filling position moved up and down movable stamp, being between the stamp and the support table a first workpiece and one below the first workpiece arranged second workpiece can be arranged, it being provided that the support table swivel two perpendicular to each other and perpendicular to the axis of motion the stamp standing pivot axes is mounted and by means of adjusting devices is pivotable about the two pivot axes, wherein the punch in the Working position forms a rigid abutment, or that the punch pivotable about two perpendicular to each other and perpendicular to the axis of movement the stamp standing pivot axes is mounted and by means of adjusting devices is pivotable about the two pivot axes, with the support table forms a rigid abutment in the working position.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, Stellkräfte bzw. lokale Fügekräfte direkt einzustellen und so die Zurichtarbeit an der Fügevorrichtung zu vereinfachen und zu verkürzen. Es ist also nicht notwendig, durch händisch bzw. manuell verstellte Stellschrauben eine Schrägstellung hervorzurufen, die den Fügedruck an der angehobenen Stelle erhöht. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Stellkräfte während des Betriebs und von fern einstellbar sind. Eine Verletzungsgefahr durch Manipulation des Stempels besteht nicht mehr. Langes Herumprobieren und Experimentieren ist vermieden, die eingestellten Werte sind jederzeit direkt ablesbar und reproduzierbar.The inventive device offers the advantage of adjusting forces or local joining forces directly and so simplify the trimming work on the joining device and shorten. It is not necessary, therefore, by manual or manually disguised Set screws an inclination cause the joining pressure increased at the raised point. Another advantage is that the actuating forces during operation and of are remotely adjustable. A risk of injury through manipulation the stamp does not exist anymore. Long trial and experimentation is avoided, the set values can be read directly at any time and reproducible.

Der Stempel ist im Wesentlichen senkrecht zu dem Auflagetisch auf- und ab bewegbar. Zur Beschreibung der Hubbewegung ist beispielsweise ein rechtwinkliges x-y-z-Koordinatensystem verwendbar, bei dem die Hubbewegung in der z-Achse verläuft und die Koordinaten des Auflagetisches durch die x- und y-Koordinaten beschreibbar sind.Of the Stamp is essentially perpendicular to the support table up and from movable. For the description of the stroke movement is for example a rectangular x-y-z coordinate system can be used in which the Lifting movement in the z-axis runs and the coordinates of the support table through the x and y coordinates are writable.

Es kann vorgesehen sein, dass das erste Werkstück eine Heißprägefolie ist, wobei die Heißprägefolie mindestens eine Übertragungslage und eine Trägerfolie aufweist, dass das zweite Werkstück ein mit mindestens einem Abschnitt der Übertragungslage zu beprägendes Substrat ist, und dass der Stempel ein beheizter Prägestempel ist. Derartige als Heißprägevorrichtungen bekannte Fügevorrichtungen werden eingesetzt, um flächenförmige oder dreidimensionale Substrate zu dekorieren, wobei die Übertragungslage der Heißprägefolie nach dem Fügen bzw. Prägen auf dem Substrat haftet und die Trägerfolie anschließend abgezogen wird. Beim Abziehen der Trägerfolie werden auch die nicht übertragenen Restabschnitte der Übertragungslage abgezogen.It can be provided that the first workpiece is a hot stamping foil, wherein the hot stamping foil at least one transfer layer and a carrier sheet has that the second workpiece a substrate to be embossed with at least a portion of the transfer layer is, and that the stamp is a heated die. Such as hot stamping devices known joining devices are used to sheetlike or To decorate three-dimensional substrates, wherein the transfer layer the hot stamping foil after joining or embossing adheres to the substrate and then removed the carrier film becomes. When removing the carrier film are also not transferred Remaining sections of the transfer layer deducted.

Weiter kann vorgesehen sein, dass der Stempel eine Sonotrode ist. Die Sonotrode sendet Ultraschallwellen aus, die das erste und das zweite Werkstück miteinander verschweißen. Durch den zusätzlichen Druckaufbau zwischen Sonotrode und Auflagetisch wird das Verschweißen begünstigt.Further can be provided that the punch is a sonotrode. The sonotrode emits ultrasonic waves that interconnect the first and second workpieces weld. By the additional Pressure build-up between sonotrode and support table favors welding.

Weiter kann vorgesehen sein, dass der Stempel ein Hochfrequenzschweißkopf ist. Das Hochfrequenzschweißen wird bevorzugt zum Verbinden von Werkstücken aus Kunststoffeingesetzt. So können beispielsweise PKW-Scheinwerfergehäuse aus zwei Gehäusehälften bestehen, die durch Hochfrequenzschweißen miteinander verbunden sind.Further can be provided that the stamp is a high-frequency welding head. High frequency welding is preferably used for joining workpieces made of plastic. So can For example, car headlight housing two housing halves exist, by high-frequency welding connected to each other.

Es können vier Stelleinrichtungen vorgesehen sein, die in einem vorzugsweise rechtwinkligen Viereck angeordnet sind, wobei ein um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen schwenkbares Gelenk in einem Bereich, der den Schnittpunkt der Diagonalen des Vierecks aufweist, angeordnet ist. Bei dem Gelenk kann es sich vorzugsweise um ein Kugelgelenk handeln. Wenn vorstehend beschriebene Koordinatenzuordnung benutzt wird, handelt es sich bei den zwei senkrecht zueinander stehenden Achsen um die x- und die y-Achse.It can four adjusting devices may be provided, which in a preferably rectangular quadrangle are arranged, one being perpendicular to two mutually perpendicular axes pivoting joint in an area which has the intersection of the diagonal of the quadrangle arranged is. The joint may preferably be a ball joint act. When using the coordinate assignment described above is, it is the two perpendicular axes around the x and y axes.

Es können alternativ aber auch drei Stelleinrichtungen vorgesehen sein, die in einem vorzugsweise gleichschenkligen Dreieck angeordnet sind, wobei das um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen schwenkbare Gelenk in einem Bereich, der den Mittelpunkt des Dreiecks aufweist, angeordnet ist. Bei dem Gelenk kann es sich vorzugsweise um ein Kugelgelenk handeln.It can Alternatively, however, also be provided three adjusting devices, the are arranged in a preferably isosceles triangle, wherein the pivotable about two mutually perpendicular axes in an area having the center of the triangle is disposed. The joint may preferably be a ball and socket joint.

Die Stelleinrichtungen können als pneumatische oder hydraulische Stelleinrichtungen ausgebildet sein, beispielsweise als pneumatische oder hydraulische Zylinder. Die Stelleinrichtungen können direkt wirkend sein, aber auch mit Getrieben gekoppelt sein, um beispielsweise eine besonders feinfühlige Einstellung zu erreichen.The Control devices can designed as pneumatic or hydraulic actuating devices be, for example as a pneumatic or hydraulic cylinder. The adjusting devices can be directly acting, but also be coupled with gears to for example, to achieve a particularly sensitive adjustment.

In einer bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Stelleinrichtung ein Balgzylinder ist.In a preferred embodiment it can be provided that the adjusting device is a bellows cylinder is.

Weiter können die Stelleinrichtungen als elektromechanische Stelleinrichtungen ausgebildet sein. So kann eine elektromechanische Stelleinrichtung beispielsweise aus einem Elektromotor und einem selbsthemmenden Getriebe gebildet sein. Bei dem Getriebe kann es sich beispielsweise um ein Schraubengetriebe handeln, bei dem ein Stellmotor eine Schraubspindel antreibt, die eine drehgesicherte Mutter antreibt. Als Elektromotor kann vorteilhafterweise ein Schrittmotor vorgesehen sein, so dass auf besonders einfache Weise eine reproduzierbare Einstellung der Stelleinrichtung möglich ist.Further can the actuators as electromechanical actuators be educated. So can an electromechanical actuator for example, an electric motor and a self-locking Be formed gear. The transmission may be, for example to act a screw gear, in which a servomotor a screw spindle drives a non-rotating nut drives. As electric motor can advantageously be provided a stepper motor, so that on a particularly simple way a reproducible adjustment of the adjusting device is possible.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die mit den Stelleinrichtungen zusammenwirkende Einrichtung eine Verdrehsicherung aufweist. Bei der besagten Einrichtung kann es sich um den Auflagetisch oder um die Stempelplatte des Stempels handeln. Die Verdrehsicherung kann beispielsweise durch seitliche Führungen einer rechteckigen oder quadratischen Platte gebildet sein. Es ist aber auch möglich, eine runde Platte vorzusehen und die Verdrehsicherung durch einen oder mehrere in einer nutförmige Ausnehmung der kreisförmigen Platte eingreifenden Stift bzw. Stifte oder dergleichen auszubilden. Die kreisförmige Platte kann auch einen tangentialen geraden Abschnitt aufweisen, der mit einem geraden Anschlag zusammenwirkt. Weiter kann es sich bei der kreisförmigen Platte um eine Platte mit einer geometrisch exakten Kreiskontur, aber auch um eine Platte mit einer elliptischen Kontur oder mit einer beliebig kurvenförmigen Kontur handeln.Further can be provided that cooperating with the adjusting devices Device has a rotation. At the said institution it can be the support table or the stamp plate of the stamp act. The rotation can, for example, by lateral guides be formed of a rectangular or square plate. It is but also possible, one provide round plate and the rotation by one or several in a groove-shaped recess the circular one Form plate engaging pin or pins or the like. The circular Plate can also have a tangential straight section, which interacts with a straight stop. It can continue at the circular Plate around a plate with a geometrically exact circular contour, but also a plate with an elliptical contour or with an arbitrarily curved Act contour.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die mit den Stelleinrichtungen zusammenwirkende Einrichtung einen Anschlag zur Begrenzung der Stellwege der Stelleinrichtungen aufweist. Dieser Anschlag ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Stelleinrichtung dauernd kraftbeaufschlagt ist, was insbesondere auf pneumatische und hydraulische Stelleinrichtungen zutreffen kann. Wenn es sich bei der mit den Stelleinrichtungen zusammenwirkende Einrichtung beispielsweise um den Auflagetisch handelt, könnte der Auflagetisch eine Lage außerhalb des vorgesehenen Verstellbereichs einnehmen, wenn der Stempel nicht im mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt mit der Auflagetisch ist, d. h. außerhalb der Fügeposition ist.Further can be provided that cooperating with the adjusting devices Device a stop to limit the travel of the adjusting devices having. This attack is particularly advantageous if the adjusting device is permanently subjected to force, which in particular can apply to pneumatic and hydraulic control devices. If it cooperates with the adjusting devices Institution for example, the support table, the Pad table a location outside take the intended adjustment, if the punch is not is in direct or indirect contact with the support table, d. H. outside the joining position is.

Es kann vorgesehen sein, dass der Anschlag als einstellbarer Anschlag ausgebildet ist.It can be provided that the stop as an adjustable stop is trained.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die das starre Widerlager bildende Einrichtung schwenkbar um zwei senkrecht zueinander und senkrecht auf der Bewegungsachse des Stempels stehende Schwenkachsen einstellbar ist. Es kann es sich dabei beispielsweise um den beheizten Prägestempel einer als Heißprägevorrichtung ausgebildeten Fügevorrichtung handeln, insbesondere um die Prägeplatte des Prägestempels.Further it can be provided that the device forming the rigid abutment pivotable about two perpendicular to each other and perpendicular to the axis of movement the stamp standing pivot axes is adjustable. It can do it This is, for example, the heated die a as a hot stamping device trained joining device act, in particular around the stamping plate of the Stamping die.

In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die das starre Widerlager bildende Einrichtung mittels Stellschrauben schwenkbar einstellbar ist. Wie vorstehend beschrieben, kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass die Prägeplatte des Prägestempels mittels Stellschrauben einstellbar ist.In An advantageous embodiment may be provided that the rigid abutment-forming device by means of screws pivotable is adjustable. As described above, so for example be provided that the stamping plate of the stamp is adjustable by means of screws.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die das starre Widerlager bildende Einrichtung mittels Unterlagen schwenkbar einstellbar ist. Bei den Unterlagen kann es sich beispielsweise um Metallplättchen unterschiedlicher Dicke handeln, die beispielsweise zwischen der Unterseite der Prägeplatte und der Oberseite der Prägeplattenaufnahme einlegbar sind.It can also be provided that the device forming the rigid abutment is pivotally adjustable by means of documents. With the documents they may be, for example, metal platelets of different thickness, which can be inserted, for example, between the underside of the embossing plate and the upper side of the embossing plate holder.

Weiter kann vorgesehen sein, dass auf dem Auflagetisch eine Aufnahme für das Substrat angeordnet ist.Further can be provided that on the support table a receptacle for the substrate is arranged.

Es kann bei als Heißprägevorrichtung ausgebildeten Fügevorrichtungen vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Vorrats- und Transporteinrichtung für die Heißprägefolie aufweist. Die Heißprägefolie kann beispielsweise auf einer Vorratsrolle bereitgestellt sein und die nach dem Prägen abgezogene Trägerschicht kann auf eine Aufwickelrolle aufgewickelt sein. Zur exakten Positionierung der Heißprägefolie kann die Folie beispielsweise optische Markierungen aufweisen, die von optischen Sensoren erfasst werden, die mit einer Steuerungseinrichtung der Transporteinrichtung zusammenwirken.It can when as a hot stamping device trained joining devices be provided that the device is a storage and transport device for the Hot stamping foil having. The hot stamping foil can be provided for example on a supply roll and the after embossing withdrawn carrier layer can be wound on a take-up reel. For exact positioning the hot stamping foil For example, the film may have optical marks that be detected by optical sensors with a control device of the Collaborate transport device.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Stelleinrichtungen Sensoren zur Bestimmung der Stellkraft aufweisen und/oder eine kalibrierte Kennlinie der Abhängigkeit der Stellkraft von der Eingangsgröße der Stelleinrichtung aufweisen. Es kann also vorgesehen sein, dass die Stelleinrichtung zugleich die Funktion eines Kraftsensors erfüllt. Bei einem pneumatischen oder hydraulischen Stellzylinder ist beispielsweise die Stellkraft bestimmbar als Quotient des Zylinderdrucks und der Kolbenfläche.Further it can be provided that the adjusting devices sensors for determining have the adjusting force and / or a calibrated characteristic of the dependence having the actuating force of the input of the adjusting device. It can therefore be provided that the adjusting device at the same time fulfills the function of a force sensor. In a pneumatic or hydraulic actuating cylinder, for example, the force determinable as a quotient of the cylinder pressure and the piston area.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Stelleinrichtungen mit einer Steuerungseinrichtung zur Messung und/oder Einstellung der Stellkraft verbunden sind.Further it can be provided that the adjusting devices with a control device are connected for measuring and / or adjustment of the actuating force.

Vorzugsweise kann es sich bei der mit den Stelleinrichtungen zusammenwirkende Einrichtung um eine biegesteife Platte handeln. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Platte sich unter Belastung verwindet oder in Richtung der Stellkraft elastisch verformt.Preferably It may be in the cooperating with the adjusting devices Device to act on a rigid plate. But it can too be provided that the plate is twisted under load or elastically deformed in the direction of the actuating force.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigenThe The invention will now be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. It demonstrate

1 eine erfindungsgemäße Fügevorrichtung in schematischer Darstellung; 1 a joining device according to the invention in a schematic representation;

2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Auflagetisches in der Draufsicht; 2 a first embodiment of a support table in plan view;

3 eine Schnittdarstellung des Auflagetischs entlang der Schnittlinie III-III in 2 mit hochgefahrenem Stempel; 3 a sectional view of the support table along the section line III-III in 2 with raised stamp;

4 eine Schnittdarstellung des Auflagetischs entlang der Schnittlinie III-III in 2 mit niedergefahrenem Stempel; 4 a sectional view of the support table along the section line III-III in 2 with stamped-down stamp;

5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Auflagetisches in der Draufsicht. 5 A second embodiment of a support table in plan view.

1 zeigt eine Fügevorrichtung, die als Hubpräge-Vorrichtung 1 zum Heißprägen von Folien ausgebildet ist. Im Hubpräge-Verfahren wird die Übertragungsschicht einer Heißprägefolie durch einen beheizten Prägestempel aus Metall oder Silikon oder aus Metall mit einer Silikonauflage in einer kontinuierlichen Auf- und Abwärtsbewegung auf das Substrat übertragen. Dabei bestimmt die Form des Prägestempels die Form der Ausprägung. Das Hubpräge-Verfahren eignet sich unter anderem für die randscharfe und positionsgenaue Applikation von Einzel-Hologrammbildern auf zu dekorierenden Substraten, wie beispielsweise Verpackungen oder Erzeugnissen. 1 shows a joining device, as a stroke embossing device 1 is designed for hot stamping of films. In the stroke embossing process, the transfer layer of a hot stamping foil is transferred to the substrate through a heated die made of metal or silicone or of metal with a silicone coating in a continuous upward and downward movement. The shape of the stamp determines the shape of the expression. The stroke embossing method is suitable, inter alia, for the crisp and positionally accurate application of individual hologram images on substrates to be decorated, such as packaging or products.

Die Hubpräge-Vorrichtung 1 weist einen auf- und ab bewegbaren beheizten Prägestempel 11 sowie einen mit dem Prägestempel 11 zusammenwirkenden Auflagetisch 12 auf, zwischen denen ein zu beschichtendes Substrat 13 und eine Heißprägefolie 14 angeordnet sind. Eine Vorratsrolle 15, eine Aufwickelrolle 16 und Umlenkrollen 17 bilden eine Vorrats- und Transporteinrichtung für die Heißprägefolie 14, wobei in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Mittel zum Zuführen und Positionieren der Heißprägefolie 14 nicht näher dargestellt sind. Ebenso sind die Mittel zum Zuführen und Positionieren des Substrats 13 nicht näher dargestellt.The stroke embossing device 1 has an up and down movable heated die 11 and one with the stamp 11 interacting support table 12 on, between which a substrate to be coated 13 and a hot stamping foil 14 are arranged. A supply roll 15 , a take-up roll 16 and pulleys 17 form a storage and transport device for the hot stamping foil 14 , in which in 1 illustrated embodiment, the means for feeding and positioning the hot stamping foil 14 are not shown in detail. Likewise, the means for feeding and positioning the substrate 13 not shown in detail.

Die Hubpräge-Vorrichtung 1 weist Mittel auf, um die Heißprägefolie 14 und das Substrat 13 so zueinander auszurichten, das ein auf der Heißprägefolie 14 angeordnetes Dekorationselement vorzugsweise registergenau über einem dafür vorgesehenen Bereich des Substrats 13 angeordnet ist und sodann, wie weiter unten beschrieben, auf das Substrat 13 übertragen wird. Beispielsweise können diese Mittel darin bestehen, dass auf der Heißprägefolie 14 pro Dekorationselement eine oder mehrere Registermarken angeordnet sind, welche mit einem insbesondere optischen Sensor detektiert werden. Der Sensor kann dabei in fester Verbindung an der Hubpräge-Vorrichtung 1 angeordnet sein und detektiert mit Hilfe der Registermarken auf der Heißprägefolie 14 deren registergenaue Lage zu dem zu dekorierenden Werkstück in der Hubpräge-Vorrichtung 1.The stroke embossing device 1 has means to the hot stamping foil 14 and the substrate 13 to align with each other, the one on the hot stamping foil 14 arranged decorative element preferably register accurate over a designated area of the substrate 13 is arranged and then, as described below, on the substrate 13 is transmitted. For example, these means may be that on the hot stamping foil 14 per decorative element one or more register marks are arranged, which are detected by a particular optical sensor. The sensor can be in a fixed connection to the Hubpräge device 1 be arranged and detected using the register marks on the hot stamping foil 14 their register-accurate position to the workpiece to be decorated in the stroke embossing device 1 ,

Nach dem Prägen verbleibt eine Restfolie 14r, die im Wesentlichen aus der von der Übertragungsschicht abgezogenen Trägerschicht der Heißprägefolie 14 besteht und die auf der Aufwickelrolle 16 aufgewickelt ist.After embossing remains a residual film 14r consisting essentially of the carrier layer of the hot stamping foil drawn off from the transfer layer 14 exists and that on the take-up roll 16 is wound up.

Der Auflagetisch 12 ist auf Stelleinrichtungen 18 abgestützt, die beispielsweise als hydraulische oder pneumatische Stelleinrichtungen oder als elektromechanische Stelleinrichtungen ausgebildet sein können. Die Stelleinrichtungen 18 erzeugen beim Zusammenwirken mit dem Prägestempel 11 eine Prägekraft, die der Summe der Stellkräfte der Stelleinrichtungen 18 gleich ist. Die Stellkräfte der Stelleinrichtungen 18 sind getrennt einstellbar, so dass die Prägekraft lokal einstellbar ist und Flächenbereiche des abzuprägenden Dekorationselements mit unterschiedlicher Prägekraft beaufschlagbar sind. Unterschiedliche lokale Prägekräfte sind beispielsweise zum Ausgleich einer ungleichmäßigen Flächenbelegung des Dekorationselements erwünscht. Gegenüber dem herkömmlichen Verfahren, den Auflagetisch 12 durch Stellschrauben oder Unterlagen leicht schräg zu stellen, um infolge der Andruckgeometrie lokal unterschiedliche Prägekräfte indirekt einzustellen, bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, Stellkräfte bzw. lokale Prägekräfte direkt einzustellen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Stellkräfte während des Betriebs und von fern einstellbar sind. Eine Verletzungsgefahr durch Manipulation am heißen Prägestempel besteht nicht mehr. Langes Ausprobieren ist vermieden, die eingestellten Werte sind jederzeit reproduzierbar.The support table 12 is on adjusting devices 18 supported, for example, as a hydraulic or pneumatic adjusting devices or can be designed as electromechanical actuating devices. The adjusting devices 18 generate when interacting with the die 11 an embossing force, the sum of the restoring forces of the adjusting devices 18 is equal to. The actuating forces of the adjusting devices 18 are separately adjustable so that the embossing force is locally adjustable and surface areas of the decorative element to be imprinted can be acted upon with different embossing force. Different local embossing forces are desired, for example, to compensate for an uneven area occupancy of the decorative element. Compared to the conventional method, the support table 12 Set slightly oblique by adjusting screws or documents to indirectly adjust locally different embossing forces due to the Andruckgeometrie, the device of the invention has the advantage of setting forces or local embossing forces directly. Another advantage is that the control forces are adjustable during operation and from a distance. There is no danger of injury due to manipulation of the hot stamp. Long trial and error is avoided, the set values can be reproduced at any time.

Der Auflagetisch 12 kann bei unterschiedlich eingestellten Stellkräften der einzelnen Stelleinrichtungen 18 schräg stehen. Anschläge 19a begrenzen diese Schrägstellung auf einen Maximalwert, der bei den in den Fig. dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel bei etwa 4 mm liegt.The support table 12 can at different set actuating forces of the individual actuating devices 18 to stand diagonally. attacks 19a limit this inclination to a maximum value, which is approximately 4 mm in the preferred embodiment shown in FIGS.

Hinsichtlich einer möglichen Schrägstellung des Auflagetisches 12 und unterschiedlich eingestellter Stellkräfte der einzelnen Stelleinrichtungen 18 können verschiedene Fälle auftreten.Regarding a possible inclination of the support table 12 and differently adjusted actuating forces of the individual control devices 18 Different cases can occur.

Ist das Substrat 13 zum Beispiel ein flaches Teil, welches auf dem Auflagetisch 12 aufliegt und eine zu prägende Oberfläche aufweist, welche parallel zur Oberfläche des Auflagetisches 12 verläuft, wird es beim Prägen des Substrates 13 zu keiner Schrägstellung des Auflagetisches 12 kommen, weil unterschiedlich eingestellte Stellkräfte der einzelnen Stelleinrichtungen 18 nur zu unterschiedlichen Prägedrücken in den jeweiligen Flächenbereichen in der Umgebung der Stelleinrichtungen 18 führen. Dies kann vorteilhaft sein, wenn das zu prägende Motiv dies erfordert. Beispielsweise können einzelne Bereiche des Motives nur eine geringe zu beprägende Fläche aufweisen, was geringen Prägedruck erfordert und andere Bereiche eine große zu beprägende Fläche aufweisen, was einen höheren Prägedruck erfordert. In diesem Fall einer zu prägenden Substrat-Oberfläche, welche parallel zur Oberfläche des Auflagetisches 12 verläuft, kann eine gezielte Schrägstellung des Auflagetisches 12 bei noch nicht als festes Gegenlager aufliegendem Prägestempel 11 sinnvoll sein, um eine nicht planparallele Auflage des Prägestempels 11 zu erreichen, sondern ein stückweises Aufliegen oder Abrollen des Prägestempels 11 auf der zu beprägenden Oberfläche zu erzielen, um Lufteinschlüsse in der zu beprägenden Oberfläche zu vermeiden und um die jeweils lokal erforderliche Prägekraft zu verringern. Dazu kann der Prägestempel 11 vorzugsweise leicht gebogen ausgeführt sein, ähnlich einem Wiegestempel. Somit können entstehende lokale Lufteinschlüsse während des Prägevorgangs vermieden oder während des Entstehens herausgedrückt werden und durch die nun vorliegende geringere lokale Prägefläche eine geringere Prägekraft einwirken für denselben nötigen Prägedruck auf die zu beprägende Fläche. Bei heranfahrendem Prägestempel 11 können beispielsweise zwei Stelleinrichtungen 18 so angesteuert werden, dass eine Kante des Auflagetisches 12 höher liegt als eine gegenüberliegende Kante. Trifft der sich insbesondere noch sich in der Abwärtsbewegung in Richtung Auflagetisch 12 befindliche Prägestempel 11 auf diesen höher gelegenen Bereich des Auflagetisches 12, werden nun die gegenüberliegenden beiden Prägezylinder 11 so angesteuert, dass sich nun der gesamte Auflagetisch 12 in der oberen Anschlagposition befindet. Auf diese Weise wird die gesamte zu beprägende Substrat-Oberfläche geprägt bei sich stetig über die Substrat-Oberfläche abrollenden Prägestempel 11. Je nach Ansteuerung des Prägestempels 11 und der Stelleinrichtungen 18 kann die Geschwindigkeit des Abrollens und des gesamten Prägevorgangs entsprechend variiert und eingestellt werden. Über die gezielt einstellbaren Werte an den Stelleinrichtungen 18, die dafür vorzugsweise mit Proportionalventilen und einer programmierbaren Steuerung (SPS) angesteuert werden, ist dieser Prägevorgang jederzeit reproduzierbar. Je nach Teilegeometrie des Substrates 13 sind gebogene, kugelsegmentförmige oder auch ungleichmäßig geformte Prägestempel 11 für die unterschiedlichsten Teilegeometrien des Substrates 13 denkbar.Is the substrate 13 for example, a flat part, which is on the support table 12 rests and has a surface to be embossed, which is parallel to the surface of the support table 12 runs, it is when embossing the substrate 13 to no inclination of the support table 12 come because different set actuating forces of the individual control devices 18 only to different embossing pressures in the respective surface areas in the vicinity of the adjusting devices 18 to lead. This can be advantageous if the motif to be embossed requires it. For example, individual areas of the motif can have only a small area to be embossed, which requires low embossing pressure and other areas have a large area to be embossed, which requires a higher embossing pressure. In this case, a substrate surface to be embossed, which is parallel to the surface of the support table 12 runs, can be a targeted inclination of the support table 12 not yet as a solid counter bearing resting die 11 be useful to a non-plane parallel edition of the stamping die 11 to achieve, but a piecewise resting or unrolling the stamping die 11 to achieve on the surface to be embossed in order to avoid air bubbles in the surface to be embossed and to reduce the locally required stamping force. For this purpose, the stamp 11 preferably be slightly bent, similar to a stamping punch. Thus, resulting local air pockets can be avoided during the embossing process or pushed out during the emergence and act through the now present lower local embossing area a lower embossing force for the same required embossing pressure on the surface to be embossed. With approaching die 11 For example, two adjusting devices 18 be controlled so that one edge of the support table 12 higher than an opposite edge. In particular, it meets in the downward movement towards the support table 12 located stamp 11 on this higher area of the support table 12 , now become the opposite two embossing cylinder 11 so controlled that now the entire support table 12 is in the upper stop position. In this way, the entire substrate surface to be embossed is embossed with embossing stamps rolling continuously over the substrate surface 11 , Depending on the activation of the embossing stamp 11 and the adjusting devices 18 the speed of unwinding and the entire embossing process can be varied and adjusted accordingly. About the specifically adjustable values at the control devices 18 , which are preferably controlled with proportional valves and a programmable controller (PLC), this embossing process is reproducible at any time. Depending on the part geometry of the substrate 13 are curved, spherical segment-shaped or unevenly shaped dies 11 for the most varied part geometries of the substrate 13 conceivable.

Für das beschriebene Abrollen des Prägestempels 11 reichen geringe Schrägstellungen des Auflagetisches auf, die im Millimeterbereich oder auch im Zehntelmillimeterbereich liegen können. Dies entspricht wenigen Grad Abweichung von der Waagerechten.For the described unrolling of the embossing stamp 11 Low inclinations of the support table, which can be in the millimeter range or even in the tenth of a millimeter range. This corresponds to a few degrees deviation from the horizontal.

Ist das Substrat 13 ein Teil mit einer dreidimensionalen Oberflächengeometrie, welches auf dem Auflagetisch 12 aufliegt und eine zu prägende Oberfläche aufweist, welche nicht parallel zur Oberfläche des Auflagetisches 12 verläuft, kann es beim Prägen des Substrates 13 zu einer gewünschten Schrägstellung des Auflagetisches 12 kommen, weil unterschiedlich eingestellte Stellkräfte der einzelnen Stelleinrichtungen 18 im Zusammenwirken mit dem festen Gegenlager des insbesondere entsprechend der Oberflächengeometrie des Substrate 13 gegengeformten Prägestempels 11, der auf der Oberfläche des Substrates 13 aufliegt, eine Schrägstellung des Auflagetisches 12 entsprechend der dreidimensionalen Geometrie des Substrates 13 bewirken können. Für ein derartiges Ausgleichen von unterschiedlichen Oberflächengeometrien des Substrates 13 durch unter anderem Schrägstellen des Auflagetisches 12 sind Schrägstellungen des Auflagetisches im Zentimeter- oder auch Dezimeterbereich in Verbindung mit entsprechend den Abmessungen des Substrates 13 ausreichend großen Auflagetisches 12 sinnvoll und möglich. Dies entspricht wenigen Grad bis etwa 10 bis 20 Grad Abweichung von der Waagerechten.Is the substrate 13 a part with a three-dimensional surface geometry, which is on the support table 12 rests and has a surface to be embossed, which is not parallel to the surface of the support table 12 runs, it can when embossing the substrate 13 to a desired inclination of the support table 12 come because different set actuating forces of the individual control devices 18 in cooperation with the fixed abutment of the particular according to the surface geometry of the substrates 13 counter-shaped embossing stamp 11 that on the surface of the substrate 13 rests, an inclination of the support table 12 according to the three-dimensional geometry of the substrate 13 can effect. For such balancing of different surface geometries of the substrate 13 by, among other things, tilting the support table 12 are inclinations of the support table in the centimeter or Decimeterbereich in conjunction with according to the dimensions of the substrate 13 sufficiently large support table 12 reasonable and possible. This corresponds to a few degrees to about 10 to 20 degrees deviation from the horizontal.

Die 2 bis 4 zeigen nun ein erstes Ausführungsbeispiel des Auflagetisches.The 2 to 4 Now show a first embodiment of the support table.

Wie in 2 dargestellt, sind unter dem Auflagetisch 12 vier Stelleinrichtungen 18 angeordnet. Die Stelleinrichtungen 18 sind jeweils in den Eckbereichen des quadratischen Auflagetischs 12 angeordnet, der wie in den Schnittdarstellungen in 3 und 4 erkennbar, mittels der Stelleinrichtungen 18 entlang der seitlichen Führungen 19 höhenverstellbar ist. Die Stelleinrichtungen 18 sind bei einer bevorzugten Ausführung als pneumatische Stelleinrichtungen mit einem Balgzylinder ausgebildet, wobei der den Stelleinrichtungen 18 zugeführte pneumatische Druck im Bereich von 0,1 bis 10 Bar liegt. Die Querschnittsfläche des Balgzylinders ist so gewählt, dass pro Balgzylinder, z. B. bei einem Durchmesser eines Balgzylinders von etwa 63 mm eine Stellkraft im Bereich von 30 bis 2000 N aufgebracht wird. Damit liegt die Prägekraft, d. h. die Summe der Stellkräfte der vier Stelleinrichtungen 18, im Bereich von 120 bis 8000 N. Die Variation der Prägekraft in verschiedenen Bereichen des Auflagetisches beträgt etwa ±100%.As in 2 are shown under the support table 12 four control devices 18 arranged. The adjusting devices 18 are each in the corner areas of the square support table 12 arranged as in the sectional views in 3 and 4 recognizable by means of the adjusting devices 18 along the side guides 19 is height adjustable. The adjusting devices 18 are formed in a preferred embodiment as a pneumatic adjusting devices with a bellows cylinder, wherein the adjusting devices 18 supplied pneumatic pressure is in the range of 0.1 to 10 bar. The cross-sectional area of the bellows cylinder is chosen so that per bellows cylinder, z. B. a diameter of a bellows cylinder of about 63 mm, a force in the range of 30 to 2000 N is applied. This is the embossing force, ie the sum of the restoring forces of the four actuators 18 , in the range of 120 to 8000 N. The variation of the embossing force in different areas of the support table is about ± 100%.

Eine weitere Erhöhung der Stellkräfte pro Stelleinrichtung 18 kann erreicht werden, indem die Stellkräfte einer Stelleinrichtung 18 indirekt über eine Hebelübersetzung an den Auflagetisch 12 angreifen. Dabei kann die Hebelmechanik und die zugehörige Stelleinrichtung 18 gemeinsam unterhalb des Auflagetisches 12 angeordnet sein oder der Stelleinrichtung 18 und Teile der Hebelmechanik können neben dem Auflagetisch 12 angeordnet sein.A further increase in the actuating forces per control device 18 can be achieved by the actuating forces of a control device 18 indirectly via a leverage to the support table 12 attack. In this case, the lever mechanism and the associated adjusting device 18 together below the support table 12 be arranged or the adjusting device 18 and parts of the lever mechanism can next to the support table 12 be arranged.

Eine Erhöhung des Stellweges der Stelleinrichtung 18 kann erreicht werden, indem mehrere Stelleinrichtungen 18, beispielsweise Druckzylinder übereinander angeordnet werden und dabei der jeweils untere Druckzylinder den darüberliegenden Druckzylinder nach oben bewegt. Dies geschieht gestaffelt an jedem Druckzylinder bis zum Angriff des obersten Druckzylinders an dem Auflagetisch 12.An increase in the travel of the adjusting device 18 can be achieved by multiple actuators 18 For example, pressure cylinders are arranged one above the other and thereby the lower pressure cylinder moves the overlying pressure cylinder upwards. This happens staggered on each printing cylinder until the attack of the top pressure cylinder on the support table 12 ,

Die seitlichen Führungen 19 sind im Querschnitt L-förmig ausgebildet, wobei die dem Auflagetisch 12 zugewandte Innenseite des senkrecht angeordneten einen Schenkels der Führung 19 eine Führungsbahn für den Auflagetisch 12 bildet und die der Oberseite des Auflagetisches 12 zugewandte Innenseite des anderen Schenkels den Anschlag 19a bildet. Der Auflagetisch 12 ist weiter auf einem Kugelgelenk 12g in zwei Achsrichtungen schwenkbar abgestützt, wobei das Kugelgelenk 12g im Schnittpunkt der durch die Mittelpunkte der zylinderförmigen Stelleinrichtungen 18 gelegten Verbindungsdiagonalen angeordnet ist (siehe 2).The lateral guides 19 are formed in cross-section L-shaped, wherein the support table 12 facing inside of the vertically arranged one leg of the guide 19 a guideway for the support table 12 forms and the top of the support table 12 facing inside of the other leg the stop 19a forms. The support table 12 is still on a ball joint 12g pivotally supported in two axial directions, wherein the ball joint 12g at the intersection of the through the centers of the cylindrical adjusting devices 18 arranged connecting diagonal is arranged (see 2 ).

Das Substrat 13 ist in dem in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel auf einer Teilaufnahme 12a abgelegt und fixiert, die auf dem Auflagetisch 12 angeordnet ist. Die Innenkontur der Teilaufnahme 12a ist der Außenkontur des zu beprägenden Substrats 13 angepasst, so dass das Substrat 13 ohne zusätzliche Mittel in seiner Lage sicher fixiert ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, wie weiter oben in 1 dargestellt, das Substrat 13 über eine Transportvorrichtung zuzuführen, wobei die Transportvorrichtung zugleich das Substrat 13 positionieren und fixieren kann. Bei dem Substrat 13 kann es sich beispielsweise um ein bandförmiges Substrat handeln oder um auf einem Transportband zu- und abgeführte hintereinander angeordnete Substrate. Bei dem Substrat kann es sich beispielsweise um Papier, Pappe oder Karton oder um Kunststoff, z. B. ABS, PP, PET oder ähnliches handeln. Bei dem Substrat 13 kann es sich auch um Metall, insbesondere mit oder ohne darauf aufgebrachten weiteren Schichten (z. B. Lacke, Haftvermittler, Kleber) handeln.The substrate 13 is in the in 3 and 4 illustrated embodiment on a partial recording 12a deposited and fixed on the support table 12 is arranged. The inner contour of the part holder 12a is the outer contour of the substrate to be embossed 13 adjusted so that the substrate 13 without additional means in its position is securely fixed. But it can also be provided, as described above in 1 represented, the substrate 13 be supplied via a transport device, wherein the transport device at the same time the substrate 13 can position and fix. At the substrate 13 it may be, for example, a belt-shaped substrate or on a conveyor belt and discharged consecutively arranged substrates. The substrate may be, for example, paper, cardboard or cardboard or plastic, for. B. ABS, PP, PET or the like. At the substrate 13 it may also be metal, in particular with or without further layers applied thereto (eg paints, adhesion promoters, adhesives).

3 zeigt, dass die maximale Höhenverstellung des Auflagetisches 12 bei aufwärts bewegtem Prägestempel 11 durch die Anschläge 19a begrenzt ist. 3 shows that the maximum height adjustment of the support table 12 with upwards moving die 11 through the attacks 19a is limited.

Bei abwärts bewegtem Prägestempel 11, d. h. in der Arbeitsstellung des Prägestempels 11, begrenzt der Prägestempel 11 die maximale Höhenverstellung des Auflagetisches 12. In Folge dessen gelangt der Auflagetisch 12 über die Teilaufnahme 12a, das mit der Oberfläche des Auflagetisches 12 parallele Substrat 13 und die Heißprägefolie 14 zur Anlage an der Unterseite des ebenfalls mit der Oberfläche des Auflagetisches 12 und mit der Oberfläche des darauf angeordneten Substrates 13 parallele Prägestempels 11, wenn die Stelleinrichtungen 18 betätigt werden. Die Stelleinrichtungen 18 üben nun Stellkräfte aus, denen gleich große Prägekräfte entgegengerichtet sind. Folglich führt die Betätigung der Stelleinrichtungen 18 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nicht zu einer Schräglage des Auflagetischs 12, wie weiter oben beschrieben, sofern nicht der Prägestempel 11 eine elastische Auflage aufweist, beispielsweise eine Silikonauflage.When the die is moved downwards 11 , ie in the working position of the embossing stamp 11 , limits the stamp 11 the maximum height adjustment of the support table 12 , As a result, the support table arrives 12 about the partial recording 12a that matches the surface of the support table 12 parallel substrate 13 and the hot stamping foil 14 to rest on the underside of also with the surface of the support table 12 and with the surface of the substrate disposed thereon 13 parallel embossing stamp 11 when the adjusting devices 18 be operated. The adjusting devices 18 now exert restoring forces, which are directed opposite equally large embossing forces. Consequently, the operation of the adjusting devices 18 in the embodiment shown not to an oblique position of the support table 12 as described above, unless the die 11 has an elastic support, for example, a silicone support.

Die 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, das dem in 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht, mit dem Unterschied, dass statt vier Stelleinrichtungen 18 nur drei Stelleinrichtungen 18 vorgesehen sind, die in einem gleichseitigen Dreieck angeordnet sind. Das Kugelgelenk 12g ist im Mittelpunkt des Dreiecks angeordnet.The 5 shows a second embodiment, the in 2 described embodiment example corresponds, with the difference that instead of four actuators 18 only three adjusting devices 18 are provided, which are arranged in an equilateral triangle. The ball joint 12g is located at the center of the triangle.

In 1 und 5 ist strichliniert ein Verdrehanschlag 20 erkennbar, welcher ein Verdrehen des Auflagetisches 12 verhindert und im Bereich der umlaufenden Führung 19 angeordnet ist. Die Toleranz des Verdrehanschlags 20 ist so eingestellt, dass ein Berühren der Außenkanten des Auflagetisches 12 an der umlaufenden Führung 19 verhindert ist. Der Verdrehanschlag 20 kann nur an einer Seite der Vorrichtung 1, an zwei gegenüberliegenden Seiten oder auch an allen Seiten der Vorrichtung 1 vorgesehen sein.In 1 and 5 dashed line is a twist stop 20 recognizable, which is a rotation of the support table 12 prevented and in the area of circumferential guidance 19 is arranged. The tolerance of the rotation stop 20 is set so that touching the outer edges of the support table 12 at the circulating tour 19 is prevented. The rotation stop 20 can only on one side of the device 1 , on two opposite sides or on all sides of the device 1 be provided.

Eine alternative Anwendung der erfindungsgemäßen Hubpräge-Vorrichtung ist das Ultraschall- oder Hochfrequenzschweißen. Dabei bildet vorzugsweise eine Sonotrode ein festes Gegenlager zu dem verstellbar gelagerten Auflagetisch. Das Substrat, beispielsweise ein zu verschweißendes zweiteiliges Kunststoffteil wie z. B. ein PKW-Scheinwerfergehäuse mit Vorder- und Rückteil, ist in einer Teileaufnahme auf dem Auflagetisch gelagert. Die Sonotrode und die Teileaufnahme ist entsprechend der insbesondere umlaufenden Schweißnaht geformt. Je nach Teilegeometrie im Bereich der Schweißnaht und der Formung der Sonotrode werden nun ggf. jeweils unterschiedliche oder gleiche Stellkräfte mit Hilfe der Stelleinrichtungen erzeugt und der Schweißvorgang durchgeführt. Ein Beispiel einer Druckbeaufschlagung der einzelnen Stelleinrichtungen, in diesem Falle pneumatische Druckzylinder, für eine vorgegebene, aber nicht näher dargestellte Substratgeometrie: Stelleinrichtung I: 4 bar, Stelleinrichtung II: 3 bar, Stelleinrichtung III: 2 bar, Stelleinrichtung IV: 1 bar. Die verwendeten Drücke bewegen sich also in diesem Beispiel zwischen 1 und etwa 10 bar, können aber je nach Größe des Substrates und anderer Randbedingungen des Verfahrens auch höher liegen, beispielsweise zwischen 1 und etwa 1000 bar. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Stellkräfte der Stelleinrichtungen während des Schweißvorgangs zeitlich nicht konstant sind, sondern dynamisch, vorzugsweise schnell dynamisch, geändert werden.A alternative application of the stroke embossing device according to the invention is the ultrasonic or High frequency welding. In this case, preferably a sonotrode forms a fixed counter bearing the adjustable support table. The substrate, for example one to be welded two-piece plastic part such. B. a car headlight housing with Front and back, is stored in a part holder on the support table. The sonotrode and the part receiving is corresponding to the particular circulating Weld shaped. Depending on part geometry in the area of the weld seam and The shaping of the sonotrode may now be different or equal restoring forces generated with the help of the adjusting devices and carried out the welding process. One Example of pressurization of the individual control devices, in this case pneumatic pressure cylinder, for a given, but not shown in more detail Substrate geometry: Actuator I: 4 bar, actuator II: 3 bar, adjusting device III: 2 bar, adjusting device IV: 1 bar. The pressures used So, in this example, between 1 and about 10 bar, can but depending on the size of the substrate and other boundary conditions of the method are also higher, for example, between 1 and about 1000 bar. It may be advantageous be when the restoring forces the adjusting devices during the welding process are not constant in time, but dynamic, preferably fast dynamic, changed become.

Bei einer bevorzugten Variante werden die Stellkräfte zu Anfang jeweils auf einen mittleren Wert eingestellt. Danach wird der Druck pro Stelleinrichtung mittels Proportionalventile und einer Steuerung insbesondere in einem Intervall von etwa 0,1 s um etwa 1 bar erhöht und anschließend wieder auf den mittleren voreingestellten Wert verringert. Durch diese pulsierenden Stellkräfte kann der Schweißvorgang wirkungsvoll unterstützt und die Qualität der Schweißung verbessert werden.at In a preferred variant, the restoring forces are initially set to one set the middle value. Thereafter, the pressure per actuator by means of proportional valves and a control in particular in increased by about 1 bar at an interval of about 0.1 s and then again reduced to the middle preset value. Through this pulsating forces can the welding process effectively supported and the quality the weld be improved.

11
Hubpräge-VorrichtungHubpräge device
1111
Prägestempeldies
1212
Auflagetischsupport table
12a12a
Teilaufnahmepart seat
12g12g
Kugelgelenkball joint
1313
Substratsubstratum
1414
HeißprägefolieHot stamping foil
14r14r
Restfolieresidual foil
1515
Vorratsrollesupply roll
1616
Aufwickelrolleup roll
1717
Umlenkrolleidler pulley
1818
Stelleinrichtungsetting device
1919
Führungguide
19a19a
Anschlagattack
2020
Verdrehanschlagrotation stop

Claims (19)

Fügevorrichtung (1), zum Fügen zweier Werkstücke mit einem zwischen einer unteren Arbeitsposition und einer oberen Befüllposition auf und ab bewegbaren Stempel (11), wobei zwischen dem Stempel (11) und dem Auflagetisch (12) ein erstes Werkstück (14) und ein unter dem ersten Werkstück (14) angeordnetes zweites Werkstück (13) anordenbar sind dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagetisch (12) schwenkbar um zwei senkrecht zueinander und senkrecht auf der Bewegungsachse des Stempels (11) stehende Schwenkachsen gelagert ist und mittels Stelleinrichtungen (18) um die zwei Schwenkachsen schwenkbar ist, wobei der Stempel (11) in der Arbeitsposition ein starres Widerlager bildet, oder dass der Stempel (11) schwenkbar um zwei senkrecht zueinander und senkrecht auf der Bewegungsachse des Stempels (11) stehende Schwenkachsen gelagert ist und mittels Stelleinrichtungen (18) um die zwei Schenkachsen schwenkbar ist, wobei der Auflagetisch (12) in der Arbeitsposition ein starres Widerlager bildet.Joining device ( 1 ), for joining two workpieces with a movable between a lower working position and an upper filling position and stamp ( 11 ), whereby between the stamp ( 11 ) and the support table ( 12 ) a first workpiece ( 14 ) and one under the first workpiece ( 14 ) arranged second workpiece ( 13 ) can be arranged, characterized in that the support table ( 12 ) pivotable about two perpendicular to each other and perpendicular to the axis of movement of the punch ( 11 ) standing pivot axes is mounted and by means of adjusting devices ( 18 ) is pivotable about the two pivot axes, wherein the punch ( 11 ) forms a rigid abutment in the working position, or that the stamp ( 11 ) pivotable about two perpendicular to each other and perpendicular to the axis of movement of the punch ( 11 ) standing pivot axes is mounted and by means of adjusting devices ( 18 ) is pivotable about the two pivot axes, wherein the support table ( 12 ) forms a rigid abutment in the working position. Fügevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Werkstück (14) eine Heißprägefolie ist, wobei die Heißprägefolie mindestens eine Übertragungslage und eine Trägerfolie aufweist, dass das zweite Werkstück (13) ein mit mindestens einem Abschnitt der Übertragungslage zu beprägendes Substrat ist, und dass der Stempel (11) ein beheizter Prägestempel ist.Joining device according to claim 1, characterized in that the first workpiece ( 14 ) is a hot stamping foil, wherein the hot stamping foil has at least one transfer layer and a carrier foil that the second workpiece ( 13 ) is a substrate to be embossed with at least a portion of the transfer layer, and that the stamp ( 11 ) is a heated die. Fügevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (11) eine Sonotrode ist.Joining device according to claim 1, characterized in that the punch ( 11 ) is a sonotrode. Fügevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (11) ein Hochfrequenzschweißkopf ist.Joining device according to claim 1, characterized in that the punch ( 11 ) is a high frequency welding head. Fügevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vier Stelleinrichtungen (18) vorgesehen sind, die in einem vorzugsweise rechtwinkligen Viereck angeordnet sind, wobei ein um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen schwenkbares Gelenk (12g) in einem Bereich, der den Schnittpunkt der Diagonalen des Vierecks aufweist, angeordnet ist.Joining device according to one of the preceding claims, characterized in that four actuating devices ( 18 ) are provided, which are arranged in a preferably rectangular quadrangle, wherein an about two mutually perpendicular axes pivotable joint ( 12g ) is disposed in a region having the intersection of the diagonals of the quadrilateral. Fügevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei Stelleinrichtungen (18) vorgesehen sind, die in einem vorzugsweise gleichschenkligen Dreieck angeordnet sind, wobei das um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen schwenkbare Gelenk (12g) in einem Bereich, der den Mittelpunkt des Dreiecks aufweist, angeordnet ist.Joining device according to one of claims 1 to 3, characterized in that three adjusting devices ( 18 ) are provided, which are arranged in a preferably isosceles triangle, wherein the about two mutually perpendicular axes pivotable joint ( 12g ) is disposed in an area having the center of the triangle. Fügevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtungen (18) als pneumatische oder hydraulische Stelleinrichtungen ausgebildet sind.Joining device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting devices ( 18 ) are designed as pneumatic or hydraulic actuating devices. Fügevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (18) ein Balgzylinder ist.Joining device according to claim 7, characterized in that the adjusting device ( 18 ) is a bellows cylinder. Fügevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtungen (18) als elektromechanische Stelleinrichtungen ausgebildet sind.Joining device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adjusting devices ( 18 ) are designed as electromechanical actuating devices. Fügevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Stelleinrichtungen (18) zusammenwirkende Einrichtung eine Verdrehsicherung aufweist.Joining device according to one of the preceding claims, characterized in that the with the adjusting devices ( 18 ) cooperating device has a rotation. Fügevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Stelleinrichtungen (18) zusammenwirkende Einrichtung einen Anschlag zur Begrenzung der Stellwege der Stelleinrichtungen (18) aufweist.Joining device according to one of the preceding claims, characterized in that the with the adjusting devices ( 18 ) cooperating device a stop for limiting the travel of the adjusting devices ( 18 ) having. Fügevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag als einstellbarer Anschlag ausgebildet ist.joining device according to claim 11, characterized in that the stop as adjustable stop is formed. Fügevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das starre Widerlager bildende Einrichtung schwenkbar um zwei senkrecht zueinander und senkrecht auf der Bewegungsachse des Prägestempels (11) stehende Schwenkachsen einstellbar ist.Joining device according to one of the preceding claims, characterized in that the device forming the rigid abutment is pivotable about two perpendicular to each other and perpendicular to the axis of movement of the embossing punch ( 11 ) standing pivot axes is adjustable. Fügevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die das starre Widerlager bildende Einrichtung mittels Stellschrauben schwenkbar einstellbar ist.joining device according to claim 13, characterized in that the rigid abutment forming device by means of screws pivotally adjustable is. Fügevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die das starre Widerlager bildende Einrichtung mittels Unterlagen schwenkbar einstellbar ist.joining device according to claim 13, characterized in that the rigid abutment forming device is pivotally adjustable by means of documents. Fügevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Auflagetisch (12) eine Aufnahme für das Substrat (13) angeordnet ist.Joining device according to one of the preceding claims, characterized in that on the support table ( 12 ) a receptacle for the substrate ( 13 ) is arranged. Fügevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Vorrats- und Transporteinrichtung für die Heißprägefolie (14) aufweist.Joining device according to claim 2, characterized in that the device is a storage and transport device for the hot stamping foil ( 14 ) having. Fügevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtungen (18) Sensoren zur Bestimmung der Stellkraft aufweisen und/oder eine kalibrierte Kennlinie der Abhängigkeit der Stellkraft von der Eingangsgröße der Stelleinrichtung aufweisen.Joining device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting devices ( 18 ) Have sensors for determining the actuating force and / or have a calibrated characteristic of the dependence of the actuating force of the input variable of the actuating device. Fügevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtungen (18) mit einer Steuerungseinrichtung zur Messung und/oder Einstellung der Stellkraft verbunden sind.Joining device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting devices ( 18 ) are connected to a control device for measuring and / or adjusting the actuating force.
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