DE102012207174A1

DE102012207174A1 - Vorrichtung zum Laminieren von Laminiergut, Verfahren zum Montieren eines Presspolsters in der Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren eines Risses in dem Presspolster

Info

Publication number: DE102012207174A1
Application number: DE201210207174
Authority: DE
Inventors: Jörg Buchholz; Jörg Gustmann
Original assignee: Bundesdruckerei GmbH
Current assignee: Bundesdruckerei GmbH
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2032-05-01
Also published as: DE102012207174B4

Abstract

Zur Erhöhung der Ausbeute beim Laminieren von Laminiergut L wird eine Vorrichtung 1 zum Laminieren von Laminiergut L vorgeschlagen, die folgende Merkmale aufweist: (a) mindestens ein oberes Presselement 110, 210 und mindestens ein unteres Presselement 120, 220 mit jeweils einer Presselementfläche 113, 123; 213, 223, die einander gegenüberliegend angeordnet und von denen zumindest eine Presselementfläche 113, 123, 213, 223 auf die andere zu verfahrbar ist, und (b) jeweils ein Presspolster 115, 125; 215, 225 an den Presselementflächen 113, 123; 213, 223. Die Presspolster 115, 125; 215, 225 werden an den Presselementen 110, 120; 210, 220 mittels jeweils einer Spannvorrichtung gespannt gehalten. Die Spannvorrichtungen weisen jeweils eine an einer Seite des jeweiligen Presselements 110, 120; 210, 220 angeordnete und zum Befestigen des Presspolsters 115, 125; 215, 225 ausgebildete erste Halterung 311, 321; 411, 421 und eine an der gegenüber liegenden Seite des jeweiligen Presselements 110, 120; 210, 220 angeordnete zweite Halterung 312, 322; 412, 422 auf. Die erste Halterung 311, 321; 411, 421 ist zum Verspannen des Presspolsters 115, 125; 215, 225 ausgebildet. Die erste Halterung 311, 321; 411, 421 ist mittels einer elastischen Rückstellkraft verspannbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Laminieren von Laminiergut, die Presspolster aufweist, ferner ein Verfahren zum Montieren eines Presspolsters in der Laminiervorrichtung sowie ein Verfahren zum Detektieren eines Risses in dem Presspolster.
Beim Laminieren werden Polymerfolien übereinander gestapelt und dann unter Einwirkung von Wärme und üblicherweise auch unter Anbringung eines Druckes von außen auf die Flächen des Stapels laminiert. Die Polymerfolien können ausschließlich aus einem Polymer bestehen oder auch zusätzlich Füllmaterialen und/oder Verstärkungsmaterialien enthalten. Füllmaterialien können beispielsweise Farbpigmente sein, die organische oder typischerweise anorganische Materialien sind, wie etwa Titandioxid, und die die Polymerfolien opak machen. Die Füllmaterialien können den Polymermaterialien auch zugegeben werden, um diesen bestimmte physikalische Eigenschaften zu verleihen. Beispielsweise können die Füllmaterialien Metallflakes sein, die der Polymerfolie elektrische Leitfähigkeit verleihen. Verstärkungsmaterialien können beispielsweise gewebte oder auch filzartige Materialien sein, durch die die Polymerfolie unter anderem mechanische Festigkeit erhalten. Derartige Materialien können beispielsweise Glasfasernetze sein oder auch ein Papierbogen, der zur Herstellung der Polymerfolie mit flüssigem Polymermaterial getränkt und dann getrocknet wird. Zusätzlich oder anstelle der vorstehend genannten Bestandteile kann die Polymerfolie auch Farbstoffe enthalten, die sich in dem Polymer lösen und die Transparenz der Polymerfolie nicht beeinträchtigen.
Laminiervorrichtungen der gattungsgemäßen Art sind beispielsweise zur Herstellung von Laminaten für elektrische Mehrlagenschaltungen bekannt. Zu deren Herstellung werden typischerweise sogenannte Mehretagenpressen eingesetzt ( DE 30 32 931 A1 ). Derartige Vorrichtungen werden auch für die Herstellung von laminierten Plastikkarten verwendet. In DE 198 31 377 A1 ist eine Mehretagenpresse zur Herstellung laminierter Plastikkarten, wie Scheckkarten, Kreditkarten und dergleichen, insbesondere von kontaktlosen Karten mit integrierten elektronischen Bauteilen, beschrieben. In der Mehretagenpresse liegen mehrere zu verpressende Folienstapel auf übereinander angeordneten vertikal zusammenfahrbaren Etagen der Presse. Jede Etage umfasst eine Heizung. Der Pressvorgang erfolgt durch Anheben der Etagen, bis sie unter Druck aneinander anliegen.
In EP 1 110 708 A2 ist eine Presse ebenfalls zur Herstellung laminierter Plastikkarten beschrieben, die aus mehreren miteinander zu verpressenden Folien bestehen. Die Presse besteht aus zwei relativ zueinander verfahrbaren Pressplatten, die beheizbar und/oder kühlbar sind und im Pressspalt die zu verpressenden Folien aufnehmen. Zwischen den Folien und zumindest einer Pressplatte sind ein Presspolster und ein Pressblech angeordnet. Das Presspolster ist starr oder verschiebbar an der Presse gehalten. Beispielsweise kann das Presspolster unter Zugspannung verspannbar an der Presse, insbesondere an einer Pressplatte, gehalten sein. Hierzu dient eine Spannvorrichtung an der Außenseite der Pressplatte. In einer Ausführungsform ist zumindest der eine Rand des Presspolsters in Haltebacken gehalten, die parallel zur Kontaktfläche der Pressplatte verstellbar sind. Die Haltebacken können mechanisch, hydraulisch oder auf andere Weise nach außen verstellt werden, sodass sie wie ein Spannrahmen auf das Presspolster wirken. Damit wird das Presspolster in straffer Anlage an der Pressplattenseite gehalten.
Die vorstehenden Vorrichtungen sind für einen kontinuierlichen Betrieb jedoch nicht uneingeschränkt verwendbar. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass zuweilen Laminiergut erhalten wird, das völlig unbrauchbar ist, sodass es verworfen werden muss.
Von daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, mit denen auch unter kontinuierlichen Produktionsbedingungen fortwährend befriedigende Laminierergebnisse mit ausreichend hoher Ausbeute erhalten werden, ohne dass die hergestellten Laminate mangels ausreichender Qualität verworfen werden müssen.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung zum Laminieren von Laminiergut gemäß Anspruch 1, das Verfahren zum Montieren eines Presspolsters in der erfindungsgemäßen Laminiervorrichtung gemäß Anspruch 11 sowie durch das Verfahren zum Detektieren eines Risses in einem Presspolster in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Unter Laminiergut ist in der nachfolgenden Beschreibung und in den Ansprüchen jegliches Material zu verstehen, das in der erfindungsgemäßen Laminiervorrichtung zu einem Laminat unter Beaufschlagung von Wärme und Druck verpresst werden kann, d.h. zu einem Halbzeug, das, ausgehend von mehreren Lagen, zu einem praktisch monolithischen Körper unlösbar oder nahezu unlösbar verschmolzen wird, d.h. die einzelnen Lagen sind in dem fertigen Laminat nicht mehr unterscheidbar, insbesondere wenn es sich bei den Lagen um gleichartige oder sehr ähnliche Kunststoffe oder Kunststoffgemische handelt. Das Ausgangsmaterial ist ein Stapel aus mehreren Lagen eines insbesondere schmelzbaren Materials, beispielsweise aus Kunststofflagen. Somit kann das Ausgangsmaterial ein Folienstapel sein, der aus zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder noch mehr einzelnen Folien besteht. Die Folien können vor dem Laminieren bereits punktuell miteinander verbunden (geheftet) sein, um zu gewährleisten, dass sich die Position der Folien beim Handhaben und Laminieren relativ zueinander nicht verändert. Das Laminiergut, entweder Einzelbögen oder ein Endlosband, jeweils bestehend aus mindestens zwei Lagen, kann im schließlich fertig laminierten Laminat einen Mehrfachnutzen darstellen, der mehrere Einzellaminate, beispielsweise mehrere zu Wert- und/oder Sicherheitsdokumenten weiterzuverarbeitende Einzelnutzen enthält. Letztere werden aus dem Mehrfachnutzen durch Vereinzeln, beispielsweise Ausstanzen oder Ausschneiden, herausgetrennt.
Die erfindungsgemäße Laminiervorrichtung weist (a) mindestens ein oberes und mindestens ein unteres Presselement mit jeweils einer Presselementfläche, die einander gegenüberliegend angeordnet und aufeinander zu verfahrbar sind, wobei es ausreicht, dass jeweils eines von zwei einander gegenüberliegenden Presselementen in Richtung auf das andere Presselement verfahrbar ist, während das andere Presselement unbeweglich angeordnet ist, sowie (b) jeweils ein Presspolster an den Presselementflächen auf. Die Presspolster werden an den Presselementflächen mittels jeweils einer Spannvorrichtung gespannt gehalten. Die Spannvorrichtungen weisen jeweils eine an einer Seite des jeweiligen Presselements angeordnete und zum Befestigen des Presspolsters ausgebildete erste Halterung und eine an der gegenüber liegenden Seite des jeweiligen Presselements angeordnete zweite Halterung auf. Die erste Halterung ist zum Verspannen des Presspolsters ausgebildet. Die zweite Halterung dient vorzugsweise zum Fixieren des Presspolsters an der Presselementfläche, kann aber ebenso wie die erste Halterung zum Verspannen des Presspolsters ausgebildet sein. In erfindungsgemäßer Art und Weise ist die erste Halterung mittels einer elastischen Rückstellkraft verspannbar, d.h. unter eine elastische Spannung versetzbar. Grundsätzlich kann auch die zweite Halterung mittels einer elastischen Rückstellkraft verspannbar sein.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine kontinuierliche Produktion von Laminaten in der Laminiervorrichtung möglich, ohne dass die mit bekannten Vorrichtungen beobachteten Schäden an den Laminaten auftreten. Auch eine fortwährende Zuführung von Laminiergut zwischen die Presselemente führt nicht mehr zu dem zuweilen beobachteten Problem unbrauchbaren Laminiergutes, das verworfen werden muss. Der Erfindung liegt nämlich die Erkenntnis zugrunde, dass die beobachteten Probleme auf Beschädigungen der Presspolster und sogar auf das Einreißen oder Durchreißen der Presspolster zurückzuführen ist und dass diese Mängel beim Laminierprozess durch eine elastische Rückstellkraft an der Spannvorrichtung des Presspolsters leicht erfasst werden kann.
Die fortwährende Zuführung von Laminiergut in die Vorrichtung kann zu einem Verschleiß der Presspolster führen, da die Presspolster mechanisch gespannt sind. Dadurch können diese beschädigt werden und gegebenenfalls sogar reißen. Eine Lamination mit beschädigten Presspolstern führt zwangsläufig zu einem unbefriedigenden Laminierergebnis, da sich das durch die Beschädigung ungleichmäßig gestaltete Presspolster in das Laminiergut und in die Pressbleche eindrücken kann. Insbesondere wenn die Presspolster reißen, können keine Laminate mit akzeptabler Qualität hergestellt werden, weil die Presspolster dann Falten werfen und/oder die Presspolsterreißkanten im Laminierbereich liegen, sodass keine ebene Pressfläche vorliegt. Falls derartige Beschädigungen an den Presspolstern nach deren Auftreten nicht schnell genug festgestellt werden, können gegebenenfalls bereits viele Laminate hergestellt worden sein, bevor das Problem behoben wird. Mit der vorliegenden Vorrichtung ist eine schnelle Erfassung dieses Zustandes möglich, sodass erhebliche Kosten eingespart werden können. Die erste Halterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mittels einer elastischen Rückstellkraft verspannbar. Dadurch schnellt das Presspolster beim Reißen zurück, was leicht erfasst werden kann, beispielsweise von einer Bedienungsperson. Diese kann die Vorrichtung dann umgehend anhalten, um weitere Laminiervorgänge bis zur Reparatur des zerstörten Presspolsters zurückzustellen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die Spannung des Presspolsters reproduzierbar eingestellt werden kann, sodass insbesondere dann, wenn die Vorrichtung von verschiedenen Personen bedient wird, gleichbleibende Laminierergebnisse erzielt werden, obwohl die Laminierqualität maßgeblich auch von der Spannung des Presspolsters abhängt.
Durch die elastische Rückstellkraft wird eine Zugkraft auf das Presspolster ausgeübt. Da das Presspolster mit seinem anderen Ende am Presselement befestigt ist, wird es gespannt und liegt somit je nach Größe der Rückstellkraft mehr oder minder straff an der Presselementoberfläche an. Diese Spannung führt dazu, dass das Laminiergut problemlos zwischen den Presselementen befördert werden kann und dass die Presselemente nach Platzierung des Laminiergutes zwischen den Presselementen ohne Probleme zusammengefahren werden können, ohne dass ein Verzug in den Presspolstern erzeugt wird, der unter ungünstigen Umständen zu einer Verschiebung der Presspolster aus ihrer Normalposition heraus und zur Faltenbildung führen könnte. Bei zu stark eingestellter Zugspannung steigt dann allerdings die Gefahr des Verschleißes des Presspolsters an.
Das eine der erfindungsgemäßen Verfahren dient zum Montieren von Presspolstern in der erfindungsgemäßen Laminiervorrichtung. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: (a) Befestigen jeweils eines Presspolsters mittels der jeweiligen Spannvorrichtung an dem entsprechenden Presselement der Laminiervorrichtung, wobei die Spannvorrichtungen jeweils eine an einer Seite des jeweiligen Presselements angeordnete und zum Befestigen der Presspolster ausgebildete erste Halterung und jeweils eine an der gegenüber liegenden Seite des jeweiligen Presselements angeordnete zweite Halterung aufweist, wobei die erste Halterung zum Verspannen des Presspolsters ausgebildet ist, (b) verdrehsicheres Fixieren der jeweiligen zweiten Halterung und schließlich (c) Spannen der jeweiligen ersten Halterung entgegen einer elastischen Rückstellkraft.
Ferner dient ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zum Detektieren eines Risses in einem Presspolster. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: (a) Befestigen jeweils eines Presspolsters mittels der jeweiligen Spannvorrichtung an dem entsprechenden Presselement der Laminiervorrichtung, wobei die Spannvorrichtungen jeweils eine an einer Seite des jeweiligen Presselements angeordnete und zum Befestigen der Presspolster ausgebildete erste Halterung und jeweils eine an der gegenüber liegenden Seite des jeweiligen Presselements angeordnete zweite Halterung aufweist, wobei die erste Halterung zum Verspannen des Presspolsters ausgebildet ist, (b) verdrehsicheres Fixieren der jeweiligen zweiten Halterung; (c) Spannen der ersten Halterung entgegen einer elastischen Rückstellkraft; und (d) Erfassen eines Risses des Presspolsters durch eine durch die elastische Rückstellkraft verursachte Bewegung der ersten Halterung und/oder des Presspolsters.
Das Presspolster dient zur Vergleichmäßigung der Druckaufbringung auf das Laminiergut (mechanischer Druckausgleich) und überträgt außerdem die Wärme von dem Presselement auf das Laminiergut oder umgekehrt. Das Presspolster kann beispielsweise durch ein Silikonband gebildet sein. Das Band kann zur Erhöhung der Festigkeit durch ein Gewebeband, das mit einem Silikonelastomer imprägniert ist, gebildet sein. Derartige Presspolster sind beispielsweise in EP 0 735 949 B1 beschrieben. Insoweit wird der Offenbarungsgehalt dieses Dokuments in die vorliegende Anmeldung aufgenommen. Alternativ kann das Presspolster auch aus anderen Materialien bestehen. In einer weiteren Ausführungsform kann das Presspolster auch in Form eines Kissens ausgebildet sein, das mit einem Fluid, vorzugsweise einer Flüssigkeit, insbesondere einer viskosen Flüssigkeit, gefüllt ist. Derartige Presspolster sind beispielsweise in EP 2 189 276 A1 beschrieben. Insoweit wird der Offenbarungsgehalt auch dieses Dokuments in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
In einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Laminiervorrichtung ferner mindestens einen Bewegungssensor zur Ermittlung einer Bewegung des Presspolsters und/oder der ersten Halterung auf. Der mindestens eine Bewegungssensor kann beispielsweise an der ersten Halterung der Spannvorrichtung angeordnet sein, um dessen Bewegung zu überwachen und zu erfassen. Alternativ kann der mindestens eine Bewegungssensor auch die Bewegung des Presspolsters selbst überwachen und erfassen. Hierzu ist der Bewegungssensor am Presspolster bzw. in dessen Bereich angeordnet. Mittels des Bewegungssensors kann die Bewegung der ersten Halterung und/oder des Presspolsters selbst beim Reißen oder zumindest beim Einreißen des Presspolsters und/oder ein Spannungsabfall an der ersten Halterung automatisch detektiert werden, d.h. eine die erfindungsgemäße Vorrichtung ständig beobachtende Bedienungsperson ist nicht notwendig. Der Bewegungssensor kann hierzu in an sich bekannter Art und Weise mit einem Auswerte-, Steuer- und Anzeigegerät verbunden sein, die ein optisches, akustisches, haptisches oder noch anderes Warnsignal erzeugt, damit eine Bedienungsperson die notwendigen Maßnahmen, insbesondere eine Abschaltung der Vorrichtung, ergreift, oder die die Anlage von sich aus anhält, um zu verhindern, dass weiteres Laminiergut, das verworfen werden müsste, in die Laminiervorrichtung gelangt. Der Warnzustand durch den Bewegungssensor führt dann automatisch vorzugsweise dazu, dass die Laminiervorrichtung nach Durchführung eines Laminierzyklus (Einfahren von Laminiergut in die Vorrichtung, Schließen der Presselemente, Ausüben des Druckes und Erhitzen und gegebenenfalls Kühlen und Öffnen der Presselemente) angehalten wird.
Der Bewegungssensor kann ein herkömmlicher Bewegungssensor sein, beispielsweise ein auf einem elektromechanischen oder elektrooptischen Prinzip beruhender Bewegungssensor. Im ersteren Falle kann beispielsweise ein elektrisches Signal durch Induktion in einer Spule erzeugt werden, die durch die Bewegung hervorgerufen wird. Im letzteren Falle kann beispielsweise ein elektrisches Signal durch ein photoelektrisches Element erzeugt werden, indem die Bewegung einen Einfluss auf auf das photoelektrische Element auffallendes Licht hat und die Bewegung somit zu einer Änderung der Beleuchtung des Photoelements führt.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die erste Halterung ein durch die elastische Rückstellkraft, beispielsweise eine Federkraft, beaufschlagtes Drehlager zur Halterung eines ersten Halteelements für das Presspolster auf. Hierzu dient ein entsprechendes elastisches Rückstellelement, beispielsweise eine Feder. Grundsätzlich sind auch andere elastische Rückstellelemente denkbar, beispielsweise pneumatische Kolben-/Zylindersysteme und dergleichen. Das erste Halteelement hält in diesem Falle das Presspolster an einem Ende und übt durch die elastische Rückstellkraft über ein Drehmoment eine Zugkraft auf das Presspolster aus. Beispielsweise kann dieses betreffende Ende des Presspolsters abschnittsweise auf dem ersten Halteelement aufgewickelt sein. Durch das durch die elastische Rückstellkraft auf das erste Halteelement ausgeübte Drehmoment wird dann die Zugkraft auf das Presspolster ausgeübt, mit der das Presspolster gespannt wird, sodass sich das Presspolster an die Presselementfläche eng anlegt. Das Drehlager kann in einem Federhaus angeordnet sein.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das Drehlager über eine Spiralfeder federbelastet. Die Spiralfeder kann das Drehlager, in dem das erste Halteelement gehalten wird, zentriert aufnehmen. Die Spiralfeder ist mit dem Drehlager verbunden. Dadurch übt die Spiralfeder ein Drehmoment auf das erste Halteelement aus.
Das die Rückstellkraft ausübende elastische Rückstellelement kann ferner in mehreren Stellungen einrastbar gehalten werden. Hierzu dient ein Rastelement für das elastische Rückstellelement, das in einer Befestigungsvorrichtung gehalten ist. Das Rastelement kann beispielsweise als Ratsche ausgebildet sein, die in einem Federhaus als Befestigungsvorrichtung gehalten ist.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das erste Halteelement für das Presspolster durch ein erstes Aufnahmeelement gebildet, auf das das Presspolster aufwickelbar ist. Beispielsweise kann das erste Aufnahmeelement ein Aufnahmestab oder eine Aufnahmewalze (Spannwalze, Spannwelle) sein. Das erste Aufnahmeelement ist insbesondere zur Befestigung des Presspolsters ausgebildet. Hierzu können Befestigungselemente an dem ersten Aufnahmeelement vorgesehen sein. Beispielsweise kann das erste Aufnahmeelement geschlitzt sein, sodass das Presspolster durch den Schlitz hindurch geführt und dort befestigt werden kann. Durch Drehung des ersten Aufnahmeelements wird das Presspolster zumindest teilweise auf das erste Aufnahmeelement aufgewickelt.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die erste Halterung einen Bewegungssensor zur Ermittlung einer Drehbewegung des ersten Halteelements auf. Der zuvor beschriebene Bewegungssensor kann insbesondere eine Drehbewegung der ersten Halterung erfassen, die durch eine Beschädigung, insbesondere ein Zerreißen, des Presspolsters verursacht wird.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die zweite Halterung ein zweites Halteelement auf. Beispielsweise kann das zweite Halteelement durch ein in einer Drehstellung fixierbares zweites Aufnahmeelement gebildet sein, auf das das Presspolster aufwickelbar ist. Wie das erste Aufnahmeelement kann auch das zweite Aufnahmeelement hierzu mit geeigneten Befestigungsmitteln versehen sein und in Form eines Aufnahmestabes oder einer Aufnahmewalze (Aufnahmewelle) ausgebildet sein. Beispielsweise kann auch das zweite Aufnahmeelement geschlitzt sein, sodass das Presspolster durch den Schlitz hindurch geführt und dort befestigt werden kann. Durch Drehung des Aufnahmeelements wird das Presspolster zumindest teilweise auf das Aufnahmeelement aufgewickelt.
Die Presselemente sind vorzugsweise durch Pressstempel mit einer ebenen Pressstempelfläche gebildet, die im Wesentlichen ebenso groß wie oder größer als das zu verpressende Laminiergut ist. Die Presselemente sind entweder heizbar oder kühlbar. Im ersteren Falle wird das Laminiergut auf die Laminiertemperatur aufgeheizt, und im zweiten Falle wird das zuvor aufgeheizte Laminiergut gekühlt. Die Presselemente sind mittels geeigneter Antriebe für die Druckerzeugung ausgerüstet. Beispielsweise können die Presselemente hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein. Hierzu sind entsprechende Kolben-/Zylindersysteme vorgesehen. Andere Kraft erzeugende Systeme sind ebenfalls denkbar. Für die Erzeugung des Pressdruckes reicht es aus, dass eines von zwei einander gegenüberliegenden Presselementen angetrieben ist, während das andere fest und unbeweglich montiert ist.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die Presselemente heizbar, sodass Wärme für den Laminiervorgang auf das Laminiergut übertragen werden kann. Die Wärme wird insbesondere über die Presselementflächen und das Presspolster auf das Laminiergut übertragen. Im Allgemeinen weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich Pressbleche (Pressbänder) auf, die beidseits einer Pressebene, in der sich das Laminiergut befindet, angeordnet sind, sodass der Pressdruck über die Pressbleche auf das Laminiergut übertragen wird. In diesem Falle wird die Wärme zusätzlich über diese Pressbleche auf das Laminiergut übertragen. Die Pressbleche dienen dazu, die Außenseiten des Laminiergutes mit einer definierten Oberflächenbeschaffenheit zu versehen. Beispielsweise kann eine glänzende oder mattierte Oberfläche oder auch eine strukturierte oder mit gravierten Informationen versehene Oberfläche der Pressbleche erzeugt werden, die eine entsprechende Oberflächenbeschaffenheit der Außenseiten des Laminiergutes ausbilden.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung zum Laminieren von Laminiergut, bestehend aus mindestens zweilagigen Endlosbändern, ausgebildet. Derartige Vorrichtungen sind für einen kontinuierlichen Betrieb geeignet. Hierzu weisen derartige Vorrichtungen Transportvorrichtungen für das Laminiergut auf, beispielsweise in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess (Reel-to-Reel), mit denen das Laminiergut Abschnitt für Abschnitt nacheinander in den Raum zwischen den Presselementen beförderbar ist. Die Presselemente sind beiderseits einer Förderbahn für das Endlosband angeordnet. Für einen Laminiervorgang wird ein zu laminierender Abschnitt des Endlosbandes zwischen die Presselemente befördert. Nach dem Platzieren des Abschnittes zwischen den Presselementen werden diese dann aufeinander zu bewegt, sodass sie den Pressdruck auf das Laminiergut ausüben können. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne, die für das für die Lamination erforderliche zumindest teilweise An- oder Aufschmelzen des Laminiergutes erforderlich ist, werden die Presselemente von dem Laminiergut wieder abgehoben, und das Laminiergut kann weiterbefördert werden.
Alternativ zu Endlosbädern kann auch stückartiges Laminiergut als Mehrfach- oder Einzelnutzen, beispielsweise in Form von Bögen oder Streifen, behandelt werden. In diesem Falle werden diese entweder manuell oder besser mit entsprechenden Handlingsystemen in der Laminiervorrichtung platziert, um den Laminiervorgang starten zu können.
Die erfindungsgemäße Laminiervorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, das Laminiergut in einer ersten Laminierstation unter Wärmeeintrag zu verpressen und in einer zweiten Laminierstation ohne weiteren Wärmeeintrag und vorzugsweise unter Kühlung nachzubehandeln. In der ersten Laminierstation wird das Laminiergut unter Druckeinbringung zunächst soweit erhitzt, dass die Lagen zumindest teilweise schmelzen, um eine Verbindung zwischen ihnen zu ermöglichen. Die Verbindung zwischen den Lagen wird in dieser Station bereits hergestellt, indem die angeschmolzenen oder aufgeschmolzenen Lagen zusammenfließen und einen Folienverbund bilden. In der zweiten Laminierstation wird dieser Folienverbund dann stabilisiert, indem er abgekühlt wird, während er unter dem Pressdruck gehalten wird. Dabei wird der monolithische Laminat-/Folienkörper erhalten.
Das Laminiergut wird in zwei Laminierstationen der erfindungsgemäßen Laminiervorrichtung sukzessive behandelt. Diese beiden Stationen können unmittelbar hintereinander angeordnet sein, sodass das Laminiergut für die Durchführung eines ersten Laminierzyklus zunächst in die erste Laminierstation befördert, dort unter Einbringung des Pressdruckes und Wärmeeintrag an- bzw. aufgeschmolzen und anschließend für die Durchführung eines zweiten Laminierzyklus in die zweite Laminierstation überführt wird, wo die Nachbehandlung zum fertigen Laminat stattfindet. Anschließend wird das fertige Laminat aus der zweiten Laminierstation entnommen. In den beiden Laminierstationen werden die Presselemente während des jeweiligen Hineinbeförderns des Laminiergutes und während des jeweiligen Herausbeförderns des Laminiergutes auseinander gefahren. Während der Laminierschritte, bei denen Pressdruck auf das Laminiergut ausgeübt wird, werden die Presselemente aufeinander zu gefahren, um den Druck ausüben zu können. Die Presszeit in den beiden Stationen ist vorzugsweise gleich, um eine kontinuierliche Bearbeitung zu ermöglichen. Sie kann beispielsweise mindestens 1 s, vorzugsweise mindestens 2 s, und höchstens 10 s, vorzugsweise höchstens 8 s und ganz besonders bevorzugt höchstens 6 s, betragen. Um eine ausreichende Kapazität für die Lamination bereitzustellen, kann die Bearbeitungsstrecke in den beiden Stationen mehr oder minder lang sein, sodass für einen Laminierzyklus eine ausreichende Menge an Laminiergut in die jeweilige Station eingefahren werden kann. Die Laminierstrecken in den beiden Stationen sind vorzugsweise gleich lang und betragen beispielsweise mehr als 30 cm, bevorzugt 60 bis 250 cm. Die Breite der Laminierstrecken in den beiden Stationen ist ebenfalls vorzugsweise gleich breit und richtet sich nach der Breite des Laminiergutes. Die Breite kann beispielsweise mehr als 8 cm, vorzugsweise 10 bis 20 cm, betragen und beispielsweise die Breite einer Karte im ID-1- oder ID-3-Format haben.
Das Laminiergut kann durch Folien, insbesondere durch Kunststofffolien, weiter bevorzugt durch Folien aus thermoplastischem Kunststoff, gebildet sein. Alternativ können sich zwischen Folien aus anderem als Kunststoff bzw. thermoplastischem Kunststoff bestehendem Material Kleberschichten befinden, die beispielsweise unter Wärmeeinwirkung zu einer nicht mehr lösbaren Verbindung zwischen den Folien führen (Reaktivkleber). Jede der Folien kann sich jeweils über die gesamte Fläche des fertigen Laminats erstrecken, oder einzelne der Folien können sich nur über einen Teil strecken. Letzterer Fall tritt dann beispielsweise auf, wenn ein Halbleiterchip in das Laminat integriert werden soll, sodass eine oder mehrere der Lagen eine Aussparung für den Chip aufweist/aufweisen (Ausgleichslage).
Das Laminiergut kann aus Folien aus unterschiedlichem Material gebildet sein, oder das Material aller Folien, die zu einem Laminat laminiert werden sollen, ist identisch. Das Material kann aus Polycarbonat (PC), insbesondere Bisphenol A-Polycarbonat, gebildet sein. Alternativ dazu können die Folien auch aus anderen Polymeren hergestellt sein. Derartige andere Polymere können ausgewählt sein aus einer Gruppe, umfassend Polyethylenterephthalat (PET), deren Derivate, wie Glykol-modifiziertes PET (PETG), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyimid (PI), Polyvinylalkohol (PVA), Polystyrol (PS), Polyvinylphenol (PVP), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), thermoplastische Elastomere (TPE), insbesondere thermoplastisches Polyurethan (TPU), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) sowie deren Derivate, und/oder aus Papier. Außerdem können die genannten Lagen auch aus mehreren dieser Materialien bestehen. Bevorzugt bestehen die Folien aus PC oder PC/TPU/PC. Die Polymere können entweder ungefüllt oder gefüllt vorliegen. Im letzteren Falle sind sie vorzugsweise transparent oder transluzent. Falls die Polymere gefüllt sind, sind sie opak. Das Füllmaterial kann beispielsweise ein Pigment sein oder ein anderes Füllmaterial, das eine besonders hohe oder eine besonders niedrige Dielektrizitätskonstante aufweist. Die Dicke der Folien beträgt beispielsweise 30 µm bis 180 µm. Die Dicke des fertigen Laminats beträgt 350 bis 1200 µm, vorzugsweise 550 bis 1000 µm.
Das fertige Laminat kann unter Bildung eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments weiterbearbeitet werden, beispielsweise eines Personalausweises, Reisepasses, Zugangsausweises, Führerscheines, Fahrzeugbriefes, Fahrzeugscheines, Firmenausweises, Skipasses, eines sonstigen Berechtigungsausweises, eines Tickets im öffentlichen Personen-Nahverkehr, einer Banknote, Kreditkarte, Scheckkarte, Barzahlungskarte, Eintrittskarte, Identifikationskarte, eines Visums oder dergleichen. Das Dokument kann in Form einer Karte mit einer Vorderseite und einer Rückseite vorliegen oder als buchartiges Dokument ausgebildet sein, das das Laminat in Form einer oder mehrerer seiner Seiten enthält. Es kann im Wesentlichen aus Papier oder auch aus Kunststoff hergestellt sein. Im Falle eines Personalausweises trägt dessen Vorderseite zum Beispiel das Lichtbild sowie den Namen des Inhabers. Die Rückseite kann weitere Angaben enthalten, beispielsweise die Anschrift des Inhabers. Außerdem kann das Dokument weitere Sicherheitsmerkmale aufweisen. Das Dokument kann als Transponder, insbesondere als passiver Transponder, beispielsweise als RFID-Sicherheitsdokument, ausgebildet sein.
Die einzelnen Folien, aus denen das fertige Laminat gebildet wird, kann bereits einzelne Sicherheitsmerkmale eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, wie Melierfasern, Durchlichtpasser und andere Durchlichtelemente, Druckschichten einschließlich lumineszierende Druckschichten, Guillochen, Hologramme, beispielsweise ein Prägehologramm, Kinegramme, Sicherheitsfäden und andere enthalten. Diese Sicherheitsmerkmale können lediglich zur Echtheitserkennung dienen oder zusätzlich oder alternativ auch eine Information beinhalten, beispielsweise eine Zuordnungsinformation zu der das Dokument betreffenden Person oder Sache oder andere Informationen, wie der ausgebenden Stelle, des Landes usw.
Typischerweise erweicht das Material der Folienlagen beim Laminiervorgang und fließt, sodass eine stoffschlüssige Verbindung der Lagen untereinander erreicht wird. Die Höhe des Laminierdruckes und insbesondere der Laminiertemperatur sind von der Materialart der einzelnen Lagen, deren Dicken sowie von anderen Parametern abhängig. Die Maximaltemperatur, auf die die Laminierpresswerkzeuge erwärmt werden, wird abhängig von der Art des Materials, aus dem die Folienlagen bestehen, gewählt. Im Falle von PC und PC-Blends (Mischungen von PC mit anderen Kunststoffen) kann die Maximaltemperatur der Laminierpresswerkzeuge (Presselemente, Pressbleche, Presspolster) im Bereich von 170–200 °C, vorzugsweise 180–190 °C, liegen. Während des Laminiervorganges werden die Folienlagenstapel zwischen den Laminierpresswerkzeugen vorzugsweise einem Druck senkrecht zu den Oberflächen des Laminiergutstapels unterworfen. Dieser Druck soll möglichst so groß sein, dass Luft, die sich eventuell zwischen den Folienlagen befindet, beim Erweichen der Lagen herausgepresst wird. Der Druck kann in einem Bereich von 25 bis 700 N/cm², vorzugsweise in einem Bereich von 50 bis 100 N/cm², liegen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen die nachfolgend beschriebenen Figuren, die die Erfindung exemplarisch veranschaulichen. Es zeigen im Einzelnen:
1: eine erfindungsgemäße Laminiervorrichtung in einer schematischen Seitenansicht;
2: die erfindungsgemäße Laminiervorrichtung in der Seitenansicht in einem Ausschnitt;
3: eine Halterung für das Presspolster in einer schematischen Ansicht;
4: ein Halteelement für das Presspolster in einer Seitenansicht.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern Elemente mit derselben Funktion.
In 1 in einer Gesamt-Seitenansicht und in 2 in einer Ausschnitts-Seitenansicht ist eine zweistufige Laminierpresse 1 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Laminiergut, beispielsweise ein Stapel aus Kunststofffolienbändern L, beispielsweise aus Polycarbonat, wird in der angezeigten Transportrichtung TR von rechts nach links durch die Laminiervorrichtung 1 hindurchgeführt. Hierzu ist der Stapel aus den Kunststoffbändern auf einer ersten Rolle aufgewickelt und wird für die Behandlung von dieser abgewickelt (nicht dargestellt). Nach dem Transport des Bandes durch die Laminiervorrichtung 1 wird das laminierte Folienband L zu einer zweiten Rolle geführt, wo es aufgewickelt wird (nicht dargestellt). Die Folienlagen sind in dem Stapel zusammengeheftet, sodass sie bei der Handhabung nicht gegeneinander verrutschen können. Hierzu können sie beispielsweise punktförmig miteinander verschweißt sein, zum Beispiel durch Ultraschallschweißen mittels einer Sonotrode oder durch thermisches Verschweißen mittels einer Thermode. Die Kunststofffolienbänder L können mit Pigmenten gefüllt oder ungefüllt vorliegen, sodass sie entweder opak, transparent oder transluzent sind. Insbesondere innere Lagen können opak sein, während äußere Lagen vorzugsweise transparent sind. Außerdem können einzelne oder alle dieser Lagen mit Sicherheitsmerkmalen versehen sein, beispielsweise mit einem Passbild der Person, der das fertige Wert- und/oder Sicherheitsdokument zugeordnet werden soll. Das Kunststofffolienband L ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es für die Herstellung mehrerer derartiger Dokumente in einem Mehrfachnutzen vorgesehen ist. Diese Dokumente werden nach dem Fertigstellen aus dem laminierten Mehrfachnutzen durch Ausstanzen, Ausschneiden oder auf andere Weise herausgetrennt.
Das Folienband L wird zwischen zwei Pressbändern 11, 12 geführt, die mindestens dieselbe Breite haben wie, vorzugsweise aber breiter sind als das Folienband L und die an der zur Transportebene TE hingewandten Seite eine Oberflächenqualität aufweisen, die für die auf dem Folienband L zu erzeugende Oberflächenbeschaffenheit maßgeblich ist: Sollen glänzende Oberflächen des Folienbandes L erzeugt werden, so müssen auch die zueinander gewandten Oberflächen der Pressbänder 11, 12 glänzend sein. Entsprechendes gilt für mattierte oder strukturierte Oberflächen des Folienbandes L. Beispielsweise kann das Folienband L in bestimmten Bereichen mit einer Prägung versehen werden. Hierzu weisen die entsprechenden Pressbänder 11, 12 dafür geeignete Prägestrukturen auf.
Die Laminiervorrichtung 1 weist ein Vorrichtungsgehäuse mit einer vorderen Wand 2, einer hinteren Wand (nicht dargestellt), einer Austrittswand 3, einer Eintrittswand 4 und einer oberen Wand 5 auf. Die vordere Wand 2 und die hintere Wand weisen Revisionsöffnungen 6 für den freien Zugang zu den Laminiereinheiten 7, 8 auf, um erforderliche Manipulationen daran manuell vornehmen zu können. Die Eintrittswand 4 und die Austrittswand 3 weisen Schlitze für die Zu- bzw. Abführung des Folienbandstapels bzw. des Laminatbandes auf (nicht dargestellt). Gegebenenfalls sind zum Eintritt in die und zum Austritt aus der Laminiervorrichtung 1 auch größere Öffnungen, ebenfalls für eventuell notwendige manuelle Manipulationen vorgesehen.
In der Laminiervorrichtung 1 befinden sich zwei in der Transportrichtung TR hintereinander angeordnete Laminiereinheiten 7, 8, in denen das Folienband L in horizontaler Richtung und Ausrichtung in einer Transportebene TE geführt wird. In den Laminiereinheiten 7, 8 befindet sich jeweils eine Anordnung mit zwei einander gegenüber liegend angeordneten Presselementen, hier Pressstempeln 110, 120; 210, 220. Die oberen Pressstempel 110, 210 sind durch jeweils zwei hydraulische Kolben-/Zylindersysteme 111, 112; 211, 212 angetrieben, die eine Kraft senkrecht auf die Förderebene TE für das Folienband L aufbringen. In der dargestellten Stellung der Pressstempel 110, 120; 210, 220 sind diese von der Transportebene TE für das Folienband L abgehoben und von dieser entfernt worden, sodass das Folienband L frei befördert werden kann. Die Pressstempel 110, 120; 210, 220 weisen an deren Stirnflächen Presselementflächen (Pressstempelflächen 113, 123; 213, 223) auf. Diese drücken während des Pressvorganges über die Presspolster 115, 125; 215, 225 auf das Sandwich aus den Pressbändern 11, 12 und dem Folienband L.
Die Pressstempel 110, 120; 210, 220 sind beheizbar oder kühlbar. Hierzu sind die Pressstempel 110, 120 in der ersten Laminiereinheit 7 mit Heizelementen 116, 126 ausgerüstet und die Pressstempel 210, 220 in der zweiten Laminiereinheit 8 mit Kühlelementen 216, 226.
Weiterhin ist an jedem Pressstempel 110, 120; 210, 220 ein Presspolster 115, 125; 215, 225 angebracht. Dieses Presspolster 115, 125; 215, 225 erstreckt sich über die gesamte Länge des Pressstempels 110, 120; 210, 220 in Transportrichtung TR sowie im Wesentlichen über die gesamte Breite der Pressstempelflächen 113, 123; 213, 223. Das Presspolster 115, 125; 215, 225 kann beispielsweise aus einem Kunststoffgewebe bestehen, das mit einem Silikonelastomer ummantelt (imprägniert) ist. Das Presspolster 115, 125; 215, 225 ist um die Eintrittskante und die Abschlusskante an der Pressstempelfläche 113, 123; 213, 223 herumgezogen und verläuft an den Stirnseiten des Pressstempels 110, 120; 210, 220 nach oben bzw. unten. Dort ist das Presspolster 115, 125; 215, 225 dann mittels einer ersten Halterung 311, 321; 411, 421 und einer zweiten Halterung 312, 322; 412, 422 befestigt. Die Halterung 312, 322; 412, 422 ist in in dem Pressstempel 110, 120; 210, 200 eingebrachten Öffnungen befestigt.
In 2 ist ferner gezeigt, dass sich die Presspolster 115, 125; 215, 225 jeweils über die gesamte Länge der Pressstempel 110, 120; 210, 220 erstrecken. Jeder Pressstempel 110, 120; 210, 220 kann aber auch mit jeweils zwei Presspolstern 115, 125; 215, 225 ausgerüstet werden, die in Transportrichtung TR hintereinander angeordnet sind. Hierzu sind weitere Öffnungen 117, 127 etwa mittig in die Pressstempel 110, 120; 210, 200 eingebracht, sodass dort erste Halterungen 311, 321; 411, 421 bzw. zweite Halterungen 312, 322; 412, 422 für die Presspolster 115, 125; 215, 225 befestigt werden können. Die Presspolster 115, 125; 215, 225 werden in diesem Falle durch Schlitze 118, 128 zu den Pressstempelflächen 113, 123; 213, 223 geführt.
Die erste Halterung 311, 321; 411, 421 und die zweite Halterung 312, 322; 412, 422 sind in geeigneter Weise ausgebildet, um das Presspolster 115, 125; 215, 225 daran zu befestigen. In 3 ist ein Halteelement in Form eines Aufnahmestabes 500, 500‘ für die Befestigung des Presspolsters 115, 125; 215, 225 in einer hierfür geeigneten Ausführungsform gezeigt. Die gezeigte Form des Aufnahmestabes 500, 500‘ ist für das erste Halteelement und das zweite Halteelement identisch. Der Aufnahmestab 500, 500‘ ist am Ort der entsprechenden Halterung 311, 321; 312, 322; 411, 421; 412, 422 fixiert. Zur Befestigung des Presspolsters 115, 125; 215, 225 an den Aufnahmestäben 500, 500‘ weisen diese jeweils Längsschlitze 501 auf, die lang genug sind, um das Presspolster 115, 125; 215, 225 in seiner gesamten Breite aufzunehmen, indem es durch den Schlitz 501 hindurchgeführt wird. Hierzu erstrecken sich diese Längsschlitze 501 im montierten Zustand im Wesentlichen über die gesamte Breite des Pressstempels 110, 120; 210, 220. Das Presspolster 115, 125; 215, 225 wird durch den Schlitz 501 hindurch geführt, nachdem der Aufnahmestab 500, 500‘ in eine für seine Führung geeignete Befestigungsöffnung am Ort der ersten und zweiten Halterungen 311, 321; 312, 322; 411, 421; 412, 422 quer zur Transportrichtung TR eingesetzt worden ist. Der Aufnahmestab 500, 500‘ wird dann verdreht, sodass sich das Presspolster 115, 125; 215, 225 um diesen herumwickelt und auf diese Weise auf dem Stab 500, 500‘ festklemmt. Alternativ kann das Presspolster 115, 125; 215, 225 zuerst durch den Schlitz 501 des Aufnahmestabes 500, 500‘ hindurch geführt und durch zumindest partielles Aufwickeln auf diesem befestigt werden, bevor der Aufnahmestab 500, 500‘ in eine entsprechende Öffnung im Pressstempel 110, 120; 210, 220 eingesetzt wird. Der Aufnahmestab 500, 500‘ weist ferner einen Kopf 502 auf, dessen Durchmesser ein Hineingleiten in die Befestigungsöffnung im Pressstempel 110, 120; 210, 220 verhindert und dessen Form ein Aufbringen eines Drehmoments von außen auf den Aufnahmestab 500, 500‘ ermöglicht. Von daher kann dieser Kopf 502 beispielsweise als Vier- oder Sechskantkopf ausgebildet sein. An dem zum Kopf 502 entgegen gesetzten Ende des Aufnahmestabes 500, 500‘ weist dieser ferner eine Befestigungsfahne 503 auf, die eine Verriegelung des Aufnahmestabes 500, 500‘ in der Befestigungsöffnung erlaubt. Hierzu hintergreift diese Befestigungsfahne 503 beispielsweise eine Konterplatte an der Rückseite des Pressstempels 110, 120; 210, 220 (nicht dargestellt).
Der zweite Aufnahmestab 500‘ kann im Falle der zweiten Halterung 312, 322; 412, 422 in einer bestimmten Drehstellung arretiert werden. Hierzu kann die zuvor erwähnte Konterplatte beispielsweise radial geschlitzt sein, sodass die Befestigungsfahne 503 in diesen Schlitz einrastet und der zweite Aufnahmestab 500‘ damit verdrehsicher in der Befestigungsöffnung befestigt ist.
Im Falle der ersten Halterung 311, 321; 411, 421 wird der erste Aufnahmestab 500 in den Innenring 601 eines Drehlagers 600 eingesetzt (4). In dem Innenring 601 ist dieser erste Aufnahmestab 500 verdrehsicher arretiert. Zwischen dem Innenring 601 und dem Außenring 602 des Drehlagers 600 können sich rollende Körper, beispielsweise Kugeln, befinden (nicht dargestellt), um eine relative Abstandsfixierung der beiden Ringe 601, 602 gegeneinander zu ermöglichen, ohne deren Drehbarkeit gegeneinander zu behindern. Ferner ist zwischen den beiden Ringen 601, 602 (zusätzlich zu den Kugeln) eine Spiralfeder 605 angeordnet, die die freie Drehbarkeit der beiden Ringe 601, 602 gegeneinander insofern behindert, als sie, ausgehend von einer relativen Nulllage zwischen den beiden Ringen 601, 602, eine Rückstellkraft auf die Ringe 601, 602 ausübt. Im in 4 gezeigten Fall wird die Spiralfeder 605 bei einer Drehung des ersten Aufnahmestabes 500 im Gegenuhrzeigersinn gespannt. Sie übt dann im gespannten Zustand ein Drehmoment im Uhrzeigersinn auf den ersten Aufnahmestab 500 aus.
Der Außenring 602 ist ferner in einer Befestigungsvorrichtung, dem Federhaus 700, gehalten. Das Federhaus 700 ist an der Innenseite mit sägezahnartigen Rastelementen 701 versehen. Der Außenring 602 des Drehlagers 600 ist ferner auf seiner Außenseite mit zwei federnden Rastnasen 606, 606‘ ausgestattet, die in die Rastelemente 701 des Federhauses 700 eingreifen. Dadurch wird eine Drehung des Außenringes 602 des Drehlagers 600 in der Uhrzeigerrichtung verhindert. Bei einer Drehung des ersten Aufnahmestabes 500 im Gegenuhrzeigersinn rastet also der Außenring 602 in einer bestimmten Stellung im Federhaus 700 ein. Bei weiterer Drehung im Gegenuhrzeigersinn kann die Spiralfeder 605 dann gespannt werden, wenn eine Weiterdrehung des Außenringes 602 in dieser Drehrichtung (z.B. manuell) verhindert wird. Das auf den ersten Aufnahmestab 500 im Gegenuhrzeigersinn aufgewickelte Presspolster 115, 125; 215, 225 wird auf diese Weise unter Spannung versetzt. Somit liegt das Presspolster 115, 125; 215, 225 an den Pressstempelflächen 113, 123; 213, 223 eng an.
Reißt das Presspolster 115, 125; 215, 225 oder wird es auf andere Weise beschädigt, kann sich die Vorspannung, die auf den ersten Aufnahmestab 500 wirkt, abbauen, da die Spiralfeder 605 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn auf den ersten Aufnahmestab 500 ausübt. Die Bewegung des Aufnahmestabes 500, ferner von Komponenten des Drehlagers 600 und/oder des Presspolsters 115, 125; 215, 225 selbst kann mittels eines oder mehrerer Bewegungssensoren erfasst werden, die an geeigneter Stelle am Pressstempel 110, 120; 210, 220 angeordnet sind. Beispielsweise kann ein Bewegungssensor in Form zweier elektromagnetischer Spulen koaxial auf den ersten Aufnahmestab 500 aufgesetzt werden, von denen sich eine erste Spule in einer festen Drehstellung zum Aufnahmestab 500 und eine zweite mit dem Aufnahmestab 500 mitdrehend montiert ist (nicht dargestellt). Durch das von der ersten Spule erzeugte Feld erzeugt bei der Drehung des Aufnahmestabes 500 einen Strom in der zweiten Spule, der detektiert werden und als Triggersignal für das Anhalten der Laminiervorrichtung 1 dienen kann. Alternativ können auch seitlich neben der Pressstempelfläche 113, 123; 213, 223, d.h. außerhalb der Transportbahn für das Folienband L, auf der Höhe des dort verlaufenden Presspolsters 115, 125; 215, 225 photoelektrische Elemente 800 angeordnet werden, die detektieren, wenn das Presspolster 115, 125; 215, 225 aufgrund eines Risses durch die von dem ersten Aufnahmestab 500 ausgehende Zugspannung von der Pressstempelfläche 113, 123; 213, 223 zumindest partiell weggezogen wird. Hierzu sind jeweils mehrere photoelektrische Elemente 800 vorzusehen, die entlang des Presspolsters 115, 125; 215, 225 in der Transportrichtung TR aufgereiht sind.
Für die Lamination des Folienbandes L wird dieses von der auf der rechten Seite der Laminiervorrichtung 1 angeordneten ersten Vorratsrolle (nicht dargestellt) abgerollt und zwischen die Pressbänder 7, 8 geführt. Während dieses Transportes sind die Pressstempel 110, 120; 210, 220 in der Laminiervorrichtung 1 voneinander beabstandet, sodass der sich darin befindende Abschnitt des Folienbandes L frei transportiert werden kann. Sobald ein der Länge einer Laminiereinheit 7, 8 (genauer: der durch die Presstempellängen einer Laminiereinheit 7, 8 vorgegebenen Repetierlänge) entsprechender Abschnitt des Folienbandes L in die Laminiervorrichtung 1 hineinbefördert ist, können die Pressstempel 110, 120; 210, 220 sowohl der ersten als auch der zweiten Laminiereinheit 7, 8 mittels der hydraulischen Kolben-/Zylindersysteme 111, 112; 211, 212 aufeinander zu bewegt werden, sodass sie an dem Sandwich aus Pressbändern 11, 12 und Folienband L anliegen und einen Druck auf diese ausüben. Dieser Druck kann beispielsweise 500 N/cm² betragen. In der ersten Laminiereinheit 7, die mittels der Heizelemente 116, 126 geheizt wird, wird das Folienband L auf eine Temperatur von ca. 180 °C aufgeheizt. Der Druck wird, abhängig von der Art des Folienmaterials, der Foliendicken, der Anzahl der Folien, deren Füllstoffen und weiterer Parameter, während einer bestimmten Zeitspanne aufrechterhalten, beispielsweise 15 s lang. Anschließend werden die Pressstempel 110, 120 der ersten Laminiereinheit 7 wieder auseinander gefahren. Gleichzeitig werden auch die Pressstempel 210, 220 der zweiten Laminiereinheit 8 auseinander gefahren. Danach wird das Folienband L um eine weitere Repetierlänge nach links befördert. Anschließend schließen sowohl die Pressstempel 110, 120; 210, 220 der ersten und der zweiten Laminiereinheit 7, 8 wieder. Der zuvor in der ersten Laminiereinheit 7 aufgeheizte und laminierte Folienbandabschnitt wird nun in der zweiten Laminiereinheit 8 ebenfalls unter Druck versetzt, beispielsweise ebenfalls auf 500 N/cm². Während dieses zweiten Laminierzyklus wird das laminierte Folienband L gekühlt. Der Druck wird wiederum beispielsweise 15 s lang aufrechterhalten. Nach Abschluss auch dieses Laminierzyklus werden die Pressstempel 110, 120; 210; 220 wieder auseinander gefahren. Das fertige Laminat ist somit hergestellt. Dieses wird dann auf eine zweite Vorratsrolle aufgewickelt, die sich bandabwärts von der Laminiervorrichtung 1 befindet (nicht dargestellt).
Bei einer Detektion eines Risses des Presspolsters 115, 125; 215, 225 kann der begonnene Presszyklus abgebrochen werden, und ein Warnsignal wird ausgegeben, beispielsweise ein akustisches Warnsignal, das der Bedienungsperson anzeigt, dass das Presspolster 115, 125; 215, 225 gerissen ist.
Bezugszeichenliste

1: Laminiervorrichtung
2: vordere Wand
3: Austrittswand
4: Eintrittswand
5: obere Wand
6: Revisionsöffnungen
7: erste Laminiereinheit
8: zweite Laminiereinheit
110, 210: oberer Pressstempel, oberes Presselement
120, 220: unterer Pressstempel, unteres Presselement
111, 112, 211, 212: hydraulische Kolben-/Zylindersysteme
113, 123, 213, 223: Pressstempelflächen
115, 125, 215, 225: Presspolster
116, 126: Heizelemente
216, 226: Kühlelemente
117, 127: Öffnungen
118, 128: Schlitze
311, 321, 411, 421: erste Halterung
312, 322, 412, 422: zweite Halterung
500: erster Aufnahmestab, erstes Halteelement
500‘: zweiter Aufnahmestab, zweites Halteelement
501: Längsschlitz
502: Kopf des Aufnahmestabes
503: Befestigungsfahne
600: Drehlager
601: Innenring
602: Außenring
605: Spiralfeder
606, 606‘: Rastnasen
700: Befestigungsvorrichtung, Federhaus
701: Rastelemente
800: Bewegungssensor
L: Laminiergut
TR: Transportrichtung
TE: Transportebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3032931 A1 [0003]
DE 19831377 A1 [0003]
EP 1110708 A2 [0004]
EP 0735949 B1 [0016]
EP 2189276 A1 [0016]

Claims

Vorrichtung (1) zum Laminieren von Laminiergut (L), die aufweist: (a) mindestens ein oberes Presselement (110, 210) und mindestens ein unteres Presselement (120, 220) mit jeweils einer Presselementfläche (113, 123; 213, 223), die einander gegenüberliegend angeordnet und von denen zumindest eine Presselementfläche (113, 123, 213, 223) auf die andere zu verfahrbar ist, und (b) jeweils ein Presspolster (115, 125; 215, 225) an den Presselementflächen (113, 123; 213, 223), wobei die Presspolster (115, 125; 215, 225) an den Presselementen (110, 120; 210, 220) mittels jeweils einer Spannvorrichtung gespannt gehalten werden, wobei die Spannvorrichtungen jeweils eine an einer Seite des jeweiligen Presselements (110, 120; 210, 220) angeordnete und zum Befestigen des Presspolsters (115, 125; 215, 225) ausgebildete erste Halterung (311, 321; 411, 421) und eine an der gegenüber liegenden Seite des jeweiligen Presselements (110, 120; 210, 220) angeordnete zweite Halterung (312, 322; 412, 422) aufweisen, wobei die erste Halterung (311, 321; 411, 421) zum Verspannen des Presspolsters (115, 125; 215, 225) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halterung (311, 321; 411, 421) mittels einer elastischen Rückstellkraft verspannbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Bewegungssensor (800) zur Ermittlung einer Bewegung des Presspolsters (115, 125; 215, 225) und/oder der ersten Halterung (311, 321; 411, 421) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halterung (311, 321; 411, 421) ein mit einer Federkraft beaufschlagtes Drehlager (600) zur Halterung eines ersten Halteelements (500) für das Presspolster (115, 125; 215, 225) aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (600) über eine Spiralfeder (605) federbelastet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Halteelement für das Presspolster (115, 125; 215, 225) durch einen ersten Aufnahmestab (500) gebildet ist, auf den das Presspolster (115, 125; 215, 225) aufwickelbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halterung (311, 321; 411, 421) einen Bewegungssensor (800) zur Ermittlung einer Drehbewegung des ersten Halteelements (500) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Halterung (312, 322; 412, 422) ein zweites Halteelement (500‘) aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Halteelement durch einen in einer Drehstellung fixierbaren zweiten Aufnahmestab (500‘) gebildet ist, auf den das Presspolster (115, 125; 215, 225) aufwickelbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Presselemente (110, 120; 210, 220) heizbar oder kühlbar sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Laminieren von Endlosbändern (L) ausgebildet ist.
Verfahren zum Montieren eines Presspolsters (115, 125; 215, 225) in der Vorrichtung (1) zum Laminieren von Laminiergut (L) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: (a) Befestigen des Presspolsters (115, 125; 215, 225) mittels einer Spannvorrichtung an einem Presselement (110, 120; 210, 220) der Laminiervorrichtung (1), wobei die Spannvorrichtung eine an einer Seite des jeweiligen Presselements (110, 120; 210, 220) angeordnete und zum Befestigen des Presspolsters (115, 125; 215, 225) ausgebildete erste Halterung (311, 321; 411, 421) und eine an der gegenüber liegenden Seite des jeweiligen Presselements (110, 120; 210, 220) angeordnete zweite Halterung (312, 322; 412, 422) aufweist, wobei die erste Halterung (311, 321; 411, 421) zum Verspannen des Presspolsters (115, 125; 215, 225) ausgebildet ist; und (b) Verdrehsicheres Fixieren der zweiten Halterung (312, 322; 412, 422); dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den folgenden weiteren Verfahrensschritt aufweist: (c) Spannen der ersten Halterung (311, 321; 411, 421) entgegen einer elastischen Rückstellkraft.
Verfahren zum Detektieren eines Risses in einem Presspolster (115, 125; 215, 225) in der Vorrichtung (1) zum Laminieren von Laminiergut (L) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: (a) Befestigen des Presspolsters (115, 125; 215, 225) mittels einer Spannvorrichtung an einem Presselement (110, 120; 210, 220) der Laminiervorrichtung (1), wobei die Spannvorrichtung eine an einer Seite des jeweiligen Presselements (110, 120; 210, 220) angeordnete und zum Befestigen des Presspolsters (115, 125; 215, 225) ausgebildete erste Halterung (311, 321; 411, 421) und eine an der gegenüber liegenden Seite des jeweiligen Presselements (110, 120; 210, 220) angeordnete zweite Halterung (312, 322; 412, 422) aufweist, wobei die erste Halterung (311, 321; 411, 421) zum Verspannen des Presspolsters (115, 125; 215, 225) ausgebildet ist; und (b) Verdrehsicheres Fixieren der zweiten Halterung (312, 322; 412, 422); dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden weiteren Verfahrensschritte aufweist: (c) Spannen der ersten Halterung (311, 321; 411, 421) entgegen einer elastischen Rückstellkraft und (d) Erfassen eines Risses des Presspolsters (115, 125; 215; 225) durch eine durch die elastische Rückstellkraft verursachte Bewegung der ersten Halterung (311, 321; 411, 421) und/oder des Presspolsters (115, 125; 215, 225).