DE19539410C2 - Heißprägemaschine zum Einfärben von geprägten Schildern, insbesondere von Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heißprägemaschine zum Einfärben von geprägten Schildern, insbesondere von Kraftfahr­ zeug-Kennzeichenschildern, mit einer beheizten Prägewalze, beste­ hend aus einem Tragkörper und einer diesen umhüllenden Gummi­ schicht, einer Gegendruckwalze, sowie einer Ab- und einer Auf­ wickelspule für eine Prägefolie, wobei die Prägefolie zwischen Prägewalze und Gegendruckwalze hindurchgeführt ist, und die zu prägenden Schilder im Betrieb zur Ausführung des Prägevorgangs zwischen Prägewalze und Gegendruckwalze eingezogen werden.

Beim Heißprägen wird eine Farbschicht unter Einwirkung von Druck und Hitze von einer Trägerfolie abgelöst und auf eine zu bedruckende Unterlage transferiert. Ein Anwendungsgebiet, das sich in den letzten Jahren dem Heißprägen erschlossen hat, ist die Beschriftung von Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern. Zumin­ dest in den Industrieländern hat sich diese Art der Beschriftung wegen der damit verbundenen Vorteile gegenüber dem Naßdruckver­ fahren durchgesetzt. Allen dafür eingesetzten Heißprägemaschinen ist gemeinsam, daß sie eine beheizte Prägewalze aufweisen. Mit­ tels dieser Walze wird die Prägefolie auf die Ablösetemperatur der auf der Prägefolie befindlichen Farbschicht erhitzt. Der für den Prägevorgang erforderliche Druck wird in den meisten Fällen ebenfalls über diese Prägewalze aufgebracht.

Kraftfahrzeug-Kennzeichenschilder sind in der heutigen Zeit in aller Regel fälschungserschwerend ausgeführt, indem die auf den Schildern vorzusehenden Zeichen geprägt werden, d. h. die ein­ zufärbenden Zeichen ragen auf der Schildvorderseite reliefartig hervor. Die bei dieser Kaltverformung entstehenden Aufkantungen der Zeichen haben einen Sickeneffekt, so daß dadurch dem Schild eine gewisse Biegesteifigkeit verliehen wird.

Wenn beim Heißprägen dieser Schilder die Prägefolie auf die Schildvorderseite gedrückt wird, wird die Farbschicht nur an den erhabenen Stellen abgelöst, da sie nur mit diesen in Berührung kommt, d. h. nur die Zeichen werden beschichtet. Sie heben sich dann farblich von der Schild-Grundfläche ab.

Um den über die Prägewalze aufgebrachten Druck abzufangen, ist üblicherweise auf der Gegenseite eine Gegendruckwalze ange­ ordnet. Es sind aber auch Lösungen bekannt, bei denen der Druck der Prägewalze mittels eines Auflagetisches aufgenommen wird, über den ein umlaufendes Förderband läuft. Eine derartige Vor­ richtung ist z. B. in der DE-A1-37 41 232 offenbart. Allerdings haben sich derartige Systeme in der Praxis kaum durchgesetzt, da sie einen zusätzlichen Antrieb für das Förderband benötigen, der zudem noch synchron zum Antrieb der Prägewalze gestaltet werden muß.

Mittels des Heißprägens werden bei Kraftfahrzeug-Kennzeichen­ schildern gute Beschriftungsergebnisse erreicht. Es hat sich aber gezeigt, daß sich nach einiger Zeit der Nutzung dieser Schilder bei Problemzeichen, wie z. B. dem Großbuchstaben "I", dem Großbuchstaben "E" oder der Ziffer "9" die an sich gut haftende, und damit dauerhafte Farbe, an einigen Stellen häufig ablöst, wo­ durch an diesen Stellen optisch unschöne helle Flecken zu sehen sind, die zudem die Lesbarkeit des Schildes beeinträchtigen kön­ nen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Heiß­ prägemaschine für reliefartig geprägte Schilder, insbesondere Kraftfahrzeug-Kennzeichenschilder zur Verfügung zu stellen, mit der auch bei den sogenannten Problemzeichen dauerhafte Beschrif­ tungsergebnisse erzielt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Heißprägemaschine der gattungsgemäßen Ausführung die Gegen­ druckwalze auf mindestens zwei Druckverteilungsrollen läuft, die im Betrieb jeweils mit Linienberührung auf der Schild-Rückseite aufliegen, wobei die Berührungslinien der äußeren Druckvertei­ lungsrollen einen Abstand voneinander haben, der etwa der Strich­ stärke der einzufärbenden Zeichen entspricht.

Diese Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß die unbefriedi­ gende Einfärbung der sogenannten Problemzeichen auf Verformungen des reliefartig geprägten Schildes beruht, die während des Heiß­ prägevorganges auftreten. Bei diesem Vorgang liegt nach dem Stand der Technik die Prägewalze mit der dazwischenliegenden Prägefolie unter Linienberührung auf der Schild-Oberseite auf, während auf der Gegenseite die Gegendruckwalze ebenfalls unter Linienberüh­ rung auf der Schild-Rückseite aufliegt. Über diese Linien wird der für die Heißprägung erforderliche Druck auf das Schild auf­ gebracht. Die beiden senkrecht übereinanderliegenden Drucklinien "wandern" während des Heißprägevorganges über die gesamte Schild­ länge. Solange sie dabei auf kurze waagerechte oder schräge Zei­ chenzüge treffen, wird der durch die reliefartige Ausformung der Zeichen gebildete Hohlraum nicht wesentlich verformt. Anders sieht das bei längeren senkrechten Schriftzügen aus, denn die zwischen den Aufkantungen der geprägten Zeichen liegenden, ein­ zufärbenden Flächen biegen sich proportional zum Abstand von den Aufkantungen durch, d. h. je größer die Strichstärke, desto größer die Durchbiegung. Diese Fläche nimmt dadurch weniger Druck auf. Hierdurch kann es z. B. beim Großbuchstaben "I" in Längsrichtung zu hellen, schlecht oder nicht bedruckten Stellen kommen.

Einen noch größeren Druckeinbruch verursacht z. B. der mittle­ re waagerechte Strich beim Großbuchstaben "E", denn hier ist die versteifende Aufkantung an der Innenseite unterbrochen. Die bei­ den Zeilendrücke der Walzen verformen das Blech V-förmig zur Mit­ te hin. Als Folge davon treten wiederum Fehler im Druckbild auf.

Die meisten auf dem Markt befindlichen Heißprägemaschinen be­ sitzen Prägewalzen und Gegendruckwalzen mit einem relativ großen Durchmesser. Dadurch haben die oben beschriebenen Drucklinien dieser Maschinen relativ zur Strichstärke der Zeichen eine eher "flächige" Wirkung, so daß oberflächlich gesehen, ein gutes Be­ schichtungsergebnis erzielt wird. Jedoch wird auch mit diesen Maschinen an den Problemstellen keine ausreichende Haftung zwi­ schen Farbschicht und Untergrund erreicht, so daß im späteren Ge­ brauch mehr oder weniger häufig helle Flecken sichtbar werden.

Zur Vermeidung der beschriebenen "Fehldrucke" werden nach der erfindungsgemäßen Lehre mindestens zwei Druckverteilungsrollen eingesetzt, durch die die Unterstützung der zu prägenden Zeichen fast die Wirkung einer ebenen Fläche hat. Der Abstand der Druck­ linien dieser Druckverteilungsrollen ist etwa gleich der Strich­ breite der heiß zu prägenden Zeichen. Hierdurch wird mindestens eine Seite der geprägten Strichbreite unterstützt, so daß ein ausreichender Prägedruck auf der gesamten Fläche aufgebaut werden kann, ohne daß sich die zu beschichtende Zeilenfläche in oben be­ schriebener Weise nennenswert verformt. Die Drucklinien der Druckverteilungsrollen verstärken somit gewissermaßen die ver­ steifende Wirkung der Aufkantungen der Zeichen.

In der DE-A1-42 40 938 ist ein neuartiges, sehr effektives Beheizungssystem für die Prägewalze einer Heißprägemaschine of­ fenbart. Damit wurde auch auf diesem technischen Gebiet der Trend zur Kompaktbauweise eingeläutet. Aufgrund dieses Beheizungssy­ stems können nämlich im Vergleich zu dem bis dahin bekannten Stand der Technik wesentlich geringere Durchmesser der Prägewalze realisiert werden, wodurch eine Verringerung der Bauhöhe der Heißprägemaschinen möglich ist. Da darüber hinaus die Bauhöhe u. a. auch durch den Durchmesser der Gegendruckwalze bestimmt ist, der bei den bekannten Heißprägemaschinen ebenfalls relativ groß ist, wäre es mit Blick auf eine kompakte Bauweise der Maschine wünschenswert, Gegendruckwalzen mit kleineren Durchmessern ein­ setzen zu können. Je kleiner aber die Walzendurchmesser werden, desto größer werden die oben beschriebenen Auswirkungen bei den Problemzeichen, da mit sinkendem Durchmesser die Drucklinie der Gegendruckwalze von einer eher "flächigen" Wirkung zu einer Li­ nienwirkung übergeht.

Die erfindungsgemäße Lehre schafft auch hier Abhilfe, d. h. es sind sehr kleine Durchmesser für die Gegendruckwalze realisier­ bar, so daß die damit erzielbaren Vorteile nicht nur in einer Verbesserung der Druckqualität bei Problemzeichen liegen, sondern auch in der Möglichkeit, die Abmessungen von Heißprägemaschinen der gattungsgemäßen Art weiter zu verringern, wodurch die Ferti­ gung von sehr kompakten Maschinen möglich ist.

Die eingangs gestellte Aufgabe kann auch dadurch gelöst wer­ den, daß als Gegendruckelement für die Prägewalze ein Gleitblock, z. B. aus Teflon, eingesetzt wird, der die zu prägenden Zeichen etwa auf ihrer Strichstärke flächig unterstützt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt einen schematisierten Querschnitt durch eine Heißprägemaschine, wie sie insbesondere für die Beschriftung von Kraftfahrzeug-Kennzeichen­ schildern eingesetzt wird.

Die Maschine besitzt ein Gehäuse 1, welches gleichzeitig die Standfläche 2 der Maschine bildet. Im Gehäuse 1 sind eine Ab­ wickelspule 3 und eine Aufwickelspule 4 für die Prägefolie 5 drehbar gelagert. Die Prägefolie 5 ist über übliche Straffer 6 geführt.

In die Vorder- und die Rückwand des Gehäuses 1 ist jeweils ein nicht dargestellter Block aus einem Glas-Epoxidharz-Gewebe eingelassen, in dem eine Prägewalze 8 und eine Gegendruckwalze 9 in nicht dargestell­ ten Sintergleitlagern drehbar gelagert sind. Diese Lagerung stellt sicher, daß in den Randzonen der Prägewalze keine Wärme­ senken entstehen.

Die Prägewalze 8 besteht aus einem zylinderförmigen, hohlen Tragkörper 10 und aus einer Schicht 11 aus Silikongummi. In ihrer Längsachse ist ein Infrarotstrahler 12 angeordnet, der sich über die gesamte Arbeitsbreite erstreckt. Weiterhin ist die Prägewalze 8 beinahe auf ihrem gesamten Umfang mit einer innen verspiegelten Isolierung 14 umgeben, die lediglich nach oben zum Prägebereich hin unterbrochen ist.

Die Prägewalze 8 hat einen Durchmesser von etwa 36 mm. Dieser sehr kleine Durchmesser ist durch das neuartige Heizungssystem möglich, das Gegenstand der weiter oben bereits erwähnten DE-A1-42 40 938 ist.

Die Gegendruckwalze 9 dient als Antriebswalze. Sie läuft aber nicht, wie bisher üblich, beim Prägevorgang direkt auf der Schild-Rückseite, sondern es sind zwei Druckverteilungsrollen 16, 17 zwischengeschaltet, die ihrerseits jeweils mit Linienberührung auf der Schild-Rückseite aufliegen. Diese Druckverteilungsrollen 16, 17 liegen jeweils auf ihrer gesamten Länge unter Linienberüh­ rung am Umfang der Gegendruckwalze 9 an und werden dadurch von dieser angetrieben. Die Gegendruckwalze 9 läuft damit gewisser­ maßen auf den beiden Druckverteilungsrollen 16, 17. Der Durch­ messer der Gegendruckwalze 9 beträgt etwa 30 mm, der der Druck­ verteilungsrollen 16, 17 etwa 8 mm.

Links und rechts neben der Prägewalze 8 angeordnete, feder­ belastete Führungsstifte 13 sorgen dafür, daß die Prägefolie 5 von der beheizten Prägewalze 8 abgehoben wird, wenn sich kein zu prägendes Schild zwischen der Prägewalze 8 und den Druckvertei­ lungsrollen 16, 17 befindet.

Der Prägedruck wird durch die Prägewalze 8 aufgebracht, die dazu unter der Vorspannung einer nicht dargestellten Blattfeder steht und in einem engen Rahmen vertikal beweglich gelagert ist. Die Gegendruckwalze 8 sowie die Druckverteilungsrollen 16, 17 sind dahingegen ortsfest gelagert.

Wenn nun ein Kraftfahrzeug-Kennzeichenschild geprägt werden soll, wird zunächst der Infrarotstrahler 12 eingeschaltet, und nach einer kurzen Zeit ist die Betriebstemperatur erreicht. Es kann dann mit dem Heißprägen begonnen werden. Dazu wird das nicht dargestellte Schild mit seiner Vorderseite auf die Auflagefläche 15 des Gehäuses 1 gelegt und in Pfeilrichtung zwischen die Präge­ walze 8 und die Druckverteilungsrollen 16, 17 geschoben. Dabei werden nacheinander die Führungsstifte 13 nach unten gedrückt, wodurch die Prägefolie 5 an der beheizten Prägewalze 8 anliegt. Die Prägewalze 8 selbst wird durch das eingeführte Schild entge­ gen der Federwirkung nach unten gedrückt und übt somit einen Prä­ gedruck auf die Schild-Vorderseite aus. Der Druck der Prägewalze 8 wird auf der Schild-Rückseite durch die beiden Druckvertei­ lungsrollen 16, 17 aufgenommen, deren Drucklinien etwa im Abstand der Strichstärke der zu prägenden Zeichen über die Schild-Rück­ seite laufen, wobei die Drucklinie der Prägewalze 8 auf der Schild-Vorderseite etwa mittig zwischen den Drucklinien der bei­ den Druckverteilungsrollen 16, 17 liegt. Durch diese Konstella­ tion wird die Wirkung einer flächigen Abstützung des in der zeit­ lichen Abfolge jeweils zu beschichtenden Zeichenzuges erreicht, wodurch die eingangs geschilderten Nachteile bei den sogenannten Problemzeichen nicht auftreten. Die in diesem Beispiel angegebe­ nen Maße zeigen auch, daß mit einem vergleichsweise sehr geringen Durchmesser für die Gegendruckwalze gearbeitet werden kann, wo­ durch ein weiterer Schritt in Richtung einer kompakten Bauweise der Heißprägemaschinen getan ist.

Claims (3)

1. Heißprägemaschine zum Einfärben von geprägten Schildern, ins­ besondere von Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern, mit einer be­ heizten Prägewalze, bestehend aus einem Tragkörper und einer die­ sen umhüllenden Gummischicht, einer Gegendruckwalze, sowie einer Ab- und einer Aufwickelspule für eine Prägefolie, wobei die Prä­ gefolie zwischen Prägewalze und Gegendruckwalze hindurchgeführt ist, und die zu prägenden Schilder, insbesondere Kraftfahrzeug-Kennzeichenschilder, im Betrieb zur Ausführung des Prägevorgangs zwischen Prägewalze und Gegendruckwalze eingezogen werden, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwalze (9) auf mindestens zwei Druckverteilungsrollen (16, 17) läuft, die im Betrieb je­ weils mit Linienberührung auf der Schild-Rückseite aufliegen, wobei die Berührungslinien der äußeren Druckverteilungsrollen (16, 17) einen Abstand voneinander haben, der etwa der Strich­ stärke der einzufärbenden Zeichen entspricht.

2. Heißprägemaschine zum Einfärben von geprägten Schildern, ins­ besondere von Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern, mit einer be­ heizten Prägewalze, bestehend aus einem Tragkörper und einer die­ sen umhüllenden Gummischicht, einem Gegendruckelement, sowie einer Ab- und einer Aufwickelspule für eine Prägefolie, wobei die Prägefolie zwischen Prägewalze und Gegendruckelement hindurchge­ führt ist, und die zu prägenden Schilder, insbesondere Kraftfahr­ zeug-Kennzeichenschilder, im Betrieb zur Ausführung des Prägevor­ gangs zwischen Prägewalze und Gegendruckelement eingezogen wer­ den, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement ein Gleit­ block ist, der die zu prägenden Zeichen etwa auf ihrer Strich­ stärke flächig unterstützt.

3. Heißprägemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitblock aus Teflon besteht.