DE19820268C5

DE19820268C5 - Prägewerkzeug zum miteinander Verbinden oder Prägen einer oder mehrerer Lagen bahnförmiger Materialien, Verfahren zum Herstellen einer Prägeform für ein Prägewerkzeug, Verwendung einer Prägeform als Urform sowie Verfahren zum Herstellen von miteinander verbundenen oder geprägten Lagen bahnförmiger Materialien

Info

Publication number: DE19820268C5
Application number: DE19820268A
Authority: DE
Inventors: Kilian Saueressig
Original assignee: Saueressig GmbH and Co KG
Current assignee: Saueressig GmbH and Co KG
Priority date: 1998-05-07
Filing date: 1998-05-07
Publication date: 2010-12-23
Anticipated expiration: 2018-05-08
Also published as: EP0955157A3; DE19820268B4; EP0955157A2; DE19820268A1

Abstract

Prägewerkzeug zum miteinander Verbinden oder Prägen einer oder mehrerer Lagen bahnförmiger Materialien, mit zwei einander mindestens an einer Berührungslinie gegenüberstehenden Prägeformen, auf denen Prägeflächen angeordnet sind, die sich zumindest entlang der Berührungslinie der Prägeformen wenigstens teilweise überlappen, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeflächen (34, 36,) zumindest teilweise nicht parallel zur Drehachse (38, 39) der Prägeform oder zur zu bearbeitenden Grundfläche des Rohlings der Prägeform verlaufend angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Prägewerkzeug zum miteinander Verbinden oder Prägen einer oder mehrerer Lagen bahnförmiger Materialien, mit zwei einander mindestens an einer Berührungslinie gegenüberstehenden Prägeformen, auf denen Prägeflächen angeordnet sind, die sich zumindest entlang der Berührungslinie der Prägeformen wenigstens teilweise überlappen. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen einer Prägeform für ein solches Prägewerkzeug und die Verwendung einer Prägeform als Urform für eine Gegenform. Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen von miteinander verbundener oder geprägten Lagen bahnförmiger Materialien beschrieben.
Stand der Technik
Ein aus mehreren Lagen bestehendes bahnförmiges Material wird herkömmlicherweise verbunden, indem die Lagen zwischen zwei Walzen gebracht werden, von denen zumindest eine die Einprägungen in das bahnförmige Material einbringt, wobei an diesen Einprägungen in der Regel durch Formschluß, aber auch durch chemisch-physikalische Maßnahmen, Verbindungspunkte hergestellt werden. Das so entstandene bahnförmige Material kann dann gegebenenfalls weiterbehandelt werden, beispielsweise zu den bekannten Hygiene-Zellstofftüchern geschnitten werden.
Bei den Prägeverfahren unterscheidet man die Wildprägung, bei der eine Prägewalze gegen eine glatte Gegenwalze läuft, die gegebenenfalls eine elastische Beschichtung aufweist. Bei der Unionprägung laufen eine Matrizenwalze und eine Patrizenwalze gegeneinander und erzeugen durch die entstehende Prägung eine Verbindung der bahnförmigen Materialien. Sowohl bei der Wild- als auch bei der Unionprägung sind die Feinprägungen auf der einen Seite des bahnförmigen Materials konkav nach innen gerichtet und stehen von der anderen Seite konvex nach außen hervor. Diese konvex erhabenen Stellen verleihen dem geprägten Material einen rauhen Charakter und sollten daher vermieden werden.
In 7 ist eine Schnittansicht durch ein Zellstofftuch dargestellt, das aus vier Bahnen 14, 15, 16 und 17 besteht, die zwischen einer Prägewalze und einer Gegenwalze an Einprägungen 19, 19' durch das Wildprägeverfahren miteinander verbunden werden. Die Drehachsen der Prägewalze bzw. der Gegenwalze sind mit den Bezugsziffern 25 bzw. 26 bezeichnet. Der Bahneinzug, der durch den unterschiedlichen Fließweg der Bahnen 14, 15, 16 und 17 bedingt ist, ist mit dem Maßpfeil 18 bzw. 18' dargestellt. Der unterschiedliche Bahneinzug resultiert aus einem von Bahn 17 zu Bahn 14 länger werdenden Fließweg der Bahnen. Die durch die Prägung verbundenen Punkte 19 und 19' liegen dabei tiefer als die erhabene Oberfläche 20 und höher als die Oberfläche 20' des Zellstofftuches. Die erhabenen Prägeflächen 21 und 22 bzw. die gegenüberliegenden Flächen 23 und 24 liegen dabei jeweils in einer Ebene parallel zu den Achsen 25 und 26 der Walzen.
Das Problem der konkav erhabenen Prägepunkte wird bei dem in der DE 94 06 026 U1 offenbarten Kopf-auf-Kopf-Prägeverfahren dadurch gelöst, daß auf den gegenüberstehenden Prägewalzen erhabene Prägenoppen ausgebildet sind, welche auf den Lagen beispielsweise eines Zellstofftuches, wie in 8 dargestellt, konkav nach innen gewölbte Verbindungspunkte 7 und 7' bilden, die quer zur Lagerichtung miteinander fluchten. In den Bodenbereichen dieser Prägepunkte 7 und 7' werden die Lagen 1, 2, 3, 4 des bahnförmigen Materials durch die Prägewirkung miteinander verbunden. Dieses Verfahren gibt dem bahnförmigen Material auf beiden Seiten eine glattes Aussehen. Weiterhin bestehen bleibt allerdings das Problem der unterschiedlichen Fließwege zwischen den einzelnen Lagen, wie es bei dem in 8 dargestellten Zellstofftuch beispielsweise für die Bahnen 1 und 2 durch die Maßpfeile 5 bzw. 5' angegeben ist. Die durch die Prägung verbundenen Punkte 7 bzw. 7' liegen dabei tiefer als die erhabene Oberfläche des Zellstoffstuches 6 und 6'. Die erhabenen Prägepunkte 8 und 9 bzw. 10 und 11 liegen dabei jeweils in einer Ebene parallel zu den Prägeform-Achsen 12 und 13.
Die DE 31 20 351 C1 (D3) offenbart ein Prägewerkzeug insbesondere zur Herstellung von Preßlaminat, wie beispielsweise eine Prägewalze oder ein Preßblech, dessen Prägeoberfläche höher liegende Bereiche und tiefer liegende Bereiche aufweist. Zur Herstellung eines solchen Prägewerkzeugs offenbart die D3 ein Verfahren, daß zunächst gemäß einem üblichen Ätzverfahren eine ein- oder mehrstufige Prägegravur erzeugt. In diesem Fall wird – beispielsweise gemäß DE 27 06 947 das Material des Preßwerkzeuges an den Stellen durch Ätzen entfernt, an denen seine Oberfläche nicht, beispielsweise mit einem Abdecklack, beschichtet ist. Das mit einer Prägegravur versehene Prägewerkzeug wird nun elektrolytisch poliert, um die Gesamtoberfläche aus höher liegenden und tiefer liegenden Bereichen vollständig zu behandeln. Anschließend wird die gesamte Oberfläche des Prägewerkzeugs mit einem Abdecklack beschichtet und der Abdecklack nach seinem Erhärten bis auf die Ebene der höheren Oberflächenbereiche abgetragen. In dem anschließenden Ätzbad werden nun die höher liegenden Oberflächenbereiche abgetragen, während die tiefer liegenden Oberflächenbereiche durch den Abdecklack geschützt sind.
Anschließend wird der Abdecklack entfernt, so daß ein Prägewerkzeug mit höher liegenden Oberflächenbereichen, die mattiert oder feinstruktu riert sind und tiefer liegenden Oberflächenbereichen, die poliert geblieben sind, hergestellt werden. Insbesondere die tiefer liegenden Oberflächenbereiche können verschiedene Ätztiefen haben, also mehrstufig vorliegen.
Bei allen aufgeführten Verfahren liegen die Prägeflächen der einzelnen Prägeformen in einer Ebene parallel zur Drehachse, wenn mit zylindrischen Prägewerkzeugen gearbeitet wird, da nur für solche Gestaltungen eine spanende Bearbeitung auf handelsüblichen Rundschleifmaschinen durchführbar ist, bei der sich die Spanungswerkzeuge an einem sich drehenden Prägezylinder vorbeibewegen. Hierdurch wird die optische Gestaltung der Oberflächenstruktur des bahnförmigen Materials stark eingeschränkt.
Aufgabenstellung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Prägewerkzeug für das Anbinden und/oder Prägen von Lagen bahnförmigen Materials zur Verfügung zu stellen, mit dem eine vielfältige Gestaltung der Oberflächen des Materials bei sicherem Zusammenhalt der Lagen möglich sein soll.
Diese Aufgabe wird durch das Prägewerkzeug nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Verfahren für die Herstellung einer Prägeform in einem solchen Prägewerkzeug ist in Anspruch 9 angegeben. Eine Verwendung einer Prägeform als Urform beschreibt Anspruch 13, ein Verfahren zum Herstellen von miteinander verbundenen oder geprägten Lagen bahnförmiger Materialien, mit einem erfindungsgemäßen Prägewerkzeug ist in Anspruch 16 vorgestellt.
Erfindungsgemäß ist bei einem Prägewerkzeug vorgesehen, daß die Prägeflächen zumindest teilweise unter bestimmten Winkel jedoch nicht parallel, zu einer Referenzlinie oder einer Referenzfläche der Prägeformen verlaufend angeordnet sind. Die einzelnen Prägeflächen liegen somit nicht unbedingt in einer Fläche symmetrisch zur Prägeformachse, da auf eine spanende Bearbeitung auf handelsüblichen Rundschleifmaschinen verzichtet werden kann. Prägeflächen, die bei einem äquidistanten Abstand zur Prägeformachse nicht in einer Ebene liegen, haben bei gleicher Winkelgeschwindigkeit der Prägeflächen unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten, was Vorteile bieten kann, wenn die unterschiedliche Friktion zwischen der Prägefläche und dem zu prägenden Material und der gegenüberliegenden Prägefläche ausgenutzt werden soll. Dieses Ergebnis entspricht in etwa dem der Kaltverschweißung.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß Größe, Form, Lage und Abstand der Prägeflächen so gewählt ist, daß die Belastung auf jeder Berührungslinie im wesentlichen konstant ist. Dieses Vorgehen kann Prozeße wie Gegenbiegen, Erzeugung einer Bombage usw. überflüssig machen.
Weiter vorteilhaft können Prägeformen aus einer Kombination unterschiedlicher Materialien bestehen, insbesondere kann bei mindestens einer der Prägeformen auf einen Stahlkern eine die Prägeflächen enthaltende Beschichtung aus einem thermoplastischen Material mit einer Haftvermittler-Schicht aus einem Elastomer aufgebracht sein. Durch Zugabe von Füllstoffen in die elastomeren, thermoplastischen oder duroplastischen Werkstoffe kann das Fließverhalten der zu prägenden Materialien zwischen den Prägeformen beeinflußt werden. Bei bahnförmigen Materialien, die geprägt werden sollen, aber ein sehr elastisches Verhalten zeigen und somit im Grunde kaum prägbar sind, kann bei der Prägeform ein Füllstoff in den elastomeren Kunststoff der Prägeoberfläche beigemengt werden, der expandierbar ist und beispielsweise nach einem Urformprozeß die geometrische Struktur verändert. Hierzu gehören Treibmittel, die während oder nach der Vernetzung durch Wärme angeregt werden. Dies führt dazu, daß das zu prägende Material nur in bestimmten Bereichen fließen kann und somit eine bleibende, hohe plastische Verformung erfährt. Der gleiche Effekt kann durch eine entsprechende Formgebung der Prägeformen erzielt werden, indem Quetschkanten vorgesehen sind, die den Fließprozeß partiell zulassen oder ihn partiell unterbinden.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Prägeform für ein Prägewerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgende Schritte auf:

a) Bereitstellen eines Rohlings für die Prägeform;
b) Aufbringen einer ätzfesten Beschichtung auf den Rohling und Abtragen der Beschichtung entsprechend einem Prägeflächenmuster in einer ersten Ebene symmetrisch um eine Referenzlinie oder parallel zu einer Referenzfläche des Rohlings;
c) volumenmäßiges Abtragen der beschichtungsfreien Bereiche des Rohlings bis in eine zweite Ebene;
d) zumindest teilweises Entfernen der ätzfesten Beschichtung; und
e) Direktstrukturieren des Rohlings für die unter bestimmten Winkeln, jedoch nicht parallel, zur Referenzlinie oder zur Referenzfläche angeordneten Prägeflächen.

Bevorzugt wird anschließend an den Schritt e) ein

f) Neuauftragen einer ätzfesten Schicht und Abtragen der Beschichtung entsprechend einem Prägeflächenmuster in der zweiten Ebene vorge nommen.

Gegebenenfalls können die Schritte c) bis f) für eine dritte bis n-te Ebene wiederholt werden.
Um die volle Variabilität des erfindungsgemäßen Verfahrens auszunutzen, ist vorgesehen, die Oberfläche des Rohlings durch Direktstrukturierung zum Erzeugen der unter bestimmten Winkeln zur Referenzlinie oder Referenzfläche verlaufenden Prägeflächen zu behandeln. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher im Schritt e) für die Direktstrukturierung ein Laser oder spanabhebendes Werkzeug verwendet und im Schritt c) für das volumenmäßige Abtragen mittels Ätzen in einem Flüssigkeitsbad oder Abtragen aus dem ionisierten Zustand gearbeitet.
Eine nach dem voranstehenden beschriebenen Verfahren hergestellte Prägeform kann als Urform für eine Gegenform verwendet werden, wobei die Gegenform eine urformbare Oberfläche vorzugsweise aus einem nicht ausgehärteten Polymer oder Thermoplasten aufweist die entsprechend der Oberflächenstruktur der Prägeform abgeformt wird, wobei gegebenenfalls die ausgehärtete Oberfläche der Gegenform weiter bearbeitet wird.
Mit einem Prägewerkzeug, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wird erstmals eine dreidimensional ausgeformte Prägung im Bereich der sich gegenüberliegenden Prägeflächen möglich, denn die Prägeflächen müssen nicht parallel zur Prägewerkzeugachse in einer Ebene auf den Prägeformen vorliegen.
Bei einem Verfahren zum Herstellen von miteinander verbundenen, nämlich chemisch und/oder physikalisch angebundenen Lagen bahnförmiger Materialien kann mit Lagen gleicher oder unterschiedlicher Materialien gearbeitet werden. So können zum Beispiel thermoplastische Folien oder Metallfolien miteinander verprägt werden.
Vorteilhaft ist, wenn bei einem mit gegenläufig rotierenden Prägewalzen ausgestatteten Prägewerkzeug die Zylinder mit gleicher Winkelgeschwindigkeit gedreht werden. So sind unterschiedliche Umfangsgechwindigkeiten bei gleicher Winkelgeschwindigkeit in bezug auf die Drehachsen die Folge, so daß Reibverschweißungen möglich werden.
Auch kann eine einzige Lage beispielsweise eines thermoplastischen Materials verprägt werden.
Ausführungsbeispiel
Zum Herstellen der Prägewerkzeuge können für eine Prägeform und eine Gegenform Kombinationen verschiedenster Fertigungsverfahren verwendet werden, wie zum Beispiel Direktstrukturierung-Direktstrukturierung; Direktstrukturierung-Urformverfahren, Abtragen aus dem ionisierten Zustand-Urformverfahren. Auch sind verschiedene Materialien für die Prägeform und für die Gegenform möglich, zum Beispiel können sich Formen gegenüberstehen, die beide aus Metall oder beide aus einem geeigneten Kunststoff sind, oder eine besteht aus Metall, die andere aus Kunststoff.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben werden. Dabei zeigt/zeigen:
1 eine schematische Schnitt-Teildarstellung von vier Lagen für Hygiene-Zellstofftücher während der Prägung in einem Prägewerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung;
2a ein Prägewerkzeug, bei dem ein elastomerer Werkstoff eingesetzt ist, welcher einen expandierbaren Füllstoff enthält;
2b ein Prägewerkzeug, bei dem ein elastomerer Werkstoff eingesetzt wird, der Quetschkanten aufweist;
3 die Abfolge bei einem Verfahren zum Herstellen einer Prägeform für ein Prägewerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung;
4a, 4b und 4c ein Verfahren zum Herstellen einer Prägeform im Urformverfahren mit anschließender Laserung;
5 einen Schichtaufbau für die Prägeform;
6 einen Schnitt durch eine Prägeform für ein Prägewerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der der spätere Biegeverlauf schon bei der Herstellung der Prägeform berücksichtigt ist;
7 vier Lagen für Hygiene-Zellstofftücher zwischen Prägewalzen für die Wildprägung eines Zellstofftuchs; und
8 vier Lagen von Bahnen zwischen Prägewalzen zum Herstellen von Hygiene-Zellstofftüchern mittels der Kopf-auf-Kopf-Prägung.
In 1 ist in einer Teilschnittansicht dargestellt, wie aus vier Lagen 27, 28, 29 und 30 mittels eines Prägewerkzeuges nach der vorliegenden Erfindung Hygiene-Zellstofftücher hergestellt werden. Der Bahneinzug, der durch den unterschiedlichen Fließweg der einzelnen Bahnen bedingt ist, ist mit dem Maßpfeil 31 bzw. 31' gekennzeichnet. Der unterschiedliche Bahneinzug rührt von einem längeren Fließweg der Bahnen 30 und 27 her. Der durch Prä gung verbundene Punkt 32 liegt dabei tiefer als die erhabenen Oberflächen 27 bzw. 30 des Zellstofftuches. Der durch die Prägung verbundene Punkt 33 liegt dabei tiefer als die Oberflächen 27 bzw. 30 des Zellstofftuches. Die erhabenen Prägeflächen 34 und 35 bzw. 36 und 37 liegen dabei nicht zwingend in einer Ebene und parallel zu den Prägeform-Achsen 38 und 39.
2a zeigt eine Prägeform mit einer elastischen Beschichtung 40, in die ein expandierbarer Füllstoff 41 eingebettet ist, der nach der Formerzeugung, beispielsweise über ein Urformverfahren oder Sublimation, expandiert werden kann. Die nachträgliche Expansion bewirkt bei der Prägung ein Verklemmen an der Stelle 42 für die zu prägende Lage 43 und ermöglicht so ein Fließen des bahnförmigen Materials, ohne daß die Lagen nach außen abfließen könnten. Dadurch ergibt sich ein geringerer Bahneinzug 44 und 44'. Weiter ergibt sich eine bleibende, plastische Verformung, die mit bekannten Maßnahmen besonders bei sehr elastischen bahnförmigen Materialien schwer zu erzielen ist. Expandierende Pulver sind beispielsweise aus der Herstellung thermoplastischer Spritzgußteile bekannt.
2b zeigt eine Prägeform mit einer elastischen Beschichtung 45, die mit Quetschkanten 46 versehen ist. Die Quetschkanten 46 bewirken bei der Prägung ein Verklemmen an der Stelle 47 der zu prägenden Lage 48, so daß das Material fließen kann, ohne daß die Lage nach außen fließt. Da das Fließen des Materials nur zwischen den Quetschkanten 46 stattfindet, führt dies zu einem kleineren Bahneinzug 49 bzw. 49'. Somit ergibt sich eine bleibende, plastische Verformung, auch für sehr elastische Lagenmaterialien.
3 zeigt beispielhaft mögliche Schritte bei einem Verfahren zum Herstellen einer Prägeform für ein Prägewerkzeug nach der vorliegenden Erfindung. Ein Prägeform-Rohling 50 erhält zunächst eine ätzfeste Beschichtung 51, die anschließend an den volumenmäßig durchzuätzenden Stellen 52 beispielsweise mittels eines Lasers abgetragen wird. Nach dem ersten Ätzvorgang entsteht ein Relief, wie es beispielsweise in Teilbild 3b) dargestellt ist. Die ätzfeste Schicht an der Stelle 53 wird nun entfernt, und es wird wiederum Volumen abgetragen, so daß eine erste Stufenbildung, wie in 3c) gezeigt, eintritt. Wird nun die ätzfeste Schicht 54 entfernt und dann volumenmäßig abgetragen, so erhält man eine weitere Stufe, wie in 3d) gezeigt. Analog hierzu können auch in den Vertiefungen unterschiedliche Stufenausbildungen erzielt werden, indem der Prägeform-Rohling erneut beschichtet wird, 3e), der Ätzschutz partiell entfernt wird und erneut volumenmäßig abgetragen wird. Man sieht in 3f) an der Position 55 die Stufenbildung. Ebenso können Schichten, die eine passivierende Oberfläche darstellen, mit Hilfe eines Lasers entfernt werden, so daß tiefere Strukturen erzeugt werden können, als bei herkömmlichen Ätzverfahren. Dies gilt besonders für hochlegierte und gehärtete Stähle, da die Passivierungsschicht während des Ätzens entsteht, wobei sich vorwiegend Legierungselemente auf der zu ätzenden Oberfläche ablagern.
4 zeigt in einer Teilschnittansicht eine Prägewalze 56, mit deren Hilfe im Urformverfahren eine Gegenform 57 hergestellt wird. Die Gegenform 57 weist dazu eine Oberfläche auf, die urformbar ist und beispielsweise aus nicht ausgehärtetem Polymer oder durch Wärme urformbar gemachten Thermoplasten besteht. Die Prägewalze 56 besitzt bereits die abzuformende Struktur, die beispielsweise durch Direktstrukturierung mittels Lasers oder Abtragen aus dem ionisierten Zustand erzeugt worden ist. Die Abformung der Struktur der Prägewalze 56 durch die Gegenform 57 erfolgt durch eine gegenläufige Drehbewegung der einzelnen Prägeformen um ihre Achsen 58 bzw. 59. Nach dem Abformen und Aushärten bzw. Konsolidieren der Prägeoberfläche 60 kann die Oberfläche der Gegenform 57 weiter bearbeitet werden, indem störendes Material 61 von der Oberfläche abgetragen wird, so daß die fertige Prägeoberfläche 62 entsteht.
In 5 ist eine Prägeform dargestellt, bei der mehrere Materialien kombiniert sind. So kann beispielsweise ein Elastomer als Haftvermittler-Schicht 71 zwischen einen Thermoplasten 72 und einem Kern 70 aus Stahl eingesetzt werden. Mit Hilfe der elastomeren Phase können auch Schrumpfspannungen, die aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehungskoeffizienten während der Strukturierung der Schicht 72 entstehen, ausgeglichen werden. Schrumpfspannungen treten auch während des Betriebs auf und können ebenfalls ausgeglichen werden. Damit vermeidet man mechanische Beschädigungen während des Betriebs.
In 6 ist dargestellt, wie der spätere Biegeverlauf bei den Abständen der Prägeflächen zur Prägeform-Achse schon bei der Herstellung der Prägeformen berücksichtigt wird. Die Abstände 73, 74, 75 der Prägeflächen zu der jeweiligen Prägeform-Achse sind dabei, wie auch in 5 zu sehen, so angepaßt, daß bei der Prägung zwischen allen gegenüberliegenden Prägeflächen die auf die bahnförmigen Materialien einwirken, die Flächenpressung gleich hoch sein kann. Dieses Vorgehen kann Prozesse wie Gegenbiegen oder Erzeugung einer Bombage überflüssig machen. Desweiteren können unterschiedlichste Motive beliebig auf den Zylinder aufgebrachte werden, beispielsweise durch Drehen, ohne daß sich Probleme mit unterschiedlichen Flächenpressungen entlang der Berührungslinie der beiden Prägeformen, zwischen denen die Lagen bahnförmigen Materials liegen, ergeben.

1: Lage bahnförmigen Materials
2: Lage bahnförmigen Materials
3: Lage bahnförmigen Materials
4: Lage bahnförmigen Materials
5, 5': Maßpfeil Fließweg
6, 6': Oberfläche des Zellstofftuches
7, 7': Verbindungspunkt
8: Prägepunkt
9: Prägepunkt
10: Prägepunkt
11: Prägepunkt
12: Prägeform-Achse
13: Prägeform-Achse
14: Lage bahnförmigen Materials
15: Lage bahnförmigen Materials
16: Lage bahnförmigen Materials
17: Lage bahnförmigen Materials
18, 18': Maßpfeil Fließweg
19, 19': Prägepunkt
20: erhabene Oberfläche
20': Oberfläche des Zellstofftuches
21: Prägefläche
22: Prägefläche
23: Prägefläche
24: Prägefläche
25: Prägeform-Achse
26: Prägeform-Achse
27: Lage bahnförmigen Materials
28: Lage bahnförmigen Materials
29: Lage bahnförmigen Materials
30: Lage bahnförmigen Materials
31, 31': Maßpfeil Fließweg
32: Prägepunkt
33: Prägepunkt
34, 35, 36, 37: erhabene Prägeflächen
38: Prägeform-Achse
39: Prägeform-Achse
40: elastische Beschichtung
41: expandierbarer Füllstoff
42: Verklemm-Stelle
43: zu prägende Lagen
44, 44': Maßpfeil Bahneinzug
45: elastische Beschichtung
46: Quetschkanten
47: Verklemm-Stelle
48: zu prägende Lagen
49, 49': Maßpfeil Bahneinzug
50: Prägeform-Rohling
51: ätzfeste Beschichtung
52: zu ätzende Stellen
53: zu entfernende ätzfeste Schicht
54: zu entfernende ätzfeste Schicht
55: Stufe
56: Prägewalze
57: Gegenform
58: Achse der Prägewalze
59: Achse der Gegenform
60: Prägeoberfläche
61: störendes Material
62: fertige Prägeoberfläche
70: Stahlkern
71: Haftvermittler-Schicht
72: Beschichtung aus Thermoplast
74: Abstand zur Prägeform-Achse
75: Abstand zur Prägeform-Achse
73: Abstand zur Prägeform-Achse

Claims

Prägewerkzeug zum miteinander Verbinden oder Prägen einer oder mehrerer Lagen bahnförmiger Materialien, mit zwei einander mindestens an einer Berührungslinie gegenüberstehenden Prägeformen, auf denen Prägeflächen angeordnet sind, die sich zumindest entlang der Berührungslinie der Prägeformen wenigstens teilweise überlappen, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeflächen (34, 36,) zumindest teilweise nicht parallel zur Drehachse (38, 39) der Prägeform oder zur zu bearbeitenden Grundfläche des Rohlings der Prägeform verlaufend angeordnet sind.
Prägewerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Prägeflächen (35, 37) mit unterschiedlichem Abstand zur Drehachse (38, 39) oder Grundfläche des Rohlings der Prägeform angeordnet sind.
Prägewerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeformen Zylinder sind, die im Betrieb gegenläufig rotieren.
Prägewerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Größe, Form und Lage der Prägeflächen und ihr Abstand zur Drehachse oder zur Grundfläche so gewählt sind, dass die Belastung auf jeder Berührungslinie im wesentlichen konstant ist.
Prägewerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Prägeformen aus einer Kombination unterschiedlicher Materialien (70, 71, 72) besteht.
Prägewerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einer der Prägeformen auf einen Stahlkern (70) eine die Prägeflächen enthaltende Beschichtung (72) aus einem thermoplastischen Material mit einer Haftvermittler-Schicht (71) aus einem Elastomer aufgebracht ist.
Prägewerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Prägeformen Quetschkanten (46) zum gezielten, partiellen Zulassen oder Unterbinden des Fließens der bahnförmigen Materialien vorgesehen sind.
Prägewerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Prägeformen mit einer elastischen Beschichtung (40) versehen ist, die einen expandierbaren Füllstoff (41) enthält.
Verfahren zum Herstellen einer Prägeform für ein Prägewerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, mit den Schritten: a) Bereitstellen eines Rohlings (50) für die Prägeform; b) Aufbringen einer ätzfesten Beschichtung (51) auf den Rohling (50) und Abtragen der Beschichtung entsprechend einem Prägeflächenmuster (52) in einer ersten Ebene symmetrisch um eine Drehachse oder parallel zur Grundfläche des Rohlings (50); c) volumenmäßiges Abtragen der beschichtungsfreien Bereiche des Rohlings (50) bis in eine zweite Ebene; d) zumindest teilweises Entfernen der ätzfesten Beschichtung (53); und e) Direktstrukturieren des Rohlings für die nicht parallel zur Drehachse (38, 39) oder zur Grundfläche angeordneten Prägeflächen (34, 36).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend an den Schritt e) ein f) Neuauftragen einer ätzfesten Schicht und Abtragen der Beschichtung entsprechend einem Prägeflächenmuster in der zweiten Ebene vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 10 gekennzeichnet durch g) Wiederholen der Schritte c) bis f) für eine dritte bis n-te Ebene.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt e) für die Direktstrukturierung ein Laser oder spanabhebendes Werkzeug verwendet wird und im Schritt c) für das volumenmäßige Abtragen mittels Ätzen in einem Flüssigkeitsbad oder Abtragen aus dem ionisierten Zustand gearbeitet wird.
Verwendung einer nach einem der Ansprüche 9 bis 12 hergestellten Prägeform als Urform für eine Gegenform.
Verwendung nach Anspruch 13, wobei die urformbare Oberfläche aus nicht ausgehärtetem Polymer oder einem Thermoplasten besteht.
Verwendung nach Anspruch 13 oder 14, wobei gegebenenfalls die ausgehärtete Oberfläche der Gegenform (57) weiter bearbeitet wird.
Verfahren zum Herstellen von miteinander verbundenen oder geprägten Lagen bahnförmiger Materialien mit einem Prägewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem Lagen gleicher oder unterschiedlicher Materialien verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 16, mit einem Prägewerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei dem die Zylinder mit gleicher Winkelgeschwindigkeit gedreht werden.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei dem eine Lage thermoplastischen Materials geprägt wird.