DE19953724A1

DE19953724A1 - Präge-Rotationsmaschine

Info

Publication number: DE19953724A1
Application number: DE19953724A
Authority: DE
Inventors: Klaus Wittmaier
Original assignee: Schober GmbH Werkzeug und Maschinenbau
Current assignee: SCHOBER GMBH HOLDING, DE
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: EP1227935B1; WO2001034395A1; DE50002771D1; ATE244144T1; US6659000B1; DE19953724C2; EP1227935A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Präge-Rotationsmaschine zum Aufbringen eines Prägefolienabschnittes auf eine Materialbahn, mit einer Prägevorrichtung und einem Gegendruckzylinder, wobei die Prägevorrichtung mit einer Prägeeinheit versehen ist und die Prägeeinheit, eine Vorratsrolle für die Prägefolie, eine Transporteinrichtung und ein Prägewerkzeug aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Präge-Rotationsmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Derartige Präge-Rotationsmaschinen sind z. B. aus folgenden Dokumenten bekannt: US 5,486,254, WO 98 12 051 A1, DE 196 25 064 A1, DE 37 13 666 A1, EP 0 718 099 A2, EP 0 437 794 A2, DE 37 18 048 A1, DE 90 04 865 U1.

Diese Präge-Rotationsmaschinen dienen dazu, Prägefolien abschnitte auf eine endlose Materialbahn aufzubringen. Die Prägefolienabschnitte sind Abschnitte einer Heißsiegelfolie mit strukturierter oder glatter Oberfläche, die außerdem noch ein Hologramm aufweisen können und welche auf der Rückseite einen thermoaktivierbaren Schmelzkleber tragen. Beim Aufbringen des Prägefolienabschnitts wird dieser auf die Materialbahn aufgeklebt und gleichzeitig von der Folienbahn übertragen bzw. das restliche Foliengitter vom aufgeklebten Abschnitt abgezogen. Beim oder nach dem Aufkleben kann außerdem ein Muster in die Oberfläche der Folie eingeprägt werden. Es können mit derartigen Maschinen auch Hologramme auf Materialbahnen aufgebracht werden, wobei hier insbesondere auf eine exakte Temperaturführung des Prägewerkzeugs und der Prägefolie sowie auf eine exakte Spannung der Prägefolie geachtet werden muss, da ansonsten das Hologramm zerstört wird.

Um die Prägefolienabschnitte genau zu plazieren und um den Prägefolienabfall möglichst gering zu halten, muss der Vorschub der Prägefolie, welche in der Regel ebenfalls eine endlose Bahn ist, exakt gesteuert werden. Üblicherweise ist der Vorschub der Prägefolie geringer als die Transportgeschwindigkeit der Materialbahn. Weiterhin muss der Ort, an welchem der Prägefolienabschnitt appliziert wird, mit dem Aufdruck der Materialbahn korrespondieren. Schließlich muss bei Hologrammen der zu prägende Abschnitt der Prägefolie exakt zum Prägestempel ausgerichtet sein, so dass das Hologramm zum einen nicht zerstört, zum anderen lagerichtig übertragen und auf der Materialbahn fixiert wird.

Bei den bekannten Präge-Rotationsmaschinen besteht das Problem, dass mit einem relativ großen Aufwand die Transportgeschwindigkeit der Prägefolie so eingestellt wird, dass der Abfall minimal ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Präge- Rotationsmaschine bereitzustellen, bei der zum einen die Prägefolie, zum anderen die Materialbahn schonend behandelt werden und die Transportgeschwindigkeit der Prägefolie auf einfache Weise einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Präge-Rotationsmaschine gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der erfindungsgemäßen Präge-Rotationsmaschine wird sichergestellt, dass sowohl die Materialbahn als auch die als Endlosbahn bereitgestellte Prägefolie lediglich in einer Richtung transportiert werden und keine oszillierenden Bewegungen ausführen, d. h. eine Richtungsumkehr findet nicht statt. In der Prägevorrichtung, die gegenläufig zum Gegendruckzylinder rotiert, befindet sich wenigstens eine Prägeeinheit, wobei in jeder Prägeeinheit die komplette Bevorratung der Prägefolie für diese Prägeeinheit vorgesehen ist. Über eine in der Prägeeinheit vorgesehene Transportein richtung wird die Prägefolie derart transportiert, dass stets ein neuer Prägefolienabschnitt bereitgestellt wird, der Folienabfall aber minimiert wird. Dies kann auf schonende Weise erfolgen, da diese Bereitstellung durch langsamen Vorschub erfolgen kann.

Über die Drehbewegung der Prägevorrichtung erhält der bereitgestellte Prägefolienabschnitt die der Geschwindigkeit der Materialbahn entsprechende Geschwindigkeit, so dass der Abschnitt problemlos vom Prägewerkzeug auf die Materialbahn übertragen werden kann. Unmittelbar nach dem Übertragen des Prägefolienabschnitts wird die Prägefolie schonend weitertransportiert und ein neuer Prägefolienabschnitt bereitgestellt. Wichtig ist, dass die exakte Einstellung der Geschwindigkeit der Prägefolie zur Geschwindigkeit der Materialbahn über die Prägevorrichtung erfolgt. Die Prägefolie selbst befindet sich während des Prägevorganges innerhalb der Prägevorrichtung in Ruhe.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung drei besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Präge- Rotationsmaschine;

Fig. 2 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1, ein erstes Ausführungsbeispiel einer Prägevorrichtung zeigend;

Fig. 3 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1, ein zweites Ausführungsbeispiel einer Prägevorrichtung zeigend; und

Fig. 4 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1, ein drittes Ausführungsbeispiel einer Prägevorrichtung zeigend.

In der Fig. 1 ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete Präge- Rotationsmaschine dargestellt, die einen Maschinenständer 12 aufweist, in welcher eine Antriebswelle 14 für zwei Prägevorrichtungen 16 und ein Gegendruckzylinder 18 drehbar gelagert sind. Die Antriebswelle 14 ist mit einem Getriebe 20 sowie einem Antrieb 22 gekoppelt. Am anderen Ende der Antriebswelle 14, welche hohl ausgeführt ist, ist eine Absaugvorrichtung 24 vorgesehen, mit welcher z. B. eine Abfallfolie abgesaugt werden kann, was weiter unten noch näher beschrieben wird.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1, in welchem ein erstes Ausführungsbeispiel der Prägevorrichtung 16 dargestellt ist, welche in Richtung des Pfeils 68 umläuft. Die Prägevorrichtung 16 weist einen scheibenförmigen Träger 26 auf, an welchem insgesamt vier Prägeeinheiten 28 angeordnet sind. Die Prägeeinheiten 28 sind jeweils um einen Winkel von 90° zueinander versetzt und somit gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. Jede Prägeeinheit 28 weist eine Vorratsrolle 30 für eine Prägefolie 32 auf, welche als endlose Bahn auf dieser Vorratsrolle 30 bevorratet ist. Die Prägefolie 32 wird von einer ersten Transporteinrichtung 34 von der Vorratsrolle 30 abgezogen und in Richtung einer Aufwickelrolle 36 transportiert. Vor der Aufwickelrolle 36 befindet sich eine weitere Transporteinrichtung 38, die einen problemlosen Transport der Prägefolie 32 um ein Prägewerkzeug 40 gewährleistet.

Das Prägewerkzeug 40 ist als Prägestempel 42 ausgebildet, der in Richtung auf den Gegendruckzylinder 18 und weg von diesem verfahrbar gelagert ist. Die beiden Transporteinrichtungen 34 und 38 weisen jeweils eine Zugstation 44, welche von zwei Rollen gebildet wird, und eine Vorrichtung 46 zur Konstant haltung der Zugspannung der Prägefolie 32 auf. Diese Vorrichtung 46 weist z. B. federbelastete Rollen auf, die eine konstante Zugspannung der Prägefolie 32 gewährleisten.

Zwischen der Transporteinrichtung 34 und dem Prägestempel 42 befindet sich ein Heizschuh 48, der die Prägefolie 32 auf eine Temperatur z. B. zwischen 80° und 120°C erwärmt. Außerdem befindet sich im Bereich des Heizschuhs 48 oder allgemein vor dem Prägestempel 42 ein Sensor 50, der eine Passermarke der Prägefolie 32 optisch, elektronisch, magnetisch oder berührend abtastet und über welchen die Transporteinrichtung 34 und gegebenenfalls die Transporteinrichtung 38 gesteuert wird.

Der Prägestempel 42 kann ebenfalls beheizbar ausgebildet sein. Außerdem kann der Gegendruckzylinder 18 beheizbar oder aber auch kühlbar sein. Die Transportrichtung der Materialbahn 52 ist mit dem Pfeil 54 angedeutet. Der Gegendruckzylinder 18 dreht sich dementsprechend in Richtung des Pfeils 56. Die Transportrichtung der Prägefolie 32 ist somit entgegengesetzt zur Transportrichtung 54 der Materialbahn S2.

Die Prägevorrichtungen 16 sind in Längsrichtung der Antriebswelle 14 auf dieser verschiebbar und einstellbar. Auf diese Weise können unterschiedliche Materialbahnen 52 bzw. Materialbahnen 52 an unterschiedlichen Stellen bearbeitet werden. Außerdem ist die Antriebswelle 14 problemlos mit zusätzlichen Prägevorrichtungen 16 bestückbar, die ebenfalls an dieser drehfest fixiert werden.

In Transportrichtung vor dem Prägestempel 42 passiert die Materialbahn 52 eine Druckersteuerung, welche mit dem Pfeil 70 angedeutet ist. Diese Druckermarkensteuerung 70 oder Prägesteuerung erfasst Passermarken der Materialbahn 52 und steuert den Prägestempel 42 und gegebenenfalls die Transporteinrichtungen 34 und 38 an.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist an Stelle einer Aufwickelrolle 36 eine zentrale Entsorgungseinrichtung 58 vorgesehen, in welche die Abfallfolie 60 einer jeden Präge einheit 28 eingesaugt und über die hohle Antriebswelle 14 und die Absaugvorrichtung 24 abgeführt wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Prägevorrichtung 16 eine geringere Masse besitzt und dass die Prägeeinheiten 28 mit größeren Vorratsrollen 30 bestückt werden können.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4, bei der die Prägevor richtung 16 ebenfalls vier Prägeeinheiten 28 aufweist, erfolgt der Antrieb der Prägefolie 32 über ein Transportband 62, insbesondere ein Vakuum-Transportband, wobei das Vakuum über Vakuum-Kammern 64 und 66 bereitgestellt wird. Außerdem weist die Vakuum-Kammer 64 eine Heizeinrichtung auf, über welche die Prägefolie 32 vorgeheizt wird. Auch hier wird die Abfallfolie 60 zentral abgesaugt.

Die Übertragung von elektrischer Energie und von Daten auf die Prägevorrichtungen 16 erfolgt entweder mittels Schleifringen oder berührungslos mittels einer Telemetrieübertragungsein richtung z. B. vom Maschinenständer 12 auf die Antriebswelle 14.

Claims

1. Präge-Rotationsmaschine (10) zum Aufbringen eines Prägefolienabschnitts auf eine Materialbahn (52), mit einem rotierenden Gegendruckzylinder (18) und einer gegenläufig rotierenden Prägevorrichtung (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Prägevorrichtung (16) mit wenigstens einer Prägeeinheit (28) versehen ist und dass die Prägeeinheit (28) eine Vorratsrolle (30) für die Prägefolie (32), mindestens eine Transporteinrichtung (34, 38) für die Prägefolie (32) und ein Prägewerkzeug (40) aufweist.

2. Präge-Rotationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägevorrichtung (16) als Prägescheibe ausgebildet ist, an der wenigstens eine, insbesondere mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Prägeeinheiten (28) vorgesehen sind.

3. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Prägevorrichtungen (16) auf einer gemeinsamen Antriebswelle (14) angeordnet sind.

4. Präge-Rotationsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (14) hohl ausgebildet ist.

5. Präge-Rotationsmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Prägevorrichtungen (16) einen Abstand zueinander aufweisen und in ihrer Axiallage auf der Antriebswelle (14) einstellbar sind.

6. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeeinheit (28) starr oder beweglich, insbesondere drehbar oder verschwenkbar, an der Prägevorrichtung (16) befestigt ist.

7. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeeinheit (28) mit einer Heizeinrichtung (48) für die Prägefolie (32) versehen ist.

8. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug (40) beheizt ist.

9. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug (40) als Prägestempel (42) ausgebildet ist.

10. Präge-Rotationsmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägestempel (42) verfahrbar gelagert ist.

11. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zum Abheben der Prägefolie (32) vom Prägewerkzeug (40) vorgesehen ist.

12. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeeinheit (28) eine Vakuumhalteeinrichtung (64, 66) für die Prägefolie (28) aufweist.

13. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportein richtung (34, 38) zwei beidseits des Prägewerkzeugs (40) angeordnete Zugeinrichtungen (44) aufweist.

14. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportein richtung (34, 38) eine Einrichtung (46) zur Konstant haltung der Spannung der Prägefolie (32) aufweist.

15. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegendruck zylinder (18) beheizbar oder kühlbar ist.

16. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeeinheit (28) mit einer Registersteuerung (50) für die Prägefolie (32) versehen ist.

17. Präge-Rotationsmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Registersteuerung einen Sensor (50) für Registermarken auf der Prägefolie (32) aufweist.

18. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeeinheit (28) eine Aufwickeleinrichtung (36) für die Abfallfolie (60) aufweist.

19. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägevor richtung (16) mit einer insbesondere zentralen Entsorgungseinrichtung (58) für das oder die Abfallfolien (60) einer oder mehrerer Prägeeinheiten (28) versehen ist.

20. Präge-Rotationsmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Entsorgungseinrichtung (58) eine Absaugeinrichtung ist.

21. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägevor richtung (16) einen diskontinuierlichen Antrieb (22) aufweist.

22. Präge-Rotationsmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (22) eine Drucker markensteuerung (70) und/oder einen Bahnsensor für die Materialbahn (52) aufweist.

23. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zum berührungslosen Übertragen von elektrischer Leistung und/oder Daten zur Prägevorrichtung (16) vorgesehen ist.

24. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit mittels eines Tachogenerators oder eines Inkrementalgebers erfassbar ist.

25. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung für die Prägefolie (32) eine Vakuum- Transporteinrichtung, insbesondere ein Vakuum- Transportband (62), ist.

26. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportrichtung der Prägefolie (32) entgegengesetzt ist zur Transportrichtung der Materialbahn (52).

27. Präge-Rotationsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägefolie (32) in der Prägeeinheit (28) während des Prägevorganges stillsteht.