DE69616341T2

DE69616341T2 - Vorrichtung und verfahren zum prägen

Info

Publication number: DE69616341T2
Application number: DE69616341T
Authority: DE
Inventors: M. Campbell; N. Webb
Original assignee: Philip Morris Products SA; Philip Morris Products Inc
Current assignee: Philip Morris Products SA; Philip Morris Products Inc
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2016-06-13
Also published as: CN1074356C; WO1996041720A1; DK0842050T3; BR9608945A; EP0842050A4; US5540153A; MY133738A; EP0842050A1; ATE207418T1; DE69616341D1; AU6275396A; PT842050E; EP0842050B1; JPH11508198A; ES2166453T3; CN1187790A

Description

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Prägen und im Besonderen Verfahren zum Prägen und eine Prägevorrichtung, die veränderliche Druckzeichen wie Drucktypen aufweist, die Produktinformationen codieren.

Hintergrund der Erfindung

Im Lauf der Produktion von Zigarettenpackungen mit Klappdeckel werden diskrete Bündel Zigaretten einer vorbestimmten Zahl (gewöhnlich 20) in ein Stück Papier/Aluminium-Laminat gewickelt, das im Fach als "Folie" bekannt ist. Bei einigen der bevorzugteren Marken ist in die Folie ein winziges Muster leicht erhabener Stiftpunkte eingeprägt, das ihr einen seidenähnliche Oberflächeneffekt verleiht.
Typischenfalls wird das geprägte Muster auf die Folienstücke aufgebracht, indem ein kontinuierlicher Streifen Folienmaterial durch ein Paar Stahlwalzen passiert wird, von denen eine entlang der weitgehenden Gesamtheit ihrer Arbeitsfläche winzige Stifte hat. Diese Stifte kommen mit entsprechenden Stiftlöchern (Aussparungen) an einer Stahl- Stützwalze in Eingriff. Beispiele von Prägewalzen dieser Art werden in EPO 139 066 A1 und DT 23 56 243 A1 gezeigt.
Wie in dem Chambon gewährten US-Muster Nr. 2.757.372 veranschaulicht, ist es üblich geworden, zunächst das Hintergrundmuster aufzubringen und die Aufbringung von gedruckten Druckzeichen nach Wunsch dann in einem anschließenden, separaten Vorgang zu versuchen.
Typisch, und wie bei Chambon veranschaulicht, wird das Aufprägen von gedruckten Druckzeichen auf Folie durch Pressen der Druckzeichen gegen eine nachgiebige Hintergrundoberfläche durchgeführt. Bei Chambon werden erhabene Druckzeichen auf einem ersten harten Zylinder in einen nachgiebigen Bezug eines zweiten Zylinders gepresst und der Schritt des Prägens des Hintergrundmusters wird mit einem zusätzlichen Walzenpaar separat ausgeführt.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Aufprägen eines Hintergrundmusters zusammen mit gedruckten Druckzeichen auf Folienmaterial wie eine Folie von Zigarettenpackungen an einer einzigen Fertigungsstation bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Prägeverfahren und eine derartige Prägevorrichtung bereitzustellen, das/die keine separate Station für die Aufbringung von Druckzeichen erfordert.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prägen von Druckzeichen auf Folienmaterial wie eine Folie bereitzustellen, bei dem/der die Art und/oder das Ausmaß der Druckzeichen leicht geändert werden kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung für das Prägen von Folienmaterial bereitzustellen, bei dem/der das Risiko, dass das Folienmaterial einreißt, minimiert ist.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Prägen von Folienmaterial bereitzustellen, bei dem/der ein geprägtes Hintergrundmuster und Druckzeichen an der gleichen Arbeitsstation auf das Folienmaterial aufgebracht werden können, ohne die Qualität beider zu beeinträchtigen.
Diese und andere Aufgaben werden mit der vorliegenden Erfindung erreicht, die eine Vorrichtung zum Prägen eines Hintergrundmusters zusammen mit zusätzlichen wählbaren Druckzeichen auf Folienmaterial vorsieht, bei der die Vorrichtung eine erste und eine zweite starre Walze hat, die zum synchronen Rotieren miteinander angeordnet sind und zwischen sich einen Walzenspalt definieren. Die erste und die zweite starre Walze weisen feste Oberflächenmuster auf, die einem ersten Teil eines kontinuierlichen Folienmaterialstreifens ein geprägtes Hintergrundmuster verleihen, wenn Letzerer durch den Walzenspalt geführt wird. Die Vorrichtung weist ferner ein Gegenstück aus nachgiebigem Material auf, das an einer ersten Stelle abnehmbar an einer ersten der genannten Walzen befestigt ist, und einen Stempel, der an einer zweiten Stelle abnehmbar an der zweiten Walze befestigt ist, so dass das Gegenstück und der Stempel beim synchronen Rotieren der ersten und der zweiten Walze in gegenüberliegendem Verhältnis zueinander am Walzenspalt ankommen. Dieser Stempel und das Gegenstück wirken zusammen, um auf einen zweiten Teil des Folienmaterials zusätzliche, wählbare Druckzeichen aufzubringen, wenn es durch den Walzenspalt passiert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, das Stempelelement mit einem Paar Befestigungsschrauben, die entlang der Längsachse der starren Walze voneinander beabstandet sind, an der betreffenden starren Walze zu befestigen. Das Stempelelement wird in einem Langschlitz in der Walze aufgenommen, so dass sich nur der Druckzeichen tragende Teil des Stempels über die Oberfläche der Walze hinaus erstreckt. Das abnehmbare Gegenstück ist an einem Gegenstückhalter montiert, der auf ähnliche Weise abnehmbar an der anderen Walze angebracht ist. Diese Montageanordnungen ermöglichen das schnelle Wechseln dieser Stücke und vermeiden das Verursachen unerwünschter Schrammen und Risse im Werkstück. Die Anordnung lässt auch die Verwendung von Befestigungsschrauben einer Größe zu, die die wiederholte Anwendung eines Drehmoments aushalten kann, das zum Gewährleisten einer formschlüssigen Sicherung des Stempels an der Walze ausreicht.
Vorzugsweise ist das oben erwähnte Gegenstück aus nachgiebigem Material auf einem Gegenstückhalter montiert, der mit einem Paar Sicherungsschrauben befestigt ist, wie bereits beschrieben.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Mehrzahl von auswählbaren Stempeln, die in einem einzelnen Halter gehalten werden, der wie oben beschrieben an der starren Walze gesichert werden kann. Die einzelnen Stempel werden zu Installationszwecken mit einem Gewindestift arretiert, der von einem Ende des Stempelhalters zugänglich ist. Die Passung zwischen dem Halter und jedem Stempel ist aber so, dass die unteren Teile jedes Stempels während der Installation beim Festziehen der Befestigungsschrauben gegen eine untere Oberfläche des Schlitzes in der Walze gedrängt werden. Als Folge dessen kann die Positionierung der Stempel auf der Walze genau geregelt werden.
Vorzugsweise ist das oben erwähnte Gegenstück aus nachgiebigem Material auf einem Gegenstückhalter montiert, der mit einem Paar Sicherungsschrauben, wie oben beschrieben, befestigt ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass dafür gesorgt ist, dass der Stempelhalter und der Gegenstückhalter in den Schlitzen der betreffenden Walzen aufgenommen werden, so dass nur die Stempelvorderseite und das gegenüberliegende Gegenstück das Folienmaterial in diesem Nahbereich des Walzenspalts berühren, so dass die von den Stempeln bereitgestellten vörausgewählten Druckzeichen, wenn gewünscht, von einem glatten Hintergrundfeld umgeben sind. Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Aufprägen eines Hintergrundmusters zusammen mit zusätzlichen wählbaren Druckzeichen auf einen Materialbogen vor, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das abnehmbare Befestigen eines Druckzeichen tragenden Elements an einer ersten starren Prägewalze auf eine bereits beschriebene Weise und das abnehmbare Befestigen eines nachgiebigen Elements an einer zweiten starren Prägewalze auf eine bereits beschriebene Weise, Passieren des Folienmaterials durch den Walzenspalt der starren Prägewalzen, während die starren Prägewalzen synchron bewegt werden, um einen ersten Teil des Folienmaterials mit einem geprägten Hintergrundmuster zu versehen und um zweitens zweite Teile des Folienmaterials mit zusätzlichen Druckzeichen zu versehen, indem das Druckzeichen tragende Element und das nachgiebige Element am Walzenspalt wiederholt in einander gegenüberliegendes Verhältnis gebracht werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Andere Aufgaben, Vorteile und neue Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen hervor, wenn sie in Verbindung mit der Begleitzeichnung betrachtet wird. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Herstellungseinheit, die eine Zigarettenverpackungsmaschine und eine Prägevorrichtung umfasst, welche in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
Fig. 2 eine Draufsicht der Prägevorrichtung, in der Richtung von Pfeil II in Fig. 1 gesehen, wobei die Prägemaschine gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
Fig. 3A eine Rand-Schnittansicht der Stifte, die sich entlang der äußeren Arbeitsfläche der Antriebswalze der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung befinden;
Fig. 3B eine planare Ansicht der stiftaufnehmenden Aussparungen, die entlang der äußeren Arbeitsfläche der angetriebenen Walze der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung angeordnet sind;
Fig. 4 eine planare Ansicht eines Folienstücks, das gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
Fig. 5A eine planare Draufsicht einer Stempelbaugruppe der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 5B eine Seitenansicht der in Fig. 5A gezeigten Stempelbaugruppe;
Fig. 5C eine Endseitenansicht des Stempelhalters in der Richtung der Pfeile c-c in Fig. 5B;
Fig. 5D eine Querschnittansicht an Linie d-d in Fig. 5B;
Fig. 5E eine detaillierte Seitenansicht eines einzelnen Stempelstücks der in Fig. 5A gezeigten Stempelbaugruppe;
Fig. 6A eine planare Draufsicht des Gegenstücks und des Gegenstückhalters der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 6B eine Seitenansicht des in Fig. 6A gezeigten Gegenstücks und Gegenstückhalters;
Fig. 6C eine Endseitenansicht des in Fig. 6A gezeigten Gegenstücks und Gegenstückhalters;
Fig. 7 eine Draufsicht eines monolithischen Stempelelements, das eine Alternative zu der in den Fig. 5A - 5E gezeigten Stempelbaugruppe ist.

Ausführliche Beschreibung

Der Prozess des Verpackens von Zigaretten in Klappdeckelschachteln beinhaltet, unter Bezugnahme auf Fig. 1, einen vorläufigen Schritt des Einwickelns eines Bündels von Zigaretten 10 in ein einzelnes Stück Papier/Aluminium-Laminat 12, das im Fach als "Folie" bezeichnet wird.
Während Verpackungsvorgängen wird das einzelne Stück Folie 12 zwischen einem vorbereiteten Bündel von Zigaretten 10 und einem Falzrad 16 einer Verpackungsmaschine positioniert, woraufhin dar Stößel 14 das Bündel Zigaretten in das Stück Folie 12 und auf die Falztrommel 16 drückt, woraufhin sich die Falztrommel von Station zu Station bewegt, damit das Folienstück 12 nach und nach um das Bündel 10 herum gefaltet wird, um ein gefaltetes Bündel 15 zu produzieren.
Stromaufwärts von der Stößelstation 14 wird ein kontinuierlicher Streifen Folienmaterial 18 von einer Spule 20 abgezogen und durch ein Paar gegenüberliegender Stahl- Prägewalzen einer Prägevorrichtung 30, die gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, geleitet. Stromabwärts von der Prägemaschine 30 wird der Streifen Folie 18 an einer Trennvorrichtung 26 in eine Reihe einzelner Folienstücke 12 zertrennt.
Die bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf Fig. 2, sieht eine Prägemaschine 30 vor, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse 32, eine Antriebsprägewalze 34, die in einem linken Teil 31 des Gehäuses 32 (wie in Fig. 1 gesehen) rotierbar montiert ist, eine angetriebene Prägewalze 36, die unmittelbar längsseits der Antriebswalze angeordnet ist, um zwischen ihnen einen Walzenspalt 38 zu definieren.
Die angetrieben Walze 36 ist rotierbar auf einem Achselement 40 montiert, das wiederum auf einem Paar seitlich bewegbarer Tragelemente 42 und 44 fixiert ist, die gleitend in dem Gehäuse 32 aufgenommen sind. Die Tragelemente 42 und 44 sind durch Betätigen eines Paares von Nocken 46 und 48 auf die Drehung eines Betätigungsgriffes 50 hin zwischen einer eingezogenen Position (in Fig. 2 gezeigt) und einer Betriebsposition beweglich. Vorspannfedern 52 und 54 drängen das Achselement 40 und die angetriebene Walze 36 auf die eingezogene Position zu. Andere geeignete Anordnungen für die Steuerung der Bewegung der Tragelemente 42 und 44 wären für einen Fachmann auf dem betreffenden Gebiet leicht erkennbar. Beispielsweise könnten pneumatische oder hydraulische Aktoren zum Steuern der Bewegung der Tragelemente 42 und 44 eingesetzt werden.
Die angetriebene Prägewalze 36 hat an einem ihrer Enden eine Ausrichtungsnut 56 und an ihrem entgegengesetzten Ende ein Zahnrad 58. An einer Zwischenstelle entlang der angetriebenen Prägewalze 36 befindet sich eine Mehrzahl von beabstandeten Gegenstückbaugruppen 60, vorzugsweise vier Gegenstückbaugruppen 60 an Neunzig-Grad-(90º)-Positionen um die angetriebene Prägewalze 36 herum. Es ist zu beachten, dass Verpackungsdesign und/oder -größe eine andere Anzahl von und/oder eine andere Winkelanordnung der Gegenstückbaugruppen 50 erfordern könnte.
Die Antriebsprägewalze 34 ist mit Antriebsrad 70 verbunden, das wiederum über Antriebsriemen, Zahnräder oder andere geeignete Verbindungen in Antriebsbeziehung zu einer Kraftquelle stehen kann. Die Antriebsprägewalze 34 hat ein zweites Zahnrad 72, das in Eingriffsverhältnis mit dem ersten Zahnrad 58 der angetriebenen Prägewalze 36 gehalten wird. Am entgegengesetzten Ende der Antriebsprägewalze 34 ist ein Ausrichtungsring 74 mit der Ausrichtungsnut 56 der angetriebenen Walze 36 in Eingriff, um zwischen den beiden Walzen 34 und 36 die richtige axiale Beziehung aufrecht zu erhalten. An einer Zwischenstelle entlang der Antriebsprägewalze 34 befindet sich eine Mehrzahl von Stempelbaugruppen 80, die jeweils abnehmbar an der Antriebsprägewalze 34 fixiert sind und so angeordnet sind, dass sie am Walzenspalt 38 direkt gegenüber einer der Gegenstückbaugruppen 60 ausgerichtet werden.
Im Folgenden wird auf die Fig. 3A und 3B Bezug genommen, wobei die zylindrische Arbeitsfläche 82 der Antriebsprägewalze 34 eine Vielzahl von winzigen regelmäßigen Vorsprüngen aufweist, die im Fach als Stifte 84 bezeichnet werden. Diese Stifte 84 sind in Gruppen von ungefähr 60,5 Stiften pro Zoll in der axialen Richtung der Walze 34 und von ungefähr 65 Stiften pro Zoll in der Umfangsrichtung angeordnet. Diese Stifte 84 kommen mit einer entsprechenden Anordnung von in der zylindrischen Arbeitsfläche 88 der angetriebenen Walze 36 geformten Aussparungen 86 in Eingriff.
Es ist zu beachten, dass die Arbeitsflächen 82 und 88 der Prägewalzen nicht die Bereiche einschließen, die von den um die Prägewalzen 34 bzw. 36 herum angeordneten Schlitzen 92 und 94, welche die Stempelbaugruppen 80 bzw. die Gegenstückbaugruppen 60 aufnehmen, abgegrenzt werden.
Im Betrieb, Bezug nehmend auf Fig. 3 und 4, wird der Betätigungsgriff 50 der Prägemaschine 30 gedreht, um die angetriebene Prägewalze 36 in eine betriebsbereite Position angrenzend an die Antriebsprägewalze 34 zu bringen, so dass auf durch den Walzenspalt 38 der Prägemaschine 30 hindurchgeführte Folie eine Kraft von ungefähr fünfhundert Pfund ausgeübt wird. Wenn der kontinuierliche Folienstreifen durch den Walzenspalt 38 hindurch passiert und in einzelne Folienstücke 12 geschnitten worden ist, wird ein erster Teil 96 seiner Oberfläche durch die Wirkung von Stiften 84 und der Aussparungen 86 der Prägewalzen 34 und 36 mit einem geprägten seidenähnlichen Aussehen versehen. An den Stellen 100 und 102 wird das Folienstück 12 durch Wirkung von einer oder mehr der Stempelbaugruppen 80 und der Gegenstückbaugruppen 60 der Prägewalzen 34 und 36 mit der Prägung von den Stempeln 104 der Stempelbaugruppe 80 versehen. Die darin bereitgestellten Informationen können sich auf das Herstellungsdatum, den Markentyp oder andere vorausgewählte Informationsstücke beziehen. Die Schlitze 92 und 94 lassen unmittelbar um die von den Stempelbaugruppen 80 hergestellten Abdrucke herum Folienflächen frei (glatt), was für eine bessere Definition der Druckzeichen sorgt.
Jede Stempelbaugruppe 80, wobei jetzt auf die Fig. 5A - 5E Bezug genommen wird, weist vorzugsweise einen Stempelhalter 110 auf, der einen offenen Schlitz 112 zum Aufnehmen einer Mehrzahl von einzelnen Stempeln 114 hat. An einem unteren Teil entlang einer Seite des Schlitzes 112 befindet sich eine Aussparung 116 zum Aufnehmen eines Vorsprungs 118 jedes Stempels 114. Eine derartige Anordnung verhindert, dass ein Stempel umgekehrt in den Halter 110 gesetzt wird. Die relativen Tiefen der Aussparung 116 und der Höhe des Vorsprungs 118 werden so ausgewählt, dass jeder Stempel 114 um einen kleinen und genauen Betrag über die untere Oberfläche 111 des Halters 110 übersteht, vorzugsweise um ungefähr ein Tausendstel Zoll (0,001 Zoll), wobei ein Zoll 25,4 mm entspricht. Diese Beziehungen erhalten eine enge und genaue Passung jedes Stempels innerhalb des Schlitzes 112 und spannen die untere Oberfläche 117 jedes Stempels 114 formschlüssig gegen die untere Oberfläche 119 jedes Schlitzes 92, wenn die Schrauben 124 und 126 festgezogen werden. Eine derartige Anordnung sorgt für eine formschlüssige und genaue Sicherung der Stempel 114 an der Walze 34.
Der Halter 110 hat an seinen entgegengesetzten Enden Schraublöcher 120 und 122, um die Anbringung der Stempelbaugruppe 80 an der Antriebswalze 34 durch das Paar Schrauben 124 und 126 zu ermöglichen. Vorzugsweise ist der Stempelhalter groß genug, um sich für M5- (Gewindedurchmesser von 5 mm) oder größere Schrauben zu eignen, so dass die Schrauben mit ausreichend Drehmoment festgezogen werden können, um die formschlüssige Sicherung des Stempelhalters ohne das Risiko des Schraubenkopfbruchs zu gewährleisten. Ein Gewindestift 128 hält die Stempel 114 während der Installation der Stempelbaugruppe 80 in ihrer Position im Halter 110 fest und ist nach Entfernen der Schraube 126 durch ein Loch 130 zugänglich. Die Hauptspannkraft, welche die Stempel 114 während des Betriebs der Antriebswalze 34 an ihr befestigt, wird aber durch das Anziehen der Schrauben 124 und 126 bereitgestellt, wodurch der Vorsprung 118 jedes Stempels 114 zwischen der Aussparung 116 des Halters 110 und der unteren Oberfläche 119 des Schlitzes 92 in der Antriebswalze 34 eingespannt wird.
Das Schriftbild 132 jedes Stempels 114, Bezug nehmend auf Fig. 5E, ist vorzugsweise um einen Betrag r&sub1; gerundet, der sich dem Radius der Antriebsprägewalze 34 nähert. Im Folgenden wird Bezug genommen auf die Fig. 6A - 6C, wobei jede Gegenstückbaugruppe 60 einen Gegenstückhalter 140 und ein nachgiebiges Gegenstück 142 aufweist, das an einem zentralen oberen Teil des Halters 140 an ihm fixiert ist. Ein Paar Schrauben 144 und 146 (vorzugsweise M5 oder größer) fixiert die entgegengesetzten Endteile der Gegenstückbaugruppe 160 an der angetriebenen Prägewalze 36. Die Auflagefläche 148 des Gegenstücks 142 ist vorzugsweise um einen Betrag r&sub2; gerundet, um mit dem Radius der angetriebenen Prägewalze 36 ungefähr konform zu sein.
Das nachgiebige Gegenstück 142 ist vorzugsweise aus Gummi mit Härtemesserwert 90, Shore-Härte A, gefertigt und ist vorzugsweise ungefähr 1/8 Zoll dick oder dünner, wenn möglich. Anstelle des oben erwähnten Gummis für die Zusammensetzung des nachgiebigen Gegenstücks 142 könnte eine Fülle gleichermaßen geeigneter Materialien verwendet werden. Beide Halter 140 der Gegenstückbaugruppe und 110 der Stempelbaugruppe sind vorzugsweise aus gehärtetem Werkzeugstahl gefertigt, wie auch jeder der Stempel 114 ist.
Bei der Herstellung der Antriebsprägewalze 34 und der angetriebenen Prägewalze 36 werden die Stifte 84 und die Aussparungen 86 mit bekannten Gravurtechniken geformt, die den genauen Eingriff zwischen derartigen Elementen zur Folge haben. Die Walzen 34 und 36 werden aus Werkzeugstahl gefertigt und durch Wärmebehandlung durchgehärtet. Allgemein kann Werkzeugstahl des AISI-Typs A6 verwendet werden, bevorzugt wird allerdings ein Vega-Werkzeugstahl von der Carpenter Steel Division der Carpenter Technology Corporation von Redding Pennsylvania.
Vorzugsweise werden die Schlitze 92 und 94 in den Walzen 34 bzw. 36 geformt, bevor die Walzen 34 und 36 durchgehärtet werden, wobei die Tiefe der Schlitze 92 und 94 so genau wie möglich festgelegt wird, wobei Änderungen der Tiefe auf Grund bekannter und/oder experimentell bestimmbarer Volumenänderungen der Walzen 34 und 36 als Folge der Wärmebehandlung zur Durchhärtung berücksichtigt werden.
Die Tiefe von jedem Schlitz 92, wieder Bezug nehmend auf Fig. 2, ist größer als die Höhe des Stempelhalters 110, so dass die obere Oberfläche des Stempelhalters von der Arbeitsfläche 82 der Antriebsprägewalze 34 leicht eingelassen ist. Eine ähnliche Beziehung besteht bezüglich der Tiefe der Schlitze 94 und der Höhe der Gegenstückhalter 140. Die genaue Regelung der Gesamthöhe jedes Stempelstücks 114 und seine Schlichtpassung und Sicherung im Stempelhalter 110 zusammen mit präziser Regelung der Tiefe der Schlitze 92 während der Herstellung der Walze 34 gewährleisten, dass sich der erhabene, Druckzeichen tragende Teil 115 jedes Stempels 114 innerhalb eines genau geregelten Betrags, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 2 bis 6 Tausendstel Zoll (0,002 bis 0,006 Zoll), über der Arbeitsfläche 82 der Antriebsprägewalze 34 befindet.
Desgleichen wird die Tiefe der Schlitze 94 in der angetriebenen Walze 36 präzise gefertigt, so dass die Auflagefläche 148 des nachgiebigen Gegenstücks 142 entweder mit der Arbeitsfläche 88 bündig ist oder nur leicht über die Arbeitsfläche 88 übersteht (um ungefähr ein Tausendstel Zoll).
Im Betrieb kann der Start damit eingeleitet werden, dass die Prägemaschine 30 in den Zustand wie in Fig. 2 gezeigt versetzt wird, in dem die angetriebene Walze 36 geöffnet und aus dem engen Kontakt mit der Antriebswalze 34 entlang der Arbeitsflächen 82 und 88 herausbewegt ist. Die Walzen 34 und 36 bleiben an den Zahnrädern 58 und 72 jederzeit in Eingriff, um ihre winklige Ausrichtung im Verhältnis zu einander aufrecht zu erhalten. Wenn die Stromzufuhr abgeschaltet worden ist, kann die Bedienkraft einige oder alle Stempelbaugruppen 80 und einige oder alle Gegenstückbaugruppen 60 durch die einfache Maßnahme des Entfernens der damit assoziierten Schrauben und des Einsetzens neuer Sätze auswechseln. Die Gegenstückbaugruppen 60 werden gewöhnlich im Rahmen eines Wartungsprogramms ausgewechselt, das auf der erwarteten Lebensdauer der Gegenstücke 142 basiert. Alle Schrauben werden angezogen und mit Drehmomentschlüssel festgezogen, um jede der Austauschbaugruppen zu befestigen. Dann wird ein kontinuierlicher Streifen Folie 18 durch den Walzenspalt 38 gesteckt und der Betätigungsgriff 50 (oder Luftventil oder anderes äquivalentes Teil) der Prägemaschine 30 betätigt, um dann die angetriebene Walze 36 in vollen Eingriff mit der Antriebswalze 34 zu schließen. Die Prägemaschine 30 ist dann in dem Zustand, um auf Betriebsgeschwindigkeit gebracht zu werden, bei der die Arbeitsflächen 82 und 88 der Walzen 34 und 36 der Folie 18 das geprägte, seidenähnliche Hintergrundmuster verleihen, während die Stempelbaugruppen 80 ihr in Zusammenwirkung mit den Gegenstückbaugruppen 60 wiederholt die vorausgewählte Darstellung, die in der Zusammenstellung von Stempeln 114 festgelegt ist, verleihen. Vorteilhafterweise wird der Bereich der Folie, auf den die Stempel 114 auftreffen, nur einmal gedruckt, und auf die umgebenden Flächen wird überhaupt nicht gedruckt, um für besseren Kontrast zu sorgen und um vereinzelte Risse und Mängel an den von den Stempeln 114 gedruckten Druckzeichen oder um sie herum zu minimieren.
Eine andere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, Bezug nehmend auf Fig. 7, weist eine monolithische Stempelbaugruppe 80' auf, die einen Stempelkörper 110' und einen oder mehr erhabene, oben auf dem Stempelkörper 110' eingeformte Buchstaben 115' (oder anderen Druckzeichen) aufweist. Wie bei dem Halterkörper 110 der ersten bevorzugten Ausgestaltung passt der Stempelkörper 110' der monolitischen Stempelbaugruppe 80' in die Grenzen eines in der Antriebswalze 34 gebildeten Langschlitzes 92, so dass nur die erhabenen Zeichen 115' über die Arbeitsfläche 82 der Antriebswalze 34 überstehen. Der Stempelkörper 110' ist desgleichen ausreichend groß, um M5-Schrauben 124 und 126' aufzunehmen, so dass ein angemessenes Drehmoment ausgeübt werden kann ohne das Risiko, den Schraubenkopf während des Wechsels oder während des Betriebs der Maschine abzutrennen.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung in anderen spezifischen Formen ausgestaltet werden kann, ohne aus dem Rahmen der anhängigen Ansprüche zu kommen. Beispielsweise könnten die Stempelbaugruppen 80 und die Gegenstückbaugruppen 60 an glatten Walzen oder mit anderen Walzen, die eine andere Oberflächenbehandlung ausüben als beschreibungsgemäß die Stifte 84 und Aussparungen 86, verwendet werden. In einem solchen Fall würde die Folie oder anderes Folienmaterial mit einem glatten oder einem anderen Hintergrund als dem im Rahmen der bevorzugten Ausgestaltung beschriebenen versehen. Auch könnten die Stempelbaugruppen 60 auf der angetriebenen Walze 36 anstelle der Antriebswalze 34 angeordnet sein. Es wäre leicht offensichtlich, dass alle derartigen Ausgestaltungen mit verschiedenen Folienmaterialien außer der Folie durchführbar wären, einschließlich Papiermaterialien, Plastik und diversen anderen Folien und Laminaten, aber nicht darauf begrenzt.

Claims

1. Vorrichtung, die ausgeführt ist, um eine Oberflächenbehandlung zusammen mit zusätzlichen wählbaren Druckzeichen auf einen Materialstreifen aufzubringen, umfassend:

eine erste und eine zweite starre Walze, die zum synchronen Rotieren miteinander angeordnet sind, wobei die Walzen zwischen sich einen Walzenspalt definieren und zusammenwirken, um eine Oberflächenbehandlung auf einen ersten Teil eines Materialstreifens auszuüben, wenn der genannte Materialstreifen während der synchronen Rotation der Walzen durch den Walzenspalt passiert,

ein Gegenstück aus nachgiebigem Material, das an einer ersten Stelle abnehmbar an der ersten Walze befestigt ist, einen Stempel, der an einer zweiten Stelle abnehmbar an der zweiten Walze befestigt ist, so dass das Gegenstück und der Stempel beim synchronen Rotieren der ersten und der zweiten Walze in gegenüberliegendem Verhältnis zueinander am Walzenspalt ankommen,

wobei der Stempel und das Gegenstück zusammenwirken, um auf einen zweiten Teil des genannten Folienmaterials Druckzeichen aufzubringen, wenn das genannte Folienmaterial während der synchronen Rotation der starren Walzen durch den Walzenspalt passiert,

wobei die Stempelbaugruppe einen länglichen Stempelkörper und einen vom länglichen Stempelkörper getragenen, erhabenen, Druckzeichen tragenden Teil umfasst, wobei die zweite Walze einen Langschlitz hat, der zum Aufnehmen des länglichen Stempelkörpers ausgeführt ist, wobei der Schlitz längs entlang einer Arbeitsfläche der zweiten Walze ausgerichtet ist und der Stempel Mittel zum abnehmbaren Befestigen entgegengesetzter Endteile des länglichen Stempelkörpers in dem Schlitz der zweiten Walze aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Gegenstück aus nachgiebigem Material an einem länglichen Gegenstückhalter fixiert ist, wobei die erste Walze einen Langschlitz hat, der zum Aufnehmen des Gegenstückhalters ausgeführt ist, und wobei der Gegenstückhalter Mittel zum abnehmbaren Befestigen entgegengesetzter Endteile des Gegenstückhalters in dem Schlitz der ersten Walze aufweist, wobei der Schlitz in der ersten Walze längs entlang der ersten Walze ausgerichtet ist, wobei sich das Gegenstück aus nachgiebigem Material zwischen den entgegengesetzten Endteilen des Gegenstückhalters befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der sich das Gegenstück aus nachgiebigem Material zwischen den entgegengesetzten Endteilen des Gegenstückhalters befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Mittel zum abnehmbaren Befestigen von Endteilen des Stempels und Mittel zum abnehmbaren Befestigen von Endteilen der Gegenstückbaugruppe Schrauben beinhalten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Schrauben M5 oder größer sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Gegenstück aus nachgiebigem Material eine in ungefährer Konformität mit einem Radius der ersten Walze gerundete Arbeitsfläche hat.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der erhabene, Druckzeichen tragende Teil ein Schriftbild hat, das in ungefährer Konformität mit einem Radius der zweiten Walze gerundet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der längliche Stempelkörper einen länglichen Stempelhalterkörper mit einem Halterschlitz aufweist, wobei der erhabene, Druckzeichen tragende Teil sich an einem Stempel befindet, der in dem Schlitz angeordnet ist, wobei der längliche Stempelkörper ferner Mittel zum lösbaren Halten des Stempels im Halterschlitz hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei dem sich der Halterschlitz durch den länglichen Stempelhalterkörper hindurch erstreckt, wobei der längliche Stempelhalterkörper eine Aussparung hat, die sich entlang dem Halterschlitz befindet, wobei der Stempel einen Fußteil hat, der so in die Aussparung eingreift, dass ein Unterteil des Stempels unterhalb einer Unterseite des länglichen Stempelhalterkörpers aus dem Halterschlitz herausragt, wodurch nach dem Befestigen des länglichen Stempelhalterkörpers an der zweiten Walze das Unterteil des Stempels eine Oberfläche des Langschlitzes der zweiten Walze berührt.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die erste und die zweite Walze auf den ersten Teil des genannten Streifenmaterials ein Hintergrundmuster aufprägen.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der längliche Stempelkörper so in dem Schlitz aufgenommen wird, dass der erhabene, Druckzeichen tragende Teil über die Arbeitsfläche der zweiten Walze übersteht und der Stempelkörper unterhalb der Arbeitsfläche der zweiten Walze beabstandet ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die erste und die zweite Walze durchgehärtet sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der erhabene, Druckzeichen tragende Teil zwischen den gegenüberliegenden Endteilen angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der längliche Stempelkörper einen länglichen Stempelhalterkörper mit einem Halterschlitz aufweist, wobei sich der Druckzeichen tragende Teil an einem Stempel befindet, der im Halterschlitz angeordnet ist, wobei der längliche Stempelkörper ferner Mittel zum lösbaren Halten des Stempels im Halterschlitz aufweist.

15. Verfahren zum gleichzeitigen Prägen und Codieren eines Folienmaterials mit wählbaren Druckzeichen, das Folgendes umfasst:

abnehmbares Befestigen eines Druckzeichen tragenden, länglichen Elements an einer ersten starren Prägewalze durch Einsetzen des Druckzeichen tragenden, länglichen Elements in einen Schlitz, der sich längs entlang der ersten Walze erstreckt, und Befestigen von Endteilen des Druckzeichen tragenden, länglichen Elements an der ersten Walze,

abnehmbares Befestigen eines nachgiebigen Elements an einer zweiten starren Prägewalze, indem das nachgiebige Element an der zweiten Walze platziert wird, und

Passieren eines Streifens Folienmaterial durch einen zwischen den starren Prägewalzen definierten Walzenspalt bei synchronem Bewegen der Walzen, um einen ersten Teil des genannten Folienmaterials mit einer Hintergrundbehandlung zu versehen und einen zweiten Teil des genannten Folienmaterials mit zusätzlichen Druckzeichen zu versehen, indem das Druckzeichen tragende Element und das nachgiebige Element am Walzenspalt in einander gegenüberliegendes Verhältnis gebracht werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, das ferner das lösbare Festhalten eines abnehmbaren Stempels in einem Schlitz eines geschlitzten Stempelhalterkörpers beinhaltet, bei dem das Befestigen von Endteilen des Druckzeichen tragenden, länglichen Elements an der ersten Walze das Drücken einer Unterseite des lösbaren Stempels gegen die angrenzende Oberfläche des Schlitzes in der ersten Walze beinhaltet.