-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Sicherheitsmerkmalen
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1. Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist in
der
DE 37 18 452 A beschrieben.
-
In
der Papierindustrie ist es bekannt, dass verschiedene Posten mit
einem Sicherheitsmerkmal, das als Wasserzeichen bezeichnet wird,
versehen sind. Traditionell werden diese Wasserzeichen als eine
Sicherheitseinrichtung für
den Druck von großvolumigen,
hochwertigen Dokumenten und Formularen, wie die Herstellung von
Banknoten, verwendet. Diese Zeichen werden außerdem als eine Anzeige der
hohen Qualität
des gekennzeichneten Papieres verwendet.
-
Traditionell
haben diese Vorrichtungen zur Ausbildung dieser Wasserzeichen eine
Hilfsanlage für
Papierbeschichtungsmaschinen enthalten, die Prägestempel und Druckstöcke enthalten,
die zum Vergrößern der
Laminierdicken in den zu kennzeichnenden Laminierflächen ausgebildet
sind.
-
Das
bedeutet, dass die Prägestempel
und deren Zusammenbau- und Einstelleinrichtungen Teil der Papierherstellungsmaschine
sind und eine Hilfseinrichtung derselben bilden. Die Anwendung dieser Einrichtungen
verursacht, dass der Papierbrei verändert wird, wenn er die Laminierwalzen
passiert, so dass die Papierdicke in der Prägefläche reduziert und vom Prägestempel
ein Relief erzeugt wird. Die reduzierte Dicke der Prägefläche ergibt
eine Transparenzwirkung, die im Rest des Papieres nicht augenscheinlich
ist, wodurch das Wasserzeichen bestimmt wird.
-
Da
diese Vorrichtungen Modifikationen bei der Papierherstellungsmaschine
erfordern, ist das Prägen
als ein Resultat der daraus folgenden hohen Kosten auf große Produktionsvolumina
begrenzt.
-
Demzufolge
wurde jedoch in der DE-A 37 18 452, deren Anmelder die Erfinder
der vorliegenden Erfindung sind, ein neues Verfahren zur Herstellung von
Sicherheitsmerkmalen mittels einer Vorrichtung vorgeschlagen, die
auf einem Prägestempeltragzylinder
und einem Schleifrad basiert.
-
Diese
Prägevorrichtung
bildet im Vergleich zu herkömmlichen
Prägevorrichtungen
eine Verbesserung, da sie kleine Produktionszahlen zu angemessenen
Kosten ohne Beeinträchtigung
des Papierherstellungsprozesses erlaubt, in dem die Prägung mittels
einer Vorrichtung durchgeführt
wird, die von der Papierwalzmaschine unabhängig ist.
-
Es
sind jedoch verschiedene Mängel
augenscheinlich, wie die Schwierigkeit einer geeigneten Ausrichtung
des Papiers zum Prägezylinder.
Tatsächlich
trennen die Zylinderprägestempel
das Papier von den Zylinderseitenwänden und erleichtern demzufolge
seine Bewegung in Bezug zum Zylinder, auf dem es liegt.
-
Außerdem erlaubt
diese Beabstandung zwischen dem Papier und dem Zylinder die mögliche Bildung
von Papierfalten in dem Bereich, der zur Kontaktfläche zwischen
der Reibeinrichtung und dem Prägestempel
benachbart ist. Zusätzlich
hierzu können
kleine Falscheinstellungen, ein unvorhergesehenes Abziehen oder
ein Papiereinreißen
einen Kontakt der Schleifeinrichtung und eine Beschädigung der
Zylinderprägestempel
verursachen.
-
Alle
diese oben beschriebenen Mängel
werden durch die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend
gelöst.
Zuallererst soll festgestellt werden, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
keine Vorrichtung ist, um Papierreliefs auszubilden, da hierfür eigene
Einrichtungen vorgesehen sind, die entweder eben sind oder sich
drehen, z. B. ein Prägezylinder,
der das Papier gegen eine Oberfläche
drückt,
die die Prägestempel
trägt.
-
Die
vorliegende Erfindung schlägt
eine Vorrichtung vor, die die Merkmale des Anspruches 1 besitzt.
Der Trägerzylinder
ist von einem peripheren Schleifrad um einen Abstand beabstandet,
der kleiner ist als die Spitzenhöhen
des Reliefs. Es ist außerdem
eine gleitsichere Andrückvorrichtung,
eine Einrichtung zum Einstellen des Papiers gegen die Seitenwände des
Zylinders und eine Winkeleinstelleinrichtung für den Trägerzylinder vorgesehen.
-
Bei
der Drehung des Trägerzylinders
fixiert die Bewegung der festhaltenden Andrückvorrichtung die Position
des Papiers, diese Vorrichtung weist Bürsten auf, deren fadenförmige Büschel einen Druck
ausüben,
so dass zwischen den Zylinderseitenwänden und der Rückseite
des Papiers ein enger Kontakt aufrechterhalten wird, wodurch ein
Verschieben des Papiers eingeschränkt wird.
-
Neben
der Kontaktzone zwischen dem Schleifrad und dem Zylinder verhindert
die Einstelleinrichtung das Abziehen des Papiers in der kritischen
Schleifzone. Bei den verschiedenen vorgesehenen Ausbildungsformen
halten sowohl die mit einer Vakuumkammer verbundenen Mikrolöcher als auch
die aus Lüfterspitzen
ausgestoßene
Druckluft das Papier gegen den Zylinder fest, während die Saugöffnung die
gesamten natürlichen
Verunreinigungen von der Kontaktfläche entfernt.
-
Im
Hinblick darauf, dass der Abstand, um den das Schleifrad vom Trägerzylinder
beabstandet ist, kürzer
ist als die Höhe
der Reliefspitzen, und da die letzteren in die Kontaktzone eintreten,
schleift schließlich
der Schleifumfang der Räder
die Spitzen ab und erzeugt die Wasserzeichen, wobei die Mängel der
bekannten Vorrichtungen, wie sie oben beschrieben worden sind, vermieden
werden.
-
Zur
weiteren Verdeutlichung und zum Verständnis des Gegenstandes der
Erfindung sind verschiedene Zeichnungsfiguren vorgesehen, die eine der
bevorzugten Ausführungsformen,
ohne beschränkend
zu sein, verdeutlicht.
-
1 zeigt einen schematischen
Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Sie zeigt den Schleifumfang des Rades zusätzlich zur Anordnung der gleitsicheren
Andrückbürste. In
der Nähe zur
Kontaktzone zwischen dem Zylinder und dem Schleifrad sind die Papiereinstelleinrichtungen
dargestellt, die einen Motorkompressor aufweisen, der an eine Lüfterdüse angeschlossen
und durch eine Bürste
und eine Saugöffnung
vervollständigt
ist.
-
2 ist ein anderer Querschnitt,
bei dem die Einstelleinrichtungen eine Doppelbürste aufweisen, die mit einer
(nicht dargestellten) Einstellvorrichtung versehen ist, die durch
einen pneumatischen Kreis gesteuert wird.
-
3 ist ein weiterer Querschnitt,
bei dem die Einstelleinrichtungen Mikrolöcher aufweisen, die die Seitenwände des
Zylinders perforieren. Eine pneumatische Kammer ist an eine Vakuumpumpe angeschlossen,
die im Inneren des Zylinders ersichtlich ist.
-
4 zeigt ein andere Ausbildung,
bei der die Einstelleinrichtungen pneumatisch einstellbare Andruckwalzen
aufweisen.
-
5 ist ein Querschnitt einer
bekannten Vorrichtung. Zu Illustrationszwecken sind Teile der Einrichtung,
die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden (die das Papier
gleitsichernde und die Einstelleinrichtung) hinzugefügt, wobei
diese Einrichtung zum Entfernen des Spaltes zwischen dem Papier
und dem Zylinder infolge des Vorhandensein der Prägestempel
ungeeignet ist.
-
6A ist eine schematische
Seitenansicht zur Verdeutlichung des Arbeitsprinzips der bekannten
Vorrichtung, wie sie in 5 dargestellt
ist.
-
6B ist eine schematische
Seitenansicht zur Verdeutlichung des Prägebetriebs, der mittels einer
Vorrichtung durchgeführt
wird, die auf einem Zylinder und einer Prägeoberfläche basiert. Diese Figur offenbart
die Weise, in der der Zylinder an der Rückseite des Papiers wirksam
ist.
-
6C ist eine schematische
Seitenansicht zur Verdeutlichung der Betriebsweise des Zylinders, wie
er bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet wird. Diese Figur offenbart die Art und Weise, in der
der schleifende Umfang des Rades die Spitzen der Relieferhebungen
abschleift.
-
In
den verschiedenen Zeichnungsfiguren sind gleiche Einzelheiten jeweils
mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, wobei Buchstaben dazu verwendet
werden, die verschiedenen Zubehörteile
zu bezeichnen:
-
Liste der Hauptbezugszeichen
-
- (a)
- Papierträgerzylinder
- (b)
- Schleifrad
- (c)
- gleitsichere
Papierandruckelemente
- (d)
- Papiereinstelleinrichtung
- (1)
- Körper des
Trägerzylinders
(a)
- (1')
- Körper des
Trägerzylinders
(a)
- (2)
- Körper des
Schleifrades (b)
- (2')
- Umfang
des Schleifrades (2)
- (2'')
- austauschbares
Schleifpapier
- (3)
- zur
Anwendung gelangendes Papier
- (3')
- Vorderseite
des Papiers (3)
- (3'')
- Rückseite
des Papiers (3)
- (4)
- Enden
des Papiers (3)
- (5)
- Reliefs
oder Vertiefungen des Papiers (3)
- (5')
- Spitzen
des Reliefs (6)
- (6)
- Ende
(4) der Positionsbefestigungseinrichtung für das Papier
(3)
- (7)
- gleitsichernde
Andruckbürsten
- (7')
- fadenförmige Büschel der
Bürste
(7)
- (8)
- Motorkompressor
- (8')
- Druckluftleitung
- (9)
- Lüfterdüse
- (9')
- Einstellbürste
- (10)
- Saugpumpe
- (10')
- Saugleitung
- (11)
- Saugöffnung
- (12)
- Pneumatische
Vakuumkammer des Zylinders (a)
- (12')
- Mikrolöcher, die
sich durch die Seitenwand (1')
hindurcherstrecken.
- (13)
- pneumatische
Saugleitungen
- (14)
- Vakuumpumpe
- (15)
- Welleneinrichtung
des Trägerzylinders
(a) (angeschlossen an die
-
- Winkelantriebseinrichtung
im Zylinder (a))
- (16)
- erste
Einstellwalze
- (16')
- zweite
Einstellwalze
- (17)
- Reliefprägestempel
- (17')
- Vertiefungsprägestempel
- (18)
- Prägezylinder
-
Die
vorliegende Vorrichtung zur Herstellung von Sicherheitsmerkmalen
an Papier (3) oder anderen dünnen Elementen ist zur Herstellung
von Wasserzeichen in Reliefs oder Tiefdruckreliefs (5)
am verwendeten Papier (3) durch Reduzierung der Dicke des
besagten Papieres (3) durch teilweises Abschleifen der
Spitzen (5')
des Reliefs (5) ausgebildet.
-
Allgemein
gesprochen weist diese Vorrichtung einen Trägerzylinder (a) für das Papier
(3) mit Reliefs (5) auf, die von einem Schleifumfang
(2') eines
Rades (b) um einen Abstand beabstandet ist, der kleiner ist als
die Höhen
der Spitzen (5')
des Reliefs (5), wobei die Vorrichtung gleitsichernde Andruckeinrichtungen
(c) und Einstelleinrichtungen (d) zum Einstellen des Papieres (5)
gegen die Seitenwände
(1') des
Zylinders (a) zusätzlich
zu einer Winkelantriebseinrichtung (15) aufweist, die am
Trägerzylinder
(a) befestigt ist. Siehe die 1, 2, 3 und 4.
-
Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung weist insbesondere einen
Trägerzylinder
(a) für
das zur Anwendung gelangende Papier (3) auf. Das Papier
(3) ist an den Seitenwänden
(1') des
Körpers
(1) des Zylinders (a) in einer Weise angebracht, dass seine
Enden (4) mittels der Positionsfestlegeeinrichtung (6)
gesichert werden, die im Körper
(1) des Zylinders (a) geeignet vorgesehen sind. Siehe 1.
-
Zum
Trägerzylinder
(a) benachbart ist ein Rad (b) vorgesehen, das mit einem Schleifumfang (2') versehen ist,
und der an die drehende Antriebseinrichtung angeschlossen ist. Das
Schleifrad (b) ist vom Zylinder (a) um einen Abstand beabstandet,
der kürzer
ist als die Spitzen (5')
des am Papier (3) ausgebildeten Reliefs (5). Siehe
die 1 und 6C.
-
In
den verschiedenen Ausführungsformen kann
der Reibumfang (2')
des Körpers
(2) des Rades (b) ein Reibstein oder eine Trommel sein,
deren Zylinderumfang (2')
den Seitenwänden
(1') des
Trägerzylinders
(a) zugewandt ist. Die besagte Trommel ist mit auswechselbarem Sandpapier
(2'') versehen,
das den Umfang (2'') bedeckt. Siehe 2.
-
Außerdem und
benachbart zur Zone zwischen dem Trägerzylinder (a) und dem Reibrad
(b) sind Einstelleinrichtungen (d) für das Papier (3) vorgesehen.
Diese Einstelleinrichtungen (d), die in einem pneumatischen Kreis
vorgesehen sind, legen das Papier (3) gegen die Oberfläche der
Seitenwand (1')
des Trägerzylinders
(a) fest.
-
Bei
einer Ausführungsform
sind die Einstelleinrichtungen (d) in einem pneumatischen Kreis,
der einen Motorkompressor (8) und einen Druckluftbehälter aufweist.
Dieser Behälter
ist mit einer Ausgabedüse
versehen, die einen Druckluftauslass bildet, der an eine Druckluftleitung
(8') angeschlossen
ist, die an eine Lüfterdüse (9)
angeschlossen ist. Die Lüfterdüse (9)
ist mit einer Ausblasöffnung
versehen, die dem Papier (3) zugewandt und hin zur Kontaktzone zwischen
dem Papier (3) und dem Reibrad (b) gerichtet ist. Siehe 1.
-
Auf
dem gleichen Prinzip basierend ist eine andere Ausbildung vorgesehen,
bei der die Druckluftleitung (8') an eine oder zwei Lüfterdüsen (9)
angeschlossen ist, von welchen jede ihre Öffnung in der Nachbarschaft
der Kontaktzone zwischen dem Papier (3) und dem Schleifrad
(b) angeordnet hat, das wiederum einem der Ränder des Papiers (3)
zugewandt ist und Luft kräftig
darauf lenkt.
-
Bei
einer anderen möglichen
Ausführungsform
besteht die Einstelleinrichtung (d) für das Papier (3) aus
einem pneumatischen Kreis, der einen Motorkompressor (8)
aufweist, der über
eine entsprechende Leitung (8') an eine Lüfterdüse (9) angeschlossen ist,
deren Ausblasöffnung
dem Papier (3) zugewandt ist. Neben der Lüfterdüse (9)
ist eine Saugöffnung (11),
die mittels einer entsprechenden Leitung (10') an eine Saugpumpe (10)
angeschlossen ist und die hin zur Kontaktzone zwischen dem Papier
(3) und dem Reibumfang (2') des Rades (b) orientiert ist.
In der Nachbarschaft der Lüftdüse (9)
und der Saugöffnung
(11) ist eine komplementäre Einstellbürste (9') installiert.
Siehe 1.
-
Es
sind auch Varianten vorgesehen, wobei die Einstelleinrichtungen
(d) für
das Papier (3) Elemente wie Bürsten (9') oder Zylinder
(16, 16')
aufweisen, die variabel gegen die Seitenwände (1') des Trägerzylinders (a) einstellbar
sind. Um solche Einstellvariationen zu ermöglichen, ist eine (nicht dargestellte)
pneumatische Vorwärts-Rückwärts-Einstellvorrichtung
enthalten. Siehe die 2 und 4.
-
Eine
andere vorgesehene Ausführungsform weist
eine Einstelleinrichtung (d) auf, die einen pneumatischen Kreis
aufweist, der aus einer pneumatischen Kammer (12) und einer
Vakuumpumpe (14) zusammengesetzt ist. Gemäß dieser
Variation ist eine pneumatische Kammer (12) im Körper (1)
des Trägerzylinders
(a) selbst ausgebildet, dessen Saugeinlass die Gestalt einer Düse besitzt,
die an ein pneumatisches Netz angeschlossen ist, wobei der Saugauslass
mit einer Vielzahl von Mikrolöchern (12') versehen ist,
die die Seitenwände
(1') des
Zylinders (a) durchdringen, und die über die verwendbare Umfangsoberfläche des
Zylinders verteilt sind. Der Einlass der Kammer (12) ist
an eine Vakuumpumpe (14) über eine Vakuumleitung (13)
angeschlossen. Siehe 3.
-
Die
Vorrichtung weist außerdem
für das
Papier (3) gleitsichere Andruckeinrichtungen (c) auf. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform
bestehen diese gleitsicheren Andruckeinrichtungen (c) aus Bürsten (7),
deren Faserbüschel (7') gegen die
Seitenwände (1') des Zylinders
(a) vorstehen. Ihre Anordnung betrachtend sind die gleitsicheren
Andruckbürsten
(7) in der Nachbarschaft der Einstelleinrichtung (d) für das Papier
(3) angebracht und in Drehrichtung des Trägerzylinders
(a) vorausgehend vorgesehen. Außerdem
ist die Möglichkeit
der Anordnung einer Vielzahl von Andruckbürsten (7) vorgesehen,
die entlang des Umfangs des Trägerzylinders
(a) verteilt sind. Siehe die 1 bis 4.
-
Bei
einer anderen möglichen
Ausführungsform
können
die gleitsicheren Andruckeinrichtungen (c) für das Papier (3) durch
Walzen gebildet sein, deren Umfang sich am Umfang des Trägerzylinders
(a) abwälzt.
-
Die
Vorrichtung ist durch eine Winkelantriebseinrichtung (15)
für den
Trägerzylinder
(a) für das
Papier (3) vervollständigt.
-
Der
Betrieb der Vorrichtung ist wie folgt:
-
Bei
dem am nächsten
kommenden Stand der Technik sind die Reliefs (5) der Prägestempel
(17) entlang den Seitenwänden (1') des Zylinders (a) angeordnet.
-
Zuerst
erfolgt eine Vorbereitung des Papiers (3) durch seine Übertragung
zu den Relief und Vertiefungen (5) – Prägezylindern (18) und
Prägestempeln (17'), wodurch die
Konditionierung und Anordnung des Papiers (3) in der vorliegenden
Vorrichtung ermöglicht
wird. Sobald das Papier (3) zwischen dem Prägezylinder
(18) und den Prägestempeln
(17') durchgeleitet
worden ist, wird tatsächlich
ein Relief (5) ausgebildet, das an der Rückseite
(3'') des Papiers
(3') Spitzen
(5') enthält. Siehe 6b.
-
Anschließend wird
das Papier (3) auf den Seitenwänden (1') des Zylinders (a) angeordnet,
so dass die Rückseite
(3'') des Papiers
an den Seitenwänden
(1') anliegt
und die Vorderseite (3')
zur Behandlung exponiert ist. Die Enden (4) des Papiers
(3) werden mit Hilfe der Positionierbefestigungseinrichtung
(6), die im Zylinder (a) vorgesehen ist, am Zylinder (a)
angebracht.
-
Bei
der Drehung des Trägerzylinders
(a) fixieren die Bürsten
(7), die die gleitsichernde Andruckeinrichtung bilden,
die Position des Papiers (3) als ein Ergebnis des durch
die fadenförmigen
Büschel
(7') ausgeübten Druckes,
so dass zwischen den Seitenwänden
(1') des
Zylinders (a) und der Rückseite
(3'') des Papiers
(3) ein enger Kontakt aufrechterhalten wird, durch den
eine Bewegung des Papiers verhindert wird.
-
In
der Nachbarschaft der Kontaktzone zwischen dem Schleifrad (b) und
dem Zylinder (a) schließt
die Einstelleinrichtung (d) ein Verrutschen des Papiers (3)
in der kritischen Schleifzone aus. Was die Lüfterdüse (9) anbelangt,
so legt die durch diese ausgegebene Druckluft das Papier (3)
am Zylinder (a) an, während
gleichzeitig die vorhandene Saugöffnung
(11) alle natürlichen
Verunreinigungen von der Kontaktfläche entfernt. Siehe 1.
-
Eine ähnliche
Einstellwirkung wird durch eine Ausbildung erreicht, bei der die
Einstelleinrichtungen (d) eine Pneumatikkammer (12) aufweisen, die
mit Mikrolöchern
(12') versehen
ist, die die Seitenwände
(1') des
Zylinders (a) durchdringen. In diesem Falle hält die Wirkung der Saugpumpe
(14) durch die Kammer (12) und die Mikrolöcher (12') das Papier
an den Seitenwänden
des Trägerzylinders
(a) anliegend fest. Siehe 3.
-
In
Hinblick darauf, dass der Abstand zwischen dem Reibrad (b) und dem
Trägerzylinder
(a) kleiner ist als die Höhe
der Spitzen (5')
des Reliefs (5), wird das Wasserzeichen erzeugt, sobald
das Relief (5) in die Kontaktzone des abrasiven Umfangs
(2') des
Rades (b), der die Spitzen (5') abschleift, eintritt. Siehe 6c.