DE9217035U1 - Vorrichtung zum Kaschieren von Schichten von Identifikationskarten u.dgl. - Google Patents

Description

DIPL-ING. PETER OTTE PATENTANWALT " '^ d^so Leonberg

Vertreter beim Europäischen Patentamt / European Patent Attorney Tiroler Straße

2604/ot/mü
08.12.1992

Firma Interlock AG, Rütistr. 16, CH-8952 Schlieren

Vorrichtung zum Kaschieren von Schichten von Identifikationskarten u.dgl.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Preßvorrichtung (europäische Patentanmeldung 0013557) wird auf den eingelegten Rohling von zwei beheizten Platten, also beidseitig eine Wärme- und Druckeinwirkung ausgeübt. Anschließend wird die Heizwirkung abgeschaltet, so daß nach Abkühlung die fertige Identifikationskarte aus der Preßvorrichtung entnommen werden kann.

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Aus dieser Veröffentlichung ist bekannt, die Preßplatten als gekühlte Stützplatten auszubilden und diesen als Heizelement eine flächenhafte Heizwiderstandsschicht vorzuschalten, wobei die Heizwiderstandsschicht den zu kaschierenden Schichten unmittelbar zugewandt ist und gegen die gekühlten Stützplatten durch eine Isolierschicht thermisch abgeschirmt wird.

Die Problematik bei sämtlichen bisher bekannten Kaschiervorrichtungen besteht darin, daß der Herstellungszyklus in zwei physikalisch nicht unterschiedene Teilzyklen zerfällt, nämlich das anfängliche, möglichst sprunghafte Einbringen von Wärme, damit die Kaschiertemperatur der miteinander zu verbindenden Schichten der Identifikationskarte, wie sie im folgenden lediglich noch genannt wird, erreicht wird, und ein anschließender Abkühlzyklus, der durch Abschalten der Heizelemente eingeleitet wird, bei dem es sich aber verbietet, die Preßvorrichtung schon zu öffnen und den verschweißten Kartenrohling zu entnehmen, da dieser noch zu wenig mechanische Stabilität aufweist.

Es ist daher wünschenswert, auf den in der Preßvorrichtung befindlichen Rohling bzw. anfänglich auf den eingelegten Schichtverbund zunächst eine Erwärmungsund anschließend eine Abkühlphase zur Einwirkung zu bringen, wobei die sich zwischen der flächenhaften Folienheizschicht und der zumeist ausdrücklich noch gekühlten Preßplatte befindliche Isolierschicht zwei gegensätzliche Aufgaben zu erfüllen hat, denen sie gleichermaßen schlecht gerecht wird, nämlich in der Erwärmungsphase die von dem Heizelement ausgestrahlte oder

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aufgebrachte Wärmemenge möglichst vollständig von den angrenzenden Kühlplatten fernzuhalten und auf die zu kaschierenden Schichten aufzuleiten und andererseits während der Abkühlphase nach dem Abschalten der Heizung den vorher unterdrückten Wärmeabfluß möglichst schnell und umfassend zu ermöglichen, und zwar genau in der Richtung zu den gekühlten Stützplatten, in welcher in der vorherigen Heizphase ein Wärmeabfluß sozusagen verboten war.

Wird daher diese "Isolierschicht" im hohen Maße thermisch isolierend ausgelegt, so erzielt man eine gute Wärmeeinwirkung und eine nicht zufriedenstellende Rückkühlwirkung, während bei einem gut wärmeleitenden Material der "Isolierschicht" bei guter Rückkühlung die anfängliche Wärmeisolierung leidet.

Diese Problematik ist auch in der aus der europäischen Patentschrift 0 154 970 bekannten Kaschiervorrichtung zur Herstellung von Identifikationskarten erkannt worden, in der versucht wird, durch eine entsprechend gezielt bemessene Zeitsteuerung die stets auftretenden Probleme in einen beherrschbaren Rahmen zu verlagern. Dennoch ist nicht zu verhindern, daß mit einem vergleichsweisen langen Gesamtzyklus (Erwärmung und nachfolgende Abkühlung) gerechnet werden muß, der praxisgerecht stets zwischen einer halben und mehreren Minuten liegt, bei dennoch erheblichen Wärmeverlusten.

Ferner ist es in einem anderen Zusammenhang, nämlich zur Herstellung von dünnen, thermoplastischen Kunstharzfolien bekannt (US-PS 4 752 204), einen aus ent-

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sprechendem Kunstharz bestehenden Harzblockrohling zwischen einem Paar aufgeheizter Preßplatten zu erhitzen und gleichzeitig durch ausgeübten Preßdruck in seinen Dimensionen erheblich zu verformen, nämlich zu einer Folie breitzudrücken.

Zu diesem Zweck besteht ein entsprechendes Preßwerkzeug aus zwei aufeinandergerichteten Preßbacken, in denen jeweils beidseitig durch Federwirkung im Abstand zu angrenzenden Kühlblöcken gehaltene Preßflächen angeordnet sind, die den einzulegenden Kunstharzblock zwischen sich aufnehmen.

Da erkannt worden ist, daß man nicht gleichzeitig Kühlen und Heizen kann, wird bei zu den Kühlblöcken im Abstand gehaltenen Preßflächen zwischen diese zunächst von einer anderen Stelle ein Heizelement eingebracht, welches die Preßflächen beidseitig erwärmt. Sobald ein hinreichender Erwärmungszustand erreicht worden ist, wobei die eingebrachte Wärmemenge durch den zunächst noch eingehaltenen Abstand zu den angrenzenden Kühlblöcken an einem Abfließen gehindert wird, wird das Heizelement wieder entnommen und der zu verformende Kunstharzblock eingelegt. Anschließend fahren dann die Preßstempel aufeinander zu, die beheizten Druckflächen werden gleichzeitig bei Zurückweichen entsprechender Vorspannungsfedern gegen die Kühlbleche und gegen den eingelegten Kunstharzblock gepreßt, so daß bei diesem Verformungsschritt, und hierauf kommt es allein entscheidend an, die eingebrachte Wärme sowohl auf den Rohling zu übertragen als auch gleichzeitig über die Kühlblöcke abgeführt wird. Ein solches Verfahren mag

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für die Folienherstellung aus thermoplastischem Kunstharz geeignet sein, ist jedoch für die Herstellung eines Laminatverbunds für Identifikationskarten u.dgl. deshalb unbrauchbar, weil an der eigentlichen Problematik der gleichzeitigen Wärmezuführung und -abführung im Moment der Bearbeitung, also der Wärme- und Druckausübung auf den Rohling, nichts geändert wird.

In ähnlicher Weise wird bei einem ebenfalls gattungsfremden, bekannten Verfahren zur Herstellung von Sandwichpaneelen unter Verwendung von Halbzeugen aus Hochleistungsverbundwerkstoffen mit polymeren Matrizes gearbeitet (DE-OS 39 10 021). Solche Sandwichelemente umfassen einen innenliegenden Wabenwerkstoff beispielsweise aus Aluminium, Kunststoff oder imprägniertem Papier, auf welchen Decklaminate in Form von Polymeren aufgebracht werden. Zu diesem Zweck wird das zugeschnittene Halbzeug aus polymeren Decklagen und dem Kernmaterial zwischen zwei Blechen druckfrei durch eine Widerstandsheizung zunächst erwärmt, wobei auf beidseitige Heizbleche zunächst über Druckfedern und Isolatoren nur ein so hinreichender Druck ausgeübt wird, daß sich ein hinreichend guter Wärmeübergang von den Heizblechen zum Halbzeug ergibt.

Erst nach Erreichen der Verarbeitungstemperatur fahren äußere gekühlte Preßplatten auf die beidseitigen Heizbleche und das zwischen diese eingelegte und in der Zwischenzeit erwärmte Halbzeug zu, verpressen in dieser Phase das Kernmaterial und verbinden dieses mit den erwärmten Deckschichten bei gleichzeitiger Wärmeabfuhr von den Heizblechen zu den gekühlten Werkzeugplatten.

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Dabei ist davon auszugehen, daß bei der praktischen Realisierung die Kühlwirkung notwendigerweise schon vor dem Aufbringen des erforderlichen Preßdrucks für den Verformvorgang einsetzt, da der Preßdruck erst dann aufgebracht werden kann, wenn die gekühlten Preßplatten vollständig an den extrem dünnen Heizblechen zur Anlage gelangt sind, so daß auch bei diesem bekannten Verfahren mindestens gleichzeitig gekühlt und verformt wird.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, durch sichere Beherrschung eines Bewegungsablaufs im Preßstempelbereich den Kaschiervorgang einerseits zu vereinfachen, andererseits eine besonders hohe Qualität des hergestellten Erzeugnisses zu gewährleisten.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung erreicht dieses Ziel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den

Vorteil, daß jedenfalls zur Erzeugung des erforderlichen Preßdrucks in der Heizphase, also dem ersten Teilzyklus des Herstellungsvorgangs, an welchen sich als zweiter Teilzyklus dann eine Kühlphase anschließt, den Raum zwischen den Preßplatten bzw., allgemeiner ausgedrückt den Raum, der den Rohling zum Kaschiervorgang aufnimmt, gezielt unter Vakuumeinfluß zu bringen, so daß mindestens auf einer Seite der Preßstempel ein beweglich gelagerter Preßplattenverbund mit starkem, gleichzeitig aber auch gleichmäßigem Druck auf eine gegenüberliegende Preßfläche gezogen wird.

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Durch eine entsprechende periphere Abdichtung, beispielsweise also Anbringen einer Dichtlippe an lediglich einem der am Preßvorgang beteiligten Platten läßt sich so beim Schließen des Preßwerkzeugs problemlos eine Abdichtung des Preßraums herstellen, so daß gleichzeitig mit Beginn der Heizphase durch Vakuumbeaufschlagung mindestens ein beweglich gelagerter Preßplattenverbund zur festen kräftigen Anlage an den Gegenpreßplattenverbund gelangt, wodurch das zu kaschierende Gut zwischen beiden Stempeln gleichzeitig der gewünschten Wärme- und Druckeinwirkung ausgesetzt wird.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß in einer Ausgestaltung das ohnehin vorhandene Vakuum ergänzend noch dazu verwendet wird, beim Übergang auf die Kühlphase bei gleichzeitigem Abschalten der Heizung an den bisher geheizten Preßplattenverbund, mindestens auf einer Seite an den Verbund Kühlblöcke heranzufahren, so daß eine sehr schnelle und wiederum gleichmäßige Abkühlung auf die Entnahmetemperatur erreicht wird.

Durch die separate Beaufschlagung mit Kühlkörpern erst zu Beginn des Kühlteilzyklus gelingt es auch, die Kühlung des fertig kaschierten Erzeugnisses schnell und gleichmäßig durchzuführen, so daß sich praktisch keine Unterschiede zwischen einem Randbereich und dem Mittenbereich des fertig kaschierten Erzeugnisses ergeben, sondern dieses von gleichmäßig hohem Qualitatsstandard ist.

Darüber hinaus sichert die Vakuumzuführung, wodurch unter Verzicht auf sonstige mechanische, üblicherweise

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motorisch angetriebene Mittel der erforderlich hohe Preßdruck erzeugt wird, gleichzeitig auch noch, sozusagen durch einen Nebeneffekt, ein besonders einwandfreies Aussehen des fertig kaschierten Erzeugnisses, was insbesondere bei Hochglanzkaschierungen zur Geltung kommt, indem nämlich durch das Vakuum aus dem stets aus mehreren Laminatschichten bestehenden Rohling jegliche Lufteinschlüsse, nämlich sogenannte bubbles entfernt,abgesaugt oder sonstwie zum Verschwinden gebracht werden, so daß die Schichten, auch im inneren Bereich ohne trennende Luftschichten aufeinanderliegen und auch äußere Hochglanzschichten das Erzeugnis einwandfrei kaschieren.

Abgesehen von der erforderlichen Vakuumerzeugung, die aber im industriellen Bereich häufig schon vorliegt oder problemlos mit Hilfe von Venturidüsen bei vorhandenen Luftdruckanschlüssen realisiert werden kann, benötigt daher ein solches Kaschierverfahren auch keine weiteren motorischen Antriebe mehr, wie dies bisher zur Erzeugung der festen Preßdrücke zwischen den Stempeln, beispielsweise mittels eines Spindeltriebs, erforderlich gewesen ist.

Hierdurch vereinfacht sich der Grundaufbau eines Kaschiergeräts drastisch, denn es ist möglich, im Übergang zur Heizphase auch die, falls gewünscht, auch beiderseitig, zunächst im Abstand zu dem jeweiligen Preßplattenverbund gehaltenen Kühlblöcke durch Ausdehnung des Vakuumeinflusses auch auf diese schnell und zur sicheren Anlage heranzufahren, so daß der ganze Kaschierzyklus durch einfache Ansteuerung einiger

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weniger Ventile möglich ist.

Alternativ ist es auch möglich, die Kühlblöcke an den jeweiligen Preßplattenverbund durch Einwirkung äußerer Druckluft zur besonders festen Anlage zu bringen, falls sich Probleme bei der Ausdehnung des Vakuums ergeben sollten.

Der Erfindung gelingt daher ein entscheidender Schritt zur Herstellung einwandfrei kaschierter Erzeugnisse, also Identifikationskarten, Ausweise u. dgl. im schnellen Ablauf mit geringem Einsatz an Mitteln und daher auch Kosten bei besonders einwandfreiem Enderzeugnis, was allein schon durch die Vakuumwirkung gewährleistet ist.

Die Effizienz der Heizung erhöht sich entscheidend, da praktisch keine Wärmeverluste mehr auftreten, so daß der Plastifizierungs- und Verschmelzungsvorgang mit einem steilen Temperaturanstieg beginnt und nach kurzer Einwirkungsdauer beendet ist, wobei in gleicher Weise die Kühlwirkung entscheidend verbessert wird, da der Abfluß der am Ende des Erwärmungs-Teilzyklus vorhandenen Wärmemenge behinderungsfrei vor sich geht, wobei ferner gleichzeitig auch noch eine zusätzliche gesteuerte Kühlwirkung, z. B. durch ergänzenden Einfluß von Peltierelementen, möglich ist.

Durch weitere, auch in den Unteransprüchen aufgeführte Maßnahmen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.

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Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematisiertem Querschnitt eine mögliche Ausführungsform von oberem und unterem Stempel eines Kaschierungszwecken dienenden Preßwerkzeugs;

Fig. 2 zeigt zum besseren Verständnis in perspektivischer Darstellung lediglich einen bevorzugten Aufbau eines der Stempel, beispielsweise des unteren Stempels;

Fig. 3 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel einer oberen Stempelausbildung, ebenfalls in perspektivischer Form.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke besteht darin, Kaschiervorgänge bei aus einem Laminat bestehenden Erzeugnissen für die Herstellung von Identifikationskarten, Kreditkarten, Ausweisen u. dgl. dadurch zu vereinfachen, daß der erforderliche Preßdruck beim Kaschieren durch Vakuumeinfluß erzeugt wird, bei gleichzeitig einwirkender Heizwirkung, wodurch es gelingt, die am Preßvorgang beteiligten Platten (Preßplattenverbund) fest und mit erheblicher Druckkraft aufeinander zu pressen und durch eine gleichzeitige Heizwirkung den Kaschiervorgang durchzuführen, wobei aufgrund des Vakuums im Bereich des Raums, der den eingeführten Rohling aufnimmt, dieser gleichzeitig, in einer Art Nebeneffekt-

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wirkung, im hohen Maße günstig beeinflußt wird durch Entfernen von Luftblasen oder -einschlüssen, sogenannten bubbles, hierdurch geglättet wird und insbesondere bei Hochglanzkaschierungen eine besonders einwandfreie Oberfläche erhält.

Ein ergänzendes Merkmal kann dann noch darin bestehen, daß eine strenge Zweiteilung des Kaschiervorgangs in einer Heizphase ohne jede Kühlwirkung und in eine sich daran anschließende Kühlphase ohne jede Heizwirkung, jedoch durch zusätzlich an den Preßplattenverbund herangefahrene Kühlblöcke erfolgt, was sowohl zu einem schnellen einwandfreien Arbeitsablauf als auch zu einem verbesserten Aussehen des hergestellten Erzeugnisses beiträgt.

In den Figuren 1-3 ist das Preßwerkzeug mit 10; ein oberer Stempel mit 11a und ein unterer Stempel mit 11b bezeichnet.

Der Aufbau des oberen Stempels ist vergleichsweise einfach realisiert, obwohl es sich versteht, daß auch der obere Stempel so ausgebildet sein kann, wie weiter unten mit Bezug auf den unteren Stempel 11b erläutert.

Jedenfalls umfaßt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der obere Stempel - siehe auch Fig. 3 - eine unmittelbar der eingelegten zu kaschierenden Laminatschichtung 12 zugewandte, bevorzugt metallische Preßplatte 13, die wiederum bevorzugt aus einem geeigneten sehr harten Material, beispielsweise Hartmessing besteht, welches verzinntvernickelt sein kann. An

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eine solche Preßplatte 13 mit beispielsweisen Dickenabmessungen von 0,3 mm schließt sich eine auch bei konventionellen Geräten üblicherweise eingesetzte flächenhafte Heizfolie 14 an, deren Dicke beispielsweise nicht größer als 0,1 mm sein kann, wobei es sich hier wie auch für alle anderen Maßangaben versteht, daß diese lediglich einem besseren Verständnis dienen und die Erfindung nicht einschränken.

Schließlich kann hinter der Heizfolie 14 noch eine Druckausgleichsschicht 15 aus beliebig geeignetem Material, bevorzugt Kunststoff und wiederum bevorzugt Polyacrylschicht mit einer Dicke von beispielsweise 0,3 mm angeordnet sein.

An diese Druckausgleichsschicht können sich noch weitere Schichten, Platten oder Blöcke anschließen, die beispielsweise auch deshalb sinnvoll sind, um bei bestehenden Kaschiergeräten, die für den Stempelbereich einen vorgegebenen Abstand aufweisen, die entsprechende Ausführungsform einbauen zu können. Diese Schichten oder Blöcke bilden dann Abstandsausgleichsschichten. Dabei kann an die Druckausgleichsschicht 15 (für den Kaschiervorgang) zunächst eine weitere, einen thermischen Isolator bildende Wärmedämmschicht 16 angesetzt sein, die sicherstellt, daß von der Flächenheizfolie 14 erzeugte Wärme jedenfalls nicht in dieser Richtung, und insoweit ungenutzt, abfließen kann. Eine Kühlung braucht für den Bereich des oberen Preßstempels 11a nicht unbedingt vorgesehen zu sein, und daher grenzt die Wärmedämmschicht 16 über einen weiteren, vorzugsweise ebenfalls thermisch isolierenden Zwischen-

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block 16a an eine üblicherweise vorhandene obere Wippenkonstruktion 16b des Kaschiergeräts an, wodurch sich der Aufbau des oberen Stempels vervollständigt; durch den Wippenaufbau läßt sich der Raum zwischen den Preßstempeln oder Preßverbänden auch schließen.

Aus der Darstellung der Fig. 3 läßt sich ferner erkennen, daß die unmittelbar den zu kaschierenden Laminatschichten zugewandte Preßplatte 13 konstruktiv so ausgelegt ist, daß die Hartmessingplatte 13a von einem Trägerrahmen 13b, bevorzugt Epoxy-Rahmen mit gleicher Dicke, umgeben ist; das gleiche trifft für die Heizfolie 14 zu, die von einem entsprechenden Trägerrahmen (in Fig. 3 nicht erkennbar) gehalten und umgeben ist.

Hier wie auch hinsichtlich des Schichtaufbaus des anderen Stempels können und sind mit Vorzug die einzelnen Schichten durch beidseitig klebende Folien miteinander verbunden, die extrem dünn sein können und beispielsweise eine Dicke von lediglich 0,002 mm aufweisen.

Der untere Preßstempel 11a (siehe Fig. 1 und 2) ist insofern in seinem Aufbau umfangreicher ausgebildet, als bei diesem, was natürlich lediglich das vorliegende Ausführungsbeispiel betrifft, eine relative Beweglichkeit der einzelnen eine Wärme- bzw. eine Kühlwirkung erzeugenden Schichtkomponenten (Preßverbund) realisiert ist.

Zunächst umfaßt der untere bzw. allgemein der eine Relativbewegung seiner Komponenten ermöglichende Preß-

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Stempel lib ebenfalls eine unmittelbar dem zu kaschierenden Erzeugnis oder Rohling 12 zugewandte Preßplatte 13', die aus einem geeigneten Metall, beispielsweise verzinntvernickeltem Hartmessing bestehen kann und von einem (Epoxy)Rahmen 13a¹ umgeben ist.

Nach unten, also zur gegenüber den zu kaschierenden Laminatschichten oder Rohling 12 abgewandten Seite der Preßplatte schließt sich bzw. kann sich auch hier eine Flachenheizfolienschicht 14' anschließen, wobei, im wesentlichen aus Stabilitätsgründen noch eine weitere Stützschicht oder Stützplatte 17 vorgesehen ist, die jedenfalls aus einem sehr gut wärmeleitenden Material wie ebenfalls Messing bestehen kann (siehe auch Fig. 2).

Die Preßplatte kann dabei eine Dicke von 0,3 mm, die Flächenheizfolie eine Dicke von 0,1 mm und die Stützplatte 17 eine Dicke von 0,3 - 0,5 mm aufweisen.

Diese Schichtung ist z. B. mittels seitlicher Verstiftung, wozu beispielsweise Nylonstifte 18a, 18b vorgesehen sein können, in seitlichen Führungsblöcken 19a, 19b gehalten, die ihrerseits über beispielsweise vier Schrauben 20 lose mit einem unteren, für sich gesehen bei solchen Kaschiergeräten bekannten Kühlblock 21 verbunden sein können, der beispielsweise auch Kühlrippen, wie bei 21b angedeutet, zur hier bevorzugt eingesetzten Ventilatorluftkühlung aufweisen kann.

Es ist aber auch bei der Lagerung des beweglichen Preßplattenverbunds, der hier in Verbindung mit dem

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unteren Stempel gezeigt ist, möglich, auf eine der losen Lagerungen (also über die Nylonstifte 18a, 18b bzw. über die Verschraubungen 20) zu verzichten, d.h. nur einige dieser Möglichkeiten zu wählen oder ergänzend den jeweiligen Verbund aus Preßplatte, Heizfolie, Stützplatte u. dgl. unter Federvorspannung nach oben zu drücken, wobei randseitig Vorspannungsfedermittel angeordnet werden können. Vorteilhaft ist hierbei die Heranziehung der Befestigungsmittel 20, also der Schrauben, indem man diese z.B. in den Bohrungen der beidseitigen Führungsblöcke koaxial zu Vorspannungsfedern lagert, die den Preßverbund aus 13', 14' und 17 hochdrücken.

Diese federvorgespannte Lagerung trägt dann gleichzeitig zur erforderlichen Abdichtung des Preßraums bei, wozu dann lediglich noch der Preßraum, beispielsweise und üblicherweise durch Herunterklappen des oberen Stempels (über eine Wippenkonstruktion) geschlossen zu werden braucht.

Die Figuren 1 und 2 zeigen, daß eine Abdichtung des Preßraums, also des Raums zwischen den beiden Preßverbunden, die den Rohling zwischen sich aufnehmen, in einfacher Weise dadurch erfolgen kann, daß man umlaufend um die beispielsweise untere Preßplatte 13' eine Dichtlippe 22 anordnet, die sich beim Herunterklappen des oberen Stempels an die entsprechende, umlaufende Gegenfläche 22' des oberen Stempels (vgl. Fig. 3) anlegt.

Über geeignete, in den Figuren nicht im einzelnen

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dargestellte Mittel, beispielsweise einfache Durchlaßbohrungen kann dann in den Preßraum Vakuum über entsprechend angeordnete Schlauchverbindungen eingeführt werden. Durch die umlaufende (Lippen)Dichtung 22 bzw. jede andere geeignte Dichtung, die den Bereich des Preßraums oder auch beider Stempel gegen die Umgebung abdichtet, ergibt sich über die beiden Preßverbunde auf den Rohling eine starke Preßwirkung bei entsprechender gleichzeitiger Wärmezuführung.

Zwischen der Preßplatte 13' bzw. der beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zu Stabilitätszwekken vorgesehenen unteren Stützplatte 17 und einem Kühlblockbereich liegt im Ausgangszustand bzw. auch während des Kaschiervorgangs ein Abstand A vor, der erst nach Beendigung der Heizphase überwunden wird. Der Kühlblock kann aus einem Hauptkörper 21 und einem an diesen angesetzten, mit der unteren Stützplatte 17 in unmittelbaren Kontakt gelangenden Ansatz 21a gebildet sein, der beispielsweise auch einstückig mit dem Kühlblock 21 verbunden sein kann oder als separate Kühlkörperplatte mit dem Kühlblock 21 in gut wärmeleitender Verbindung steht, beispielsweise wie in Fig. 2 gezeigt bei flächiger Anlage mit diesem verschraubt ist.

Ist also während der Heizphase der Kühlblock 21, 21a im Abstand zum Preßplattenverbund gehalten, der seinerseits durch bei geschlossenem oberen Stempel durch die Vakuumwirkung mit starker Druckkraft zur Durchführung des Kaschierungsvorgangs am oberen Preßplattenverbund anliegt, wird anschließend im Übergang zur Kühl-

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phase die Heizung abgeschaltet und der Abstand A überwunden, so daß sich nunmehr eine gut wärmeleitende Anlage an die Stützplatte 17 aus Messing ergibt. Es gelingt daher, im Übergang zur Kühlphase die im Kaschierungsbereich vorhandene Wärmemenge praktisch schlagartig abzuführen, wobei es keinen Unterschied macht, wenn wie beispielsweise beim dargestellten Ausführungsbeispiel der obere Preßstempel lla zu diesen Vorgängen praktisch nichts beiträgt.

Die Grundfunktion läuft daher so ab, daß nach Einlegen der zu kaschierenden Laminatschichten und Schließen der Aufnahmeöffnung die Abdichtung des Preßraums erzielt wird, woraufhin gleichzeitig durch Stromzuführung zu den Flächenheizfolien 14, 14' und Vakuumzuführung in den Preßraum die Heizphase eingeleitet wird.

Dabei versteht es sich, daß die Kühlung des Kühlblocks selbst nicht auf die jeweils ablaufenden Heiz- und Kühlphasen abgestimmt sein muß; durch eine ständige Kühlung des Kühlblocks 21, etwa mit zugeblasener Umgebungsluft, ergibt sich ein einwandfreies Gleichgewicht im thermischen Haushalt des Geräts, da die eigentlichen Heiz- und Kühlphasen durch die Relativbewegung der Preßstempelkomponenten realisiert werden.

Es kann sinnvoll sein, den Preßverbund des unteren Preßstempels, also bestehend aus Preßplatte 13', Flächenheizfolie 14' und der (Messing)Stützplatte 17 gegen die Umgebung thermisch zu isolieren, so daß neben der Nylonstiftfixierung auch an den unteren Auflageflächen der Stützplatte 17 in der U-Ausnehmung

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der seitlichen Führungsblöcke 19a, 19b noch thermische Isolatoren 25, beispielsweise Epoxyschichten oder -streifen angeordnet sein können.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß zur wirkungsvollen Verstärkung der von Kühlblock 21 und Kühlkörper 21' auf den Preüzonenbereich ausgeübten Kältewirkung an beliebiger Stelle, vorzugsweise im Übergangsbereich zwischen Kühlblock 21 und Kühlkörper 21' Peltier-Elemente oder sonstige, eine Kühlung des Kühlkörpers 21a bewirkende Komponenten angeordnet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden Peltier-Elemente 26 verwendet, deren kalte Seiten K auf den Kühlkörper 21a gerichtet sind, während die wärme Seite W im Kühlblock 21 beispielsweise eingebettet sein kann zur besseren Wärmeabführung. Auf diese Weise ist es leicht möglich, dem Kühlkörper 21a eine konstante Temperatur zu verleihen, wobei hier auch noch Regelungen eingreifen können, die eine entsprechende Strombeaufschlagung des oder der vorgesehenen Peltier-Elemente 26 nur dann vornehmen, wenn die Temperatur des Kühlkörpers 21a von einer vorgegebenen Zieltemperatur abweicht, die beispielsweise bei 35° liegen kann.

Wenn sich das Peltier-Element 26 nicht über die gesamte Berührungsfläche zwischen Kühlblock 21 und Kühlkörper 21a erstreckt, ist es sinnvoll, zwischen die restlichen Flächen, in der Zeichnung beidseitig oder allseitig zum Peltier-Element 26 noch thermische Isolatoren 27 anzuordnen, die wiederum Epoxyschichten bzw., wie in Fig. 4 gezeigt, ein Epoxyrahmen sein können.

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Hierdurch wird ein Kurzschluß der Peltier-Elementwirkung vermieden.

Die lose Führung der beidseitigen Führungsblöcke 19a, 19b zum bzw. im Kühlblock 21 mit Hilfe der Verschraubungen 20 ist deshalb sinnvoll, damit der Kühlblock 21 relativ zu dem mit den Führungsblöcken verstifteten Verbund aus Preßplatte 13 und Stützplatte 17 eine Bewegung durchführen kann.

Es ist daher möglich, mindestens die Heizphase ohne mechanisch einwirkende Kräfte, nämlich durch eine Vakuumzuführung zu realisieren, wobei in vorteilhafter Ausgestaltung im Übergang zur Kühlphase auch das Heranfahren, falls gewünscht auch das beidseitige Heranfahren, der Kühlblöcke an den jeweiligen Preßplattenverbund ebenfalls durch pneumatische Einwirkung realisiert werden kann, indem man entweder den Vakuumeinfluß weiter nach unten in den Kühlblockbereich öffnet, der dann gegenüber der Umgebung ebenfalls durch einfache umlaufende Dichtungen u. dgl. noch abgedichtet ist, oder man preßt die Kühlblöcke mittels zugeführter Druckluft an den jeweiligen Preßplattenverbund heran.

Um den zweiten Bewegungsablauf pneumatisch durchführen zu können, werden im Moment des Übergangs von der Heizphase zur Kühlphase Ventile angesteuert, die den Vakuumbereich innerhalb des Preßraums nach unten bzw. auch nach oben öffnen, so daß auch die Kühlkörper noch angesaugt werden, jedenfalls in eine hinreichend feste Kontaktanlage zu den Preßplattenverbunden gelan-

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gen, so daß der gewünschte schnelle Wärmeabfluß möglich ist, ohne daß mit mechanischen Zusatzkräften gearbeitet zu werden braucht.

Alternativ kann man aber auch von außen auf den mindestens unteren, gegebenenfalls auch beidseitigen Kühlbereich im Preßwerkzeug einen pneumatischen Überdruck (zusätzlich) ausüben, wobei in diesem Fall dann auch ein höherer Druck erzeugt werden kann, verglichen mit dem bei Vakuumeinwirkung maximal erreichbaren äußeren Atmosphärendruck.

Es ist aber auch möglich, im Übergang zum Kühlteilzyklus die Kühlblöcke bzw. Kühlkörperplatten durch Schwenkhebel, durch magnetische Einwirkung, durch Erzeugung von Federkräften oder auch durch Einwirkung sonstiger kombinierter Kräfte an den jeweiligen Preßplattenverbund heranzuführen.

Abgesehen von den erforderlichen Abdichtmitteln, die sich jedoch bei entsprechend hoher Vakuumerzeugung sicher beherrschen lassen, ergibt sich durch die pneumatische Steuerung der Preßplatten- und Kühlkörperkomponenten auch eine erhebliche Vereinfachung im Aufbau eines solchen Kaschiergeräts, da eine Vielzahl von Druckstegen, Vorspannungsfedern, Antriebsmotoren, Getriebemittel u. dgl. entfallen können.

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Schließlich ist es möglich, die Vakuumwirkung in der Heizphase, falls gewünscht, zur Druckerhöhung ergänzend durch Druckluftzuführung auf die jeweils rückwärtigen Flächen der Preßverbunde zu unterstützen. Dies bietet sich besonders dann an, wenn ohnehin Druckluft zur Verfügung steht. Es wird dann in den entsprechend abgedichteten Zwischenraum zwischen den Preßverbunden und den noch zurückgefahren gehaltenen Kühlblöcken ergänzend Druckluft zugeführt.

Abschließend wird darauf hingewiesen, daß die Ansprüche und insbesondere der Hauptanspruch Formulierungsversuche der Erfindung ohne umfassende Kenntnis des Stands der Technik und daher ohne einschränkende Präjudiz sind. Daher bleibt es vorbehalten, alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale sowohl einzeln für sich als auch in beliebiger Kombination miteinander als erfindungswesentlich anzusehen und in den Ansprüchen niederzulegen sowie den Hauptanspruch in seinem Merkmalsgehalt zu reduzieren.

Claims (7)

PIPL-ING. PETER OTTE PATENTANWALT "*" *"" ' D-V250Leonberg Vertreter beim Europäischen Patentamt / European Patent Attorney Tiroler Straße Firma Interlock AG, Rütistr. 16, CH-8952 Schlieren Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Kaschieren von Schichten aus mindestens zum Teil thermoplastischen Folien zur Herstellung von Informationen und/oder Daten tragenden Identifikationskarten, Scheckkarten, Ausweisen, Kreditkarten u.dgl., wobei von den Preßstempeln eines Preßwerkzeugs, zwischen die der Rohling eingelegt ist, innerhalb des so gebildeten Preßraums eine Druck- und Wärmeeinwirkung auf den Rohling ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein mit Bezug auf den jeweils anderen beweglich gelagerter Preßplattenverbund (13, 14, 15, 16; 13', 14', 17) vorgesehen ist und die beiden Preßplattenverbunde abgedichtet unter Vakuumeinfluß aufeinander preßbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der ersten, den erforderlichen Preßdruck für den Kaschiervorgang ermöglichenden Bewegung der Preßplattenverbunde relativ zueinander im Übergang zur Kühlphase anfänglich im Abstand

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zu den Preßplattenverbunden gelagerte Kühlblöcke an diese heranfahrbar ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den Preßverbunden zur Einwirkung gelangende Vakuum im übergang zur Kühlphase auf die angrenzenden, jedoch im Abstand gehaltenen Kühlblöcke (21, 21a) durch Schaltmittel (Ventile) ausgedehnt wird derart, daß die Kühlblöcke zur thermischen Anlage an die zugeordneten Preßverbunde gedrückt werden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -3 , dadurch gekennzeichnet, daß im Übergang zur Kühlphase die Heranführung der Kühlkörper (21, 21a) an den Preßplattenverbund durch Einwirkung von Druckluft erfolgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Preßraums auf mindestens einer der aufeinanderzugerichteten Preßplatten (13, 13') eine peripher umlaufende Dichtlippe angeordnet und so ausgebildet ist, daß diese beim anfänglichen Schließen des Preßraums, beispielsweise durch Herunterklappen des oberen Stempels (lla) den Preßinnenraum gegenüber der Umgebung abdichtet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Abdichtung des Preßraums Dichtmittel vorgesehen sind, die den Bereich zwischen Kühlkörper und zugeordnetem Preß-

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Plattenverbund abdichten derart, daß bei Ausdehnung des Vakuums zwischen den Preßplattenverbunden auf den Kühlkörperbereich diese in der Kühlphase an die Preßplattenverbunde angedrückt werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung der von dem oder den Kühlkörper(&eegr;) (21, 21a) ausgeübten Kühlwirkung ein Peltier-Element (26) vorgesehen ist, dessen kalte Seite (K) an einer Kuhlkorpererstreckung (21a) anliegt bzw. in diese hineinragt und dessen warme Seite (W) in thermischer Leitwirkverbindung mit einem äußeren Kühlblock (21) steht, wobei nicht von Peltier-Elementen (26) eingenommene Grenzflächen zwischen Kuhlkorpererstreckung (21a) und Kühlblock (21) durch einen thermischen Rückschluß der Peltier-Elemente (26) verhindernde thermische Isolierplatten (27) ausgefüllt sind.