EP1924437B1 - Hot-stamping method and device - Google Patents
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- EP1924437B1 EP1924437B1 EP06761272A EP06761272A EP1924437B1 EP 1924437 B1 EP1924437 B1 EP 1924437B1 EP 06761272 A EP06761272 A EP 06761272A EP 06761272 A EP06761272 A EP 06761272A EP 1924437 B1 EP1924437 B1 EP 1924437B1
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- B41F19/02—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations with embossing
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- B44B5/02—Dies; Accessories
- B44B5/028—Heated dies
Definitions
- the trajectories of the hot stamping device according to the invention are free of abrupt changes in direction at least in the region of the embossing plane and are particularly advantageously designed as a closed, preferably ellipsoidal or circular curve. In this way, mass accelerations between the embossing processes and possibly resulting vibrations and vibrations are avoided.
- the trajectory of the cliché is greater than a length of the embossing surface of the cliché extending along the trajectory.
- the embossing part supply is advantageously provided with at least one drive and a controller, so that the rotational speed, the position and the position of the embossed parts are always adjustable in their recordings.
- This control is also preferably supplied with the information of one or more sensors installed along the path of movement of the embossed parts to be moved. These sensors can be designed in the form of light barriers, cameras, etc. But it can also be provided positioning, for example, cooperate with notches or projections of the embossed parts and thus allow positioning.
- An advantageous embodiment of the embossing part supply is a Zugarrevolver in which the recordings are designed in the form of thorns or clamps.
- the design as a thorn or clamp conveyor is advantageous.
- the clamps or spikes are movable along the path of travel by means of a conveyor such as a drawstring or a chain. It is particularly advantageous if the distance between the spikes or clamps of the conveyor is flexibly adjustable, as irregularities in the delivery of embossed parts can be very easily compensated in this way. If the mandrels or clamps are rotatably mounted about their axis and can even be driven in a rotating manner, the exact positioning is particularly easy to realize.
- the embossing foil 28 has on its side facing the embossing part pride josgendes a material that transmits during the embossing process at a corresponding temperature of the plate 10 and pre-definable pressure on the embossing member 20.
- the embossing member 20 is for the embossing process with its flat surface 30 parallel to the embossing plane 24 just below the stamping foil 28th or positioned in the stamping plane 24.
- Fig. 1b are schematically the heatable plate 10 and the embossing 20 off Fig. 1 miteinender shown in operative connection, wherein for simplicity, the embossing film located between the two is not shown.
- the heated plate 10 is this pressed with a predetermined constant pressure P in embossing direction B against the stamping foil 28 and the embossing member 20 and unrolled on the stamping foil 28 and the embossing member 20 in the direction of R1.
- a predetermined constant pressure P in embossing direction B against the stamping foil 28 and the embossing member 20 and unrolled on the stamping foil 28 and the embossing member 20 in the direction of R1.
- the cliché 10 is maintained at a certain temperature T and the movement speed in the translational direction R1 or the unwinding of the cylindrical plate 10 on the embossing member 20 and the embossing P predetermines. In this way, cliché 10 and embossing member 20 for a defined time t1 reach each other with a defined, constant pressure P in operative connection.
- a further hot stamping device 1 according to the prior art.
- the embossed parts 20 in this example are rotationally symmetrical bodies which, like the cliché 10, with which they interact, are rotatably mounted about their axis of rotation.
- the cliché 10 in this embodiment is moved from the starting position as shown in FIG Fig. 2a is shown, with a translational movement along the embossing axis B in the direction of the embossing P in the embossing position, as shown in FIG Fig.
- the cylindrical plate 10 is rotated by a motor (not shown), wherein the embossing member 20 either by friction or motor driven - by the same engine or a separate motor - with the same peripheral speed as that Cliché 10 rotates about its axis.
- the embossing film 28 is simultaneously moved at a speed corresponding to the peripheral speed between the embossing part 20 and the cliché 10 in the direction A and wound on the winding device 19.
- the hot stamping devices 1 according to the Fig. 1a, 1b Be used today only for embossing parts 20, the on their cliché 10 side facing in the direction of R1 along its entire length or in the hot stamping device according to Fig. 2a, 2b be embossed on their entire scope.
- the translational movements lead to vibrations in the device, which adversely affect the accuracy of the embossing and on the life of the device, or various components of the device effect, which increases the maintenance.
- a hot stamping device 1 according to the invention for embossing embossed parts 20 is shown.
- the cliché 10 is again in a non-embossing position and in Fig. 3b shown in an embossed position.
- the cliché 10 or the embossing-specific surface 32 of the cliché 10 in the hot embossing device 1 according to the invention moves on a defined, uniform first movement path 36 and the embossing part 20 or the embossing surface 30 of the embossing part 20 according to the invention moves on a defined, uniform motion paths 38.
- the movement paths 36, 38 intersect the embossing axis B approximately in the embossing plane 24.
- the cliché 10 rolls with its intended for embossing surface 32 on the embossed surface 30 of the embossing part 20 and the embossing foil located between them, with a predetermined unwinding speed Va, which is preferably constant, and predetermined temperature T and predetermined constant embossing pressure P.
- the speed of the cylinder 12 'between embossing process end and renewed embossing start is calculated and adjusted by the learning controller 44 on the basis of the average cycle time, so that the cylinder 12' can rotate as uniformly as possible.
- non-cylindrical embossed parts 20 ', 20 " as in Fig. 4
- it is to adapt the surface topography of the clichés 10 used according to the outer geometry of the embossing part 20, as in the cliché 10 in Fig. 5 is shown.
- Fig. 6 shows a further embodiment of the inventive hot stamping device 1, which is constructed in principle, as the hot stamping device 1 from the Fig. 3a . 3b ,
- the embossing part feed is designed as a conveyor 48 with a conveying member 46, which in this special case is designed as a chain.
- the cliché holder 12 is configured in this example as a cylinder 12 'with a very large diameter and on the cylinder circumference 45 equally spaced cliché free sections 45 spaced cliches 10 are arranged. It is also conceivable, the clichés 10 also by means of a conveyor, instead of moving on a cylinder.
- the clichés 10 are relatively flat and therefore individually heated.
- the time t1 which require cliché-free sections 45 for passing through the embossing plane 24 in the intersection with the embossing axis B and the time t2, which is required for the supply of a next embossing part 20, are in turn matched by means of control (not shown) it is possible to keep the adjustable rotational speed of the plates 10 on its trajectory 36 almost constant.
Abstract
Description
Für Werbezwecke vor allem in der Kosmetikbranche werden Behälter und ihre Verschlüsse eingefärbt und bedruckt. Angewendet wird dies z.B. für Lippenstifte, Maskaras, Creme-Tuben, Schampoo-Flaschen etc.. Vielfach kommt für solche Aufdrucke und insbesondere für metallfarbene Aufdrucke das so genannte Heissprägeverfahren zur Anwendung.For advertising purposes, especially in the cosmetics industry containers and their closures are colored and printed. This is used, for example, for lipsticks, mascaras, cream tubes, shampoo bottles, etc. In many cases, the so-called hot stamping process is used for such imprints and, in particular, for metal-colored imprints.
In der
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Beim Heissprägen wird eine Heissprägefolie durch ein beheiztes Klischee während einer bestimmten Zeit und mit einem vorgegebenen Druck auf ein zu prägendes Prägeteil gedrückt. Dabei wird an den erhabenen Stellen des Klischees, welche die eigentliche Prägeform bilden, eine auf der Folie befindliche Farbschicht auf das Prägeteil übertragen. Bei einer Variante des Heissprägens werden Klischees ohne Prägeform verwendet, die auf erhabene Formen des Prägeteils einwirken und auf diese die Farbschicht der Folie übertragen. Es werden grundsätzlich flache oder zylindrische Klischees eingesetzt, die feststehend oder beweglich angeordnet sind.When hot stamping a hot stamping foil is pressed by a heated plate for a certain time and with a predetermined pressure on a stamped embossed part. In this case, a paint layer located on the film is transferred to the embossed part at the raised portions of the plate, which form the actual embossing mold. In a variant of the hot stamping clichés are used without embossing mold, which act on raised forms of the embossing part and transfer to this the color layer of the film. Basically, flat or cylindrical clichés are used which are fixed or movable.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Heissprägeverfahren gemäss den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 und eine Heissprägevorrichtung gemäss den Merkmalen des Anspruches 7 sowie Klischees gemäss den Merkmalen des Anspruches 19.The present invention is a hot stamping method according to the features of the preamble of
Eine besondere Form des Heissprägeverfahrens ist das Abrollprägen. Dabei werden ein zylindrisches, um seine Rotationsachse drehbar gelagertes Klischee und ein Prägeteil einander zugeführt. Das Prägeteil und/oder das Klischee sind hierfür auf translatorisch bewegbaren Schlitten befestigt und auf diesen Schlitten relativ translatorisch zueinander bewegbar. Sind Prägeteil und Klischee zueinander in Position gebracht, so kann der eigentliche Prägevorgang beginnen, bei dem das zylindrische Klischee um seine Achse rotiert, so dass mittels der Prägeform des Klischees - oder bei einem Klischee ohneA special form of the hot stamping process is roll-off stamping. In this case, a cylindrical, about its axis of rotation rotatably mounted cliché and a stamping part are fed to each other. For this purpose, the embossing part and / or the cliché are fastened on translationally movable carriages and can be moved relative to one another on these carriages in a relatively translatory manner. Are embossing part and cliché brought into position with each other, so the actual embossing process can begin, in which the cylindrical plate rotates about its axis, so that by means of the embossing form of the cliché - or in a cliche without
Prägeform auf eine erhabene Form des Prägeteils - die vorbestimmte Übertragung der Farbe von der Folie auf das Prägeteil erfolgt. Die Abrollgeschwindigkeit des Klischees, der Prägedruck und die Temperatur des Klischees werden dabei auf die Prägefolie und das Prägeteil abgestimmt.Embossing mold on a raised shape of the embossing part - the predetermined transfer of the color of the film on the embossed part takes place. The unwinding speed of the plate, the embossing pressure and the temperature of the plate are matched to the embossing foil and the embossing part.
Das Prägeteil kann dabei ein Körper sein, der nur auf einer Seite eine Prägung erfahren soll, so dass für das Abrollprägen die Rotationsbewegung des Klischees um seine Achse entweder mit einer translatorischen Bewegung kombiniert wird, oder aber das Prägeteil ist wie das Klischee ein rotationssymmetrischer Körper und soll auf seinem gesamten Umfang eine Prägung erfahren, so dass das Prägeteil für den eigentlichen Prägevorgang ebenfalls in Rotation versetzt wird und Klischee und Prägeteil auf diese Weise aufeinander abrollen und die Prägung auf diese Weise erfolgt. Die Oberflächengeschwindigkeiten des Prägeteiles und des Klischees werden jeweils aufeinander abgestimmt. Eine Anpassung an die äussere Geometrie des Prägeteiles kann erforderlichenfalls während des Prägevorgangs durch eine entsprechende translatorische Bewegung des Schlittens des Prägeteils oder des Schlittens des Klischees erfolgen, so dass die Prägung immer mit konstantem Prägedruck erfolgt,The embossing member may be a body that is to be embossed only on one side, so that for the rolling embossing the rotational movement of the plate about its axis is either combined with a translational movement, or the embossing part is as the cliché a rotationally symmetrical body and should be embossed on its entire circumference, so that the embossing part for the actual embossing process is also rotated and cliché and embossing roll in this way each other and the embossing is done in this way. The surface speeds of the embossing part and the cliché are each matched. An adaptation to the outer geometry of the embossed part can take place, if necessary, during the embossing process by a corresponding translational movement of the carriage of the embossing part or of the carriage of the plate, so that the embossing always takes place with a constant embossing pressure,
Da die Prägetemperatur bei zu langer Einwirkzeit die Folie zerstören kann, muss nach dem Prägevorgang für die Zeitspanne, in der das geprägte Prägeteil entfernt und ein nächstes Prägeteil in Position gebracht wird, das Klischee aus der Prägeposition in unmittelbarer Nähe der Folie entfernt werden. Daher werden nach dem Prägevorgang die Zustellvorrichtungen bzw. die Schlitten des Klischees und des Prägeteils in ihre Ausgangsposition zurückgeführt. Anschliessend werden ein nächstes Prägeteil und die Prägefolie für einen nächsten Prägevorgang vorbereitet und der Prozess beginnt von neuem.Since the embossing temperature can be too long to destroy the film, after the embossing process for the period in which the embossed embossing part is removed and a next embossing part is positioned in position, the cliché must be removed from the embossing position in the immediate vicinity of the film. Therefore, after the embossing process, the feeders or the carriages of the plate and the embossing part are returned to their original position. Subsequently, a next embossing part and the embossing foil are prepared for a next embossing process and the process begins again.
Durch die Bewegung des bzw. der Schlitten werden mit jedem Prägevorgang Massen beschleunigt und bewegt. Nach dem Prägevorgang müssen diese Komponenten wieder in ihre Ausgangslage zurückgesetzt werden. Dieser Vorgang erfordert Antriebsenergie, kann Schwingungen auslösen und benötigt Zeit. Dadurch wird die Leistung einer Prägeanlage wesentlich beeinflusst und limitiert. Die Lebensdauer der Vorrichtung wird erniedrigt und der Wartungsaufwand erhöht. Ausserdem ist die radiale Positionierung eines runden Klischees zum Prägeteil nur bedingt möglich, was sich negativ auf die Genauigkeit des Prägens auswirken kann. Deswegen können mit dieser Art Heissprägevorrichtungen nur Prägeteile verarbeitet werden, die auf ihrem gesamten Umfang bzw. auf ihrer dem Klischee zugewandten Seite auf ihrer gesamten Länge eine Prägung erfahren sollen.The movement of the carriage or sleds are accelerated and moved with each stamping process. After the embossing process, these components must be back in their starting position to be reset. This process requires drive energy, can cause vibrations and takes time. As a result, the performance of an embossing plant is significantly influenced and limited. The life of the device is lowered and increases the maintenance. In addition, the radial positioning of a round plate to the embossing part is only possible to a limited extent, which can adversely affect the accuracy of the embossing. Therefore, only embossed parts can be processed with this type of hot stamping devices, which should be embossed on their entire circumference or on their side facing the cliché on their entire length.
Ziel der vorgestellten Erfindung ist es daher, die bekannten Vorrichtungen und Verfahren weiterzuentwickeln und die angesprochenen Nachteile zu vermeiden. Ein weiteres Ziel ist es, die Einsatzmöglichkeiten zu erweitern und zu flexibilisieren. Die Durchsatzzahlen sollen gesteigert werden. Ebenfalls Ziel der Erfindung ist es die Lebensdauer zu erhöhen und/oder den Wartungsaufwand zu verringern.The aim of the present invention is therefore to further develop the known devices and methods and to avoid the disadvantages mentioned. Another goal is to expand the possibilities of application and make it more flexible. The throughput numbers should be increased. Another object of the invention is to increase the service life and / or to reduce maintenance.
Diese Ziele werden erreicht durch ein Verfahren gemäss Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäss Anspruch 7. Zur Erreichung der Ziele tragen weiter Klischees gemäss Anspruch 19 bei.These objects are achieved by a method according to
Das hier vorgestellte erfindungsgemässe Heissprägeverfahren und die erfindungsgemässe Heissprägevorrichtung erreichen diese Ziele dadurch, dass zwischen den einzelnen Prägevorgängen Klischee und Prägeteil zumindest im Bereich einer Prägeachse keine abrupte Richtungsänderung durchlaufen sondern jene zum Prägen bestimmten Oberflächen von Klischee und Prägeteil sich auf definierten gleichförmigen Bewegungsbahnen gleichzeitig und relativ zueinander in eine etwa senkrecht zur Prägeachse stehenden Prägeebene hinein und wieder aus dieser hinaus bewegen, wobei sie während des Prägevorgangs die Prägeachse schneiden.The hot embossing method according to the invention presented here and the hot embossing device according to the invention achieve these goals in that no abrupt change of direction occurs between the individual embossing processes cliché and embossing part at least in the region of a embossing axis but those surfaces of cliché and embossing part for embossing run on defined uniform trajectories simultaneously and relative to one another into and out of an approximately perpendicular to the embossing axis embossing plane in which they intersect the embossing axis during the embossing process.
Dadurch, dass sich das Klischee auf einer geschlossenen, vorzugsweise etwa elipsoiden oder kreisförmigen Bewegungsbahn bewegt, und zwar während des gesamten Zyklus, d.h. während es in Prägeposition gebracht wird, während des Prägens und auch wenn es in die Ausgangsposition zurück geführt wird, lassen sich die abrupten Richtungsänderungen im Bereich der Prägeachse und somit Vibrationen und Schwingungen vermeiden. Damit die Prägung immer mit konstantem Prägedruck erfolgt, kann erforderlichenfalls während des Prägevorgangs eine Anpassung an die äussere Geometrie des Prägeteiles durch eine Überlagerung der Bewegung des Klischees und/oder des Prägeteils auf der jeweiligen geschlossenen, gleichförmigen Bewegungsbahn mit einer translatorischen Bewegung entlang der Prägeachse erfolgen.Characterized in that the cliché moves in a closed, preferably about ellipsoidal or circular trajectory, during the entire cycle, i. while it is brought into the embossing position, during embossing and also when it is returned to the starting position, the abrupt changes of direction in the region of the embossing axis and thus vibrations and vibrations can be avoided. Thus, the embossing always takes place with a constant embossing pressure, if necessary, during the embossing process adaptation to the outer geometry of the embossing part by superimposing the movement of the cliché and / or the embossing on the respective closed, uniform trajectory with a translational movement along the embossing axis.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Umfang der Bewegungsbahn grösser gewählt ist als eine sich entlang des Umfangs erstreckende Länge der zum Prägen bestimmten Oberfläche des Klischees. Auf diese Weise kann die Zeit, die zwischen dem herausführen des Klischees aus der Prägeebene und dem erneuten Eintritt des Klischees in die Prägeebene dazu genutzt werden, ein nächstes Prägeteil in die Prägeebene einzubringen und die Prägefolie in die nötige Position zu bringen.It is particularly advantageous if the circumference of the movement path is chosen to be greater than a length of the embossing surface of the cliché extending along the circumference. In this way, the time between bringing the cliché out of the embossing plane and reentering the cliche into the embossing plane can be used to introduce a next embossing part into the embossing plane and bring the embossing film into the required position.
Laufen auf der Bewegungsbahn statt eines einzigen Klischees eine Anzahl n Klischees, mit n = 1, 2, 3 ,..., um, und ist zwischen den Klischees je ein klischeefreier Abschnitt vorgesehen, so kann eine Zeitspanne t1, in der jeweils ein klischeefreier Abschnitt die Prägeebene durchläuft, so gewählt werden, dass die Zeit t1 einer Zeitspanne t2 entspricht, in welcher ein nächstes Prägeteil der Prägeebene zugeführt wird.Run on the trajectory instead of a single cliché a number n clichés, with n = 1, 2, 3, ..., to, and is provided between the clichés each a cliché-free section, so a period t1, in each case a cliché free Section passes through the embossing plane, are chosen so that the time t1 corresponds to a time period t2, in which a next embossed part of the embossing plane is supplied.
Besonders Vorteilhaft ist es wenn die Umlaufgeschwindigkeit und Position des, bzw. der Klischees jederzeit gezielt einstellbar sind, da dies die Prägegenauigkeit erhöht.It is particularly advantageous if the rotational speed and position of, or the cliché are selectively adjustable at any time, as this increases the stamping accuracy.
Sind die Umlaufgeschwindigkeit, Position sowie Lage der Prägeteile jederzeit einstellbar, wirkt sich dies ebenfalls auf die Prägegenauigkeit aus und es können mit dem erfindungsgemässen Abroll-Heissprägeverfahren auch Prägeteile geprägt werden die nur auf einem Teil ihres Umfanges oder ihrer dem Klischee zugewandten Seite eine Prägung erfahren sollen.If the rotational speed, position and position of the embossed parts are adjustable at any time, this also has an effect on the embossing accuracy and embossing parts which are to be imprinted on only part of their circumference or their side facing the cliché can also be embossed using the inventive unwinding hot stamping method ,
Werden die Länge der klischeefreien Abschnitte und die Zeit t2, welche für die Zuführung eines nächsten Prägeteils erforderlich ist, gut aufeinander abgestimmt, so ist es möglich die einstellbare Umlaufgeschwindigkeit der Klischees auf ihrer Bewegungsbahn nahezu konstant zu halten. Besonders sinnvoll können hierfür so genannte lernfähige Steuerungen eingesetzt werden.If the length of the cliché-free sections and the time t2, which is required for the supply of a next embossed part, well matched, it is possible to keep the adjustable rotational speed of the plates on their trajectory almost constant. Particularly useful for this purpose, so-called adaptive controllers can be used.
Sehr vorteilhaft kann das beschriebene Heissprägeverfahren auf einer erfindungsgemässen Heissprägevorrichtung mit einer Prägeteilzuführung und wenigstens einem Klischee durchgeführt werden. Das wenigstens eine Klischee ist in einem Klischeehalter bzw. jedes Prägeteil in einer Aufnahme der Prägeteilzuführung mit seiner jeweiligen zum Prägen bestimmten Oberfläche derart in der erfindungsgemässen Vorrichtung bewegbar gelagert, dass die zum Prägen bestimmten Oberflächen von Prägeteil und Klischee in einer Prägeebene miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Zwischen Prägeteil und Klischee ist dabei eine Prägefolie mit aufzuprägendem Material derart angeordnet, dass das aufzuprägende Material während der Wirkverbindung mit Hilfe des Klischees auf das Prägeteil aufprägbar ist und eine zum Prägen nötige Prägekraft in einer etwa senkrecht zur Prägeebene stehenden Prägeachse wirkt. Die Vorrichtung weist für die zum Prägen bestimmten Oberflächen von Klischee und Prägeteil jeweils eine Bewegungsbahn auf, die einen gleichförmigen definierten Verlauf haben und jeweils die Prägeachse etwa in der Prägeebene schneiden. Mit Hilfe einer Steuerung sind Prägeteil und Klischee auf ihren jeweiligen Bewegungsbahnen derart aufeinander abgestimmt und relativ zueinander bewegbar, dass sie in der Prägeebene miteinander in Wirkverbindung bringbar sind.The hot embossing process described can be carried out very advantageously on a hot embossing device according to the invention having a embossed part feed and at least one cliché. The at least one cliché is movably mounted in a cliché holder or each embossing part in a receptacle of the embossing part feed with its respective surface intended for embossing in the device according to the invention such that the embossing part and cliché surfaces for embossing can be brought into operative connection with each other in an embossing plane , Between embossing part and cliché while a stamping foil aufzupflemem material is arranged so that the aufzuprägende material during the operative connection with the help of the cliché on the embossing part can be impressed and a stamping force necessary for embossing in a standing approximately perpendicular to the embossing plane embossing axis acts. For the embossing surfaces of the cliché and embossing part, the device has in each case one movement path which has a uniform defined course and in each case intersects the embossing axis approximately in the embossing plane. With the help of a control are embossed part and cliché on their respective movement paths coordinated with each other and movable relative to each other, that they are engageable with each other in the embossing plane in operative connection.
Die Bewegungsbahnen der erfindungsgemässen Heissprägevorrichtung sind zumindest im Bereich der Prägeebene frei von abrupten Richtungsänderungen und besonders vorteilhaft als eine geschlossene, vorzugsweise ellipsoide oder kreisförmige Kurve ausgebildet. Auf diese Weise werden Massenbeschleunigungen zwischen den Prägevorgängen und daraus möglicherweise resultierende Schwingungen und Vibrationen vermieden. Mit Vorteil ist die Bewegungsbahn des Klischees grösser ist als eine sich entlang der Bewegungsbahn erstreckende Länge der zum Prägen bestimmten Oberfläche des Klischees. Auf diese Weise kann die Zeit zwischen dem Wegführen des Klischees aus der Prägeebene und dem erneuten Zuführen des Klischees in die Prägeebene dazu genutzt werden, ein nächstes Prägeteil in die Prägeposition in der Prägeebene einzubringen, was einen höheren Durchsatz ermöglicht.The trajectories of the hot stamping device according to the invention are free of abrupt changes in direction at least in the region of the embossing plane and are particularly advantageously designed as a closed, preferably ellipsoidal or circular curve. In this way, mass accelerations between the embossing processes and possibly resulting vibrations and vibrations are avoided. Advantageously, the trajectory of the cliché is greater than a length of the embossing surface of the cliché extending along the trajectory. In this way, the time between the removal of the cliché from the embossing plane and the re-feeding of the cliché in the embossing plane can be used to introduce a next embossing part in the embossing position in the embossing plane, allowing a higher throughput.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Anzahl n Klischees, mit n = 1, 2, 3, ..., auf der Bewegungsbahn umlaufend angeordnet, wobei zwischen den Klischees vorzugsweise ein klischeefreier Abschnitt vorgesehen ist, dessen Länge so bemessen ist, dass er im Zusammenspiel mit einer einstellbaren Umlaufgeschwindigkeit der Klischees auf ihrer Bewegungsbahn auf die Zeit abstimmbar ist, welche für die Zuführung eines nächsten Prägeteils erforderlich ist. Damit ist eine weitere Steigerung des Durchsatzes möglich.In a particularly preferred embodiment, a number n clichés, with n = 1, 2, 3, ..., arranged circumferentially on the movement path, wherein between the plates preferably a cliché-free section is provided, whose length is dimensioned so that it Interplay with an adjustable rotational speed of the clichés on their trajectory on the time is tuned, which is required for the supply of a next embossing part. Thus, a further increase in throughput is possible.
Besonders einfach ist die Vorrichtung zu verwirklichen, wenn der Klischeehalter als rotierbar gelagerter Zylinder ausgebildet ist und das bzw. die Klischees auf diesem Zylinder angeordnet sind. Bei einer solchen Ausgestaltung können entweder das bzw. die Klischees selbst beheizbar ausgebildet sein, oder aber der Zylinder ist beheizbar und das bzw. die Klischees sind via den Zylinder beheizbar. Auch eine indirekte Temperierung des bzw. der Klischees, beispielsweise in bekannter Weise durch Infrarotstrahler, ist möglich.The device is particularly easy to implement when the cliché holder is designed as a rotatably mounted cylinder and the clichés are arranged on this cylinder. In such an embodiment, either the or the clichés themselves can be designed to be heatable, or else the cylinder can be heated and the cliché (s) can be heated via the cylinder. An indirect temperature control of the cliché, for example, in a known manner by infrared radiators, is possible.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das bzw. die Klischees mit einem Antrieb und einer Steuerung versehen, so dass die Umlaufgeschwindigkeit und die Position des, bzw. der Klischees jederzeit einstellbar sind. Für eine genaue Steuerung und Positionierung sind entlang der Bewegungsbahn der Klischees ein oder mehrere Sensoren vorgesehen. Diese Sensoren können in Form von Lichtschranken, Kameras, etc. ausgebildet sein.In a further preferred embodiment, the or the clichés are provided with a drive and a controller, so that the rotational speed and the position of, or the cliché are adjustable at any time. For accurate control and positioning, one or more sensors are provided along the trajectory of the clichés. These sensors can be designed in the form of light barriers, cameras, etc.
Auch die Prägeteilzuführung ist vorteilhaft mit wenigstens einem Antrieb und einer Steuerung versehen, so dass die Umlaufgeschwindigkeit, die Position sowie die Lage der Prägeteile in ihren Aufnahmen jederzeit einstellbar sind. Auch diese Steuerung wird vorzugsweise mit den Informationen von entlang der Bewegungsbahn der zu bewegenden Prägeteile installierten ein oder mehreren Sensoren versorgt. Diese Sensoren können in Form von Lichtschranken, Kameras, etc. ausgebildet sein. Es können aber auch Positionierhilfen vorgesehen sein, die zum Beispiel mit Kerben oder Vorsprüngen der Prägeteile zusammenwirken und so eine Positionierung erlauben.The embossing part supply is advantageously provided with at least one drive and a controller, so that the rotational speed, the position and the position of the embossed parts are always adjustable in their recordings. This control is also preferably supplied with the information of one or more sensors installed along the path of movement of the embossed parts to be moved. These sensors can be designed in the form of light barriers, cameras, etc. But it can also be provided positioning, for example, cooperate with notches or projections of the embossed parts and thus allow positioning.
Eine Vorteilhafte Ausgestaltung der Prägeteilzuführung ist ein Zuführrevolver, in dem die Aufnahmen in Form von Dornen oder Klemmen ausgestaltet sind. Aber auch die Ausgestaltung als Dornen- oder Klemmenförderer ist vorteilhaft. In einem solchen Förderer sind die Klemmen bzw. Dornen mit Hilfe eines Förderorgans wie zum Beispiel eines Zugbandes oder einer Kette entlang der Bewegungsbahn bewegbar. Besonders vorteilhaft ist es wenn die Distanz zwischen den Dornen bzw. Klemmen des Förderers flexibel einstellbar ist, da auf diese Weise Unregelmässigkeiten in der Zulieferung von Prägeteilen sehr einfach ausgeglichen werden können. Sind die Dorne bzw. Klemmen um ihre Achse rotierbar gelagert und gar rotierend antreibbar, so ist die genaue Positionierung besonders einfach zu realisieren.An advantageous embodiment of the embossing part supply is a Zuführrevolver in which the recordings are designed in the form of thorns or clamps. But the design as a thorn or clamp conveyor is advantageous. In such a conveyor, the clamps or spikes are movable along the path of travel by means of a conveyor such as a drawstring or a chain. It is particularly advantageous if the distance between the spikes or clamps of the conveyor is flexibly adjustable, as irregularities in the delivery of embossed parts can be very easily compensated in this way. If the mandrels or clamps are rotatably mounted about their axis and can even be driven in a rotating manner, the exact positioning is particularly easy to realize.
Damit die Prägung eines Prägeteils mit konstantem Prägedruck erfolgt, kann erforderlichenfalls die geschlossene gleichförmige Bewegungsbahn von Klischee und/oder Prägeteil im Bereich der Prägeachse mit einer translatorischen Bewegung überlagert sein. Dazu kann entweder das Klischee entsprechend der äusseren Geometrie des Prägeteils als dessen Abwicklung ausgestaltet sein oder aber der Schlitten, auf dem das Klischee mit seinem Klischeehalter angeordnet ist, führt eine solche translatorische Bewegung aus.In order for the embossing of an embossed part to take place with a constant embossing pressure, the closed uniform movement path of the embossing plate and / or the embossing part in the region of the embossing axis can, if necessary, be superposed with a translatory movement. For this purpose, either the cliché according to the outer geometry of the embossing part be designed as its development or the carriage on which the cliché is arranged with its cliché holder, performs such a translational movement.
Durch die oben beschriebene Lösung werden aufgrund geringerer Massenbewegungen und weitgehend gleichförmige Bewegungen kleinere Zykluszeiten bzw. höhere Durchsatzzahlen und längere Lebenszeit erreicht. Der Einsatz der erfindungsgemässen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemässen Verfahren ermöglicht ein vielfältiges Prägen, das nicht auf Umfangs-oder Ganzseitenprägungen beschränkt ist.As a result of the above-described solution, smaller cycle times or higher throughputs and a longer service life are achieved due to lower mass movements and substantially uniform movements. The use of the device according to the invention or of the method according to the invention enables a variety of embossing, which is not limited to circumferential or full-page impressions.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen beschrieben.Further embodiments of the method and the device are described in the further dependent claims.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beispielhaft erläutert. Gleiche Gegenstände sind in den Figuren grundsätzlich mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Figuren zeigen rein schematisch:
- Fig. 1a
- eine Heissprägevorrichtung gemäss Stand der Technik;
- Fig. 1b
- in Vergrösserung Klischee und Prägeteil aus
Fig. 1 a; - Fig. 2a, 2b
- eine weitere Heissprägevorrichtung gemäss Stand der Technik;
- Fig. 3a
- eine erfindungsgemässe Heissprägevorrichtung;
- Fig. 3b
- die erfindungsgemässe Heissprägevorrichtung aus
Fig. 3a während des Prägevorgangs; - Fig. 4
- Beispiele für Prägeteile mit anderer als zylindrischer Geometrie;
- Fig. 5
- Beispiele für Klischees mit an die Prägeteilgeometrie angepasster Form; und
- Fig. 6
- eine weitere erfindungsgemässe Heissprägevorrichtung.
- Fig. 1a
- a hot stamping device according to the prior art;
- Fig. 1b
- Enlarged cliché and embossed part
Fig. 1 a; - Fig. 2a, 2b
- another hot stamping device according to the prior art;
- Fig. 3a
- an inventive hot stamping device;
- Fig. 3b
- the inventive hot stamping device
Fig. 3a during the stamping process; - Fig. 4
- Examples of embossed parts with other than cylindrical geometry;
- Fig. 5
- Examples of clichés with adapted to the embossing part geometry shape; and
- Fig. 6
- another inventive hot stamping device.
In
Für den Prägevorgang weist das Klischee 10 eine zum Prägen bestimmten Oberfläche 32 auf, die gegenüber einer Grundoberfläche 34 des Klischees 10 erhöht ausgebildet ist. Mit Hilfe des Schlittens 14, wird das Klischee 10 für den Prägevorgang aus einer Startposition (nicht dargestellt) seitlich versetzt zum Prägeteil 20 oberhalb der Prägefolie 28 in eine Prägeposition (mit gestrichelten Linien angedeutet) gebracht, in der die zum Prägen bestimmte Oberfläche 32 des Klischees 10 und eine zum Prägen bestimmte Oberfläche 30 des Prägeteils 20 in der Prägeebene 24 miteinander in Wirkverbindung gelangen, so dass das aufzuprägende Material von der Prägefolie 28 auf das Prägeteil 20 geprägt wird. Das beheizte Klischee 10 wird hierzu mit einem vorbestimmten konstanten Druck P in Prägerichtung B gegen die Prägefolie 28 und das Prägeteil 20 gedrückt und auf der Prägefolie 28 und dem Prägeteil 20 in Richtung R1 abgerollt. Je nach Beschaffenheit von Klischee 10, Prägeteil 20 und Prägefolie 28 wird das Klischee 10 auf einer bestimmten Temperatur T gehalten und die Bewegungsgeschwindigkeit in translatorischer Richtung R1 bzw. die Abrollgeschwindigkeit des zylindrischen Klischees 10 auf dem Prägeteil 20 sowie der Prägedruck P vorbestimmt. Auf diese Weise gelangen Klischee 10 und Prägeteil 20 für eine definierte Zeit t1 mit einem definierten, konstanten Druck P miteinander in Wirkverbindung.For the embossing process, the
Nach dem Prägevorgang wird das Klischee 10 in einer ersten Hubbewegung translatorisch in entgegengesetzter Richtung zum aufgebrachten Prägedruck P entlang der Prägeachse B bewegt, um das Klischee 10 vom Prägeteil 20 und der Prägefolie 28 zu entfernen. Mit Hilfe des Schlittens 14 wird das Klischee 10 durch eine weitere translatorische Bewegung in Richtung R2 in die Startposition zurück geführt (nicht dargestellt). Das nun mit der Prägung versehene Prägeteil 20 wird von der Auflage 22 entfernt und ein nächstes Prägeteil 20 auf der Auflage 22 positioniert. Nun beginnt der ganze Ablauf von neuem, nämlich das Zubringen des Klischees 10 von der Startposition in die Prägeposition, das Prägen, das anschliessende Zurückstellen des Klischees 10 in die Startposition sowie das Entfernen des geprägten Prägeteils 20 und das Zuführen eines nächsten Prägeteils 20. Das Entfernen und Zuführen der Prägeteile 20 erfolgt durch eine Prägeteilzuführung, die beispielsweise in bekannter Form eines Roboters ausgebildet sein kann.After the embossing process, the
In den
Da das Klischee 10 mit Temperaturen T bis zu 300°C beheizt wird, besteht die Gefahr, dass bei nur minim längerer Einwirkungszeit als sie zum Prägen erforderlich ist, die Prägefolie durch die hohen Temperaturen Schaden nimmt und allenfalls sogar reisst. Um das Prägeteil 20 entfernen zu können, muss daher das Klischee 10 wieder durch eine translatorische Bewegung entlang der Prägeachse B in die Startposition gebracht werden. Die Distanz zum Klischee 10 muss dabei so gross gewählt werden, dass die Hitze des beheizten Klischees 10 nicht die Prägefolie 28 gefährdet. Dies gilt natürlich auch für die Heissprägevorrichtung aus den
Die Heissprägevorrichtungen 1 gemäss den
In den
Wiederum kann entweder das Prägeteil 20 mit einer entsprechenden Erhebung, auf die geprägt wird ausgebildet sein und das Klischee 10 entsprechend eine ebene Oberfläche halben oder aber umgekehrt. Ebenfalls zum Einsatz können Klischees 10 und Prägeteile 20 mit ebener Oberfläche kommen, zwischen denen dann eine so genannte Bildfolie hindurchläuft. Die Bildfolie weist neben einem farbigen Schriftzug, Logo oder Bild einen farblose Umgebung auf. Es wird beim Prägen dann der gesamte Kontaktbereich zwischen Klischee 10 und Prägeteil 20 mit geprägt aber nur der farbige Schriftzug, das Logo oder Bild sind nachher auf dem Prägeteil 20 sichtbar.Again, either the embossing
In dem hier, in den
Der Zylinder 12' ist mit einem Motor 40 angetrieben, durch den sich die Rotationsbewegung und die Rotationslage des Zylinders 12' genau definieren lassen. Als Prägeteilzuführung ist in diesem Beispiel ein Zuführrevolver angedeutet, der als Aufnahmen 22 für die Prägeteile 20 in bekannten Weise mit Dornen ausgestattet ist, wobei je nach Prägeteilform auch Klemmen und/oder Einrichtungen mit Saug- und/oder Druckluft als Aufnahmen 22 zum Einsatz kommen können. Für die genaue Positionierung von Klischee 10 und Prägeteil 20 und für die Abstimmung der Umlaufgeschwindigkeiten sind die Dorne 22 und der Zylinder 12' jeweils mittels eines Motors 40, 40' rotatorisch angetrieben. Mit Hilfe von Sensoren 42 entlang der Bewegungsbahnen 36, 38 und einer vorzugsweise lernfähigen Steuerung 44 wird die Abstimmung und genaue Positionierung gewährleistet.The cylinder 12 'is driven by a
Nach dem Start des Zyklus wird das Klischee 10 mit dem Zustellschlitten 14 zugestellt (alternativ kann auch das Prägeteil 20 zugestellt werden). Danach rotieren Klischee 10 und Prägeteil 20 so, dass die Oberflächengeschwindigkeit und Rotationslage aufeinander synchronisiert sind. Danach erfolgt durch Druck- und Temperaturübertragung vom Klischee 10 auf die Folie 28 und das darunter befindliche Prägeteil 20 der Prägevorgang. Nach Abschluss des Prägevorganges wird das Prägeteil 20 angehalten. Das bearbeitete Prägeteil 20 kann entnommen und eine neues zugeführt werden. Alternativ wird durch eine geeignete Einrichtung eine andere Aufnahme 22 in die Prägeposition gebracht. Währenddessen dreht sich das Klischee 10 in der vom Prägeteil 20 abgewandten Seite weiter, und das geprägte Prägeteil kann problemlos weggeführt und ein nächstes Prägeteil zugeführt werden. Zum richtigen Zeitpunkt werden wiederum die Oberflächengeschwindigkeit und Rotationslage von Prägeteil und Klischee aufeinander synchronisiert und die nächste Prägung durchgeführt.After the start of the cycle, the
Zwischen den einzelnen Prägevorgängen wird der Zustellschlitten 14 mit dem Klischee 10 nicht zurückgestellt. Die notwendige Freistellung zwischen Klischee 10 und Prägeteil 20 wird durch den vom Klischee 10 nicht abgedeckten Abschnitt 45 des Zylinders 12' entlang der Bewegungsbahn 36 erreicht. Erst bei einem völligen Stillstand der Anlage wird der Zustellschlitten 14 zurückgestellt.Between the individual embossing processes, the
Während des kontinuierlichen Ablaufes wird die Geschwindigkeit des Zylinders 12' zwischen Prägevorgangsende und neuerlichem Prägebeginn durch die lernfähige Steuerung 44 aufgrund der durchschnittlichen Taktzeit berechnet und optiert, sodass eine möglichst gleichförmige Rotation des Zylinders 12' erfolgen kann.During the continuous process, the speed of the cylinder 12 'between embossing process end and renewed embossing start is calculated and adjusted by the learning
Bei nicht zylindrischen Prägeteilen 20', 20", wie sie in
Als weitere Möglichkeit nicht-zylindrische Prägeteile 20', 20", wie sie in
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen dienen klarerweise der Erläuterung der Erfindung an Beispielen. Dem Fachmann ist klar, dass es weitere Möglichkeiten der Ausgestaltung der Erfindung gibt. Auch in welcher Weise sich die in den verschiedenen Figuren gezeigten Elemente sinnvoll kombinieren lassen, ist dem Fachmann klar, so dass die in den Figuren gezeigten Beispiele keinerlei einschränkende Wirkung haben.The embodiments shown in the figures clearly serve to illustrate the invention by way of example. It is clear to the person skilled in the art that there are further possibilities for the embodiment of the invention. The way in which the elements shown in the various figures can be meaningfully combined is clear to those skilled in the art, so that the examples shown in the figures have no limiting effect.
Claims (17)
- Method for hot stamping a plurality of individual stampings (20), in which a die (10) and each of the plurality of individual stampings (20), having their surfaces intended for stamping in a single stamping plane (24), come into operative connection with each other, wherein a stamping foil (28) with material to be stamped is arranged therebetween in such a way that the material to be stamped is stamped onto each individual stamping (20) during the operative connection with the aid of the die (10), and wherein a stamping force necessary for stamping acts in a stamping direction approximately perpendicular to the stamping plane, characterised in that the plurality of stampings (20) is introduced by means of a revolver or a conveyor (48), the revolver or the conveyor (48) being provided with at least one cradle (22) in the form of a mandrel or a clamp for the take-up of the stampings (20), and in that the surfaces (30, 32) of the die (10) and of each individual stamping (20) that are intended for stamping move on defined uniform movement paths (36, 38) simultaneously and relative to each other into and out of the stamping plane (24), cutting a stamping axis (B) during the stamping process.
- Method according to claim 1 or 2, characterised in that the die (10) moves on a closed, preferably approximately ellipsoidal or circular movement oath (36), wherein the circumference of the movement path (36) is in particular greater than a length of the surface (32) of the die (10) extending along the circumference, which surface is intended for stamping.
- Method according to claim 2, characterised in that a number n of dies (10), wherein n = 1, 2, 3,..., circulate on the movement path (36), a die-free section (45) being provided between each of the dies (10), and the die-free section (45) passing through the stamping plane (24) within a period of time (t1) corresponding to period of time (t2) in which a next stamping (20) is introduced to the stamping plane (24).
- Method according to one of claims 1 to 3; characterised in that the circulation speed and position of the die or dies (10) can be purposefully adjusted at any time.
- Method according to one of claims 1 to 4, characterised in that the circulation speed, position and lie of the stampings (20) can be adjusted at any time.
- Method according to one of claims 3 to 5, characterised in that the length of the die-free portions (45) and the time (t2) required for introducing a next stamping (20) are matched to each other in such a way that the adjustable circulation speed of the die (10) on its movement path (36) can be kept virtually constant.
- Hot stamping device having a stamping supply and at least one die (10) for stamping a plurality of individual stampings (20), in which the at least one die (1 0) with its surface intended for stamping and/or each stamping (20) with its surface intended for stamping are mounted in a cradle (22) of the stamping supply so as to be movable in such a way that they can be brought into operative connection with each other in a stamping plane (24), wherein a stamping foil (28) with material to be stamped is arranged therebetween in such a way that the material to be stamped is stampable onto each stamping (20) during the operative connection with the aid of the die (10), and wherein a stamping force necessary for stamping is applicable in a stamping direction approximately perpendicular to the stamping plane, characterised in that the plurality of stampings (20) is introduced by means of a revolver or a conveyor (48), wherein the at least one cradle (22) in the form of a mandrel or a clamp for the cradle of the stampings (20) is arranged on the revolver or on the conveyor (48), and in that the surfaces (30, 32) of the die (10) and stamping (20), which surfaces are intended for stamping, are movable relative to each other on defined, uniform movement paths (36, 38), and the movement paths (36, 38) cut a stamping axis (B) approximately in the stamping plane (24), wherein the movements of die (10) and stamping (20) are matchable to each other in such a way that they can be brought into operative connection with each other in the stamping plane (24).
- Hot stamping device according to claim 7, characterised in that the movement paths (36, 38) are free from abrupt changes of direction at least in the region of the stamping plane (24).
- Hot stamping device according to claim 7 or 8, characterised in that the movement path of the die (10) represents a closed, preferably ellipsoid or circular curve, wherein the circumference of the movement path (36) is preferably greater than a length of the surface (32) of the die (10) extending along the circumference, which length is intended for stamping.
- Hot stamping device according to one of claims 7 to 9, characterised in that a number n of dies (10), wherein n = 1, 2, 3,..., are arranged circulating on the movement path (36), preferably a die-free section (45) being provided between the dies (10), the length of which section is such that, in interplay with an adjustable circulation speed of the dies (10) on their movement path (36), it is matchable to time (t2) required for the introduction of a next stamping (20).
- Hot stamping device according to one of claims 7 to 10, characterised in that the die or dies (10) are heatable.
- Hot stamping device according to one of claims 7 to 11, characterised in that the die or dies (10) are arranged on a cylinder (12'), wherein the cylinder (12') is preferably heatable and the die or dies (10) are heatable via the cylinder (12').
- Hot stamping device according to one of claims 7 to 12; characterised in that the die or dies (10) are provided with a drive (40) and a control system (44), so that the circulation speed and the position of the die or dies (10) are adjustable at any time, and in that preferably one or more sensors (42) are provided for the controlling and positioning the dies (10) along the movement path (36).
- Hot stamping device according to one of claims 7 to 13, characterised in that the stamping supply is provided with at least one drive (40') and one control system (44), so that the circulation speed, position and the positioning of the stampings (20) are adjustable in their cradles (22) at any time, and in that preferably one or more sensors (42) are provided for controlling the stampings (20) to be moved along the movement path (38).
- Hot stamping device according to claim 7 to 14, characterised in that the distance between the mandrels and/or the clamps is preferably flexibly adjustable.
- Hot stamping device according to claim 15, characterised in that the cradles (22) are rotatably mounted about their axis and preferably drivable in rotation.
- Hot stamping device according to one of claims 15 or 16, characterised in that the cradles (22) are provided with a suction air connector and a compressed air connector.
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