EP3337676A2 - Flachprägedruckmaschine und prägeplatte - Google Patents

Flachprägedruckmaschine und prägeplatte

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Publication number
EP3337676A2
EP3337676A2 EP16758084.4A EP16758084A EP3337676A2 EP 3337676 A2 EP3337676 A2 EP 3337676A2 EP 16758084 A EP16758084 A EP 16758084A EP 3337676 A2 EP3337676 A2 EP 3337676A2
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EP
European Patent Office
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plate
tool
base plate
embossing
tool plate
Prior art date
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Granted
Application number
EP16758084.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3337676B1 (de
Inventor
Heinz Bänziger
Manfred Rösli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gietz AG
Original Assignee
Gietz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Gietz AG filed Critical Gietz AG
Publication of EP3337676A2 publication Critical patent/EP3337676A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3337676B1 publication Critical patent/EP3337676B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/02—Dies; Accessories
    • B44B5/028—Heated dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F19/00—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations
    • B41F19/02—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations with embossing
    • B41F19/06—Printing and embossing between a negative and a positive forme after inking and wiping the negative forme; Printing from an ink band treated with colour or "gold"
    • B41F19/064—Presses of the reciprocating type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/14—Tools, e.g. nozzles, rollers, calenders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2219/00—Printing presses using a heated printing foil
    • B41P2219/30—Printing dies
    • B41P2219/31—Heating means

Definitions

  • the invention relates to the field of flat embossing machines and relates to a flat embossing machine and a tool plate for a flat embossing machine according to the preamble of claims 1 and 18.
  • Embossing machines are used inter alia for stamping foil printing, hologram transfer, blind embossing, micro embossing and embossing.
  • embossing foil printing an embossing foil is "pressed" onto a flat material with the aid of an embossing tool and, generally, under the effect of heat, whereby the transferred foil lies in one plane with the flat material
  • Flat embossing machines represent a special design of embossing presses and differ from other embossing presses, inter alia, by a flatbed press with press head and press table.
  • the press head which receives the tool plate, corresponds to the press upper part. It represents the counterpart to the press table, the press base, which receives the Gegendruckplattc.
  • Flat embossing machines are characterized by high embossing performance and embossing quality. Therefore, flat-plate printing machines are also suitable for particularly demanding embossing tasks, such as the production of banknotes.
  • Flat embossing machines allow in particular a register-accurate positioning of the sheet in the embossing zone and the use of highly sensitive embossing films.
  • flat embossing machines are also characterized by optimum operating conditions, such as uniform temperature and pressure conditions in the region of the embossing zone.
  • Typical flat embossing machines are e.g. from EP 0858 888 and WO 2009/14644.
  • the embossing tools are before the embossing process by means of an I leizvorraum to a Bctriebstempe- ratur, z. B. to 1 50 to 200 ° C, heated.
  • the operating temperature is for example designed so that an embossing foil with a transfer layer of plastic during the embossing process in order to create a material connection with the sheet material by the heat of the embossing tool is activated, in particular fused, is.
  • embossing tools it is important to heat the embossing tools to the optimum operating temperature and to keep them at that temperature during the operation of the machine for a faultless embossing and to achieve the highest embossing quality.
  • the operating temperature of all embossing tools is the same, and can be kept the same during operation of the machine. Only in this way are the same embossing conditions guaranteed over the entire tool plate, so that no quality differences occur in the embossed flat material.
  • the heating process is of great importance in terms of embossing quality not only with regard to the setting of the optimum operating temperature of the embossing tools. As the machine heats up, thermal expansion of heated machine parts also takes place.
  • the flat embossing machine should also be suitable for demanding embossing and, compared to conventional flat embossing presses, have no losses in the quality of the embossed products.
  • a shortened heat-up time generally results in shorter setting and changeover times and thus shorter downtimes of the flat-embossing printing machine.
  • a further object of the present invention is to propose a flat embossing machine with heating device, which is characterized by lower energy costs.
  • Another object of the present invention is to propose a flat embossing machine with heating device, which is characterized by a precise, delay-free control of the mold temperature.
  • the heating device or the temperature control should in particular facilitate the heating of the embossing tools to a same operating temperature for all embossing tools as well as keeping this operating temperature.
  • a further object of the present invention is to propose a flat embossing printing machine with a heating device, by means of which the embossing tools can be heated as precisely as possible without any additional machine parts being unnecessarily heated up.
  • the flat embossing machine thus contains:
  • a tool plate also called cliché plate, with a tool side, also called cliché side, for receiving at least one embossing tool, also called cliché, and with one of the tool side opposite the tool plate rear side;
  • a base plate having a tool plate side facing the rear side of the tool plate and a base plate rear side opposite the tool plate side for transmitting an embossing force exerted on the tool plate between the tool plate side and the base plate rear side;
  • a heating device for heating the at least one embossing tool.
  • Tool plate with embossing tool and the base plate are in particular part of a press head.
  • the base plate is facing with its plate back to the press head.
  • the base plate is fastened in particular over the back of the plate on the press head.
  • the press head is in particular above a press table, also known as embossing table, arranged, which comprises a counter-pressure plate.
  • embossing table arranged, which comprises a counter-pressure plate.
  • a stamping process a sheet material and a stamping foil web between the tool plate and counter-pressure plate, which are spaced from each other, introduced.
  • the embossing is done by merging the tool plate with embossing tool and counterpressure plate while exerting a pressing pressure.
  • the counterpressure plate is moved toward the stationary tool plate during the embossing process.
  • the press pressure is thus exerted by the counter-pressure plate or press table on the tool plate or the press head.
  • the press pressure is introduced from the tool plate via the base plate into the rest of the press head.
  • the tool plate is in particular releasably fastened to the press head via a holder.
  • the tool plate is released from the press head and z. B. moves over a guide device in a set-up, in which the tool plate can be equipped with stamping tools. After conversion, the tool plate is moved back into its operating position via the guide device and fastened by means of mounting on the press head.
  • the base plate remains in this process in particular stationary at the press head.
  • the base plate can also be releasably secured to the press head.
  • the heater is now an induction heater with an inductor.
  • an alternating magnetic field is generated by means of an inductor through which alternating current flows, which, in an electrically conductive body to be heated, generates eddy currents and possibly also reversal currents. Induced s réelleszele, which cause a warming of the body.
  • the inductor is thus an inductive heating means.
  • the inductor is formed and arranged between the tool plate side and base plate back side, that an alternating magnetic field extending beyond the base plate on the tool plate side can be generated for inductive heating of an inductively heatable tool plate beyond the tool plate side and outside the base plate.
  • the magnetic alternating field extends in particular into the tool plate.
  • the induction heating apparatus includes means for providing alternating current at the required frequency.
  • the device may in particular comprise a power unit, e.g. with a frequency converter, which provides the electrical power in the required frequency.
  • the heat thus arises directly in the body to be heated itself and therefore does not need to be transferred to it by heat conduction. Accordingly, the heat output is easy to control and the efficiency is very high, especially in the case of ferromagnetic materials.
  • the induction heating device is now designed to heat the tool plate inductively, wherein a magnetic alternating field is applied by means of inductor targeted in the tool plate.
  • the embossing tools are heated by conduction indirectly via the tool plate.
  • the induction heating device can also be designed to additionally inductively heat the stamping tools mounted on the tool plate.
  • the magnetic alternating field is created by means of inductor in the stamping tools.
  • the induction heating device can heat both the embossing tools and the tool plate inductively, optionally with different efficiencies.
  • the embossing tools can vary depending on the application, i. Depending on the materials to be embossed and depending on the prevailing embossing pressures and embossing temperatures be made of different materials such as brass, steel, magnesium or aluminum. Some of these metals do not have particularly good inductive properties, so that the embossing tools are comparatively poor, i. especially with poor efficiency, or can not heat inductively.
  • the tool plate can also be considered as part of the induction heating device.
  • inductive heating also has the advantage that the inductive effect can be achieved by non-conductive materials, such as plastic, without the non-conductive materials being inductively heated.
  • non-conductive materials such as plastic
  • the tool plate in cooperation with a magnetic alternating field, forms a heating zone from an inductively heatable material.
  • the heating zone in the tool plate consists in particular of a ferromagnetic material or contains such. It may also consist of the entire tool plate made of a ferromagnetic material or contain this.
  • the tool plate may consist in particular of nodular cast iron, in particular GGG40.
  • the tooling plate typically has a width transverse to the process direction of 70 to 1 10 cm and a length in the process direction of 50 to 80 cm.
  • the height or thickness of the tool plate is typically 15 to 20 mm.
  • the tool plate is in particular formed in one piece.
  • the tool plate in the region of the back of the tool plate forms a continuous, i. continuous floor area.
  • the height of the floor area can z. B. from 1 to 5 mm, in particular from 1 to 3 mm. be.
  • Continuous means that the floor area runs without interruption over the entire area of the tool plate, i. has no breakthroughs.
  • the heating zone formed in the tool plate in this case comprises in particular the continuous floor area. Thanks to the continuous floor area, there is a uniform and rapid lateral distribution of the inductive thermal energy generated in the floor area.
  • the induction heating device is correspondingly designed so that the alternating magnetic field is directed into the tool plate and in particular in its bottom region. The eddy currents generated in the tool plate ensure a rapid and uniform heating derselbigen.
  • the tool plate contains a plurality of depressions which are open toward the tool side and are detached from the continuous bottom region towards the back of the plate. Ie. the recesses are not formed continuously between the tool side and back of the plate but are limited by the bottom area. The depressions extend transversely to the Aullage lake formed by the tool side and plate back.
  • the recesses serve as a mounting aid for the embossing tools detachably mounted on the tool side. They thus form a fastening zone in the tool plate.
  • the depressions can be introduced into the tool plate by means of drilling or milling.
  • the recesses are designed in particular as holes in the tool plate.
  • the depressions are in particular blind holes.
  • the tool plate is designed in several parts and z.
  • B. comprises a carrier plate with continuous holes and an applied on its back bottom plate.
  • the bottom plate forms the continuous floor area.
  • the bottom plate is made of a ferromagnetic material or contains this.
  • the bottom plate can be connected via a fabric connection such as soldering or welding with the support plate.
  • a mechanical connection is also conceivable.
  • a particular embodiment of such a tool plate is the Wabcnlündamcnt known in the art.
  • the present differs Tool plate from the known honeycomb foundation in that the recesses in the tool plate are not formed as a continuous from the tool side to the back of the plate holes, but rather closed to the back of the plate and end in the transition to the continuous bottom portion.
  • the inductor is designed in particular as a wound electrical conductor. Its curvatures are arranged in particular in a plane parallel to the bearing surface, which is formed on the tool plate side.
  • the inductor may in particular be a flat coil, such as spiral flat coil.
  • the base plate forms a flat bearing surface on the tool plate side.
  • the bearing surface is, if necessary, with the exception of a breakthrough for a temperature sensor, in particular throughout.
  • the base plate forms on its back a flat bearing surface.
  • the bearing surface is not formed in particular continuous.
  • the support surface can be interrupted in particular by depressions or recesses for receiving the inductor or field conducting elements. In particular, the embossing pressures mentioned above are transferred between the tool plate and the rest of the press head via the aforementioned bearing surfaces.
  • the base plate receives the inductor.
  • the inductor does not extend beyond the bearing surface of the rear side.
  • Base plate and inductor are so together part of a heating module.
  • the inductor may for example be recessed in recesses or recesses of the base plate.
  • the depressions or recesses can z.
  • the indentations or recesses are open to the base plate rear side.
  • the base plate has a bottom area towards the tool plate side.
  • the recesses or recesses for the inductor are limited to the tool plate side in particular by the bottom area.
  • the bottom area is, if necessary, with the exception of a breakthrough for a temperature sensor, in particular continuous.
  • the inductor can be cast or glued, for example, in the recesses or recesses of the base plate.
  • the inductor is already integrated in the base plate during the production of the base plate.
  • the inductor is enclosed on all sides by support material of the base plate. Both the tool side and the back side have a continuous support surface, except for one aperture for a temperature sensor.
  • field conducting elements with ferrimagnetic properties are arranged between the inductor and the base plate rear side.
  • the field guiding elements are used for the deflection and possibly also the modulation of the magnetic alternating field. This is intended to ensure that the magnetic alternating field is optimally guided on the one hand into the tool plate and on the other hand does not penetrate as far as possible into the rest of the press head. With this measure, unwanted heating of the remaining press head can be prevented or at least reduced.
  • the field elements can z. B. be ferrite.
  • the base plate receives the field-guiding elements. That is, the field guide elements are embedded in the base plate. Embedded means in particular that the field guide elements do not extend beyond the bearing surface of the plate rear side.
  • the field-guiding elements can be part of the above-mentioned heating module.
  • the field guide elements can be embedded, for example, in recesses or recesses of the base plate.
  • the field-guiding elements can also, as discussed above as an alternative variant, also be integrated with the inductor when the base plate is produced.
  • a planar shielding element with at least one layer of an electrically conductive material is arranged on the base plate rear side.
  • the shielding element covers the bearing surface of the base plate back surface. especially over the entire surface.
  • the shielding element is the support surface in particular.
  • the shielding is not or only slightly inductive heated.
  • the shielding shields in this way the rest of the press head in the rear region of the base plate at least partially from the alternating magnetic field, without the Ableelem ent itself also heated appreciably. This measure helps to prevent or at least reduce heating of the rest of the press head.
  • the shielding element is in particular made of a highly electrically conductive metal such as aluminum or copper or contains this.
  • the shielding element can be designed in particular as a plate or sheet metal.
  • the base plate consists in particular of a carrier material which is not electrically conductive.
  • the support material of the base plate is formed in particular thennisch insulating.
  • the thermal energy generated in the tool plate can not penetrate by thermal conduction through the base plate through the G passerp 1 atten back ropes in the rest of the press head.
  • the base plate thus thermally insulates the press head located above from the tool plate arranged below.
  • the support material is also characterized in particular by its dimensional stability, mechanical strength, in particular compressive strength, and temperature resistance.
  • Compressive strength means that the base plate can absorb or transmit compression pressures, as occur during embossing, between the tool plate and the remaining press head without being structurally damaged, in particular deformed.
  • the support material can be resistant to pressures of up to 600 N / mm and suitably applicable.
  • the support material can, for example, be resistant to temperatures of up to 250 ° C. and correspondingly applicable.
  • the carrier material is preferably a plastic, in particular a technical plastic or contains such a z. In the form of a matrix.
  • the carrier material may in particular be a fiber-reinforced plastic.
  • the reinforcing fibers are in particular glass fibers.
  • the technical plastic mentioned is characterized in particular by its high application temperatures and high compressive strengths.
  • the fibers of the fiber-reinforced plastic can be present as textile fabrics, such as fiber mats.
  • the textile fabrics may in particular be short fiber mats or fine or roving fabrics.
  • the plastic which forms the matrix in the presence of reinforcing fibers, is in particular a z. B. based on a resin system thermoset.
  • the plastic may in particular be or contain an epoxy, polyester, copolymer, polyimide or silicone resin.
  • the base plate is the tool plate in operation on their tool side in particular flat. Furthermore, the base plate is the rest of the press head on their back plate particular flat. In this way, pressing forces between the base plate and Malawiplattc or between the base plate and Pressen- head can be transmitted via the mutually facing bearing surfaces.
  • the mutually facing bearing surfaces of the base plate and tool plate or the base plate and the press head are in operation in particular plane-parallel to each other.
  • all four bearing surfaces are plane-parallel to each other.
  • the base plate may have a height or thickness of 10 to 30 mm.
  • the Tolcranz Scheme with respect to thickness of the base plate is in particular only 0.02 to 0.05 mm.
  • the base plate may have a width of 10 to 30 cm and a length of 20 to 50 cm.
  • the flat embossing machine contains a plurality of over the back of the tool plate side by side arranged 1 leizmodulen, each with at least one base plate and an inductor.
  • the individual heating modules are in particular individually controllable and therefore individually operable. As a result, individual areas of the tool plate can be heated individually.
  • the heating zone of the tool plate can be subdivided over its area extent into individual partial zones (Teilrichzonen), which are individually heated.
  • a blast of air is z. B. in sheetfed output side and in continuous web machines input and output side of the embossing area used to separate the film web from the sheet.
  • process direction is meant that direction in which the sheet is transported during operation by the embossing area between embossing tool and counter-pressure plate.
  • the flat embossing printing machine contains in particular a plurality of heating modules arranged one behind the other in the process direction.
  • the flat embossing machine according to this development can also contain a plurality of heating modules arranged side by side in the process direction. However, it is also possible that the heating modules, based on the process direction, extend over the entire transverse extent of the tool plate.
  • the flat embossing printing machine in the process direction contains both a plurality of heating modules arranged one behind the other and a plurality of juxtaposed heating modules.
  • each heating module comprises a device for detecting the temperature in the corresponding partial zone, in particular a temperature measuring device with at least one temperature sensor, as described below.
  • a separate power unit can be assigned for each inductor of a heating module.
  • the inductors of the heating modules are individually supplied with power via a common power unit by means of multiplexers.
  • the heating device contains a device for determining or detecting at least one temperature of the tool plate, in particular a temperature in the heating zone of the tool plate.
  • the device can be part of the heating module.
  • the temperature is, based on the surface area of the tool plate, in particular at least at one point or in at least one area of the Tool plate determined.
  • the device can in particular also be designed to determine the temperature at a plurality of points or regions of the tool plate.
  • the oiling zone comprises a continuous bottom region of the tool plate, in particular a temperature of the bottom region is determined or measured.
  • the abovementioned device is a temperature measuring device with at least one temperature sensor for measuring a temperature of the tool plate, in particular of the bottom region.
  • the temperature sensor can, for example, be a Ptl OO sensor.
  • the temperature sensor is in particular attached to a sensor carrier.
  • the sensor carrier is embedded in particular in a recess in the base plate.
  • the recess has an opening towards the tool plate side.
  • the temperature measuring device is designed so that the temperature sensor during operation with the tool plate, in particular with the bottom portion, forms a measuring contact. So now the tool plate z. B. can be moved relative to the base plate in a conversion operation without damaging the temperature sensor, the Temperaturme ss device may include a movement mechanism, via which the temperature sensor is mounted relative to the base plate movable on the base plate.
  • the movement mechanism is designed so that the temperature sensor by means of the movement mechanism 'at least between a measuring position in which the temperature sensor forms a measuring contact with the tool plate in the operating position, and a different from the measuring position setting position, which the temperature sensor when (re) equipping the Movement / .ugug occupies, is movable.
  • the measuring position is designed such that the temperature sensor with the tool plate enters into a physical measuring contact in the operating position. For this purpose, the temperature sensor is in particular aligned flush with the bearing surface of the tool plate side in the measuring position or protrudes from it.
  • the movement mechanism may include a return element, which is designed to move the temperature sensor in Weglallen a directly or indirectly acting on the temperature sensor adjusting force by means of a restoring force in one of the two positions, in particular in the set-up position.
  • the set-up position is now designed so that the temperature sensor is spaced from the support surface of the tool plate side in the base plate. This means that the temperature sensor is retracted into the base plate.
  • the temperature sensor via the movement mechanism to the tool plate side toward the measuring position and from this back to the set-up position movable.
  • the moving mechanism may have a drive.
  • the drive can z. B. pneumatically or hydraulically.
  • the drive moves the temperature sensor z. B. by means of a pneumatically or hydraulically actuated adjusting by means of a guide from the setup position in the measuring position.
  • the movement mechanism may further comprise a restoring element, such as a return spring (tension spring), which ensures that when the adjustment force is lowered or dropped, the temperature sensor is returned from the measuring position to the set-up position by the restoring force of the restoring element.
  • a restoring element such as a return spring (tension spring)
  • the set-up position is designed so that the temperature sensor of the support surface of the tool plate side protrudes. This means that the temperature sensor protrudes from the base plate.
  • the temperature sensor via the movement mechanism to the bearing surface in the measuring position is movable and movable from the measuring position of the base plate in the set-up position.
  • the determination of the temperature at the tool plate is used in particular for controlling the temperature of the tool plate.
  • the flat embossing printing machine in particular contains a device for regulating the temperature of the tool plate based on temperature values which are detected by the device for determining the temperature.
  • the heating power of the induction heater is determined by the control device.
  • the flat embossing printing machine furthermore has, in particular, a film web guide for guiding the film web through the embossing area between embossing tool and counterpressure plate.
  • the embossing foil may be a metal foil, a plastic foil or a composite foil.
  • the stamping foil can be a picture or color foil.
  • the flat embossing printing machine in particular has a transport device for the flat material.
  • the transport device includes a feed device for feeding the flat material into the embossing area between the embossing tool and the counterpressure plate, and a removal device for removing the flat material from the embossing area after embossing.
  • the flat material is particularly flexible.
  • the sheet is z. B. of paper, cardboard, plastic, metal or a composite thereof.
  • the flat material can be supplied in the form of individual sheets (sheet machine) or in the form of a continuous web (endless web machine).
  • the present invention has the advantage that the reduced setting and changeover times result in a higher productivity of the flat embossing machine thanks to a shorter heating time.
  • the heating time can be reduced to less than one hour with the flat embossing machine according to the invention.
  • the induction heating device is characterized by a greatly reduced energy consumption, since the thermal energy can be generated directly in the body to be heated and an unnecessary heating of other machine parts fails.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a flat embossing printing machine with induction heating device
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of FIG. 1 from the area of the induction heating device
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the embossing area
  • Fig. 4 is a perspective view of an inductor as a wound electrical conductor
  • Fig. 5a is a plan view of the base plate for receiving an inductor according to
  • FIG. 6 is a plan view of an arrangement of four adjacent heating modules, each with a base plate for a tool plate of a continuous web machine;
  • FIG. 7 shows a plan view of an arrangement of six adjacent heating modules each having a base plate for a tool plate of a sheet-fed machine
  • FIG. 8a is a cross-sectional view of a first embodiment of a temperature measuring device
  • Fig. 8b is a perspective view of the temperature measuring device of FIG.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional view of a second embodiment of a temperature tower measuring device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a flat embossing printing machine 1.
  • the machine 1 contains a flatbed press 4 with an embossing table 8 and a press head 7.
  • the embossing table 8 comprises a counterpressure plate 9.
  • a base plate 10 of an induction heater 3 is arranged at the press head 7.
  • the base plate 10 has a plate rear side 1 1 with a first bearing surface and a plate rear side 1 1 opposite tool plate side 12 with a second bearing surface.
  • the base plate 10 is located with the bearing surface of the plate rear side 1 1 a fastening component of the press head 7 surface and is mechanically connected thereto.
  • the press head 7 further comprises a tool plate 20. This forms a plate rear side 35 with a first bearing surface and a plate rear side 35 opposite tool side 36 with a horraul ahme Chemistry (see also Figure 2).
  • the tool plate 20 is in operation with the support surface of the plate rear side 35 of the support surface of the tool plate side 12 of the base plate 10 at.
  • the tool plate 20 is releasably attached to the press head 7.
  • embossing tools 23 are releasably attached.
  • the tool plate 20 is designed as a honeycomb foundation and includes for attachment of the embossing tools a honeycomb region 22, which forms a fastening zone, with a plurality of transverse to the support surface blind holes 31.
  • the blind holes 31 are limited to the plate rear side 35 through a continuous bottom portion 21.
  • the flat embossing printing machine 1 is designed as a sheet-fed machine, then the flat material 5 is present as a sheet 5.1.
  • the feeder 41 in this case comprises a feeder and the Wegilick issued 42 a boom.
  • the flat material 5 is present as a continuous web 5.2.
  • the feed device 41 in this case comprises an unwinding unit and the removal device 42 comprises a take-up unit. In Figure 1, both variants are shown schematically.
  • the flat embossing printing machine 1 further comprises a film web guide 2 for guiding an embossing film web 6 through the embossing region between the tool plate 20 and the counterpressure plate 9.
  • the flat embossing printing machine 1 further comprises a machine controller 43 for controlling the flat bed press 4 and the film web guide 2 and the supply and removal device 41, 42.
  • the I Ie worn 3 further comprises a control device 44 for controlling the temperature of the tool plate 20.
  • the control device 44 is here integrated into the machine control 43.
  • embossing film and sheet 5 are inserted and positioned between the tool plate 20 and counter-pressure plate 9. While the flat material 5 is introduced in the process direction X, the stamping foil can likewise be introduced in the process direction X or counter to the process direction X.
  • the flat material 5 is the counter-pressure plate 9.
  • the stamping foil 6 is arranged between the flat material 5 and the tool plate 20.
  • the counter-pressure plate 9 By raising (see arrows) of the embossing table 8, the counter-pressure plate 9 is pressed by applying an embossing pressure to the stationary tool plate 20. After completion of the embossing process, the embossing table 8 is moved back to the counter-pressure plate 9. The embossing table 8 thus feels an embossing stroke H.
  • the embossed flat material 5 is then moved further in the process direction X.
  • a pressure k 1 u t-E i n ri cht 40 g to generate a Blas Kunststoffstromes for the purpose of separating the embossed sheet 5 from the film web 6 is arranged (see Figure 3, 6 and 7).
  • the compressed air device 40 is z. B. a fan. To Ausretei'ung the embossing process, however, the embossing tools 23 must first be heated to an embossing temperature.
  • the base plate 10 is part of an induction heating device 3.
  • An inductor 16 in the form of a Flaehspulc (see also Figure 4) is embedded in the base plate 10 and disposed between the tool plate side 12 and plate back 11.
  • the inductor 16 is inserted from the plate rear side 1 1 in slot openings 33 in the base plate 10 and in this z. B. glued with an adhesive or potted with a potting material.
  • the slot openings 33 are corresponding to the back of the plate 1 1 open.
  • the flat coil 16 is arranged plane-parallel to the support surface on the tool plate side 12.
  • FIG. 5a shows a plan view of the base plate 10 towards the rear of the plate 11.
  • the plate rear side 1 1 shows, inter alia, the slot openings 33 for the flat coil 16 and a passage opening 34 for the sensor unit 26 which will be described below.
  • the support material 13 of the base plate 10 is a glass fiber reinforced plastic and correspondingly electrically non-conductive, but permeable to the generated alternating magnetic field 19th
  • the inductor 16 is now supplied with an alternating current for starting up the induction heating device 3. Due to the design and arrangement of the inductor 16, a magnetic alternating field 19 is now generated, which penetrates into the bottom region 21 of the tool plate 20 and this inductively heated.
  • ferrimagnetic body 18 Between the bearing surface of the plate rear side 1 1 and the inductor 16 ferrimagnetic body 18 are further arranged in the base plate 10.
  • the ferrimagnetic bodies 18 are recessed into the recesses in the base plate 10 from the back 1 1 of the plate.
  • the ferrimagnetic body 18 serve to deflect the alternating magnetic field to the tool plate 20 and thus also the shielding of the remaining press head 7 on the back of the plate 1 first
  • FIG. 5b shows the plan view of a heating module with a view towards the rear side 1 1 of the base plate 10.
  • the heating module comprises the flat coil 16 inserted into the slot openings 33 of the base plate and the abovementioned ferrimagnetic bodies 18, which are likewise located in recesses of the base plate 10 between the Flat coil 16 and the support surface of the plate back 1 1 are arranged.
  • the rear side 1 1 of the base plate 10 is a shield 17 in the form of an aluminum sheet in a thickness of z. B. 0.2 mm ( Figure 2).
  • the shielding element 17 serves to shield the rest of the press head 7 from the alternating magnetic field. This is to prevent inductive heating of the remaining press head 7.
  • the shielding element 17 can likewise be part of the heating module.
  • the heat energy inductively generated in the bottom region 21 of the tool plate 20 is now conducted by means of heat conduction to the tool side 36 and from there into the embossing tools 23.
  • the heat conduction within the continuous bottom region 21, parallel to the support surface of the back of the plate ensures a homogeneous temperature over the entire extent of the tool plate 20.
  • FIG. 6 shows a special embodiment of an induction heating device for a continuous web machine with four heating modules each having a base plate 10.1 to 10.4 and an inductor.
  • the four heating modules are arranged on the back of the tool plate 20 in the process direction X one behind the other.
  • the tool plate 20 is shown in Figure 6 for the sake of completeness still dotted.
  • the MalawiplaUc 20 has a length L in the process direction X and a width B transverse to the process direction X. Also shown are each an input and output side arranged compressed air device 40 for generating a blast air flow.
  • FIG. 7 shows an embodiment for a sheet-fed machine with a total of six heating modules 10.1 to 10.6.
  • four heating modules 10.3 to 10.6 are arranged side by side transversely to the process direction X.
  • two further heating modules 10.3 to 10.6 are arranged side by side transversely to the process direction X.
  • FIGS. 6 and 7 Also shown are two output side arranged compressed air devices 40 for generating a Blas Kunststoffstromes. If, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, blowing air is blown in on the output side and possibly also on the input side from the embossing area by means of a pressure filter 40, the input-side or output-side sub-zone cools faster than the middle sub-zones of FIG heating zone.
  • each heating module in each case has a temperature sensor 25.1 to 25.4 (FIG. 6) or 25.1 to 25.6 (FIG. 7) with which the temperature in the corresponding partial zone is measured.
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view through the embossing area of an embossing printing press with a tool plate 20 and two heating modules arranged side by side on the back of the plate 35, each with a base plate 10.1, 10.2.
  • the heating modules can be operated individually so that viewed in the process direction X, a front and a rear part zone of the heating zone formed by the bottom region 21 can be heated independently of one another.
  • the respective heating module each contains a temperature measuring device with a temperature sensor 25.1, 25.2 (see also FIGS. 8a, 8b).
  • Figures 8a and 8b show a first embodiment of a temperature measuring device 24 with sensor unit 26.
  • the sensor unit 26 includes a temperature sensor 25 which is attached to the end of a movable sensor carrier 30 and directed to the support surface of the base plate 10 out.
  • the sensor carrier 30 is present as a sleeve and forms the movable part of the sensor unit 26.
  • the sensor unit 26 further comprises a housing 32 in which the sensor carrier 30 is slidably guided together with the temperature sensor 25 via a sliding guide along ariessachsc A between a measuring position S l and a set-up position S2.
  • a tension spring 27 acts as a restoring element, which returns the sensor carrier 30 together with the temperature sensor 25 to the set-up position S2 or holds it in this position.
  • the above elements together form a moving mechanism for shifting the sensor carrier 30 with the temperature sensor 25.
  • the sensor unit 26 is embedded in a passage opening 34 in the base plate 10, wherein the temperature sensor 25 is directed to the tool plate side 12 out.
  • the movement mechanism is driven by a pneumatic drive 28.
  • a gas pressure is built up via a pneumatic line in the cavity of the sensor carrier 30. If the pressure force exerted on the sleeve by the gas pressure exceeds the restoring force of the tension spring 27, then the sensor carrier 30 is moved from the set-up position S2 into the measuring position S 1. If the gas pressure is reduced again, then pulls the tension spring 27 by means of its restoring force the sensor carrier 30 and consequently the temperature sensor 25 back to the setup position S2 as soon as the restoring force exceeds the gas pressure force.
  • a sensor line 59 is provided, which is guided by the temperature sensor 25 through the cavity of the sensor carrier 30 to the outside.
  • the above-described temperature measuring device is in particular suitable for flat embossing machines never in which the tool plate is brought to the base plate during assembly after (re) fitting with a lateral movement component, so that the tool plate has a protruding temperature sensor in the case of Assembly, z. B. by shearing, could damage.
  • the second embodiment of a temperature measuring device shown in FIG. 9 differs from the first embodiment according to FIGS. 8a and 8b in that it does not contain any pneumatic device for the controlled movement of the sensor carrier in the base plate.
  • the temperature measuring device 54 includes a sensor unit 56.
  • the sensor unit 56 includes a temperature sensor 55, which is attached to the end of a movable sensor carrier 60 and directed to the support surface on the tool plate side of the base plate.
  • the sensor carrier 60 is in the form of a sleeve and forms the movable part of the sensor unit 56.
  • the sensor unit 56 further comprises a housing 62, in which the movable sensor carrier 60 is movably guided with the temperature sensor 55 via a sliding guide along a movement axis A.
  • the sensor unit 56 is recessed in a base opening in the base plate, the temperature sensor 55 being directed toward the tool plate side.
  • the sliding guide is formed by a guide sleeve 61, which is fixedly arranged in the housing 62.
  • the movable sensor carrier 60 forms a particular special cylindrical sliding portion, over which the sensor carrier 60 along a particular cylindrical sliding portion of the sliding sleeve 61 is slidably guided.
  • the sliding portions are in particular circular cylindrical.
  • the sliding portion of the movable sensor carrier 60 engages over the sliding portion of the sliding sleeve 61 or - as shown in Figure 9 - engages in this one.
  • the sliding portions of the two sleeves 60, 61 are covered by a compression spring 57 in the form of a helical spring.
  • the pressure spring 57 is at one end to a Ansehlag on the sensor carrier 60 and at another end to a stop on the guide sleeve 61 at.
  • the compression spring 57 serves as a restoring element which moves the pressure-relieved sensor carrier 60 together with the temperature sensor 55 into the set-up position and holds in this position.
  • the end portion of the sensor sleeve 60 with the temperature sensor 55 protrudes in the set-up position, for. B. by about 0.5 mm, beyond the bearing surface of the base plate addition (see Figure 9).
  • the temperature measuring device described above is particularly suitable for flat embossing printing machines, in which the tool plate is brought to the base plate during assembly after the (re-) set up perpendicular to the support surface of the base plate, so that the tool plate can not damage a protruding temperature sensor during assembly, but rather press this back into the base plate. As a result, a sufficient contact pressure of the temperature sensor is guaranteed to the tool plate in the operating position for the purpose of training the measuring contact.
  • a sensor line 59 is further provided, which is led by the temperature sensor 55 through the Flohlraum of the sensor carrier 60 and the Gleit Stahllirung 61 to the outside.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flachprägedruckmaschine (1), enthaltend eine Werkzeugplatte (20) mit einer Werkzeugseite (36) zur Aufnahme mindestens eines Prägewerkzeuges (23) und einer der Werkzeugseite (36) gegenüber liegenden Werkzeugplattenrückseite (35), im Weiteren eine Grundplatte (10) mit einer der Werkzeugplattenrückseite (35) zugewandten Werkzeugplattenseite (12) und einer der Werkzeugplattenseite (12) gegenüber liegenden Grundplattenrückseite (11) zur Übertragung einer auf die Werkzeugplatte (20) ausgeübten Prägekraft zwischen der Werkzeugplattenseite (12) und der Grundplattenrückseite (11), sowie eine Induktionsheizvorrichtung (3) zum Beheizen des mindestens einen Prägewerkzeuges (23). Die Induktionsheizvorrichtung (3) enthält einen Induktor (16), welcher derart ausgebildet und zwischen der Werkzeugplattenseite (12) und Grundplattenrückseite (11) angeordnet ist, dass ein auf der Werkzeugplattenseite (12) über die Grundplatte (10) hinausreichendes magnetisches Wechselfeld (19) zum induktiven Heizen einer induktiv heizbaren Werkzeugplatte (20) jenseits der Werkzeugplattenseite (12) und ausserhalb der Grundplatte (10) erzeugt werden kann.

Description

FLACHPRÄGEDRUCKMASCHINE
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Flachprägedruckmaschinen und betrifft eine Flachprägedruckmaschine sowie eine Werkzeugplatte für eine Flachprägedruckmaschine gemäss dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 18. Prägedruckmaschinen werden unter anderem eingesetzt für Prägefoliendruck, Hologramm-Transfer, Blindprägen, Microembossing sowie Strukturprägen.
Beim Prägefoliendruck wird eine Prägefolie mit Hilfe eines Prägewerkzeuges und in der Regel unter Wärmeeinwirkung auf ein Flachmaterial„gepresst". Die übertragene Folie liegt dabei in einer Ebene mit dem Flachmaterial. Je nach Prägewerkzeug, Pressdruck und Flachmaterial entsteht eine kaum merkliche bis deutliche Einprägung des Flachmaterials. Das Flachmaterial ist dabei Träger der Prägung bzw. Druckprägung. Flachprägedruckmaschinen stellen eine besondere Konstruktionsart von Prägedruckmaschinen dar und unterscheiden sich von anderen Prägedruckmaschinen unter anderem durch eine Flachbettpresse mit Pressenkopf und Pressentisch.
Der Pressenkopf, welcher die Werkzeugplatte aufnimmt, entspricht dabei dem Pressenoberteil. Er stellt das Gegenstück zum Pressentisch, dem Pressenunterteil, dar, welcher die Gegendruckplattc aufnimmt.
Flachprägedruckmaschinen zeichnen sich durch eine hohe Prägeleistung und Prägequalität aus. Deshalb eignen sich Flachprägedruckmaschinen auch für besonders anspruchsvolle Prägeaufgaben, wie die Herstellung von Banknoten. Flachprägedruckmaschinen erlauben insbesondere eine registergenau Positionierung des Flachmaterials in der Prägezone sowie den Einsatz von hochempfindlichen Prägefolien.
Ferner zeichnen sich Flachprägedruckmaschinen auch durch optimale Betriebsbedingungen, wie gleichmässige Temperatur- und Druckverhältnisse im Bereich der Prägezone, aus. Typische Flachprägedruckmaschinen sind z.B. aus der EP 0858 888 und der WO 2009/14644 bekannt.
Bei Prägedruckverfahren, wie Prägefoliendruck, werden die Prägewerkzeuge vor Beginn des Prägeprozesses mittels einer I leizvorrichtung auf eine Bctriebstempe- ratur, z. B. auf 1 50 bis 200 °C, aufgeheizt. Die Betriebstemperatur ist beispielsweise so ausgelegt, dass eine Prägefolie mit einer Transferschicht aus Kunststoff während des Prägevorganges zwecks Erstellung einer Stoffschlussverbindung mit dem Flachmaterial durch die Wärme des Prägewerkzeuges aktiviert, insbesondere angeschmolzen, wird.
Für ein fehlerfreies Prägen und zwecks Erreichen höchster Prägequalität, ist es einerseits wichtig, die Prägewerkzeuge auf die optimale Betriebstemperatur zu erwärmen und während des Betriebes der Maschine auf dieser Temperatur zu halten. Andererseits ist es auch wichtig, dass die Betriebstemperatur über sämtliche Prägewerkzeuge gleich ist, und während des Betriebes der Maschine auch gleich gehalten werden kann. Nur auf diese Weise sind gleiche Prägebedingungen über die gesamte Werkzeugplatte garantiert, so dass keine Qualitätsunterschiede im geprägten Flachmaterial auftreten. Der Heizvorgang ist jedoch beim Thema Prägequalität nicht nur bezüglich der Einstellung der optimalen Betriebstemperatur der Prägewerkzeuge von grosser Bedeutung. Mit dem Aufheizen der Maschine findet auch eine Wärmeausdehnung von erwärmten Maschinenteilen statt. Diese Wärmeausdehnung muss beim Einstellen der Prägegeometrien bereits im Vorfeld berücksichtigt werden. Nur so wird eine präzise Prägung erreicht. Folglich ist es äusserst wichtig, dass die Maschine auf jener optimalen Betriebstemperatur betrieben wird, auf welche die Prägegeometrie vorab eingestellt worden ist. Aus dem Stand der Technik sind nun .Flachprägedruckmaschinen mit Heizvorrichtungen zum Aufheizen der Prägewerkzeuge bekannt, welche als elektrische Widerstandsheizungen ausgelegt sind. Das Aufheizen der Prägewerkzeuge auf die Betriebstemperatur mittels solcher Widerstandsheizungen nimmt jedoch sehr viel Zeit in Anspruch. So ist es nicht unüblich, dass vom Zeitpunkt der Zuschal tung der Heizvorrichtung bis Erreichen der optimalen Betriebstemperatur mehrere Stunden, z. B. 5 bis 6 Stunden, vergehen.
Dies liegt insbesondere daran, weil die thermische Energie vom Heizwiderstand der Widerstandsheizung mittels Wärmeleitung zuerst in die Werkzeugplatte und über diese in die auf der Werkzeugplatte montierten Prägewerkzeuge eingeleitet werden muss.
Ferner wird bei herkömmlichen elektrischen Widerstandsheizungen insbesondere auch der übrige Pressenkopf oder Teile davon aufgeheizt, da die Wärmeleitung in alle Richtungen erfolgt.
Die nun ebenfalls, allerdings ungewollt aufgeheizten Bauteile des Pressenkopfs unterliegen jedoch auch der Wärmeausdehnung, welche wiederum die Prägegenauigkeit beeinflusst. Daher kann der Prägeprozess erst aufgenommen werden, wenn auch der Pressenkopf auf eine stabile Betriebstemperatur aufgeheizt ist. Dies wird vorgängig bei den Prägeeinstellungen entsprechend berücksichtigt.
Die stabile Betriebstemperatur der gesamten Maschine, bei welcher keine weitere thermische Expansion einzelner Maschinenteile mehr auftritt, wird daher nur sehr langsam erreicht. Daraus resultiert die oben genannte, lange Aufheizzeit.
Im Rahmen des Bestrebens, einerseits die Produktivität zu steigern und andererseits die Betriebskosten zu senken, ist es eine Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Flachprägedruckmaschine mit Heizvorrichtung vorzuschlagen, welche sich durch eine erheblich verkürzte Aulheizzeit auszeichnet.
Die Flachprägedruckmaschine soll sich zudem für anspruchsvolle Präge au gaben eignen und gegenüber herkömmlichen Flachprägedruckmaschine keine Einbusse in der Qualität der Prägeerzeugnisse aufweisen.
Eine verkürzte Aulheizzeit führt nämlich ganz allgemein zu kürzeren Einstellungsund Umrüstzeiten und somit zu kürzeren Stillstandzeiten der Flachprägedruckmaschine.
Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Flachprägedruckmaschine mit Heizvorrichtung vorzuschlagen, welche sich durch tiefere Energiekosten auszeichnet. Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Flachprägedruckmaschine mit Heizvorrichtung vorzuschlagen, welche sich durch eine präzise, verzögerungsfreie Regelung der Werkzeugtemperatur auszeichnet. Die Heizvorrichtung bzw. die Temperaturregelung soll insbesondere das Aufheizen der Prägewerkzeuge auf eine bei sämtlichen Prägewerkzeugen gleiche Betriebstemperatur sowie das Halten dieser Betriebstemperatur erleichtern. Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Flachprägedruckmaschine mit Heizvorrichtung vorzuschlagen, mittels welcher sich möglichst zielgerichtet die Prägewerkzeuge aulheizen lassen, ohne dass weitere Maschinenteile unnötig aufge- heizt werden.
Die oben genannten Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 18 gelöst. Besondere Weiterbildungen und A u s führun gs fo rm e n der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die Flachprägedruckmaschine enthält also:
- eine Werkzeugplatte, auch Klischeeplatte genannt, mit einer Werkzeugseite, auch Klischeeseite genannt, zur Aufnahme mindestens eines Prägewerkzeuges, auch Klischee genannt, und mit einer der Werkzeugseite gegenüber liegenden Werkzeugplattenrückseite ;
- eine Grundplatte mit einer der Rückseite der Werkzeugplatte zugewandten Werkzeugplattenseite und einer der Werkzeugplattenseite gegenüber liegenden Grundplattenrückseite zur Übertragung einer auf die Werkzeugplatte ausgeübten Präge- kraft zwischen der Werkzeugplattenseite und der Grundplattenrückseite; und
- eine Heizvorrichtung zum Beheizen des mindestens einen Prägewerkzeugs.
Werkzeugplatte mit Prägewerkzeug und die Grundplatte sind insbesondere Teil eines Pressenkopfes. Die Grundplatte ist dabei mit ihrer Plattenrückseite dem Pressenkopf zugewandt. Die Grundplatte ist insbesondere über die Plattenrückseite am Pressenkopf befestigt.
Der Pressenkopf ist insbesondere oberhalb eines Pressentisches, auch Prägetisch, genannt, angeordnet, welcher eine Gegendruckplatte umfasst. Zur Ausführung eines Prägevorganges wird ein Flachmaterial und eine Prägefolienbahn zwischen Werkzeugplatte und Gegendruckplatte, welche voneinander beabstandet sind, eingeführt. Der Prägedruck erfolgt durch das Zusammenführen von Werkzeugplatte mit Prägewerkzeug und Gegendruckplatte unter Ausübung eines Press- druckes.
Gemäss einer gängigen Ausführung einer Flachprägedruckmaschine wird beim Prägevorgang die Gegendruckplatte zur stationären Werkzeugplatte hin bewegt. Der Pressendruck wird folglich von der Gegendruckplatte bzw. Pressentisch auf die Werkzeugplatte bzw. den Pressenkopf ausgeübt. Bei diesem Vorgang wird der Pressendruck von der Werkzeugplatte über die Grundplatte in den übrigen Pressen- kopf eingeleitet.
Da die Flachprägedruckmaschine bezüglich der Prägewerkzeuge umrüstbar sein muss. ist die Werkzeugplatte insbesondere über eine Halterung lösbar am. Pressenkopf befestigt. Zum Auswechseln der Prägewerkzeuge wird die Werkzeugplatte vom Pressenkopf gelöst und z. B. über eine Führungseinrichtung in eine Rüstposition bewegt, in welcher die Werkzeugplatte mit Prägewerkzeugen bestückt werden kann. Nach erfolgter Umrüstung wird die Werkzeugplatte über die Führungseinrichtung wieder in ihre Betriebsposition zurück bewegt und mittels Halterung am Pressenkopf befestigt.
Die Grundplatte verbleibt bei diesem V organg insbesondere stationär am Pressen- köpf. Die Grundplatte kann allerdings ebenfalls lösbar am Pressenkopf befestigt sein.
Die Heizvorrichtung ist nun eine Induktionsheizvorrichtung mit einem Induktor. In einer Induktionsheizvorrichtung wird mittels eines von Wechselstrom durchflossenen Induktors ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, welches in einem zu erwärmenden, elektrisch leitfähigen Körper Wirbelströme und gegebenenfalls auch Ummagneti- sierungsverluste induziert, welche eine Erwärmung des Körpers bewirken. Der Induktor ist also ein induktives Heizmittel.
Der Induktor ist derart ausgebildet und zwischen der Werkzeugplattenseite und Grundplattenrückseite angeordnet, dass ein auf der Werkzeugplattenseite über die Grundplatte hinausreichendes magnetisches Wechselfeld zum induktiven 1 Ieizen einer induktiv heizbaren Werkzeugplatte jenseits der Werkzeugplattenseite und ausserhalb der Grundplatte erzeugt werden kann. Das magnetische Wechselfeld reicht insbesondere in die Werkzeugplatte hinein.
Die Induktionsheizvorrichtung enthält insbesondere eine Einrichtung zur Bereitstellung von Wechselstrom mit der benötigen Frequenz. Die Einrichtung kann insbesondere eine Leistungseinheit, z.B. mit einem Frequenzumrichter, umfassen, welche die elektrische Leistung in der benötigten Frequenz zur Verfügung stellt.
Die Wärme entsteht also unmittelbar im zu erwärmenden Körper selbst und muss folglich nicht durch Wärmeleitung auf diesen übertragen werden. Entsprechend ist die Wärmeleistung gut steuerbar und der Wirkungsgrad insbesondere bei ferromag- netischen Materialien sehr hoch.
Die Induktionsheizvorrichtung ist nun dazu ausgelegt, die Werkzeugplatte induktiv aufzuheizen, wobei ein magnetisches Wechselfeld mittels Induktor gezielt in der Werkzeugplatte angelegt wird.
Die Prägewerkzeuge werden durch Wärmeleitung indirekt über die Werkzeugplatte aufgeheizt.
Die Induktionsheizvorrichtung kann auch dazu ausgelegt sein, zusätzlich die auf der Werkzeugplatte montierten Prägewerkzeuge induktiv aufzuheizen. In diesem Fall wird das magnetische Wechselfeld mittels Induktor auch in den Prägewerkzeugen angelegt.
So kann die Induktionsheizvorrichtung sowohl die Prägewerkzeuge als auch die Werkzeugplatte induktiv aufheizen, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Wirkungsgraden.
Allerdings können die Prägewerkzeuge je nach Anwendungsbereich, d.h. je nach den zu prägenden Materialien sowie in Abhängigkeit von den herrschenden Präge - drücken und Prägetemperaturen aus unterschiedlichen Werkstoffen wie Messing, Stahl, Magnesium oder Aluminium gefertigt sein. Einige dieser Metalle weisen keine besonders guten induktiven Eigenschaften auf, so dass sich die Prägewerkzeuge vergleichsweise schlecht, d.h. insbesondere mit schlechtem Wirkungsgrad, oder gar nicht induktiv aufheizen lassen.
Ein direktes, induktives Aufheizen der Prägewerkzeuge ohne die Werkzeugplatte ebenfalls induktiv aufzuheizen, steht deshalb nicht im Vordergrund. Dies auch deshalb, weil die Masse der Werkzeugplatte für eine stabile Betriebstemperatur ebenfalls aufgeheizt werden muss. Dies geschieht schneller und effizienter, wenn die Werkzeugplatte direkt induktiv aufgeheizt wird und nicht indirekt durch Wärmeleitung über die Prägewerkzeuge.
Da die Wärme in der Werkzeugplatte erst durch die Wechselwirkung zwischen der Werkzeugplatte und dem magnetischen Wechselfeld erzeugt wird, kann die Werk- zeugplatte auch als Teil der Induktionsheizvorrichtung betrachtet werden.
Induktives Heizen weist neben dem höheren Wirkungsgrad auch den Vorteil auf, dass die induktive Wirkung durch nichtleitende Materialien, wie Kunststoff, hindurch erfolgen kann, ohne dass die nichtleitenden Materialien induktiv erwärmt werden. So können zwischen Induktor und der Heizzone, in welcher induktiv geheizt wird, nicht leitende Körper angeordnet sein, welche den Heizvorgang nicht beeinträchtigen.
Gemäss Erfindung bildet die Werkzeugplatte im Zusammenwirken mit einem mag- netischen Wechselfeld eine Heizzone aus einem induktiv erwärmbaren Werkstoff aus.
Die Heizzone in der Werkzeugplatte besteht insbesondere aus einem ferromagne- tischen Material oder enthält ein solches. Es kann auch die gesamte Werkzeugplatte aus einem ferromagnetischen Material bestehen oder dieses enthalten. Die Werkzeugplatte kann insbesondere aus Sphäroguss, insbesondere GGG40, bestehen.
Die Werkzeugplatte weist typischerweise eine Breite quer zur Prozessrichtung von 70 bis 1 10 cm und eine Länge in Prozessrichtung von 50 bis 80 cm auf. Die Höhe bzw. Dicke der Werkzeugplatte beträgt typischerweise 15 bis 20 mm.
Die Werkzeugplatte ist insbesondere einstückig ausgebildet.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung bildet die Werkzeugplatte im Bereich der Werkzeugplattenrückseite einen durchgehenden, d.h. durchgängigen Bodenbereich aus. Die Höhe des Bodenbereichs kann z. B. von 1 bis 5 mm, insbesondere von 1 bis 3 mm. betragen. Durchgehend bzw. durchgängig bedeutet, dass der Bodenbereich unterbruchlos über die gesamte Fläche der Werkzeugplatte verläuft, d.h. keine Durchbrüche aufweist.
Die in der Werkzeugplatte ausgebildete Heizzone umfasst dabei insbesondere den durchgängigen Bodenbereich. Dank des durchgängigen Bodenbereichs findet eine gleichmässige und schnelle Querverteilung der im Bodenbereich induktiv erzeugten thermischen Energie statt. Die Induktionsheizvorrichtung ist entsprechend so ausgelegt, dass das magnetische Wechselfeld in die Werkzeugplatte und insbesondere in dessen Bodenbereich gerichtet ist. Die in der Werkzeugplatte erzeugten Wirbelströme sorgen für eine rasche und gleichmässige Erwärmung derselbigen.
Gemäss einer Weiterbildung der Werkzeugplatte enthält diese eine Mehrzahl von Vertiefungen, welche zur Werkzeugseite hin offen sind und zur Plattenrückseite hin vom durchgängigen Bodenbereich abgelöst werden. D. h. die Vertiefungen sind zwischen der Werkzeugseite und Plattenrückseite nicht durchgängig ausgebildet sondern werden vom Bodenbereich begrenzt. Die Vertiefungen verlaufen quer zu den durch die Werkzeugseite und Plattenrückseite ausgebildeten Aullageflächen.
Die Vertiefungen dienen als Befestigungshilfe für die an der Werkzeugseite lösbar befestigten Prägewerkzeuge. Sie bilden in der Werkzeugplatte folglich eine Befestigungszone aus.
Die Vertiefungen können mittels Bohren oder Fräsen in die Werkzeugplatte eingebracht sein. Die Vertiefungen sind insbesondere als Bohrungen in der Werkzeugplatte ausgeführt. Die Vertiefungen sind insbesondere Sacklöcher.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die Werkzeugplatte mehrteilig ausgebildet ist und z. B. eine Trägerplatte mit durchgängigen Löchern sowie eine auf ihrer Rückseite anliegende Bodenplatte umfasst. Die Bodenplatte bildet den durchgängigen Bodenbereich aus. Die Bodenplatte ist aus einem ferromagnetischen Werkstoff oder enthält diesen. Die Bodenplatte kann über eine Stoffschlussverbindung wie Löten oder Schweissen mit der Trägerplatte verbunden sein. Eine mechanische Verbindung ist auch denkbar.
Eine besondere Ausführung einer solchen Werkzeugplatte ist das im Stand der Technik bekannte Wabcnlündamcnt. Allerdings unterscheidet sich die vorliegende Werkzeugplatte vom bekannten Wabenfundament dadurch, dass die Vertiefungen in der Werkzeugplatte nicht als von der Werkzeugseite zur Plattenrückseite durchgängige Löcher ausgebildet sind, sondern zur Plattenrückseite hin vielmehr abgeschlossen sind und im Übergang zum durchgängigen Bodenbereich enden.
Der Induktor ist insbesondere als gewundener elektrischer Leiter ausgebildet. Seine Krümmungen sind insbesondere in einer Ebene parallel zur Auflagefläche, welche an der Werkzeugplattenseite ausgebildet wird, angeordnet. Der Induktor kann insbesondere eine Flachspule, wie Spiral-Flachspule, sein.
Die Grundplatte bildet auf der Werkzeugplattenseite eine ebene Auflagefläche aus. Die Auflagefläche ist, allenfalls mit Ausnahme eines Durchbruchs für einen Temperatursensor, insbesondere durchgängig. Die Grundplatte bildet auf ihrer Rückseite eine ebene Auflagefläche aus. Die Auflagefläche ist insbesondere nicht durchgängig ausgebildet. Die Auflagefläche kann insbesondere von Vertiefungen bzw. Ausnehmungen zur Aufnahme des Induktors bzw. von Feldleitelementen unterbrochen sein. Über die genannten Auflageflächen werden insbesondere die eingangs genannten Prägedrücke zwischen der Werkzeugplatte und dem übrigen Pressenkopf übertragen.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung nimmt die Grundplatte den Induktor auf. Das heisst, der Induktor ist in die Grundplatte eingelassen. Eingelassen bedeutet insbesondere dass der Induktor sich nicht über die Auflagefläche der Rückseite hinaus erstreckt.
Grundplatte und Induktor sind so gemeinsam Teil eines Heizmoduls. Der Induktor kann zum Beispiel in Vertiefungen bzw. Ausnehmungen der Grundplatte eingelassen sein. Die Vertiefungen bzw. Ausnehmungen können z. B. schlitzförmig sein. Die Vertief ungen bzw. Ausnehmungen sind zur Grundplattenrückseite hin offen.
Die Grundplatte weist zur Werkzeugplattenseite hin insbesondere einen Bodenbereich auf. Die Vertiefungen bzw. Ausnehmungen für den Induktor sind zur Werkzeugplattenseite hin insbesondere durch den Bodenbereich begrenzt.
Der Bodenbereich ist, allenfalls mit Ausnahme eines Durchbruchs für einen Temperatursensor, insbesondere durchgängig.
Der Induktor kann zum Beispiel in den Vertiefungen bzw. Ausnehmungen der Grundplatte eingegossen oder verklebt sein.
Es ist allerdings auch möglich, dass der Induktor bereits bei der Herstellung der Grundplatte in die Grundplatte integriert wird. In diesem Fall ist der Induktor allseitig von Trägermaterial der Grundplatte umschlossen. Die Werkzeugseite und die Rückseite weisen beide, allenialls mit Ausnahme eines Durchbruchs für einen Temperatursensor, eine durchgängige Auflagelläche auf.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung sind zwischen dem Induktor und der Grundplattenrückseite Feldleitelemente mit ferrimagnetischen Eigenschaften ange- ordnet. Die Feldleitelemente dienen der Umlenkung und gegebenenfalls auch der Modulierung des magnetischen Wcchselfeldes. Damit soll erreicht werden, dass das magnetische Wechselfeld einerseits optimal in die Werkzeugplatte geleitet wird und andererseits möglichst nicht in den übrigen Pressenkopf eindringt. Mit dieser Massnahme kann eine unerwünschte Erwärmung des übrigen Pressenkopfes verhin- dert oder zumindest reduziert werden. Die Feldleitelemente können z. B. Ferritkörper sein.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung nimmt die Grundplatte die Feld- leitelemente auf. Das heisst, die Feldleitelemente sind in die Grundplatte eingelassen. Eingelassen bedeutet insbesondere dass die Feldleitelemente sich nicht über die Auflagefläche der Plattenrückseite hinaus erstrecken.
Die Feldleitelemente können Teil des oben erwähnten Heizmoduls sein.
Die Feldleitelemente können zum Beispiel in Vertiefungen bzw. Ausnehmungen der Grundplatte eingelassen sein. Die Feldleitelemente können auch, wie oben als alternative Variante erörtert, zusammen mit dem Induktor ebenfalls bei der 11er- stellung der Grundplatte in diese integriert werden.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist auf der Grundplattenrückseite ein flächiges Abschirmelement mit wenigstens einer Schicht aus einem elektrisch leitenden Material angeordnet. Das Abschirmelement deckt die Auflagefläche der Grundplattenrückseite flächig ab. insbesondere vollflächig. Das Abschirmelement liegt der Auflagefläche insbesondere an.
Das Abschirmelement ist nicht oder nur wenig induktiv erwärmbar. Das Abschirmelement schirmt auf diese Weise den übrigen Pressenkopf im rückseitigen Bereich der Grundplatte wenigstens teilweise vom magnetischen Wechselfeld ab, ohne dass das Abschirmelem ent selbst ebenfalls nennenswert erwärmt wird. Diese Massnahme trägt dazu bei, eine Erwärmung des übrigen Pressenkopfes zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Das Abschirmelement ist insbesondere aus einem elektrisch sehr gut leitenden Metall wie Aluminium oder Kupfer oder enthält dieses. Das Abschirmelement kann insbesondere als Platte oder Blech ausgebildet sein. Die Grundplatte besteht insbesondere aus einem Trägermaterial, welches elektrisch nicht leitend ist. Das Trägermaterial der Grundplatte ist insbesondere thennisch isolierend ausgebildet. Auf diese Weise kann die in der Werkzeugplatte erzeugte thermische Energie nicht mittels Wärmeleitung durch die Grundplatte hindurch über die G rundp 1 atten rück seile in den übrigen Pressenkopf eindringen. Die Grundplatte isoliert also den oberhalb angeordneten Pressenkopf gegenüber der unterhalb angeordneten Werkzeugplatte thermisch.
Das Trägermaterial zeichnet sich ferner insbesondere durch seine Formhaltigkeit, mechanische Festigkeit, insbesondere Druckfestigkeit, sowie Temperaturbeständig- keit aus. Druckfestigkeit bedeutet, dass die Grundplatte Pressdrücke, wie sie beim Prägen auftreten, aufnehmen bzw. zwischen der Werkzeugplatte und dem übrigen Pressenkopf übertragen kann, ohne dabei strukturell beschädigt, insbesondere deformiert zu werden. Das Trägermaterial kann beispielsweise gegen Drücke von bis zu 600 N/mm beständig und entsprechend anwendbar sein. Das Trägermaterial kann beispielsweise gegen Temperaturen von bis zu 250°C beständig und entsprechend anwendbar sein.
Das Trägermaterial ist bevorzugt ein Kunststoff, insbesondere ein technischer Kunststoff oder enthält einen solchen z. B. in Form einer Matrix. Das Trägermaterial kann insbesondere ein faserverstärkter Kunststoff sein. Die Verstärkungsfasern sind insbesondere Glasfasern.
Der genannte technische Kunststoff zeichnet sich insbesondere durch seine hohen Anwendungstemperaturen und hohen Druckfestigkeiten aus. Die Fasern des faserverstärkten Kunststoffs können als textile Flächengebilde, wie Fasermatten, vorliegen. Die textilen Flächengebilde können insbesondere Kurz fasermatten oder Fein- oder Rovinggewebe sein.
Der Kunststoff, welcher bei Anwesenheit von Verstärkungsfasern die Matrix ausbildet, ist insbesondere ein z. B. auf einem Harzsystem basierender Duroplast sein. Der Kunststoff kann insbesondere aus einem Epoxid-, Polyester-, Copolymer-, Polyimid- oder Silikonharz sein oder dieses enthalten.
Die Grundplatte liegt der Werkzeugplatte in Betrieb über ihre Werkzeugseite insbesondere flächig an. Ferner liegt die Grundplatte dem übrigen Pressenkopf über ihre Plattenrückseite insbesondere flächig an. Auf diese Weise können Presskräfte zwischen Grundplatte und Werkzeugplattc bzw. zwischen Grundplatte und Pressen- köpf über die einander zugewandten Auflageflächen übertragen können.
Die einander zugewandten Auflageflächen der Grundplatte und Werkzeugplatte bzw. der Grundplatte und des Pressenkopfs liegen im Betrieb insbesondere planparallel zueinander. Bevorzugt verlaufen alle vier Auflageflächen planparallel zueinander.
Die Grundplatte kann eine Höhe bzw. Dicke von 10 bis 30 mm aufweisen. Der Tolcranzbereich bezüglich Dicke der Grundplatte liegt insbesondere bei lediglich 0.02 bis 0.05 mm. Die Grundplatte kann eine Breite von 10 bis 30 cm und eine Länge von 20 bis 50 cm aufweisen.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung enthält die Flachprägedruckmaschine eine Mehrzahl von über der Rückseite der Werkzeugplatte nebeneinander angeordneten 1 leizmodulen, mit jeweils wenigstens einer Grundplatte und einem Induktor.
Die einzelnen Heizmodule sind insbesondere einzeln steuerbar und folglich individuell betreibbar. Dadurch lassen sich einzelne Flächenbereiche der Werkzeugplatte individuell beheizen.
Die Heizzone der Werkzeugplatte lässt sich so über ihre Flächenausdehnung in einzelne Teilzonen (Teilheizzonen) unterteilen, welche individuell beheizbar sind.
Dies ist beispielweise von Bedeutung, wenn in Prozessrichtung ein vorderer, zur Ausgangsseite des Prägebereichs hin angeordneter Werkzeugpl a ttenbere i c Ii und/oder ein hinterer zur Eingangsseite des Prägebereichs hin angeordneter Werkzeugplattenbereich aufgrund eines Blasluftstroms oder allgemein aufgrund der Nähe zur kühleren Umgebung einen höheren Wärmeverlust erfährt als z. B. ein mittlerer Werkzeugplattenbereich.
Ein Blasluftstrom wird z. B. bei Bogenmaschinen ausgangsseitig und bei Endlosbahn-Maschinen eingangs- und ausgangsseitig vom Prägebereich zum Separieren der Folienbahn vom Flachmaterial eingesetzt.
Mit Prozessrichtung ist dabei jene Richtung gemeint, in welcher das Flachmaterial im Betrieb durch den Prägebereich zwischen Prägewerkzeug und Gegendruckplatte transportiert wird.
Um nun während des Betriebes trotzdem eine homogene Temperatur über die gesamte Flächenausdehnung der Werkzeugplatte zu gewährleisten, kann nun der vordere bzw. hintere Bereich mit mehr Heizleistung versorgt werden als der mittlere Bereich. Die Flachprägedruckmaschine gemäss dieser Weiterbildung enthält insbesondere mehrere, in Prozessrichtung hintereinander angeordnete Heizmodule.
Die Flachprägedruckmaschine gemäss dieser Weiterbildung kann auch mehrere in Prozessrichtung nebeneinander angeordnete Heizmodule enthalten. Es ist jedoch auch möglich, dass sich die Heizmodule, bezogen auf die Prozessrichtung, über die gesamte Querausdehnung der Werkzeugplatte erstrecken.
Ferner ist es auch denkbar, dass die Flachprägedruckmaschine in Prozessrichtung sowohl mehrere hintereinander als auch mehrere nebeneinander angeordnete Heizmodule enthält.
Zur individuellen Regelung der Temperatur der einzelnen Teilzonen, muss auch in jeder Teilzone die Temperatur ermittelt werden können. Hierzu umfasst jedes Heiz- modul eine Einrichtung zur Erfassung der Temperatur in der entsprechenden Teilzone, insbesondere eine Temperaturmesseinrichtung mit wenigstens einem Temperatursensor, wie nachfolgend beschrieben.
Gemäss der genannten Weiterbildung kann für jeden Induktor eines Heizmoduls eine eigene Leistungseinheit zugeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Induktoren der Heizmodule über eine gemeinsame Leistungseinheit mittels Multi- plexer individuell mit Leistung versorgt werden.
Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält die Heizvorrichtung eine Einrichtung zum Ermitteln bzw. Erfassen wenigstens einer Temperatur der Werkzeugplatte, insbesondere einer Temperatur in der Heizzone der Werkzeugplatte. Die Einrichtung kann Teil des Heizmoduls sein.
Die Temperatur wird, bezogen auf die Flächenausdehnung der Werkzeugplatte, insbesondere wenigstens an einer Stelle bzw. in wenigstens einem Bereich der Werkzeugplatte ermittelt. Die Einrichtung kann insbesondere auch zum Ermitteln der Temperatur an mehreren Stellen bzw. Bereichen der Werkzeugplatte ausgelegt sein.
Umfasst die l leizzone einen durchgängigen Bodenbereich der Werkzeugplatte, so wird insbesondere eine Temperatur des Bodenbereichs ermittelt bzw. gemessen.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist die oben genannte Einrichtung eine Temperaturmesseinrichtung mit wenigstens einem Temperatursensor zum Messen einer Temperatur der Werkzeugplatte, insbesondere des Bodenbereichs. Der Tempe- ratursensor kann z, B. ein Ptl OO-Scnsor sein.
Der Temperatursensor ist insbesondere an einem Sensorträger angebracht. Der Sensorträger ist insbesondere in einer Ausnehmung in der Grundplatte eingelassen. Die Ausnehmung weist zur Werkzeugplattenseite hin eine Öffnung auf.
Die Temperaturmesseinrichtung ist so ausgelegt, dass der Temperatursensor im Betrieb mit der Werkzeugplatte, insbesondere mit dem Bodenbereich, einen Messkontakt ausbildet. Damit nun die Werkzeugplatte z. B. bei einem Umrüstvorgang relativ zur Grundplatte bewegt werden kann, ohne den Temperatursensor zu beschädigen, kann die Temperaturme s s einrichtung einen Bewegungsmechanismus enthalten, über welchen der Temperatursensor relativ zur Grundplatte beweglich an der Grundplatte befestigt ist. Der Bewegungsmechanismus ist so ausgebildet, dass der Temperatursensor mittels des Bewegungsmechanismus' wenigstens zwischen einer Messposition, in welcher der Temperatursensor mit der Werkzeugplatte in Betriebsstellung einen Messkontakt ausbildet, und einer, von der Messposition verschiedenen Rüstposition, welche der Temperatursensor beim (Um-)Rüsten der Werk/.eugplatte einnimmt, bewegbar ist. Die Messposition ist so ausgelegt, dass der Ternperatursensor mit der Werkzeugplatte in Betriebsstellung einen physischen Messkontakt eingeht. Der Ternperatursensor ist hierzu in der Messposition insbesondere bündig mit der Auflagefläche der Werkzeugplattenseite ausgerichtet oder steht dieser vor.
Der Bewegungsmechanismus kann ein Rückstellelement enthalten, welches dazu ausgelegt ist, den Temperatursensor bei Weglallen einer direkt oder indirekt auf den Temperatursensor wirkenden Verstellkraft mittels einer Rückstellkraft in eine der beiden Position, insbesondere in die Rüstposition zu bewegen.
Gemäss einer ersten Weiterbildung 'Temperaturmesseinrichtung, wie sie beispielsweise anhand des Ausführungsbeispiels nach Figur 8a und 8b gezeigt wird, ist nun die Rüstposition so ausgelegt, dass der Temperatursensor von der Auflagefläche der Werkzeugplattenseite beabstandet in der Grundplatte angeordnet ist. Das heisst der Temperatursensor ist in die Grundplatte zurückgezogen.
Entsprechend ist der Temperatursensor über den Bewegungsmechanismus zur Werkzeugplattenseite hin in die Messposition und von dieser zurück in die Rüstposition bewegbar.
Der Bewegungsmechanismus kann einen Antrieb aufweisen. Der Antrieb kann z. B. pneumatisch oder hydraulisch erfolgen. Der Antrieb bewegt den Temperatursensor z. B. mittels einer pneumatisch oder hydraulisch ausgeübten Verstellkraft mittels einer Führung von der Rüstposition in die Messposition.
Der Bewegungsmechanismus kann ferner ein Rückstellelement, wie Rückstellfeder (Zugfeder), enthalten, welches dafür sorgt, dass bei einem Absenken oder Wegfallen der Verstellkraft der Temperatursensor durch die Rückstellkraft des Rückstellelements von der Messposition in die Rüstposition zurückgeführt wird. Gemäss einer zweiten Weiterbildung der Temperaturmesseinrichtung, wie sie beispielsweise anhand des Ausfuhrungsbeispiels nach Figur 9 gezeigt wird, ist die Rüstposition so ausgelegt, dass der Temperatursensor der Auflagefläche der Werkzeugplattenseite vorsteht. Das heisst der Temperatursensor ragt aus der Grundplatte heraus.
Entsprechend ist der Temperatursensor über den Bewegungsmechanismus zur Auflagefläche hin in die Messposition bewegbar und aus der Messposition von der Grundplatte weg in die Rüstposition bewegbar.
Die Ermittlung der Temperatur an der Werkzeugplatte dient insbesondere zur Regelung der Temperatur der Werkzeugplatte.
Hierzu enthält die Flachprägedruckmaschine insbesondere eine Einrichtung zur Re- gelung der Temperatur der Werkzeugplatte basierend auf Temperaturwerten, welche von der Einrichtung zum Ermitteln der Temperatur erfasst werden. Die Heizleistung der Induktionsheizvorrichtung wird dabei durch die Regelungs-Einrichtung festgelegt. Die Flachprägedruckmaschine weist im Weiteren insbesondere eine Folienbahn füh- rung zur Führung der Folienbahn durch den Prägebereich zwischen Prägewerkzeug und Gegendruckplatte auf. Die Prägefolic kann eine Metallfolie, eine Kunststofffolie oder eine Verbundfolie sein. Die Prägefolie kann eine Bild- oder Farbfolie sein. Ferner weist die Flachprägedruckmaschine insbesondere eine Transportvorrichtung für das Flachmaterial auf. Die Transportvorrichtung enthält eine Zuführeinrichtung zum Zuführen des Flachmaterials in den Prägebereich zwischen Prägewerkzeug und Gegendruckplatte sowie eine Wegführeinrichtung zum Wegführen des Flachmaterials aus dem Prägebereich nach erfolgter Prägung. Das Flachmaterial ist insbesondere flexibel. Das Flachmaterial ist z. B. aus Papier, Karton, Kunststoff, Metall oder einem Verbund davon. Das Flachmaterial kann in Form einzelner Bogen (Bogenmaschine) oder in Form einer Endlosbahn (Endlosbahn-Maschine) zugeführt werden.
Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, dass die reduzierten Einstell- und Umrüstzeiten dank kürzerer Aufheizzeit zu einer höheren Produktivität der Flachprägedruckmaschine führen. So kann die Aufheizzeit mit der erfmdungsgemässen Flachprägedruckmaschine auf weniger als eine Stunde reduziert werden.
Gleichzeitig ist dank der geringen Reaktionszeiten der Induktionsheizvorrichtung eine präzisere Temperaturlührun möglich, wodurch die Prägequalität gesteigert und der Ausschuss verringert werden kann. Damit kann auch der Bereich anspruchsvoller Prägeaufgaben wesentlich erweitert werden.
Im Weiteren zeichnet sich die Induktionsheizungsvorrichtung auch durch einen stark reduzierten Energieverbrauch aus, da die thermische Energie direkt im aufzuheizenden Körper erzeugt werden kann und eine unnötige Aufheizung weiterer Maschinenteile ausbleibt.
Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Ausfuhrungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch: Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Flachprägedruckmaschine mit Induktionsheizvorrichtung;
Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt der Figur 1 aus dem Bereich der Induktionsheizvorrichtung;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Prägebereichs; Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Induktors als gewundener elektrischer Leiter;
Fig. 5a eine Draufsicht der Grundplatte zur Aufnahme eines Induktors gemäss
Figur 4;
Fig. 5b die Grundplatte nach Fig. 5a mit einem Induktor und ierrimagnetischen
Elementen;
Fig. 6 eine Draufsicht einer Anordnung von vier benachbarten Heizmodulen mit jeweils einer Grundplatte für eine Werkzeugplatte einer Endlosbahnmaschine;
Fig. 7 eine Draufsicht einer Anordnung von sechs benachbarten Heizmodulen mit jeweils einer Grundplatte für eine Werkzeugplatte einer Bogen- maschine;
Fig. 8a eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform einer Temperaturmesseinrichtung;
Fig. 8b eine perspektivische Ansicht der Temperaturmesseinrichtung nach Figur
8a;
Figur 9 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer Tempera- turmesseinrichtung.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Für das Verständnis der Erfindung sind gewisse Merkmale, beispielsweise nicht erfmdungswesentliche Merkmale, in den Figuren nicht dargestellt. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stehen beispielhaft für den Erfmdungs ge genstand oder dienen seiner Erläuterung und haben keine beschränkende Wirkung.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Flachprägedruckmaschine 1 . Die Maschine 1 enthält eine Flachbettpresse 4 mit einem Prägetisch 8 und einem Pressenkopf 7. Der Prägetisch 8 umfasst eine Gegendruckplatte 9.
Am Pressenkopf 7 ist eine Grundplatte 10 einer Induktionsheizvorrichtung 3 ange- ordnet. Die Grundplatte 10 weist eine Plattenrückseite 1 1 mit einer ersten Auflage- fläche und eine der Plattenrückseite 1 1 gegenüber liegende Werkzeugplattenseite 12 mit einer zweiten Auflagefläche auf. Die Grundplatte 10 liegt mit der Auflagefläche der Plattenrückseite 1 1 einem Befestigungsbauteil des Pressenkopfes 7 flächig an und ist mit diesem mechanisch verbunden.
Der Pressenkopf 7 umfasst ferner eine Werkzeugplatte 20. Diese bildet eine Plattenrückseite 35 mit einer ersten Auflagefläche und eine der Plattenrückseite 35 gegenüber liegende Werkzeugseite 36 mit einer Werkzeugaul ahmefläche aus (siehe auch Figur 2).
Die Werkzeugplatte 20 liegt in Betrieb mit der Auflagefläche der Plattenrückseite 35 der Auflagefläche der Werkzeugplattenseite 12 der Grundplatte 10 an. Die Werkzeugplatte 20 ist dabei lösbar am Pressenkopf 7 befestigt. Auf der Werkzeugseite 36 der Werkzeugplatte 20 sind Prägewerkzeuge 23 lösbar befestigt.
Die Werkzeugplatte 20 ist als Wabenfundament ausgebildet und enthält zur Befestigung der Prägewerkzeuge einen Wabenbereich 22, welcher eine Befestigungszone ausbildet, mit einer Mehrzahl von quer zur Auflagefläche verlaufenden Sacklöcher 31. Die Sacklöcher 31 werden zur Plattenrückseite 35 hin durch einen durchgängigen Bodenbereich 21 begrenzt.
Ebenfalls schematisch dargestellt ist eine Zuführeinrichtung 41 für das als Flach- material 5 sowie eine Wegführeinrichtung 42 für das Flachmaterial 5. Ist die Flachprägedruckmaschine 1 als Bogenmaschine ausgeführt, so liegt das Flachmaterial 5 als Bogen 5.1 vor. Die Zuführeinrichtung 41 umfasst in diesem Fall einen Anleger und die Wegiühreinrichtung 42 einen Ausleger.
Ist die Flachprägedruckmaschine 1 als End 1 o sbahnmaschi ne ausgeführt, so liegt das Flachmaterial 5 als Endlosbahn 5.2 vor. Die Zuführeinrichtung 41 umfasst in diesem Fall eine Abwickeleinheit und die Wegführeinrichtung 42 eine Aufwickeleinheit. In Figur 1 sind beide Varianten schematisch dargestellt.
Die Flachprägedruckmaschine 1 umfasst im Weiteren eine Folienbahnführung 2 zur Führung einer Prägefolienbahn 6 durch den Prägebereich zwischen Werkzeugplatte 20 und Gegendruckplatte 9.
Die Flachprägedruckmaschine 1 umfasst im Weiteren eine Maschinensteuerung 43 zur Steuerung der Flachbettpresse 4 sowie der Folienbahnführung 2 und der Zu- und Wegfuhreinrichtung 41 , 42. Die I Ieizeinrichtung 3 umfasst ferner eine Regelungseinrichtung 44 zur Regelung der Temperatur der Werkzeugplatte 20. Die Regelungseinrichtung 44 ist hier in die Maschinensteuerung 43 integriert.
Zur Durchführung eines Prägevorganges werden Prägefolie und Flachmaterial 5 zwischen die Werkzeugplatte 20 und Gegendruckplatte 9 eingeführt und positioniert. Während das Flachmaterial 5 in Prozessrichtung X eingeführt wird, kann die Prägefolie ebenfalls in Prozessrichtung X oder entgegen der Prozessrichtung X eingeführt werden. Das Flachmaterial 5 liegt der Gegendruckplatte 9 auf. Die Präge folie 6 ist zwischen Flachmaterial 5 und Werkzeugplatte 20 angeordnet.
Durch Hochfahren (siehe Pfeile) des Prägetisches 8 wird die Gegendruckplatte 9 unter Ausübung eines Prägedruckes an die ortsfeste Werkzeugplatte 20 gepresst. Nach Abschluss des Prägevorganges wird der Prägetisch 8 mit der Gegendruckplatte 9 wieder nach unten bewegt. Der Prägetisch 8 fühlt so einen Prägehub H aus. Das geprägte Flachmaterial 5 wird anschliessend in Prozessrichtung X weiterbewegt. In Prozessrichtung X austrittsseitig vom Prägebereich ist eine Druc k 1 u t-E i n ri cht un g 40 zur Erzeugung eines Blasluftstromes zwecks Separierung des geprägten Flachmaterials 5 von der Folienbahn 6 angeordnet (siehe Figur 3, 6 und 7). Die Druckluft-Einrichtung 40 ist z. B. ein Gebläse. Zur Ausfühi'ung des Prägevorganges müssen die Prägewerkzeuge 23 allerdings zuvor auf eine Prägetemperatur erwärmt werden.
Hierzu ist die Grundplatte 10 Teil einer Induktionsheizvorrichtung 3. Ein Induktor 16 in Ausführung einer Flaehspulc (siehe auch Figur 4) ist in die Grundplatte 10 eingelassen und zwischen der Werkzeugplattenseite 12 und Plattenrückseite 1 1 angeordnet. Der Induktor 16 ist hierzu von der Plattenrückseite 1 1 in Schlitzöffnungen 33 in der Grundplatte 10 eingelegt und in dieser z. B. mit einem Kleber verklebt oder mit einem Vergussmaterial vergossen. Die Schlitzöffnungen 33 sind entsprechend zur Plattenrückseite 1 1 hin offen. Die Flachspule 16 ist planparallel zur Auflagefläche an der Werkzeugplattenseite 12 angeordnet.
Die Figur 5a zeigt hierzu eine Draufsicht der Grundplatte 10 zur Plattenrückseite 1 1 hin. Die Plattenrückseite 1 1 zeigt unter anderem die Schlitzöffnungen 33 für die Flachspule 16 sowie eine Durchgangsöffnung 34 für die weiter unten noch beschriebene Sensoreinheit 26. Das Trägermaterial 13 der Grundplatte 10 ist ein glasfaserverstärkter Kunststoff und entsprechend elektrisch nicht leitend, jedoch durchlässig für das erzeugte magnetisches Wechselfeld 19.
Mittels einer Leistungseinheit (nicht gezeigt) wird nun zur Inbetriebnahme der Induktionsheizvorrichtung 3 der Induktor 16 mit einem Wechselstrom gespiesen. Durch die Ausbildung und Anordnung des Induktors 16 wird nun ein magnetisches Wechselfeld 19 erzeugt, welches in den Bodenbereich 21 der Werkzeugplatte 20 eindringt und diesen induktiv erwärmt.
Zwischen der Auflagefläche der Plattenrückseite 1 1 und dem Induktor 16 sind im Weiteren ferrimagnetische Körper 18 in der Grundplatte 10 angeordnet. Die ferrimagnetischen Körper 18 sind von der Plattenrückseite 1 1 her in Ausnehmungen in der Grundplatte 10 eingelassen. Die ferrimagnetischen Körper 18 dienen der Umlenkung des magnetischen Wechselfeldes zur Werkzeugplatte 20 hin und somit auch der Abschirmung des übrigen Pressenkopfes 7 auf der Plattenrückseite 1 1.
Die Figur 5b zeigt hierzu die Draufsicht eines Heizmoduls mit Blickrichtung auf die Rückseite 1 1 der Grundplatte 10. Das Heizmodul umfasst die in die Schlitzöffnungen 33 der Grundplatte eingelegte Flachspule 16 sowie die oben genannten ferrimagnetischen Körper 18, welche ebenfalls in Vertiefungen der Grundplatte 10 zwischen der Flachspule 16 und der Auflagefläche der Plattenrückseite 1 1 angeordnet sind. Im Weiteren liegt der Rückseite 1 1 der Grundplatte 10 ein Abschirmelement 17 in Form eines Aluminiumblechs in einer Dicke von z. B. 0.2 mm an (Figur 2). Das Abschirmelement 17 dient der Abschirmung des übrigen Pressenkopfes 7 vor dem magnetischen Wechselfeld. Dadurch soll ein induktives Erwärmen des übrigen Pressenkopfes 7 verhindert werden. Das Abschirmelement 17 kann im Übrigen ebenfalls Teil des Heizmoduls sein. Die im Bodenbereich 21 der Werkzeugplatte 20 induktiv erzeugte Wärmeenergie wird nun mittels Wärmeleitung zur Werkzeugseite 36 hin und von dort in die Prägewerkzeuge 23 geleitet. Gleichzeitig sorgt die Wärmeleitung innerhalb des durchgängigen Bodenbereichs 21 parallel zur Auflagefläche der Plattemückseite für eine homogene Temperatur über die gesamte Ausdehnung der Werkzeugplatte 20.
Die Figur 6 zeigt eine besondere Ausfuhrungsform einer Induktionsheizvorrichtung für eine Endlosbahnmaschine mit vier Heizmodulen mit jeweils einer Grundplatte 10.1 bis 10.4 und einem Induktor. Die vier Heizmodule sind auf der Rückseite der Werkzeugplatte 20 in Prozessrichtung X hintereinander angeordnet. Die Werkzeugplatte 20 ist in Figur 6 der Vollständigkeit halber noch punktiert eingezeichnet. Die WerkzeugplaUc 20 weist eine Länge L in Prozessrichtung X und eine Breite B quer zur Prozessrichtung X auf. Ebenfalls eingezeichnet sind je eine eingangs- und aus- gangsseitig angeordnete Druckluft-Einrichtung 40 zur Erzeugung eines Blasluftstromes.
Die Aufteilung der Heizzone der Werkzeugplatte 20 in mehrere Teilzonen, welche jeweils von einem Heizmodul geheizt werden, erlaubt das individuelle beheizen einzelner Teilzonen der Werkzeugplatte 20.
Die Figur 7 zeigt eine Ausführungsform für eine Bogenmaschine mit insgesamt sechs Heizmodulen 10.1 bis 10.6. Eingangsseitig sind vier Heizmodule 10.3 bis 10.6 quer zur Prozessrichtung X nebeneinander angeordnet. Ausgangsseitig sind zwei weitere Heizmodule 10.3 bis 10.6 quer zur Prozessrichtung X nebeneinander angeordnet.
Ebenfalls eingezeichnet sind zwei ausgangsseitig angeordnete Druckluft-Einrichtungen 40 zur Erzeugung eines Blasluftstromes. Wird beispielsweise, wie in Figur 6 und 7 dargestellt, ausgangsseitig und gegebenenfalls auch eingangsseitig vom Prägebereich mittels einer Druc k 1 u ft- Ei nr i chtung 40 Blasluft eingeblasen, so kühlt die eingangsseitige bzw. ausgangsseitigc Teilzone schneller ab, als die mittleren Teilzonen der Heizzone.
Dank der vorliegenden Anordnung mehrerer Heizmodule gemäss Figur 6 und 7 lässt sich nun die ausgangsseitige und gegebenenfalls auch die eingangsseitige Teilzone stärker beheizen als die mittleren Teilzonen. Dadurch kann trotz unterschiedlich starker Wärmeverluste über die Flächenausdehnung der Werkzeugplattc eine homogene Temperatur der Werkzeugplatte 20 über sämtliche Teilzonen gewährleistet werden.
Um die unterschiedlichen Temperaturen in den einzelnen Teilzonen zu erfassen, weist jedes Heizmodul jeweils einen Temperatursensor 25.1 bis 25.4 (Figur 6) bzw. 25.1 bis 25.6 (Figur 7) auf, mit welchem die Temperatur in der entsprechenden Teilzone gemessen wird.
Die Figur 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch den Prägebereich einer Prägedruckmaschine mit einer Werkzeugplatte 20 und zwei auf deren Platten- rückseite 35 nebeneinander angeordneten Heizmodulen mit jeweils einer Grundplatte 10.1 , 10.2. Die 1 Ieizmodule sind individuell betreibbar, so dass in Prozessrichtung X betrachtet eine vordere und eine rückwärtige Teilzone der durch den Bodenbereich 21 ausgebildeten Heizzone unabhängig voneinander beheizbar sind.
Damit die Temperatur des Bodenbereichs 21 der Werkzeugplatte 20 in den Teilzonen und folglich die Temperatur der Prägewerkzeuge 23 über die Temperaturregelungseinrichtung 44 geregelt werden kann, enthält das jeweilige Heizmodul jeweils eine Temperaturmesseinrichtung mit einem Temperatursensor 25.1 , 25.2 (siehe auch Figur 8a, 8b). Die Figuren 8a und 8b zeigen eine erste Ausführungsform einer Temperaturmesseinrichtung 24 mit Sensoreinheit 26. Die Sensoreinheit 26 umfasst einen Temperatursensor 25, welcher am Ende eines beweglichen Sensorträgers 30 angebracht ist und zur Auflagefläche der Grundplatte 10 hin gerichtet ist. Der Sensorträger 30 liegt als Hülse vor und bildet den beweglichen Teil der Sensoreinheit 26 aus. Die Sensoreinheit 26 umfasst ferner ein Gehäuse 32, in welchem der Sensorträger 30 zusammen mit dem Temperatursensor 25 über eine Gleitführung entlang einer Bewegungsachsc A zwischen einer Messposition S l und einer Rüstposition S2 verschiebbar geführt ist. Eine Zugfeder 27 wirkt als Rückstellelement, welches den Sensorträger 30 zusammen mit dem Temperatursensor 25 in die Rüstposition S2 zurückfuhrt bzw. in dieser hält.
Die oben genannten Elemente bilden zusammen einen Bewegungsmechanismus zum Verschieben des Sensorträgers 30 mit dem Temperatursensor 25 aus.
Die Sensoreinheit 26 ist in einer Durchgangsöffnung 34 in der Grundplatte 10 eingelassen, wobei der Temperatursensor 25 zur Werkzeugplattenseite 12 hin gerichtet ist.
Der Bewegungsmechanismus wird durch einen Pneumatikantrieb 28 angetrieben. So wird über eine Pneumatikleitung im Hohlraum des Sensorträgers 30 ein Gasdruck aufgebaut. Übersteigt die durch den Gasdruck auf die Hülse ausgeübte Druckkraft die Rückstellkraft der Zugfeder 27, so wird der Sensorträger 30 aus der Rüstposition S2 in die Messposition S 1 bewegt. Wird der Gasdruck wieder abgebaut, so zieht die Zugfeder 27 mittels ihrer Rückstellkraft den Sensorträger 30 und folglich den Temperatursensor 25 wieder zurück in die Rüstposition S2 sobald die Rückstellkraft die Gasdruckkraft übersteigt.
Die Steuerung des Pneumatikantriebs 28 und somit der Position des Temperatursen- sor erfolgt z. B. über die Maschinensteuerung 43. Zur Übermittlung der Sensormessdaten an die Temperaturregelungseinrichtung 44 ist eine Sensorleitung 59 vorgesehen, welche vom Temperatursensor 25 durch den Hohlraum des Sensorträgers 30 nach aussen geführt ist..
Die oben beschriebene Temperaturmesseinrichtung ist insbesondere für Flachpräge- d nie kmasch inen geeignet, bei welchen die Werkzeugplatte bei der Montage nach dem (Um-) Rüsten mit einer seitlichen Bewegungskomponente an die Grundplatte herangeführt wird, so dass die Werkzeugplatte einen hervorstehenden Temperatur- sensor bei der Montage, z. B. durch Abscheren, beschädigen könnte.
Die in Figur 9 gezeigte zweite Ausführungsform einer Temperaturmesseinrichtung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform gemäss den Figuren 8a und 8b dadurch, dass diese keine Pneumatik e i nri chtung zum gesteuerten Bewegen des Sensorträgers in der Grundplatte enthält.
Die Temperaturmesseinrichtung 54 enthält eine Sensoreinheit 56. Die Sensoreinheit 56 umfasst einen Temperatursensor 55, welcher am Ende eines beweglichen Sensorträgers 60 angebracht ist und zur Auflagefläche auf der Werkzeugplattenseite der Grundplatte hin gerichtet ist. Der Sensorträger 60 liegt in Form einer Hülse vor und bildet den beweglichen Teil der Sensoreinheit 56 aus. Die Sensoreinheit 56 umfasst ferner ein Gehäuse 62, in welchem der bewegliche Sensorträger 60 mit dem Temperatursensor 55 über eine Gleitführung entlang einer Bewegungsachse A bewegbar geführt ist.
Die Sensoreinheit 56 ist in einer Du rc hgangsö ffn u ng in der Grundplatte eingelassen, wobei der Temperatursensor 55 zur Werkzeugplattenseite hin gerichtet ist.
Die Gleitführung wird durch eine, im Gehäuse 62 feststehend angeordnete Führungs- hülse 61 ausgebildet. Der bewegliche Sensorträger 60 bildet hierzu einen insbe- sondere zylinderförmigen Gleitabschnitt aus, über welchen der Sensorträger 60 entlang eines insbesondere zylinderförmigen Gleitabschnittes der Gleithülse 61 gleitend geführt ist. Die Gleitabschnitte sind insbesondere kreiszylinderförmig. Der Gleitabschnitt des beweglichen Sensorträgers 60 übergreift dabei den Gleitabschnitt der Gleithülse 61 oder - wie in Figur 9 gezeigt - greift in diesen ein.
Die Gleitabschnitte der beiden Hülsen 60, 61 sind von einer Druckfeder 57 in Form einer Schraubenfeder umfasst. Die Druck feder 57 steht mit einem Ende an einem Ansehlag am Sensorträger 60 und mit einem anderen Ende an einem Anschlag an der Führungshülse 61 an.
Die Druckfeder 57 dient als Rückstellelement, welches den druckentlasteten Sensorträger 60 zusammen mit dem Temperatursensor 55 in die Rüstposition bewegt und in dieser hält. Der Endabschnitt der Sensorhülse 60 mit dem Temperatursensor 55 ragt in der Rüstposition, z. B. um rund 0.5 mm, über die Auflagefläche der Grundplatte hinaus (siehe Figur 9).
Die oben beschriebene Temperaturmesseinrichtung ist insbesondere für Flachprägedruckmaschinen geeignet, bei welchen die Werkzeugplatte bei der Montage nach dem (Um-) Rüsten senkrecht zur Auflagefläche der Grundplatte an die Grundplatte herangeführt wird, so dass die Werkzeugplatte einen hervorstehenden Temperatursensor bei der Montage nicht beschädigen kann, sondern diesen vielmehr zurück in die Grundplatte drückt. Dadurch wird zwecks Ausbildung des Messkontaktes ein genügender Anpressdruck des Temperatursensors an die Werkzeugplatte in der Betriebsstellung garantiert.
Zur Übermittlung der Sensormessdaten an die Temperaturregelungseinrichtung 44 ist ferner eine Sensorleitung 59 vorgesehen, welche vom Temperatursensor 55 durch den Flohlraum des Sensorträgers 60 und der Gleitfülirung 61 nach aussen geführt ist.

Claims

PATENT ANSPRÜCHE
Flachprägedruckmaschine (1) enthaltend:
- eine Werkzeugplatte (20) mit einer Werkzeugseite (36) zur Aufnahme mindestens eines Prägewerkzeuges (23) und einer der Werkzeugseite (36) gegenüber liegenden Werkzeugplattenrückseite (35);
- eine Grundplatte (10) mit einer der Werkzeugplattenrückseite (35) zugewandten Werkzeugplattenseitc (12) und einer der Werkzeugplattenseite ( 12) gegenüber liegenden Grundplattenrückseite (1 1 ) zur Übertragung einer auf die Werkzeugplatte (20) ausgeübten Prägekraft zwischen der Werkzeugplattenseite (12) und der Grundplattenrückseite (1 1 ); und
- eine Heizvorrichtung zum Beheizen des mindestens einen P ge we rk zeuge s (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung eine Induktionsheizvorrichtung (3) mit einem Induktor ( 16) ist, und der Induktor (16) derart ausgebildet und zwischen der Werkzeugplattenseite (12) und Grundplattenrückseite (1 1 ) angeordnet ist, dass ein auf der Werk- zeugplattcnseite (12) über die Grundplatte (10) hinausreichendes magnetisches Wechselfeld (19) zum induktiven Heizen einer induktiv heizbaren Werkzeugplatte (20) jenseits der Werkzeugplattenseite (12) und ausserhalb der Grundplatte (10) erzeugt werden kann.
2. Flachprägedruckmaschine gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (16) in die Grundplatte (10) eingelassen ist und diese zusammen vorzugsweise Teil eines Heizmoduls ausbilden.
3. Flachprägedruckmaschine gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (16) als gewundener elektrischer Leiter ausgebildet ist, dessen Krümmungen in einer Ebene parallel zur Werkzeugplattenseite (12) angeordnet sind.
4. Flachprägedruckmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Induktor (16) und der Grundplattenrückseite (1 1 ) Feldleitelemente (18) mit ferrimagnetischen Eigenschaften angeordnet sind. 5. Flachprägedruckmaschine gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldleitelemente (18) in die Grundplatte (10) eingelassen sind und vorzugsweise Teil der Moduleinheil bilden.
Flachprägedruckmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundplattenrückseite (1 1 ) ein flächiges Abschirmelement (17) bestehend aus einem oder enthaltend ein elektrisch leitendes Material angeordnet: ist, wobei das Abschirmelement (17) die Maschine ( 1 ) im Bereich der Gmndplattenrückseite (1 1 ) wenigstens teilweise vom magnetischen Wechselfeld abschirmt.
Flachprägedruckmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (10) aus einem Trägermaterial besteht, welches elektrisch nicht leitend ist.
Flachprägedruckmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial der Grundplatte (10) ein laserverstärkter Kunststoff, insbesondere ein glasfaserverstärkter Kunststoff, ist.
9. Flachprägedruckmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugplatte (20) eine Heizzone aus einem induktiv erwännbaren Material, insbesondere enthaltend ein ferromagnetisches Material, ausbildet.
10. Flachprägedruckmaschine gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugplatte (20) im Bereich der Werkzeugplattenrückseite (35) einen durchgängigen Bodenbereich (21) ausbildet, und der durchgängige Bodenbereich (21 ) Teil der Heizzone ist.
11. Fiachprägedruckmaschine gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugplatte (20) eine Vielzahl von Vertiefungen (31 ) enthält, welche zur
Werkzeugseite (36) hin o fen sind und zur Werkzeugplattenrückseite (35) hin vor dem durchgängigen Bodenbereich (21) enden.
12. Fiachprägedruckmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass über der Werkzeugplattenrückseite (35) eine Mehrzahl von individuell betreibbaren Heizmodulen mit jeweils einer Grundplatte (10.1 - 10.4) nebeneinander angeordnet sind, zum individuellen Heizen einzelner Teilzonen der Werkzeugplatte (20). 13. Fiachprägedruckmaschine gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizvorrichtung (3) eine Einrichtung (24, 54) zum Ermitteln einer Temperatur der Werkzeugplatte (20) enthält.
14. Fiachprägedruckmaschine gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (24, 54) eine Temperaturmesseinrichtung mit einem Temperatursensor (25, 55) zum Messen einer Temperatur der Werkzeugplatte (20) enthält.
15. Fiachprägedruckmaschine gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtung (24, 54) einen Bewegungsmechanismus (27, 30, 32; 57, 60, 61 ) enthält, mittels welchem der Temperatursensor (25, 55 ) relativ zur Grundplatte (10) beweglich an der Grundplatte ( 10) befestigt ist.
Flachprägedruckmaschine gemäss Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (25, 55) mittels des Bewegungsmechanismus' (27, 30, 32; 57, 60, 61) zwischen einer Messposition (S l ), in welcher der Temperatursensor (25) mit der Werkzeugplatte (20) in Betriebsstellung einen Messkontakt ausbildet, und einer, von der Messposition (S l ) verschiedenen Rüstposition (S2), welche der Temperatursensor (25, 55) beim Rüsten der Werkzeugplatte (20) einnimmt, bewegbar ist.
Flachprägedruckmaschine gemäss einem der Ansprüche 13 bis 1 6, gekennzeichnet, durch eine Einrichtung (44) zur Regelung der Temperatur der Werkzeugplattc (20) über die Induktionsheizvorrichtung (3) basierend auf Temperaturwerten, welche von der Einrichtung (24, 54) zum Ermitteln einer Temperatur der Werkzeugplatte (20) erfasst werden.
Werkzeugplatte (20) für eine Flachprägedruckmaschine (1 ) mit einer Induktionsheizvorrichtung (3) gemäss den Ansprüchen 1 bis 17, mit einer Werkzeugseite (36) zur Aufnahme wenigstens eines Prägewerkzeuges (23) und einer der Werkzeugseite (36) gegenüber liegenden Plattenrückseite (35), wobei die Werkzeugplatte (20) eine Mehrzahl von zur Werkzeugseite (36) hin offenen Vertiefungen (31 ) zur Befestigung des wenigstens einen Prägewerkzeuges (23) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugplatte (20) zur Plattenrückseite (35) hin einen durchgängige Bodenbereich (21 ) ausbildet und die Vertiefungen (3 1 ) zur Plattenrückseite (35) hin vor dem durchgängigen Bodenbereich (21 ) enden.
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