DE10023888A1 - Heißprägeverfahren und Heißprägevorrichtung - Google Patents
Heißprägeverfahren und HeißprägevorrichtungInfo
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Abstract
Bei einem Heißprägeverfahren zum Beprägen von Einzelbogen oder Bahnen mit auf einer Prägefolienbahn vorliegendem Prägegut wird das zu bedruckende Material durch einen Prägespalt bewegt und die Prägefolienbahn so mitbewegt, daß sie sich während Prägeintervallen geschwindigkeitsgleich mit dem Bedruckstoff bewegt und außerhalb von Prägeintervallen mindestens zeitweise eine von der Bedruckstoffgeschwindigkeit abweichende Foliengeschwindigkeit hat. Erfindungsgemäß wird die Prägefolienbahn zwischen zwei ausgewählten Prägeintervallen kurzzeitig so beschleunigt, daß ein Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden, Prägegut abgebenden Prägegutbereichen der Prägefolienbahn größer wird als der entsprechende unbeprägte Bereich des Bedruckstoffes zwischen aufeinanderfolgenden Prägeorten. Dies kann dazu genutzt werden. Folienmaterial einzusparen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Heißprägeverfahren nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine insbesondere zur
Durchführung des Verfahrens geeignete Heißprägevorrichtung
nach dem Oberbegriff von Anspruch 7.
Heißprägeverfahren bzw. -vorrichtungen dieser Art werden zum
Heißprägen von zu beprägenden Materiallagen mit auf einer
Prägefolienbahn vorliegendem Prägegut eingesetzt. Dabei wird
die auch als Bedruckstoff bezeichnete Materiallage, bei der
es sich um Bogenmaterial oder Bahnmaterial handeln kann, mit
einer normalerweise gleichförmigen Materiallagengeschwindig
keit durch einen Prägespalt bewegt und die Prägefolienbahn
wird so mitbewegt, daß sich ein Prägefolienbahnabschnitt
während eines Prägeintervalls geschwindigkeitsgleich mit der
Materiallage durch den Prägespalt bewegt. Dies ist erforder
lich, damit das Prägegut, bei dem es sich um diskrete, neben-
oder hintereinander angeordnete Prägeeinheiten wie Bilder,
Texte oder dergleichen oder um aufzuprägende Teile bzw.
Bereiche von Farbschichten handeln kann, unverzerrt bzw.
unverschmiert auf die zu beprägende Materiallage gelangen
kann und damit die Prägefolienbahn während des Prägeinter
valls nicht reißt.
Bei Prägefolien strebt man zur Minimierung von Ausschuß bei
dem häufig kostspieligen Prägefolienmaterial an, den Flächen
anteil nicht genutzter bzw. abgepräger Folienbahnbereiche
möglichst gering zu halten. Hierzu ist schon vorgeschlagen
worden, hintereinander liegende, zu prägende Prägegutbereiche
auf der Prägefolienbahn enger zusammen zu bringen als hinter
einander liegende Prägeorte auf der Materiallage. Dies kann
dadurch erreicht werden, daß die Prägefolienbahn außerhalb
eines Prägeintervalls mindestens zeitweise mit einer von der
Materiallagengeschwindigkeit abweichenden Folienbahngeschwin
digkeit bewegt wird. Die hierfür erforderlichen Geschwindig
keitsänderungen der Prägefolienbahn können durch Folienbe
schleunigungsmittel bewirkt werden, wobei eine Folien
beschleunigung sowohl eine Geschwindigkeitssteigerung, als
auch eine Geschwindigkeitsverringerung, als auch eine Rich
tungsumkehr der Bewegung der Prägefolienbahn sein kann.
Eine Heißpräge-Rotationsmaschine, die vor einem Prägeinter
vall eine Vorschubgeschwindigkeitssteigerung und nach einem
Prägeintervall eine Vorschubgeschwindigkeitsabbremsung der
Prägefolie vorsieht, ist in der DE 29 31 194 gezeigt. Hier
wird die Prägefolienbahn immer in Hauptbewegungsrichtung der
Prägefolienbahn bewegt, wobei die Geschwindigkeit in dieser
Richtung variiert und nie größer wird als die Materiallagen
geschwindigkeit.
Zur Verringerung der auf die ggf. zugempfindliche Prägefoli
enbahn wirkenden Beschleunigungskräfte ist in der
DE 37 13 666 auch schon vorgeschlagen worden, die Prägefoli
enbahn vor jedem neuen Prägeintervall ein Stück zurückzuzie
hen, so daß eine längere Anlauf strecke und ggf. auch eine
längere Abbremsstrecke möglich wird, wodurch Beschleunigungs
belastungen der Prägefolienbahn vermindert werden können.
Auch hier übersteigt die Folienbahngeschwindigkeit in Haupttransportrichtung
zu keinem Zeitpunkt die Materiallagenge
schwindigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Heißprägeverfahren
bzw. Heißprägevorrichtungen der eingangs erwähnten Art so
weiter zu bilden, daß eine besonders effektive Nutzung von
auf der Prägefolienbahn vorliegendem Prägegut möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Heißprä
geverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine
besonders zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete
Heißprägevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 7 vor.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch
Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Ein erfindungsgemäßes Heißprägeverfahren der genannten Art
zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens einmal während
eines Prägedurchlauf es während eines ersten Prägeintervalls
an einem ersten Prägeort einer Materiallage ein erster
Prägegutbereich der Prägefolienbahn abgeprägt wird, daß
während eines unmittelbar nachfolgenden zweiten Prägeinter
valls an einem zweiten Prägeort einer Materiallage ein dem
ersten Prägegutbereich in Bahnrichtung nachfolgender zweiter
Prägegutbereich der Prägefolienbahn abgeprägt wird und daß
zwischen diesen Prägeintervallen die Prägefolienbahn derart
beschleunigt wird, daß sich zwischen den aufeinanderfolgenden
Prägegutbereichen der Prägefolienbahn ein noch mit Prägegut
versehener Zwischenraum bzw. eine Lücke bildet, die, gemessen
in Bahnrichtung, größer ist als ein unbeprägter Bereich
zwischen den aufeinanderfolgenden Prägeorten auf der Mate
riallage. Hierzu ist es, in Abweichung von allen bekannten
Lösungen, vorgesehen, daß die Prägefolienbahn in der Be
schleunigungsphase zwischen den aufeinanderfolgenden Prägeintervallen
zumindest zeitweise in Hauptbewegungsrichtung der
Prägefolienbahn mit einer Bahngeschwindigkeit bewegt wird,
die größer ist als die normalerweise gleichförmige Material
lagengeschwindigkeit. Die Bahngeschwindigkeit kann z. B. mehr
als 5, 10 oder 20% größer sein als die Materialgeschwindig
keit, in der Regel jedoch weniger als 50% größer. In der
Beschleunigungsphase findet außerdem mindestens eine Abbrem
sung bzw. Geschwindigkeitsverzögerung der Prägefolienbahn
statt um zu erreichen, daß sich die Prägefolienbahn in dem
der Beschleunigungsphase folgenden Prägeintervall wieder mit
gleicher Geschwindigkeit bewegt wie die Materiallage. Die
Geschwindigkeitssteigerung und die Abbremsung sind dabei so
aufeinander abgestimmt, daß im Beschleunigungszeitraum
zwischen den Prägeintervallen ein Prägefolienbahnabschnitt
durch den Prägespalt bewegt wird, dessen Länge größer ist als
die Länge des im gleichen Zeitraum durch den Prägespalt
laufende Materiallagenabschnitts.
Durch diese im Hinblick auf die angestrebte Minimierung von
Folienbahnausschuß scheinbar widersinnige Maßnahme kann
erreicht werden, daß der Platz zwischen den direkt aufeinan
derfolgenden, bereits abgeprägten Prägegutbereichen im
Vergleich zum Abstand der zugehörigen Prägeorte so weit
vergrößert wird, daß in einem zeitlich nachfolgenden Präge
schritt aus diesem vergrößerten Zwischenbereich noch Prägegut
abprägbar ist. Ein Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden
Prägegutbereichen, der beispielsweise zu klein ist, um nach
den eingangs beschriebenen, herkömmlichen Verfahren noch
eingespart zu werden, kann also bewußt etwas gestreckt bzw.
verlängert werden, um anschließend den (vergrößerten)
Zwischenraum für mindestens eine weitere Prägung noch zu
nutzen. Der Folienverbrauch wird demnach zunächst bewußt
örtlich vergrößert, um nachfolgend unter Nutzung des in dem
Zwischenraum befindlichen Prägegutes insgesamt zu einer sehr
effektiven Flächennutzung des auf der Prägefolienbahn vorhan
denen Prägegutes zu gelangen.
Die nachfolgende Nutzung des Prägegutes, das im Bereich des
durch bewußte Vergrößerung entstandenen Zwischenraumes
zwischen den aufeinanderfolgenden Prägegutbereichen liegt,
kann in einem gesonderten Durchlauf der Prägefolienbahn ggf.
nach Zurückspulen der genannten Prägefolienbahn auf eine
Abwickelrolle erfolgen. Vorzugsweise wird das in den
Zwischenräumen vorhandene Prägegut jedoch im gleichen Präge
foliendurchlauf abgeprägt, wie das Prägegut in den Prägegut
bereichen, die die Zwischenräume in Bahnrichtung begrenzen.
Hierzu erfolgt bei einer bevorzugten Weiterbildung des
Verfahrens eine begrenzte Rückziehbewegung der Prägefolien
bahn entgegen der Hauptbewegungsrichtung nach einem zweiten
Prägeintervall und eine anschließende Beschleunigung der
Prägefolienbahn in Hauptbewegungsrichtung derart, daß in
einem dem zweiten Prägeintervall nachfolgenden dritten
Prägeintervall Prägegut aus dem Zwischenraum auf die Mate
riallage übertragbar ist. Der gestreckte Zwischenraumbereich
läuft also nach der Rückziehbewegung mindestens ein zweites
mal durch den Prägespalt, wobei bei diesem zweiten Durchlauf
die Prägefolienbahn gegenüber dem ersten Durchlauf so weit in
Bahnrichtung längenversetzt ist, daß im Zwischenraum vorhan
denes Prägegut mittels einer Prägematritze auf die Material
lage übertragen werden kann.
Sofern der Bedruckstoff in Form von aufeinanderfolgenden
Einzelbögen vorliegt, ist es zweckmäßig, den Zeitraum der
Rückziehbewegung so mit dem Durchlauf der Bögen zu koordinie
ren, daß die Rückziehbewegung mindestens zeitweise während
des Überganges zwischen aufeinanderfolgenden Einzelbögen
durch den Prägespalt stattfindet. Da normalerweise zwischen
unmittelbar aufeinanderfolgenden Einzelbögen ein gewisser
Abstand vorliegt, ergibt sich zwangsläufig zwischen aufeinan
derfolgenden Bögen eine Prägepause, die mindestens so lang
ist wie die Zeit, die zwischen dem Durchtritt der Hinterkante
eines vorauseilenden Bogens und dem Durchtritt der Vorderkan
te eines direkt nacheilenden Bogens durch den Prägespalt
verstreicht. Dadurch steht in der Regel mehr Zeit für die
erforderlichen Beschleunigungsbewegungen zur Verfügung, so
daß nur geringere Beschleunigungsgrade und entsprechend
geringere, auf die empfindliche Prägefolienbahn wirkende
Kräfte erforderlich sind. Im allgemeinen, also insbesondere
auch bei Bedrucken von in Bahnform vorliegenden Material
lagen, wird die Rückzugbewegung zweckmäßig so mit dem Mate
riallauf und der Abstandsfolge aufeinanderfolgender Prägeorte
abgestimmt, daß die Rückzugsbewegung zeitgleich zum Durch
tritt des größten Prägeortabstandes in Lauf richtung durchge
führt wird. Eine Rückzugbewegung muß nicht nach jedem durch
gelaufenen Bogen bzw. nach jedem besonders großen Prägeortab
stand durchgeführt werden sondern kann auch unregelmäßig
erfolgen.
Eine Weiterbildung ist besonders dann vorteilhaft, wenn
aufeinanderfolgende Prägegutbereiche im wesentlichen die
gleiche Form und Größe haben. Bei dieser Weiterbildung wird
die Beschleunigung der Prägefolienbahn so durchgeführt, daß
der (vergrößerte) Zwischenraum derart dimensioniert ist, daß
aus dem Bereich des Zwischenraumes nachfolgend mindestens ein
Prägegutbereich abprägbar ist, der im wesentlichen gleiche
Dimensionen hat, wie die den Zwischenraum begrenzenden
Prägegutbereiche. Zur Vermeidung übermäßiger Beschleunigungen
wird vorzugsweise so vorgegangen, daß genau ein Prägegut
bereich im Zwischenraum positioniert wird, vorzugsweise
symmetrisch zwischen den begrenzenden Prägegutbereichen. Hier
ist also die Lückengröße, d. h. die Erstreckung des Zwischen
raumes in Längsrichtung, größer oder maximal gleich der
Laufrichtungserstreckung der aufeinanderfolgenden Prägegutbe
reiche, die in der Regel einen kleinen Abstand zueinander
haben, um randscharfe Prägungen sicherzustellen. Es wäre
jedoch auch möglich, den Zwischenraum so zu dimensionieren,
daß er kürzer ist als die Längserstreckung der ihn begrenzen
den Prägebereiche. Aus diesem Zwischenraum wären dann noch
Prägegutbereiche abprägbar, die insbesondere in Längsrichtung
kleiner sind als die den Zwischenraum begrenzenden Prägebe
reiche.
Es kann vorkommen, daß die Prägeorte auf der zu beprägenden
Materiallage ungleichmäßige Abstände zueinander haben.
Insbesondere für derartige Fälle kann vorgesehen sein, daß
die Beschleunigung der Prägefolienbahn so durchgeführt wird,
daß die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden, abgeprägten
Prägegutbereichen dennoch im wesentlichen gleich sind. Nach
dieser Vergleichmäßigung der Abstände zwischen abgeprägten
Prägebereichen liegen demnach zwischen den bereits abgepräg
ten Prägegutbereichen der Prägefolienbahn im wesentlichen
gleich dimensionierte Zwischenräume vor, wobei hierzu ein
Teil der Zwischenräume vergrößert und ein anderer Teil von
Zwischenräumen entsprechend verkleinert wird.
Die Erfindung betrifft auch eine besonders zur Durchführung
des genannten Heißprägeverfahrens geeignete und angepaßte
Heißprägevorrichtung. Diese hat ein Prägewerk, bei dem
zwischen einem Zylinder und einem beweglichen Gegendruckele
ment, insbesondere einem Gegendruckzylinder, zumindest
während eines Prägeintervalles ein Prägespalt gebildet ist.
Diese hat Folientransportmittel zur Erzeugung eines zumindest
während eines Prägeintervalls geschwindigkeitsgleichen
Mitlaufes eines Prägefolienbahnabschnittes mit einem durch
den Prägespalt bewegten Materiallagenabschnitt, der normaler
weise mit gleichförmiger Geschwindigkeit durch geeignete
Materiallagentransportmittel durch den Prägespalt bewegt
wird. Die Folientransportmittel sind als Folienbeschleuni
gungsmittel ausgebildet, können also einen diskontinuier
lichen Transport der Prägefolienbahn bzw. einen ungleichmäßi
gen Mitlauf mit der Materiallage erzeugen. Die Folien
beschleunigungsmittel sind so ausgebildet, daß die Präge
folienbahn zwischen einem ersten Prägeintervall und einem
unmittelbar nachfolgenden zweiten Prägeintervall derart
beschleunigbar ist, daß ein mit noch nicht abgeprägtem
Prägegut versehener Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgen
den, Prägegut abgebenden Prägebereichen der Prägefolienbahn
größer wird als ein unbeprägter Bereich zwischen aufeinander
folgenden, Prägegut aufnehmenden Prägeorten auf der Material
lage.
Wie erwähnt, sind die Folienbeschleunigungsmittel also so
ausgelegt und ansteuerbar, daß sich die Prägefolienbahn
während der Beschleunigungsphase zumindest zeitweise mit
einer größeren Bahngeschwindigkeit in Haupttransportrichtung
bewegt als die Materiallage. Zweckmäßig sind die Folienbe
schleunigungsmittel zur Erzeugung eines Vor/Rückschrittbe
triebes ausgelegt, um die oben erläuterten Rückzugsbewegungen
der Prägfolienbahn durchführen zu können. Obohl eine rein
elektronische Steuerung der Folienbeschleunigungsmittel
möglich ist, ist zweckmäßig zur Ansteuerung der Folienbe
schleunigungsmittel eine Rechnereinheit vorgesehen, um mit
Hilfe der Folienbeschleunigungsmittel und entsprechenden
Arbeitsprogrammen der Rechnereinheit vorgegebene Geschwin
digkeitsprofile für die Prägefolienbahn zu erzeugen.
Die Heißprägevorrichtung kann bzgl. des Aufbaus von Prägewerk
und Folientransportmittel beispielsweise so ausgebildet sein,
wie die in der EP 0 718 099 beschriebene Prägerotations
maschine. Entsprechend können die Folientransportmittel für
eine einzelne Folienbahn eine dem Prägespalt nachgeschaltete,
beispielsweise mit einem Saugband arbeitende Zugeinrichtung
mit einem Schlupfantrieb für die Prägefolienbahn und eine mit
der Zugeinrichtung zusammenwirkende, dem Prägespalt vorge
schaltete, steuerbare Folienzufuhreinrichtung aufweisen. Die
Folienzufuhreinrichtung kann mindestens eine in Abrollkontakt
mit der Prägefolienbahn stehende und durch eine Steuerein
richtung in Drehgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung steuer
bare Steuerwalze aufweisen, die ebenfalls als Saugwalze
ausgebildet sein kann und keinen Schlupf in Prägefolienbahn
richtung erlaubt, so daß durch die Folienzufuhreinrichtung
die genaue Lage und Geschwindigkeit der Prägefolienbahn in
Transportrichtung (oder entgegen der Transportrichtung)
festlegbar ist. Durch z. B. computergestützte Ansteuerung der
Steuerwalze können erfindungsgemäße Foliengeschwindigkeits
profile realisiert werden.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei
die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu
mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh
rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht
sein und vorteilhafte Ausführungen darstellen können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf zwei in
Materiallaufrichtung aufeinanderfolgende
Einzelbögen zusammen mit einer schematischen
Darstellung der zum Beprägen der Einzelbögen
verwendeten Prägefolienbahn nach Beprägen des
ersten Bogens und des zweiten Bogens;
Fig. 2 ein schematisches Geschwindigkeitsprofil der
Prägefolienbahn bei der Beprägung des ersten
und des zweiten Bogens in Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf zwei in
Materiallaufrichtung aufeinanderfolgende
Einzelbögen zusammen mit einer schematischen
Darstellung der zum Beprägen der Einzelbögen
verwendeten Prägefolienbahn nach Beprägen des
ersten Bogens und des zweiten Bogens bei einer
asymmetrischen Prägung der Bögen;
Fig. 4 ein schematisches Geschwindigkeitsprofil der
Prägefolienbahn bei der Beprägung des ersten
und des zweiten Bogens in Fig. 3.
In der Schemadarstellung in Fig. 1 sind links zwei mit
Abstand nacheinander durch einen (nicht gezeigten) Prägespalt
einer Heißprägevorrichtung geförderte Papierbögen 1, 2
gezeigt, die mittels nicht gezeigter Materiallagentransport
mittel mit gleichmäßiger Materiallagengeschwindigkeit in
einer Lauf richtung 3 durch den Prägespalt gefördert werden.
Dabei zeigt der obere Teil der Zeichnungsfigur die Situation
nach Durchtritt des ersten Bogens 1 durch den Prägespalt,
während die untere Teilfigur die Situation nach Durchtritt
des Bogens 2 zu einem entsprechend späteren Zeitpunkt zeigt.
Jeweils rechts neben den Einzelbögen 1, 2 ist ein Bahnab
schnitt einer Prägefolienbahn 4 gezeigt, die mit Hilfe nicht
gezeigter Folientransportmittel ebenfalls durch den Präge
spalt gefördert wird. Die aus Darstellungsgründen neben den
Bögen 1, 2 gezeigte Prägefolienbahn verläuft tatsächlich
oberhalb des von den Bögen 1, 2 durchlaufenden Bereiches,
wobei die in der Darstellung nicht sichtbare Vorderseite 5
der aus Blickrichtung ihrer Rückseite 6 gezeigten Präge
folienbahn den zu beprägenden Oberflächen der bogenförmigen
Materiallagen 1, 2 zugewandt ist. In der Darstellung ist der
tatsächliche Prägefolienverlauf 8 oberhalb der Bögen 1, 2
gestrichelt dargestellt. Es können zum Beprägen einer Mate
riallage auch mehrere, parallel zueinander verlaufende
Präge folienbahnen vorgesehen sein.
Eine Prägefolie weist in der Regel einen dünnen, mehrschich
tigen trockenen Film auf, der auf einem reißfesten Folien
träger, z. B. aus Kunststoff, angeordnet ist. Der Film trägt
auf seiner Vorderseite 5 das Prägegut, bei dem es sich im
Beispiel um eine Farbschicht handelt. Der Schichtaufbau des
Films ist in der Regel so, daß auf der Vorderseite des
Folienträgers eine beispielsweise wachsartige Trennschicht
angeordnet ist, auf die farbbestimmende bzw. bildbestimmende,
das Prägegut beinhaltende ein- oder mehrlagige Schicht liegt.
Auf dieser ist eine thermisch aktivierbare Heißkleberschicht
bzw. Haftschicht vorgesehen.
Während des Prägens wird das zu beprägende Material 1, 2
gleichförmig durch den Prägespalt bewegt. Die Prägefolienbahn
wird so mitbewegt, daß sich der gezeigte Prägefolienabschnitt
zumindest während eines Prägeintervalls geschwindigkeits
gleich mit den Bögen durch den Prägespalt bewegt. Während
eines Prägeintervalls wird der Prägefolienbahnabschnitt
mittels eines nicht gezeigten, oberhalb der Papierebene
angeordneten, an seinem Umfang mit mindestens einem beheizten
Prägestempel oder Prägewerkzeug versehenen Prägezylinders
auf den zu beprägenden Materiallagenabschnitt gepreßt. Die
auf der der Materiallage zugewandten Vorderseite 5 der
Prägefolie angeordnete Heißkleberschicht erwärmt sich während
des Prägeintervalles unter dem Einfluß des auf typische
Oberflächentemperaturen von mehr als 200°C aufgeheizten und
aufgedrückten Prägewerkzeuges auf eine Prägetemperatur und
erweicht. In Verbindung mit dem während des Prägeintervalls
kurzzeitig aufgebrachten Druck wird eine gut und flächig
haftende Klebeverbindung zwischen dem bedruckten Material
bzw. dem Bedruckstoff und dem aufgeprägten Prägegut geschaf
fen. Gleichzeitig erweicht oder verdampft durch die Wärmeein
wirkung die Trennschicht, wodurch ein leichtes Ablösen des
Prägegutes von der Folie erzielt wird.
Im oberen Teil von Fig. 1 ist eine Situation dargestellt, die
sich ergibt, wenn auf den Einzelbogen 1 in drei mit gleichem
zeitlichen Abstand aufeinanderfolgenden Prägeintervallen drei
auf der Prägefolienbahn mit gleichmäßigem Abstand zueinander
vorliegende, beispielsweise rechteckförmige Prägegutbereiche
bzw. Farbschichtbereiche 10, 11, 12 zeitlich nacheinander auf
drei in Lauf richtung 3 mit Abstand hintereinander liegende
Prägeorte 13, 14, 15 des Einzelbogens 1 geprägt wurden. Es
ist zu erkennen, daß die in Lauf richtung 3 gemessene Länge
der unbeprägten Bereiche 16, 17 zwischen den flächig ausge
dehnten, rechteckigen Prägeorten 13 bis 15 deutlich kleiner
ist als die in Laufrichtung 3 bzw. Bahnrichtung der Präge
folienbahn gemessene, entsprechende Länge der noch mit
abprägbarer Farbschicht versehenen Lücken bzw. Zwischenräumen
18, 19 zwischen den bereits abgeprägten Prägebereichen 10,
11, 12. Es ist auch zu erkennen, daß die Abstände zwischen
aufeinanderfolgenden, beprägten Rechteckbereichen 13 bis 15
auf dem Einzelbogen 1 kleiner sind als die in Lauf richtung 3
gemessene Länge der rechteckförmigen, beprägten Bereiche,
während die entsprechenden Lücken 18, 19 zwischen bereits
abgeprägten Prägegutbereichen 10 bis 12 in Bahnrichtung
größer sind als die Längserstreckung der entsprechenden
Prägebereiche. Durch letzteres wird es möglich, das im
Bereich der Zwischenräume bzw. Lücken 18, 19 noch vorhandene
Prägegut in mindestens einem zeitlich nachfolgenden weiteren
Durchlauf der Prägefolienbahn 4 durch den Prägespalt nach mit
Prägestempeln gleicher Dimension wie beim ersten Durchlauf
abzuprägen.
Die entsprechende Situation nach Abprägen eines dem Präge
muster von Bogen 1 entsprechenden Prägemusters auf den
zeitlich nachfolgenden Bogen 2 ist im unteren Teil von Fig. 1
dargestellt. Die in diesem Durchlauf abgeprägten Farbschicht
bereiche sind auf der Prägefolienbahn mit einem Stern gekenn
zeichnet, haben zueinander die gleichen Abstände wie die
Prägebereiche 10, 11, 12 des ersten Durchlaufs und sind
gegenüber diesen um eine Versatzstrecke längsversetzt, deren
Länge dem eineinhalbfachen Mittenabstand aufeinanderfolgender
Prägegutbereiche entspricht. Es ist zu erkennen, daß ein dem
vorderen Prägeort 13 von Bogen 1 entsprechender vorderer
Prägeort 23 des Bogens 2 mit Prägegut 24 beprägt wurde, das
aus dem Zwischenraum 19 zwischen den im ersten Durchlauf
(oberer Teil von Fig. 1) abgeprägten Prägegutbereich 11 und
12 stammt. Entsprechend ist z. B. auf dem mittleren Prägeort
25, der dem mittleren Prägeort 14 des Bogens 1 entspricht,
Prägegut 26 abgeprägt worden, das aus einem Raum 27 stammt,
der in Bahnrichtung an den hinteren bzw. dritten Prägegut
bereich 12 des ersten Durchlaufs (oberer Teil von Fig. 1)
folgt. Aus dem vergrößerten Zwischenraum 27 zwischen den
hinteren Prägegutbereichen 26 und 28 des zweiten Durchlaufs
kann nach einer weiteren Rückzugsbewegung der Folienbahn in
einem nachfolgenden Durchlauf ein weiterer, mit zwei Sternen
gekennzeichneter Prägegutbereich gleicher Größe abgeprägt
werden.
Anhand des unteren Teils von Fig. 1 ist zu erkennen, daß nach
dem zweiten und dritten Durchlauf der Prägefolienbahn 4 durch
den Prägespalt die meisten abgedruckten Prägegutbereiche
enger beieinander liegen, als die Prägeorte auf den Einzelbögen
1, 2. Durch das beschriebene "Pilgerschrittverfahren"
ergibt sich also auf der Prägefolienbahn 4 eine bessere
Flächennutzung der teuren Farbschicht, als sie möglich wäre,
wenn zum Beprägen von jeweils drei aufeinanderfolgenden
Prägeorten eines Einzelbogens die Prägefolienbahn mit Mate
rialgeschwindigkeit durch den Prägespalt geführt worden wäre.
Diese besonders gute Folienausnutzung wird durch eine beson
ders zweckmäßige Steuerung der Geschwindigkeit und Bewegungs
richtung der Prägefolienbahn durch den Prägespalt ermöglicht,
die anhand des Diagramms von Fig. 2 erläutert wird. Fig. 2
zeigt ein Geschwindigkeitsprofil 30 der Prägefolienbahn 4 in
einem Koordinatensystem, bei dem auf der X-Achse die Zeit t
und auf der Y-Achse die Geschwindigkeit v der Prägefolienbahn
aufgetragen ist. Die parallel zur X-Achse verlaufende,
strichpunktierte Linie repräsentiert die konstante Material
lagengeschwindigkeit 33, mit der die Einzelbögen 1, 2 nach
einander durch den Prägespalt lauten. Die Flächen der
schraffierten Flächenbereiche unter der Geschwindigkeitskurve
30 repräsentieren jeweils Wegstrecken der Folienbahnbewegung
in Lauf richtung (positive Geschwindigkeitswerte) bzw. entge
gen der Lauf richtung (negative Geschwindigkeitswerte).
Die zunächst stillstehende Prägefolienbahn wird in einer
ersten Geschwindigkeitssteigerungsphase 34 so beschleunigt,
daß ihre Bahngeschwindigkeit der Materiallagengeschwindigkeit
33 entspricht. Danach wird in einem ersten Prägeintervall 351
in dem Bogen 1 und Prägefolienbahn 4 mit gleicher Geschwin
digkeit durch den Prägespalt laufen, der in Lauf richtung 3
erste Prägegutbereiche 10 auf den Prägeort 13 des Bogens 1
abgeprägt. In der darauffolgenden Beschleunigungsphase 36
wird die Geschwindigkeit der Prägefolienbahn in Hauptbewe
gungsrichtung 3 zunächst über die Materiallagengeschwindig
keit 33 hinaus um beispielsweise 25% linear gesteigert, um
danach wieder bis auf Materiallagengeschwindigkeit linear
abgebremst zu werden. Während der Beschleunigungsphase 36
läuft dementsprechend mehr Folienbahnlänge durch den Präge
spalt als zu bedruckendes Bogenmaterial. In dem der Beschleu
nigungsphase 36 folgenden zweiten Prägeintervall 37 wird dann
das Prägegut aus dem zweiten Prägegutbereich 11 von der
Prägefolienbahn auf den mittleren Prägeort 14 des ersten
Bogens 1 übertragen. Da in der Beschleunigungephase 36 mehr
Folienbahnlänge durch den Prägespalt läuft als Bogenmaterial,
liegen die abgeprägten Prägefolienbereiche 10, 11 in Längs
richtung 3 weiter auseinander als die entsprechenden Präge
orte 13, 14 auf dem Bogenmaterial. An das zweite Prägeinter
vall schließt sich dann eine weitere Beschleunigungsphase 38
mit Geschwindigkeitssteigerung und Abbremsung an, bis schieß
lich im dritten Prägeintervall 39 das im Prägegutbereich 12
vorhandene Prägegut am Prägeort 15 des Bogens 1 abgeprägt
wird.
Kurz nach Beendigung des dritten Prägeintervalles hat Bogen 1
den Prägespalt passiert und der mit Abstand nachfolgende
Bogen 2 nähert sich dem Prägespalt. In dieser Zeit, während
der bis zum Durchtritt des nächsten Prägeortes durch den
Prägespalt besonders viel Zeit verstreicht, wird die Prägefo
lienbahn bis zum Stillstand abgebremst und entgegen der
Hauptbewegungsrichtung 3 durch den Prägespalt so weit zurück
gezogen, daß ein Teil des in Fig. 1 oben gezeigten Präge
folienbahnabschnitts wieder in Hauptbewegungsrichtung vor dem
Prägespalt liegt. Die während der Rückzugsphase 40 erzeugte
maximale Rückzugsgeschwindigkeit, deren Betrag im Beispiel
dem Betrag der entgegengerichteten Materiallagengeschwindig
keit entspricht, sowie die Dauer der Rückzugsphase sind im
Beispiel so gesteuert, daß der dadurch bestimmte Rückzugsweg
(entsprechend der Fläche unter dem negativen Anteil des
Geschwindigkeitsprofils 30) ausreicht, damit nach einer
erneuten Geschwindigkeitssteigerung der Prägefolienbahn in
Haupttransportrichtung die Prägefolienbahn während eines
vierten Prägeintervalis 41 so durch den Prägespalt läuft, daß
Prägegut 24 aus dem vergrößerten Zwischenraum zwischen den
bereits abgeprägten Bereichen 11 und 12 am Prägeort 23 auf
den zweiten Bogen 2 übertragen werden kann. Um zu erreichen,
daß am nachfolgenden Prägeort 25 Prägegut 26 aus dem nachfol
genden Folienabschnitt auf den Bogen 2 übertragen werden
kann, schließt sich an das vierte Prägeintervall 41 eine
weitere Beschleunigungsphase 42 an, in der die Geschwin
digkeitsführung der Prägefolienbahn genau derjenigen der
ersten Beschleunigungsphase 36 entspricht.
Der durch die begrenzte Rückzugsbewegung während der Rück
zugsphase 40 erzielte Längenversatz der im gezeigten Beispiel
mehrfach durch den Prägespalt laufenden Prägefolienbahn 4 ist
also so bemessen, daß die Prägevorgänge immer "auf Lücke" zu
den Prägevorgängen im vorhergegangenen Prägedurchlauf statt
finden. Im gezeigten Beispiel entspricht der Flächeninhalt des
einfach schraffierten Bereichs unter der konstanten Geschwin
digkeitskurve 30 in der Rückzugsphase 40 genau dem in
gleicher Weise schraffierten Flächeninhalt unter der Kurve 30
in der Beschleunigungsphase 38 und dem nachfolgenden dritten
Prägeintervall 39. Die dazwischen liegenden, kreuzschraffier
ten Dreiecksflächen der Abbrems- und Rückbeschleunigungsphase
heben sich ebenfalls flächenmäßig gegeneinander auf. Das
bedeutet, daß die Längsposition der Folienbahn bzgl. des
Prägespaltes am Ende der Phase konstanter Rückzugsgeschwin
digkeit die gleiche ist wie zu Beginn der Beschleunigungs
phase 38. Während der nachfolgenden Abbremsung der Rückzugs
bewegung und Beschleunigung in Lauf richtung bis zur Material
lagengeschwindigkeit 33 (kreuzschraffierte Dreiecksflächen
43) läuft die Prägefolienbahn noch langsamer als der Bedruck
stoff, so daß letzterer der Prägefolienbahn voreilt und sich
der erwähnte Längenversatz der Prägefolienbahn in Bezug auf
den ersten Durchlauf ergibt, der eine Abprägung von Farbe aus
einem vergrößerten Zwischenraum erlaubt. Anstatt eines
regelmäßigen Rückzuges beispielsweise jeweils nach Durchlauf
eines Bogens ist auch ein unregelmäßiger Folientransport
möglich, wobei z. B. eine Wiederholung erst zwei Bogen später
stattfinden kann. Auch ist es, wie im Beispiel gezeigt,
möglich, bei zwei während eines Bogendurchlaufes entstande
nen, vergrößerten Lücken nur eine im direkt folgenden und die
andere im auf diesen folgenden Durchlauf zu schließen bzw.
abzuprägen.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Folienbeschleunigung, bei der
die Prägefolienbahn beispielsweise in den Beschleunigungs
phasen 36, 38 und 42 in Haupttransportrichtung 3 schneller
durch den Prägespalt läuft als das zu beprägende Material,
läßt sich also erreichen, daß auf der Prägefolienbahn die
Lücken zwischen aufeinanderfolgende, abgeprägten Bereichen so
vergrößert werden können, daß in einem weiteren, vorzugsweise
direkt nachfolgenden Foliendurchlauf Material aus dem ver
größerten Zwischenraum abgeprägt werden kann.
Anhand der Fig. 3 und 4 wird eine andere Variante der
Verfahrensführung erläutert, bei der auf den aufeinanderfol
genden Einzelbögen 45, 46 eine asymmetrische Prägung erzeugt
wird, bei der die Abstände aufeinanderfolgender Prägeorte
variieren, wobei im Beispiel der Abstand zwischen erstem
Prägeort 47 und zweitem Prägeort 48 deutlich größer ist als
der Abstand zwischen zweitem und drittem Prägeort 49. Hier
wird das Verfahren dazu benutzt, die Abstände der zugehörigen
Prägegutbereiche 50, 51, 52 so zu vergleichmäßigen, daß
zwischen diesen bereits abgeprägten Prägegutbereichen so viel
ungenutzter Zwischenraum bleibt, daß in einem nachfolgenden
Durchlauf der Prägefolienbahn aus den Zwischenräumen noch
Prägegut gleicher Größe abprägbar ist. Im Unterschied zur
Variante gemäß Fig. 1 und 2 wird jedoch nach dem ersten
Prägeintervall 53, in dem Prägegut aus dem Bereich 50 auf dem
Prägeort 47 abgeprägt wird, die Prägefolienbahn 44 in einer
Verzögerungsphase 54 so verlangsamt, daß sie hinter dem
durchlaufenden Einzelbogen 45 zurück bleibt, so daß die
direkt aufeinanderfolgenden, abgeprägten Prägegutbereiche 50,
51 auf der Prägefolienbahn näher zusammenrücken als die
zugehörigen Prägeorte 47, 48 auf dem Bogen 45. In einer
nachfolgenden Beschleunigungsphase 56 wird dann die Präge
folienbahn so über die Materiallagengeschwindigkeit 57 hinaus
beschleunigt, daß der auf der Prägefolienbahn sich ergebende
Zwischenraum 58 zwischen dem zweiten Prägegutbereich 51 und
dem während des nachfolgenden dritten Prägeintervalis 59
abgeprägten nachfolgenden Prägegutbereiches 52 größer wird
als der auf der Materiallage gemessene Abstand zwischen den
zugehörigen Prägeorten 48 und 49. Die Beschleunigung 56 in
Verbindung mit der Verzögerung 54 führt also zu einer Zen
trierung des mittleren Prägegutbereiches 51 zwischen den ihn
umgebenden Prägegutbereichen 50, 52 derart, daß nach einer
entsprechenden Rückzugsphase 60 beim erneuten Durchlauf der
Prägefolienbahn durch den Prägespalt unter Ansteuerung des
gleichen Geschwindigkeitsprofiles das in den Zwischenräumen
58 vorhandene Prägegut noch abgeprägt werden kann.
Das anhand der Zeichnungsfiguren beispielhafte erläuterte
Verfahren kann mit jeder geeigneten Heißprägevorrichtung
durchgeführt werden, deren Folientransportmittel als Folien
beschleunigungsmittel für einen diskontinuierlichen Transport
der Folienbahn ausgelegt sind und deren Steuerung eine
Folienbahnführung mit Geschwindigkeitsprofilen zuläßt, die
insbesondere die während der Beschleunigungsphasen erforder
liche Geschwindigkeitserhöhung der Prägefolienbahn über die
Materiallagengeschwindigkeit hinaus ermöglichen. Eine von
ihren konstruktiven Voraussetzungen geeignete Heißpräge-
Rotationsvorrichtung ist beispielsweise in der EP 0 718 099
gezeigt und beschrieben, deren Merkmale durch Bezugnahme zum
Inhalt dieser Beschreibung gemacht werden. Es kann sich auch
um eine Flach-Rund-Maschine handeln, bei der Prägespalt nicht
durch zwei Zylinder, sondern durch einen Prägezylinder und
ein flaches, oszillierend antreibbares Gegendruckelement
begrenzt wird.
Während in den erläuterten Beispielen das Prägegut in Form
von Farbbereichen einer Farbschicht der Prägefolienbahn
vorliegt, kann das Prägegut auch in Form diskreter, neben-
oder hintereinander angeordneter Prägeeinheiten wie Bilder,
Texte o. dgl. vorliegen. Diese Prägeeinheiten können dank der
Erfindung auf der Prägefolienbahn ggf. wesentlich enger
zueinander angeordnet sein als die entsprechenden Prägeorte
auf dem Bedruckstoff. Das Verfahren ist auch für jede Art von
Bedruckstoffen geeignet, also nicht nur für die in den
Beispielen beschriebenen Einzelbögen, sondern auch für
kontinuierlich durch den Prägespalt geförderte Bedruckstoff
bahnen.
Claims (11)
1. Heißprägeverfahren zum Beprägen von Materiallagen mit
auf einer Prägefolienbahn vorliegendem Prägegut, bei dem
eine Materiallage mit einer Materiallagengeschwindigkeit
durch den Prägespalt bewegt wird und die Prägefolienbahn
so mitbewegt wird, daß sich ein Prägefolienbahnabschnitt
während eines Prägeintervalis geschwindigkeitsgleich mit
der Materiallage durch den Prägespalt bewegt, während
der Prägefolienbahnabschnitt außerhalb eines Prägeinter
valis mindestens zeitweise mit einer von der Material
lagengeschwindigkeit abweichenden Folienbahngeschwindig
keit bewegt wird, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
Abprägen eines ersten Prägegutbereiches der Prägefolien bahn während eines ersten Prägeintervalls an einem ersten Prägeort;
Abprägen eines dem ersten Prägegutbereich in Bahnrich tung nachfolgenden zweiten Prägegutbereichs während eines nachfolgenden zweiten Prägeintervalis an einem zweiten Prägeort;
Beschleunigung der Prägefolienbahn zwischen dem ersten und dem zweiten Prägeintervall derart, daß ein Zwischen raum zwischen aufeinanderfolgenden Prägegutbereichen der Prägefolienbahn größer wird als ein unbeprägter Bereich zwischen zugeordneten, aufeinanderfolgenden Prägeorten der Materiallage.
Abprägen eines ersten Prägegutbereiches der Prägefolien bahn während eines ersten Prägeintervalls an einem ersten Prägeort;
Abprägen eines dem ersten Prägegutbereich in Bahnrich tung nachfolgenden zweiten Prägegutbereichs während eines nachfolgenden zweiten Prägeintervalis an einem zweiten Prägeort;
Beschleunigung der Prägefolienbahn zwischen dem ersten und dem zweiten Prägeintervall derart, daß ein Zwischen raum zwischen aufeinanderfolgenden Prägegutbereichen der Prägefolienbahn größer wird als ein unbeprägter Bereich zwischen zugeordneten, aufeinanderfolgenden Prägeorten der Materiallage.
2. Heißprägeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Prägefolienabschnitt bei der Beschleunigung
zeitweise schneller als die Materiallage in Hauptbewe
gungsrichtung der Prägefolienbahn bewegt wird.
3. Heißprägeverfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich
net durch eine begrenzte Rückziehbewegung der Prägefoli
enbahn entgegen der Hauptbewegungsrichtung nach einem
zweiten Prägeintervall und eine anschließende Beschleu
nigung der Prägefolienbahn in Hauptbewegungsrichtung
derart, daß in einem dem zweiten Prägeintervall nachfol
genden dritten Prägeintervall Prägegut aus dem Zwischen
raum auf eine Materiallage übertragbar ist.
4. Heißprägeverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Materiallage in Form aufeinanderfolgender
Einzelbögen vorliegt und daß die Rückzugsbewegung
mindestens zeitweise während eines Übertritts zwischen
direkt aufeinanderfolgenden Einzelbögen durch den
Prägespalt stattfindet.
5. Heißprägeverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung der
Prägefolienbahn so durchgeführt wird, daß ein durch die
Beschleunigung vergrößerter Zwischenraum so dimensio
niert ist, daß aus dem Bereich des Zwischenraumes
nachfolgend mindestens ein Prägegutbereich abprägbar
ist, der die gleichen Dimensionen wie die den Zwischen
raum eingrenzenden Prägegutbereiche hat, wobei vorzugsweise
genau ein Prägegutbereich aus dem Zwischenraum
abprägbar ist.
6. Heißprägeverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß bei ungleichmäßigen
Abständen aufeinanderfolgender Prägeorte der Materialla
ge die Beschleunigung der Prägefolienbahn so durchge
führt wird, daß die Abstände zwischen aufeinanderfolgen
den, abgeprägten Prägegutbereichen der Prägefolienbahn
im wesentlichen gleich sind.
7. Heißprägevorrichtung mit einem Prägewerk, bei dem
zwischen einem Zylinder und einem beweglichen Gegendruc
kelement, insbesondere einem Gegendruckzylinder, zumin
dest während eines Prägeintervalls ein Prägespalt
gebildet ist, und mit Folientransportmitteln zur Erzeu
gung eines zumindest während eines Prägeintervalls
geschwindigkeitsgleichen Mitlaufes eines Prägefolien
bahnabschnittes mit einer mit Materiallagengeschwindig
keit durch den Prägespalt bewegten Materiallage, wobei
die Folientransportmittel derart als Folienbeschleuni
gungsmittel ausgebildet sind, daß der Prägefolienbahnab
schnitt außerhalb von Prägeintervallen mindestens
zeitweise mit einer von der Materiallagengeschwindigkeit
abweichenden Folienbahngeschwindigkeit bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Prägefolienbahn (4; 44)
durch die Folienbeschleunigungsmittel zwischen einem
ersten Prägeintervall und einem nachfolgenden zweiten
Prägeintervall derart beschleunigbar ist, daß ein mit
Prägegut versehener Zwischenraum (18, 19; 58) zwischen
aufeinanderfolgenden, Prägegut abgebenden Prägegutberei
chen (10, 11, 12; 51, 52) der Prägefolienbahn größer
wird als ein unbeprägter Bereich zwischen zugeordneten,
aufeinanderfolgenden, Prägegut aufnehmenden Prägeorten
(13, 14, 15; 48, 49) auf der Materiallage (1, 2; 45,
46).
8. Heißprägevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Folienbeschleunigungsmittel derart
ausgebildet und ansteuerbar sind, daß ein Prägefolienab
schnitt bei der Beschleunigung zwischen einem ersten und
einem zweiten Prägeintervall zeitweise schneller als die
Materiallagen in Hauptbewegungsrichtung (3) der Präge
folienbahn (4; 44) bewegbar ist.
9. Heißprägevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Prägefolienabschnitt bei der
Beschleunigung zeitweise schneller als die Materiallage
in Hauptbewegungsrichtung bewegbar ist.
10. Heißprägevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbeschleunigungs
mittel zur Erzeugung einer begrenzten Rückzugsbewegung
(40; 60) der Prägefolienbahn entgegen einer Hauptbe
wegungsrichtung (3) der Prägefolienbahn ausgebildet und
vorzugsweise derart ansteuerbar sind, daß durch die
begrenzte Rückziehbewegung nach einem zweiten Prägein
tervall und eine anschließende Beschleunigung der
Prägefolienbahn in Hauptbewegungsrichtung (3) in einem
dem zweiten Prägeintervall nachfolgenden dritten Präge
intervall Prägegut aus dem Zwischenraum (18, 19; 58) auf
die Materiallage übertragbar ist.
11. Heißprägevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Erzeugung eines
Geschwindigkeitsprofiles (30) der Prägefolienbahn
mittels der Folienbeschleunigungsmittel eine Rechnerein
heit zur Steuerung der Folienbeschleunigungsmittel
aufweist.
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