Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Abstract

 Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen, insbesondere Papier, Karton oder Metallfolien zwischen einer Prägewalze (Vater) und einer Gegendruckwalze (Mutter), zwischen denen die Warenbahn innerhalb einer Walzendruckmaschine durchläuft und so nach der Aufbringung der Druckfarben geprägt wird, wobei die Prägewalze (1) und die Gegendruckwalze (2) die zwischen ihnen durchlaufende Warenbahn (3) nur im Bereich der späteren Prägungen verformen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei das Prägewerk eine Prägewalze (1) aus hartem Material und eine Gegendruckwalze (2) aus einem relativ weichem oder hartem Material aufweist und die Ausnehmungen (4) in der Gegendruckwalze (2) ein größeres oder so großes Volumen aufweisen, als es dem Volumen der Vorsprünge (6) der Prägewalze (1) und dem umzuformenden Material entspricht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen, insbesondere Papier, Karton oder Metallfolien, zwischen einer Prägewalze (Vater) und einer Gegendruckwalze (Mutter), zwischen denen die Warenbahn innerhalb einer Walzendruckmaschine durchläuft und so nach der Aufbringung der Druckfarben geprägt wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer Anzahl von betrieblich hintereinander angeordneten Druckwalzen und mindestens einem Prägewerk zum Herstellen von Prägungen und weiterhin ein Verfahren zur Einstellung dieser Vorrichtung.

[0002] Es ist bereits bekannt, prägfähige Warenbahnen und insbesondere Papier, Karton oder Metall, wie sie zur Herstellung von z. B. Zigarettenschachteln benutzt werden, erst zu bedrucken und dann in nachgeschalteten speziellen Prägewerken zu prägen. Diese Prägewerke sind entweder in die Druckmaschinen integriert und bilden dort das letzte Bearbeitungswerk oder sie sind den Druckmaschinen nachgeschaltet.

[0003] Nachteilig ist bei den bekannten Prägewerken oder auch Prägemaschinen aber, daß sie mit hohem Druck arbeiten, daß die Einstellung des genauen Ortes der Prägung zum Teil nur unvollkommen oder schwierig möglich ist und daß sie aufgrund des verwendeten hohen Druckes maßlich ungenau, aufwendig, störanfällig, schwierig einzurichten und wenig wirtschaftlich sind. Sie weisen weiterhin einen hohen Verschleiß auf, die vorgenommene Prägung ist oft fehlerhaft und aufgrund ihrer geringen Bearbeitungsgeschwindigkeit können sie den Durchsatz der Druckmaschinen unnötig verringern.

[0004] Es ist jetzt Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Prägen von prägfähigen Warenbahnen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu finden, welche die vorgenannten Nachteile nicht mehr aufweisen und bei denen es möglich ist, ohne ohe Drücke, d. h. praktisch drucklos oder mit Drücken zu arbeiten, die denen während des Bedruckens von Tiefdruck-Druckmaschinen entsprechen.

[0005] Das vorgenannte Verfahren soll insbesondere eine verbesserte Prägung bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit ergeben, die Vorrichtung soll einfach aufgebaut und in eine normale Druckmaschine integrierbar sein, ohne daß z. B. der Rahmen extra verstärkt werden müßte, der Betrieb soll verschleißlos bzw. verschleißarm und störungsunanfällig möglich sein und die Handhabung der Prägevorrichtung soll auch Personal möglich sein, die sonst nur mit Druckmaschinen umzugehen gewöhnt sind.

[0006] Erfindungsgemäß soll der gesamte Prägevorgang auch bei schwierig zu prägenden Warenbahnen verbessert und vereinfacht werden, wobei die maschinellen Anforderungen verringert werden sollen und der einer normalen Druckmaschine entsprechen.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß die Prägewalze und die Gegendruckwalze die zwischen ihnen durchlaufende Warenbahn nur im Bereich der späteren Prägungen verformen.

[0008] Vorrichtungsmäßig erfolgt.die erfindungsgemäße Lösung bei der eingangs genannten Vorrichtung derart, daß das Prägewerk eine Prägewalze (Vater) aus hartem Material und eine Gegendruckwalze (Mutter) aus einem relativ weichem Material aufweist, wobei die Ausnehmungen in der Gegendruckwalze ein größeres oder so großes Volumen aufweisen, als es dem Volumen der Vorsprünge der Prägewalze und dem umzuformenden Material entspricht.

[0009] Vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen derart durchgeführt, daß die Prägewalze die Umformung im P-rägebereich einseitig vornimmt und die Ausnehmungen in der Gegendruckwalze ein größeres oder nur ein so großes Volumen aufweisen, als es dem Volumen des zu prägenden Bereiches der Warenbahn entspricht, wobei der auf die durchlaufende Warenbahn ausgeübte Druck zwischen der Präge- und der Gegendruckwalze geringer oder höchstens so groß ist, wie zwischen den betrieblich davor angeordneten Druck- und Presseurwalzen.

[0010] Vorteilhaft, wodurch im prinzip eine herkömmliche Druckmaschine verwendet werden kann, läuft die Warenbahn mit einer Zugspannung zwischen der Präge- und der Gegendruckwalze hindurch, die der Zugspannung zur Bewegung innerhalb eines Druckwerkes entspricht.

[0011] In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, daß der Abstand zwischen der Walzenoberfläche der Prägewalze und der Gegendruckwalze nicht oder nur geringfügig geringer sein kann, als die Dicke der zu bedruckenden und zu prägenden Warenbahn.

[0012] Die Ausnehmungen in der Gegendruckwalze können besonders einfach hergestellt werden, da sie umlaufende Stufen aufweisen, also mittels eines in der Eindringtiefe gesteuerten Lasers herstellbar sind. Die Gegendruckwalze besteht vorteilhaft aus Hartgummi oder anderen laserfähigen Materialien, während die Prägewalze aus Metall, z. B. Stahl oder verchromtem Kupfer, bestehen kann.

[0013] Das Verfahren zur Einstellung der Vorrichtung kennzeichnet sich vorteilhaft dadurch, daß zuerst das Zusammenwirken der Walzen der Verformungsdruckstation anhand spezieller Marken vorgenommen wird, welches besonders wesentlich ist und davon abhängig das davor liegende Druckwerk, dann das wiederum davor liegende Druckwerk usw. eingestellt und gesteuert wird.

[0014] Ersichtlicherweise ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung erstmalig möglich, eine Prägung mit hohen Geschwindigkeiten "on line" vorzunehmen, wobei sich für den Fachmann überraschend eine besonders gute Prägequalität ergibt und es kann daher von einer idealen Lösung der anstehenden Probleme gesprochen werden.

[0015] Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben, welche ausschnittsweise die Prägung zwischen einer Erhöhung der Prägewalze und der Ausnehmung der Gegendruckwalze zeigt.

[0016] In einer herkömmlichen Druckmaschine, z. B. Walzentiefdruckmaschine, sind zusätzlich am Ende des Durchlaufs der Warenbahn, also betrieblich hinter den Druckwerken, eine Prägewalze 1 (Vater) und eine Gegendruckwalze 2 (mutter) angeordnet. Zwischen diesen beiden Walzen 1, 2 verläuft die Warenbahn 3, welche mittles Vorsprüngen 6 derPrägewalze 1 mit Prägungen versehen wird. Die Vorsprünge 6 weisen in etwa die Form der künftigen Prägung auf, sie steigen mittels Rundungen 7 aus der Oberfläche der Prägewalze 1 auf.

[0017] Die Oberfläche der Gegendruckwalze 2 ist mit Ausnehmungen 4 versehen, die umlaufende Stufen 5 aufweisen und deren Volumen eine Größe besitzt, um das Volumen der Warenbahn im Bereich der Prägestelle sowie das Volumen der Vorsprünge 6 aufnehmen zu können. Gegebenenfalls kann auch das Volumen der Ausnehmung 6 geringfügig größer als die vorgenannten Volumina sein.

[0018] Die Prägewalze besteht aus einem Metall, z. B. geätztem Stahl oder verchromtem Kupfer, während die Gegendruckwalze aus Hartgummi oder anderen laserfähigen Materialien besteht. Diese Materialzusammenstellung schafft bereits das vorstehend genannte "drucklose" Prägen, wobei die genannte Größe der Ausnehmung 4 jeder Prägestelle dieses Prägen mit geringen Drücken unterstützt.

[0019] Die Vorsprünge 6 werden in bekannter Weise durch das Abätzen danebenliegender Bereiche hergestellt, während die Ausnehmungen 4 dadurch hergestellt werden, daß die Stufen mittels eines hinsichtlich der Eindringtiefe eingestellten Laserstrahls ausgeschnitten werden. Der _; Laserstrahl schneidet dabei die Konturen hinsichtlich ihrer Form und ihrer Tiefe stufenförmig aus.

[0020] Es ist für den Fachmann absolut überraschend, daß solche stufenförmige Ausnehmungen eine glatte und auch geschwungene Prägungslinie ermöglichen, wobei die verwendeten Drücke zwischen Prägewalze 1 und Gegendruckwalze 2 denen entsprechen, wie sie zwischen einer Druckwalze und dem Presseur vorliegen. Die Zugkräfte innerhalb der Warenbahn entsprechen dabei denen, wie sie auch in den einzelnen vorgeschalteten Druckwerken entsprechen und das Prägewerk stellt also nur eine umgestaltete Stufe einer Druckmaschine dar.

[0021] Entgegen den herkömmlichen Prägungen werden also keine Drücke im Bereich von bis zu 100 bar, sondern Drücke unterhalb von 5 bar verwendet, wobei weiterhin dafür Sorge getragen werden kann, daß die Warenbahn sich unter dem verwendeten Druck nicht ausweitet, d. h. der vorherige Druck und auch die Prägung entsprechen in ihrer Größe und Art der gewünschten.

[0022] Der Abstand zwischen der Prägewalze 1 und der Gegendruckwalze 2 entspricht der Dicke der Warenbahn oder liegt geringfügig darunter, wobei die Warenbahn aber nur im elastischen Bereich verformt wird und ihre Ausgangsdimensionen beibehält. Entgegen der herkömmlichen Prägetechnik wird die Warenbahn als solche also nur im Bereich der Prägestellen verformt und der Aufdruck sowie die entsprechenden Dimensionen bleiben während des Prägens unverändert.

[0023] Die Prägewalze 1 und die Gegendruckwalze 2 müssen einen absoluten Gleichlauf aufweisen und eine genaue Abstimmung besitzen. Vorteilhaft wird deshalb die Maschineneinstellung im Prägewerk begonnen und wird dann rückwärts gegen die Warenbahnlaufrichtung innerhalb der einzelnen Druckwerke vorgenommen, die sich jeweils nach dem dahinterliegenden Werk richten. Das Druckwerk für die letzte Farbe wird also in Abhängigkeit von den Druckmarken der Prägung eingestellt usw.

[0024] Die Ausnehmungen in der Gegendruckwalze 2 werden kurz gesagt jeweils so groß gehalten, daß das bei der Prägung verformte Material hineinpaßt und es ist für den Fachmann absolut überraschend, daß trotz der fertigungstechnisch praktisch allein durchführbaren Stufenform der Ausnehmungs-Wandungen eine glatte Prägung erfolgt, bei reicher eine Stufenform nicht mehr erkennbar ist. Angesichts der hohen Prägegeschwindigkeit, die der Druckgeschwindigkeit der Maschine entspricht, ist also ein unbestreitbarer technischer Fortschritt vorhanden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen, insbesondere Papier, Karton oder Metallfolien zwischen einer Prägewalze (Vater) und einer Gegendruckwalze (Mutter), zwischen denen die Warenbahn innerhalb einer Walzendruckmaschine durchläuft und so nach der Aufbringung der Druckfarben geprägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (1) und die Gegendruckwalze (2) die zwischen ihnen durchlaufende Warenbahn (3) nur im Bereich der späteren Prägungen verformen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (1) die Umformung im Prägebereich einseitig vornimmt und die Ausnehmungen (4) in der Gegendruckwalze (2) ein größeres oder nur ein so großes Volumen aufweisen, als es dem Volumen des zu prägenden Bereiches der Warenbahn (3) entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die durchlaufende Warenbahn (3) ausgeübte Druck zwischen der Präge- und der Gegendruckwalze (1, 2) geringer oder höchstens so groß ist, wie zwischen den betrieblich davor angeordneten Druck-und Presseurwalzen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Warenbahn (3) mit einer Zugspannung zwischen der Präge- und der Gegendruckwalze (1, 2) hindurch bewegt wird, die der Zugspannung zur Bewegung innerhalb eines Druckwerkes entspricht.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Anzahl von betrieblich hintereinander angeordneten Druckwalzen und mindestens einem Prägewerk zum Herstellen von Prägungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerk eine Prägewalze (Vater) aus hartem Material und eine Gegendruckwalze (2) (Mutter) aus einem relativ weichem oder hartem Material aufweist, wobei die Ausnehmungen (4) in der Gegendruckwalze (2) ein größeres oder so großes Volumen aufweisen, als es dem Volumen der Vorsprünge (6) der Prägewalze (1) und dem umzuformenden Material entspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Walzenoberfläche der Prägewalze (1) und der Gegendruckwalze (2) nicht oder nur geringfügig geringer ist als die Dicke der zu bedruckenden und zu prägenden Warenbahn (3).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (4) in der Gegendruckbahn (2) umlaufende Stufen (5) aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwalze (2) aus Hartgummi oder laserfähigem Material besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (1) aus Metall besteht.

10. Verfahren zur Einstellung der Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst das Zusammenwirken der Walzen (1, 2) des Prägewerkes anhand spezieller Marken, dann das des davor liegenden Druckwerkes, dann des wiederum davor liegenden Druckwerkes usw. eingestellt wird.

Zeichnung