Flach-Prägedruckmaschine

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Flach-Prägedruckmaschine für ein zu beprägendes Flachmaterial mit einer Flach-Presse, Prägetisch und Werkzeugplatte gemäss Oberbegriff von Anspruch 1. Bei derartigen Maschinen, mit denen Prägedruckaufgaben besonders anspruchsvoller Qualität ausführbar sind, müssen die Prägefolienbahnen während der Prägedruckphase auf dem Prägetisch genau positioniert stillgehalten werden und anschliessend während der drucklosen Phase rasch in die nächste Prägeposition der Folienbahn vorgeschoben werden. Dabei müssen die empfindlichen Prägefolienbahnen schonend behandelt und gefördert werden. Dies ist schwierig zu erreichen, denn bedingt durch diesen Prägezyklus ergibt sich ein sehr ungleichmässiger Vorschub am Prägeort, während die trägen Abwickelrollen im wesentlichen gleichförmig angetrieben werden. Die daraus entstehenden Längenänderungen der Folienbahn wurden bisher durch Tänzerwalzen kompensiert. Dies war möglich bis zu mittleren Prägegeschwindigkeiten, wobei allerdings die Folienbahngeschwindigkeiten, die Anzahl der gleichzeitig verarbeitbaren Folienbahnen und vor allem auch die Maschinengeschwindigkeit begrenzt werden. Anderseits ermöglicht jedoch die Flach-Flach-Prägegeometrie höchste Prägequalitäten, vor allem auch für Reliefdruck und für grosse Bildformate. Eine Verbesserung in Teilbereichen konnte z.B. mit einer Registersteuerung nach EP-A-708 046 oder mit einer automatischen Drucksteuerung nach EP-A-741 001 erreicht werden. Die grundsätzlichen Beschränkungen blieben jedoch bestehen.

[0002] Eine ganz andere Maschinengattung, Prägedruckmaschinen mit mindestens einem Prägerotationszylinder, mit einem Schtaufenspeicher ist aus der GB 2 254 586 bekannt. Hier wird eine Folienbahn von einer kontinuierlich laufenden Abwickelrolle über einen Schlaufenspeicher schrittweise durch den Prägespalt gezogen, wobei im Schlaufenspeicher mit Unterstützung eines Luftstroms eine frei hängende Folienschlaufe gebildet wird zum Ausgleich von Folienbahn-Längenänderungen. Diese bekannten Rotationsprägedruckmaschinen sind jedoch bezüglich Prägequalität und Maschinengeschwindigkeit sehr eingeschränkt und vor allem sind die Anforderungen an die Folienführung entsprechend den relativ geringen Geschwindigkeitsunterschieden jedoch vergleichsweise gering. Dies im Gegensatz zu Flach-Prägedruckmaschinen mit sehr hohen Geschwindigkeitsänderungen der Folienbahn am Prägeort in kurzer Zeit, entsprechend ihrem ganz anderen Prägezyklus. Diese einfache Folienführung mit Schlaufenspeicher gemäss GB 2 254 586 ist daher auf Flach-Prägemaschinen generell gar nicht anwendbar, insbesondere auch nicht für schmale Folienbänder, da die frei hängende Folienschlaufe im Schlaufenspeicher in einem Luftstrom instabil ist und flattert.

[0003] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flach-Prägedruckmaschine zu schaffen, welche beste Prägequalität auch bei sehr hohen Maschinengeschwindigkeiten ermöglicht und welche für einen erweiterten Bereich möglicher Prägeaufgaben mit vielen Folienbahnen und komplexen Bildern einsetzbar ist. Dazu muss vor allem auch eine schonende und rasche Förderung mehrerer ganz unterschiedlicher Folienbahnen möglich sein.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Flach-Prägedruckmaschine nach Anspruch 1. Durch die Folienschlaufenspeicher mit einer Differenzdruckvorrichtung werden zum Längenausgleich Schlaufen der Folienbahn rasch, schonend und auf kompaktem Raum gebildet, während gleichzeitig die Folienvorschubeinrichtung mit der zugeordneten Vorschub- und Schlaufenspeichersteuerung eine optimale Positionierung am Prägeort sicherstellt. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Sie betreffen weitere Verbesserungen der Präge-Maschinenfunktionen und - eigenschaften und ermöglichen einen noch breiteren Einsatzbereich. Besonders vorteilhafte Kombinationen ergeben die zusätzliche Verstellung von Kniehebelgeometrie und Prägezeit sowie Drucksteuerung der Presse und Registersteuerung des zu beprägenden Flachmaterials.

[0005] Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Figuren weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine erfindungsgemässe Flach-Prägedruckmaschine mit Folienbahnspeichern und Vorschubsteuerung

Fig. 2

ein weiteres Beispiel mit Doppelspeichern und Endlosbahn

Fig. 3

ein Schaltschema mit Folienbahn- und Speichersteuerung sowie mit weiteren Funktionen

Fig. 4

den zeitlichen Verlauf von Folienvorschub S und Schlaufenbildung L im Speicher

Fig. 5, 6

Beispiele von Folienschlaufenspeichern mit Führungswänden und Differenzdruckvorrichtungen

Fig. 7

einen Folienspeicher mit einstellbaren Seitenwänden

Fig. 8, 9

Saugkastenspeicher mit variablen Abdeckungen

Fig. 10

einen Speicher mit Saugwalze

Fig. 11

einen Speicher mit Saugwandelement und Lochband

Fig. 12

einen Doppelspeicher mit Saugwandelement

Fig. 13

einen Doppelspeicher mit mehreren Folienbahnen

Fig. 14

eine Maschine mit mehreren unabhängigen Längs- und Querfolienbahnen

Fig. 15

ein Prägebeispiel mit mehreren Prägefolienbahnen und Clichés

Fig. 16

eine Geometrieverstellung von Gelenken einer Kniehebelpresse

Fig. 17

schematisch eine Geometrieverstellung von Kniehebeln

Fig. 18

Hubbewegungsverläufe H des Prägetischs in Funktion der Zeit

Fig. 19 a,b,c

Beispiele von strukturierten Führungsflächen

Fig. 20

eine strukturierte Einlaufwand mit Einblasöffnungen

Fig. 21

eine belüftete Einlaufwand

Fig.22

eine Einlaufwand mit angelegtem Potential

Fig. 23

Doppelfachspeicher mit belüfteten Einlaufwänden

Fig. 24

eine Registereinzugsvorrichtung in einer Bogenmaschine

Fig. 25

eine Endlosbahnmaschine mit Registersteuerung

[0006] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Flach-Prägedruckmaschine für ein zu beprägendes Flachmaterial 5, mit einer Flach-Flach-Presse 2, mit einem Prägetisch 3 und als Gegenstück eine Werkzeugplatte 4 mit Clichés 23 sowie mit mindestens einer Prägefolienbahn 6. Das zu beprägende Flachmaterial 5 besteht in diesem Beispiel aus Bogen 5.1, welche von einem Anleger 71 über eine Registervorrichtung 70 zum flachen Prägetisch 3 geführt, dort im Stillstand beprägt und anschliessend in einem Ausleger 72 gestapelt werden. Als Presse dient eine Kniehebelpresse 41 mit vier Kniehebelpaaren 43, mit Gelenken 44 und 45 und zwei Paaren von Zugstangen 42. Die Werkzeugplatte 4 ist in Z-Richtung einstellbar mittels einer Positioniervorrichtung 61, z.B. mit einer motorgetriebenen Spindel, welche einen Schiebekeil verstellt. Das Prägematerial wird auf einer oder mehreren Folienbahnen 6, 6.1, 6.2 von Abwickelrollen 7, 7.1, 7.2 über einen ersten, der Presse vorgeschalteten Folienschlaufenspeicher 10 und eine Folienvorschubeinrichtung 24 auf der einen Seite des Prägetischs 3 sowie eine Spanneinrichtung 25 auf der andern Seite des Prägetischs gefördert und anschliessend einer Folienabführeinrichtung 8 zugeführt. Dabei kann die Folienbahn 6 über einen zweiten, der Presse nachgeschalteten Folienschlaufenspeicher 20 auf eine bzw. mehrere Aufwickelrollen 80 geführt werden. Anstelle von Aufwickelrollen 80 kann auch eine direkte Folienabführeirrichtung 81, z.B. in Form einer Kompaktier- oder Schredderanlage, eingesetzt sein. Mit der Folienvorschubeinrichtung 24 wird ein genau steuerbarer schlupffreier Vorschub der Folienbahn 6, z.B. mittels leichter Walzen oder Saugelementen, sichergestellt, während die Spanneinrichtung 25 am Prägetisch eine einstellbare optimale, gleichmässige Folienspannung erzeugt, so dass die Folie am Prägeort positionsgenau, glatt und ohne Verzug und Überdehnung zum Prägen im Stillstand gehalten wird. Mit Vorteil ist dabei die Folienvorschubeinrichtung 24 der Presse nachgeschaltet und die Spanneinrichtung 25, z.B. als genau einstellbare Schlupfbremse mit konstanter Bremskraft bzw. Follenspannung, der Presse vorgeschaltet. Umgekehrt ist es auch möglich, mit einer nachgeschalteten Spanneinrichtung 25 einen gleichmässigen Zug auf die Folienbahn auszuüben, welche von einer vorgeschalteten Folienvorschubeinrichtung genau und schlupffrei ablaufend gesteuert wird (z.B. in Fig. 14).

[0007] Die Flach-Prägedruckmaschine weist eine Folienvorschub- und Speichersteuerung 52 mit zugeordnetem Bedienungs- und Anzeigegerät 40 auf. Damit wird der Follenvorschub am Prägeort dem Flachpressen Zyklus entsprechend gesteuert, wobei die Folienbahn während der Druckphase TP auf dem Prägetisch 3 stillgehalten wird und während der drucklosen Phase TL in die nächste Prägeposition vorgezogen wird, mit Zyklendauer T0 = TP + TL, und wobei Geschwindigkeitsunterschiede zwischen Vorschubgeschwindigkeit VV(t) am Prägeort und Bahngeschwindigkeit V7 an der Abwickelrolle bzw. Abführgeschwindigkeit V8 durch entsprechende Vergrösserung und Verkleinerung der Schlaufen L1, L2 in den Folienspeichern 10, 20 ausgeglichen werden. Diese Vorschubsteuerung W(t) muss möglichst schonend, präzise und schnell erfolgen, so dass die Folienbahn 6 während der DruckphaseTP (siehe Fig. 4) auf dem Prägetisch 3 positionsgenau stillgehalten wird und anschliessend während der drucklosen Phase TL rasch und dennoch schonend in die nächste Prägeposition vorgezogen wird. Wie in den Beispielen von Fig. 4 weiter erläutert wird, ergeben sich dabei grosse, rasch wechselnde Geschwindigkeitsunterschiede zwischen den relativ konstanten Abwickel- bzw. Aufwikkelgeschwindigkeiten V7, V8 einerseits und der intermittierend verlaufenden Vorschubgeschwindigkeit VV (t). Mit den Folienschlaufenspeichern 10, 20 werden diese Unterschiede durch Vergösserung bzw. Verkleinerung der Schlaufen 12 in den Speichern ausgeglichen. Dazu sind die Speicher mit einer Differenzdruckvorrichtung 30 verbunden, welche im Speicher eine Luftdruckdifferenz auf die Schlaufen 12 ausübt und damit diese Schlaufen immer glatt und gestreckt hält.

[0008] Zusätzlich zur Maschinensteuerung 50 mit Folien- und Speichersteuerung 52 können weitere vorteilhafte Kombinationen für Steuerfunktionen integriert werden (siehe Fig. 3):

• eine Steuerung der Kniehebelgeometrie 54 und eine Pressen-Drucksteuerung 56, wie dies in den Figuren 16 bis 18 weiter erläutert wird,
• sowie eine Registersteuerung 58 für Bogen gemäss Fig. 24, bzw. eine Registersteuerung 59 für Endlosbahnen gemäss Fig. 25.

[0009] Figur 2 zeigt als weiteres Beispiel eine Flach-Prägedruckmaschine mit einer Endlosbahn 5.2 als zu beprägendes Flachmaterial 5 mit einem Tänzerwalzenspeicher 110, wobei hier das Flachmaterial und die Folienbahn 6 im Gegenlauf gefördert werden, während Fig. 1 den in vielen Fällen vorteilhaften Gleichlauf von Flachmaterial 5 und Folienbahn 6 illustriert. Die folienseitigen Geschwindigkeitsverhältnisse bezüglich VV, V7, V8 bleiben auch hier die gleichen wie zu Figur 1 beschrieben ist. Die beiden Folienschlaufenspeicher 10 und 20 sind als Doppellabyrinthspeicher 28 ausgebildet mit einer gemeinsamen inneren Absaugung als Differenzdruckvorrichtung 30. Dies stellt eine besonders einfache und kompakte Bauweise eines Doppelspeichers dar. Zur Messung und Überwachung der Schlaufentiefe LT und damit auch der Schlaufenlänge L in den Speichern dienen Folienschlaufensensoren SF (s. Fig. 6).

[0010] Figur 3 zeigt ein Schaltschema mit einer Maschinensteuerung 50, einer Folienbahn- und Speichersteuerung 52, einer Steuerung der Kniehebelgeometrie 54, einer Drucksteuerung 56 und einer Registersteuerung 58 für Bogen- bzw. für Endlosbahn-Maschinen 59, sowie mit zugeordneten Sensoren SF, SB, SP und SD und mit einem Bedienungs- und Anzeigegerät 40 für die betreffenden Einstell- und Steuerfunktionen. Das Beispiel illustriert die Steuerungen einer Maschine mit zwei unabhängig steuerbaren Folienbahnen 6.1, 6.2 mit Abwikkelrollen 7.1, 7.2 bzw. Aufwickelrollen 80.1, 80.2 sowie zugehörigen Sensoren zur Bestimmung der Abwikkelgeschwindigkeit V7.1, V7.2 bzw. der Aufwickelgeschwindigkeit V8.1, V8.2 (z.B. ermittelt aus Rollendurchmesser und Drehzahl). An den Folienvorschubeinrichtungen 24.1, 24.2 werden auch die entsprechenden Vorschubgeschwindigkeiten VV1, VV2 bestimmt (z.B. mittels Encoder an Servomotoren). Mit den Folienspanneinrichtungen 25.1, 25.2 sind optimale Folienspannkräfte FF1, FF2 direkt oder indirekt einstellbar und steuerbar. Diese Folienspannkräfte FF1, FF2 sind so auf die betreffende Folienbahn und den gewählten Prägevorgang abstimmbar, dass die Prägefolien einerseits möglichst schonend und ohne Überdehnung gefördert werden und anderseits dennoch eine genaue, gestreckte Ausrichtung und Positionierung der Folien am Prägeort 3 erreicht wird wobei dies und während dem Prägevorgang optimal einstellbar ist.

[0011] Eine zusätzliche folienbildmässige Ausrichtung der Folienbahnen 6 auf die Clichés 23 der Werkzeugplatte 4 kann mittels Folienbildsensoren SB1, SB2 erfolgen (siehe Fig. 2 und 15a). Dies ist z.B. erforderlich zum Prägen von Hologrammen oder Folienbildern, welche registergenau auf die Clichés zu positionieren sind (und von der anderen Seite her wird das Flachmaterial mit der Registervorrichtung bezüglich der Clichés positioniert). Mit der Folienund Speichersteuerung 52 werden auch die Schlaufenbildungen in den beiden Speichern 10 und 20 gesteuert und überwacht, z.B. durch Folienbahnsensoren SF1.1, SF1.2 im Speicher 10 und die Sensoren SF2.1, SF2.2 im Speicher 20, welche je die Schlaufentiefen LT1.1, LT1.2 und LT2.1, LT2.2 erfassen. Als vorteilhafte Kombinationen mit dieser Folienbahn- und Speichersteuerung 52 können auch als weitere Funktionen eine Steuerung der Kniehebelgeometrie 54, z.B. durch Verstellung des Abstandes XS der Kniehebelgefenkpunkte und damit Beeinflussung der Prägezeit DT, erfolgen sowie eine Steuerung 56 der Druckkraft über die Positioniervorrichtung 61 der Presse mit Hilfe von Druckkraftsensoren SP1 bis SP4 (Fig. 1). Auch eine Registersteuerung 58 für Bogenmaschinen mit Sensoren SDi und Stellgliedern 91, 92, 93 (nach Figur 1, 19) oder eine Registersteuerung 59 für Endlosbahnmaschinen mit Bahnspeichern 110, 120, Bahnkantensteuerungen 112,113 und Bahnvorschub-und Bahnspanneinrichtungen 124, 125 ergibt eine vorteilhafte Kombination.

[0012] Figur 4 illustriert an einem Beispiel mit einer Fünf-Zyklen-Periode die Vorschubsteuerung VV, den Folienvorschub S(t) und die Schlaufenbildung L(t) in den Speichern in Funktion der Zeit über mehrere Prägezyklen. Dabei erfolgt hier über vier Zyklen ein relativ kleiner Folienvorschub (von z.B. je 7 cm) und anschliessend ein grosser Vorschub im fünften Zyklus (um z.B. 77 cm).

[0013] Figur 4a zeigt den Verlauf der Bandförderung S7(t) mit einer Bahngeschwindigkeit V7(t) = dS7/dt an der Abwickelrolle 7 und den Vorschub S(t) mit Vorschubgeschwindigkeit VV(t) = dS/dt am Prägeort über mehrere Perioden, bestehend aus je fünf Zyklen. Aus der Differenz zwischen V7 und VVresultiert eine variierende Schlaufenlänge L(t) = S7(t) - S(t), welche ein Minimum L1 und ein Maximum L2 der Schlaufenlänge in den Speichern aufweist.

[0014] Figur 4b zeigt diesen Verlauf über die Zyklen 4, 5 und 1 genauer. Der Vorschub S(t) wird dabei möglichst ausgeglichen gesteuert, ohne grosse Geschwindigkeitsänderungen, d.h. mit möglichst geringen Beschleunigungen (d2S/dt²). Dies ist wichtig vor allem im fünften Zyklus, wenn in kurzer Zeit grosse Änderungen der Schlaufenlänge (von L2 auf L1) auftreten während der drucklosen Phase TL des Zyklus. Wie ersichtlich ist, muss während der Druckphase TP und insbesondere während der Prägezeit DT der Vorschub S(t) = 0 sein, d.h. die Folienbahn muss auf dem Prägetisch genau stillstehen. Die Linie S7.2(t) zeigt hier beispielhaft auch einen anderen zeitlichen Verlauf für eine zweite Folienbahn 6.2, welche hier eine höhere Abwickelgeschwindigkeit V7.2 aufweist.

[0015] Figur 4c zeigt die zeitliche Veränderung der Schlaufenlänge L(t) im Folienschlaufenspeicher 10 entsprechend der Vorschubbewegung S(t) gemäss Fig. 4b.

[0016] Figur 4d zeigt vergrössert den Vorschub S(t) im Zyklus 5 sowie den Einfluss der Verstellung der Prägezeit DT und damit auch der Druckphase TP durch eine Kniehebelverstellung gemäss Figuren 16 - 18. Bei einer kurzen Prägezeit DT1 resultiert ein kleiner Wert von TP1 und entsprechend bleibt ein grösserer Bereich TL1 für die Änderung der Vorschubgeschwindigkeit VV und für die Änderung der Schlaufenlänge L in den Speichern. Bei grosser Prägezeit DT2 und entsprechend grösserem Wert von TP2 resultiert entsprechend der Beziehung T0 = TL2 + TP2 ein kleinerer Wert von TL2, welcher für den Folienvorschub zur Verfügung steht. Vor allem bei den angestrebten sehr hohen Prägegeschwindigkeiten von z.B. 10'000 Zyklen pro Stunde und mehr werden die Zyklendauer T0 und entsprechend auch die Phasen TP und TL sehr klein, was entsprechend höhere Vorschubgeschwindigkeiten während der drucklosen Phase TL erfordert.

[0017] Figur 5 zeigt einen Folienschlaufenspeicher 10 mit zwei Führungswänden 16, 17, Umlenkrollen 39 und mit einem steuerbaren Druckgebläse 31 und/oder einem Sauggebläse 32 als Differenzdruckvorrichtung. Diese erzeugen einen Differenzdruck DP = P1 - P2 (mit P1 = Druck in der Schlaufe, P2 = Druck ausserhalb bzw. vor der Schlaufe) und damit eine einstellbare Luftströmung, die im wesentlichen in Ausdehnungsrichtung der Schlaufe 12 im Folienspeicher verläuft. Die Folienschlaufe 12 verläuft entlang den Führungswänden 16, 17 und parallel zu diesen.

[0018] Wie Figur 6 zeigt, können die Führungswände 16, 17 z.B. auch konisch verlaufen, wobei die Anordnung von Führungswänden (sowie von allfälligen Seitenwänden) und Differenzdruckvorrichtungen so aufeinander abgestimmt wird, dass eine gleichmässige Luftströmung zur optimalen Ausbildung der gewünschten Folienschlaufe im ganzen Bereich zwischen minimaler Schlaufenlänge L1 und maximaler Schlaufenlänge L2 entsteht. Die Bestimmung und Überwachung der Schlaufenlänge L erfolgt hier mit einem Distanzsensor SF (z.B. als optischer oder Ultraschalldetektor), welcher am Speichereingang angeordnet ist und die Schlaufentiefe LT misst. Aus LT kann dann die Schlaufenlänge L berechnet werden.

[0019] Die Figuren 7a, b zeigen einen Folienschlaufenspeicher mit Seitenwänden 18, 19 von oben und von der Seite. Das Beispiel zeigt eine weitere Variante einer einstellbaren Speichergeometrie, mit welcher, abgestimmt auf die Differenzdruckvorrichtung, eine optimale örtliche Strömungsverteilung für eine einwandfreie Schlaufenbildung, z.B auch von unterschiedlich breiten Folienbahnen, eingestellt werden kann. Mit verschiebbaren Seitenwänden 18, 19 oder daran angebrachten Deckeln 22 können einstellbare Öffnungen oder Schlitze 13 gebildet werden. Diese Einstellungen von Geometrie und Öffnungen der Speicher 10 können auch mittels Stellgliedern automatisch bzw. durch die Steuerung 52 steuerbar ausgebildet werden.

[0020] Der Folienschlaufenspeicher nach Figur 8 weist als weiteres Beispiel einen Saugkasten 15 auf mit einer Eingangsöffnung 14 für die Folienbahnen 6.1, 6.2 und mit einem Sauggebläse 32 am Schlaufenende bzw. am unteren Ende des Saugkastens.

[0021] Figur 9a, b zeigt von oben und von der Seite einen Saugkastenspeicher 15 mit variablen Abdeckungen 26 an der Eingangsöffnung 14. Die Schlaufenspeicher können gleichzeitig mehrere Folienbahnen 6.1, 6.2 (unterschiedlicher Art und Breite) aufnehmen, welche unabhängig voneinander gefördert werden und somit unterschiedliche Schlaufen ausbilden. Zur Erzielung optimaler Strömungsverhältnisse für jede Schlaufe können mit den variablen Abdeckungen 26 beidseitig jeder Folienbahn 6.1, 6.2 etwa gleichgrosse freie Einlassöffnungen 27 eingestellt werden.

[0022] Wie in den Figuren 10 bis 12 illustriert wird, können die Differenzdruckvorrichtungen der Folienschlaufenspeicher auch Saugwalzen 34 oder Saugwandelemente 35 mit umlaufenden Lochbändern 36 aufweisen, welche mit Vorteil zusätzlich noch mit einem Druck- oder Sauggebläse 31, 32 kombiniert sind.

[0023] Figur 10 zeigt eingangsseitig eine Saugwalze 34 mit einem Saugbereich 37 zur Förderung der Folienbahn 6 in den Speicher hinein. Die Schlaufenbildung wird hier noch unterstützt durch ein Druckgebläse 31.

[0024] In Figur 11 fördert ein gelochtes Saugwandelement 35 mit einem umlaufenden Lochband 36 über den Saug- und Förderbereich 37 die Folienbahn 6 zur Ausbildung einer Schleife in den Speicher. Dieser Speicher eignet sich z.B. besonders gut für lange Schlaufen mit sehr schmalen Folienbahnen.

[0025] Figur 12 zeigt ein Saugwandelement 35 mit Lochband 36, dessen abwärtslaufender Bereich 35.1 eine Transportwand eines Zufuhrspeichers 10 bildet und dessen aufwärtslaufender Bereich 35.2 eine Transportwand für einen Abfuhrspeicher 20 bildet.

[0026] Figur 13 zeigt einen Doppelspeicher 29, welcher zwei Fächer 16.1,17.1 und 16.2, 17.2 aufweist, wobei diese beiden Fächer mehrere Folienbahnen 6.1 bis 6.4 abwechselnd und je mit Abstand untereinander auf die Fächer verteilt aufweisen. Beide Fächer können zusammen mit nur einer Differenzdruckvorrichtung betrieben werden.

[0027] Figur 14 illustriert ein Beispiel einer Maschine mit mehreren Längs- und Querfolienbahnen (in X- und Y-Richtung), welche einzeln unabhängig steuerbar sind. Zwei Längsbahnen 6.1 und 6.2 mit Vorschubgeschwindigkeiten VV1, VV2 weisen separate Vorschubeinrichtungen 24.1, 24.2 und Spanneinrichtungen 25.1, 25.2 sowie gemeinsame Folienschlaufenspeicher 10.1, 20.1 auf. Zwei Querbahnen 6.3, 6.4 mit Vorschubgeschwindigkeiten VV3, VV4 weisen separate Vorschubeinrichtungen 24.3, 24.4 und Spanneinrichtungen 25.3, 25.4 sowie gemeinsame Folienspeicher 10.2 und 20.2 auf.

[0028] Die Figur 15 illustriert eine Prägearbeit mit mehreren unterschiedlichen Prägefolienbahnen mit unterschiedlichem Prägegut und verschiedenen Clichés, welche gleichzeitig in einem Prägevorgang durchgeführt wird. Durch die Anordnung der Folienbahnen in Längs- und Querrichtung können gleichzeitig mit mehr Clichés und komplexere Bilder geprägt werden. Bedingung dabei ist, dass in den Kreuzungsbereichen der Folienbahnen keine Clichés angeordnet sind. Als einfaches Beispiel ist in Figur 15a ein zu beprägender Bogen 5.1 in Y-Richtung in zwei identische Bereiche unterteilt. In X-Richtung wird mit zwei identischen Folienbahnen 6.1, 6.2 mit Bildeinheiten entsprechend den Clichés 23.1 geprägt. Die Registerhaltigkeit dieser Folienbildeinheiten bezüglich der Clichés 23.1 und damit auch bezüglich des zu beprägenden Bogens 5.1 wird durch Folienbildsensoren SB1, SB2 (welche Folienbildmarken detektieren) überwacht und gesteuert. In Y-Richtung verlaufen zwei Folienbahnen 6.3, 6.4 mit unterschiedlichen Farbschichten als Prägegut und mit zugeordneten Clichés 23.2, 23.3.

[0029] In Figur 15b ist die ausgeprägte Bildfolienbahn 6.2 gezeigt und in Figur 15c die ausgeprägte Farbfolienbahn 6.3 mit einer 3-Zyklen Periode. Die Anordnung der Folienbahnen und deren individuelle Vorschubsteuerung erfolgt so, dass das Folienprägegut bestmöglich ausgenützt wird. Mit der erfindungsgemässen Kombination von kompakten, sehr rasch ansprechenden gemeinsamen Schlaufenspeichern für mehrere und unabhängig steuerbare Folienbahnen wird eine Flach-Prägedruckmaschine geschaffen, welche sehr anspruchsvolle und komplexe Prägeaufgaben in einem Durchgang mit hoher Geschwindigkeit und in bester Qualität ausführen kann und wobei zudem die Folienbahnen wenig belastet und deren Prägegut bestmöglich ausgenützt werden kann.

[0030] Die Figuren 16 -18 illustrieren die Kombination der erfindungsgemässen Maschine mit einer Geometrieverstellung bzw. einer Prägezeitverstellung (DT). Damit ist eine Optimierung möglich in zwei Dimensionen, d.h. mittels zweier unabhängiger Einstellgrössen: sowohl bezüglich des Folienvorschubs S(t) als auch bezüglich des Prägeprozesses mit der Prägezeit DT. Dies ergibt maximale Prägequalität und universelle Einsatzmöglichkeiten. Die Figur 16 zeigt von oben gesehen eine Geometrieverstellung einer Kniehebelpresse mit vier Kniehebelpaaren, wobei deren untere vier Kniehebel-Gelenke 45 (siehe Figur 1) gleichzeitig verstellt werden durch einen Servoantrieb 48 über eine Transmission an die vier Gelenke 45. Die Verstellung erfolgt z.B. je über eine Spindel und einen Verstellkeil 49, so dass der Abstand XS der Gelenke 45 einstellbar ist mittels der steuerbaren Motoren 48 und einer Geometrie-Steuerung 54. Es sind aber auch andere Antriebsformen (z.B. hydraulisch oder mit Handantrieb) möglich oder es können alle vier Gelenke 45 direkt mit je einem synchron gesteuerten Motor verschoben werden. Die Verstellung kann programmierbar sein und erfolgt vorzugsweise schrittweise nur während der drucklosen Phase (TL).

[0031] Figur 17 illustriert die Geometrieverstellung an einem der Kniehebelpaare 43, welche durch die Zugstangen 42 bewegt werden. Je nach Einstellung XS der unteren Gelenke 45 resultieren unterschiedliche Verläufe der Hubmaxima H(t) der Presse wie an drei Einstellungsbeispielen nachfolgend dargestellt wird.
Mit der Einstellung XS1 < 0 resultiert eine maximale Auslenkungslage 43a, wobei die Kniehebel 43, 43a ihre gestreckte Lage 46 nicht ganz erreichen.
Mit der Einstellung XS2 = 0 wird in der maximalen Auslenkungslage 43b die gestreckte Lage 46 eben erreicht. Mit der Einstellung XS3 > 0 wird die gestreckte Lage 46 überschritten bis zur maximalen Auslenkung 43c. Dies ergibt nach

[0032] Figur 18a, b folgende Bewegungsverläufe des Hubs H(t) der Presse in Funktion der Zeit:

a) Für XS1 < 0 (z.B. -3 mm) resultiert die Kurve H1 (t) mit schmalem Maximum, für eine gegebene Höhendifferenz DH ergibt dies eine Prägezeit DT1 von z.B. 25°.

b) Für XS2 = 0 resultiert die Kurve H2(t) mit einem breiteren Maximum und für das gegebene DH eine grössere Prägezeit DT2 von z.B. 35°.

c) Für XS3 > 0 (z.B. + 1 mm) resultiert eine Kurve H3(t) mit zwei Maxima Hmax und für das gegebene DH eine entsprechend noch grössere Prägezeit DT3 von z.B. 42°.

[0033] Die Höhendifferenz DH ergibt sich daraus, wie stark ein gegebenes zu beprägendes Flachmaterial 5 komprimierbar ist. Daraus ergibt sich auch der, der Hubbewegung H(t) entsprechende Verlauf der Pressendruckkraft F(t). Wenn im Falle a) die gestreckte Lage 46 nicht ganz erreicht wird, muss die Werkzeugplatte 4 mittels Positioniervorrichtung 61 entsprechend in Richtung Z4 nachgestellt werden, um damit die fehlende Höhe H zu kompensieren. Wie in den Figuren 18a, b gezeigt wird, ist die Druckphase TP notwendigerweise etwas grösser als die Prägezeit DT. Diese kann für die Fälle a, b, c z.B. betragen TP1 = 40°, TP2 = 50°, TP3 = 60°. Entsprechend verändert sich auch die drucklose Phase TL gemäss der Beziehung T0 = 360° = TP + TL (vergleiche Fig. 4d).

[0034] Eine weitere besonders vorteilhafte Kombination ergibt sich durch Integration einer Drucksteuerung in die Maschine, wie dies aus der EP-A-749 001 bekannt ist. Dazu weist die Prägedruckmaschine Sensoren SP1 bis SP4 zur Messung der Pressendruckkräfte F auf (siehe Fig. 1 und 16). Die Drucksteuerung 56 steuert durch die Positioniervorrichtung 61 die Werkzeugplatte 4 in Richtung Z4, so dass ein gewünschter vorgegebener Arbeitsdruck F automatisch konstant gehalten werden kann. Die Drucksteuerung kann auch verschiedene Funktionen zur Druckkraftsteuerung enthalten. Mit der Kniehebelgeometriesteuerung 54 und der Pressen-drucksteuerung 56 können damit sowohl bezüglich der Prägezeit DT als auch bezüglich der Prägedruckkraft F optimale Parameterwerte eingestellt und damit höchste Prägequalität und Maschinenleistungen erreicht werden. Diese Steuerung der Kniehebeigeometrie und der Druckphase kann auch unabhängig von den erfindungsgemässen Schlaufenspeichern zur Optimierung der Prägequalität eingesetzt werden.

[0035] In der erfindungsgemässen Maschine sollen Folien unterschiedlichster Art und Breiten optimal verarbeitet werden. Insbesondere sehr breite und sehr dünne Folien mit einer Dicke von z.B. 15 - 30 µ sind äusserst schwierig einwandfrei zu transportieren. Das isolierende Kunststoffträgermaterial der Folien wird elektrostatisch aufgeladen, was an den Führungswänden (Einlaufwände 16 und Auslaufwände 17) der Speicher unter Umständen relativ hohe Reibungskräfte ergeben kann, was zu Verzerren und Rumpfbildung der Folienbahnen führen kann. Eine wichtige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, die Reibungskräfte der darüber laufenden Folienbahnen vor allem an den Einlaufwänden 16 der Schlaufenspeicher klein zu halten bzw. auf ein Mass zu reduzieren, dass die Schlaufenbildung und der Transport optimal erfolgen kann. Verschiedene Massnahmen und Mittel dazu werden anhand der Figuren 19 bis 23 dargestellt.

[0036] Die Fig. 19 und 20 illustrieren strukturierte Oberflächen 63 an den Führungswänden 16, 17, wobei deren Kontaktfläche F1 mit der darüberlaufenden Folie wesentlich kleiner ist als die ganze durch Folie überdeckte Fläche F0. Das Verhältnis von kontaktierter zu überdeckter Fläche F1/F0 ist kleiner als 50% und beträgt vorzugsweise noch weniger, z.B. 10 - 30%.

[0037] Solche strukturierte Oberflächen 63 können auf verschiedene Arten gebildet werden, z.B. durch Rillen oder Kanäle 64, nach Fig. 19a und Fig. 20, oder durch Gitter, bzw. feinmaschige Drahtgeflechte 65 nach Fig. 91b oder durch Lochbleche, Noppenbleche oder Wellblech 66 gemäss Fig.19c. Die Gitterkonstante bzw. die Strukturabstände dieser strukturierten Oberflächen betragen vorzugsweise nur 1mm oder weniger, z.B. 0.3 - 1 mm.

[0038] Fig. 20 zeigt in Aufsicht ein Beispiel einer strukturierten Oberfläche mit Längs- und Querkanälen 64, wobei hier ein Flächenverhältnis F1/F0 von ca. 25% illustriert ist.

[0039] Eine weitere besonders einfache und wirksame Methode zur Reduktion des Kontakflächenanteils F1 bzw. der Reibungskraft der Folienbahn an der Einlaufwand 16 besteht darin, die Folienbahn durch partielles Einblasen von Luft teilweise von der Einlaufwand zu lösen. Dies ist in Fig. 21 illustriert. Die Einlaufwand 16 weist Einblaslöcher 75 auf, durch welche aus einer Überdruckkammer 74 lokal Luft unter die Folie eingeblasen wird. Diese luftunterstützte Reduktion der Reibungskräft an der Einlaufwand ist, den zu transportierenden Folien ensprechend, einfach dosierbar mittels Steuerung des Überdrucks P3 in den Kammem 74. Dieser kann z.B. 2-4 bar betragen. Die Abblasöffnungen 75 sind vorzugsweise relativ klein dimesioniert und in grossen Abständen voneinander angeordnet. Der Durchmesser der Abblasöffnungen beträgt z.B. 1 mm oder weniger und die Abstände betragen mehrere cm, z.B. 5-20 cm. Wichtig ist, dass die Folie immer an der Führungswand bleibt und nicht vollständig abgehoben wird, d.h. der Kontaktflächenanteil F1 ist nicht 0. Damit wird eine glatte, einwandfreie Führung der Folienbahn sichergestellt. Die Führungswände sind metallisch leitend und die belüfteten Einlaufwände können eine glatte Oberfläche (Fig. 21) oder eine strukturierte Oberfläche (Fig.20) aufweisen.

[0040] Fig. 22 zeigt eine weiter Variante zur Reduktion der Reibungskraft durch Anlegen eines Potentials U2 an die Einlaufwand 16 mit einer einstellbaren Spannungsquelle 96. Die Einlaufwand ist metallisch leitend und von der Umgebung isoliert ausgebildet. Damit wird die Potentialdifferenz U1 - U2 zwischen der Folienbahn 6 und der Führungswand 16 soweit reduziert, dass der gewünschte tiefe Wert der Reibungskraft erreicht wird. Die Einstellung des Potentials U2 an der Einlaufwand 16 erfolgt so, dass eine optimale glatte Schlaufenbildung und Folienführung erreicht wird. Zusätzlich kann das Potential U1 der Folienbahn 6 mittels einer kapazitiven Potentialsonde 95 bestimmt werden und danach das Potential U2 eingestellt bzw. geregelt werden.

[0041] Fig. 23 zeigt ein Beispiel mit je einem Doppelfachspeicher 29 vor und nach der Prägepresse und mit je einer Folienbahn 6.1, 6.2 in je einem Fach dieser beiden Doppelfachspeicher. Die Schlaufenbildung in den Speichern erfolgt durch Unterdruckabsaugen mittels einem gemeinsamen Absauggebläse 32. Die vier Einlaufwände 16.1, 16.2 weisen eine Belüftung mit Überdruckkammern 74 mit einem Druck P3 und Einblasöffnungen 75 auf. Die vier Auslaufwände 17.1, 17.2 sind jedoch ausdrücklich nicht belüftet. Die Reibungskraft an den Auslaufwänden ist damit absichtlich höher als an den Einlaufwänden, sodass die Folienbahn zwecks einwandfreiem Weitertransport leicht gespannt wird. Ein Schlepprad 53 mit Drehgeber erfasst hier Geschwindigkeit und Vorschub der ablaufenden Folienbahn, womit der Motor der Aufwickelrolle 80 sowie Vorschub und Schlaufenbildung in den Speichern gesteuert werden.

[0042] Figur 24 zeigt die Kombination der erfindungsgemässen Flach-Prägedruckmaschine mit einer Registersteuerung 58 des Flachmaterials. Diese Kombination ermöglicht eine beidseitige Optimierung sowohl folienbahnseitig bezüglich der Folienführung und Ausrichtung wie auch bezüglich der Flachmaterialführung zur genauen Bildausrichtung. Folienseitig werden z.B. Foliensujets wie Hologramme oder Folienbilder mittels der Folienbildsensoren SB (Fig. 15a, Fig. 2) bezüglich der Clichés 23 auf der Werkzeugplatte 4 genau ausgerichtet, während die Bogen 5.1 durch die Registersteuerung ebenfalls positionsgenau auf die Lage der Clichés ausgerichtet werden. Eine solche Registersteuerung für Bogenmaschinen ist aus der EP-A-708 046 bekannt.

[0043] Die Registereinzugsvorrichtung 70 für Flach-Prägedruckmaschinen weist Vorderkantenanschläge, einen Seitenanschlag und Positionssensoren SD1, SD2, SD3 zum Erfassen von Druckmarken M1, M2, M3 des Bogens 5.1 sowie zwei den vorderen Anschlägen A1, A2 zugeordneten Detektoren SD4, SD5 zum Erfassen der Bogenvorderkante auf. Die vorderen Anschläge A1, A2 sind durch Stellglieder 91, 92 soweit verstellbar, bis die vorderen Druckmarken M1, M2 des Bogens durch die entsprechenden Sensoren SD1, SD2 erfasst sind. Ein Stellglied 93 verstellt anschliessend den Seitenanschlag oder SeitenschieberA3 so weit, bis die Seiten-Druckmarke M3 vom zugeordneten Positionssensor SD3 erfasst wird. Eine Registersteuerung 58 steuert diese Registerkorrektur mit den Positionssensoren SD1, SD2, SD3, den Detektoren SD4, SD5 und den Stellgliedern 91, 92, 93. Dies ergibt auf einfache Art eine zuverlässige automatische Registerkorrektur für jeden einzelnen Bogen und erhöht damit in Kombination mir der Folienführung und -steuerung die Druckqualität.

[0044] Figur 25 zeigt von oben gesehen schematisch eine Registersteuerung 59 für Endlosbahnmaschinen (Fig. 2) mit Sensoren SD1, SD3 zur Erfassung von Druckmarken M1, M3. Die Endlosbahn 5.2 läuft von einer Abwickelrolle 107 zu einer Aufwickelrolle 108 mit Bahnkantensteuerungen 112, 113, Bahnspeichern 110, 120 (als Tänzerwalzen oder auch als Saugspeicher ausgebildet), einer Bahnspanneinrichtung 125 und einer Bahnvorschubeinrichtung 124. Die Ausrichtung der Endlosbahn in Querrichtung Y auf die Druckmarke M3 erfolgt durch die an sich bekannten Bahnkantensteuerungen 112, 113 und die Ausrichtung auf die Marke M1 in Längsrichtung X wird mit der Bahnvorschubeinrichtung 124 gesteuert. Zum Ausgleich der Unterschiede zwischen dem intermittierenden Vorschub am Prägetisch 3 und einer gleichmässigen Abwickelgeschwindigkeit an den Rollen 107, 108 werden in analoger Weise zur Folienbahnsteuerung auch hier Bahnspeicher 110 und 120 für die Endlosbahn 5.2 eingesetzt.

[0045] Im Zusammenhang mit den Figuren werden die folgenden Bezeichnungen verwendet:

2

Flach-Presse

3

Prägetisch

4

Werkzeugplatte

5

Flachmaterial

5.1

Bogen

5.2

Endlosbahn

6

Folienbahnen

7

Abwickelrolle

8

Folienabführeinrichtung

10, 20

Folienschlaufenspeicher

12

Folienschlaufe

13

einstellbare Öffnungen an 18, 19

14

Eingangsöffnung

15

Saugkasten

16

Einlaufwand

17

Auslaufwand

16,

17 Führungswände

18,

19 Seitenwände

22

Deckel an 18, 19

23

Clichés

24

Folienvorschubeinrichtung

25

Spanneinrichtung

26

Variable Abdeckungen an 14

27

freie Einlassöffnungen an 14

28

Doppelschlaufenspeicher Labyrinth

29

Doppelfach

30

Differenzdruckvorrichtung

31

Druckgebläse

32

Sauggebläse

34

Saugwalze

35

Saugwandelement

35.1

aufwärts

35.2

abwärts laufend

36

Lochband

37

Saugbereich von 34, 35

39

Umlenkrollen

40

Bedienungs- und Anzeigegerät

41

Kniehebelpresse

42

Zugstangen

43

Kniehebel

44

Kniegelenke

45

untere Kniehebelgelenke

46

Verbindungsgerade, gestreckte Lage

48

steuerbare Motoren

49

Verschiebekeil

50

Maschinensteuerung

52

Steuerung Folienvorschub und Speicher

53

Schlepprad

54

Steuerung Kniehebelgeometrie

56

Drucksteuerung

58

Registersteuerung für Bogen

59

Registersteuerung für Endlosbahn

61

Positioniervorrichtung bei 4

63

strukturierte Oberfläche

64

Kanäle

65

Gitter, Drahtgeflecht

66

Wellblech

70

Registervorrichtung für Bogen 5.1

71

Anleger

72

Ausleger

74

Überdruckkammer

75

Einblasöffnung

80

Aufwickelrolle

81

direkt abführen

91, 92, 93

Stellglieder

95

kapazitive Potentialsonde

96

einstellbare Spannungsquelle

107

Abwicklung Endlosbahn

108

Aufwicklung Endlosbahn

110, 120

Bahnspeicher

112, 113

Bahnkantensteuerung

124

Bahnvorschubeinrichtung

125

Bahnspanneinrichtung

T0

Pressenzyklus, Zyklendauer

TP

Druckphase

TL

drucklose Phase

DP = P1 - P2

Druckdifferenz

P1

Druck in Schlaufe 12

P2

Druck vor Schlaufe 12

P3

Druck in Überdruckkammern

VV

Vorschubgeschwindigkeit

V7

Bahngeschwindigkeit an 7

V8

Bahngeschwindigkeit an 8

S(t)

Folienvorschub

L

Schlaufenlänge

L1

Schlaufenlänge in 10, Minimum

L2

Maximum

LT

Schlaufentiefe

DT

Prägezeit

DH

Höhendifferenz während DT

H(t)

Höhe von 3

XS

Verschiebung von 45

M1, M2, M3

Druckmarken

SD1 - SD5

Registersensoren, Lagedetektoren

A1, A2

Vorderanschläge

A3

Seitenanschlag

X

Laufrichtung

Y

Querrichtung

Z

Hochrichtung

Z4

Verschiebung von 4

F

Druckkräfte

t

Zeit

SF

Sensoren für Folienschlaufe

SB

Folienbildsensoren

SP

Druckkraftsensoren

FF

Folienspannkräfte

F1

Folienkontaktfläche

F0

überdeckte Folienfläche

F1/F0

Kontaktflächenanteil

Ansprüche

1. Flach-Prägedruckmaschine für ein zu beprägendes Flachmaterial (5) mit Flach-Presse (2), Prägetisch (3) und Werkzeugplatte (4) und mit mindestens einer Prägefolienbahn (6), welche von einer Abwickelrolle (7) über den Prägtisch zu einer Folienabführeinrichtung (8) geführt ist, mit einer Folienvorschubeinrichtung (24) auf der einen Seite der Presse und einer Spanneinrichtung (25) zum Spannen der Prägefolienbahn (6) auf der anderen Seite der Presse und mit einer dem Pressenzyklus (T0) entsprechenden Steuerung (52) des Folienvorschubs am Prägeort, mit welcher die Prägefolienbahn während der Druckphase (TP) auf dem Prägetisch (3) stillgehalten wird und während der drucklosen Phase (TL) in die nächste Prägeposition vorgezogen wird und wobei Geschwindigkeitsunterschiede zwischen Vorschubgeschwindigkeit VV am Prägeort und Bahngeschwindigkeit V7 an der Abwickelrolle bzw. an der Abführeinrichtung V8 ausgeglichen werden,
gekennzeichnet durch
mindestens einen Folienschlaufenspeicher (10) vor der Presse mit einer Differenzdruckvorrichtung (30) zur Formung einer Folienschlaufe (12) mittels einer auf die Prägefolienbahn ausgeübten Luftdruckdifferenz (DP), wobei die Prägefolienbahn (6) flächig und parallel dazu an Führungswänden (16, 17) entlang geführt wird mit einer Reibungskraft zwischen Prägefolienbahn und Führungswänden, und wobei die Steuerung (52) die Schlaufenbildung steuert durch entsprechende Vergrösserung und Verkleinerung der Schlaufen (L1, L2) in den Folienspeichern (10, 20) zum Ausgleich der Geschwindigkeitsunterschiede und wobei die Prägefolienbahn (6) während der drucklosen Phase (TL) kontinuierlich beschleunigt und verzögert in die nächste Prägeposition vorgezogen wird, d.h. mit möglichst geringen Beschleunigungen (d2S/dt²).

2. Flach-Prägedruckmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen weiteren Folienschlaufenspeicher (20) und eine Aufwickelrolle (80) nach der Presse als Folienabführeinrichtung (8).

3. Flach-Prägedruckmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzdruckvorrichtung ein steuerbares Druckgebläse (31) und/oder Sauggebläse (32) aufweist, welche eine einstellbare Luftströmung erzeugen, die im wesentlichen in Ausdehnungsrichtung der Schlaufe im Folienspeicher verläuft und dass die Folienschlaufenspeicher zwei parallel zur Folienschlaufe (12) verlaufende Führungswände (16, 17) aufweisen.

4. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienschlaufenspeicher eine einstellbare Geometrie (13, 26) aufweisen zur Veränderung der örtlichen Strömungsverteilung.

5. Flach-Prägedruckmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienschlaufenspeicher auch zwei Seitenwände (18, 19) mit einstellbaren Öffnungen (13) aufweisen.

6. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienschlaufenspeicher einen Saugkasten (15) aufweisen mit einer Eingangsöffnung (14) für die Folienbahn und mit einer Absaugung (32) am Schlaufenende.

7. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienschlaufenspeicher eine Eingangsöffnung (14) mit variablen Abdeckungen (26) aufweist und dass die Folienschlaufenspeicher beidseitig einer Folienbahn im wesentlichen gleich grosse freie Einlassöffnungen (27) aufweisen.

8. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienschlaufenspeicher eine Saugwalze (34) oder ein Lochband (36) mit Sauggebläse (32) als Folientransportmittel am Speicher aufweisen.

9. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienschlaufenspeicher ein feststehendes gelochtes Saugwandelement (35) mit einem Unterdruck im Innern aufweist, um welches ein Lochband (36) umläuft und dadurch einen kontinuierlichen Folientransport bewirkt.

10. Flach-Prägedruckmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochband um eine zweiseitige Saugwand umläuft mit je einem aufwärts (35.1) und einem abwärts (35.2) laufenden Bereich, welche je eine Führungswand von zwei benachbarten Folienspeichern (10, 20) bilden.

11. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Sensoren (SF1, SF2) zur Überwachung der Schlaufenbildung, insbesondere Distanzsensoren zur Messung der Schlaufentiefe (LT), z.B. in Form von optischen oder Ultraschall-Detektoren.

12. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Folienbahnen (6.1, 6.2, 6.3) in den Folienspeichern, mit Zwischenräumen nebeneinanderliegend, angeordnet sind und dass mehrere Folienbahnen (6.1, 6.2) mit separaten Vorschubeinrichtungen (24.1, 24.2) vorgesehen sind, deren Vorschub (VV1, VV2) individuell steuerbar ist,

13. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienspeicher als Doppel-Schlaufenspeicher (28, 29) für mehrere Folienbahnen ausgebildet sind.

14. Flach-Prägedruckmaschinen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Prägefolienbahnen (6.1 - 6.4) mit zugeordneten Folienspeichern längs und/oder quer zur Laufrichtung X des Flachmaterials vorgesehen sind.

15. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an den Einlaufwänden (16) der Schlaufenspeicher Mittel zur Reduktion der Reibungskraft einer darüber laufenden Folienbahn (6) vorgesehen sind, so dass die Reibungskraft an den Einlaufwänden (16) kleiner ist als die Reibungskraft an den Auslaufwänden (17).

16. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktflächenanteil F1 einer Folienbahn an den Führungsflächen (16, 17) der Schlaufenspeicher weniger als die Hälfte der überdeckten Folienfläche F0 beträgt, z.B. F1/F0 = 10 - 30 %.

17. Flach-Prägedruckmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Einlaufwände (16) eine strukturierte Oberfläche (63) aufweisen, z.B. in Form von Kanälen (64), feinmaschigen Drahtgeflechten (65), Noppenblech oder Wellblech (66).

18. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Einlaufwänden (16) Luft aus Überdruckkammern (74) durch Einblasöffnungen (75) in die Schlaufenspeicher geblasen wird.

19. Flach-Prägedruckmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass kleine Einblasöffnungen in relativ grossem Abstand zueinander vorgesehen sind, z.B. mit einem Durchmesser von 0.5 bis 1 mm und in einem Abstand von 5 bis 20 cm.

20. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an metallisch leitenden Einlaufwänden (16) ein Potential U2 mittels einer einstellbaren Spannungsquelle (96) angelegt ist.

21. Flach-Prägedruckmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine kapazitive Potentialsonde (95) zur Bestimmung des Potentials U1 der einlaufenden Folienbahn (6) und zur entsprechenden Steuerung des Potentials U2 an der Einlaufwand (16) vorgesehen ist.

22. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Kniehebelpresse (41) vorgesehen ist, deren Kniehebelgeometrie so verstellbar ist (XS), dass damit die Druckphase (TP) variert wird.

23. Flach-Prägedruckmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebelgeometrie durch Veränderung des Abstands (XS) der Kniehebelgelenke (45) einstellbar ist.

24. Flach-Prägedruckmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung durch eine Steuerung (54) mittels steuerbarer Motoren (48) erfolgt, z.B. mittels Servomotoren und Verschiebekeil, und dass die Verstellung programmierbar ist und bei laufender Maschine schrittweise während der drucklosen Phase (TL) ausgeführt wird.

25. Flach-Prägedruckmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig auch die Position der Werkzeugplatte (4) mittels einer Positioniervorrichtung (61) einstellbar ist durch eine Drucksteuerung (56) mit Steuerprogramm und mit Drucksensoren (SP).

26. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche für Bogen als Flachmaterial,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinrichtung für Bogen (5.1) mit Anleger und Ausleger sowie eine Registereinzugsvorrichtung (70) mit einer Registersteuerung (58) und mit sensorgesteuerten Vorder- und Seitenanschlägen (A1, A2, A3) vorgesehen ist zur Ausrichtung der Bogen nach Druckmarken (M1, M2, M3), welche von den Sensoren (SD) erfasst werden.

27. Flach-Prägedruckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 25 für eine Endlosbahn als Flachmaterial, gekennzeichnet durch eine Registersteuerung (59) zur Ausrichtung und Steuerung der Endlosbahn (5.2) nach Druckmarken (M1, M3) mittels Sensoren (SD1, SD3) wobei die Steuerung in Querrichtung durch eine Bahnkantensteuerung (112) und in Längsrichtung durch Steuerung des Endlosbahnvorschubs (124) erfolgt.

Claims

1. Flat embossing machine for a flat material (5) to be embossed, with a flat press (2), embossing table (3) and tool plate (4) and having at least one embossing foil web (6), which is guided from an unwinding roll (7), via the embossing table to a foil removal device (8), with a foil feed device (24) on one side of the press and a tensioning device (25) for tensioning the embossing foil web (6) on the other side of the press and with a control (52) of foil feed at the embossing location corresponding to the press cycle (T0), with which the embossing foil web is kept stationary on the embossing table (3) during the embossing phase (TP) and during the embossing-free phase (TL) is advanced into the next embossing position and in which speed differences between the speed VV at the embossing location and the web speed V7 at the unwinding roll or at the removal device V8 are compensated,
characterized by
at least one foil loop store (10) with a differential pressure device (30) for shaping a foil loop (12) upstream of the press by means of an air pressure difference (DP) exerted on the embossing foil web, whereby the embossing foil web (6) is guided flat and parallel along guide walls (16, 17) with a frictional force between embossing foil web and guide walls, and whereby the control (52) controls the loop formation by a corresponding increase or decrease in size of the loops (L1, L2) in the foil stores (10, 20) for compensation of the speed differences, and whereby during the embossing-free phase (TL) the embossing foil web (6) is continuously accelerated and decelerated and advanced into the next embossing position, i.e. with minimum possible acceleration (d2S/dt²).

2. Flat embossing machine according to claim 1, characterized by a further foil loop store (20) and a wind-up roll (80) following the press as a foil removal device (8).

3. Flat embossing machine according to claim 1 or 2, characterized in that the differential pressure device has a controllable pressure fan (31) and/or suction fan (32), which produce an adjustable air flow, which runs substantially in the extension direction of the loop in the foil store and that the foil loop stores have two guide walls (16, 17) parallel to the foil loop (12).

4. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the foil loop stores have an adjustable geometry (13, 26) for modifying the local flow distribution.

5. Flat embossing machine according to claim 3, characterized in that the foil loop stores also have two side walls (18, 19) with adjustable openings (13).

6. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the foil loop stores have a suction box (15) with an inlet (14) for the foil web and with a suction device (32) at the loop end.

7. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the foil loop stores have an inlet (14) with variable covers (26) and that the foil loop stores on either side of a foil web have substantially equal size, free inlets (27).

8. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the foil loop stores have a suction roller (34) or a perforated belt (36) with suction fan (32) as foil transportation means at the store.

9. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the foil loop stores have a fixed, perforated suction wall element (35) with a vacuum in the interior, about which runs a perforated belt (36) and consequently brings about a continuous foil transport.

10. Flat embossing machine according to claim 9, characterized in that the perforated belt runs round a bilateral suction wall with in each case an upwardly directed (35.1) and a downwardly directed (35.2) area, which in each case form a guide wall of two adjacent foil stores (10, 20).

11. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized by sensors (SF1, SF2) for monitoring loop formation, particularly distance sensors for measuring the loop depth (LT), e.g. in the form of optical or ultrasonic detectors.

12. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that several foil webs (6.1, 6.2, 6.3) are arranged in juxtaposed manner with gaps in the foil stores and that several foil webs (6.1, 6.2) with separate feed devices (24.1, 24.2) are provided, whose feed (VV1, VV2) is individually controllable.

13. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the foil stores are constructed as double loop stores (28, 29) for several foil webs.

14. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that there are several embossing foil webs (6.1 - 6.4) with associated foil stores along and/or transversely to the flat material running direction X.

15. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least on the entry walls (16) of the loop stores means are provided for reducing the frictional force of a foil web (6) running over the same, so that the frictional force on the entry walls (16) is smaller than the fictional force on the exit walls (17).

16. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the contact surface fraction F1 of a foil web on the guide surfaces (16, 17) of the loop stores is less than half the covered foil surface F0, e.g. F1/F0 = 10 to 30%.

17. Flat embossing machine according to claim 16, characterized in that at least the entry walls (16) have a structured surface (63), e.g. in the form of channels (64), fine mesh wire gauzes (65), knobbed plate or corrugated plate (66).

18. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that on the entry walls (16) air from overpressure chambers (74) is blown through injection openings (75) into the loop stores.

19. Flat embossing machine according to claim 18, characterized in that small injection openings with a relatively large spacing are provided, e.g. with a diameter of 0.5 to 1 mm and with a spacing of 5 to 20 cm.

20. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that a potential U2 is applied to metallic, conductive entry walls (16) by means of an adjustable voltage source (96).

21. Flat embossing machine according to claim 20, characterized in that a capacitive potential probe (95) is provided for determining the potential U1 of the entering foil web (6) and for the corresponding control of the potential U2 at the entry wall (16).

22. Flat embossing machine according to one of the preceding claims, characterized in that a bent lever press (41) is provided, whose bent lever geometry is adjustable (XS) in such a way that the embossing phase (TP) can be varied.

23. Flat embossing machine according to claim 22, characterized in that the bent lever geometry is adjustable by modifying the spacing (XS) of the bent lever joints (45).

24. Flat embossing machine according to claim 22, characterized in that the adjustment takes place by a control (54) using controllable motors (48), e.g. by servomotors and a shift wedge and that the adjustment is programmable and is performed stepwise during the embossing-free phase (TL) with the machine running.

25. Flat embossing machine according to claim 22, characterized in that simultaneously the position of the tool plate (4) can be adjusted by means of a positioning device (61) through a print control (56) with control program and with pressure sensors (SP).

26. Flat embossing machine according to one of the preceding claims for sheets as flat material, characterized in that a conveying device for sheets (5.1) with feeder and delivery means, as well as with a register draw-in device (70) with a register control (58) and with sensor-controlled front and side stops (A1, A2, A3) is provided for orienting the sheet according to print marks (M1, M2, M3), which are detected by sensors (SD).

27. Flat embossing machine according to one of the claims 1 to 25 for a continuous web as flat material, characterized by a register control (59) for orienting and controlling the continuous web (5.2) according to print marks (M1, M3) by means of sensors (SD1, SD3), the control taking place in the transverse direction through a web edge control (112) and in the longitudinal direction by control of the continuous web feed (124).

Revendications

1. Machine de repoussage pour un matériau plat (5) à repousser, comportant une presse de repoussage (2), une table de repoussage (3), une plaque d'outil (4) et au moins une bande de feuille de repoussage (6) qu'un rouleau dérouleur (7) quide au-dessus de la table de repoussage en direction d'un dispositif (8) d'évacuation de feuille, avec un dispositif (24) d'avancement de feuille disposé sur un côté de la presse et un dispositif tendeur (25) pour tendre la bande de feuille de repoussage (6), situé de l'autre côté de la presse, et avec une commande (52) correspondant au cycle de repoussage (T0) de l'avancement de la feuille à l'endroit du repoussage, par laquelle la bande de feuille de repoussage est maintenue à l'arrêt sur la table de repoussage (3) pendant la phase de poussée (TP) et est avancée jusque dans la position de repoussage suivante pendant la phase sans poussée (TL), des différences de vitesse entre la vitesse d'avancement VV à l'endroit du repoussage et la vitesse de la bande V7 au niveau du rouleau dérouleur ou sur le dispositif d'évacuation V8 étant compensées,
caractérisée par
au moins une réserve de feuille en boucle (10) située en amont de la presse, avec un dispositif (30) à pression différentielle pour la formation d'une boucle de feuille (12) au moyen d'une différence de pression d'air (DP) exercée sur la bande de feuille de repoussage, la bande de feuille de repoussage (6) étant guidée de manière plane et parallèle le long de parois de guidage (16, 17) avec une force de frottement entre la bande de feuille de repoussage et les parois de guidage, la commande (52) commandant la formation de la boucle par agrandissement et réduction correspondante des boucles (L1, L2) de réserve de feuille (10, 20) pour compenser les différences de vitesse, et la bande de feuille de repoussage (6) étant étirée vers l'avant avec une accélération continue pendant la phase sans poussée (TL) et avec un ralentissement continu dans la position de repoussage suivante, c'est-à-dire avec des accélérations (d2S/dt²) les plus petites possible.

2. Machine de repoussage selon la revendication 1, caractérisée par une autre réserve de feuille en boucle (20) et un rouleau enrouleur (80) situés en aval de la presse et servant de dispositif (8) d'extraction de feuille.

3. Machine de repoussage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif à pression différentielle présente un ventilateur de refoulement (31) et/ou un ventilateur d'aspiration (32) aptes à être commandés, qui créent un écoulement d'air ajustable qui s'étend essentiellement dans la direction de l'extension de la boucle dans la réserve de feuille, et en ce que les réserves de feuille en boucle présentent deux parois de guidage (16, 17) qui s'étendent parallèlement aux boucles de feuille (12).

4. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les réserves de feuille en boucle présentent une géométrie (13, 26) ajustable pour modifier la répartition locale de l'écoulement.

5. Machine de repoussage selon la revendication 3, caractérisée en ce que les réserves de feuille en boucle présentent également deux parois latérales (18, 19) dotées d'ouvertures (13) ajustables.

6. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les réserves de feuille en boucle présentent un caisson d'aspiration (15) doté d'une ouverture d'entrée (14) pour la bande de feuille et d'une aspiration (32) à l'extrémité de la boucle.

7. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la réserve de feuille en boucle présente une ouverture d'entrée (14) munie de recouvrements (26) variables et en ce que les réserves de feuille en boucle présentent des deux côtés d'une bande de feuille des ouvertures d'admission (27) libres, essentiellement de même taille.

8. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les réserves de feuille en boucle présentent un cylindre d'aspiration (34) ou une paroi perforée (36) avec ventilateur d'aspiration (32) comme moyen de transport de la feuille dans la réserve.

9. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les réserves de feuille en boucle présentent un élément (35) de paroi d'aspiration, fixe, perforé, avec une dépression du côté intérieur, entouré par une bande perforée (36) pour ainsi réaliser un transport continu de la feuille.

10. Machine de repoussage selon la revendication 9, caractérisée en ce que la bande perforée entoure une paroi d'aspiration à deux faces, chaque fois par une région qui s'avance vers le haut (35.1) et une région qui s'avance vers le bas (35.2) qui forment chacune une paroi de guidage pour deux réserves de feuilles (10, 20) voisines.

11. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par des capteurs (SF1, SF2) pour la surveillance de la formation des boucles, en particulier des capteurs de distance pour la mesure de la profondeur de la boucle (LT), et qui présentent par exemple la forme de détecteurs optiques ou à ultrasons.

12. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que plusieurs bandes de feuille (6.1, 6.2, 6.3) sont disposées les unes à côté des autres avec des espaces intermédiaires dans les réserves de feuille, et en ce que plusieurs bandes de feuille (6.1, 6.2) sont dotées de dispositifs séparés d'avancement (24.1, 24.2) dont l'avancement (VV1, VV2) peut être commandé individuellement.

13. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les réserves de feuille sont configurées comme réserves (28, 29) à double boucle pour plusieurs bandes de feuille.

14. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que plusieurs bandes de feuille à repousser (6.1-6.4) sont dotées de réserves de feuille associées qui s'étendent parallèlement et/ou transversalement par rapport à la direction d'avancement X du matériau plat.

15. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des moyens pour réduire la force de frottement exercée sur une bande de feuille (6) en déplacement sont prévus au moins sur les parois d'entrée (16) des boucles de réserve, de telle sorte que la force de frottement sur les parois d'entrée (16) soient plus faibles que la force de frottement sur les parois de sortie (17).

16. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie F1 de la surface de contact d'une bande de feuille avec les surfaces de guidage (16, 17) des boucles de réserve est inférieure à la moitié de la surface recouverte FO de la feuille, avec par exemple F1/F0 = 10 - 30 %.

17. Machine de repoussage selon la revendication 16, caractérisée en ce qu'au moins les parois d'entrée (16) présentent une surface (63) structurée, par exemple en forme de canaux (64), de treillis de fil à fine maille (65), de tôle repoussée ou de tôle ondulée (66).

18. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que sur les parois d'entrée (16), de l'air provenant de chambres sous surpression (74) est soufflé dans les réserves en boucle par des ouvertures de soufflage (75).

19. Machine de repoussage selon la revendication 18, caractérisée en ce que de petites ouvertures de soufflage, par exemple d'un diamètre de 0,5 à 1 mm, sont prévues à distance mutuelle relativement grande, par exemple de 5 à 20 cm.

20. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un potentiel U2 est appliqué au moyen d'une source de tension ajustable (96) sur des parois d'entrée (16) métalliques conductrices.

21. Machine de repoussage selon la revendication 20, caractérisée en ce qu'une sonde capacitive de potentiel (95) pour la détermination du potentiel U1 de la bande de feuille entrante (6) et pour la commande correspondante du potentiel U2 est prévue sur la paroi d'entrée (16).

22. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une presse à genouillère (41) est prévue, la géométrie des genouillères pouvant être ajustée (XS) pour modifier ainsi la phase de poussée (TP).

23. Machine de repoussage selon la revendication 22, caractérisée en ce que la géométrie des genouillères peut être ajustée par modification de la distance (XS) entre les articulations (45) des genouillères.

24. Machine de repoussage selon la revendication 22, caractérisée en ce que l'ajustement s'effectue par une commande (54) au moyen de moteurs (48) asservis, par exemple au moyen de servomoteur et d'un biseau de déplacement, et en ce que le déplacement peut être programmé et est réalisé pas-à-pas pendant la phase sans poussée (TL) lorsque la machine tourne.

25. Machine de repoussage selon la revendication 22, caractérisée en ce qu'en même temps, un dispositif de positionnement (61) permet d'ajuster la position de la plaque d'outil (4) par une commande de poussée (56) dotée d'un programme de commande et de capteurs de pression (SP).

26. Machine de repoussage selon l'une des revendications précédentes pour des feuilles comme matériau plat, caractérisée en ce qu'un dispositif de transport de feuilles (5.1) avec margeur et bras, ainsi qu'un dispositif (70) de repérage d'avancement avec une commande de repérage (58) et des butées avant et latérales (A1, A2, A3) commandées par capteurs permet d'orienter la feuille en fonction des repères de poussée (M1, M2, M3) qui sont détectés par les capteurs (SD).

27. Machine de repoussage selon l'une des revendications 1 à 25 pour une bande sans fin comme matériau plat, caractérisée par une commande de repérage (59) pour l'orientation et la commande de la bande sans fin (5.2) en fonction de repères de poussée (M1, M3) au moyen de capteurs (SD1, SD3), la commande dans la direction transversale s'effectuant par une commande des bords de bande (112) et dans la direction longitudinale par commande de l'avancement (124) de la bande sans fin.

Zeichnung