Druck- oder Prägewerk und Arbeitszylinder hierfür

Abstract

 Ein Druck- oder Prägewerk weist wenigstens zwei Zylinder (1, 2) auf. Davon trägt ein Arbeitszylinder (1) an seinem Umfang mindestens eine Druck- oder Prägematrize (14), um mit deren Hilfe eine zwischen ihm und einem Gegendruckzylinder (2) geförderte Bahn (5) aus einem Flachmaterial zu prägen oder zu bedrucken. Die Prägematrize (14) erstreckt sich jeweils nur über einen Teil des Umfanges des Arbeitszylinders (1) und ist mit Hilfe einer Befestigungseinrichtung (12, 13, 15) am Arbeitszylinder (1) gehalten. Der Arbeitszylinder (1) ist in seinem Inneren mit einer Heizeinrichtung versehen. Die Befestigungseinrichtung (12, 13, 15) weist mindestens einen am Umfangsrand (16) der Druck oder Prägematrize (14) angreifenden und gegen den Arbeitszylinder (1) haltenden Spannring (15) auf.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Druck- oder Prägewerk mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1, sowie auf einen Arbeitszylinder mit den Oberbegriffsmerkmalen des Anspruches 9.

[0002] Ein derartiges Druck- oder Prägewerk ist beispielsweise aus der EP-A-1 393 904 bekannt geworden. Dabei sind mehrere Matrizen in Achsrichtung und in Umfangsrichtung versetzt an einem Arbeitszylinder mittels Stiften oder Schrauben sowie mittels an schrägen Umfangsrändern der Matrize angreifenden Keilen befestigt. Diese Art der Befestigung ist nicht immer zuverlässig und ausserdem relativ mühsam zu erstellen.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres Befestigungssystem für in Umfangsrichtung unterteilte Matrizen zu finden und dies gelingt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Erfindungsgemäss braucht also lediglich der Spannring über den Umfangsrand gezogen werden, wobei zweckmässig zwei an einander gegenüberliegenden Umfangsrändern der Druck- oder Prägematrize angreifende Spannringe vorgesehen sind.

[0004] Beim Stand der Technik war es notwendig, die jeweilige Matrize relativ starr mit dem Arbeitszylinder zu verbinden. Angesichts der Tatsache, dass dieser Zylinder aber beheizt wird und sich daher Wärmeausdehnungen ergeben, ist es vorteilhafter, wenn erfindungsgemäss die Befestigungseinrichtung Löcher der jeweiligen Druck- oder Prägematrize durchsetzende Stifte aufweist, vorzugsweise je einen in Umfangsrichtung gegenüber dem anderen versetzten Stift, wobei mindestens eines der Löcher in Umfangsrichtung grösser als der Querschnitt des dieses Loch durchsetzenden Stiftes ist.

[0005] Wenn im Rahmen dieser Erfindung von einem "Spannring" die Rede ist, so kann dieser auf die verschiedenste Weise, beispielsweise auch mit einem eine Federung ermöglichenden, etwa parallel zur Achse des Arbeitszylinders oder schräg dazu verlaufenden Schlitz, ausgebildet sein. Bevorzugt ist es jedoch, wenn für das Spannen die Wärmeausdehnung selbst ausgenützt wird, und zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn mindestens einer der vom Spannring umspannten Teile, das ist der Arbeitszylinder und/oder die Druck- oder Prägematrize, aus einem Material mit einem grösseren, z.B. um wenigstens 25% grösseren, Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Material des Spannringes besteht.

[0006] Damit ergibt sich eine Automatik, welche Spannung an die Teile nur dann anlegt, wenn der Arbeitszylinder bzw. das Druck- oder Prägewerk in Betrieb und beheizt ist, während im anderen Fall die Spannung automatisch gelöst wird.

[0007] Dies kann so realisiert werden, dass der Spannring aus einem Stahl, insbesondere einem Werkzeugstahl, besteht, dagegen die Druck- oder Prägematrize aus einem Buntmetall, insbesondere aus Messing und/oder so, dass der Spannring aus einem Werkzeugstahl besteht, dagegen der Arbeitszylinder aus Chromstahl. Hier sei erwähnt, dass die genannte Paarung von Materialien unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten auch mit anderen Materialien erzielbar ist, beispielsweise durch Verwendung von Aluminium. Allerdings ist der bevorzugte Chromstahl für den Arbeitszylinder von grösserer Festigkeit und daher für die vorliegenden Zwecke besser geeignet.

[0008] Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische Ansicht eines Druck- bzw. Prägewerks;

Fig. 2

eine vergrösserte Perspektivansicht von Arbeitszylinder und Gegendruckzylinder;

Fig. 3

einen Schnitt durch eine Druck- oder Prägematrize in Anlage an der Oberfläche des Arbeitszylinders und festgehalten von zwei Spannringen; und

Fig. 4

eine Perspektivansicht einer Druck- oder Prägematrize mit Befestigungslöchern bzw. Stiften.

[0009] Gemäss Fig. 1 ist schematisch ein einfaches Druck- oder Prägewerk mit einem Arbeitszylinder 1 und einem Gegendruckzylinder 2 hinter einem Lagerschild 3 mit einem (in Fig. 2 angedeuteten) vom Lagerschild 3 getragenen Lagerbock dargestellt. Der Lagerschild 3 ruht auf einer etwa T-förmigen Konsole 4. Ein zu bedruckendes oder zu prägendes Band 5 wird, bezogen auf Fig. 1, von links von einer nicht dargestellten Vorratsrolle abgezogen, läuft über eine Umlenkrolle 6 zwischen Arbeitszylinder 1 und Gegendruckzylinder 2 und wird an der rechten Seite über eine weitere Umlenkrolle 7 zu einem Aufnahmewickel (nicht dargestellt), wie bekannt, abgezogen. Es ist klar, dass die Bahn 5 nur ein Beispiel ist und dass bei Vorhandensein entsprechender Fördereinrichtungen gegebenenfalls auch einzelne Bögen geprägt oder bedruckt werden können, wobei der Ausdruck "Bahn" von Flachmaterial auch solche Bögen umfasst.

[0010] Der Druck bzw. die Prägung erfolgt in bekannter Weise mittels einer am Arbeitszylinder befestigten, in Fig. 2 deutlicher gezeigten, Druck- oder Prägematrize über eine Druck oder Prägefolie 8, welche in gleicher Richtung von einer Vorratsrolle 9 abläuft und beispielsweise ein auf das Band 5 zu druckendes Muster, eine zu übertragende Folie oder dergleichen trägt, welches Muster oder dergleichen beim Durchlauf zwischen den Zylindern 1 und 2 heiss auf das Band 5 übertragen wird, worauf die leere Druck- oder Prägefolie 8 nach oben abgezogen, beispielsweise in einen Sammelbehälter 10 abgesaugt und dabei gegebenenfalls zerkleinert wird.

[0011] Fig. 2 zeigt die Verhältnisse von Arbeitszylinder 1 und Gegendruckzylinder 2 in einer Perspektivansicht. Dabei wird der Arbeitszylinder in einer hier nicht dargestellten, an sich aber bekannten Weise beheizt, was bevorzugt in der Weise geschieht, wie dies in Anspruch 22 der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 10 2005 054766 beschrieben ist, nämlich durch eine stationäre, im wesentlichen als Achse dienende Heizpatrone, die eine Öffnung 11 des Arbeitszylinders 1 durchsetzt.

[0012] Der Arbeitszylinder 1 weist, z.B. für den Druck von Etiketten, an seinem Umfang eine Reihe von erhabenen Druck- oder Prägematrizen 14 auf, die in Fig. 2 teilweise als gesonderte Teile dargestellt sind. Jede dieser Druck- oder Prägematrizen 14 weist das Druckmuster - hier die Buchstaben PGS - erheben, d.h. aus dem Matrizenmaterial hervortretend auf - auf. Da jede dieser Matrizen 14 nur über einen Teil des Umfanges des Arbeitszylinders 1 verlaufen, ist es notwendig, sie in ihrer Lage relativ zum Arbeitszylinder 1 zu fixieren. Zu diesem Zweck sind vorzugsweise zwei Massnahmen vorgesehen. Zum einen weist jede dieser nur über einen Teilbereich des Umfanges des Arbeitszylinders 1 reichende Druck- oder Prägematrize Fixierlöcher 12 auf, in die Fixierstifte 13 eingreifen. Fig. 4 zeigt diese Ausbildung in grösserem Massstab. Danach ist ersichtlich, dass die Fixierlöcher 12 etwas grösser sind als der Durchmesser der Stifte 13. Zweckmässig ist nur eines der Fixierlöcher 12a grösser, nämlich als Langloch, ausgebildet, um so Wärmeausdehnungen ausgleichen zu können. Diese Fixierloch-/Fixierstift-Anordnung dient ja nur der Befestigung der Matrize 14 in Umfangsrichtung. Dagegen wird sie in Axialrichtung jeweils durch einen Spannring 15 festgehalten, der zweckmässig an einem verdünnten Randstück 16 der Matrize angreift. Anderseits ist klar, dass an Stelle der Befestigungseinrichtung 12, 13, bzw. statt des Stiftes 13, auch nur ein Haken vorgesehen sein kann, wogegen die Paarung 12a, 13 die Beweglichkeit infolge Wärmeausdehnung entlang des Umfanges des Arbeitszylinders 1 sichert.

[0013] Fig. 3 zeigt die Verhältnisse in grösserem Massstab. Während die Matrize 14 an der Oberfläche des Arbeitszylinders 1 anliegt und mittels der aus Fig. 4 ersichtlichen Befestigungsanordnung 12, 13 in Umfangsrichtung fixiert ist, werden an mindestens einer Seite, vorzugsweise an beiden, je ein Spannring 15 über ihre Ränder 16 geschoben. Dies wird besonders dadurch erleichtert, dass im unbeheizten Zustand des Arbeitszylinders 1 zwischen dem Innendurchmesser des Spannringes und dem Aussendurchmesser des Arbeitszylinders 1 bevorzugt ein Spalt s besteht. Ein kleiner, hier nicht dargestellter, Spalt kann auch zwischen dem Aussendurchmesser des jeweiligen Randes 16 und dem Innendurchmesser des an diesem Rand 16 angreifenden Abschnittes des Spannringes 15 bestehen.

[0014] Nun kann eine "automatische" Befestigung der Spannringe 15 am Arbeitszylinder 1 und/oder an der Matrize 14 dadurch erhalten werden, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient der Spannringe geringer gewählt wird als der des Arbeitszylinders 1 und/oder der Matrize 14, z.B. um wenigstens 25% geringer. Wenn etwa der Spannring 15 aus einem Stahl, insbesondere einem Werkzeugstahl, besteht, dagegen die Druck- oder Prägematrize 14 aus einem Buntmetall, insbesondere aus Messing, dann wird sich die letztere unter der Wirkung der Beheizung des Arbeitszylinders 1 und der Wärmeübertragung auf die Matrize 14 stärker dehnen als der Spannring, so dass dieser die Ränder 16 richtig festklemmt. Anderseits ergibt sich bei einer Materialpaarung von Spannring 15 aus Werkzeugstahl und Arbeitszylinder 1 aus Chromstahl eine stärkere Dehnung des Arbeitszylinders in radialer Richtung, wodurch der Spalt s verkleinert wird, bzw. stattdessen der Spannring 15 an der Oberfläche des Arbeitszylinders 1 festsitzt. Zweckmässig werden beide Massnahmen, nämlich Ausnützung der grösseren Wärmeausdehnung von Matrize 14 und Arbeitszylinder 1 gegenüber der des Spannringes 15 gemeinsam ausgenützt.

[0015] An sich könnten auch andere Materialien mit ähnlichen Wärmeausdehnungseigenschaften benutzt werden, beispielsweise ein Arbeitszylinder 1 aus Aluminium; allerdings ist aus Fig. 2 ersichtlich, dass in Axialrichtung des Arbeitszylinders 1 mehrere Matrizen 14 vorgesehen werden können, um so nebeneinander mehrere Etiketten durch Übertragung eines Mediums 17, etwa einer Goldfolie, im Bereiche der erhabenen Buchstaben ("PGS") auf ein flaches Substrat oder eine Bahn 5 erhalten zu können. Dabei ist jede Umfangsreihe von Matrizen 14 axial durch einen Abstandring 19 von der benachbarten Matrize 14 getrennt. Es ist klar, dass der Gegenzylinder 2 entweder zu den Matrizen 14 komplementäre Matrizen 14a besitzt, die also dort Vertiefungen aufweisen, wo die Matrizen 14 Erhebungen aufweisen (zum Reliefprägen), oder der Gegenzylinder 2 besitzt eine nachgiebige Oberfläche (zum Drucken bzw. Goldprägen), in die sich die Erhebungen der Matrizen 14 eindrücken.

[0016] Aus dem oben Gesagten wird auch klar, dass nach dem Abschalten des Druck- oder Prägewerks und nach dem Auskühlen des Arbeitszylinders 1 die Spannringe 15 automatisch die Ränder der Matrizen 14 und/oder den Arbeitszylinder 1 wieder freigeben und daher leicht wieder entfernt werden können.

Ansprüche

1. Druck- oder Prägewerk mit wenigstens zwei Zylindern (1, 2), von denen ein Arbeitszylinder (1) an seinem Umfang mindestens eine Druck- oder Prägematrize (14) trägt, um mit deren Hilfe eine zwischen ihm und einem Gegendruckzylinder (2) geförderte Bahn (5) aus einem Flachmaterial zu prägen oder zu bedrucken, welche Prägematrize (14) sich jeweils nur über einen Teil des Umfanges des Arbeitszylinders (1) erstreckt und mit Hilfe einer Befestigungseinrichtung (12, 13, 15) am Arbeitszylinder (1) gehalten ist, wobei der Arbeitszylinder (1) in seinem Inneren mit einer Heizeinrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (12, 13, 15) mindestens einen am Umfangsrand (16) der Druck- oder Prägematrize (14) angreifenden und gegen den Arbeitszylinder (1) haltenden Spannring (15) aufweist.

2. Druck- oder Prägewerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (12, 13, 15) zwei an einander gegenüberliegenden Umfangsrändern (16) der Druck- oder Prägematrize (14) angreifende Spannringe (15) aufweist.

3. Druck- oder Prägewerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (12, 13, 15) Fixierlöcher (12, 12A) der jeweiligen Druck- oder Prägematrize (14) durchsetzende Fixierstifte (13) aufweist, vorzugsweise je einen in Umfangsrichtung gegenüber dem anderen versetzten Fixierstift (13), wobei mindestens eines der Fixierlöcher (12A) in Umfangsrichtung grösser als der Querschnitt des dieses Loch durchsetzenden Stiftes (13) ist.

4. Druck- oder Prägewerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring im unbeheizten Zustand des Arbeitszylinders (1) gegenüber diesem und/oder gegenüber der Matrize (14) einen Spalt (s) aufweist.

5. Druck- oder Prägewerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der vom Spannring (15) umspannten Teile, das ist der Arbeitszylinder (1) und/oder die Druck- oder Prägematrize (14), aus einem Material mit einem grösseren, z.B. um wenigstens 25% grösseren, Wänneausdehnungskoeffzienten als das Material des Spannringes (15) besteht.

6. Druck- oder Prägewerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (15) aus einem Stahl, insbesondere einem Werkzeugstahl, besteht, dagegen die Druck- oder Prägematrize (14) aus einem Buntmetall, insbesondere aus Messing.

7. Druck- oder Prägewerk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (15) aus einem Werkzeugstahl besteht, dagegen der Arbeitszylinder (1) aus Chromstahl.

8. Druck- oder Prägewerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Druck- oder Prägematrizen (14) in Achsrichtung des Arbeitszylinders (1) versetzt an diesem befestigt sind.

9. Arbeitszylinder für ein Druck- oder Prägewerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Befestigungseinrichtung (12, 13, 15) für mindestens eine sich nur über einen Teil des Umfangs erstreckende Druck- oder Prägematrize (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (12, 13, 15) mindestens einen am Umfangsrand (16) der Druck- oder Prägematrize (14) angreifenden und gegen den Arbeitszylinder (1) haltenden Spannring (15) aufweist.

10. Arbeitszylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Befestigungseinrichtung (12, 13, 15) wenigstens eines der folgenden Merkmale zutrifft:

(a) sie weist zwei an einander gegenüberliegenden Umfangsrändern (16) der Druck oder Prägematrize (14) angreifende Spannringe (15) auf;

(b) der Spannring (15) weist im unbeheizten Zustand des Arbeitszylinders (1) gegenüber diesem einen Spalt (s) auf;

(c) mindestens einer der vom Spannring (15) umspannten Teile, d.h. der Arbeitszylinder (1) und/oder die Druck- oder Prägematrize (14), besteht aus einem Material mit einem grösseren, z.B. um wenigstens 25% grösseren, Wärmedehnungskoeffizienten als das Material des Spannringes (15), wobei vorzugsweise der Spannring (15) aus einem Stahl, insbesondere einem Werkzeugstahl, besteht, dagegen die Druck- oder Prägematrize (14) aus einem Buntmetall, insbesondere aus Messing und/oder der Spannring (15) aus einem Werkzeugstahl besteht, dagegen der Arbeitszylinder (1) aus Chromstahl.

Zeichnung