Vorrichtung zum Prägen von Folien

Abstract

 Die Vorrichtung (1) zum Prägen von Folien weist eine Prägewalze (2L) und zwei Gegenwalzen (3, 4) auf, wobei eine Walze (2L) über einen Antrieb (6) angetrieben ist und die Walzen in einer Konfiguration ausgebildet sind, bei welcher die Zähne, Ringe oder Rippen aus dem Grundzylinder hinausragen, wobei mindestens die Prägewalze (2L) aus dem Grundzylinder hinausragende Zähne (5, 5B) aufweist, die mindestens teilweise auch dem Antrieb der Gegenwalze dienen. Zwecks Erhöhung der Gleichmässigkeit der Prägung der Folie weist die Prägewalze (2L) über eine bestimmte Länge (S_d) einen um 0,02 bis 0,20 mm geringeren Durchmesser auf. Bevorzugt ist die Länge des geringeren Durchmessers derart gewählt, dass sie die Breite (7_d) der zu bedruckenden Folie übertrifft. Eine solche Vorrichtung ermöglicht durch die Absenkung (S) ein vollständig gleichmässiges Prägen von Folien jeder Art, unabhängig von der Ausgestaltung der Prägewalzen.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Patentanmeldung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prägen von Folien aller Art gemäss Oberbegriff von Patentanspruch 1 und auf Verwendungen der Vorrichtung zum Prägen von Verpackungsfolien für Zigaretten und Umhüllungsfolien mit verstärkten Bereichen, z.B. für Schachteln. Die zu verwendenden Folien können aus Papier, Kunststoff oder Hybridfolien, bei denen sich eine z.B. aufgesputterte Metallschicht zwischen Kunststoff- und/oder Papierschichten befindet, oder aus Metall bestehen oder mit einer Metallschicht versehen sein. Sie können für sog. Innerliner, für Zigarettenmundstücke oder für die Verpackung von Schachteln oder dergleichen verwendet werden. Im folgenden wird vereinfachend für alle diese verschiedenen Folienarten die Bezeichnung "Folie" verwendet.

[0002] Beim Prägen von Logos jeglicher Art auf Folien im Pin-up - Pin-up Verfahren, d.h. mittels aus dem Zylinderumfang herausragenden Zähnen an der Prägewalze und ebenfalls herausragende Zähnen, Ringen oder Rippen auf der Gegenwalze, gibt es grundsätzlich zwei Verfahren. Beim üblichen Verfahren, werden die Logos durch Entfernen oder Ändern der beteiligten Zähne an der Prägewalze hergestellt und die übrigen Zähne dienen dem Satinieren. Bei einer zweiten Herstellungsart werden nur Zähne auf der Prägewalze hergestellt, wo die Logos vorgesehen sind. An den übrigen Stellen können Zähne vorhanden sein, die dem Antrieb und der Stabilität der Walzen dienen.

[0003] Beiden Verfahren ist gemeinsam, dass insbesondere bei grösseren Leerstellen die Folie nicht über die gesamte Breite gleichmässig geprägt wird, da der Druck auf die Folie nicht derselbe ist, ob Zähne ineinander greifen oder Zähne einer Walze Leerstellen an der anderen Walze gegenüberliegen.

[0004] Es ist davon ausgehend Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Prägen von Folien anzugeben, die unabhängig vom Prägeverfahren und Vorhandensein der Zähne im Logobereich oder Anordnung der Ringe oder Rippen auf den Walzen und unabhängig von der Beschaffenheit und Aufbau der Folie stets ein gleichmässiges Prägen über die gesamte Breite der Folie erlaubt. Diese Vorrichtung ist im unabhängigen Anspruch 1 definiert.

[0005] Weitere Aufgaben und Vorteile, wie z.B. dass die Umhüllungsfolien auch an kritischen Stellen geprägte Verstärkungen erhalten können, wird in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0006] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0007] Bei den Figuren 1 bis 16 gibt die zweite Zahl einen Hinweis auf die zugeordnete Figur eines Ausführungsbeispiels.

Fig. 1

zeigt schematisch und in perspektivischer Sicht die wesentlichen Teile einer ersten Vorrichtung für das positive Prägen von Logos gemäss Erfindung mit zwei Walzen,

Fig. 1A

zeigt eine Ausführungsvariante der Vorrichtung von Fig. 1,

Fig. 2

zeigt eine zweite Vorrichtung für das positive Prägen von Logos gemäss Erfindung mit drei Walzen,

Fig. 3

zeigt eine Ausführungsvariante der Vorrichtung von Fig. 2,

Fig. 4

zeigt schematisch und in perspektivischer Sicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit drei Walzen,

Fig. 5

zeigt eine Variante zum Beispiel von Figur 4,

Fig. 6

zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung,

Fig. 6A

zeigt im Schnitt ein Synchronisationsgetriebe von Figur 6,

Fig. 7

zeigt eine Variante zum Beispiel von Figur 6,

Fig. 8

zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung von Fig. 4,

Fig. 9

zeigt eine Variante zum Beispiel von Figur 8,

Fig. 10

zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung von Fig. 4,

Fig. 11

zeigt eine Variante zum Beispiel von Figur 10,

Fig. 12

zeigt eine weitere Variante zu Figur 10,

Fig. 12A

zeigt im Schnitt ein Synchronisationsgetriebe der Anordnung von Figur 12,

Fig. 13

zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 1,

Fig. 14

zeigt eine Ausführungsvariante zu Figur 2,

Fig. 15

zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum negativen Prägen von Logos, mit drei Walzen,

Fig. 16

zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 15,

Fig. 17

zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 1 mit Synchronisationsgetriebe,

Fig. 17A

zeigt die Vorrichtung von Fig. 17 von Unten,

Fig. 18

zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 17 mit Synchronisationsgetriebe und Logos auf beiden Walzen,

Fig. 18A

zeigt die Vorrichtung von Fig. 17 von Unten,

die Figuren 19A - 19E bis 25A - 25D

zeigen jeweils mögliche Ausführungsformen von Prägewalzen, dabei zeigen

die Figuren 19A - 19E

Ausgestaltungen der Prägewalze der Figuren 1, 4, 5, 8, 10, 11, 12,

die Figuren 20A - 20E

Ausgestaltungen der Prägewalze der Figuren 2, 3, 6, 9,

die Figuren 21A - 21E

Ausgestaltungen der Prägewalze der Figur 13,

die Figuren 22A - 22E

Ausgestaltungen der Prägewalze der Figur 14,

die Figuren 23A - 23E

Ausgestaltungen der Prägewalze der Figur 15,

die Figuren 24A - 24E

Ausgestaltungen der Prägewalze der Figur 16,

die Figuren 25A - 25D

Ausgestaltungen einer Prägewalze,

Fig. 26

zeigt eine umhüllte Schachtel mit Logo und verstärkten Rändern, wobei die Umhüllung mit Walzenanordnungen gemäss den Figuren 19 und 20 geprägt wurden,

Fig. 27

zeigt eine dreieckige Schachtel mit Logo und verstärkten Rändern, wobei die Umhüllung mit Walzenanordnungen gemäss den Figuren 21 und 22 geprägt wurden,

Fig. 28

zeigt eine weitere umhüllte Schachtel mit Logo und verstärkten Rändern, wobei die Umhüllung mit Walzenanordnungen gemäss den Figuren 21 und 22 geprägt wurden,

Fig. 29

zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 26, wobei die Umhüllung mit Walzenanordnungen gemäss Figur 23 geprägt wurden,

Fig. 30

zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 27, wobei die Umhüllung mit Walzenanordnungen gemäss Figur 24 geprägt wurden, und

Fig. 31

zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 28, wobei die Umhüllung mit Walzenanordnungen gemäss Figur 24 geprägt wurden.

[0008] Das Prägen von sog. Innerlinern zum Verpacken einer Anzahl Zigaretten, beispielsweise 20 Stück, mittels einer Pin up-

[0009] Pin up Konfiguration genannten Prägewalzenanordnung ist aus einer grossen Anzahl von Patenten und Patentanmeldungen des gleichen Anmelder bekannt, so z.B. aus den US-5 007 271, US-6 176 819 oder US-7 036 347. Dabei ragen definitionsgemäss die Zähne, Ringe oder Rippen aus dem Grundzylinder hinaus, der durch die Täler zwischen den Zähnen, Ringe oder Rippen definiert ist. Wegen der nachfolgend beschriebenen Absenkung S ergeben sich demnach zwei Grundzylinder pro Prägewalze. Den darin beschriebenen Prägeeinheiten ist gemeinsam, dass sie mindestens ein Walzenpaar aufweisen, wovon die erste Walze von einem Antrieb, z.B. über einen Riemen von der Anlage oder durch einen separaten Motor, angetrieben ist und diese angetriebene Walze über die Zähne via der dazwischen durchlaufenden Folie die Gegenwalze(n) antreibt.

[0010] Bei diesen Vorrichtungen wird die metallisierte Oberfläche der Folie satiniert, d.h. mit einer sehr grossen Anzahl von kleinen Einbuchtungen versehen, die eine diffuse Reflexion des auftreffenden Lichts bewirken. Durch Weglassen oder Verändern von Zähnen entsteht ein Logos, entweder als Teil der nicht geprägten, glänzenden Folienoberfläche oder als geprägte Folienoberflächenteile, die je nach Lichteinfall verschiedene optische Effekte zeigen.

[0011] Ausserdem ist aus der WO-02/076716A1 oder EP-2 027 994A2 des gleichen Anmelders eine Prägeeinheit bekannt, die aus drei Walzen besteht, wobei im Falle, dass alle drei Walzen Zähne aufweisen, die angetriebene Walze die beiden Gegenwalzen antreibt oder die Walzen über ein Synchronisationsmittel miteinander verbunden sind.

[0012] Im Prinzip gibt es im wesentlichen zwei Verfahren Logos zu prägen, wobei unter Logos sämtliche Zeichen, Wörter, Dekorations- oder Verstärkungselemente gemeint sind: Zum Einen das Prägen von Logos in einem Umfeld, das als satiniert definiert wird, wobei durch Entfernen oder Verändern von Zähnen entweder die ursprüngliche Folienoberfläche erscheint oder eine derartig modifizierte Oberfläche dort entsteht, deren Aspekt sich je nach Beleuchtungsbedingungen ändert. Hier kann man von einer negativen Logoprägung reden.

[0013] Andererseits kann das Logo durch Zähne geprägt werden, die in einem ungeprägten Umfeld angeordnet sind, so dass von einer positiven Logoprägung gesprochen werden kann.

[0014] Die Figuren 19A - 19E bis 22A - 22E und 25A - 25D stellen Beispiele für das positive Prägen und die Figuren 23A - 23E und 24A - 24E stellen Beispiele für das negative Prägen dar.

[0015] Die Vorrichtung 1 gemäss Fig. 1 geht von einer für das Prägen von Innerlinern bewährten Pin up - Pin up - Konfiguration aus, in welcher die beiden Walzen 2L und 3 aus der Oberfläche herausragende Zähne 5 und 5B aufweisen, wobei hier ein Zahn einer Walze zwischen vier Zähnen der anderen Walzen greift, womit eine Selbstsynchronisation erzielt wird und die Prägung präziser und der Antrieb vereinfacht wird. Die erste Walze 2L ist durch einen symbolisch dargestellten Antrieb 6 angetrieben, wobei der Antrieb auch ein Motor sein kann.

[0016] Gemäss Fig. 1 werden in der Vorrichtung 1 zwei Walzen für das Prägen eines Folienbandes 7, siehe Fig. 41, verwendet. Die über Antrieb 6 angetriebene Walze 2L enthält Logos 8, die Zeilen oder Reihen sein können oder ein Wort, hier LOGO. Ausserhalb des Logobereiches 8A befindet sich beidseitig eine Randzone 9, die gemäss den Fig. 1 und 1A Zähne 5 aufweist, um die Antriebskraft besser auf die Gegenwalzen zu übertragen. Der Schriftzug LOGO wird hier aus Zähnen 5 gebildet, während die Verstärkungszeilen 25 und -reihen 26 aus Zähnen 5B gebildet sind, deren Abstand voneinander, der sog. Pitch, grösser ist als zwischen den Zähnen 5. Die Gegenwalze 3 weist nur Zähne 5 auf. Diese Prägeanordnung ist für das positive Prägen ausgerüstet.

[0017] Erfindungswesentlich für alle Prägewalzen und für beide Typen von Prägungsarten ist, siehe auch Fig. 19, eine Senke S, d.h. ein Teil mit vermindertem Durchmesser, wobei sich diese Senke S über dem Logosbereich 8A mit einer axialen Länge S_d erstreckt, die grösser ist als die Breite 7_d der Folie 7. Dabei hängt die grössere Länge vom Prägeverfahren und von der Folie ab. Die Tiefe der Senke kann für eine Verpackungsfolie einen Wert zwischen 0,02 und 0,20 mm aufweisen.

[0018] Anhand der Figuren 1 bis 18 sowie 19 bis 25 lässt sich leicht ableiten, dass durch die Senke S die Walzenpaare, ob eine oder zwei Gegenwalze(n), stets über die Randzonen 9 miteinander im Eingriff sind und dass unabhängig von der Anordnung der Logos, bzw. der Anzahl Zähne im Logobereich, die Druckverteilung auf die Folie stets gleichmässig ist, da die Druckschwankungen der Walzen stets von den Randzonen an beiden Seiten des Logosbereiches aufgefangen werden.

[0019] Diese Senke S bewirkt ein völlig gleichmässiges Prägen der Folie über ihre gesamte Breite und dadurch ein wesentlich besseres Erscheinungsbild und damit auch eine wesentlich präzisere Prägung.

[0020] Im Unterschied zu den Prägewalzen zum Prägen von Innerlinern gemäss dem Stand der Technik, siehe auch die Figuren 15, 16, 23, 24 gemäss Erfindung, wo die Logos dadurch erhalten werden, dass an diesen Stellen die Zähne entweder ganz entfernt oder modifiziert werden und die übrigen Zähne dem Satinieren dienen, sind beim sogenannten positiven Prägen von Umhüllungsfolien auf der entsprechenden Prägewalze nur dort Zähne vorhanden, wo mit den aus einer Anzahl Zähnen geformten Logos geprägt werden soll.

[0021] Beim Satinieren und gleichzeitigen negativen Prägen von Logos auf Innerlinern wird die metallisierte Oberfläche der Verpackungsfolie geprägt, so dass bei fast allen Fällen die angetriebene Walze die Logos aufweist, während es beim Prägen von Umhüllungsfolien vorteilhaft sein kann, die Logos auf einer der nicht angetriebenen Prägewalzen anzubringen, um darauf positiv herausragende Logos zu erhalten, siehe Figur 1A, wobei in dieser Vorrichtung 1A die nicht angetriebene Walze, die Prägewalze 3L, die Logos aufweist. In diesem Falle hier weist die Prägewalze 3L einen doppelten Umfang der angetriebenen Walze 2F auf. Ein Vergleich der angetriebenen Prägewalze 2L mit der nicht angetriebenen Prägewalzen 3L zeigt, dass die Logos auf der angetriebenen Prägewalze 2L spiegelbildlich zu den Logos auf der nicht angetriebenen Prägewalze 3L gestaltet sind.

[0022] Im Folgenden werden alle Walzen mit Logos- und/oder Verstärkungszeilen und -reihen und gegebenenfalls mit vereinzelten Zähnen als Prägewalzen definiert, während die übrigen Walzen, ob direkt oder indirekt oder über Synchronisationsmittel angetrieben, als Gegenwalzen definiert. Das schliesst jedoch nicht aus, dass auch mehr als eine Walze einer Vorrichtung Logos aufweisen kann, siehe Fig. 18. Ausserdem wird davon ausgegangen, dass das Folienband stets in derselben Orientierung bezüglich deren einen Seite zwischen den Walzen durchgeführt wird.

[0023] In den Ausführungsbeispielen gemäss den Figuren 1 bis 3 sind die Zähne 5 der angetriebenen Walze und der Gegenwalze sowie der Randzonen 9 und gegebenenfalls auch der Schriftzüge pyramidenförmig mit quadratischem Grundriss dargestellt, wobei deren Spitzen bis zu 25 % abgeflacht sein können. Es sind jedoch noch eine Anzahl weiterer pyramidenförmiger Zähne mit einer Vielfalt von anderen Grundrissen und Formen möglich, so z.B. pyramidenförmige Zähne mit rechteckigem Grundriss, die z.B. in Richtung der Längsachse eine grössere Länge ihrer Grundfläche aufweisen als in der anderen Richtung. Die Seiten der Zähne müssen nicht notwendigerweise orthogonal zu der Längsachse der Walze sein und können jeden Winkel zwischen 1° und 89° einschliessen. Die Zähne können einen Pitch, d.h. einen Abstand = Pitch zwischen den Spitzen, von 0,05 mm bis 0,4 mm aufweisen, bei einer theoretischen Höhe ohne Abflachung von 0,03 mm bis 0,3 mm. Schliesslich können die Zähne auch einen runden Querschnitt und ein konische Profil aufweisen, welches jedoch Synchronisationsmittel zwischen den Walzen bedingt.

[0024] Die Zähne 5B, die beispielsweise in den Logozeilen 25 und Logoreihen 26 vorkommen, besitzen einen grösseren Pitch von beispielsweise 0,5 bis 0,8 mm, d.h. sie weisen einen grösseren Abstand von Spitze zu Spitze auf als die Zähne 5. Dies erlaubt weitere Gestaltungsmöglichkeiten.

[0025] Ferner können einzelne Zähne oder Zahngruppen, wie aus dem bereits zitierten Stand der Technik bekannt, unterschiedlich gestaltet sein. Wie im genannten Stand der Technik bereits mehrfach beschrieben, können die Walzen derart gelagert sein, dass sie in allen drei Koordinatenrichtungen in einem gewissen Umfang auslenkbar sind. Für gewisse Anwendungen, insbesondere beim schnellen Durchlauf der Folien, ist jedoch eine starre Anordnung der Walzen-Achsen erwünscht.

[0026] Die Figuren 2 - 14 zeigen Drei-Walzen-Vorrichtungen, wobei solche mit Zähnen auf allen drei Walzen aus der US-6 715 411 des gleichen Anmelders bekannt sind.

[0027] Vorrichtung 24 von Fig. 2 zeigt eine angetriebene Walze 2L mit Logos in Form von Logozeilen 25 und -reihen 26 aus Zähnen 5B und einen Schriftzug 8 aus Zähnen 5, die im Logobereich 8A angeordnet sind. Die Absenkung S erstreckt sich über den ganzen Umfang. Beide Gegenwalzen 3 und 4 weisen regelmässig angeordnete Zähne 5 auf.

[0028] Vorrichtung 24A von Fig. 3 zeigt eine angetriebene Walze 2F und eine nicht angetriebene Prägewalze 4L mit beispielsweise den gleichen Logos wie auf Prägewalze 2L in Fig. 2.

[0029] In den Figuren 4 bis 14 sind Ausführungsbeispiele aus der WO-02/07671 des gleichen Anmelders erfindungsgemäss angepasst worden. Vorrichtung 40 zeigt drei Walzen, dieselbe Prägewalze 2L wie in den vorhergehenden Beipielen, die mit einer ersten Gegenwalze 41 und einer zweiten Gegenwalze 42 zusammenarbeitet, wobei die erste Walze 2L durch einen Antrieb 6 angetrieben ist, während die beiden Gegenwalzen, weder angetrieben noch mit der angetriebenen Walze über Synchronisationselemente, wie z.B. Zahnräder synchronisiert sind, sondern hier nur via das Folienband 7 angetrieben werden.

[0030] In Abweichung von den vorherigen Beispielen weisen die drei Prägewalzen nicht die gleiche Struktur auf. Die angetriebene Prägewalze 2L ist im Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 dieselbe wie vorher, während die erste Gegenwalze 41 mit Rillen 43 versehen ist, die um den ganzen Umfang laufen und parallel zueinander angeordnet sind derart, dass die Zähne 5 der Prägewalze 2F in die Rillen greifen. Die zwischen den Rillen 43 entstandenen Ringe 44 sind nach aussen hin ebenso verjüngt und abgeflacht derart, dass sie zwischen die pyramidenstumpfförmigen Zähne 5 und 5B eingreifen. Sinngemäss weist die zweite Gegenwalze 42 längsgerichtete Rippen 45 auf, die ebenfalls, wie die Ringe 44, sich nach aussen verjüngen und abgeflacht sind derart, dass die Längsrippen 45 mit den Zähnen 5 der Prägewalze 2 zusammenarbeiten. Dabei können die Ringe, bzw. Längsrippen das Aussehen der von der Prägewalze mit Zähnen erzeugten Prägemuster beeinflussen. Mit solchen Prägewalzenanordnungen ist es möglich, durch Variation der Zähne 5 und 5B oder der Ringe 44 oder der Längsrippen 46, d.h. durch Änderung der Höhe, der Flanken oder Kanten der Zähne, Ringe oder Längsrippen oder Musterung deren oberer Fläche verschiedenartige Prägemuster oder Zeichen herzustellen.

[0031] In Figur 4 oder 5 ist angedeutet, dass die beiden Gegenwalzen mit der Prägewalze 2L im Eingriff stehen, doch ist dies nicht notwendigerweise immer der Fall. Es ist auch denkbar, dass die erste, bzw. zweite Gegenwalze nur mit der ersten, bzw. vorhergehenden Walze im Eingriff steht, bzw. in Eingriff gebracht werden kann. Ausserdem kann es vorteilhaft sein, für bestimmte Anwendungen mehr als insgesamt drei Prägewalzen vorzusehen, die eine unterschiedliche Oberflächenstruktur aufweisen. Ferner kann sowohl der Durchmesser als auch die Länge der einzelnen Walzen unterschiedlich sein. Zusätzlich zu den Metallwalzen können auch weiche Gegenwalzen eingesetzt werden.

[0032] In Figur 5 erkennt man eine zweite Vorrichtung 46 mit der gleichen Prägewalze 2L und den Gegenwalzen 41 und 42 mit den Ringen, bzw. Längsrippen, wobei die Reihenfolge der Gegenwalzen gegenüber der Reihenfolge gemäss Figur 4 vertauscht ist und, in Laufrichtung des Materials 7 gesehen, hier zuerst die Gegenwalze mit den Längsrippen in Eingriff kommt und dann die Gegenwalze mit den Ringen.

[0033] In dem Ausführungsbeispiel gemäss Figur 6 weist die Vorrichtung 47 eine angetriebene Walze 2F und, wie in Figur 4, als zweite Walze die Gegenwalze 41 mit den Ringen 44 auf. Die nachfolgende Prägewalze 4L ist eine ähnliche wie gemäss Fig. 2. In den Figuren 6 und 6A ist dargestellt, wie die Walzen 2, 41 und 4A durch die Zahnräder 48, 49, 50 zwangs synchronisiert sind. Zwangssynchronisierung ist besonders auch dann angebracht, falls sich das Material beim Prägen stark verzieht.

[0034] Als Variante zu Figur 6 ist die Vorrichtung 51 gemäss Figur 7 dargestellt, wobei die Prägewalze 2L mit der Gegenwalze 3 und der Ringwalze 41 zusammenarbeitet. In der Vorrichtung 52 gemäss Fig. 8 sind die beiden Gegenwalzen vertauscht, wobei die Walzen dieser beiden Ausführungen nicht zwangs-synchronisiert sind.

[0035] In Figur 9 ist in der Vorrichtung 53 eine Kombination der Antriebswalze 2F mit Prägewalze 3L und Längsrippenwalze 42 dargestellt, die keine Zwangssynchronisation benötigen.

[0036] In den Figuren 10 und 11 ist eine weitere Variante eingezeichnet, wobei in der Vorrichtung 54 die erste Walze die Prägewalze 2L und die zweite Walze die Zahnwalze 3 aus den vorhergehenden Beispielen ist, während die dritte Walze, in Abweichung von den vorhergehenden Beispielen, eine Gummiwalze 55 mit vergleichsweise glatter Oberfläche ist. In der Vorrichtung 56 gemäss Figur 11 ist die Reihenfolge der Walzen 3, 4 und 55 vertauscht.

[0037] In den Figuren 12 und 12A ist eine Variante zur Ausführung von Figur 10 dargestellt, wobei in der Vorrichtung 58 die Prägewalze 2L und Zahnwalze 3 die gleiche Zahnung 5 aufweisen, d.h. eine Pin up-Pin up-Konfiguration aufweisen und die beiden Gegenwalzen 3 und 55 über ein Getriebe mit den Zahnrädern 48, 49 und 57 zwangs-synchronisiert sind.

[0038] Ausgehend von diesen Beispielen sind Variationen denkbar: So kann die Gummiwalze 55 anstatt der Ringwalze 41 oder der längsgerippten Walze 42 verwendet werden. In den Figuren sind ferner die Lagerungen, bzw. die beiden Joche 6A, die die beiden Lager aufnehmen, schematisch eingezeichnet. Damit ist auch angedeutet, dass die Lagerungen der Walzenachsen einzeln, gruppenweise oder gemeinsam erfolgen kann. Die Prägewalzen müssen auch hier nicht den gleichen Durchmesser und die gleiche Länge aufweisen, doch in Abweichung vom ersten Beispiel müssen die Durchmesser der Walzen, falls sie nicht gleich sind, in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen, falls die Synchronisation durch Zahnräder erfolgt, während die Länge individuell sein kann.

[0039] Fig. 13 stellt eine Variation zu Fig. 1 dar, indem alle Zähne der Vorrichtung 59 dieselben Zähne 5 sind. Die Fig. 14 ist eine Variation von Fig. 9 indem auch in dieser Vorrichtung 60 alle Zähne dieselben Zähne 5 sind und die Walze 42 Längrippen 44 aufweist. Aus den Figuren 13 und 14 im Vergleich zu den Figuren 1 und 9 ergeben sich weitere denkbare Variationsmöglichkeiten, indem verschiedene Zähne, z.B. 5 und 5B auf derselben Walze angeordnet sein können.

[0040] Fig. 15 stellt ein an sich bestens bekanntes Dreiwalzen-System 61 dar, in welchem alle Zähne 5 dieselben sind und die Logos auf der angetriebenen Walze durch Weglassen oder Modifizieren von Zähnen hergestellt ist. Im Unterschied zum Stand der Technik weist auch hier die Prägewalze 2L die Senke S auf.

[0041] Fig. 16 stellt eine Variation zu Fig. 15 dar, indem die Prägewalze 2L von Vorrichtung 62 im Logobereich 8A Zähne 5B mit einem grösseren Pitch enthält, die zu Zeilen 25 und Linien 26 angeordnet sind.

[0042] Vorrichtung 63 wird in Fig. 17 von Oben und in Fig. 17A von Unten dargestellt und zeigt ein Zwei-Walzen-System wie in den Figuren 1 und 1A. Da als Logo 8 im grossen Logobereich 8A ohne Zähne nur ein relativ kleiner Schriftzug verwendet wird, ist eine Synchronisation der beiden Walzen 2L und 3 erforderlich, um das Auswechseln der Folien-Rollen zu erleichtern. Die Absenkung S erstreckt sich über den ganzen Umfang der Walze 2L. Beide Walzen 2L und 3 sind über ein Getriebe 64, 65 synchronisiert und sind für das positive Prägen vorgesehen. Beide Walzen weisen die gleichen Zähne 5 auf. Das gilt auch für das Logo 8.

[0043] Vorrichtung 63A der Figuren 18 und 18A zeigt als Variante zur Vorrichtung 63 von Fig. 17, 17A ein Zwei-Walzen-System mit zwei Prägewalzen 2L und 3L. Die beiden Logobereiche 8A mit dem Schriftzug 8 an jeder Prägewalze erstrecken sich jeweils über einen Umfang von 180° und auch die Absenkung S erstreckt sich über einen Umfangbereich von 180°, so dass sich die Folie beim Prägen stets in einem abgesenkten Bereich befindet. Diese Anordnung bewirkt, dass sowohl negative als auch positive Prägungen im gleichen Prägevorgang erzeugt werden können, wodurch die Gestaltungsmöglichkeiten weiter erhöht werden.

[0044] Das für das Drei-Walzen-System gemäss den Figuren 2-16 Gesagte gilt sinngemäss auch für das Zwei-Walzen-System gemäss den Figuren 17 und 18, mit dem Vorteil der grösseren Einfachheit. Falls bei besonders schwierigem Material nach dem Behandeln mit zwei Rollen eine Tendenz zum Aufrollen besteht, kann eine Glättungseinrichtung, z.B. mit glatten Gummirollen, nachgeschaltet werden.

[0045] In den Figuren 19A - 19E bis 25A - 25D sind verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemässen Prägewalzen schematisch und nicht einschränkend dargestellt.

[0046] Die Prägewalzen 2La - 2Le der Figuren 19A bis 19E entsprechen den angetriebenen Prägewalzen der Figuren 1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 12, wobei dort jeweils die Walze 2La gemäss der Figur 19A eingezeichnet ist. In Fig. 19A sind die Zähne 5 in den Randzonen 9 verschieden von den Zähnen 5B mit grösserem Pitch der Zeilen 25 und Reihen 26, die entweder der Dekoration oder als Verstärkungen im Falle von Umhüllungsfolien dienen. In Fig. 19A ist ferner die Folie 7 eingezeichnet und es ist daraus ersichtlich, dass die Länge S_d der Absenkung S grösser ist als die Breite 7_d der Folie.

[0047] Gemäss Fig. 19B ist der Logobereich 8A derselbe wie in Fig. 19A jedoch sind in den Randzonen 9 Rippen 91 angeordnet, die den gleichen Abstand aufweisen wie die Zähne 5. In der Ausführung von Fig. 19C bestehen die Randzonen 9 aus Rippen 91 und die Zeilen 25 und Reihen 26 aus Rippen 94 mit grösserem Abstand. In Fig. 19D bestehen die Randzonen 9 aus Ringen 51 mit dem gleichen Abstand wie derjenige der Zähne 5, während die Zeilen 25 und Reihen 26 wie in Fig. 19A aus den Zähnen 5B bestehen. In Fig. 19E sind die Randzonen 9 unstrukturiert 52 und die Zeilen 25 und Reihen 26 wie in Fig. 19A bestehen aus den Zähnen 5B.

[0048] Die Prägewalzen 3La, 4La - 3Le, 4Le der Figuren 20A bis 20E entsprechen der Gegenwalze 3L oder 4L der Figuren 1A, 3, 6, 9, wobei jeweils die Walze 3La gemäss der Figur 20A eingezeichnet ist. Die Ausgestaltung der Randzonen 9 sowie der Logos 8, Zeilen 25 und Reihen 26 ist dieselbe wie bei den Figuren 19A bis 19E.

[0049] Die Prägewalzen 2Lf - 2Lk der Figuren 21A bis 21E entsprechen der angetriebenen Walze 2L der Figur 13 wobei jeweils die Walze 2Lf gemäss der Figur 21A eingezeichnet ist. Die Ausgestaltung der Randzonen 9 ist dieselbe wie bei den Figuren 19A bis 19E, während die Zeilen 25 und Reihen 26 dieselben Zähne 5 wie die Randzonen von Fig. 19A aufweisen und die Zeilen 25 und Reihen 26 aus den feinen Rippen 91 bestehen.

[0050] Die Prägewalzen 4La - 4Le der Figuren 22A bis 22E entsprechen mit einer Ausnahme der Gegenwalze 4L der Figur 14, wobei jeweils die Walze 4La gemäss der Figur 22A eingezeichnet ist. Die Ausgestaltung der Randzonen 9, der Logos, der Zeilen 25 und Reihen 26 ist mit einer Ausnahme die gleiche wie bei den Figuren 21. Die Ausnahme betrifft Fig. 22B. In dieser Figur sind die Seitenkanten der Zähne 5S der Logos 8 um einen Winkel von beispielsweise 70° gegenüber der Längsachse der Walze gedreht und auch das Schriftzeichen ist unter einem Winkel von 70° bezüglich der Längsachse angeordnet. Dieser Winkel kann einen beliebigen Wert zwischen 1° und 89° annehmen.

[0051] Die Prägewalzen 2L1 - 2Lp der Figuren 23A bis 23E entsprechen der angetriebenen Walze 2L der Figur 15, mit Ausnahme von Fig. 23B. Die Ausgestaltung der Randzonen 9 ist dieselbe wie bei den Figuren 19A bis 19E. Hier handelt es sich um das negative Prägen, wobei im Logosbereich keine Zeilen oder Reihen sichtbar sind, da alle Zähne 5 dieselben sind und nur beim Logos die Zähne weggelassen oder verändert sind. Die Walze 2Lm von Fig. 23B weist Zähne 5S auf, deren Kanten gegenüber der Längsachse einen Winkel von 70° einschliessen und auch das Logo ist unter diesem Winkel angeordnet, wie bei Fig. 22B. Bei der Walze 2Lo von Fig. 23C besteht der Satinierhintergrund aus den feinen Rippen 91. Die Prägewalzen 2Lq -2Lu der Figuren 24A bis 24E entsprechen der angetriebenen Walze 2L der Figur 16, mit Ausnahme von Fig. 24B. Hier handelt es sich auch um das negative Prägen, wobei im Logosbereich Zeilen 25 oder Reihen 26 sichtbar sind, die aus Zähnen 5B mit einem grösseren Pitch bestehen. Die übrigen Zähne 5, insbesondere um das Logos sind dieselben wie am Rand von 24A, wobei beim Logos die Zähne weggelassen oder verändert sind. Die Randzonen 9 sind dieselben wie vorhergehend. Analog den Figuren 22B und 23B sind sowohl die Zähne 5S als auch die Zähne 5B und der Schriftzug von Fig. 24B unter einem Winkel von beispielsweise 70° zur Längsachse angeordnet.

[0052] Die nicht angetriebenen Prägewalzen 3L1,m und 4L1, m der Figuren 25A und 25B und die angetriebenen Prägewalzen 2Lv und 2Lw zeigen Varianten von Logosanordnungen. Hier weisen die Ränder der Figuren 25 A, B und C die feinen Rippen 91 und die Randzonen 9 von Fig. 25C Zähne 5, wie dies auch bei den Logos der Fall ist. Die Logos der Figuren 25B und 25D sind unter einem Winkel von 45° angeordnet.

[0053] Die mit den Prägewalzen der Figuren 19-22 und 25 erzeugte Folie gemäss dem positiven Prägen eignet sich insbesondere zur Umhüllung von anderen Gegenständen als Zigaretten, vor allem wo es darauf ankommt, dass sie sich nicht verzieht und ein kostengünstiges Prägen verschiedenster Muster z.B. auch auf weissem Papier erwünscht ist.

[0054] In den Figuren 26 bis 31 wird als weitere Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtungen geprägte Folien mit Logos und Verstärkungszonen als Umhüllungspapier für Schachteln gezeigt. Diese Verstärkungszonen besitzen zugleich auch dekorativen Charakter, wobei die Verstärkungszeilen und - reihen auf den Prägewalzen und somit die entsprechenden Verstärkungszonen auf der Folie nicht vollständige Reihen von Zähnen aufweisen müssen.

[0055] Das Prägen mit dem Pin up - Pin up-Verfahren von kleinen Einbuchtungen oder Erhebungen eröffnet die Möglichkeit, relativ dünne Umhüllungsfolien zum Verpacken von Zigarettenschachteln und von Schachteln für hochwertige Güter wie Uhren, elektronische Teile, teuere Medikamente oder Lebensmittel wie Schokolade oder Käse mit oder ohne Logos im Online Verfahren zu verwenden, die an den kritischen Stellen, d. h. an den Rändern, wo die Gefahr besteht, dass die Folie reisst, Verstärkungszonen aufweisen.

[0056] Dadurch, dass die Folie an diesen Stellen mit der erfindungsgemässen Vorrichtung geprägt wird, wird die Einreissgefahr gemindert. Ausserdem wird durch die sehr feine und exakte Prägung sichergestellt, dass nach dem Öffnen der Originalverpackung diese nicht mehr unbemerkt geschlossen werden kann. Diese Sicherheit wird verstärkt, falls die feinen Schriftzüge und dergleichen nach dem Umhüllen nahtlos ineinandergehen. Dazu ist es wichtig, dass sich die Folie nach dem Zuschneiden nicht verzieht.

[0057] Eine mit einer der Prägewalzen gemäss den Figuren 19 und 20 geprägte Folie ist um die Schachtel 30 gemäss Figur 26 derart angeordnet, dass sich die mit den Verstärkungszeilen und -reihen 25 und 26 geprägten Verstärkungszonen 31 und 32 an den Rändern der Schachtel befinden, wobei eine oder mehrere Seiten Logos 8 aufweisen können.

[0058] Die Umhüllungsfolie für die Schachteln 33 und 34 der Figuren 27 und 28 wurde mit der einer der Prägewalzen der Figuren 21 und 22 geprägt und zeigt ebenfalls Verstärkungszeilen und - reihen 31 und 32. In Figur 27 ist als eine Variante eine Umhüllungsfolie um eine dreieckige Schachtel 34 gezeigt, deren Verstärkungszonen 31 und 32 und Logos 8 mit einer Prägewalze geprägt wurden, die der Prägewalze gemäss Figur 13 oder 14 entspricht. In Fig. 28 ist ausserdem eine Seite als Beispiel mit dem Satiniermuster 8S versehen.

[0059] Die Umhüllungsfolie für die Schachtel 35 gemäss Fig. 29 weist eine Satinierung 8S und ein Logo 8 auf, das auf einer der Prägewalzen gemäss Figur 15 und 23 erhalten wurde. Es sind an diesem Beispiel keine Verstärkungreihen oder -zeilen zu sehen.

[0060] Die Umhüllungsfolie für die Schachteln 36 und 37 der Figuren 30 und 31 wurde mit einer der Prägewalzen der Figur 24 geprägt und zeigt ebenfalls Verstärkungszeilen und -reihen 31 und 32. In Figur 30 ist als eine Variante eine Umhüllungsfolie um eine dreieckige Schachtel 36 gezeigt, deren Verstärkungszonen 31 und 32 und Logos 8 mit einer Prägewalze geprägt wurden, die der Prägewalze gemäss Figur 16 und 24 entspricht. Die Folie auf Schachtel 37 von Fig. 31 wurde ebenfalls mit einer Prägewalze gemäss den Figuren 16 und 24 geprägt. Neben den Logos 8 und den Verstärkungszonen 32, 32 weisen die Umhüllungsfolien ein Satinierungmuster 8S auf.

[0061] Sämtliche offenbarten Walzen eignen sich auch für das Prägen von Innerlinern für Zigaretten oder von Verpackungsfolien für andere Güter.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Prägen von Folien, mit mindestens einer Prägewalze und mindestens einer Gegenwalze, wobei eine Walze über einen Antrieb (6) angetrieben ist und die Walzen in einer Konfiguration ausgebildet sind, bei welcher die Zähne, Ringe oder Rippen aus dem Grundzylinder hinausragen, wobei mindestens die Prägewalze (2L; 3L; 4L) aus dem Grundzylinder hinausragende Zähne (5, 5B, 5S) aufweist, die mindestens teilweise dem Antrieb der Gegenwalze(n) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzielen einer gleichmässigen Prägung der Folie über ihre gesamte Breite, unabhängig von der Art und Anzahl der Zähne (5, 5B, 5S, 5SB) oder Rippen (91, 94) im Logobereich (8A) und Art der Folie, die Prägewalze (2L, 3L, 4L) über eine bestimmte axiale Länge (S_d) einen um 0,02 bis 0,20 mm geringeren Durchmesser aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge (S_d) des geringeren Durchmessers derart gewählt ist, dass sie die Breite (7_d) der zu bedruckenden Folie übertrifft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Prägewalze, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich mit geringerem Durchmesser (S) sich über den gesamten Umfang der Prägewalze erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit zwei Prägewalzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich mit geringerem Durchmesser (S) sich komplementär je über den halben Umfang der beiden Prägewalzen erstreckt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägewalze (2L, 3L, 4L) beidseits des Bereiches mit geringerem Durchmesser je eine Randzone (9) aufweist, die stets mit den Zähnen (5, 5B, 5S, 5SB), Ringen (43) oder Rippen (45) der Gegenwalze(n) im Eingriff, bzw. Kontakt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Logos (8) der Prägewalze mindestens einen Schriftzug darstellen, der aus einzelnen Zähnen (5, 5B, 5S, 5SB) zusammengesetzt ist, oder durch Weglassen oder Verändern von Zähnen (5) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Logos der Prägewalze Verstärkungszeilen (25) und Verstärkungsreihen (26) aufweist, die aus einzelnen Zähnen (5, 5B, 5S, 5SB) oder Rippen (91, 94) gebildet sind, wobei die einen Zähne (5B, 5SB) einen grösseren Abstand voneinander aufweisen als die anderen Zähne (5).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Randzonen (9) Zähne (5), Rippen (91) und umlaufende Ringe (92) aufweisen, oder keine Zahnung (93) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägewalze (2L, 3L, 4L) mit den Gegenwalzen (2F, 3, 4) über Synchronisationsmittel (48, 49, 50; 57; 64, 65) miteinander verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenwalze mit vereinzelten Zähnen (5) oder mit Zirkularrippen (43) oder Längsrippen (45) versehen ist, wobei die Rippen abgeflacht sind und deren Querschnitt sich nach aussen verjüngt, oder die Gegenwalze (55) eine glatte Oberfläche aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne der Prägewalze zum Prägen von Logos (8) pyramidenförmig mit rechteckigem oder quadratischen Grundriss oder konisch mit rundem Querschnitt ausgebildet sind und die Kanten der pyramidenförmigen Zähne (5) entweder orthogonal zur Längsachse der Walze oder unter einem Winkel (d) zwischen 1° und 89° dazu angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Walzen derart gelagert ist, dass sie in Längsrichtung der Achse und/oder in der Anpressrichtung und/oder in der Laufrichtung des zu prägenden Materials auslenkbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen nicht auslenkbar gelagert sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Zähne (5) der Prägewalze (2L, 3L, 4L) in der Höhe oder Form verändert sind, um geprägte Zeichen zu ergeben, deren Erscheinungsbild sich je nach Betrachtungswinkel und Beleuchtung ändert.

15. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Herstellung einer Folie (7) zur Umhüllung eines Gegenstandes (30, 33, 34, 35, 36, 37), wobei die Umhüllungsfolie mit den zu Verstärkungszeilen und -reihen (25, 26) angeordneten Zähnen der Prägewalze geprägten Verstärkungszonen (31, 32) derart zugeschnitten werden, dass die Verstärkungszonen sich an den Kanten des Gegenstandes befinden.

Zeichnung