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Dokumentenidentifikation DE19539410C2 02.10.1997
Titel Heißprägemaschine zum Einfärben von geprägten Schildern, insbesondere von Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern
Anmelder Dziersk, Wilfried, 30900 Wedemark, DE
Erfinder Dziersk, Wilfried, 30900 Wedemark, DE;
Dziersk, Jahn, 31319 Sehnde, DE
Vertreter Brümmerstedt, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 30159 Hannover
DE-Anmeldedatum 11.10.1995
DE-Aktenzeichen 19539410
Offenlegungstag 18.04.1996
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.10.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.1997
IPC-Hauptklasse B44C 1/16
IPC-Nebenklasse B41F 19/02   B41M 1/24   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heißprägemaschine zum Einfärben von geprägten Schildern, insbesondere von Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern, mit einer beheizten Prägewalze, bestehend aus einem Tragkörper und einer diesen umhüllenden Gummischicht, einer Gegendruckwalze, sowie einer Ab- und einer Aufwickelspule für eine Prägefolie, wobei die Prägefolie zwischen Prägewalze und Gegendruckwalze hindurchgeführt ist, und die zu prägenden Schilder im Betrieb zur Ausführung des Prägevorgangs zwischen Prägewalze und Gegendruckwalze eingezogen werden.

Beim Heißprägen wird eine Farbschicht unter Einwirkung von Druck und Hitze von einer Trägerfolie abgelöst und auf eine zu bedruckende Unterlage transferiert. Ein Anwendungsgebiet, das sich in den letzten Jahren dem Heißprägen erschlossen hat, ist die Beschriftung von Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern. Zumindest in den Industrieländern hat sich diese Art der Beschriftung wegen der damit verbundenen Vorteile gegenüber dem Naßdruckverfahren durchgesetzt. Allen dafür eingesetzten Heißprägemaschinen ist gemeinsam, daß sie eine beheizte Prägewalze aufweisen. Mittels dieser Walze wird die Prägefolie auf die Ablösetemperatur der auf der Prägefolie befindlichen Farbschicht erhitzt. Der für den Prägevorgang erforderliche Druck wird in den meisten Fällen ebenfalls über diese Prägewalze aufgebracht.

Kraftfahrzeug-Kennzeichenschilder sind in der heutigen Zeit in aller Regel fälschungserschwerend ausgeführt, indem die auf den Schildern vorzusehenden Zeichen geprägt werden, d. h. die einzufärbenden Zeichen ragen auf der Schildvorderseite reliefartig hervor. Die bei dieser Kaltverformung entstehenden Aufkantungen der Zeichen haben einen Sickeneffekt, so daß dadurch dem Schild eine gewisse Biegesteifigkeit verliehen wird.

Wenn beim Heißprägen dieser Schilder die Prägefolie auf die Schildvorderseite gedrückt wird, wird die Farbschicht nur an den erhabenen Stellen abgelöst, da sie nur mit diesen in Berührung kommt, d. h. nur die Zeichen werden beschichtet. Sie heben sich dann farblich von der Schild-Grundfläche ab.

Um den über die Prägewalze aufgebrachten Druck abzufangen, ist üblicherweise auf der Gegenseite eine Gegendruckwalze angeordnet. Es sind aber auch Lösungen bekannt, bei denen der Druck der Prägewalze mittels eines Auflagetisches aufgenommen wird, über den ein umlaufendes Förderband läuft. Eine derartige Vorrichtung ist z. B. in der DE-A1-37 41 232 offenbart. Allerdings haben sich derartige Systeme in der Praxis kaum durchgesetzt, da sie einen zusätzlichen Antrieb für das Förderband benötigen, der zudem noch synchron zum Antrieb der Prägewalze gestaltet werden muß.

Mittels des Heißprägens werden bei Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern gute Beschriftungsergebnisse erreicht. Es hat sich aber gezeigt, daß sich nach einiger Zeit der Nutzung dieser Schilder bei Problemzeichen, wie z. B. dem Großbuchstaben "I", dem Großbuchstaben "E" oder der Ziffer "9" die an sich gut haftende, und damit dauerhafte Farbe, an einigen Stellen häufig ablöst, wodurch an diesen Stellen optisch unschöne helle Flecken zu sehen sind, die zudem die Lesbarkeit des Schildes beeinträchtigen können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Heißprägemaschine für reliefartig geprägte Schilder, insbesondere Kraftfahrzeug-Kennzeichenschilder zur Verfügung zu stellen, mit der auch bei den sogenannten Problemzeichen dauerhafte Beschriftungsergebnisse erzielt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Heißprägemaschine der gattungsgemäßen Ausführung die Gegendruckwalze auf mindestens zwei Druckverteilungsrollen läuft, die im Betrieb jeweils mit Linienberührung auf der Schild-Rückseite aufliegen, wobei die Berührungslinien der äußeren Druckverteilungsrollen einen Abstand voneinander haben, der etwa der Strichstärke der einzufärbenden Zeichen entspricht.

Diese Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß die unbefriedigende Einfärbung der sogenannten Problemzeichen auf Verformungen des reliefartig geprägten Schildes beruht, die während des Heißprägevorganges auftreten. Bei diesem Vorgang liegt nach dem Stand der Technik die Prägewalze mit der dazwischenliegenden Prägefolie unter Linienberührung auf der Schild-Oberseite auf, während auf der Gegenseite die Gegendruckwalze ebenfalls unter Linienberührung auf der Schild-Rückseite aufliegt. Über diese Linien wird der für die Heißprägung erforderliche Druck auf das Schild aufgebracht. Die beiden senkrecht übereinanderliegenden Drucklinien "wandern" während des Heißprägevorganges über die gesamte Schildlänge. Solange sie dabei auf kurze waagerechte oder schräge Zeichenzüge treffen, wird der durch die reliefartige Ausformung der Zeichen gebildete Hohlraum nicht wesentlich verformt. Anders sieht das bei längeren senkrechten Schriftzügen aus, denn die zwischen den Aufkantungen der geprägten Zeichen liegenden, einzufärbenden Flächen biegen sich proportional zum Abstand von den Aufkantungen durch, d. h. je größer die Strichstärke, desto größer die Durchbiegung. Diese Fläche nimmt dadurch weniger Druck auf. Hierdurch kann es z. B. beim Großbuchstaben "I" in Längsrichtung zu hellen, schlecht oder nicht bedruckten Stellen kommen.

Einen noch größeren Druckeinbruch verursacht z. B. der mittlere waagerechte Strich beim Großbuchstaben "E", denn hier ist die versteifende Aufkantung an der Innenseite unterbrochen. Die beiden Zeilendrücke der Walzen verformen das Blech V-förmig zur Mitte hin. Als Folge davon treten wiederum Fehler im Druckbild auf.

Die meisten auf dem Markt befindlichen Heißprägemaschinen besitzen Prägewalzen und Gegendruckwalzen mit einem relativ großen Durchmesser. Dadurch haben die oben beschriebenen Drucklinien dieser Maschinen relativ zur Strichstärke der Zeichen eine eher "flächige" Wirkung, so daß oberflächlich gesehen, ein gutes Beschichtungsergebnis erzielt wird. Jedoch wird auch mit diesen Maschinen an den Problemstellen keine ausreichende Haftung zwischen Farbschicht und Untergrund erreicht, so daß im späteren Gebrauch mehr oder weniger häufig helle Flecken sichtbar werden.

Zur Vermeidung der beschriebenen "Fehldrucke" werden nach der erfindungsgemäßen Lehre mindestens zwei Druckverteilungsrollen eingesetzt, durch die die Unterstützung der zu prägenden Zeichen fast die Wirkung einer ebenen Fläche hat. Der Abstand der Drucklinien dieser Druckverteilungsrollen ist etwa gleich der Strichbreite der heiß zu prägenden Zeichen. Hierdurch wird mindestens eine Seite der geprägten Strichbreite unterstützt, so daß ein ausreichender Prägedruck auf der gesamten Fläche aufgebaut werden kann, ohne daß sich die zu beschichtende Zeilenfläche in oben beschriebener Weise nennenswert verformt. Die Drucklinien der Druckverteilungsrollen verstärken somit gewissermaßen die versteifende Wirkung der Aufkantungen der Zeichen.

In der DE-A1-42 40 938 ist ein neuartiges, sehr effektives Beheizungssystem für die Prägewalze einer Heißprägemaschine offenbart. Damit wurde auch auf diesem technischen Gebiet der Trend zur Kompaktbauweise eingeläutet. Aufgrund dieses Beheizungssystems können nämlich im Vergleich zu dem bis dahin bekannten Stand der Technik wesentlich geringere Durchmesser der Prägewalze realisiert werden, wodurch eine Verringerung der Bauhöhe der Heißprägemaschinen möglich ist. Da darüber hinaus die Bauhöhe u. a. auch durch den Durchmesser der Gegendruckwalze bestimmt ist, der bei den bekannten Heißprägemaschinen ebenfalls relativ groß ist, wäre es mit Blick auf eine kompakte Bauweise der Maschine wünschenswert, Gegendruckwalzen mit kleineren Durchmessern einsetzen zu können. Je kleiner aber die Walzendurchmesser werden, desto größer werden die oben beschriebenen Auswirkungen bei den Problemzeichen, da mit sinkendem Durchmesser die Drucklinie der Gegendruckwalze von einer eher "flächigen" Wirkung zu einer Linienwirkung übergeht.

Die erfindungsgemäße Lehre schafft auch hier Abhilfe, d. h. es sind sehr kleine Durchmesser für die Gegendruckwalze realisierbar, so daß die damit erzielbaren Vorteile nicht nur in einer Verbesserung der Druckqualität bei Problemzeichen liegen, sondern auch in der Möglichkeit, die Abmessungen von Heißprägemaschinen der gattungsgemäßen Art weiter zu verringern, wodurch die Fertigung von sehr kompakten Maschinen möglich ist.

Die eingangs gestellte Aufgabe kann auch dadurch gelöst werden, daß als Gegendruckelement für die Prägewalze ein Gleitblock, z. B. aus Teflon, eingesetzt wird, der die zu prägenden Zeichen etwa auf ihrer Strichstärke flächig unterstützt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt einen schematisierten Querschnitt durch eine Heißprägemaschine, wie sie insbesondere für die Beschriftung von Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern eingesetzt wird.

Die Maschine besitzt ein Gehäuse 1, welches gleichzeitig die Standfläche 2 der Maschine bildet. Im Gehäuse 1 sind eine Abwickelspule 3 und eine Aufwickelspule 4 für die Prägefolie 5 drehbar gelagert. Die Prägefolie 5 ist über übliche Straffer 6 geführt.

In die Vorder- und die Rückwand des Gehäuses 1 ist jeweils ein nicht dargestellter Block aus einem Glas-Epoxidharz-Gewebe eingelassen, in dem eine Prägewalze 8 und eine Gegendruckwalze 9 in nicht dargestellten Sintergleitlagern drehbar gelagert sind. Diese Lagerung stellt sicher, daß in den Randzonen der Prägewalze keine Wärmesenken entstehen.

Die Prägewalze 8 besteht aus einem zylinderförmigen, hohlen Tragkörper 10 und aus einer Schicht 11 aus Silikongummi. In ihrer Längsachse ist ein Infrarotstrahler 12 angeordnet, der sich über die gesamte Arbeitsbreite erstreckt. Weiterhin ist die Prägewalze 8 beinahe auf ihrem gesamten Umfang mit einer innen verspiegelten Isolierung 14 umgeben, die lediglich nach oben zum Prägebereich hin unterbrochen ist.

Die Prägewalze 8 hat einen Durchmesser von etwa 36 mm. Dieser sehr kleine Durchmesser ist durch das neuartige Heizungssystem möglich, das Gegenstand der weiter oben bereits erwähnten DE-A1-42 40 938 ist.

Die Gegendruckwalze 9 dient als Antriebswalze. Sie läuft aber nicht, wie bisher üblich, beim Prägevorgang direkt auf der Schild-Rückseite, sondern es sind zwei Druckverteilungsrollen 16, 17 zwischengeschaltet, die ihrerseits jeweils mit Linienberührung auf der Schild-Rückseite aufliegen. Diese Druckverteilungsrollen 16, 17 liegen jeweils auf ihrer gesamten Länge unter Linienberührung am Umfang der Gegendruckwalze 9 an und werden dadurch von dieser angetrieben. Die Gegendruckwalze 9 läuft damit gewissermaßen auf den beiden Druckverteilungsrollen 16, 17. Der Durchmesser der Gegendruckwalze 9 beträgt etwa 30 mm, der der Druckverteilungsrollen 16, 17 etwa 8 mm.

Links und rechts neben der Prägewalze 8 angeordnete, federbelastete Führungsstifte 13 sorgen dafür, daß die Prägefolie 5 von der beheizten Prägewalze 8 abgehoben wird, wenn sich kein zu prägendes Schild zwischen der Prägewalze 8 und den Druckverteilungsrollen 16, 17 befindet.

Der Prägedruck wird durch die Prägewalze 8 aufgebracht, die dazu unter der Vorspannung einer nicht dargestellten Blattfeder steht und in einem engen Rahmen vertikal beweglich gelagert ist. Die Gegendruckwalze 8 sowie die Druckverteilungsrollen 16, 17 sind dahingegen ortsfest gelagert.

Wenn nun ein Kraftfahrzeug-Kennzeichenschild geprägt werden soll, wird zunächst der Infrarotstrahler 12 eingeschaltet, und nach einer kurzen Zeit ist die Betriebstemperatur erreicht. Es kann dann mit dem Heißprägen begonnen werden. Dazu wird das nicht dargestellte Schild mit seiner Vorderseite auf die Auflagefläche 15 des Gehäuses 1 gelegt und in Pfeilrichtung zwischen die Prägewalze 8 und die Druckverteilungsrollen 16, 17 geschoben. Dabei werden nacheinander die Führungsstifte 13 nach unten gedrückt, wodurch die Prägefolie 5 an der beheizten Prägewalze 8 anliegt. Die Prägewalze 8 selbst wird durch das eingeführte Schild entgegen der Federwirkung nach unten gedrückt und übt somit einen Prägedruck auf die Schild-Vorderseite aus. Der Druck der Prägewalze 8 wird auf der Schild-Rückseite durch die beiden Druckverteilungsrollen 16, 17 aufgenommen, deren Drucklinien etwa im Abstand der Strichstärke der zu prägenden Zeichen über die Schild-Rückseite laufen, wobei die Drucklinie der Prägewalze 8 auf der Schild-Vorderseite etwa mittig zwischen den Drucklinien der beiden Druckverteilungsrollen 16, 17 liegt. Durch diese Konstellation wird die Wirkung einer flächigen Abstützung des in der zeitlichen Abfolge jeweils zu beschichtenden Zeichenzuges erreicht, wodurch die eingangs geschilderten Nachteile bei den sogenannten Problemzeichen nicht auftreten. Die in diesem Beispiel angegebenen Maße zeigen auch, daß mit einem vergleichsweise sehr geringen Durchmesser für die Gegendruckwalze gearbeitet werden kann, wodurch ein weiterer Schritt in Richtung einer kompakten Bauweise der Heißprägemaschinen getan ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Heißprägemaschine zum Einfärben von geprägten Schildern, insbesondere von Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern, mit einer beheizten Prägewalze, bestehend aus einem Tragkörper und einer diesen umhüllenden Gummischicht, einer Gegendruckwalze, sowie einer Ab- und einer Aufwickelspule für eine Prägefolie, wobei die Prägefolie zwischen Prägewalze und Gegendruckwalze hindurchgeführt ist, und die zu prägenden Schilder, insbesondere Kraftfahrzeug-Kennzeichenschilder, im Betrieb zur Ausführung des Prägevorgangs zwischen Prägewalze und Gegendruckwalze eingezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwalze (9) auf mindestens zwei Druckverteilungsrollen (16, 17) läuft, die im Betrieb jeweils mit Linienberührung auf der Schild-Rückseite aufliegen, wobei die Berührungslinien der äußeren Druckverteilungsrollen (16, 17) einen Abstand voneinander haben, der etwa der Strichstärke der einzufärbenden Zeichen entspricht.
  2. 2. Heißprägemaschine zum Einfärben von geprägten Schildern, insbesondere von Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern, mit einer beheizten Prägewalze, bestehend aus einem Tragkörper und einer diesen umhüllenden Gummischicht, einem Gegendruckelement, sowie einer Ab- und einer Aufwickelspule für eine Prägefolie, wobei die Prägefolie zwischen Prägewalze und Gegendruckelement hindurchgeführt ist, und die zu prägenden Schilder, insbesondere Kraftfahrzeug-Kennzeichenschilder, im Betrieb zur Ausführung des Prägevorgangs zwischen Prägewalze und Gegendruckelement eingezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement ein Gleitblock ist, der die zu prägenden Zeichen etwa auf ihrer Strichstärke flächig unterstützt.
  3. 3. Heißprägemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitblock aus Teflon besteht.






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