WO1995018012A1 - Vorrichtung zum prägen - Google Patents

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WO1995018012A1
WO1995018012A1 PCT/DE1994/001555 DE9401555W WO9518012A1 WO 1995018012 A1 WO1995018012 A1 WO 1995018012A1 DE 9401555 W DE9401555 W DE 9401555W WO 9518012 A1 WO9518012 A1 WO 9518012A1
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embossing
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Kai KÄHLER
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Detroit Holding Ltd
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    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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    • B29D99/0032—Producing rolling bodies, e.g. rollers, wheels, pulleys or pinions
    • B29D99/0035—Producing rolling bodies, e.g. rollers, wheels, pulleys or pinions rollers or cylinders having an axial length of several times the diameter, e.g. for embossing, pressing, or printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
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    • B44B5/0004—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins characterised by the movement of the embossing tool(s), or the movement of the work, during the embossing operation
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
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    • B44B5/028—Heated dies
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C43/44—Compression means for making articles of indefinite length
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    • B29C2043/463—Rollers the rollers having specific surface features corrugated, patterned or embossed surface
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    • B29C2043/464—Rollers the rollers having specific surface features having projections or knives, e.g. for cutting-out or for forming local depressions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/32—Wheels, pinions, pulleys, castors or rollers, Rims
    • B29L2031/324—Rollers or cylinders having an axial length of several times the diameter, e.g. embossing, pressing or printing

Definitions

  • the invention relates to a device of the type specified in the preamble of claim 1 and a method for producing this device.
  • rollers of this type usually have rollers with a profiled surface, between which the sheet-like material to be processed - paper, cardboard, plastic films etc. - runs and which press their surface profile into the material.
  • rollers usually have steel rollers, especially with chrome plating.
  • the publication DE 41 25 996 Cl describes a heatable embossing roller with segments arranged next to one another for processing plastic films.
  • embossing structures are to be produced which require the embossing tools to be shaped substantially differently from the rotationally symmetrical shape, their manufacture from the customary, highly wear-resistant materials also becomes very complex.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a device of the type mentioned at the outset which is suitable and inexpensive to produce for processing low-strength materials, in particular filter nonwovens, and a method for producing this device.
  • the invention includes the knowledge that, on the one hand, to produce depressions and / or elevations of greater height in sheet-like materials of low strength, to avoid damage to the material to be processed, and to guarantee acceptable tool costs (in the as is well known, production costs and life expectancy), on the other hand, tools with a well-defined radial strength profile are to be provided.
  • This radial strength profile should be selected so that the tool has a relatively low hardness or strength from the outer circumference to at least approximately the maximum embossing depth, but then this increases sharply radially inwards.
  • the strength in the edge area must be selected in accordance with the material to be machined so that precisely shaped, permanent recesses or elevations are formed and tool wear is limited.
  • the shape and strength of the tool in the inner area (the tool core) must be so high that the tool as a whole remains stable in the embossing process even after prolonged use.
  • a preferred embodiment is that the core has the shape of a hollow cylinder.
  • a rotationally symmetrical core By choosing a rotationally symmetrical core, good concentricity of the embossing roller is advantageously achieved.
  • a rotationally symmetrical (cylindrical or hollow cylindrical) core can also be manufactured easily and inexpensively.
  • the circumferential surface of the core can be profiled, ie the shape of the depressions and / or elevations to be formed in the material to be machined can be predetermined entirely or partially in the shape of the core.
  • the layer of lower strength can additionally have areas of different thickness and thus the profiling of the core - picking them up - reinforcing them.
  • it can also be applied as a (damping) layer of constant thickness.
  • the average thickness of the profiled layer is at most 1/20 of the average diameter of the embossing tool.
  • An embodiment of considerable practical importance in the production of packaging material or filter inserts for fluid filters is one in which the profiled layer has cam-like elevations and / or depressions arranged non-rotationally symmetrically for impressing complementary depressions and / or elevations in has the sheet material.
  • the core consists of metal, in particular aluminum, brass or steel, and the profiled layer of plastic, in particular a polyurethane material.
  • a plurality of embossing tools are advantageously arranged next to one another on the support tube, the cores having essentially the same diameter and the profiled layers essentially the same thickness to have.
  • the profiled layer can consist, for example, of a strip of the material of lower strength which is glued to the core.
  • a preferred embodiment consists in that the profiled layer is cast or injection-molded onto the core in a casting or injection mold.
  • This method specified in claim 10 can be carried out particularly elegantly if a polyurethane material is used as the plastic to obtain the profiled jacket shape. Its strength can easily be adjusted to the conditions of the specific embossing process to be carried out with the tools produced by suitable selection and mixing of the monomers and, if appropriate, fillers.
  • an epoxy resin material can be used as the plastic to obtain the profiled shell shape.
  • the original mold used in the claimed process can preferably be produced from aluminum, which can be comparatively easily brought into the required, complicated shape.
  • the claimed device represents a stamping device that can be provided quickly and cost-effectively, in particular for forming stampings with the highest precision in relatively soft materials that cannot be produced by rotationally symmetrical roller profiles. Such embossings are required, for example, in filter manufacture.
  • the claimed method which takes up and implements the construction principle of the device in terms of process technology, represents an efficient and inexpensive manufacturing process.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective illustration of an embodiment of the device according to the invention
  • FIGS. 2a and 2b are schematic cross-sectional representations of an embossing roller in two embodiments and
  • Figure 3 is a schematic diagram of the method for manufacturing the device.
  • FIG. 1 schematically shows how a web 1 made of plastic foam material, which is to be provided with a number of different embossing patterns, passes between two embossing rollers 2 and 3, which are each fixed to a hollow shaft 4 or 5, and with this in the direction of rotation indicated by the curved arrows.
  • embossing rollers are shown in the figure from various embossing rings or segments which are axially pushed onto the shaft 4 or 5 and are rotatably held on the latter by means of tongue and groove, with only the upper embossing shaft 2 being shown in FIG. 1 for the sake of clarity all five rings 2a to 2e, from the lower one, through the leaking material web largely covered, embossing shaft 3, however, only the rings 3d and 3e are shown. (In practice, the ratio of the width to the diameter of the rings can deviate considerably from the illustration given, and they do not have to be lined up in a row.)
  • All rings or segments are - what is shown in the figure with the reference numerals 21e and 22e or 31e and 32e only for the rings 2e and 3e - made of a hollow cylindrical aluminum core and one on its outer surface, surrounding it, cast-on polyurethane jacket.
  • the figure shows a configuration in which all rings 2a to 2e produce different embossed patterns in the material web 1, which runs out of the device as an embossed web 1 '.
  • embossing roller is not used, but generally the same, periodically repeating pattern is provided over the entire width.
  • These are from left to right: a fine, irregularly corrugated groove, a raised one , continuous bead, a recessed, continuous bead, hemispherical impressions and prismatic impressions.
  • the rings of the lower embossing shaft 3 each have an embossing contour complementary to the rings of the upper embossing shaft 2 in or on the PU jacket.
  • the embossing pattern in particular if the embossing pattern has only a small depth and should only be present on one surface of the web - the lower embossing shaft should also be smooth.
  • the contours of the segments can also be considerably higher in relation to the thickness of the material web to be processed, so that the embossed elevations and depressions are much more pronounced and have regular walls.
  • FIG. 2a and 2b show two embossing rollers of the type shown in FIG. 1, each in a special embodiment of the core-shell composite, in cross section.
  • the ring 20a pushed onto a hollow cylindrical shaft or a displacement tube 40 and held there in a rotationally fixed manner with a tongue-and-groove connection 41 consists of a rotationally symmetrical steel disc 201a with a cast PU Jacket 202 with a non-rotationally symmetrical embossing contour 202a, which is formed in its entire height from the PU material.
  • FIG. 2b shows an embossing shaft with a similar embossing contour, in which a ring 20b held on the shaft 40 by means of the tongue and groove connection 41 is made of a non-rotationally symmetrical brass disk 201b, into which the course of the embossing contour is incorporated, and one on the same Is circumferentially glued on plastic strips 202b of constant thickness.
  • FIG. 3 shows the method for producing a device using the structure shown in FIGS. 1 and 2a illustrated with a flow chart of the most important process steps.
  • the required embossing contour of the tool is calculated on the basis of the desired surface profile la of a material web 1 to be embossed with the aid of a computer R.
  • the calculated surface profile is converted into an aluminum master form U of the embossing tool by means of a numerically controlled machine tool NC.
  • the optimal diameter of the core 201a of the tool (embossing ring) 20a to be produced is determined , this is produced on a lathe D and provided with the groove for the tongue and groove connection.
  • a permanent form frame FR with a cylindrical recess is produced in accordance with the greatest radial extent (with an addition calculated with the aid of the computer R) and the height of the original form u - again made of aluminum.
  • the original form U is concentrically inserted with a release agent and the space between the frame FR and the original form U is poured out with plastic.
  • the form F for producing the embossing rings is formed in this way.
  • the core 210a is inserted into the mold F after it has been provided with a release agent, the intermediate space is filled with a urethane mixture and the latter is polymerized, the shell 202a which is firmly connected to the core and carrying the embossing contour and the embossing together with the core ⁇ forms ring 2a, which is pushed onto the shaft 40 and fastened by means of the tongue and groove connection.
  • the embodiment of the invention is not limited to the preferred embodiment described above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown, even in the case of fundamentally different types.
  • materials other than those specified can be used to achieve the required strength profile; this also applies to the molding materials.
  • the embossed profiles shown and the materials mentioned as goods to be processed are also to be understood as examples only.

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Abstract

Vorrichtung zum Prägen von mit vorgegebener Periodizität in der Ebene angeordneten Vertiefungen und/oder Erhebungen in bahnförmiges, durchlaufendes Material (1) geringer Festigkeit mit einer Prägewalze (2, 3) mit einem drehbaren Tragrohr (4, 5) und mindestens einem auf diesem angeordneten Prägewerkzeug (2a bis 2e, 3d, 3e) mit wesentlich größerem Durchmesser als das Tragrohr (4, 5), wobei das Prägewerkzeug einen konzentrisch drehfest auf dem Tragrohr befestigten Kern (21e, 31e) aus einem Material hoher Festigkeit aufweist, bei der auf der Mantelfläche des Kerns, mit dieser fest verbunden, eine profilierte Schicht (22e, 32e) mit gegenüber dem Kern geringerer Festigkeit angeordnet ist, deren Dicke mindestens gleich der maximalen Prägetiefe ist.

Description

Vorrichtung zum Prägen
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Vorrichtung.
Vorrichtungen zum Prägen von bahnförmigem - im Sinne von quasi-endlosem - Material sind in vielfältigen Ausgestal- tungen aus der Druck- und Verpackungsindustrie, der Verar¬ beitung von Kunststoffolien und anderen Gebieten der Tech¬ nik bekannt.
Derartige Vorrichtungen weisen üblicherweise Walzen mit profilierter Oberfläche auf, zwischen denen das zu bear¬ beitenden bahnförmige Gut - Papier, Pappe, Kunststoffolien etc. - hindurchläuft und die ihr Oberflächenprofil in das Gut abdrücken. Dabei kommen zumeist Stahlwalzen, insbeson- dere mit Chrombeschichtung, zum Einsatz.
Aus DE 32 02 914 AI ist eine Längsschneide- und Rillma¬ schine für die Verpackungsindustrie bekannt, bei der auf einem drehbaren Verschieberohr einzelne Präge- und/oder Schneidwerkzeuge in axialer Richtung gereiht festgeklemmt sind, die in dem zu bearbeitenden Verpackungsmaterial Ril¬ len und Schnitte erzeugen.
Die Druckschrift DE 41 25 996 Cl beschreibt eine beheiz- bare Prägewalze mit nebeneinander angeordneten Segmenten zur Bearbeitung von Kunststoffolien.
Aus DE 39 15 508 AI ist eine Maschine zur Druckbehandlung von Warenbahnen bekannt, die eine Walze mit einzelnen, in axialer Richtung nebeneinanderliegenden keramischen Ringen als Prägewerkzeuge aufweist.
Diese bekannten Vorrichtungen mit Prägewerkzeugen aus sehr hartem Material ermöglichen die Bearbeitung herkömmlicher, relativ fester Verpackungsmaterialien mit geringem Werk¬ zeugverschleiß, und die Werkzeuge sind wegen ihrer im we- sentlichen rotationssymmetrischen Gestalt trotz der Härte des Materials mit vertretbarem Aufwand herstellbar.
Sind jedoch in Materialien geringer Festigkeit - etwa vli- esartigem Material, Filterpapier oder Schaumfolienbahnen - Vertiefungen und/oder Erhebungen relativ großer Höhe aus¬ zubilden, besteht bei Einsatz derartiger Vorrichtungen mit sehr harten Werkzeugen die Gefahr von Beschädigungen des Materials, etwa von sogenannten Durchprägungen. Wenn ins- besondere Prägestrukturen zu erzeugen sind, die eine we¬ sentlich von der rotationssymmetrischen Gestalt abweichen¬ de Formgebung der Prägewerkzeuge erfordern, wird zudem de¬ ren Herstellung aus den üblichen, hochverschleißfesten Werkstoffen sehr aufwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor¬ richtung der eingangs genannten Gattung, die für die Bear¬ beitung von Materialien geringer Festigkeit - insbesondere von Filtervliesen - geeignet und kostengünstig herstellbar ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Vorrich¬ tung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkma¬ len des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß zur Erzeu¬ gung von Vertiefungen und/oder Erhebungen größerer Höhe in bahnförmigen Materialien geringer Festigkeit zur Vermei- düng von Schäden am zu bearbeitenden Gut einerseits und zur Gewährleistung akzeptabler Werkzeugkosten (in die bekanntlich Gestehungskosten und Lebensdauer eingehen) an¬ dererseits Werkzeuge mit einem wohldefinierten radialen Festigkeitsprofil vorzusehen sind.
Dieses radiale Festigkeitsprofil sollte so gewählt sein, daß das Werkzeug vom Außenumfang bis mindestens annähernd zur maximalen Prägetiefe eine relativ geringe Härte bzw. Festigkeit aufweist, diese aber dann radial nach innen stark ansteigt. Die Festigkeit im Randbereich muß in Ab- Stimmung auf das zu bearbeitende Gut so gewählt sein, daß exakt ausgeformte, permanente Vertiefungen bzw. Erhebungen gebildet werden und sich der Werkzeugverschleiß in Grenzen hält. Die Gestalt und Festigkeit des Werkzeugs im inneren Bereich (dem Werkzeugkern) muß so hoch sein, daß das Werk- zeug als Ganzes im Prägeverfahren auch nach längerer Be¬ nutzung formstabil bleibt.
Ein bevorzugte Ausbildung besteht darin, daß der Kern die Gestalt eines Hohlzylinders aufweist. Durch Wahl eines ro- tationssymmetrischen Kerns wird in vorteilhafter Weise ein guter Rundlauf der Prägewalze erreicht. Ein rotationssym¬ metrischer (zylindrischer bzw. hohlzylindrischer) Kern läßt sich zudem leicht und kostengünstig fertigen.
In einer hierzu alternativen Ausbildung kann die Umfangs- flache des Kerns profiliert sein, d.h. ganz oder teilweise die Gestalt der im zu bearbeitenden Material zu bildenden Vertiefungen und/oder Erhebungen bereits in der Gestalt des Kerns vorgegeben sein. Hierbei kann die Schicht gerin- gererer Festigkeit zusätzlich Bereiche unterschiedlicher Dicke aufweisen und somit die Profilierung des Kerns - diese aufgreifend - verstärken. Sie kann aber auch als (dämpfende) Schicht konstanter Dicke aufgebracht sein.
Bei den vorgenommenen Untersuchungen hat es sich als vor- teilhaft ergeben, wenn die mittlere Dicke der profilierten Schicht maximal 1/20 des mittleren Durchmessers des Präge¬ werkzeugs beträgt.
Eine Ausbildung von erheblicher praktischer Bedeutung bei der Herstellung von Verpackungsmaterial oder Filtereinsät¬ zen für Fluidfilter ist eine solche, bei der die profi¬ lierte Schicht nicht-rotationssymmetrisch angeordnete, nockenartige Erhebungen und/oder Vertiefungen zum Einprä¬ gen komplementärer Vertiefungen und/oder Erhebungen in das bahnförmige Material aufweist.
In bevorzugten Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung besteht der Kern aus Metall, insbesondere Aluminium, Messing oder Stahl, und die profilierte Schicht aus Kunst- stoff, insbesondere einem Polyurethanwerkstoff.
Bei einer Vorrichtung zum Einprägen mehrerer, in Bahn¬ längsrichtung zueinander paralleler Muster in das bahnför¬ mige Material sind auf dem Tragrohr in vorteilhafter Weise mehrere Prägewerkzeuge nebeneinander angeordnet, wobei die Kerne im wesentlichen gleichen Durchmesser und die profi¬ lierten Schichten im wesentlichen die gleiche Dicke haben.
Die profilierte Schicht kann etwa aus einem Streifen des Materials geringerer Festigkeit bestehen, der mit dem Kern verklebt ist. Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, daß die profi¬ lierte Schicht in einer Guß- oder Spritzgußform an den Kern angegossen oder angespritzt wird.
Dieses in Anspruch 10 spezifizierte Verfahren läßt sich besonders elegant durchführen, wenn als Kunststoff zur Ge¬ winnung der profilierten Mantelform ein Polyurethanwerk¬ stoff verwendet wird. Dessen Festigkeit kann durch geeig¬ nete Auswahl und Mischung der Monomere und ggf. von Füll- Stoffen leicht auf die Bedingungen des konkreten Prägever¬ fahrens, das mit den hergestellten Werkzeugen ausgeführt werden soll, eingestellt werden.
Alternativ dazu kann als Kunststoff zur Gewinnung der pro- filierten Mantelform ein Epoxidharzwerkstoff verwendet werden.
Die im beanspruchten Verfahren verwendete Urform kann be¬ vorzugt aus Aluminium hergestellt werden, das sich ver- gleichsweise leicht in die benötigte, komplizierte Form bringen läßt.
Die beanspruchte Vorrichtung stellt eine schnell und ko¬ stengünstig bereitzustellende Prägevorrichtung insbesondere zum Ausbilden von Prägungen mit höchster Präzision in re- altiv weiche Materialien dar, die nicht durch rotations¬ symmetrische Walzenprofile erzeugbar sind. Solche Prägun¬ gen werden etwa in der Filterherstellung benötigt.
Das beanspruchte Verfahren, das das Konstruktionsprinzip der Vorrichtung verfahrenstechnisch aufgreift und umsetzt, stellt ein effizientes und kostengünstiges Herstellungs¬ verfahren dar.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu¬ sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Figur l eine schematische perspektivische Darstellung ei- ner Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 2a und 2b schematische Querschnittsdarstellungen ei¬ ner Prägewalze in zwei Ausführungsformen und
Figur 3 eine Prinzipskizze des Verfahrens zur Herstellung der Vorrichtung.
In Fig. 1 ist schematisch dargestellt, wie eine Bahn l aus plastischem Schaumstoffmaterial, die mit einer Reihe von unterschiedlichen Prägemustern versehen werden soll, zwi¬ schen zwei Prägewalzen 2 und 3 hindurchläuft, die auf je einer Hohlwelle 4 bzw. 5 drehfest befestigt sind und mit dieser in der durch die gebogenen Pfeile verdeutlichten Drehrichtung gedreht werden.
Die Prägewalzen sind in der Figur aus verschiedenen auf die Welle 4 bzw. 5 axial aufgeschobenen und mittels Nut und Feder drehfest auf dieser gehaltenen Prägeringen bzw. Segmenten gebildet dargestellt, wobei in Fig. 1 der besse- ren Übersichtlichkeit halber nur von der oberen Prägewelle 2 alle fünf Ringe 2a bis 2e, von der unteren, durch die auslaufende Materialbahn weitgehend verdeckten, Prägewelle 3 dagegen nur die Ringe 3d und 3e gezeigt sind. (In der Praxis kann das Verhältnis von Breite zu Durchmesser der Ringe erheblich von der gegebenen Darstellung abweichen, und diese müssen auch nicht lückenlos aneiandergereiht sein. )
Alle Ringe bzw. Segmente sind - was in der Figur mit den Bezugsziffern 21e und 22e bzw. 31e und 32e nur für die Ringe 2e und 3e dargestellt ist - aus einem hohlzylindri- schen Aluminiumkern und einem an dessen äußere Mantelflä¬ che, diese umgebend, angegossenen Polyurethanmantel aufge¬ baut.
In der Figur ist zur Verdeutlichung der Anwendungsbreite eine Konfiguration dargestellt, bei alle Ringe 2a bis 2e verschiedenartige Prägemuster in der Materialbahn 1 erzeu¬ gen, die als geprägte Bahn 1' aus der Vorrichtung aus¬ läuft. (In der Praxis wird eine solche Prägewalze nihct eingesetzt werden, sondern in aller Regel über die gesamte Breite ein und dasselbe, sich periodisch wiederholende Mu¬ ster vorgesehen sein.) Von links nach rechts sind dies: eine feine, irregulär gewellte Rille, eine erhabene, durchgehene Sicke, eine vertiefte, durchgehende Sicke, halbkugelförmige Einprägungen und prismatische Einprägun¬ gen. Die Ringe der unteren Prägewelle 3 tragen jeweils ei¬ ne zu den Ringen der oberen Prägewelle 2 komplementäre Prägekontur im bzw. auf dem PU-Mantel.
In einer abgewandelten Ausführungsform kann - insbesonde¬ re, wenn die Prägemuster nur geringe Tiefe aufweisen und nur auf einer Oberfläche der Bahn vorliegen sollen - die untere Prägewelle auch glatt ausgebildet sein.
Andererseits können die Konturen der Segmente im Verhält- nis zur Dicke der zu bearbeitenden Materialbahn auch noch wesentlich höher sein, so daß die eingeprägten Erhebungen und Vertiefungen wesentlich ausgeprägter sind und regel¬ rechte Wandungen aufweisen.
In Figur 2a und 2b sind zwei Prägewalzen der in Fig. 1 ge¬ zeigten Art in jeweils einer speziellen Ausbildung des Kern-Mantel-Verbundes im Querschnitt gezeigt.
Bei der Prägewelle nach Fig. 2a besteht der auf eine hohl- zylindrische Welle bzw. ein Verschieberohr 40 aufgeschobe¬ ne und dort mit einer Nut-und-Feder-Verbindung 41 drehfest gehaltene Ring 20a aus einer rotationssymmetrischen Stahl¬ scheibe 201a mit einem angegossenen PU-Mantel 202 mit einer nicht rotationssymmetrischen Prägekontur 202a, die in ih- rer gesamten Höhe aus dem PU-Werkstoff gebildet ist.
Fig. 2b zeigt eine Prägewelle mit ähnlicher Prägekontur, bei der ein auf der Welle 40 mittels der Nut-Feder- Verbindung 41 gehaltener Ring 20b aus einer nicht rota- tionssymmetrischen Messingscheibe 201b, in die der Verlauf der Prägekontur eingearbeitet ist, und einem auf deren Um¬ fang aufgeklebten Kunststoffstreifen 202b konstanter Dicke aufgebaut ist.
In Fig. 3 ist das Verfahren zur Herstellung einer Vorrich¬ tung mikt dem in den Figuren 1 und 2a dargestellten Aufbau an einem Ablaufschema der wesentlichsten Verfahrenschritte verdeutlicht.
Zunächst wird auf der Grundlage des gewünschten Oberflä- chenprofils la einer zu prägenden Materialbahn 1 mit Hilfe eines Rechners R die erforderliche Prägekontur des Werk¬ zeugs errechnet.
Das errechnete Oberflächenprofil wird mittels einer nume- risch gesteuerten Werkzeugmaschine NC in eine Aluminium- Urform U des Prägewerkzeuges umgesetzt.
Unter Zugrundelegeung der kleinsten radialen Abmessung der Urform und unter Beachtung der Festigkeitseigenschaften des zu bearbeitenden Materials einerseits und der für das Prägewerkzeug vorgesehenen Werkstoffe andererseits wird - wiederum mit Hlfe des Rechners R - der optimale Durchmesser des zu fertigenden Kerns 201a des Werkzeuges (Prägeringes) 20a bestimmt, dieser auf einer Drehmaschine D gefertigt und mit der Nut für die Nut-Feder-Verbindung versehen.
Mit Hilfe einer Innendrehmaschine ID wird entsprechend der größten radialen Erstreckung (mit einer mit Hilfe des Rechner R errechneten Zugabe) und der Höhe der Urform u - wiederum aus Aluminium - ein Dauerformrahmen FR mit ei¬ ner zylindrischen Ausnehmung gefertigt.
In diesen wird die Urform U nach Versehen mit einem Trenn¬ mittel konzentrisch eingesetzt und der Zwischenraum zwi- sehen Formrahmen FR und Urform U mit Kunststoff ausgegos¬ sen. Nach Entfernen der Urform ist auf diese Weise die Form F zur Herstellung der Prägeringe gebildet. In die Form F wird nach Versehen mit einem Trennmittel der Kern 210a eingesetzt, der Zwischenraum mit einer Urethan- mischung ausgefüllt und diese auspolymerisiert, wobei sich der fest mit dem Kern verbundene Mantel 202a bildet, der die Prägekontur trägt und mit dem Kern zusammen den Präge¬ ring 2a bildet, der auf die Welle 40 aufgeschoben und mit¬ tels der Nut-Feder-Verbindung befestigt wird.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei¬ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
Insbesondere können zur Realisierung des erforderlichen Festigkeitsprofils andere als die angegebenen Materialien eingesetzt werden; dies gilt auch für die Formmaterialien. Auch die dargestellten Prägeprofile und die als zu bear- bietndes Gut genannten Materialien sind lediglich als Bei- spiele zu verstehen.
* * * * *

Claims

A n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zum Prägen von mit vorgegebener Periodi- zität in der Ebene angeordneten Vertiefungen und/oder Er¬ hebungen in bahnförmiges, durchlaufendes Material (1) ge¬ ringer Festigkeit mit einer Prägewalze (2, 3) mit einem drehbaren Tragrohr (4, 5; 40) und mindestens einem auf diesem angeordneten Prägewerkzeug (2a bis 2e, 3d, 3e; 20a, 20b) mit wesentlich größerem Durchmesser als das Tragrohr (4, 5; 40), wobei das Prägewerkzeug einen konzentrisch drehfest auf dem Tragrohr befestigten Kern (21e, 31e; 201a, 201b) aus einem Material hoher Festigkeit aufweist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
auf der Mantelfläche des Kerns, mit dieser drehfest ver¬ bunden, eine profilierte Schicht (22e, 32e; 202a, 202b) mit gegenüber dem Zylinder geringerer Festigkeit angeord- net ist, deren Dicke mindestens gleich der maximalen Prä¬ getiefe ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß der Kern die Gestalt eines Hohlzylinders (21e, 31e; 201a) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß die Umfangsflache des Kerns (201b) profiliert ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mittlere Dicke der profilierten Schicht (22e, 32e; 202a, 202b) maximal 1/20 des mittleren Durchmessers des Präge- Werkzeugs beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die pro- filierte Schicht (22e; 202a) nicht-rotationssymmetrisch angeordnete, nockenartige Erhebungen und/oder Vertiefungen zum Einprägen entsprechender Vertiefungen und/oder Erhe¬ bungen in das bahnförmige Material aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kern (21e, 31e; 201a, 201b) aus Metall, insbesondere Aluminium, Messing oder Stahl, und die profilierte Schicht (22e, 32e; 202a, 202a) aus Kunststoff, insbesondere einem Polyuret- hanwerkstoff, besteht.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h' g e k e n n z e i c h n e t , daß auf dem Tragrohr (4, 5) mehrere Prägewerkzeuge (2a bis 2e, 3d, 3e) nebeneinander angeordnet sind, wobei deren Kerne im we¬ sentlichen gleichen Durchmesser haben.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die pro¬ filierte Schicht (202b) mit dem Kern (201b) verklebt ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die pro¬ filierte Schicht (202a) an den Kern (201a) angegossen oder angespritzt ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach ei¬ nem der vorangehenden Ansprüche, mit den Schritten:
- Anfertigen einer Metall-Urform (U) des Prägewerkzeuges (20a) entsprechend einem zu erzeugenden Oberflächenprofil des bahnförmigen Materials (1),
- Anfertigen eines Kreiszylinders (201a) mit gegenüber der kleinsten radialen Abmessung der Metall-Urform (U) um eine minimale Dicke der auf dem Kreiszylinder anzuordnenden profilierten Schicht (202a) verringertem Außendurchmesser und einer der Querschnittsform des Tragrohres (40) ent¬ sprechenden zentralen Ausnehmung,
- Herstellen eines Metall-Dauerformrahmens (FR) mit der Höhe des Kreiszylinders (201a) entsprechender Höhe und ei¬ nem kreiszylindrischen Innenraum mit die größte radiale Erstreckung der Urform (U) geringfügig übersteigendem Durchmesser,
- konzentrisches Einsetzen der Urform (U) als primären Formkern in den Innenraum des Dauerformrahmens (FR),
- Ausfüllen des Zwischenraumes zwischen primärem Formkern (U) und Dauerformrahmen (FR) mit Kunststoff und Aushärten desselben zur Gewinnung einer profilierten Mantelform (F), - Entnehmen der Urform (U) und Einsetzen des Kreiszylin¬ ders (201a) als sekundären Formkern in die Mantelform (F),
- Ausfüllen des Zwischenraumes zwischen sekundärem Form- kern (201a) und Mantelform (F) mit dem Material der zu bildenden profilierten Schicht (202a) und Aushärten des Materials und
- Entnehmen des fertigen Prägewerkzeuges (20a) aus der Mantelform (F) und Aufschieben auf das Tragrohr (40).
11. Verfahren nach Anspruch 10 , d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß als Kunststoff zur Bildung des inneren Mantelbereiches der profilierten Mantelform (F) ein Polyurethanwerkstoff verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 , d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß als Kunststoff zur Bildung des inneren Mantelbereiches der profilierten Mantelform (F) ein Epoxidharzwerkstoff verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12 , d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Metall zur Anfertigung der Urform (U) und/oder des Mantelformrah¬ mens (FR) Aluminium verwendet wird.
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