Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Prägewerkzeugs auf einer Prägewalze, wobei mit dem Prägewerkzeug Prägestrukturen in ein Substrat von Wertgegenständen geprägt werden.

Zur Abwehr von Fälschungs versuchen werden für jegliche Datenträger, die einen Wert darstellen, ständig neue Sicherheitselemente gesucht. Dies gilt ebenso für den Markenschutz. Vorteilhaft sind dabei Elemente, die eine Prä gestruktur aufweisen, welche haptisch fühlbar und daher leicht ohne Hilfs- mittel zu überprüfen sind.

Zur Herstellung dieser Prägestrukturen kommen Prägewerkzeuge für den Tiefdruck oder den Hochdruck zur Anwendung. Eine spezielle Anwendung ist hierbei der Einsatz von Strukturen, die durch Personen mit Sehbehinde rung besonders deutlich zu erkennen sind. Eine besondere Ausgestaltung sind hierbei die Brailleschrift oder Kennzeichen, die landestypisch durch Punkte oder Linienstrukturen anhand von der Anlage oder Menge definiert sind, und beispielsweise eine Denomination einer Banknote darstellen.

Im Stichtiefdruck, einer Sonderform des Tiefdrucks, wird dabei eine Druck platte mit vertieften Strukturen verwendet, die mit hohem Druck erhabene Stellen auf das zu prägende Substrat überträgt.

Im Hochdruck werden gefräste, gelaserte, ausgewaschene oder geätzte Prä geplatten verwendet, welche durch eine Gegendruckform mittels mechani schem Druck eine erhabene Struktur auf dem Substrat erzeugt. Der mecha nische Druck zum Prägen wird dabei direkt lokal auf die Druckplatte ausge- übt, wobei dieser Druck auf das Druckwerk und die entsprechenden Lager von Druck- und Gegendruckzylindern sowie gegebenenfalls weiteren Zylin dern übertragen wird und diese stark belastet.

Eine besondere Form ist auch die Prägung mit Hilfe einer Hochdruckplatte, die auf einen massiven Vollzylinder auf gespannt wird, oder einer Sleeve- umsetzung im konventionellen Tiefdruck.

Aus DE 10 2017005 838 Al ist ein Verfahren zur Herstellung eines Präge werkzeugs bekannt, insbesondere einer Hochdruckplatte für Blindprägung, wobei mit dem Prägewerkzeug taktil erfassbare Strukturen in ein Substrat geprägt werden. Das Prägewerkzeug wird hierbei über einen galvanischen Abformweg aus einer Tiefdruckplatte erzeugt, wobei zunächst ein Prägemo tiv in eine Tiefdruckplatte eingebracht wird und anschließend das Präge werkzeug durch galvanische Abformung der Tiefdruckplatte erzeugt wird. Das Prägemotiv auf dem Prägewerkzeug besteht aus einer oder mehreren Erhöhungen auf der Vorderseite des Prägewerkzeugs und einer oder mehre ren direkt gegenüberliegenden Vertiefungen auf der Rückseite des Präge werkzeugs.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Prägewerkzeugs derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben werden. Des Weiteren soll ein Verfahren zur Herstellung eines Präge Werkzeug geschaffen werden, das eine bessere Aufnahme auf einem Zylinder oder Sleeve oder auf einem Magnetzylinder ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs ge löst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen An sprüche. Erfindungsgemäß ist das Prägewerkzeug Hohlzylinder-förmig ausgestaltet und weist an seiner Innenseite einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der Durchmesser der Außenseite der Prägewalze, wobei anschließend

a) das Prägewerkzeug aufgeweitet wird, so dass der Durchmesser der In- nenseite des Prägewerkzeugs großer ist, als der Durchmesser der Außen- seite der Prägewalze und/ oder die Prägewalze geschrumpft wird, so dass der Durchmesser der Außenseite der Prägewalze kleiner ist, als der Durchmesser der Innenseite des Prägewerkzeugs,

b) danach das Prägewerkzeug über die Prägewalze gezogen wird

c) und danach das Prägewerkzeug geschrumpft wird, so dass der Durch messer der Innenseite des Prägewerkzeugs kleiner ist, als der Durchmes- ser der Außenseite der Prägewalze und/ oder die Prägewalze auf geweitet wird, so dass der Durchmesser der Außenseite der Prägewalze größer ist, als der Durchmesser der Innenseite des Prägewerkzeugs, so dass das Prägewerkzeug auf die Prägewalze gepresst wird.

Erfindungsgemäß wird somit zunächst das Prägewerkzeug aufgeweitet und/ oder die Prägewalze geschrumpft, so dass das Prägewerkzeug einfach über die Prägewalze gezogen werden kann. Abschließend wird das Präge- werkzeug wieder geschrumpft und/ oder die Prägewalze auf geweitet, so dass das Präge _W erkzeug auf die Präge walze gepresst wird.

Das Prägewerkzeug ist nach dem Aufziehen auf die Prägewalze fest auf der Prägewalze befestigt, und kann sich während eines Prägevorgangs nicht auf der Prägewalze bewegen. Weder kann es sich in Längsrichtung auf der Prä gewalze hin oder her bewegen, noch kann bei Rotation des Prägewerkzeugs einen Schlupf zwischen Prägewerkzeug und Prägewalze auftreten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Prä- gewerkzeug durch Erwärmen des Prägewerkzeugs aufgeweitet wird und durch Abkühlen des Prägewerkzeugs geschrumpft wird. Das Material des Prägewerkzeugs besteht hierbei bevorzugt aus Metall oder einem elektrisch leitfähigen Material, das sich bei Erwärmen ausdehnt und bei Abkühlen wieder zusammenzieht, so dass sich der Durchmesser des Hohlzylinder- förmigen Prägewerkzeugs bei Erwärmen vergrößert und bei Abkühlen wie- der verkleinert. Selbstverständlich verändert sich bei Temper atureintrag in das Prägewerkzeug auch seine Länge, also seine Abmessungen in Richtung der Drehachse der Prägewalze, diese Längenänderung ist jedoch für die Er- findung unerheblich.

Alternativ dazu kann das Prägewerkzeug innerhalb des elastisch formbaren bzw. Hookeschen Bereichs seines Materials mechanisch durch eine an seiner Außen- oder Innenseite radial nach Außen wirkende mechanische Kraft auf- geweitet werden und durch Abstellen der radial nach Außen wirkenden me chanischen Kraft geschrumpft werden. Der elastisch formbare bzw.

Hookesche Bereich eines Materials ist gekennzeichnet durch einen linearen Zusammenhang zwischen der Dehnung und der Spannung in einem elasti- schen Körper mit dem Elastizitätsmodul als Proportionalitätsfaktor, was be kanntlich bei hinreichend kleiner Verformung mit der Wirklichkeit überein stimmt. Solange also ein Körper bzw. dessen Material in seinem elastisch verformbaren Bereich gedehnt wird, kehrt er nach„Abschalten" der Deh nung wieder in seine Ausgangslage oder Ausgangsform zurück.

Die Verformung des Prägewerkzeugs durch Temper atureintrag oder Eintrag einer mechanischen Kraft erfolgt in beiden Fällen also reversibel.

Ebenso kann alternativ oder zusätzlich auch die Prägewalze durch Abkühlen der Prägewalze geschrumpft und durch Erwärmen der Prägewalze wieder aufgeweitet werden oder stattdessen innerhalb des elastisch formbaren Be reichs ihres Materials mechanisch durch eine an ihrer Außenseite radial nach Innen wirkende mechanische Kraft geschrumpft und durch Abstellen der radial nach Innen wirkenden mechanischen Kraft aufgeweitet werden.

Besonders zweckmäßig ist es darüber hinaus, wenn das Hohlzylinder- förmige Prägewerkzeug aus einer bevorzugt rechteckigen oder quadrati- schen Prägeplatte erzeugt wird, wobei die Prägeplatte zuerst zylinderförmig gebogen und anschließend an ihren zusammengeführten Kanten zu dem Hohlzylinder-förmigen Prägewerkzeug zusammengefügt wird. Die Präge platte wird dabei bevorzugt zunächst eben oder planar hergestellt und an schließend zu dem Hohlzylinder-förmigen Prägewerkzeug gebogen, wobei die Kanten des Prägewerkzeugs, die durch das Biegen zusammengeführt werden, miteinander zusammengefügt werden.

Dieses Zusammenfügen der zusammengeführten Kanten der Prägeplatte erfolgt bevorzugt mittels eines Laserstrahl, der über die Fügestelle der bei- den zusammengeführten Kanten geführt wird und dabei die beiden zusam- mengeführten Kanten miteinander verschweißt. Stattdessen können die zu sammengeführten Kanten der Prägeplatte auch mit anderen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zusammengefügt werden, beispielsweise mittels Verklebung, Verschraubung, Funkenerosion, Schweißen oder Klam- merung. Bei Schweißen wird das Material an den Kanten geschmolzen und damit ineinander- oder zusammengefügt, wobei das Schmelzen beispiels weise durch Eintrag von Hitze (Schweißbrenner) oder elektrischen Strom erfolgen kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Dicke d ₂ der Wandung des Hohlzylinder-förmigen Prägewerkzeugs 300 pm bis 3000 pm, bevorzugt 250 pm bis 2000 pm und besonders bevor zugt 300 pm bis 1000 pm beträgt. Der Umfang des Hohlzylinder-förmigen Prägewerkzeugs beträgt bevorzugt 300 mm bis 1200 mm, besonders bevor- zugt 400 mm bis 900 mm und ganz besonders bevorzugt 450 mm bis 800 mm.

Die eigentliche Prägehöhe ist dabei maximal d ₂ - di und entspricht bevor- zugt 100 gm bis 2700 gm, besonders bevorzugt 300 gm bis 2000 gm und ganz besonders bevorzugt 350 gm bis 1000 gm.

Wertgegenstände, die mit einem erfindungsgemäßen Prägewerkzeug ge- prägt werden können, sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Ur- künden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, deren Kartenkör- per mindestens eine Lage eines Sicherheitspapiers aufweist, und auch Pro- duktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen, Umverpa- ckung, Faltschachteln, Beipackzettel, Blister, Folien, dünne Metallflächen oder weiche Metallformen oder Kunststoffformen und dergleichen.

Die vereinfachte Benennung Wertgegenstand schließt alle oben genannten Materialien, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.

Das Substrat des Wertgegenstands besteht besonders bevorzugt aus Papier aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten verwendet wird, oder aus anderen natürlichen Fasern oder aus Synthesefasern oder einer Mi- schung aus natürlichen und synthetischen Fasern, oder aus mindestens einer Kunststofffolie. Weiterhin bevorzugt besteht das Substrat aus einer Kombi- nation aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid. Hierbei besteht das Substrat beispielsweise aus einer Kombination Kunst- stofffolie-Papier-Kunststofffolie, d.h. ein Substrat aus Papier wird auf jeder seiner beiden Seiten durch eine Kunststofffolie bedeckt, oder aus einer Kom- bination Papier-Kunststofffolie-Papier, d.h. ein Substrat aus einer Kunststoff folie wird auf jeder seiner beiden Seiten durch Papier bedeckt.

Angaben zum Gewicht des verwendeten Substrats sind beispielsweise in der Schrift DE 10243 653 A9 angegeben, deren Ausführungen diesbezüglich vollumfänglich in diese Anmeldung aufgenommen werden. Die Schrift DE 10243 653 A9 führt insbesondere aus, dass die Papier Schicht üblicher- weise ein Gewicht von 50 g/m ² bis 100 g/ m ² aufweist, vorzugsweise von 80 g/ m ² bis 90 g/ m ² . Selbstverständlich kann je nach Anwendung jedes an- dere geeignete Gewicht eingesetzt werden.

Besonders bevorzugt besteht das Substrat aus einer Pappe oder einem Papier mit einem Flächengewicht von 120 g/ m ² oder mehr. Die Begriffe„Außenseite" oder„Innenseite" des Prägezylinders, der Präge- platte oder deren Vorläufer sind relative Begriffe, die auch als„die eine" und „die gegenüberliegende" Seite bezeichnet werden können und die den überwiegenden Anteil der Gesamtoberfläche des Prägezylinders, der Präge- platte oder deren Vorläufer bilden. Ausdrücklich nicht umfasst mit diesen Begriffen sind die Seitenflächen eines Prägezylinders oder einer Prägeplatte, die bei einer Dicke eines Prägezylinders oder einer Prägeplatte bis zu einigen Millimetern verschwindend gering sind und üblicherweise nicht mit Prä gestrukturen versehen werden bzw. werden können. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzum fang der Ansprüche erfasst ist. Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Fi guren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispie le stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wider. Insbesondere entsprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorlie- genden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der An- schaulichkeit. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispie- len beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Um setzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder zur Anwendung kommen.

Im Einzelnen zeigen schematisch:

Fig. 1 in Seitenansicht ein ebenes Prägewerkzeug,

Fig. 2 eine zylinderförmig gebogenes Prägewerkzeug und hierbei in

Fig. 2a in schräger Draufsicht, in Fig. 2b in Seitenansicht und in Fig. 2c in Seitenansicht während des Laserschweißens der Stoßfu ge

Fig. 3 in schräger Draufsicht das Aufziehen des zylinderförmig geboge- nen und verschweißten Prägewerkzeugs auf eine Prägewalze und hierbei in Fig. 3a vor dem Aufziehen und in Fig. 3b nach dem Aufziehen auf die Präge walze.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine ebene Prägeplatte 1 mit Prägestrukturen 2, die aus Erhöhungen bestehen. Die Prägeplatte weist hierbei außerhalb der Prägestrukturen eine Dicke di und innerhalb der Prägestrukturen eine Dicke d ₂ auf.

Diese Prägeplatte 1 wird nun in Richtung der beiden Pfeile, die in Fig. 1 am linken und rechten Rand der Prägeplatte 1 eingezeichnet sind, gemäß Fig. 2a und Fig. 2b zylinderförmig gebogen, wobei die Prägeplatte 1 nach dem Bie- gen an ihren zusammengeführten Kanten einen Spalt 3 aufweist. Dieser Spalt wird mit einem Laserstrahl 4 verschweißt, so dass sich ein Hohlzylin- der-förmiges Prägewerkzeug ergibt.

Fig. 3a zeigt in schräger Draufsicht in der rechten Abbildung das Hohlzylin- der-förmige Prägewerkzeug 5 mit der Schweißnaht 6 vor dem Aufziehen auf eine Prägewalze 7. Der Durchmesser der Innenseite des Prägewerkzeugs 5 ist so bemessen, dass er bei gleicher Temperatur von Prägewerkzeug 5 und Prägewalze 7 etwas kleiner ist, als der äußere Durchmesser der Prägewalze 7, so dass das Prägewerkzeug 5 nach dem Aufziehen auf die Prägewalze 7 fest auf der Prägewalze 7 befestigt ist, und sich während eines Prägevor- gangs nicht auf der Prägewalze 7 bewegen kann. Weder kann es sich in Längsrichtung auf der Prägewalze 7 hin oder her bewegen, noch kann bei Rotation des gesamten Prägewerkzeugs einen Schlupf zwischen Prägewerk- zeug 5 und Prägewalze 7 auftreten.

Zum Aufziehen des Prägewerkzeugs 5 auf die Prägewalze 7 wird das Prä gewerkzeug 5 erwärmt, so dass er sich ausdehnt und seinen Durchmesser vergrößert, und entweder gleichzeitig oder alternativ die Prägewalze 7 ab- gekühlt, so dass sie sich zusammenzieht und ihren Durchmesser verkleinert. Prägewerkzeug 5 und Prägewalze 7 weisen also eine Temper aturdiff er enz zueinander auf, so dass der Durchmesser des Prägewerkzeugs 5 an seiner Innenseite größer ist als der Durchmesser der Prägewalze 7 an ihrer Außen- seite und damit einfach auf die Prägewalze 7 geschoben werden kann. Nach dem abschließenden Abkühlen des Prägewerkzeugs 5 bzw. dem Erwärmen der Prägewalze 7, so lange bis keine Temper aturdiff er enz zwischen Präge- werkzeug 5 und Prägewalze 7 mehr besteht, sitzt das Prägewerkzeug 5 fest auf der Prägewalze 7. Fig. 3b zeigt die Prägewalze 7 nach dem Aufziehen des Prägewerkzeugs 5.

Statt des thermischen Aufschrumpfens des Prägewerkzeugs 5 auf die Prä gewalze 7 durch Einbringens einer Temperaturdifferenz zwischen Präge- werkzeug 5 und Prägewalze 7, kann selbstverständlich auch jede andere ge- eignete aus dem Stand der Technik bekannte Fügetechnik verwendet wer den, beispielsweise Kaltdehnen. Beim Kaltdehnen wird das Prägewerkzeug 5 innerhalb des elastisch formbaren Bereichs (Hookscher oder federelasti- scher Bereich) seines Materials mechanisch durch eine an seiner Außen- oder Innenseite radial nach Außen wirkende Kraft aufgeweitet, über die Präge- walze 7 geschoben und anschließend die radial nach Außen wirkende Kraft wieder abgestellt. Das Prägewerkzeug 5 kehrt daraufhin in seine ursprüngli- che Form zurück und verspannt sich mit der Prägewalze 7.