DE3322976A1

DE3322976A1 - Verfahren zum herstellen eines mit einem verstaerkungsring versehenen papierbehaelters

Info

Publication number: DE3322976A1
Application number: DE3322976A
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7322 Donzdorf Clauss
Original assignee: Michael Hoerauf Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Michael Hoerauf Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1983-06-25
Filing date: 1983-06-25
Publication date: 1985-01-10
Anticipated expiration: 2003-06-26
Also published as: US4531930A; CA1206025A; DE3322976C2

Description

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DR.-ING. H. H. WILHELM ■ DIPL.-ING. H. DAUSTER D-7 0Ö0 STUTTGART 1 - G YMrtAäl UMSl RASSE 31B · TELEFON (0711) 2911 33/29 28

Änmelder: .-4-- . D 6727

Michael Hörauf GmbH & Co. KG · "
Maschinenfabrik

7334 Süssen

Verfahren zum Herstellen eines mit einem Verstärkungsring versehenen Papierbehälters

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mit einem Verstärkungsring versehenen Papierbehälters aus siegelfähigem Karton, bei welchem in einen gewickelten Mantel ein Boden eingesetzt sowie wenigstens auf die obere Schnittkante der offenen Behälterseite ein Verstarkungsring aus Kunststoff aufgesteckt wird, welcher sowohl an der Innen- als auch an der Außenfläche des Mantels anliegt. .

Die Erfindung betrifft auch einen Verstärkungsring, wie er für· das neue Verfahren eingesetzt wird.

Ein nach einem Verfahren der eingangs genannten Art hergestellter Papierbehälter ist aus der FR-PS 23 22 803 bekannt. Hier' ' wird auf dessen obere Schnittkante an der offenen Behälterseite ein Kunststoffring aufgesteckt, der dem Papierbehälter eine ge- wiese Stabilität geben soll. Dieser Kunststoffring kann die obere Schnittkante sowohl außen als auch innen umgreifen. Zum Aufstecken dieses Kunststoffringes wird die elastische Verformbarkeit des Mantels ausgenutzt, welcher vorübergehend mit einem entsprechenden Dorn aufgeweitet wird und sich anschließend an· den aufgesteckten Ring anlegt. Sowohl der Verstärkungsring.als

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auch' der Mantel müssen eine leichte Konizität aufweisen,und zwar derart, daß der obere Behälterdurchmesser kleiner ist als der untere Behälterdurchmesser. Der Anwendungsbereich solcher konischer Papierbehälter ist zu sehr eingeschränkt. Darüber hinaus ist bei solchen Papierbehältern nicht gewährleistet, daß zwischen Mantel und dem Verstärkungsring eine ausreichende Abdichtung gegeben ist. Man hat daher schon versucht, die als Verstärkung dienenden Kunststoffringe in den Mantel einzuschweißen. Da diese Ringe aber im Vergleich zur Wandstärke des Mantels eine relativ große Dicke' aufweisen, haben sich beim Schweißen stets Schwierigkeiten ergeben. Beim Schweißvorgang haben sich die Kunststoffringe plastisch verformt und sind in sich so weich geworden, daß sie ihre Formgenauigkeit verloren. Behälter dieser Art und das entsprechende Herstellungsverfahren haben sich deshalb in der Praxis nicht bewährt. " · - -.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das .Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Verstärkungsringe dicht mit dem Mantel verbindbar sind, ohne daß jedoch die aus der Praxis erwähnten Nachteile einer Verformung der Ringe beim Schweißvorgang auftreten..

Die Erfindung besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten Art darin, daß nur Teilbereiche des Verstärkungsringes, die mit dem Mantel in Berührung· kommen, unmittelbar vor dem Aufstecken durch Erhitzen schweißfähig gemacht werden. Durch ein solches Vorgehen kann erreicht werden, daß lediglich die · eine Verbindung mit dem Mantel eingehende Oberfläche des .Verstärkungsringes fließfähig wird, während der Kern des Ringes kalt bleibt, so daß der Ring seine Formgenauigkeit behält und stabil bleibt. Es schmelzen lediglich solche Teilbereiche an, die entsprechend ausgebildet sein können, die leicht mit dem beschichteten Papier verschweißbar sind. Der Ring selbst bleibt' unbeeinflußt. Erreicht kann diese Teilerhitzung dadurch werden, daß beispielsweise wulstartige Teile o.dgl. dos Kunststoffringes vor dem Aufstecken des Ringes mit Heißluft angeblasen wcrc'cn, was

mehrmals hintereinander beispielsweise an drei bis vier aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen erfolgen kann. Der Kunststoffring selbst wird dabei bei der kleinen Erhitzungszeit .nicht bis zum Erweichungspunkt erhitzt. Trotz· dieser kleinen Taktzeit kann aber genügend Wärme an die Teilbereiche gelangen, <Ji·· sich vor dem Aufstecken bis zur Schweißfähigkeit erweichen sollen.

Zur Durchführung des Verfahrens wird in besonders einfacher und •vorteilhafter Weise ein Verstärkungsring vorgesehen, bei dem die Teilbereiche, die erhitzt werden, als von der Oberfläche abstehende Schmelzlamellen mit großer Oberfläche ausgebildet sind. Die Schmelzlamellen werden dabei überall dort vorgesehen, wo zum Verschweißen verschmolzener bzw. erweichter Kunststoff notwendig ist. Nach dem Einschweißen haben die Schmelzlamellen ihre Struktur verloren. Bei Schmelzlamellen, die aus Polyäthylen bestehen, hat sich gezeigt, daß bei der Beaufschlagung mit Heißluft eine Taktzahl von 150 pro Minute erreicht werden kann. Die Schmelzlamellen nehmen wegen ihrer großen Oberfläche beim Anblasen mit Heißluft schnell ihre Erweichungstemperatur an, während der eigentliche Kern des Verstärkungsringes aus Kunststoff selbst an der Oberfläche noch kalt bleibt. Ein solcher Kunststoffring kann natürlich nicht nur auf den oberen Rand des Behälters,.sondern auch am unteren Rand aufgeschoben werden, wo-. bei er dort auch den Bördelrand eines Bodens mit umfassen kann.

Vorteilhaft ist es, wenn die Schmelzlamellen auf dem der Innen-· fläche, des Mantels zugeordneten Bereich des Kunststoffringes angebracht sind. Da die fertigen Behälter häufig mit Flüssigkeiten gefüllt und anschließend-mit einer Abdeckung verschlossen werden, ist es wichtig, daß diese Behälter flüssigkeitsdicht sind. Aus diesem Grund muß der Verstärkungsring insbesondere mit der Innenfläche des Mantels flüssigkeitsdicht und wegen der Haltbarkeit des Inhalts gasdicht verschweißbar sein.

Je nach Ausgestaltung des Behälters können auch die Lamellen unterschiedlich ausgebildet sein. So kann es beispielsweise.

zweckmäßig sein, scheibenringartig ausgebildete Schmelzlamellen zu verwenden, welche den Kunststoffring rippenartig umgeben. Diese scheibenringartig ausgebildeten Lamellen können dabei gegebenenfalls in der Art eines Gewindes, angeordnet sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Schmelzlamellen als konische Ringe vom Verstärkungsring nach außen abstehen, wodurch bei gleichem Außenumfang eine größere Außenoberfläche erreichbar ist. Für den dem Boden des Behälters zugeordneten Kunststoff- und Verstärkungsring ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich eine .dem Boden zugeordnete zylindrische Lamelle vorgesehen ist, die sich nicht nur mit dem Bördelrand des Bodens, sondern auch mit der Bogenflache selbst verbindet und schließlich ist es möglich, daß für den Fall, daß der Kunststoffring auch mit der Außen-, fläche des Behältermantels verschweißt werden soll, zusätzlich mit einer an der Außenfläche des Mantels anliegenden Schmelzlamelle versehen wird, die vorzugsweise als ein zylindrischer Ring ausgebildet ist, der den hülsenartigen Teil des Kunststoffringes radial mit Abstand umgibt.

Weitere VorteLle und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 . einen gewickelten Papierbehälter mit oben und unten aufgesteckten Verstärkungsringen aus Kunststoff,

Fig. 2 einen oberen Verstärkungsring mit scheibenartig ausgestalteten Schmelzlamellen,

Fig. 3 einen Kunststoffring, dessen Schmelzlamellen eine konische Außenfläche aufweisen,

Fig. 4 einen Kunststoffring, dessen Schmelzlamellen gewindeartig angeordnet sind und

Fig. 5 die Ausgestaltung des dem Boden des Behälters zugeordneten Kunststoffringes. ■ .

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Der zylindrische Papierbehälter 1 der Fig. 1 weist einen ge-.wickelten Mantel 2 auf, der wenigstens auf seiner Innenseite mit einer siegelfähigen und flüssigkeitsdichten Beschichtung versehen ist. Mit 3 ist die nach deiti Wickeln des Mantels 2 außenliegende, längs der Mantellinie verlaufende Schnittkante bezeichnet, der eine innere Schnittkante 4 zugeordnet ist, so .' daß sich ein Überlappungsbereich 5 ergibt..

In den gewickelten Mantel 2 ist ein beidseitig siegelfähig beschichteter Boden 6 eingesetzt, der mit einem zylindrischen lördelrand 1 versehen .ist, der sich gegen die zylindrische Innenfläche des Mantels 2 anlegen kann.

Zur Erhöhung der Stabilität und zur Bildung des Siegelrandes des Papierbehälters 1. ist auf die obere.offene Schnittkantedes Mantels. 2 ein Verstärkungsring 8 aus Kunststoff aufgesteckt, der zu diesem Zweck eine kreisförmige"Ringnut 9 aufweist. Der Verstärkungsring 8 weist einen kurzen hülsenartigen Bereich auf, mit dem er an der Außenfläche des Mantels 2 anliegt, sowie einen längeren hülsenartigen Bereich 11, mit welchem er an der Innenfläche des Mantels 2 anliegt. Der Verstärkungsring 8 ist oben mit einer Auflagefläche 12 versehen, auf die nach dem Füllen des Behälters 1 mit einer Flüssigkeit eine Abdeckung, beispielsweise aus Aluminiumfolie, aufgebracht werden kann.

Der unteren offenen Schnittkante des Mantels 2 ist ein weiterer Verstärkungsring 13 aus Kunststoff zugeordnet, der ebenfalls eine kreisförmige Nut 14 aufweist, die etwas breiter als die Nut 9 des oberen Verstärküngsringes 8 ist. Der untere Ver- «tärkungsring 13 wird sowohl über die offene untere Schnittkante des Mantels 2 als auch über die offene· untere Schnittkante des lördelrandes 7 des Bodens 6 formschlüssig aufgesteckt. Der Verstär.kungsring 13 ist'hülsenartig ausgebildet und liegt mit einer hülsenartigen Fläche 15 an der Auß-enfläche des Mantels 2 und mit einer hülsenartigen Fläche 16 an der Innenfläche des Bördelrandes 7 des Bodens 6 an.

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Damit die Verstärkungsringe 8 und 13 mit dem Mantel 2 und dem Boden' 6 so verschweißt werden können, daß der Behälter 1 anschließend das in Fig. 1 dargestellte Aussehen hat, weisen die Verstärkungsringe 8 und 13 vor dem Verschweißen eine Form auf, wie sie in den Fig. 2 bis 5 erläutert wird.

• Damit der Verstärkungsring 8 beim Verschweißen mit dem Mantel 2 aus Stabilitätsgründen kalt bleibt und nur an seiner zu verschweißenden Oberfläche erweicht, sind an dem der Innenfläche des Mantels 2 zugeordneten Bereich 11 drei kreisscheibenartige Schmelzlamellen 17 angebracht, die sehr dünnwanding sind und im Vergleich zu ihrer Oberfläche ein geringes Volumen aufweisen. Die Schmelzlamellen 17 sind wesentlich dünner als die übrige Wandstärke des Kunststoffringes 8 und stehen rippenartig von dem hülsenartigen Bereich 11 nach außen ab. Die Schmelzlamellen 17 schmelzen beim Erhitzen durch Heißluft vor dem Aufstecken auf den Mantel 2 oder werden zumindest, so weich', daß sie plastisch verformbar sind. Ihre Gestalt ist nach dem Einsetzen des Kunststoff ringes 8 in den Behältermantel 2 nicht mehr erkennbar. ·

Die Ausgestaltung des Verstärkungsringes 8 nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 2 zum einen dadurch, daß anstelle der kreisscheibenartigen Schmelzlamellen 17 anders gestaltete Schmelzlamellen 18 vorgesehen sind, die eine konische Außenfläche und gegebenenfalls ebenfalls konische Innenfläche aufweisen. Dadurch wird die Oberfläche bei gleichbleiben-. dem Außendurchmesser vergrößert, wodurch eine noch bessere Abdichtung nach dem Einschweißen des Kunststoffringes 8 in den Mantel 2 erfolgt. Zusätzlich ist auf dem der. Außenfläche des Mantels 2 zugeordneten Bereich 10 des Kunststoffringes 8 eineweitere Schmelzlamelle 19 angebracht, die zylinderförmig ausgebildet ist und den hülsenartigen Bereich 11 mit radialem Abstand umgibt. . ■ -· ■

Die Ausgestaltung nach Fig. 4 entspricht im' wesentlichen der Ausführung nach Fig. 2, mit dem einzigen Unterschied, daß die kreisscheibenartigen Lamellen 20 in diesem Falle gewindeartig

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angeordnet sind. Zur besseren Darstellung ist der-Kunststoff-' ring 8 nach Fig. 4 deshalb in der Seitenansicht gezeigt, während die übrigen.AusführungsbeJspiele 2, 3 und 5 im Schnitt gezeichnet sind.". ' . ■ .' ·

Der Kunststoffring 13 nach Fig. 5 dient der Abdeckung'der dem Boden 6 'zugeordneten unteren.Schnittkante des Mantels 2 sowie der Schnittkante des Bördelrandes 7 des Bodens 6.-Aus diesem ■Grunde ist die kreisförmige Nut 14 so breit ausgeführt, daß sie für wenigstens zwei Wandstärken ausreicht. Ansonsten entspricht die Ausgestaltung des unteren Kunststoffringes 13 der. Variante nach Fig. 3, d.h. die Schmelzlamellen 21 weisen wieder eine konische Außenfläche auf und sind gegen den Boden 6 zu gerichtet* Der Unterseite des Bodens 6 ist eine zusätzliche dünnwandige hohlzylindrische Schmelzlamelie 22 des Kunststoff- ■ ' ringes 13 zugeordnet, die sich an der Stelle.23 mit dem Boden 6 beim Verschweißen verbindet. Dadurch erfolgt-eine zusätzliche Abdichtung des fertigen Papierbehälters 1. .

Die Herstellung des neuen Behälters erfolgt nun dadurch, daß' nach· dem Wickeln des Mantels' 2 und nach dem Einsetzen des Bodens 6 die beiden Verstärkungsringe 8 und 13 in einer geeigneten Vorrichtung aufgeschoben werden. Dazu"wird sowohl der Verstärkungsring 8 als auch- der Verstärkungsring 13 vor dem Aufschieben auf die Behälterkanten durch Anblasen mit Heißluft so erwärmt, daß jeweils nur die nach außen abstehenden Schmelzlamellen 17 bis 20, bzw. 21 und 22 sich so weit erhitzen, daß sie fließfähig werden. Das geschieht dadurch, daß diese Lamellen in mehreren Arbeitsstationen hintereinander vorzugsweise an drei bis vier aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen mit Heißluft gezielt angeblasen werden/ so daß sie erst kurz vor dem Aufschieben in einem fließfähigen und schweißfähigen Zustand vorliegen. Werden die Ringe 8 bzw. 13 dann auf die Behälterkanten aufgeschoben und leicht angedrückt, so werden dabei die Ver-_: Stärkungsringe 8 bzw.. 13 mit dem B eh älter mantel 2 dicht und dauerhaft, verschweißt. Die Form der Verstärkungsringe 8 bzw.

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wird bei diesem Verfahren nicht beeinträchtigt, da sich die hülsenförmigen Bereiche 10 und 11 bzw. 15 und 16, die^;auch eine größere Wandstärke aufweisen, beim-Anblasen mit Heißluft nicht so weit erwärmen, daß.sie einer Deformation unterliegen. ' '

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- Leerseite

Claims

Ϊ. Verfahren zum Herstellen eines mit einem Verstärkungsring versehenen Papierbehälters aus siegelfähigem Karton, bei welchem in einen gewickelten Mantel ein Boden eingesetzt sowie wenigstens auf die obere Schnittkante der offenenBehälterseite ein Verstärkungsring aus Kunststoff aufgesteckt wird, welcher sowohl an der Innen- als auch an der Außenfläche des Mantels anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß nur Teilbereiche des Verstärkungsringes (8) , die mit dem Mantel' (2) in Berührung kommen, unmittelbar vor dem Aufstecken durch Erhitzen schweißfähig gemacht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen der Teilbereiche durch Anblasen mit Heißluft erfolgt. ■ '
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anblasen mit Heißluft mehrmals hintereinander, vorzugsweise an drei bis vier aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich auf die am Boden (6) befindliche untere Schnittkante des Mantels (2) ein weiterer Verstärkungsring (13)aus Kunststoff aufgesteckt wird, dessen am

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Mantel anliegende Teilbereiche unmittelbar vor dem Aufstecken auf den Mantel (2) durch Erhitzen fließfähig gemacht werden. . . ·
5. .Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

der Verstärkungsring (13) zugleich über eine gegebenenfalls vorhandene Umbördelung (7) des Bodens (6) gesteckt wird. '
6. Verstärkungsring für einen Papierbehälter, der nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbereiche des Kunststoffringes (8/ 13), die erhitzt werden, als von der Oberfläche abstehende Schmelzlamellen (17, 18, 19; 20, 21, 22) mit großer Oberfläche ausgebildet sind.
7· Verstärkungsring nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzlamellen (17, 18, 20, 21) auf der der Innenfläche des Mantels (2) zugeordneten Seite (T1, 16) angebracht sind.
8, Verstärkungsring nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzlamellen (17, 20) scheibenringartig ausgebildet sind. ■ · ■ .
^* Verstärkunqsrinq nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzlamellen (20) gewindeähnl'ich angeordnet sind. ·
10. Verstärkungsring nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der SchmelzlameIlen. (18, 21) konisch verlaufen.
11» - Verstärkunqsrinq ^nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich in seinem an der Außenfläche des Mantels (2) anliegenden Bereich (10) mit wenigstens einer äußeren Schmelzlamelie (19) versehen ist.
12. Verstärkungsring nach Anspruch 11, dadurch-gekennzeichnet, daß die äußere Schmelzlamelle (19) zylindrisch ausgebildet ist und den Kunststoffring (8) mit Abstand umgibt.
13. Verstärkungsring nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine dem Boden (6) zugeordnete, vorzugsweise zylindrische Schmelzlamelle (22) angebracht ist, die in etwa mit der Innenfläche (16) des Kunststoffringes (3 3) fluchtet.