DE3924649A1 - Verfahren zum klebstofffreien verbinden von lagen aus papier, duennem karton od. dgl., hierdurch hergestellte verpackung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und zur herstellung der verpackung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum klebstoff­ freien Verbinden von mindestens zwei Lagen aus Papier, dünnem Karton, insbesondere Craftpapier und Recycling- Papier, wobei die Lagen im Verbindungsbereich aufein­ andergelegt und durch abwechselndes Verformen etwa quer zur Ebene der Lagen miteinander verbunden werden. Sie betrifft weiterhin eine Verpackung bestehend aus mindestens zwei Lagen aus Papier, dünnem Karton, ins­ besondere Craftpapier und Recycling-Papier, die mit mindestens einer durch Verformen der Lagen gebildeten Verbindungs-"Naht" miteinander verbunden sind. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit ei­ nem Werkzeug zum Verformen von mindestens zwei aufein­ ander angeordneten Lagen aus Papier, dünnem Karton, insbesondere Craftpapier und Recycling-Papier.

Es ist bekannt, Papier, dünnen Karton oder dergleichen in der Weise miteinander klebstofffrei zu verbinden, daß mit einem Rändelrad zwei aufeinanderliegende Lagen aus Papier oder dergleichen aus der Hauptebene der Lagen heraus verformt werden. Hierdurch tritt eine gewisse Verzahnung der beiden aus Bahnabschnitten oder Bögen bestehenden Lagen ein. Diese Art der Verbindung ist nicht sonderlich fest. Aus diesem Grunde wird in diesem Zusammenhang sehr oft zusätzlich Klebstoff eingesetzt.

Sehr viele Gegenstände werden in Kunststoffolien ein­ gepackt, die miteinander verklebt oder verschweißt oder die aufgeschrumpft werden. Der Einsatz von Kunst­ stoffolien ist nicht wünschenswert. Darüber hinaus treten beim Schrumpfen von Folien Dämpfe auf, die ebenfalls unerwünscht sind. Das Verpacken mit Papier erfordert den Einsatz von Klebstoff, was zum einen ebenfalls aus Umweltschutzgründen nicht erwünscht ist. Darüber hinaus dauert es eine in der Regel beträchtli­ che Zeit, bis der Klebstoff so weit abgebunden hat oder getrocknet ist, daß die Verbindungs-"Naht" eine ausreichende Festigkeit hat. Andererseits gibt es sehr viele Anwendungfälle, in denen weder an die Festigkeit der Verpackung oder Umhüllung noch an die Festigkeit der Verbindung sonderlich hohe Anforderungen gestellt werden, da die Verpackung oder Umhüllung nur für einen relativ kurzen Zeitraum, in der Regel für einen Trans­ port vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Verpackung und eine Vorrichtung je­ weils der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine klebstofffreie Verbindung von mindestens zwei La­ gen Papier und zwar insbesondere von besonders einfa­ chem Recycling-Papier in einfacher Weise gestatten.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Lagen nur im Verbindungsbereich in Streifen geschnitten und paar­ weise abwechselnd aus der Ebene der Lagen herausge­ drückt werden. Sie wird weiterhin bei einer Verpackung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß die Verbindungs-"Naht" durch paarweise aus den Lagen ge­ schnittene und paarweise abwechselnd und zueinander entgegengesetzt aus diesen herausgedrückte Streifen gebildet ist. Weiterhin wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch ge­ löst, daß zwei einander komplementäre Stanz-Drück- Werkzeuge einander paarweise zugeordnet sind, die wechselweise mit Stanzzähnen versehen sind, wobei je­ weils ein Stanzzahn eines Stanz-Drück-Werkzeuges in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Stanz­ zähnen des anderen Stanz-Drück-Werkzeuges eingreifend ausgebildet ist, wobei die Breite des jeweiligen Zwi­ schenraumes im wesentlichen der Breite des jeweiligen Stanzzahnes entspricht und wobei die den jeweiligen Stanzzahn zum benachbarten Zwischenraum begrenzende Kante als Schneidkante ausgebildet ist. Durch die er­ findungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß die Streifen, die selbstverständlich an ihren Enden mit der jeweiligen Lage Papier oder dergleichen verbunden bleiben, paarweise und abwechselnd gegensinnig aus den Lagen herausgedrückt werden, wodurch ein außerordent­ lich intensives Verhaken der beiden Lagen stattfindet. Je weniger glatt, als je einfacher das Papier, der dünne Karton oder dergleichen ist, um so fester ist die Verbindung. Gerade Craftpapier und Recycling-Pa­ pier eignen sich also besonders hierfür. Mit der er­ findungsgemäßen Umhüllung oder Verpackung können bei­ spielsweise Stapel von Zeitungen oder Zeitschriften zum Versand umhüllt werden, wobei nur vier Seiten um­ hüllt werden, während zwei einander gegenüberliegende Seiten offen bleiben. Zur Transportsicherung und zum Tragen solcher Pakete können diese noch mit einem oder mehrere Reifen umgeben werden. Weiterhin können aber auch andere Gegenstände, wie beispielsweise Kleidungs­ stücke oder einzelne bzw. einige Zeitschriften mit einer tütenartigen Verpackung umgeben werden, die an mehreren Seiten mit der erfindungsgemäßen Verbindungs­ "Naht" verschlossen wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfin­ dung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Umhüllen von Gegenständen in schematischer Darstellung beim Antransport eines Gegenstandes,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 beim Ankommen des Gegenstandes an einer Arbeitsstation,

Fig. 3 die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 beim Her­ stellen einer Verbindungs-"Naht",

Fig. 4 die Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 3 in per­ spektivischer Darstellung,

Fig. 5 zwei Lagen Papier mit zwei Stanz-Drück-Werkzeu­ gen nach dem Herstellen einer Verbindungs-"Naht" und

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung.

Auf einem Maschinengestell A ist etwa mittig ein Zu­ führ-Transportband 1 gelagert, das in üblicher Weise aus einem endlosen Band 2, einer Umlenkrolle 3 und einer angetriebenen Transportrolle 4 besteht, über die es geführt ist. Der Antrieb erfolgt mittels eines Elektro-Motors 4a. Das Obertrum 5 des Bandes 2 ist in Transportrichtung 6, d. h. in der Zeichnung von rechts nach links antreibbar. In Transportrichtung nachgeord­ net ist eine weiter unten noch zu erläuternde Arbeits­ station 7 vorgesehen, der ein Abführ-Transportband 8 nachgeordnet ist, das in gleicher Weise wie das Trans­ portband 1 aufgebaut ist. Seine Einzelteile sind daher mit denselben Bezugziffern mit einem hochgesetzten Strich bezeichnet. Das Obertrum 5 und das Obertrum 5′ fluchten miteinander. Unterhalb des Zuführtransport­ bandes 1 ist auf Stützrollen 9, von denen eine mittels eines Elektromotors 9a antreibbar ist, eine Rolle 10 aus bahnförmigen Verpackungsmaterial, beispielsweise Papier, Craftpapier, Recycling-Papier oder dergleichen angeordnet, von der eine Bahn 11 mittels eines Abzugs- Rollenpaares abgezogen und der Arbeitsstation 7 zuge­ führt wird. Das Abzugs-Rollenpaar 12 ist ebenfalls motorisch antreibbar, wobei der Motor nicht darge­ stellt ist. Oberhalb des Zuführ-Transportbandes 1 ist eine weitere Rolle 10′ von mit der Rolle 10 gleichar­ tigem Verpackungsmaterial auf Stützrollen 9′ abge­ stützt, von der eine Bahn 11′ über ein Abzugs-Rollen­ paar 12′ abgezogen und der Arbeitsstation 7 zugeführt wird.

In der Arbeitsstation 7 ist ein Verbindungswerkzeug 13 vorgesehen, mittels dessen die beiden Bahnen 11 und 11′ klebstofffrei miteinander verbunden werden. Dieses Verbindungswerkzeug 13 weist einen unteren Werkzeug­ balken 14 und einen oberen Werkzeugbalken 15 auf, die als Werkzeugträger dienen. Im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ist der untere Werkzeugbalken 14 orts­ fest angeordnet; er kann aber auch vertikal mittels eines oder mehrerer Linearantriebe, beispielweise Kolben-Zylinder-Antriebe, antreibbar sein. Der obere Werkzeugbalken 15 ist mittels mindestens eines Linear­ antriebes 16 in Form eines hydraulisch oder pneuma­ tisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Antriebs in der Vertikalen verschiebbar. In den Fig. 1 und 2 befin­ det er sich in seiner oberen Ruhelage.

Der untere Werkzeugbalken 14 weist mittig ein sich zu­ mindest über die Breite der Bahnen 11, 11′ erstrecken­ des Schneidmesser 17 auf, das beim Zusammenführen der Werkzeugbalken 14, 15 in einen Gegenschlitz 18 am obe­ ren Werkzeugbalken 15 eintaucht.

Beiderseits des Schneidmessers 17 bzw. des Gegen­ schlitzes 18 sind am Werkzeugbalken 14 und am Werk­ zeugbalken 15 jeweils ein Paar von Stanz-Drück-Werk­ zeugen 19, 20 angeordnet, die einander paarweise zuge­ ordnet sind und in Fig. 5 detaillierter dargestellt sind. Jedes Werkzeug 19, 20 weist identische Stanzzäh­ ne 21 auf, deren Abstand a voneinander nur um einige hundertstel Millimeter größer ist als ihre Breite b, so daß die um eine Zahnteilung c gegeneinander ver­ setzten Werkzeuge 19, 20 ineinandertauchen können, wo­ bei die Stanzzähne 21 des einen Werkzeuges 19 in die Zwischenräume 22 des anderen Werkzeuges 20 zwischen den benachbarten Stanzzähnen 21 eintauchen können und umgekehrt. Für eine Zahnteilung c gilt c = a + b. Die die Stanzzähne 21 zum jeweiligen Zwischenraum 22 be­ grenzenden Kanten bilden Schneidkanten 23.

Wenn - wie insbesondere Fig. 5 entnehmbar ist - zwei in diesem Bereich flach aufeinanderliegende Bahnen 11, 11′ zwischen zwei Werkzeuge 19, 20 geführt werden, dann werden beide Bahnen an den jeweils paarweise ein­ ander zugeordneten Schneidkanten 23 der Stanzzähne 21 beider Werkzeuge gestanzt, wodurch beide Bahnen 11, 11′ in diesem Bereich in in Transportrichtung 6 ver­ laufende Streifen 24, 24′ geschnitten werden, deren Breite e der Breite b der Stanzzähne 21 entspricht. Diese Streifen 24, 24′ sind jeweils paarweise und im Wechsel entsprechend dem Verlauf der durch die Schneidkanten 23 begrenzten Außenfläche 25 der Stanz­ zähne 21 aus der gemeinsamen Ebene der Bahnen 11, 11, herausgebogen. Hierdurch wird eine außerordentlich feste Verbindungs-"Naht" 26 erzeugt. Für die Länge d der Streifen 24, 24′ zu ihrer Breite e gilt 7 e d 2 e.

Wie erwähnt, sind an den Werkzeugbalken 14, 15 beider­ seits des Schneidmessers 17 bzw. des Gegenschlitzes 18 je ein Paar solcher Stanz-Drück-Werkzeuge 19, 20 ange­ ordnet, so daß bei einem Schließen des Verbindungs­ werkzeuges 13 durch Zusammenführen der Werkzeugbalken 14, 15 die beiden Bahnen 11, 11′ mittels zweier Ver­ bindungs-"Nähte" 26 miteinander verbunden werden, wo­ bei gleichzeitig die beiden Bahnen 11, 11′ zwischen den beiden "Nähten" 26 durchgeschnitten werden. Falls erforderlich, sind in der Zeichnung nicht dargestellte Abstreifer zum Herausdrücken der Verbindungs-"Naht" 26 aus den Werkzeugen 19, 20 vorgesehen.

In Fig. 1 ist die Ausgangsposition dargestellt, in der die beiden Bahnen 11, 11′ mittels einer "Naht" 26 miteinander verbunden sind. Der obere Werkzeugbalken 15 ist hochgefahren, so daß über das Zuführ-Transport­ band 1 ein zu verpackender bzw. zu umhüllender Gegen­ stand 27, beispielsweise ein Stapel Zeitungen oder Zeitschriften, in Transportrichtung 6 zugeführt werden kann. Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 über­ fährt er hierbei die Arbeitsstation 7 und gelangt un­ ter Mitnahme der beiden Bahnen 11, 11′ auf das Abführ- Transportband 8. Damit die Arbeitsstation 7 frei über­ fahren werden kann, befindet sich das Schneidmesser 17 zumindest geringfügig unterhalb der durch die beiden Obertrume 5, 5′ aufgespannten Ebene.

Wenn der Gegenstand 27 sich in der in Fig. 3 darge­ stellten Arbeitsstellung auf dem Transportband 8 be­ findet, in dem sich seine - bezogen auf die Transport­ richtung 6 - Rückseite 28 bereits jenseits der Werk­ zeugbalken 14, 15 befindet, wird das Verbindungswerk­ zeug 13 geschlossen. Hierzu fährt der obere Werkzeug­ balken 15 nach unten und nimmt hierbei die obere Bahn 11′ nach unten. Beim Zusammenführen der beiden Werk­ zeugbalken 14, 15 werden zwei Verbindungs-"Nähte" 26 zwischen den beiden Bahnen 11, 11′ gebildet und diese gleichzeitig zwischen diesen "Nähten" 26 durchge­ schnitten. Der nunmehr von Bahnabschnitten 29, 29′ um­ hüllte Gegenstand 27 wird mittels des Transportbandes 8 abgeführt, wobei gleichzeitig über das Zuführ-Trans­ portband 1 ein neuer Gegenstand 27 herangeführt werden kann.

In der perspektivischen Darstellung in Fig. 4 ist die dem Betrachter zugewandte Seite des Maschinengestells A weggelassen, um die Anschaulichkeit zu vergrößern.

Es sei weiterhin hinzugefügt, daß alle Antriebe, d. h. insbesondere die Elektro-Motoren 4a, 4a′, 9a, 9a′ der Transportrollen 4, 4′ und der Stützrollen 9, 9′ und die Antriebe der Abzugs-Rollenpaare 12, 12′ und der oder die Linearantriebe 16 mittels einer Gesamtrege­ lung angesteuert werden, so daß die geschilderten Ar­ beitsabläufe erreicht werden. Dies wird mit bekannten und handelsüblichen Regelungseinrichtungen erreicht.

In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform einer Vor­ richtung zum Herstellen einer Verbindungs-Naht 26 zum Verbinden zweier Bahnabschnitte 29, 29′, bei denen es sich auch um Bögen handeln kann und die ganz allgemein als Lagen bezeichnet werden, dargestellt. In diesem Fall sind Stanz-Drück-Werkzeuge 30, 31 nach Art von Zahnrädern ausgebildet, d. h. sie bestehen aus zwei über Wellenzapfen 32, 33 an entsprechenden Werkzeug­ trägern 34, 35 gelagerten Rädern 36, 37, auf deren Außenumfang Stanzzähne 38 angeordnet sind, die in gleicher Weise wie bei dem geschilderten Ausführungs­ beispiel in den jeweiligen Zwischenraum 39 zwischen zwei benachbarten Stanzzähnen 38 eingreifen. Die Werk­ zeugträger 34, 35 können ortsfest angeordnet sein, d. h. die Bahnabschnitte 29, 29′ werden hindurchgeführt. Es ist aber auch möglich, bei Ausgestaltung als Hand­ gerät das Gerät selber, d. h. die Werkzeugträger 34, 35 mit den Rädern 36, 37 zur Erzeugung der Verbin­ dungs-"Naht" 26 entlang dem gewünschten Nahtverlauf zu führen. Die Räder 36, 37 haben einen Zwangsantrieb mittels eines Elektromotors, der nicht dargestellt ist.

Durch das Stanzen der Streifen 24, 24′ und deren Entlangführen an den Flanken der Schneidzähne 21 bzw. 38 werden die Kanten der Streifen 24, 24′ verquetscht oder verzogen und hierdurch noch besser miteinander verbunden.

Claims (11)

1. Verfahren zum klebstofffreien Verbinden von minde­ stens zwei Lagen aus Papier, dünnem Karton, insbeson­ dere Craftpapier und Recycling-Papier, wobei die Lagen im Verbindungsbereich aufeinandergelegt und durch ab­ wechselndes Verformen etwa quer zur Ebene der Lagen miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen nur im Verbindungsbereich in Streifen geschnitten und paarweise abwechselnd aus der Ebene der Lagen herausgedrückt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen bogenförmig aus den Lagen herausge­ drückt werden.

3. Verpackung bestehend aus mindestens zwei Lagen aus Papier, dünnem Karton, insbesondere Craftpapier und Recycling-Papier, die mit mindestens einer durch Ver­ formen der Lagen gebildeten Verbindungs-"Naht" mitein­ ander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungs-"Naht" (26) durch paarweise aus den Lagen (Bahn 11, 11′) geschnittene und paarweise abwechselnd und zueinander entgegengesetzt aus diesen herausge­ drückte Streifen (24, 24′) gebildet ist.

4. Verpackung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (24, 24′) bogenförmig gekrümmt sind.

5. Verpackung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für das Verhältnis der Länge (d) der Streifen (24, 24′) zu ihrer Breite (e) gilt 7 e d 2 e.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, und zur Herstellung der Verpackung nach einem der Ansprüche 3 bis 5 mit einem Werkzeug zum Verformen von mindestens zwei aufeinander angeord­ neten Lagen aus Papier, dünnem Karton, insbesondere Craftpapier und Recycling-Papier, dadurch gekennzeich­ net, daß zwei einander komplementäre Stanz-Drück-Werk­ zeuge (19, 20; 30, 31) einander paarweise zugeordnet sind, die wechselweise mit Stanzzähnen (21; 38) verse­ hen sind, wobei jeweils ein Stanzzahn (21; 38) eines Stanz-Drück-Werkzeuges (19 bzw. 20; 30 bzw. 31) in ei­ nen Zwischenraum (22; 39) zwischen zwei benachbarten Stanzzähnen (21; 38) des anderen Stanz-Drück-Werkzeuges (20 bzw. 19; 31 bzw. 30) eingreifend ausgebildet ist, wobei die Breite (a) des jeweiligen Zwischenraumes (22; 39) im wesentlichen der Breite (b) des jeweiligen Stanzzahnes (21; 38) entspricht und wobei die den je­ weiligen Stanzzahn (21; 38) zum benachbarten Zwischen­ raum (22; 39) begrenzende Kante als Schneidkante (23) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das eine Stanz-Drück-Werkzeug (19) an einem Werkzeugträger (Werkzeugbalken 14) und das andere Stanz-Drück-Werkzeug (20) an einem weiteren Werkzeug­ träger (Werkzeugbalken 15) angebracht ist, die relativ zueinander aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß an jedem Werkzeugträger (Werkzeugbalken 14 bzw. 15) zwei Stanz-Drück-Werkzeuge (19 bzw. 20) ange­ bracht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß an mindestens einem Werkzeugträger (Werkzeug­ balken 14) zwischen den Stanz-Drück-Werkzeugen (19) ein Schneidmesser (17) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanz-Drück-Werkzeuge (30, 31) als Räder (36, 37) ausgebildet sind, die auf ihrem Außenumfang die Stanzzähne (38) tragen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß sie als Handgerät ausgebildet ist.