DE69615237T2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Zuschnitten für Verpackungen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Verpackungszuschnitten, bei dem eine Bahn aus Karton kontinuierlich von einer Rolle abgezogen wird, die Kartonbahn durch ein Paar von geschlitzten Zylindern geführt wird, um die Bahn mit einer schwachen Wellung zu versehen, in Längsrichtung Rillen in einem geringen Abstand von beiden Rändern der Bahn vorgesehen werden, Längsklebestreifen benachbart zu den Rillen aufgebracht werden und die Bahnränder entlang den Rillen doppelt gefaltet werden.
• Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Verpackungszuschnitten, die die folgenden Bestandteile umfaßt: ein Rollengehäuse für eine Bahn aus Karton, ein Paar von geschlitzten Zylindern zum Leiten der Bahn aus Karton durch die Zylinder in einer schwach mäandrierenden Weise, ein Paar von Zylindern, die mit Kerbscheiben versehen sind, um Längsrillen benachbart zu den Rändern der Kartonbahn vorzusehen, eine Klebstation zum Aufbringen eines Klebstoffes benachbart zu den Rillen, einen Faltschuh zum Biegen der Bahnränder entlang der Rillen, ein Paar von Preßzylindern zum Pressen der verdoppelten Ränder der Kartonbahn gegen die Klebschicht, eine Hauptziehvorrichtung, die im abstromseitigen Ende der Kartonbahn vorgesehen ist, um die Kartonbahn kontinuierlich zu ziehen, und eine Abtrennvorrichtung abstromseitig der Hauptziehvorrichtung zum Durchtrennen der Kartonbahn in Verpackungszuschnitte einer geeigneten Länge.
• Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieses Typs sind in der EP 0 512 355 des Patentinhabers beschrieben. Hierbei wird der fertige Verpackungszuschnitt vollständig aus dem Material einer Kartonbahn hergestellt. Die Verwendung dieses Materiales ist nicht optimal, da eine Seite einer fertigen Verpackung mit einer dreifachen Kartonlage (manchmal sogar fünffach) und die andere Seite gerade einmal mit einer einzigen Lage versehen wird.
• Die US-A-4 627 223 schlägt die Herstellung von ähnlichen Verpackungszuschnitten so vor, daß zur Herstellung eines jeden Verpackungszuschnittes sowohl eine Kartonlage als auch ein Hüllelement kontinuierlich übereinander von Zuführrollen mit einer hohen Geschwindigkeit abgezogen werden. Es wird ferner das Durchtrennender Bahnen auf genaue Längen zwischen rotierenden Zylinderschneidvorrichtungen vorgeschlagen. Es gibt jedoch keinen Vorschlag, vorgeschnittene innere Hüllelemente auf eine kontinuierliche Kartonbahn zu führen.
• Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen kontinuierlich und mit einer hohen Produktionskapazität aus zwei unterschiedlichen Materialien, nämlich Karton und Paier, ein Verpackungszuschnitt hergestellt werden kann, der sowohl in bezug auf den Materialverbrauch optimal als auch zum Verpacken von Büchern unterschiedlicher Größen auf feste und sichere Weise geeignet ist.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung betrifft die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit denen ein relativ dünner, massiver Karton und dessen Vorfaltung ermöglicht werden.
• Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 wiedergegeben. Weiterentwicklungen und Modifikationen hiervon sind in den Ansprüchen 2 bis 4 aufgeführt.
• Um die inneren Hüllstreifen auf richtigen Stellen mit einer hohen Geschwindigkeit anzuordnen, wird bevorzugt, die Zuführung und Ausrichtung eines inneren Hüllstreifens und die Ausrichtung einer Klebezone synchron zur Operation einer Trennvorrichtung für die Kartonbahn zu steuern.
• Obwohl die inneren Hüllstreifen in einem separaten Herstellprozeß produziert und von einem Bündel auf die Kartonbahn geführt werden können, wird bevorzugt, die Papierbahn in einer kontinuierlichen Aktion in der gleichen Herstellmaschine wie die Kartonbahn von einer Rolle abzuziehen, wobei die Kartonbahn mit einer Geschwindigkeit abgezogen wird, die mehr als zweimal so groß ist wie die Geschwindigkeit der Papierbahn. Hierdurch wird ein separater Handhabungsprozeß vermieden, der für die Bündel der inneren Hüllen erforderlich ist.
• Die Vorrichtung der Erfindung ist in Anspruch 5 wiedergegeben. Weiterentwicklungen und Modifikationen hiervon sind in den Ansprüchen 6 bis 8 beschrieben.
• Zur Sicherung der Zuführung der inneren Hüllstreifen zu korrekten Stellen auf der kontinuierlichen Kartonbahn, die sich mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt und erst später durchtrennt wird, wird bevorzugt, von der Kartonbahndurchtrennvorrichtung bis zu einem Gallkettenförderer ein Getriebe vorzusehen, um die inneren Hüllstreifen in Ausrichtung zu den Klebezonen zuzuführen.
• Die Erfindung wird nunmehr in größeren Einzelheiten in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Hiervon zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Maschine zur Verwirklichung des Verfahrens;
• Fig. 1A im größeren Maßstab ein Detail der Maschine der Fig. 1, wobei eine Kartonbahn durch ein Paar von geschlitzten Faltzylindern geführt wird;
• Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer wesentlichen Herstellverfahrenssequenz zur Zuführung der inneren Hüllstreifen auf die Kartonbahn;
• Fig. 3 die Kartonbahn im Schnitt entlang Linie III- III in Fig. 2; und
• Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines mit einem Verfahren der Erfindung hergestellten Verpackungszuschnittes, der eine äußere Kartonlage 1p und eine innere Hülle 2p aufweist.
• Fig. 4 zeigt einen Verpackungszuschnitt, der mit einem Verfahren und einer Vorrichtung der Erfindung hergestellt worden ist und zur Lieferung von Büchern verschiedener Größen mit der Post geeignet ist. Eine rechteckige äußere Kartonlage 1p ist mit doppelt gefalteten Randabschnitten 23 mit Faltlinien 21 versehen, die die Seitenränder eines Verpackungszuschnittes bilden. In der fertigen Verpackung schützen und verfestigen die Randverstärkungen 23 die Endränder und Ecken der Verpackung. Die einzelne Randverstärkung 23 besitzt eine Breite, die 5-20%, vorzugsweise etwa 8-15%, der Breite eines Verpackungszuschnittes beträgt. In der Mitte des Kartonstückes 1p ist eine sich in Querrichtung erstreckende innere Hülle, die freie Enden aufweist, welche sich in der Mitte des Zuschnittes überlappen, mit einem Kleber befestigt. Die innere Hülle 2p ist mit Faltlinien 22 versehen, die innerhalb der Faltlinien 21 verbleiben. Um den Zuschnitt an Bücher verschiedener Größen anpaßbar zu machen, ist es wesentlich, daß die innere Hülle 2p aus Papier und nicht aus steifem Karton besteht. Diese Art Verpackung ist aus der US-PS 4 627 223 bekannt. Da sich die Verpackung als höchst vielseitig erwiesen hat, ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer derartigen Verpackung auf kontinuierliche Weise mit einer hohen Produktionskapazität zur Verfügung zu stellen.
• Ein Rollengehäuse 1 trägt eine Kartonrolle 1r, um hiervon eine Kartonbahn 1w abzuziehen. Der Karton besteht aus einer kompakten festen Pulpe mit einer Dicke von etwa 0,2-0,8 mm, vorzugsweise von etwa 0,3-0,5 mm. Er hat eine flächenbezogene Masse von etwa 200-600 g/m², vorzugsweise von 250-500 g/m². Falls erforderlich, wird die Kartonbahn durch eine Druckeinheit 3 geführt, um gewünschte Bilder und/oder Texte auf die Kartonoberfläche zu drucken. Als nächstes wird die Kartonbahn 1w durch geschlitzte Zylinder 4 gefördert. Wie genauer in Fig. 1A gezeigt, sind die Zylinder 4 mit zueinander kämmenden Nuten 26 und Rücken 25 versehen, um schwache Wellungen in die Kartonbahn 1w zu falten. Der Spalt zwischen den Zylindern 4 ist so eingestellt, daß die Rücken 25 den Karton gegen die Böden der Nuten 25 nicht mit einer starken Druckkraft beaufschlagen, so daß auf diese Weise der Karton geringfügig gewellt wird, jedoch nicht seine normale Steifigkeit verliert. Wenn der Karton jedoch um ein Buch herum gefaltet wird, schreitet die Faltung entlang Linien parallel zu den Wellungen fort, so daß die Verpackung eine saubere Erscheinungsform erhält und die Ecken keine scharfen Biegungen bilden, die aller Wahrscheinlichkeit nach Risse verursachen können.
• Als nächstes bewegt sich die Kartonbahn 1w durch Rillierungszylinder 5, die mit ringförmigen Vorsprüngen versehen sind, um den Karton dazwischen zu pressen und Biege- oder Faltlinien 21 zu bilden. Somit legt der axiale Abstand zwischen den Rillierungsrinnen die Breite eines Verpackungszuschnittes fest. Eine Klebestation 6 dient zur Aufbringung von schmalen Klebestreifen benachbart zu den Biegelinien 21 in Längsrichtung. Ein Faltschuh dient zum Doppelfalten eines Randes 23, und ein Paar von Preßzylindern 8 dient zur Sicherung der Klebfixierung der Ränder 23.
• Beispielsweise findet eine kammförmige Klebedüse 9 Verwendung, um periodisch einen Kleber auf die Kartonbahn 1w aufzubringen und Klebezonen 19 auszubilden, die einen Abstand voneinander besitzen, der der Länge eines Verpackungszuschnittes entspricht, und eine Länge in Bahnrichtung aufweisen, die die entsprechende Länge der inneren Hülle 2p nicht übersteigt. Bevor die Bahn 1w zwischen ein Paar von Faltzylindern 15 gebracht wird, werden die inneren Hüllen 2p in Ausrichtung zu den Klebezonen 19 auf die Bahn 1w geführt.
• Ein Paar von Ziehzylindern 12 dient zum kontinuierlichen Abziehen einer Bahn des die inneren Hüllen bildenden Papiers 2w von einer Rolle 2r, die an einem Rollengehäuse 2 montiert ist. Wie bei 10 gezeigt, werden die Papierbahnrandabschnitte auf den mittleren Bahnabschnitt gefaltet, um Randabschnitte (24, Fig. 4) aufeinander auf überlappende Weise zu legen. Die Faltung wird mit Zylindern 11 beendet, und die gefaltete Papierbahn wird mit Hilfe eines Querschneidzylinders 13 auf die Länge der inneren Hülle 2p geschnitten. Die auf diese Weise abgetrennten inneren Hüllen werden mit Hilfe eines Gallkettenförderers 14 vorwärts transportiert, dessen Geschwindigkeit und dessen Abstand zwischen Bolzen 14' ein Zuführintervall für die inneren Hüllen 2p festlegen. Der Förderer 14 ist horizontal angeordnet, und die Kartonbahn 1w kommt schief von unten an den Faltzylindern 15 an. Von den Faltzylindern 15 aus setzt eine Verbundbahn ihren Weg in Horizontalrichtung unter der Zugwirkung der Hauptziehzylinder 17 fort.
• Um eine sichere Ausrichtung der inneren Hüllen 2p mit den Klebezonen 19 zu erreichen, sind die Hauptziehvorrichtung 17, die Trennvorrichtung 18 und der Gallkettenförderer 14 für die Kartonbahn 1w mit Antrieben versehen, die miteinander über mechanisch gekoppelte Getriebe synchronisiert sind. Selbst bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten kann somit keine Verschiebung auftreten. Die Hauptziehzylinder 17 ziehen die Kartonbahn 1w mit einer Geschwindigkeit, die im Vergleich zu der von den Zylindern 12 erzeugten Ziehgeschwindigkeit der Papierbahn 2w mehr als doppelt so groß ist. Dieses Geschwindigkeitsverhältnis legt das Verhältnis der Trennlängen für eine Kartonlage 1p und die innere Hülle 2p fest, welches Verhältnis nicht besonders kritisch ist, da aufgrund ihrer Flexibilität die innere Hülle 2p aus Papier in keiner Weise die Breite einer herzustellenden Verpackung begrenzt. Somit kann die innere Hülle 2p breiter oder schmaler ausgebildet sein als eine herzustellende Verpackung. Trotzdem kann der äußere Karton 45 immer eng um ein Buch oder ein Bündel von zu verpackenden Büchern herum gewickelt werden.
• Um die Anordnung der Klebezonen 19 in der Mitte der später durchtrennten Kartonlagen 1p sicherzustellen, ist die periodische Operation eines in der Klebedüse 9 angeordneten Ventiles 20 zu der der Trennvorrichtung 18 synchronisiert, so daß die Trennschnitte immer in der Mitte der klebstofffreien Zonen zwischen den Klebezonen 19 angeordnet sind (strichpunktierte Linie in Fig. 2).
• Das Verkleben der inneren Hüllstreifen 2p mit der Kartonbahn 1w wird mit Hilfe von Preßzylindern 16 sichergestellt, denen der Hauptziehzylinder 17 und die Kartonbahntrennvorrichtung 18 folgen. Letztere besitzt einen ausreichend großen Zylinder, der mit einem Quermesser versehen ist. Die in Fig. 4 gezeigten fertigen Verpackungszuschnitte werden zum Versand gestapelt und gebündelt. Der Verpackungszuschnitt kann zum Verpacken von Büchern unterschiedlicher Größen mit Hilfe von automatischen Maschinen verwendet werden, wie sie in den europäischen Patentschriften EP 0 273 240, EP 0 378 783 und EP 634 321 beschrieben sind.

Claims (8)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Verpackungszuschnitten, bei dem eine Kartonbahn (1w) kontinuierlich von einer Rolle (1r) abgezogen wird, durch ein Paar von geschlitzten Zylindern (4) geführt wird, um die Bahn mit einer schwachen Wellung zu versehen, mit Längsrillen (21) versehen wird, die in einem geringen Abstand von beiden Rändern der Bahn (1w) vorgesehen werden, Längsklebestreifen benachbart zu den Rillen (21) aufgebracht werden und die Ränder (23) der Bahn (1w) entlang den Rillen (21) doppelt gefaltet werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Periodisches Aufbringen eines Klebers in ausgerichteten Abständen entsprechend der Länge der Verpackungszuschnitte auf eine Oberfläche der kontinuierlichen Kartonbahn (1w), um eine Reihe von Klebezonen (19) vorzusehen;

Falten der Randabschnitte (24) einer Papierbahn (2w) auf einen Mittelabschnitt der Papierbahn, so daß sich die Randabschnitte (24) überlappen;

Durchtrennen der Bahn des gefalteten Papiers, um eine Reihe von getrennten inneren Hüllstreifen (2p) für jeden Zuschnitt aus einer Reihe von Verpackungszuschnitten präziser Länge zu formen;

Zuführen eines jeden Streifens aus der Reihe der getrennten inneren Hüllstreifen auf die Kartonbahn (1w) in Ausrichtung mit jeder Klebezone aus der Reihe der Klebezonen (19), während die Kartonbahn (1w) kontinuierlich in Richtung auf eine Hauptziehvorrichtung (17) gezogen wird; und

Durchtrennen (18) der Kartonbahn (1w) zur Herstellung der Reihe der Verpackungszuschnitte präziser Länge an Stellen zwischen allen Hüllstreifen (2p) der Reihe der getrennten inneren Hüllstreifen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zuführung und die Ausrichtung der Reihe der getrennten inneren Hüllstreifen (2p) mit jeder Klebezone (19) aus der Reihe der Klebezonen synchron mit einer Trennvorrichtung (18) für die Kartonbahn (1w) gesteuert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Papierbahn (2w) kontinuierlich von einer Rolle (2r) abgezogen wird, wenn die Kartonbahn (1w) mit einer Geschwindigkeit abgezogen wird, die mehr als zweimal so groß ist wie die der Papierbahn.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Papierbahn (2w) kontinuierlich von einer Rolle (2r) abgezogen wird, wenn die Kartonbahn (1w) mit einer Geschwindigkeit abgezogen wird, die mehr als zweimal so groß ist wie die der Papierbahn.

5. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Verpackungszuschnitten mit einem Rollengehäuse (1) für eine Kartonbahn (1w), einem Paar von geschlitzten Zylindern (4) zum Führen der Kartonbahn durch diese hindurch in einer schwach mäandrierenden Weise, einem Paar von Zylindern (5), die mit Kerbscheiben versehen sind, um Längsrillen (21) benachbart zu den Rändern der Kartonbahn auszubilden, einer Klebestation zum Aufbringen eines Klebers benachbart zu den Rillen, einem Faltschuh (7) zum Umbiegen der Ränder der Bahn (1w) entlang der Rillen (21), einem Paar von Preßzylindern (8) zum Pressen der doppelten Ränder (23) der Kartonbahn auf den aufgebrachten Kleber, einer Hauptziehvorrichtung (17) am abstromseitigen Ende der Kartonbahn zum kontinuierlichen Abziehen der Kartonbahn und einer Trennvorrichtung (18) abstromseitig der Hauptziehvorrichtung zum Durchtrennen der Kartonbahn (lw) auf Verpackungszuschnitte einer geeigneten Länge, wobei die Vorrichtung ferner umfaßt:

eine Kleberdüse (9) abstromseitig des Paares der Preßzylinder (8) zur Aufbringung eines Klebers auf die Kartonbahn (1w) auf periodische Weise, um eine Reihe von Klebezonen (19) in Abständen, die der Länge eines Verpackungszuschnittes entsprechen, auszubilden, und Ausrichtungs- und Zuführeinrichtungen (14, 14') zur Zuführung eines jeden inneren Hüllstreifens (2p) aus einer Reihe von getrennten inneren Hüllstreifen auf die Kartonbahn (1w) in Ausrichtung zu jeder Klebzone (19) aus der Reihe der Klebezonen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei dem ein Getriebe (30) von der Trennvorrichtung (18) der Kartonbahn (1w) zu einem Gallkettenförderer (14, 14') vorgesehen ist, um jeden inneren Hülhstreifen (2p) aus der Reihe der getrennten inneren Hüllstreifen in Ausrichtung zu jeder Klebezone (19) aus der Reihe der Klebezonen zuzuführen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei dem die Hauptziehvorrichtung (17), die Trennvorrichtung (18) und der Gallkettenförderer (14) für die Kartonbahn (1w) über mechanisch gekoppelte Getriebe miteinander synchronisiert sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei dem die periodische Operation eines in der Kleberdüse (9) enthaltenen Ventils (20) mit der der Trennvorrichtung (18) synchronisiert ist, so daß die Trennschnitte zwischen sämtlichen Klebezonen (19) angeordnet werden.