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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen
von Wellpappe sowie die Verwendung der gemäß dem
Verfahren hergestellten Wellpappe, insbesondere deren Anwendung und
Verarbeitung.
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Grundlegend
sind dabei meist folgende Schritte: Auf einer Wellpappanlage (WPA)
wird mit Hilfe einer Riffelwalze aus Metall eine mit Feuchtigkeit
und Wärme vorbehandelte glatte Papierbahn in einem kontinuierlichen
Prozess in eine gewellte Papierbahn verarbeitet. Diese gewellte
Papierbahn wird auf der Ober- und Unterseite in einem Prozess mit
je einer nicht gewellten Papierbahn beklebt (kaschiert). So entsteht
eine einwellige Wellpappe. Die Rotationsachse der Riffelwalze und
die Bewegungsrichtung der zur Welle zu verarbeitenden Papierbahn sind
rechtwinklig zueinander angeordnet. Nach dem Stand der Technik sind
die Rillen auf der Riffelwalze so angebracht, dass die in der Papierbahn
erzeugte Welle ebenfalls senkrecht zur Bewegungsrichtung der Papierbahn
steht.
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Am
Ende der WPA wird die dort als kontinuierliche Bahn herauslaufende
Wellpappe in Tafeln der jeweils für die Weiterverarbeitung
gewünschten Größe abgetrennt. Aus diesen
Tafeln werden auf Stanzen Abwicklungen der herzustellenden Faltschachteln
herausgestanzt und gleichzeitig die zukünftigen Falzkanten
so vorbehandelt, dass eine Faltung der Schachteln an den gewünschten
Kanten möglich wird.
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Im
letzten Prozessschritt werden die Stanzlinge auf einer Falt- und
Klebemaschine (FKM) so gefaltet und geklebt, dass sie beim Abnehmer
ohne Probleme aufgerichtet und mit dem vorgesehenen Gut bestückt
werden können.
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DE 35 42 925 C2 offenbart
bspw. eine Maschine zum Herstellen von einseitiger Wellpappe mit wahlweise
unterschiedlichen Wellen, die mehrere Einrichtungen zum Wellen und
Kleben von Bahnmaterial und eine Anpreßwalze aufweist.
Jedes aus einer oberen und einer unteren Riffelwalze bestehende Paar
ist bewegbar, so dass die untere Riffelwalze mit der Anpresswalze
in Kontakt bringbar ist.
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DE 40 08 592 A1 offenbart
eine Vorrichtung zum automatischen Zu- und Abführen von
Platten aus Pappkarton, Wellpappe, und dgl. zu einer Stanz- und/oder
Druckmaschine. Dabei ist unterhalb eines Zuführtisches
eine erste Fördereinrichtung in einer ersten Richtung hin-
und herfahrbar angeordnet, wobei sie in Hinrichtung die jeweils
unterste Platte des Plattenstapels fördern. Oberhalb des
Zuführtisches sind zweite Fördermittel angeordnet,
die in einer zweiten Richtung quer zur ersten verfahrbar sind und die
Platte von den ersten Fördermitteln übernehmen und
zur Stanz- und/oder Druckmaschine befördern. Weiterhin
sind dritte Fördermittel vorgesehen, die in gleicher Richtung
wie die zweiten Fördermittel verfahrbar sind und die die
gestanzte oder bedruckte Platte aus der Stanz- und/oder Druckmaschine
entnehmen und einem Ablegetisch zuführen. Am Ablegetisch
sind darüber hinaus Mittel vorgesehen, die dort abgelegten
Platten stapelweise vom Ablegetisch zu entfernen.
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DE 36 26 748 C2 offenbart
ein Messerwellenpaar zum Schneiden von bahnartigem Material, insbesondere
Wellpappe, bei dem sich die Messer kurz vor Beendigung des Schneidvorgangs
gegebenenfalls unter Vorspannung kurzzeitig berühren, wobei
die auf der nacheilenden Seite eines ersten Messers liegende Schneidkante
in bekannter Weise als stetig durchgehend mit gleichem Abstand von
der Wellenachse ausgebildet ist, das andere Messer eine sägezahnförmige
Schneidkante aufweist, deren Zähne sich ausgehend von der
durchgehenden Berührungslinie mit dem ersten Messer von
der Welle des zweiten Messers fort und im Annäherungsbereich der
Messer in einem spitzen Winkel zur Verbindungsebene zwischen Berührungslinie
und stetiger Schneidkante so erstrecken, dass sie während
des Schneidvorgangs auf der nacheilenden oder der voreilenden Seite
des ersten Messers liegen
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Gemäß
DE 44 38 733 A1 ist
eine Vorrichtung zum Schneiden von keilförmigen Ausnehmungen
in Bögen, Bahnen o. dgl. aus Wellpappe oder ähnlichem
Material so ausgebildet, dass zwei miteinander zusammenwirkende
Schneidmesser im Winkel der zu erstellenden keilförmigen
Ausnehmungen zueinander so angeordnet sind, dass die Schneiden an den
Ausnehmungen einen minimalen Abstand voneinander haben, und dass
die beiden Schneidmesser einen gemeinsamen Antrieb aufweisen.
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DE 43 36 993 C1 offenbart
eine Verpackungsschachtel aus Wellpappe, zur stossgeschützten
Aufnahme von Geschirrteilen o. dgl., mit einem umlaufende Seitenwände
aufweisenden Unterteil und einem an der Oberkante einer Seitenwand
angelenkten Deckel, mit einer, vorzugsweise an der dem Deckelscharnier
gegenüberliegenden Seitenwand angeformten, mit Federungsschlitzen
versehenen stossdämpfenden Karton-Einlage, die sich über Stützränder
am Boden des Unterteils abstützt, wobei die Karton-Einlage,
die länger ist als die entsprechende Innenabmessung des
Unterteils, mit einer mittigen, auf dem Boden des Unterteils aufstehenden Knickkante
sowie seitlichen, jeweils in Verlängerung der Knickkante
geteilten, ein Überlappen der Laschenabschnitte beim Einknicken
der Karton-Einlage ermöglichenden Laschen versehen ist,
wobei die Laschenabschnitte jeweils mit zu ihrer Anlenkkante an der
Karton-Einlage geneigt verlaufenden, in der überlappenden
Einsatzstellung zu den Seitenwandoberkanten parallel verlaufenden
Schwenkkanten versehen sind.
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Aus
DE 102 33 602 A1 ist
eine Transport- und Spenderbox aus einem aufgerichteten Zuschnitt aus
Wellpappe und eine darin geschützt untergebrachte und auf
einer Hülse zu einer Rolle aufgewickelte Bahn einzelner über
Perforationen zusammenhängender Verbrauchsartikel zum Einsatz
in Kraftfahrzeugwerkstätten bekannt. Der die Transport- und
Spenderbox bildende Zuschnitt weist Boden-, Seiten- und Stirnwandungen
und eine Öffnung zum Durchtritt der Bahn aus der Box nach
außen auf.
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Bei
der Verwendung der verschiedensten bekannten Maschinen und Vorrichtungen
treten nachfolgend genannte Nachteile auf:
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1. Probleme bzgl. der Falz-/Faltgenauigkeit
auf der FKM
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Die
Vorbehandlung der Falz-/Faltkanten auf der Stanze geschieht durch
Zusammenpressung der Wellpappe über den gesamten Verlauf
der geplanten Kante mit Hilfe einer im Stanzwerkzeug eingelassenen
stumpfen Metallschiene (sog. „Riller"). In Abhängigkeit
davon, ob der Riller auf ein Wellental oder einen Wellenberg oder
eine Position zwischen diesen Extrema der Wellpappe trifft, ergeben
sich unterschiedliche Konstellationen des durch den Riller zusammengepressten
Materials. Diese führen auf der FKM zu Abweichungen der
erzeugten Kantenlage von der Sollkantenlage. Hieraus resultieren
Abweichungen in der geplanten kubischen Geometrie der Faltschachtel,
die Probleme bei der Bestückung mit dem Bestückungsgut
bringen können.
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2. Probleme bzgl. der Randqualität
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Die
Stanzungen erfolgen bei Standardkartons senkrecht oder parallel
zur Welle der Wellpappe. Hierbei liegt es in der Natur der Sache,
dass die parallel zur Welle liegenden Stanzränder von unterschiedlicher
Qualität sind – wohingegen die senkrecht zur Welle
erfolgten Stanzungen stets dasselbe Bild zeigen, nämlich
einen Querschnitt der Wellpappe.
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3. Probleme bzgl. der Stabilität
(Stauchwiderstand) der Faltschachtel
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Einer
der wesentlichen Parameter von Faltschachteln ist ihr Stauchwiderstand – also
die Belastbarkeit einer Schachtel durch äußere
Kräfte in der am ehesten zu erwartenden Richtung. Um den
Stauchwiderstand hoch zu halten, werden die Faltschachteln i. d.
R. so konzipiert, dass die Welle parallel zum Vektor der zu erwartenden
Kraft steht. Eine Erhöhung des Stauchwiderstandes wird
darüber hinaus durch Papiere hoher Grammatur zur Herstellung
von Wellpappe durch die Größe der Welle oder mehrere
aufeinanderkaschierte Wellen beeinflusst.
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4. Probleme bzgl. der Aufrichtung der
Faltschachtel
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Beim
Anwender der Faltschachtel, der diese mit einem Gut bestücken
will, erfolgt zunächst eine Aufrichtung der Schachtel.
Hierzu werden zunehmend Automaten verwendet. Die Schachteln sollen dabei
an den vorgesehenen Kanten geknickt werden. Durch die zuvor stehend
genannten Probleme der Rillung kommt es vor, dass die Aufrichtautomaten
die Wellpappe an einem Wellental knicken (Ort des geringsten Widerstandes)
und nicht an der dafür vorgesehenen Linie.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie
ein Verfahren zur Bearbeitung von Wellpappe anzugeben, die die zuvor
stehend genannten Nachteile des Standes der Technik vermeiden.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht weiterhin darin, eine Verwendung der
gemäß dem Verfahren hergestellten Wellpappe anzugeben.
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Die
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachgeordneten
Ansprüche erfasst.
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Das
Wesen der Erfindung besteht darin, dass zur Vermeidung der Nachteile
des Standes der Technik gemäß der Erfindung vorgeschlagen
wird, den Verlauf der Welle in der Wellpappe dahingehend zu gestalten,
dass die Welle und die ausgezeichneten Richtungen der Abwicklung
der Faltschachtel einen Winkel deutlich verschieden von 90° bildet.
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Dies
wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, dass
die Riffel auf der Riffelwalze so angeordnet sind, dass sie bei
ihrer Abwicklung in die zu wellende Papierbahn die gewünschte
Richtung der Welle der Wellpappe erzeugen. Die Kaschierung dieser gewellten
Papierbahn erfolgt in der bisherigen Art und Weise. Auch alle nachfolgenden
Produktionsschritte werden beibehalten.
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Eine
weitere Möglichkeit zur Erreichung der angestrebten Winkel
der Wellen in der Wellpappe besteht in einer entsprechenden Änderung
im Stanzprozess, dass heißt, der Verlauf der Stanz- oder Schnittkanten
weist einen Winkel gegenüber dem Wellenverlauf von deutlich
verschieden von 90° auf.
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Die
Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen und des Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung einer Riffelwalze herkömmlicher
Bauart
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2:
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer
Riffelwalze der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und
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3:
eine schematische Darstellung des Aufbaus herkömmlicher
Wellpappe,
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4:
eine schematische Darstellung des Aufbaus der erfindungsgemäßen
Wellpappe,
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Die 1 zeigt
die Darstellung einer Riffelwalze herkömmlicher Bauart,
bei der die Riffel parallel zur z-Achse verlaufen.
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Die 2 zeigt
die Darstellung einer Riffelwalze der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, bei der die Riffel zu keiner der Achsen (x, y, z) parallel
verlaufen.
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Die 3 zeigt
eine schematische Darstellung des Aufbaus herkömmlicher
Wellpappe, die mit Riffelwalzen gemäß 1 erzeugbar
ist.
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Die 4 zeigt
eine schematische Darstellung des Aufbaus der erfindungsgemäßen
Wellpappe, die mit der erfindungsgemäßen Riffelwalze
gemäß 2 erzeugbar ist. Die Stanzkanten
dieser Wellpappe zeigen deutlich das etwas gestreckte Wellenprofil
in den beiden Richtungen entlang der x- und y-Achse. Dabei ist erfindungswesentlich,
dass der Wellenverlauf zu keiner der Richtungen entlang der x-,
y- bzw. z-Achse parallel verläuft (in der Figur gestrichelt
dargestellt).
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von
Wellpappe, umfasst mehrere Einrichtungen zum Wellen und Kleben von
Bahnmaterial, eine Anpresswalze und mindestens eine erfindungsgemäße
Riffelwalzen (siehe 2), welche Riffel aufweist, die
zu keiner der Achsen (x, y, z) parallel verlaufen.
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Erfindungswesentlich
ist dabei der Verlauf der Riffel der Riffelwalze gegenüber
dem Verlauf des Bahnmaterials, der einen Winkel deutlich verschieden
von 90° bilden muss.
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Bei
einem an sich bekannten Verfahren zum Herstellen von Wellpappe wird
diese Vorrichtung mit einer Riffelwalze gemäß 2 eingesetzt,
so dass mit der Riffelwalze Wellen in dem Bahnmaterial so angeordnet
werden, dass die Wellen der Wellpappe gegenüber den beiden äußeren
Kanten des Bahnmaterials einen Winkel deutlich verschieden von 90° erzeugen.
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Wellpappe,
welche auf Art und Weise des erfindungsgemäßen
Verfahrens hergestellt wird, eignet sich zur Herstellung einer Faltschachtel
oder eines Kartons, wobei keine der Kanten der rechteckigen Seitenwände
der Faltschachtel oder des Kartons parallel zum Wellenverlauf der
Wellpappe liegt.
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Alternativ
zu dem erfindungsgemäßen Verfahren kann zur Erreichung
des zuvor stehend genannten Winkels der Wellen in der Wellpappe
eine entsprechenden Änderung im an sich bekannten Stanzprozess
in der Art und Weise vorgenommen werden, dass der Verlauf der Stanz-
oder Schnittkanten einen Winkel gegenüber dem Wellverlauf
der Wellpappe von deutlich verschieden von 90° aufweist.
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Durch
die erfindungsgemäße Änderung der Wellenverlaufsrichtung
in der Wellpappe werden folgende Verbesserungen gegenüber
dem Stand der Technik erreicht:
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1. Erhöhung der Falz-/Faltgenauigkeit
auf der Faltklebemaschine (FKM)
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Dadurch,
dass die Riller der Stanze und der Wellenverlauf nunmehr in der
Regel keinen parallelen Verlauf mehr aufweisen, werden durch die
Riller immer mehrere Wellen in der Pappe gequetscht. Das führt
zu einer wohldefinierten Lage der bei Faltung auf der FKM erzeugten
Kante und zu nur geringen Toleranzen im Verhältnis zur
Solllage der Kante. Damit ergibt sich eine verbesserte Genauigkeit
in Bezug auf die angestrebte kubische Geometrie der Faltschachtel,
was wiederum zur Verbesserung der Handhabung der Faltschachtel beim
Anwender führt.
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2. Verbesserung der Randqualität
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Dadurch,
dass Stanzwerkzeug und Wellenverlauf nunmehr in der Regel keinen
parallelen Verlauf zueinander aufweisen, ist an allen Stanzkanten ein – etwas
gestreckter – Querschnitt der Wellpappe zu sehen. Das bedeutet
eine einheitlich gute Kantenqualität.
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3. Erhöhung der Stabilität
(Stauchwiderstand) einer Faltschachtel
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Dadurch,
dass nunmehr keine Parallelität zwischen dem Vektor der
Stauchkraft und dem Verlauf der Welle gegeben ist, erhöht
sich der Stauchwiderstand der Faltschachtel erheblich. Das bedeutet, dass
bei vorgegebenem Stauchwiderstand durch geringeren Materialeinsatz
ein zur Erreichung des Vorgabewertes großes Einsparpotential
entsteht.
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4. Verbesserung der Aufrichtung einer
Faltschachtel
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Durch
den neuartigen Aufbau der Faltschachtel ist es ausgeschlossen, dass
die Aufrichtautomaten Abknickungen der Faltschachtel hervorrufen,
die nicht an den Sollkanten liegen. Hierdurch wird die Arbeitsproduktivität
beim Anwender unserer Faltschachtel erhöht.
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Die
vorgeschlagene Ausrichtung der Welle zu den ausgezeichneten Richtungen
des Stanzlings bringt gegenüber der herkömmlichen
Wellenausrichtung weiterhin gleiche Steifheit in den ausgezeichneten
Richtungen mit sich. Bisher war die Steifheit des Materials quer
zur Wellenrichtung deutlich geringer, als längs dazu. Diese
neue Eigenschaft impliziert eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit
der Stanzlinge im Bezug auf Handhabbarkeit und Genauigkeit.
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Durch
die Erzeugung einer mehrlagigen Wellpappe mit der erfindungsgemäßen
Wellenausrichtung, bei der die Wellen der einzelnen Lagen zueinander
ebenfalls einen Winkel deutlich verschieden von 90° bilden
(s. g. x-Welle), lassen sich Wellpappen mit Festigkeiten auf sehr
hohem Niveau erreichen.
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Alle
in der Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten
Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander
erfindungswesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19836848
A1 [0002]
- - DE 19740512 A1 [0002]
- - DE 4341730 A1 [0002]
- - DE 4305158 A1 [0002]
- - DE 4018426 A1 [0002]
- - DE 3542925 C2 [0006]
- - DE 4008592 A1 [0007]
- - DE 3626748 C2 [0008]
- - DE 4438733 A1 [0009]
- - DE 4336993 C1 [0010]
- - DE 10233602 A1 [0011]