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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Faltung von Zuschnitten aus Well- oder Vollpappe für die Herstellung von Faltschachteln. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Bei der Herstellung von aus Voll- oder Wellpappe bestehenden Faltschachteln werden Zuschnitte verwendet, welche mit Rilllinien, Ritzen oder Perforationen versehen sind, längs welcher die Zuschnitte gefaltet bzw. geknickt werden können, um hierdurch z.B. mit einer Bodenfläche, einer Mantelfläche und einer Deckfläche ausgebildete Faltschachteln herzustellen.
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Wellpappen umfassen beispielsweise zwei ebene Papierbahnen, zwischen welchen sich eine gewellte Papierbahn befindet. Eine derartige Wellpappe wird auch als einschichtige bzw. einwellige Wellpappe bezeichnet, wobei eine zweischichtige bzw. zweiwellige Wellpappe zwei außen angeordnete ebene Papierbahnen, eine innen angeordnete ebenen Papierbahn und zwei gewellten Papierbahnen umfasst, welche jeweils zwischen der inneren ebenen Papierbahn und einer der beiden außen angeordneten ebenen Papierbahnen angeordnet sind. Darüber hinaus sind auch dreischichtige bzw. dreiwellige Wellpappen und andere mehrwellige Wellpappen. bekannt, wobei ferner bei Wellpappen zwischen verschiedenen Wellenarten und Kombinationen dieser Wellenarten entsprechend der Wellenhöhen und der Wellenteilungen unterschieden wird. So wird bspw. zwischen einer Grobwelle, einer Mittelwelle, einer Feinwelle und einer Mikrowelle unterschieden.
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Um bei aus Wellpappe hergestellten Faltschachteln die erforderliche Stapelfestigkeit der Faltschachteln zu erzielen, wird die Wellpappe derart angeordnet, dass in den Mantelflächen der Faltschachteln die Wellen von der Bodenfläche zur Deckfläche verlaufen bzw. die durch die Wellen gebildeten Kanäle von der Bodenfläche zur Deckfläche der Faltschachtel verlaufen.
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Um die Mantelfläche mit den erforderlichen Faltungen bzw. Knickungen zu versehen und die einander zugeordneten Teile der Mantelfläche miteinander verbinden zu können, müssen in die Mantelfläche parallel zum Verlauf der Wellen ausgerichtete Rilllinien, Ritzen oder Perforationen eingebracht werden, längs welcher die Mantelfläche zwischen den einzelnen Seitenflächen der Faltschachtel gefaltet bzw. geknickt werden kann. Dabei kann jedoch das Problem auftreten, dass die Rilllinien, Ritzen oder Perforationen längs eines Wellentales, längs eines Wellenberges oder längs der Flanke zwischen einem Wellental oder einem Wellenberg angeordnet sein können, wobei eine Faltung aufgrund der Steifigkeit des Materials dann nicht exakt entlang der hierfür erforderlichen Linie bzw. Rilllinie, Ritze oder Perforation erfolgt. Vielmehr können dabei Abweichungen von einer vorgegebenen Faltungslinie auftreten, welche in der Folge dazu führen können, dass eine Verbindung der beiden einander zugeordneten Endbereiche der Mantelfläche nicht an der dafür vorgesehenen Stelle erfolgt.
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Das Problem, dass die Faltung nicht exakt längs einer vorgegebenen Linie erfolgt, wird in Fachkreisen auch als Fishtailing und Gapschwankung bezeichnet. Das Problem des Fishtailings und der Gapschwankung kann bei zweiwelligen bzw. dreiwelligen Wellpappen und bei einer schwankenden Qualität der für die Herstellung der Wellpappe verwendeten Materialien verstärkt auftreten, wobei dies zu Problemen bei der Einhaltung von Maßtoleranzen und bei der automatischen Befüllung der Faltschachteln führen kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Faltung von Zuschnitten aus Well- oder Vollpappe für die Herstellung von Faltschachteln bereitzustellen, welche die genannten Nachteile vermeiden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Verfahren umfasst die Schritte: Aufbringen eines Flüssigkeitsgemischs umfassend mindestens 96 Vol.-% Wasser und maximal 4 Vol.-% eines Tensids, vorzugsweise umfassend mindestens 98 Vol.-% Wasser und maximal 2 Vol.-% eines Tensids, auf eine zuvor in einen Zuschnitt aus Well- oder Vollpappe eingebrachte Ritze, Perforation oder Rilllinie; Falten des Zuschnitts entlang der Ritze, Perforation oder Rilllinie oder Aufbringen eines Flüssigkeitsgemischs umfassend mindestens 96 Vol.-% Wasser und maximal 4 Vol.-% eines Tensids, vorzugsweise umfassend mindestens 98 Vol.-% Wasser und maximal 2 Vol.-% eines Tensids und anschließendes Einbringen einer Ritze, Perforation oder Rilllinie in einen Zuschnitt aus Well- oder Vollpappe.
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Das Aufbringen eines derartigen Flüssigkeitsgemischs ist besonders vorteilhaft, da aufgrund der Zugabe des Tensids die Oberflächenspannung des Flüssigkeitsgemischs derart verringert werden kann, dass das Flüssigkeitsgemisch schneller in Poren und damit in die Fasern des Zuschnitts aus Voll- oder Wellpappe eindringen kann. Somit kann ein Aufquellen und Erweichen der Fasern beschleunigt werden.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn das Aufbringen des Flüssigkeitsgemischs durch Zerstäuben des Flüssigkeitsgeschmischs unter Verwendung einer Zweistoffdüse erfolgt, wobei die Zerstäubung durch ein Druckgas erfolgt.
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Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn als Druckgas Umgebungsluft verwendet wird.
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Das Druckgas wird dabei vorteilhafterweise mit einem Druck im Bereich von etwa 0,5 bar bis etwa 100 bar, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,5 bar bis etwa 16 bar in die Zweistoffdüse eingeleitet, wobei das Flüssigkeitsgemisch drucklos zudosiert wird.
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Durch das Tensid im Flüssigkeitsgemisch kann die Oberflächenspannung im Flüssigkeitsgemisch reduziert werden, wobei durch die Verwendung der Zweistoffdüse aufgrund der dann geringen Oberflächenspannung eine besonders feine Zerstäubung des Flüssigkeitsgemischs erreicht werden kann, so dass das Flüssigkeitsgemisch aufgrund der Porosität der Voll- oder Wellpappe vergleichsweise schnell in die Voll- oder Wellpappe einziehen kann und dort in die Fasern der Voll- oder Wellpappe eindringen und diese erweichen kann.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn beim Aufbringen des Flüssigkeitsgemischs ein Tropfen aufweisender Tropfenstrahl erzeugt wird.
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Vorteilhafterweise werden dabei Tropfen mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 15 bis etwa 25 µm, vorzugsweise mit einem Durchmesser von etwa 20 µm erzeugt.
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Die dabei erzeugten kleinen Tropfen des Tropfenstrahls können aufgrund des unter Druck stehenden Druckgases mittels der Zweistoffdüse derart beschleunigt werden, dass die Tropfen auf eine Oberfläche der Voll- oder Wellpappe mit einer vergleichsweise hohen kinetischen Energie auftreffen, so dass ein Einziehen der Tropen in die poröse Voll- oder Wellpappe zusätzlich beschleunigt werden kann.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Einbringen der Rilllinie durch lokales Zusammendrücken der Vollpappe oder verschiedener Lagen der Wellpappe zwischen einer drehbar gelagerten Sonotrode und einem drehbar gelagerten Amboss bzw. einer zweiten Sonotrode und Anregen des zusammengedrückten Bereichs der Vollpappe oder Wellpappe mit Ultraschall erfolgt. Es ist jedoch auch denkbar, die Rilllinie rein mechanisch ohne die Verwendung von Ultraschall mittels eines Rillkörpers in die Wellpappe einzubringen.
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Vorteilhafterweise wird das Flüssigkeitsgemisch auf eine Oberseite des Zuschnitts aus Well- oder Vollpappe und/oder eine Unterseite des Zuschnitts aus Well- oder Vollpappe aufgebracht. Ein Aufbringen des Flüssigkeitsgemischs auf die Ober- und Unterseite hat sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei bei einseitig beschichteten Zuschnitten vorgesehen sein kann, das Flüssigkeitsgemisch nur auf die Oberseite oder nur auf die Unterseite aufzubringen.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Die Vorrichtung umfasst eine Einrichtung zum Einbringen einer Ritze, Perforation oder Rilllinie in eine Voll- oder Wellpappe und wenigstens eine Zweistoffdüse die derart ausgelegt und angeordnet ist, dass ein Flüssigkeitsgemisch umfassend mindestens 96 Vol.-% Wasser und maximal 4 Vol.-% eines Tensids, vorzugsweise umfassend mindestens 98 Vol.-% Wasser und maximal 2 Vol.-% eines Tensids auf die zuvor in den Zuschnitt eingebrachte Ritze, Perforation oder Rilllinie durch Zerstäuben aufgebracht werden kann oder derart ausgelegt und angeordnet ist, dass ein Flüssigkeitsgemischs umfassend mindestens 96 Vol.-% Wasser und maximal 4 Vol.-% eines Tensids, vorzugsweise umfassend mindestens 98 Vol.-% Wasser und maximal 2 Vol.-% eines Tensids vor Einbringen einer Ritze, Perforation oder Rilllinie auf den Zuschnitt aus Well- oder Vollpappe aufgebracht werden kann.
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In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Einrichtung zum Einbringen der Ritze, Perforation oder Rilllinie eine drehbar gelagerte Sonotrode und einen drehbar gelagerten Amboss bzw. eine zweite Sonotrode umfasst. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Einrichtung zum Einbringen der Ritze, Perforation oder Rilllinie einen mechanischen Rillkörper umfasst, der zur Erzeugung einer Rilllinie ohne die Verwendung von Ultraschall ausgelegt ist.
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Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Zweistoffdüse einen ersten Düseneinlass für das Flüssigkeitsgemisch und einen zweiten Düseneinlass für ein Druckgas aufweist, und dass die Zweistoffdüse einen Düsenauslass für die zerstäubte Flüssigkeit aufweist.
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Vorteilhafterweise ist eine Druckluftquelle vorgesehen, die mit dem zweiten Düseneinlass der Zweistoffdüse verbunden ist und derart ausgelegt ist, dass Druckluft mit einem Druck von etwa 0,5 bar bis etwa 16 bar der Zweistoffdüse zugeführt werden kann.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn wenigstens eine Zweistoffdüse vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, dass das Flüssigkeitsgemisch auf eine Oberseite des Zuschnitts aus Well- oder Vollpappe aufgebracht werden kann und/oder wenn wenigstens eine Zweistoffdüse vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, dass das Flüssigkeitsgemisch auf eine Unterseite des Zuschnitts aus Well- oder Vollpappe aufgebracht werden kann.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer eine Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Faltung von Zuschnitten aus Well- oder Vollpappe für die Herstellung von Faltschachteln; und
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2 einen Schnitt durch eine Zweistoffdüse der Vorrichtung gemäß 1.
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In den 1 und 2 sind Abschnitte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Faltung von Zuschnitten aus Well- oder Vollpappe für die Herstellung von Faltschachteln gezeigt.
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1 zeigt dabei einen Zuschnitt einer einwelligen Wellpappe 12, in den in einem vorgelagerten Prozessschritt mittels der Vorrichtung 10 bereits eine Mehrzahl von Rilllinien 14 eingebracht wurde. Der Zuschnitt der einwelligen Wellpappe 12 umfasst dabei eine obere ebene Papierbahn 16, eine untere ebene Papierbahn 18, sowie eine gewellte Papierbahn 20, die zwischen den beiden ebenen Papierbahnen 16, 18 angeordnet ist.
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Die Vorrichtung 10 weist eine in den Figuren nicht gezeigte Einrichtung zum Einbringen der Rilllinien 14 auf, die eine drehbar gelagerte Sonotrode und einen drehbar gelagerten Amboss bzw. eine zweite drehbar gelagerte Sonotrode umfasst, so dass die Rilllinie 14 ultraschallunterstützt in die Wellpappe 12 eingebracht werden kann. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Rilllinien mit einem mechanischen Rillkörper in die Wellpappe 12 ohne den Einsatz von Ultraschall eingebracht werden.
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Die Vorrichtung 10 weist als Zweistoffdüsen 22 ausgebildete Sprühdüsen auf, welchen über Leitungen 24 ein Druckgas, insbesondere Druckluft mit einem Druck im Bereich von etwa 0,5 bar bis etwa 16 bar und ein Flüssigkeitsgemisch zugeführt wird und durch welche das Flüssigkeitsgemisch auf die Rilllinien 14 aufgebracht wird. Das Flüssigkeitsgemisch umfasst mindestens 96 Vol.-% Wasser und maximal 4 Vol.-% eines Tensids, vorzugsweise mindestens 98 Vol.-% Wasser und maximal 2 Vol.-% eines Tensids. Zwei Zweistoffdüsen 22 sind derart angeordnet, dass das Flüssigkeitsgemisch auf eine Oberseite 25 der Wellpappe 12 aufgebracht werden kann, wobei zwei Zweistoffdüsen 22 derart angeordnet sind, dass das Flüssigkeitsgemisch auf eine Unterseite 27 der Wellpappe aufgebracht werden kann. Ein Aufbringen des Flüssigkeitsgemischs auf die Ober- und Unterseite 25, 27 hat sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei bei einseitig mit empfindlichen Lacken beschichteten Zuschnitten vorgesehen sein kann, das Flüssigkeitsgemisch nur auf die Oberseite 25 oder nur auf die Unterseite 27 aufzubringen.
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Eine Zweistoffdüse 22 der Vorrichtung 10 ist in 2 im Schnitt gezeigt. Die Zweistoffdüse 22 weist eine Spindel 24 mit einem ersten Düseneinlass 26 für das Flüssigkeitsgemisch und einem zweiten Düseneinlass 28 für das Druckgas auf, wobei das Flüssigkeitsgemisch in Richtung des Pfeils 30 in die Zweistoffdüse 22 eingeleitet wird und wobei das Druckgas in Richtung des Pfeils 32 in die Zweistoffdüse 22 eingeleitet wird.
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Die Zweistoffdüse 22 weist einen Düsenauslass 34 auf, aus dem im Betrieb der Vorrichtung 10 bzw. der Zweistoffdüse 22 ein Tropfenstrahl 36 austritt, dessen Tropfen einen Durchmesser im Bereich von etwa 15 bis etwa 25 µm, vorzugsweise mit einem Durchmesser von etwa 20 µm aufweisen. Zur Erzeugung derartig kleiner Tropfen ist es besonders vorteilhaft, das oben genannte Flüssigkeitsgemisch zu verwenden, da aufgrund der Verwendung des Tensids ein Wassergemisch mit einer vergleichsweise geringen Oberflächenspannung bereitgestellt werden kann.
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Die Tropfen des Tropfenstrahls 36 können aufgrund der Verwendung der Zweistoffdüse 22 durch das unter Druck stehende Druckgas mit einer vergleichsweise hohen kinetischen Energie auf einen Zuschnitt aus Wellpappe 12 aufgebracht werden, so dass die vergleichsweise kleinen Tropfen schnell in die poröse Oberfläche des Zuschnitts aus Wellpappe 12 eindringen können und dort in die Fasern des Zuschnitts aus Wellpappe 12 eindringen und die Fasern aufweichen können.
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Dadurch, dass das Flüssigkeitsgemisch auf die Rilllinie 14 aufgesprüht, wird der Zuschnitt aus Wellpappe 12 im Bereich der Rilllinien 14 so schmiegsam, dass ein daran anschließender Faltungsvorgang entlang der Rilllinien 14 unabhängig davon, in welchem Bereich der Wellen eine Faltung vorgenommen wird, exakt längs der vorgegebenen Rilllinie 14 erfolgt, wodurch die Zuschnitte aus Wellpappe 12 exakt in der erforderlichen Weise gefaltet werden und somit der eingangs beschriebene Fishtailing-Effekt vermieden wird.
