DE1586463A1

DE1586463A1 - Hohlkoerperartiges Stuetzelement und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE1586463A1
Application number: DE19671586463
Authority: DE
Inventors: Franz Achermann; Werner Achermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-11-28
Filing date: 1967-11-23
Publication date: 1970-05-21
Also published as: AT290972B; GB1214647A; CH483309A

Description

23. Nov. 1967

Patentanwalt

,hg. ß. Weinhausen 1586 46

München S3

WldenmayerstraBe 49

TdLSSSf 23 %»

Einreichungsfertig erhalten und von mir nur wertergeleitet.

Wein hausen

Patentanwalt.

Werner Achermann und Franz Achermann. Zürich (Schweiz)

Hohlkörperartiges Stützelement und Verfahren zur Herstellung desselben.

JIs ist bekannt, in Bahnen, wie Karton, Wellkarton etc. Falze anzubringen und vielfach umzulegen um Hohlkörper herzustellen. Wenn letztere für Stützaufgaben verwendet und damit Druckbelastungen ausgesetzt werden, entstehen bei den konventionellen Falzen Spannungswiderstände, welche bei dickeren Bahnen beim Umlegen sowie bei Druckeinwirkungen zum teilweisen oder ganzen Aufreissen führen. Bei Hohlkörpern, besonders solchen welche zur Stützung und Stabilitätserhöhung anderer Elemente dienen» erfolgen die Umlegungen je nach den Verhältnissen im rechten, stumpfen oder spitzen Winkel.

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Auch unter den stumpfen oder spitzen Winkeln divergieren je nach der Struktur des Hohlkörpers die Winkelgrade der aneinanderstossenden Winkelschenkel. Die Winkelschenkel nehmen deshalb bei den Umlege- oder Umfaltstellen willkürliche, einander angepasste Stellungen ein, vas die Stabilität und die Tragfähigkeit ungünstig beeinflusst, ferner werden diese in Spannungszustand versetzt, überbeansprucht und damit beschädigt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein hohlkörperartiges Stützelement und ein Verfahren zur Herstellung desselben, wodurch die vorgenannten Umstände auf einfache und sichere Weise beseitigt werden. Das Stützelement zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass die Falzwinkel in gestrecktem Zustand der Werkstoffbahn zur Anpassung an die verschiedenen Umfaltverhältnisse zueinander verschiedene Grosse aufweisen, wobei in mehrfach umgefaltetem, ein hohlkörperartiges Stützgebilde abgebendem Zustand, in den Faltstellen die jeweils aneinanderstossenden Teile der Winkelschenkel einander formschlüssig anliegen, auf ihrem Anliegebereich sich gegenseitig abstützen und damit die Faltstellen in spannungslosen Zustand gebracht werden.

Das hohlkörperartige Stützelement stellt man erfindungsgemäss in der Weise her, dass man auf der einen Seite der Werkstoffbahn mittels eines Schneidwerkzeuges Einschnitte anbringt und alsdann diese erweitert, worauf man mittels Rillwerkzeugeii längs der Erweiterungen Falzwinkel mit zueinander verschiedenen Graden bildet, die den Grossen der vorzunehmenden Faltungen der Werkstoffbahn angepasst sind und schliesslich durch Falten an den passend gefertigten

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Falzwinkeln den Hohlkörper herstellt.

In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sowie einzelne Herstellungsphasen des Stützelementes dargestellt, und zwar zeigen :

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Stützelementes in

verschiedenen Herstellungsphasen, Fig. 2 und 3 einen Schnitt gemäss Linie II-II in grösserem

Masstab in zueinander verschiedenen.Herstellungs-■ • phasen bei einem doppellagigen Wellkarton, Fig. 4 einen Schnitt gemäss Linie II-II in Fig. 1 in verschiedenen Herstellungsphasen bei einem einlagigen Wellkarton, . .

Fig. 5 das Stützelement in gestreckter Bahn vor dem Umlegen, Fig. 6 die Bahn gemäss Fig. 5 in perspektivischer Ansicht, Fig. 7 das hohlkörperartige Stützelement, im Gegensatz zu der Bahn nach Fig. 5 in einer Richtung umgefaltet, Fig. 8 das Stützelement mit dreikant-prismatischer Struktur Fig. 9 das Stützelement in Vierkant-Struktur, Fig..10 eine Hohlplatte mit eingebauten Stützelementen.

Das hohlkörperartige Stützelement ist z.B. aus einer Wellkartonbahn 1 gebildet. Wach Fig. 1 bis 3 ist die Wellkartonbahn doppellagig, nach Fig. 4 dagegen einlagig. Das Stützelement kann Strukturen aufweisen wie die Fig. 6, 8, 9 und 10 erkennen lassen. Die gewünschte Struktur wird durch entsprechendes Umlegen resp. Umfalten an besonders, ausgebildeten Falzen erhalten.

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Die Vorbearbeitung der Wellkartonbahn für die Herstellung des Stützelementes geht aus den Fig. 1 bis 7 hervor. Zuerst sind nicht durchdringende Einschnitte 4 auf dem oberen Deckblatt 2, querverlaufend zur Wellung des Wellkartons, anzubringen. Diese Einschnitte 4 (Fig. 1 und 2) reichen bei einer doppellagigen Wellkartonbahn 1 jeweils bis in die Wellung der zweiten Wellkartonlage und werden mittels eines Rillwerkzeuges bis auf das untere Deckblatt 3 vertieft und zugleich erweitert. Gemäss Fig. 3 können die Einschnitte 4 bis an das erste Deckblatt der zweiten Wellkartonlage reichen» Mittels eines Vorrillwerkzeuges werden die Einschnitte 4 zu Rillen 4^T mit senkrechten Rillenwänden erweitert, zugleich wird auch das erste Deckblatt der zweiten Wellkartonlage vorgerillt. Ein anderes Rillwerkzeug bildet alsdann keilförmige, die Falzwinkel 4" abgebende Rillen welche verschieden tief sein können, und wie die Fig. 2 und 5 zeigen zueinander verschiedene Grade aufweisen. Bei den Rillen 4¹ bilden die benachbarten Teile 5^! (Fig. 2, 3) die schrägstehenden Winkelschenkel 5, die von den Kanten 6 V-förmig gegen den Rillengrund verlaufen. Bei einlagigem Wellkarton gemäss Fig. 4 werden die Einschnitte 4 vom oberen Deckblatt 2 bis nahe an das zweite Deckblatt 3 geführt. . ' .

Die durch das Vorrillwerkzeug erzeugten breiteren Rillen 4¹ werden zur Führung der nachfolgenden Falzwinkel-Rillwerkzeuge herangezogen. Letztere stauchen die querverlaufenden Wellen des Wellkartons in vorausberechneten Winkelgraden an den Kanten 6. Die Rillwerkzeuge können zur Ermöglichung der stufenweisen Ausweitung der Rillen 4' zu den Falzwinkeln 4" hintereinander eingesetzt werden.

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In einem einzigen Durchlauf lassen sich damit Einschnitte 4, die Rillen 4" und die Falzwinkel 4'' herstellen. Die Grosse resp,- Grade der Falzwinkel 4" sind so berechnet, dass beim Zusammenfalten des Wellkartons die Winkelschenkel 5 satt aneinanderstossen und im ganzen Aneinander^ tossbereich einander formschlüssig sowie gegenseitig stützend anliegen. Es ergibt sich damit ein für statische Beanspruchungen aussergewöhnlich solides Stutzgebilde, das relativ hohen Belastungsdrücken standhält. Die FaItstellen 7 der Falzwinkel 4" werden durch die formschlüssige Anlage und gegenseitige Abstützung im gefalteten Zustand spannungslos gehalten, so dass sie nicht .nur bei der Herstellung, sondern auch bei Druckbeanspruchungen im praktischen Gebrauch an den Umfaltstellen nicht aufreissen. Die Falzwinkel 4" nach Fig. 2 weisen z.B. 72°, nach Fig. 3 45° und nach Fig. 5 30° auf. Die Grade der Falzwinkel 4" richten sich ganz nach der Struktur und Grosse des durch Umfalten der Wellkartonbahn 1 herzustellenden ,hohlkörperartigen Stützelementes.

Die zur Bildung des Dreikant- wie auch des Vierkant-Hohlkörpers dienende Wellkartonbahn (Fig. 7) weist Falzwinkel 4" von verschiedenen Winkelgraden auf der gleichen Seite des Deckblattes 2 auf. Der Weilkarton nach Fig. 5, aus welchem das Stützelement nach Fig. 6 gefertigt wird, weist dagegen abwechselnd je zwei Falzwinkel 4" auf der oberen und unteren Seite auf. Beim Zusammenfalten der Wellkartonbahn nach Fig. 5 wird ein gegenseitig ineinandergreifendes, Dreikanthohlkörper bildendes, plattenförmiges Stützelement geschaffen, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Der horizontale obere Flachteil 2 ist mit der Deckplatte 8, der untere Flachteil 3 dagegen mit der

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Deckplatte 9 verleimt. Beim Zusammenfalten der Wellkartonbahn nach !ig. 7 entsteht der in !ig. 8 gezeigte Dreikant-Hohlkörper, bei welchem die beiden Endteile I¹ in der Vertikalrichtung einander anliegend verlaufen und miteinander verleimt sein können. Dieses Stütz-

element (!ig. 8) kann beispielsweise auch als Verstrebung in einen Vierkanthohlkörper 1 eingeschoben werden (!ig. 9). Letzterer besteht aus einer mehrfach gefalteten Wellkartonbahn 1, bei welcher die !alzwinkel 4" auf der gleichen Seite liegen und eine 5fache Unterteilung herbeiführen. Beim Zusammenfalten der Wellkartonbahn kommen die erste und die letzte dieser Unterteilungen aufeinander zu liegen und werden an den Anliegeseiten 10 miteinander verleimt. Die erste auf der Innenseite des Hohlkörpers liegende Unterteilung 11 weist einen zusätzlichen, in der Ilitte liegenden Schnitt-Winkelfalz

12 auf. Beim Einschieben .eines winkelförmigen Verstrebungskörpers

13 greift die Scheitelkante der Umfaltst.ellen 7 von innen her in den Winkelfalz 12 und findet in letzterem einen rutschsicheren Sitz.

Wie !ig. 10 zeigt, können mehrere Stützelemente nach !ig. 8 nebeneinander verlegt sein und die Zwischenlage einer Hohlplatte bilden. In diesem !all werden die Dreikant-Hohlkörper mit ihren zu den miteinander verleimten Höhenschenkeln 1^T rechtwinkligen Seitenflächen, den einander zugekehrten Innenseiten der Deckplatten 8, 9 anliegend, mit diesen verleimt. Alsdann werden die beiden freiliegenden Keilflächen,der mit den Deckplatten 8, 9 verleimten^NDreikant-Hohlkörper, mit Leim versehen und die Deckplatten 8, 9 mit ihren einander zugekehrten Stutzelementen so miteinander verpresst, dass letztere kämmend ineinandergreifen (!ig. 10).

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Der beschriebene Erfind Imgsgegenstand ermöglicht die schnelle automatische Herstellung von Stützelementen aus Wellkartonbahnen in irgendeinem zur Stützung geeigneten, durch Falten herzustellenden Gebilde. Jede konventionelle Wellkartonbahn von verschiedener Qualität und Dicke lässt sich verwenden. Selbst extrem dünne Wellkartons eignen sich für die Herstellung von erfindungsgemässen Stützelementen. . Indem man zuerst Schnitte 4 in die Wellkartonbahn einschneidet, Erweiterungen 4^T anbringt und schliesslich die Falzwinkel 4" herstellt, wobei die Schnitte 4 als Führungen wirken, wird auch bei grossen Geschwindigkeiten der Herstellungsmaschine eine hohe Präzision gewährleistet, wie es für Stützelemente unentbehrlich ist. Die Falzwinkel 4" beeinträchtigen in keiner Weise die statischen Eigenschaften der Stützelemente, im Gegenteil, sie bewirken durch genaue Anpassung der einander anliegenden Stützflächen eine wesentliche Verbesserung der Festigkeitseigenschaften. Diese Falzwinkel 4" leisten überall dort gute Dienste, wo das Material der Stützelemente nicht durch Zug, sondern durch Druck beansprucht wird. Der Winkelfalz 12 '(Fig. 9) leistet ebenfalls als Halterung und Führungsrinne für den Verstrebungskörper 13 gute Dienste, indem die Kanten der Faltstellen 7 unverrutschbar in diesen eingreift. Auch wenn die Kanten der Faltstellen 7 auf eine Tiefe von nur 2 mm im Winkelfalz liegen,, wird eine zuverlässige Halterung bewirkt. Ein solches Stützelement kann daher als zusammenlegbare Fussleiste von Paletten, Palettschachteln etc. verwendet werden.

Dank der vorgefertigten, genau den Umfaltverhältnissen angepassten Falzwinkel 4" lassen sich die durch letztere geschaffenen

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Unterteilungen der Wellkartonbahn beim Falten der letzteren sehr leicht und ohne störende Spannungen an den Faltstellen 7 in die gewünschte Form bzw, Struktur der StUtzeleuiente bringen. Da Eigenspannungen in den Falzwinkeln resO, den FaItstellen 7 fehlen, werden dieselben auch bei schneller Verleimung das gebildete Stützelement nicht dem Zerschleiss ausliefern. Zufolge der genauen gegenseitigen Anpassung der Anliegeseiten der Winkelschenkel 5 wird in der Herstellung von Stützelementen aus Wellkarton eine bisher ungewöhnliche Genauigkeit und" Festigkeit erzielt.

Entscheidend beim beschriebenen Erfindungsgegenstand ist,-dass die Anliegeflächen der Winkelschenkel 5 in passenden Winkelgraden zu den vorzunehmenden Faltungen der Wellkartonbahn vorgefertigt sind, um das hohlkörperartige Stützelement nässend zu bilden. Erst in dieser Ausbildung wird ein formschlüssiges Aneinanderliegen der Winkelschenkel 5 und eine gegenseitige Abstützung erreicht, ohne die Faltstellen 7 in Spannungszustand zu versetzen und beschädigungsanfällig zu machen. ' ■ '

Die Anzahl der Lagen beim verwendeten Wellkarton richtet, sich ganz nach dem Verwendungszweck und: den Druekbeanspruchungen, normalerweise ist derselbe zwei- bis^s&vierlagig. ' ^;

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Claims

Patentansprüche

1. Hohlkörperartiges Stützelement, welches aus einer mehrfach gefalteten Werkstoffbahn besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzwinkel (4^ff) in gestrecktem Zustand der Werkstoffbahn zur Anpassung an die verschiedenen Umfaltverhältnisse zueinander verschiedene GrÖsse aufweisen, wobei in mehrfach umgefaltetem, ein hohlkör- - perartiges Stützgebilde abgebendem Zustand, in den Faltstellen (-7) die jeweils aneinanderstossenden Teile der Winkelschenkel (5) einander formschlüssig anliegen, auf ihrem Anliegebereich sieh gegenseitig abstützen und damit die Faltstellen in spannungslosen Zustand gebracht werden. . .

2. Stützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffbahn (l) aus Wellkarton besteht und die Falzwinkel (4^M) quer zu den Wellungen der letzteren verlaufen., .

3. Stützelement nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellkarton,(l) einlagig ist und die auf dem einen Deckblatt (2) angebrachten Einschnitte (4) und die Falzwinkel (4") bis an das andere Deckblatt (3) reichen.

4. Stützelement nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellkarton (l) doppellagig ist und die linschnitte (4) und die Falzwinkel (4^H) die erste Lage und das andere Deckblatt der zweitea Lage durchsetzend, bis an das zweite Deckblatt der zweiten Lage reicht, ·

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5. Verfahren zur Herstellung des hohlkörper art igen Stützelementes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man auf der einen Seite der Werkstoffbahn (l) mittels eines Schneidwerkzeuges Einschnitte (4) anbringt und alsdann diese erweitert, worauf man mittels Rillwerkzeugen längs der Erweiterungen (4¹) Falzwinkel (4") mit zueinander verschiedenen Graden bildet, die den Grossen der vorzunehmenden Faltungen der Werkstoffbahn angepasst sind und sehliesslich durch Falten an.den passend gefertigten lalzwinkeln (4") den Kohlkörper herstellt.

6« Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Erweiterungen (4¹) der Einschnitte (4) so bewerkstelligt, dass senkrechte, parallel zueinander verlaufende Rillenwände gebildet sind. ■ ."■ -

7. Verfahren nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Einschnitte (4), die Erweiterungen (4^T) und die lalzwinkel (4^M) in durch hintereinander geschaltete Werkzeuge miteinander in einem Arbeitsgang ausführt.

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