DE1957465A1

DE1957465A1 - Rohrfoermiges Bauteil

Info

Publication number: DE1957465A1
Application number: DE19691957465
Authority: DE
Inventors: Stump Paul Wesley
Original assignee: Clevepak Corp
Current assignee: Madison Management Group Inc
Priority date: 1968-11-20
Filing date: 1969-11-15
Publication date: 1970-06-11
Also published as: DE6944385U; GB1243716A; US3648920A; CA953227A

Description

1 9 5 7 U ß S

PATENTANWALT I 3 s> / 4 O J

DIPL-ING.

HELMUT GÖRTZ

6 Frankfurt am .Main 70 Sdineckenhofstr. 27-Tel.617079

13. November 1969

Gzk/Ra.

Clevepak Corporation

Rohrförmiges Bauteil

Die Erfindung betrifft rohrförmige Bauteile und insbesondere dreiseitige rohrförmige Bauteile, die vor allem zum Bau und zur Verstärkung von Behältern zweckmäßig sind.

Bei vielen Behältern, insbesondere gewellten oder festen Fiberschachteln ist häufig eine Verstärkung der Seitenwände erforderlich, damit der Behälter bestimmten Beanspruchungen und Spannungen widerstehen kann. Wenn beispielsweise die Behälter aufeinandergestapelt werden und die Behälter statt des Inhalts die Last aufnehmen, dann müssen die Wände des untersten Behälters in einem Stapel im wesentlichen Kräfte aufnehmen, die die Wände su verformen suchen. Wenn man zuläßt, daß sich die Wändedeutlich verformen, dann kann ein zerbrechlicher Inhalt beschädigt werden.

Um die Steifigkeit des würfelförmigen Behälters zu erhöhen, wurden hölzerne Eckpfosten, gewellte oder Fiberpfosten oder · zylindrische Rohre in die Behälter eingesetzt, um eine Verstärkung in bestimmten Richtungen zu erreichen. Hölzerne Pfosten werden zunehmend kostspieliger und stören bei dem üblichen Rücklauf von Altkartons, wobei die Behälter zerkleinert werden, um zur Papierfabrik zurückgebracht zu' werden. Die Festigkeit von gewellten oder Fiberpfosten ist häufig nicht

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ausreichend, wenn große Beanspruchungen auf die Behälter wirken, in denen diese Pfosten die hauptsächliche Versteifung bilden. Der Grund hierfür liegt darin, daß die üblichen formgebenden Schnitte die Tragfähigkeit verringern. Zylindrische Rohre nehmen am Rande liegenden Speicherplatz weg und berühren die Behälter nur tangential mit einer Mantellinie des Rohres; diese geringfügige Oberflächenberühfung ergibt nur eine geringe Berührungsfestigkeit, selbst wenn die Rohre mit den Behälterwänden verklebt werden, um den Behälter in den Richtungen quer zu den Rohren zu versteifen.

Mit der vorliegenden Erfindung werden im Querschnitt dreieckige Rohre geschaffen, die höhere Festigkeit und andere wünschenswerte Eigenschaften aufweisen. Solche Rohre sind insbesondere nützlich als Verstärkungsträger oder Säulen für Wellpappbehälter oder andere Behälter; wenn die Rohre in die Ecken der quaderförmigen Behälter eingeklebt werden, bilden sie mit den Behälterwänden ein Stück und weisen in axialer Richtung und in Querrichtung eine Festigkeit gegen eine Verformung des Kartons auf. Vorzugsweise sind einzelne Fiberlagen zu einer einheitlichen Wand zusammengelegt; das BauteEList im wesentlichen nahtlos, stark und von geringem Gewicht, seine Seiten sind mehr oder minder eben und sein Querschnitt ist im wesentlichen dreieckig, d.h. ebene oder angenähert ebene Seiten bilden eine dreieckige oder angenähert dreieckige Gestalt, so daß die Seiten eine große Berührungsfläche zur Anlage an oder zum Verkleben mit einer Behälterwand ergeben. Solche rohrförmigen Bauteile können einzeln in die Ecken eingesetzt oder längs einer Wand angebracht werden, sie können zwischen denEeken verwendet werden oder einzeln oder mehrfach für eine mittige oder sonstige vertikale Versteifung, um einen quer wirkenden Widerstand gegen

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eine Verformung des Kartons zu ergeben. Für die universellste Verwendbarkeit wird das Rohrbauteil mit einem Querschnitt in Form eines rechtwinkligen, gleichschenkligen Dreiecks ausgeführt, so daß es nicht nur in die Ecken von rechtwinkligen Kästen paßt, sondern auch eine Oberfläche schafft, die einen verhältnismäßig großen Bereich aufweist, die die Hypotenuse bildet, um gegen eine flache, zu verstärkende Fläche gesetzt zu werden, beispielsweise zwischen den Ecken eines Behälters.

Zwei Faktoren beeinflussen die Steifigkeit eines Quaders sowohl in axialer wie auch in Querrichtung, die durch Versteifungssäulen in einem Behälter erzielt wird; es sind dies der Berührungsbereich der Fläche zwischen den Versteifungsbauteilen und den Wänden des Behälters und der Abstand, um den sich diese Berührung von den Ecken wegerstreckt. Je größer der Abstand von der Ecke ist, desto größer ist das Widerstandsmoment gegen "eine Verformung. Im einzelnen wird eine verbindende Kraft durch einen Klebstoff oder eine andere Verklebung erreicht, die zwischen dem Behälter und dem Teil der Wandfläche des Verstärkungsbauteils ausgeführt wird, der in Reibberührung oder Klebberührung damit steht, wodurch ein integrierter Bereichsfaktor geschaffen wird, der die Steifigkeit beeinflußt; außerdem ist ein Faktor bezüglich des Momentenarms gegeben," der von dem Abstand der geklebten Fläche von der Ecke abhängt, wie er sich aus der Form und den Abmessungen des Verstärkungsbauteiles ergibt. Eine rohrförmige Eckenverstärkung mit der Form eines rechtwinkligen Dreiecks hat den Vorteil, daß sie ein Minimum an nutzbarem Kartonraum in einem Behälter beansprucht, der ebene Seiten hat, bezogen auf den Bereich der Wandflächenberührxing und die Größe des Homentenarns, die sich aus dem gegenseitigen Kontakt zwischen dem

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rohrförmigen Bauteil und den Behälterwänden ergeben* Zum Beispiel nimmt ein quadratischer Querschnitt mit vergleichbarer Eckenberührungsfläche zweimal so viel nutzbaren Kartonraum ein wie eine dreieckige Verstärkung, während zylindrische Verstärkungen nur Linienberührung oder tangentiale Berührung mit den Seiten des Behälters ergeben. Pur einen vorgegebenen Aufwand an Innenraum ist der Abstand dieser tangentialen Berührung einer zylindrischen Verstärkung vom Scheitelpunkt der Behälterecke geringer als bei einem dreieckigen Bauteil und seine insgesamt durch Reibung übertragbare Kraft, die einer Querverformung des Kartons entgegensteht, ist wesentlich geringer.

Kennzeichnend für das vorliegende rohrförmige Bauteil mit dem Querschnitt eines rechtwinkligen gleichschenkligen Dreiecks ist die etwas größere axiale Elastizität, die sich aus dem größeren Bereich der Hypotenusenseite ergibt, verglichen mit Rohrbauteilen mit quadratischem oder kreisförmigem Querschnitt. Es kann angenommen werden, daß wegen dieser Elastizität kurzzeitige Stoßbeanspruchungen ertragen werden können, die anderenfalls bei einer steiferen Bauweise zur Zerstörung führen würden.

Breieckige oder angenähert dreieckige rohrförmige Bauteile gemäß der Erfindung werden verzugsweise aus Materialien mit axialer Orientierung hergestellt, d.h. Materialien mit Fibern oder Fasern, die vorzugsweise in einer Richtung ausgerichtet sind. Zweckmäßigerweise wird ein Blatt oder ein Gewebestreifen aus einem axial orientierten Material spiralig zu einer rohrförmigen Gestalt mit dreieckigem Querschnitt gewickelt, wobei sich die Materialfasern in Längsrichtung erstrecken. Hoher axialer Druck- oder Zugwiderstand des fertiggestellten Bau-

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teils wird durch die den Fasern innewohnende Festigkeit in ihrer Längsrichtung erhalten. Auf einer Zylindermaschine hergestelltes Papier, wie wiederaufbereitetes Kraftpapier, hat Fasern, die vorzugsweise in einer Richtung ausgerichtet sind, die als die "Maschinenrichtung" des Papiers bezeichnet wird, d.h. die Richtung, Inder die Papierbahn von dem Zylinder der Papiermaschine erzeugt wird. Die Druckfestigkeit solcher Bahnen ist meist unterschiedlich, d.h. sie ist in der Maschinenrichtung größer und in der Querrichtung geringer. Diesen Unterschied macht man sich bei der Herstellung von dreieckigen rohrförmigen Bauteilen vorteilhafterweise zunutze, indem man das Papier in einer Richtung quer zur Maschinenrichtung des Papiers spiralig wickelt. Diese Faserausrichtung ergibt zusammen mit der guten Eigenschaft von auf einer Zylindermaschine hergestelltem Papier hinsichtlich der Schichtverklebung eine Papierfestigkeit in der Maschinenrichtung, die zwei-bis viermal größer sein kann als in der Querrichtung. Andere faserähnliche Materialien mit entsprechenden Eigenschaften hinsichtlich der Längs-zu-Quer-Festigkeit können Festigkeitsvorzüge ergeben, wenn sie zur Herstellung von dreieckigen oder angenähert dreieckigen rohrförmigen Bauteilen verwendet werden, jedoch Papier ist besonders vorteilhaft, weil es eine hohe Festigkeit hat und verhältnismäßig leicht und billig ist.

Eine bevorzugte Eckenabstützung oder ein Verstärkungsrohf mit dreieckigem oder angenähert dreieckigem Querschnitt gemäß der Erfindung wird aus spiralig gewickeltem Kraftpapier hergestellt, wobei die Papierfasern quer zur Wickelrichtung ausgerichtet sind. Diese Verstärkung hat insbesondere gute Eigenschaften hinsichtlich des Gewichts und der Festigkeit und ist mit verhältnismäßig geringen Kosten herzustellen. Das Blatt-

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material ist mit einem Klebstoff beschichtet oder getränkt, der die Lagen oder Wicklungen zusammenklebt und die Lastaufnahmefähigkeit des fertigen Bauteils verbessert. Eine angenähert dreieckige Querschnittsform hat den Vorteil gegenüber einer Form mit geraden Seiten, daß sie eine gute Verklebung und Schichtung erleichtert und höhere Wickelgeschwindigkeiten erleichtert wegen der geringen Wandkrümmung, die dazu neigt, das Blatt während des Wickeins unter Spannung zu halten. Zugleich bringt diese Querschnittsform einen verhältnismäßig großen Momentenarm und großen Berührungsbereich, verglichen mit einem Rohr mit kreisförmigem Querschnitt. Mit der Erfindung wird ein neuartiges und verbessertes dreieckiges oder angenähert dreieckiges rohrförmiges Bauteil geschaffen, dessen Verhältnis der Festigkeit zu dem Gewicht groß ist und das einem Behälter, als dessen Versteifungsbauteil es verwendet wird, ein hohes Maß an räumlicher Steifigkeit gibt.

Außerdem ergibt das erfindungsgemäße Bauteil einen beachtlichen Bereich von Reib- oder Klebberührung mit einer Fläche eines Behälters und einen großen Momentenarm von den Ecken des Behälters, beansprucht jedoch nur wenig Behälterraum.

Mit der Erfindung soll ein dreieckiges oder angenähert dreieckiges rohrförmiges Bauteil geschaffen werden mit axial orientiertem Material, wie Fasern und dergleichen, die sich in Längsrichtung des rohrförmigen Bauteils erstrecken und miteinander verklebt sind. Außerdem schafft die Erfindung ein steifes, aus einem Stück bestehendes dreieckiges oder angenähert dreieckiges rohrförmiges Bauteil aus gewickeltem Blattmaterial, insbesondere Blattmaterial aus Fasern, die vorzugsweise in Längsrichtung des Bauteils ausgerichtet sind, wobei

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die Wicklungen des Materials miteinander verklebt sind.

Mit der Erfindung wird weiterhin ein rechtwinklig-dreieckiges oder angenähert dreieckiges rohrförmiges Bauteil aus Kraftpapier geschaffen, daa spiralig quer zur Maschinenrichtung des Papiers gewickelt ist und verklebt ist, um ein verbessertes Verstärkungsbauteil für einen Behälter zu ergeben.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Darstellung von Ausführungsbeispielen und den Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Teildarstellung eines erfindungsgemäßen Rohrbauteils,

Fig. 2 eine perspektivische Teildarstellung eines anderen erfindungsgemäßen Rohrbauteils,

Fig. 3 eine perspektivische Teildarstellung des Bauteils nach Fig. 1, das in die Ecke eines Behälters eingesetzt ist,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Bauteils und des Behälters nach Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Teildarstellung des Bauteils nach Fig. 2, das in die Ecke eines Behälters eingesetzt ist,

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Pig. 6 eine vergrößerte Teildarstellung des Bauteils und des Behälters nach Fig. 5, und

Pig. 7 in einer Draufsicht einen Behälter mit den erfindungsgemäßen Bauteilen in den Ecken und zwischen den Ecken.

Das erfindungsgemäße längliche Rohrbauteil 10 mit im wesentliehen dreieckigem Querschnitt weist vorzugsweise zwei ebene Seitenabschnitte 12 und 14 von gleichen Abmessungen in senkrechten Ebenen auf; ein dritter Seitenabschnitt oder die Hypotenuse 16 verbindet die Seitenwandabschnitte; mit diesen aus einem Stück bestehende gekrümmte Eckabschnitte 18, 20 und 22 bilden die Verbindungen der drei Seitenabschnitte. Im Querschnitt bildet das Bauteil 10 ein rechtwinkliges gleichschenkliges Dreieck mit abgerundeten Ecken. Die abgerundeten Eckenabschnitte 18, 20 und 22 verhindern eine Schwächung des Rohrbauteils an den Verbindungsstellen der ebenen Seiten, erleichtern die Herstellung des Bauteils 10, die durch ein schnelles Aufwickeln eines Materialblattes um einen dreieckförmigen Dorn geschehen kann, und erleichtert die enge Berührung und eine gute Klebverbindung zwischen den Windungen an den Ecken. Um diese Vorteile zu erhalten, sollen die Eckenabschnitte 18, 20 und 22 vorzugsweise einen Krümmungsradius aufweisen, der mindestens ein Zehntel des Abstands zwischen den Eckabschnitten 20 und 22 beträgt, die an die größte Seitenwand 16 anschließen, wenn das Bauteil dadurch hergestellt wird, daß Papier oder dergleichen um einen Dorn gewickelt wird. Beispielsweise ist der Krümmungsradius der Eckabschnitte 18, 20 und 22 eines dreieckförmigen Rohres, das aus spiralig gewickeltem Papier besteht, mindestens 6,3 mm (1/4- Zoll), wenn der Abstand zwischen den Eckabschnitten 20 und 22 63 mm (2,5 Zoll) beträgt, gemessen

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■ an der inneren Fläche der Seitenwand 16. Als Beispiel für die Abmessungen eines typischen Bauteils, das spiralig aus Kraftpapier gewickelt ist und zur Verwendung als Verstärkungssäule für einen Behälter geeignet ist, wird angegeben: Zwei ebene Seiten von 57,2 mm (2 1/4 Zoll) Länge sind in einer Ecke verbunden, deren gekrümmter Abschnitt einen Radius von 9»5 mm (3/8 Zoll) aufweist; die Hypotenusenseite mit einer ebenen Fläche von 82,6 mm Länge (3 1/4 Zoll) ist in Ecken mit den anderen Seiten verbunden, wobei der Radius der gekrümmten Abschnitte 9,5 mm (3/8 Zoll) beträgt; das Bauteil hat eine Länge von 152 mm (62 Zoll) und eine Wanddicke von 9,5 mm (3/8 Zoll).

Das Bauteil 10 besteht aus axial orientiertem Blattmaterial mit Pasern von hoher Druckfestigkeit, die vorzugsweise in Längsrichtung des fertigen Rohrbauteils ausgerichtet sind. Wenn das Blatt zu der Rohrform um einen Dorn gewickelt wird, erleichtern abgerundete Dornecken eine bessere Schichtung aer einzelnen Lagen und verhindern einen Faltenwurf oder ein Schwächen des Materials, was auftreten könnte, wenn die Ecken des Dornes scharfe Winkel hätten. Daher ist es möglich, Material mit geringerer Zugfestigkeit zu verwenden und mit höherer Geschwindigkeit zu wickeln, ohne das Material zu schwächen. Zur Erhöhung der Festigkeit sind die Lagen des Fasermaterials mittels eines Klebstoffs miteinander verklebt und/ oder mit einem "härtenden Material imprägniert, wie einem Klebstoff oder einem Harz. Bei der gezeigten Ausführurigsform ist das Tragbauteil 10 aus Papier hergestellt, beispielsweise einem aufbereiteten Kraftpapier, das auf einer Zylindermaschine hergestellt ist. Dessen Kosten sind gering und es hat Fasern, die sich vorzugsweise in einer Richtung erstrecken, die der

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Längserstreckung der Papierbahn entspricht, wie es hergestellt wird, und die als die "Maschinenrichtung" des Papiers bezeichnet wird. Das Papier ist als einzelnes Blatt oder geschichtet aus mehreren Lagen oder als mehrere einzelne Blätter mit einem an der Luft trocknenden Klebstoff oder einem chemisch verbindenden thermoplastischen oder wärmeaushärtenden Harz beschichtet und wird spiralig gewickelt, um eine Vielzahl von Lagen zu bilden, üblicherweise acht bis elf Lagen bei einer bevor-

™ zugten Ausführungsform. Das Blatt hat ein äußeres Ende 26 und ein inneres Ende 28. Das Papier ist quer zur Maschinenrichtung gewickelt, so daß die Fasern des Papiers sich vorzugsweise in der Längsrichtung des Bauteils erstrecken. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist mindestens das äußere Ende des das Bauteil 10 bildenden Blattes angeschärft, d.h. die Dicke verläuft keilförmig, und das Ende ist sehr flexibel, so daß es flach an den darunterliegenden Lagen anliegt, bis der Klebstoff aushärtet. Dadurch wird die Herstellung erleichtert und die Verwendung von dickerem Papier ermöglicht, das sonst nicht verwendet werden könnte, weil das Ende des Blattes sich von dem gewickelten Bauteil abheben würde. Die

t durch das zugeschärfte Ende ermöglichte Verwendung von dickerem Papier gestattet es, ein starkes rohrförmiges Bauteil aus weniger Windungen herzustellen, wobei die Herstellungsgeschwindigkeit erhöht und die Kosten verringert werden.

Das in Fig. 1 gezeigte Bauteil 10 kann hergestellt werden, indem Blattmaterial auf einen länglichen Dorn gewickelt wird. Vorzugsweise wird das Bauteil von Anfang an in dreieckiger Form gewickelt, was schwieriger ist als das Wickeln eines Zylinders, was aber eine stärkere Versteifung ergibt, als wenn die Form erst nach dem Wickeln hergestellt wird. Das zu wickeln-

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de Blattmaterial ist so breit wie die gewünschte Länge des Bauteils 10 und wird spiralig unter Zugspannung auf den Dorn gewickelt. Das innere Ende 28 wird auf den Dorn gebracht und dieser wird um seine Längsachse gedreht. Eine Anzahl von Lagen wird gewickelt (abhängig von der Dicke und der Festigkeit des Materials und der gewünschten endgültigen Festigkeit des erzeugten Bauteils) und das äußere Ende 26 wird an seinem Platz angeklebt. !Stattdessen kann auch eine endlose Bahn verwendet werden, die abgeschnitten wird, nachdem die Versteifung gewinkelt ist. Wenn die bevorzugte Ausführungsform jedoch aus im Handel erhältlichem Kraftpapier hergestellt wird, das auf einer Zylinderpapiermaschine erzeugt ist, dann muß ein Blatt Papier von der Bahn oder der Rolle von Papier, wie sie angeliefert wird, abgeschnitten werden in der Länge der gewünschten Versteifung. Dies ist an sich ungebräuchlich, es gestattet es jedoch, das Papier quer zu der Maschinenrichtung zu wickeln, die in Längsrichtung der Bahn verläuft, so daS sich ein Rohr-Bauteil ergibt, dessen Festigkeit höher ist als die eines Bauteils, das unmittelbar aus einer Bahn gewickelt ist. Das abgeschnittene Blattmaterial wird mit einem Klebstoff beschichtet und dann in der Richtung raer zur Bahn gewickelt. V/enn das Blattmaterial vorher beschichtet oder schon nit einem Klebstoff imprägniert ist, entfällt der Verfahrensschritt der Beschichtung.'

Eine abgewandelte Form des dreieckförr.igen Bauteils nach Fig. ist in Fig. 2 gezeigt und nit den Bezugszeichen 10¹ versehen. Das rohrförr.ige Bauteil 10¹ ist angenähert dreieckig im Querschnitt, jedoch sonst von gleichem Aufbau wie das Bauteil 10} einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, die iedoch mit einem Strich versehen sind.

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Das Bauteil ist insofern angenähert dreieckig, als die Seitenabschnitte 12·, 14¹ und 16· geringfügig gekrümmt statt gerade sind; das Bauteil ist jedoch dreiseitig von im wesentlichen rechtwinklig-dreieckiger Gestalt, so daß es in die Ecke eines rechtwinkligen Kastens paßt. Die gezeigte geringfügige konvexe Krümmung erleichtert das spiralige Wickeln des Bauteils aus einem Blattmaterial mit hoher Geschwindigkeit, wobei eine Zugspannung in dem Material gleichbleibend aufrechterhalten werden kann. Es zeigt sich, daß eine angenähert dreieckige Form mit konkaven Seiten erzeugt werden kann, indem ein dreieckiges Rohr gewickelt und anschließend verformt wird. Mit einer solchen Form können gute Lagermomente der Ecken erreicht werden, die Herstellung ist jedoch schwieriger.

Bei einem Bauteil mit flachen Seiten wird die Spannung in dem gewickelten Blattmaterial durch den Zug aufrechterhalten, der durch die Berührung an jeder Ecke des Wickeldornes oder der vorhergehenden Lage ausgeübt wird, da zumindest theoretisch keine Berührung zwischen dem Blattmaterial und der ebenen Seite besteht, bis die Drehung die nächste benachbarte Ecke in Berührung mit dem Material bringt; zu diesem Zeitpunkt übt die Ecke eine Zugspannung oder eine Zugkraft aus, die von der effektiven Hebelarmlänge von der Mittelachse des Wickel-Qornes abhängt. Daher ist nur eine verhältnismäßig geringe Kraft vorhanden, die benachbarte Lagen in engen Kontakt an den ebenen Seiten des Bauteils drückt und die Geschwindigkeit, mit der der sich drehende Dorn, der üblicherweise mit konstanter Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird, das Blattmaterial heranzieht, ist außerordentlich ungleichförmig, wodurch es schwierig wird, eine Zugspannung beim Wickeln aufrechtzuerhalten, wenn das Material auf die ebenen Seiten auf-

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gebracht wird. Die geringe konvexe Krümmung der Seiten 12' , 14' und 16· bewirkt, daß sich die Stelle, von der eine Zugspannung auf das Blattmaterial ausgeübt wird, wenn das Bauteil gewickelt wird, zunehmend von einer Ecke über die Seite des Bauteils zu der nächsten Ecke bei der Abrollbewegung bewegt. Dadurch werden nicht nur höhere Wickelgeschwindigkeiten und gleichförmigere Zugspannungen möglich, indem ein gleichförmigeres Heranholen des Blattmaterials während des Wickeins erfolgt, es stellt auch sicher, daß jede Lage auf die vorangehende Lage an allen Punkten des Umfangs des Bauteils angepreßt wird. Da der Krümmungsradius verhältnismäßig groß gehalten wird, beispielsweise mindestens so groß wie der Abstand von einem Eckabschnitt zu dem Eckabschnitt des entsprechenden Seitenabschnitts, bleiben zugleich auch die Flächenberührung und der Abstand dieser Berührungsfläche von der Ecke eines Behälters verhältnismäßig groß, wie sich im folgenden in Zusammenhang mit Fig. 4 ergibt.

Die rohrförmigen Bauteile 10 und 10' werden vorteilhafterweise verwendet, um rechtwinklige Kartonbehälter zu verstärken, um die räumliche Steifigkeit zu erhöhen und die Drucklast aufzunehmen, wenn die Behälter gestapelt werden. In den Fig. 3 bis 6 ist dargestellt, wie diese Bauteile in jeder Ecke eines Behälters befestigt werden, um einen großen Berührungsbereich mit der Behälterwand zu schaffen und große Momentenarme, wobei zugleich nur ein geringer Teil des Innenraums des Behälters eingenommen wird.

In den Fig. 3 und 4 werden !eilansichten eines Eckenabschnitts eines kastenartigen Behälters 35 gezeigt, beispielsweise einer Wellpappschachtel oder eines Kartons. Zwei Seltenwände 36 und 38, ein Boden 40 und eine nicht gezeigte Deckfläche sind jeweils

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zueinander senkrecht. Das Rohrbauteil 10, dessen Länge im wesentlichen gleich der Höhe der Seitenwände 36 und 38 ist, ist an der Verbindungslinie der Wände 36 und 38 angeordnet und berührt den Boden 40. Die Seite 12 des Bauteils 10 liegt an der Seitenwand 38 und die Seite 14 liegt an der Seitenwand 36; beide sind in dem Berührbereich angeklebt, beispielsweise durch einen geeigneten Klebstoff 41. Stattdessen können auch Klammern oder andere Befestigungsmittel verwendet werden, um das Bauteil an den Seitenwänden zu befestigen. Der Bereich der Flächenberührung der beiden Seitenabschnitte 12 und 14 erstreckt sich über die gesamte Höhe des rohrförmigen Bauteils und längs der gesamten Breite jedes Seitenabschnitts, wie bei dem Seitenabschnitt 14 mit a bezeichnet. Die Länge des Momentenarms, der einer Verformung der zueinander senkrechten Lage der Behälterwände 36, 38 und des Bodens 40 entgegensteht, ist mit _d bezeichnet, was zugleich den Abstand längs den Wänden 36 und von ihrer Schnittlinie zu dem entferntesten Berührungspunkt zwischen der entsprechenden Wand und dem Verstärkungsbauteil 10 ausmacht. Beide Abstände _a und jd sind bei dem Bauteil 10 ungefähr gleich und erreichen, abgesehen von den gerundeten Eckenabschnitten 18, 20 und 22, durch den dreieckigen Querschnitt des rohrförmigen Bauteils einen Höchstwert, bezogen auf das eingenommene Volumen und den Umfang des Bauteils. Da die räumliche Steifigkeit unmittelbar von den integrierten Widerstandsmomenten abhängt, nämlich der Summe der Produkte der Abstände auf dem Tragbauteil von der Schnittlinie der Kartonwände und der Klebkraft pro Flächeneinheit, wird mit dem dreieckig geformten rohrförmigen Bauteil 10 ein Höchstwert an Querversteifung erreicht.

Dieselbe Schachtel 35 ist in den Fig. 5 und 6 mit dem angenähert dreieckig geformten rohrförmigen Bauteil 10· gezeigt, das an der Verbindung der Wände 36 und 38 angeordnet ist. Wegen

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der geringen Krümmung der Seitenabschnitte 12' und H¹ ist der Berührungsbereich zwischen dem Bauteil 1O^f und den Behälterwänder. 36 und 38 etwas geringer als zwischen den Wänden und dein Bauteil 10, wie sich durch die geringere Länge a± in Fig. 5 und 6 ergibt. Ein beachtlicher Bereich gegenseitiger Berührung wird trotz der gekrümmten Seitenabschnitte 12' und 14' erreicht, indem die Behälterwandabschnitte, die das Bauteil 10' berühren, verfor-mt werden. Verglichen mit dem Bauteil 10 mit ebenen Seiten ist etwas Berührungsfläche in der 1,'ähe der Eckabschnitte 1β· , ^C und 22· verloren wegen der Krümmung der Seitenabschnitte 12· und 14'; der Berührungsbereich ist jedoch noch ausreichend, um eine starke Verbindung mittels eines Klebstoffs 41' sicherzustellen. Die Krümmung der Seitenabschnitte 12· und 1-i· hat eine geringere Wirkung auf die effektive Momentarmlänge <V_ des Bauteils 10', weil die Länge des Momentenarms nur durch die verringerte Berührung in der Nähe der Eckenabschnitte 20' und 22· verkleinert wird und nicht durch die verringerte Berührung in der Nähe der Schnittlinie der Behälterwände 3·-> und 3rf. Verglichen mit einem rohrförmigen Bauteil mit zylindrischem Querschnitt von ähnlichem Umfang oder Bereich ergibt dieses angenähert dreieckige Bauteil 10' einen wesentlich erhöhten Berührbereich und erhöhte effektive Momentenarmlänge, nimmt jedoch weniger nutzbaren Raum in dem Behältei ein. Zugleich wird ein schnelleres Wickeln erleichtert, wenn Blattmaterial verarbeitet wird. Darüber hinaus kann der effektive Momentenarm des angenähert dreieckförmigen Bauteils erhöht werden, indem entweder wirkungsvoll mit einem selbstklebenden Füllklebstoff geklebt wird oder das Tragbauteil mittels Klammern oder mechanisch an der Behälterwand an Punkten befestigt wird, die jenseits der ergaben Berührung der gekrümmten Seiten des Bauteils liegen, d.h. weiter weg von dem Scheitel ^

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des dreieckigen Bauteils. Ein angenähert dreieckförmiges Bauteil mit konkaven Seiten hat eine etwas geringere Berührfläche mit den Behälterwänden als ein dreieckförmiges Bauteil, weist jedoch ein Höchstmaß an Momentenarmlänge auf.

In Pig. 7 ist in Zusammenhang mit einer Schachtel 42' mit einer Bodenwand A4 und senkrechten Seitenwänden46 eine andere Art
gezeigt, wie rohrförmige Bauteile 10 verwendet werden können, um einen Behälter zu versteifen. Vier Bauteile 10 sind an -den inneren Ecken angeordnet, die durch die Seitenwände 46 gebildet sind; vier zusätzliche Bauteile sind jeweils benachbart zu jeder Wand 4^f- zwischen den Ecken angeordnet. Um eine größtmögliche
Festigkeit zu erhalten, liegt die größte Seitenwand 16 jedes
der vier zusätzlichen Bauteile 10 an der entsprechenden Seitenwand des Behälters 42 an, um den Bereich der gegenseitigen Berührung möglichst groß zu halten. Außerdem erstreckt sich die geringste Abmessung, d.h. die Höhe oder der Abstand in dem
dreieckigen Querschnitt von der Wand 16 zu dem Eckenabschnitt 13 nach ir.nen, so daß der nutzbare Raum des Behälters, der
durch das Bauteil eir.genomnen wir^ . gering gehalten

wird. Die vier zusätzlichen Bauteile können auch einen Schutz für viele Teile im Inneren des Behälters bilden, indem sie als Abstandshalter oder kissenartige Abstandsstücke zwischen dem
Teil und der Kartonwand dienen.

In der vorstehenden Beschreibung sind bevorzugte Ausführungsformer, dargestellt, die der Fachmann abwandeln kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

- 17 Patentansprüche

Längliches dreiseitiges rohrförmiges Bauteil von steifem, aus einem Stück bestehendem Aufbau mit ununterbrochenem Umfang, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil im wesentlichen aus länglichen Bestandteilen besteht, die vorwiegend im wesentlichen in Längsrichtung des Bauteils ausgerichtet sind.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil aus verklebtem, spiralig gewickeltem, fasrigem Blattmaterial besteht.
3. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattmaterial auf einer Zylindermaschine aufgearbeitetes Kraftpapier ist, das eine Orientierung in der Maschinenrichtung des Papiers aufweist, die sich parallel zu der Längsachse des Bauteils erstreckt.
4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Bauteils im wesentlichen ein rechtwinkliges gleichschenkliges Dreieck mit gerundeten Eckabschnitten ist.
5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten in einer Richtung quer zu ihrer Länge gekrümmt sind und die Eckenabschnitte am Zusammenstoß der Seiten abgerundet sind.
6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckabschnitte zwischen den Seiten einen Krümmungsradius aufweisen, der mindestens ein Zehntel des Abstands zwischen zwei benachbarten Eckabschnitten beträgt.

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7. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Verwendung bei einem rechtwinkligen Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil an einer inneren Fläche des Behälters längs im wesentlichen der Breite einer Seite des Bauteils befestigt ist.
8. Bauteil und Behälter nach Anspruch 1, wobei das Bauteil

in einer Ecke des Behälters angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil mit zwei seiner Seiten in enger Berührung mit den Innenflächen von zwei rechtwinklig zueinander stehenden Behälterwänden steht, die die Ecke bilden, und mit den beiden rechtwinklig zueinander stehenden Wänden verbunden ist.
9. Bauteil und Behälter nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein zusätzliches längliches dreiseitiges rohrförmiges YerStärkungsbauteil, das an einer Behälterwand angeordnet ist zwischen den Eckabschnitten des Behälters und parallel zt; dem ersten Bauteil, wobei eine Seite des zusätzlichen Bauteils an der Behälterwand befestigt ist.

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