DE2458215A1

DE2458215A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von hohlen papierstaeben

Info

Publication number: DE2458215A1
Application number: DE19742458215
Authority: DE
Inventors: Edward D Cottrell
Original assignee: Champion International Corp
Current assignee: Champion International Corp
Priority date: 1974-01-07
Filing date: 1974-12-09
Publication date: 1975-07-17
Also published as: US3862591A; CA990564A

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL.-ING. GROENING DlPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-CHEX DH. SCHÖN DIPl.-*H^vS. HERTEL

PAVtN fANWÄLTE ?'A R 8 2 1 5

München, den" ⁹ We/th - C 2872

CHAMPION INTERNATIONAL CORPORATION 777 Third Avenue, New York, Ν.Ύ. 10017 V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hohlen Papierstäben

Bisher sind Haltestäbchen aus Holz für viele Anwendungsfälle verwendet worden, "beispielsweise als Griffe für Süßigkeiten, für Q-Tips bzw. Ohrenreiniger oder Tupfer und als Griffe für Speiseeis. Holzgriffe bringen die Gefahr einer möglichen Verletzung bei Kindern mit sich, und zwar wegen der hohen Festigkeit von Holz. Verschiedene Arten von Sicherheitsgriffen, welche gebogen werden können, sind bereits vorgesehen worden, derartige Halteeinrichtungen oder Griffe sind jedoch zu flexibel gewesen, um das daran befestigte Material zu tragen.

Gemäß der Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von hohlen Papierstäben geschaffen, die aus billigem Papiermaterial herstellbar sind, ein geringes Gewicht haben, groß genug sind, um leicht gehandhabt zu werden, Jedoch, auch stabil und stark genug, um einer rauhen Behandlung standzuhalten.

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Dr. Müller-Borö Dipl.-Ing. Groening · Dr. Deufel ■ Dr. Schön ■ Dicl.-Phys. HerteJ

33 Braunschwelg, Am Bürgerpark 8 η iir,„,h_m ·>·> pnhert.ifn^.n.-.ii- .

Telefon (0531) 7 38 87 Telefon (089) 29 36 45, Telex 5-22 050 mbpat. Kabel: Muebopat München

Bank: Zentralkasse Bayer. Volksbanken München, Kto.-Nr.S822 - Postscheck: München 95495-8OZ oMüAL INSPECTED

Ein wesentlicher Vorteil, welcher gemäß der Erfindung erzielbar ■ ist, ist die hohe Geschwindigkeit, mit welcher hohle Papierstäbe hergestellt werden können. Ausgehend von'einer einzigen Papierrolle wird das Papier auf Länge abgeschnitten, zu einem dichten hohlen Zylinder zusammengerollt und dann auf einen Förderer gebracht.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist das Zusammenwirken einer bestimmten gerätetechnischen Anordnung in spezieller Weise. Ein erstes Paar von Schneidwalzen schneidet das Papier in einzelne Stücke und führt diese Stücke einer Wickelstation bzw. Hollstation zu,wo das Papier zu einem hohlen Zylinder gewickelt oder gerollt wird, und zwar durch einen einfachen Andrückvorgang auf einer Seite des Papiers. Dieselbe Walze, welche die Andrückzylinder aufweist, enthält zugleich Ausnehmungen zum Weitertransport des zusammengerollten Papiers von der Andrückstation, wonach die gebildeten Röllchen auf einen Förderer gebracht werden oder in einen Speicherbehälter abgelegt werden. Danach werden die Höllchen einer Verdichtungsstation zugeführt, um den gewünschten Durchmesser des Stabes und dessen Abdichtung zu erreichen.

Gemäß der Erfindung wird somit eine Vorrichtung zur Herstellung eines Papierstabes geschaffen, welche ein Papierblatt in einen hohlen Stab umformt, der als Griff für Süßigkeiten, Bleistifte und andere Anwendungsfälle geeignet ist, in denen ein kurzer Stab benötigt wird. Das Papierblatt wird zunächst in eine Abschneideinrichtung eingeführt, in welcher Teile mit geeigneter Länge von dem Blatt abgeschnitten werden. Dann werden diese Teile zusammengerollt oder zusammengewickelt, indem sie auf eine mit einer Polyurethanschicht bedeckte Walze aufgebracht werden und unter einem Wickeldraht hindurchgeführt werden, welcher einen harten, dünnen Zylinder aus Wolframcarbid aufweist. Die Walze, welche die Wickeldrähte bzw. Holldrähte trägt, weist weiterhin zwischen jedem Draht eine kreisförmige offene Ausnehmung auf, um die zusammengerollten Papierstücke aufzunehmen bzw. abzuspeichern, bis sie auf einem Förderer abgelegt werden.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorrichtung entlang einer Mittelebene, wobei die Papierschneideeinrichtung und der Papierwickeldraht dargestellt sind,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, in welchem die Wickel- und die Speicherwalze in eine neue Aufwickelstellung gebracht sind, und

i'ig. 3 einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 2, in welchem jedoch die Wickel - und die Speicherwalze in einer weiteren vorgerückten Stellung dargestellt sind.

Die Fig. 1 zeigt alle Walzen, Führungsdrähte, Ablenkeinrichtungen und Poliereinrichtungen, die erforderlich sind, um die hohlen zylindrischen Papierstäbe herzustellen. Die Walzen sind zwischen zwei Stützplatten angeordnet, von denen nur die eine dargestellt ist, nämlich die Stützplatte 10. Die Walzen werden durch eine Energiequelle angetrieben und sind durch eine Metallkette mitteinander verbunden. Die oben bereits erwähnte US-PS 2 471 447 beschreibt einen herkömmlichen Kettenantrieb in der Fig. 5 und zeigt Seitenansichten in den Fig. 2, 3 und 4. Diese Patentschrift geht auf denselben Anmelder zurück wie die vorliegende Anmeldung, und der Inhalt dieser Patentschrift wird hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung erklärt. Die zwei Stirnplatten werden durch drei Abstandsstifte 11, 12 und 13 in ihrer Stellung gehalten.

Die Walzen 14 und 15 sind derart angebracht, daß sie miteinander in Berührung stehen und das Papierblatt 16 von einer

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Vorratswalze (nicht dargestellt) aufnehmen. Die Walze 15 kann aus rietall hergestellt sein und weist drei Längsschlitze 17 auf, welche mit einer Reihe von Hessern 18 zusammenwirken, um das Papier in vorgegebene Längen zu schneiden. Die Walze 14 weist vorzugsweise einen Metallkern auf, der von einer iLautschukabdeckung bzw. einem Gummibelag umgeben ist. Eb ist erforderlich, das Papier fest zu erfassen, weil weitere Walzen vorhanden sind, welche eine Spannung auf das Papier am Schnittpunkt ausüben.

Eine Schnittwalze 18 ist derart angeordnet, daß sie benachbart zu der Stahlwalze 15 liegt, und diese Schnittwalze ist mit einer Vielzahl von Messern 20 ausgestattet, welche fest an der Walze 18 angebracht und derart eingestellt sind, daß sie bei Betätigung der Einrichtung in die Schlitze 17 eingreifen. Um die Papierstücke auf ihrem jeweils gewünschten Weg zu halten, sind eine Reihe von Führungsdrähten 21 vorgesehen, die an einem Befestigungsbalken 22 angebracht sind, wobei sich die i'ührungsdrähte an dem Schnittpunkt vorbei nach unten erstrecken. Die Walze 18 ist mit einer Reihe von ringförmigen Rillen 23 ausgestattet, um die ü'ührungsdrähte 21 aufzunehmen, und die Messer 20 weisen ebenfalls Schlitze auf, und zwar aus demselben Grund. Eine ähnliche Anordnung aus Walzen und Messern ist in der US-Patentschrift 2 471 in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

Nachdem sie auf Länge abgeschnitten sind, werden die Papierstiicke 16 durch die IPührungsdrähte 21 und einen Abstreif stab 24 nach unten in den Spalt zwischen den Walzen 25 und 26 geführt. Die Walze 25 ist vorzugsweise eine Stahlwalze, während die Walze 26 aus einem Stahlkern 27 besteht, der eine Aluminiumschale 28 und eine äußere Kautschukabdeckung bzw. einen äußeren Gummibelag 30 aufweist. Die Walzen 25 und 26 drehen sich beide

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und bewegen sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die etwas größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 14 und Diese Anordnung hält das Papier am Schnittpunkt unter beträchtlichem Zug, und wenn die Messer 20 in das Papier 16 eindringen, wird das Papier im Bereich der Messerschlitze auseinander getrennt.

Nach dem Verlassen des Spaltes zwischen den Walzen 25 und 26 wird ein Papierstück 16 an die Stelle geführt, wo ein kleiner Andrückzylinder 31 in Druckkontakt mit der üautschukbeschichtung 13 der Walze 26 steht. Der Andrückzylinder 31 ist am Ende eines Sternrades 32 angebracht, und es sind um den Umfang des Sternrades 32 gemäß der Darstellung in allen drei Figuren eine Vielzahl von ähnlichen Andrückzylindern 31 angeordnet. Zwischen den Andrückzylindern 31 weist das Had 32 kreisförmige Ausnehmungen 33 auf, welche dazu dienen, gerollte Papierstäbe aufzunehmen und sie von der Andrückstelle abzuführen.

Das Sternrad 32 ist auf einer Stahlwelle 34- angebracht, welche an eine Zwischenverbindung auf der anderen Seite der Platte 10 angebracht ist. Diese Verbindung, welche als Malteserkreuz ausgebildet sein kann, dient dazu, das Sternrad 32 stationär in der Andrückstellung zu halten, wie es in der Fig. 1 dar-* gestellt ist, bis die gesamte Länge des Papiers 16 unter dem Andrückzylinder 31 hindurchgegangen ist. Dann wird das Sternrad 32. in die nächste Stellung gebracht, welche in den Fig. 2 und 3 jeweils dargestellt ist. Zwischenverbindungselemente sind an sich bekannt. Es gibt eine Anzahl solcher Kupplungselemente, welche in dem Buch "Elements of Mechanism" von Schwamb, Merrill und James beschrieben sind, veröffentlicht im Verlag John Wiley & Sons, W. Y. (.1938), S. 380-384. Wenn ein Drittel einer Umdrehung der Walze 18 als Basis genommen wird, so wird das Sternrad 32 über zwei Drittel der Basiszeit

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stationär gehalten, wird dann während des nächsten Drittels des Zeitintervalls um ein Achtel Umdrehung weiter bewegt, um den nächsten Andrückzylinder 31 in die in der Fig. 1 dargestellte Andrücklage zu bringen.

Während das Sternrad 32 stationär gehalten wird, bewegt die Valze 26 das abgeschnittene Papierblatt unter den Andrückzylinder 31 und dessen Andrückwirkung bewirkt, daß das Papier gerollt wird, wie es durch die durchgezogene Linie 35 in der Fig. 1 angegeben ist. Wenn weiteres Papier unter dem Zylinder 31 hindurchbewegt wird, wird die Aufrollbewegung bzw. der Aufwickelvorgang fortgesetzt, bis eine Doppelkonvolute gebildet ist, wie es durch die gestrichelte Linie 36 in der Fig. 1 angegeben ist. Diese Wirkui-g wird fortgesetzt, bis das gesamte Papierblatt 16 unter der Druckwirkung zum Aufrollen gebracht ist. Dann beginnt sich das Sternrad zu drehen, und es wird ein weiteres Papierstück 16 in den Wickelraum gebracht. Dieser Zustand ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt, wobei das aufgewickelte Papier 37 in einer der Ausnehmung 33 gehalten ist. Die Wirkung wird fortgesetzt, wenn weitere Papierblätter abgeschnitten und durch die Andrückwirkung zusammengerollt werden, und während sich das Sternrad bewegt, werden weitere Papierstäbe von dem Zusammenwickelpunkt abgeführt. Die Stäbe werden in den Ausnehmungen 33 von einem Abstreifstab 38 gehalten, bis sie auf ein Förderband 40 fallen (,siehe Fig. 1).

Hohle Papierstäbe, welche auf einer Einrichtung hergestellt werden, wie sie oben beschrieben wurde, sind fest, leicht und benötigen nur ein Minimum an Papier zu ihrer Herstellung.

Es hat sich gezeigt, daß die Einrichtung in der Lage ist, 800 Stäbe pro Minute herzustellen.. Wenn es erwünscht ist, kann das Papier 16 mit einem geeigneten Klebstoff beschichtet werden,

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während oder vor der Zeit, in welcher es durch die Vorrichtung verarbeitet wird, um eine Verklebung der inneren Windungen des aufgewickelten Papiers 37 zu erreichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Schritte, Papier auf Länge zu schneiden, die abgeschnittenen Papierstücke durch den Spalt von zwei sich berührenden Flächen hindurchzuführen (Andrückzylinder 31 und rotierende Antriebswalze 26, welche mit einem flexiblen Material wie Kautschuk oder Polyurethan beschichtet ist), um ein Zusammenrollen oder Zusammenwickeln des Papiers zu erzielen, und Weitertransportieren der zusammengerollten Papierstücke zu einer weiteren Bearbeitungsstation. Das erfindungsgemäße Wickelverfahren erzeugt eine Aufwickelkurve, bei welcher das Papier faltenfrei gewickelt wird, wodurch eine enge Lage der inneren Windungen ermöglicht wird, um eine ausreichende Biegefestigkeit des zylindrischen Papierstabes zu erreichen, der auf diese Weise hergestellt wird.

Weiterhin ist ersichtlich, daß die Anwendung eines Indexsternrades 32, welches Ausnehmungen 33 aufweist, zur Aufnahme der ■ .· gewickelten Papierstäbe 37 eine Anordnung bildet, in welcher die Papierstäbe 37 in den Ausnehmungen 33 während einer gewissen Zeitperiode aufbewahrt werden, bevor sie auf den Förderer 40 gebracht werden. Diese Zeitperiode ermöglicht das Einsetzen eines weiteren ßtabähnlichen Materials (d. h. Draht, Bleistift usw.) in den gewickelten Stab 37* der dann zu einem Verdichtungsbereich transportiert werden könnte und dicht in die Mitte des Stabes eingewickelt werden könnte. Mögliche Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung könnten beispielsweise die Herstellung von Bleistiften, Kondensatoren, Widerständen usw. sein.

--- Patentansprüche 509829/0 221

Claims

Patentansprüche

.^Vorrichtung zur Herstellung von hohlen, stabähnliclien Gegenständen durch Ausbildung dicht gewickelter Abschnitte eines flexiblen Blattes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schneideeinrichtung vorgesehen ist, um Blätter vorgegebener Länge zu erzeugen, daß weiterhin eine Andruckeinrichtung vorhanden ist, um eine Oberfläche jedes Blattes derart zu komprimieren, daß darin eine Krümmung erzeugt wird, daß die Andrückeinrichtung eine Antriebswalze aufweist, um jedes Blatt aufzunehmen und durch eine Wickelstation hindurchzuführen, und daß ein glatter Andrückzylinder in elastischer Berührung mit dem Blatt angeordnet ist, während dieses durch die Wickelstation bzw. Kollstation hindurchgeführt wird, um einen gewickelten hohlen stabähnlichen Gegenstand zu bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideeinrichtung eine Antriebswalze aufweist, um ein kontinuierliches flexibles Blatt zu bewegen, und weiterhin eine Schneidwalze hat, die eine Vielzahl von Messern aufweist, die an ihrem Umfang angebracht sind.

5, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswalze eine elastische äußere Oberfläche aufweist, um gegenüber dem Blatt einen Widerstand zu erzeugen, während das Blatt durch die Wickelstation hindurchgeführt wird.

4-, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Andrückzylinder einer aus einer Vielzahl von Andrückzylindern ist, die auf einem drehbaren Had equidistant an-. geordnet sind.

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5. Vorrichtung nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Had ein Sternrad ist, welches zwischen den Andrückzylindern Ausnehmungen aufweist, welche dazu dienen, um gewickelte Gegenstände, die an der Wickelstation erzeugt wurden, aufzunehmen und vorübergehend zu speichern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Rad mit einer Zwischenverbindung gekuppelt Ist, welche das drehbare fiad an einer Stelle hält, an welcher die Andrückzylinder jeweils mit dem .blatt in Berührung sind, welches durch die Antriebswalze durch die Wickelstation hindurchgeführt wird, wobei sich dann das drehbare Had in eine neue Stellung bewegt, in welcher ein benachbarte Andrückzylinder mit der Antriebswalze in Berührung steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstreifbalken im Bereich des Sternrades angeordnet ist, um die gewickelten Gegenstände in den Ausnehmungen in dem Sternrad zu halten, bis die Gegenstände in den Bereich einer Fördereinrichtung gelangen.

Ü. Verfahren zur Herstellung von hohlen stabähnlichen Gegenständen aus einer kontinuierlichen Bahn von Papierblattmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn des Papierblattmaterials durch eine Schneideinrichtung hindurchgeführt wird, in welcher Abschnitte einer vorgegebenen Länge des Papierblattes nacheinander geschnitten werden, daß nacheinander jedes abgeschnittene Papierblatt gerollt wird, indem es durch den Spalt zwischen einem stationären Andrückzylinder und einem gegenüber angeordneten drehbaren Antriebszylinder mit einer elastischen Oberfläche hindurchgeführt wird, und daß nacheinander jede zusammengerollte Länge des Papierblattes einer zugänglichen Station·zugeführt wird.

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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schneidevorgang die Papierbahn durch den Spalt zwischen zwei Walzen hindurchgeführt wird, von denen die eine auf Abstand voneinander angeordnete radiale Messer aufweist und die andere mit entsprechenden Schlitzen ausgestattet ist, in welche die Messer eingreifen können.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgerollten Papierblattstücke durch ein Sternrad weiterbewegt werden, welches während eines Aufrollvorganges intermittierend stationär gehalten wird und dann in eine neue Stellung weiterbewegt wird, während das zusammengerollte Blatt herausgenommen wird.

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ORIGINAL INSPECTED