DE3314586C2 - Verfahren zur Herstellung von Spitztüten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spitztüten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem bisherigen Verfahren zur Herstellung von konischen Papiertüten (Spitztüten), bei dem ein Klebmittel auf die eine Seite eines aufgerollten Papierstreifens aufgetragen und der Papierstreifen in vorgegebenen Längen quadratisch geschnitten und anschließend konisch geformt wird, wobei während des Formvorgangs der Außenumfang des quadratischen Zuschnitts (diagonal) unter einem rechten Winkel zur Mittelachse der Kegelform geschnitten und dabei eine einwandfreie kreisrunde Schnittfläche hergestellt wird (vgl. JP-OS 53-101072), ist der Vorgang des Auftragens des Klebmittels auf den Papierstreifen wegen der für das Abbinden des Klebmittels nötigen Zeit äußerst zeitraubend, wodurch die Fertigungsge­ schwindigkeit erheblich eingeschränkt wird. Zudem ist eine Klebmittelzufuhr nötig, und der Schutz der Klebmitteloberfläche vor Oxidation erfordert einen erheblichen Arbeitszeitaufwand, so daß dieses bisherige Verfahren einer Vollautomatisierung nicht zu­ gänglich ist.

Aus der DE-AS 15 11 085 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von Spitztüten bekannt. Dieses Verfahren beinhaltet jedoch aufwendige Maßnahmen zur Verklebung der Tüte.

Aus der GB 503 279 ist eine Verklebung mit einer Leimpaste bekannt. Diese benötigt jedoch eine Zeitdauer zum Aushärten, die ein entsprechendes Verfahren für die hohe Geschwindigkeit einer Serienfertigung ungeeignet erscheinen läßt.

Aus der US 25 87 422 ist es bekannt, bei der Herstellung eines verschlossenen Hohlkörpers beschichtete Papierbahnen durch Heißversiegeln miteinander zu verbinden.

Im Hinblick auf den genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Spitztüten zu schaffen, bei dem mit höherer Fertigungsgeschwindigkeit und bei vollautomatischer Herstellung eine hochwertigere Klebeverbindung erzeugt wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Papierstreifen, aus dem die konischen Tüten bzw. Spitztüten hergestellt werden sollen,

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Zuschnitt zur Herstellung einer konischen Papiertüte,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Zustands, in welchem der eine Zuschnitt­ rand zur Ausbildung der Kegelform nach innen gefaltet bzw. gerollt wird,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer konischen Papiertüte nach dem Abschneiden des oberen Endes zur Herstellung einer kreisförmigen Öffnung bzw. Schnittfläche,

Fig. 5 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 4,

Fig. 6 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 7 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 6,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Hauptteils der Antriebswelle und des mit dieser mechanisch gekoppelten Drehmessers,

Fig. 9 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische Darstellung des Zustands, in welchem der mittels des Drehmessers geschnittene Zuschnitt auf einer Leitplatte zwischen Form- und Preßrollen hineingleitet,

Fig. 10 einen in weiter vergrößertem Maßstab ge­ haltenen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 9,

Fig. 11 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 9,

Fig. 12 eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht zur Darstellung der Drehrichtungen von Formdorn, Preßdorn und Drehmesser,

Fig. 13 eine Fig. 12 ähnelnde Darstellung, wobei das vom Drehmesser abgetrennte Abfallstück in eine Saugleitung eingesaugt wird, und

Fig. 14 eine teilweise im Schnitt gehaltene schematische Darstellung eines Heißschmelz­ polymerisators.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird von einem langen, eine vorgegebene Breite besitzenden Papierstreifen 1 ausgegangen, der auf der einen Seite einer Papierlage 1a einen dünnen Kunstharz-, z. B. Polyolefin-Überzug 1b aufweist und in vorbestimmten Abständen mit zahl­ reichen Markierungen 1c zur Messung der Transport­ geschwindigkeit bedruckt ist. Dieser Papierstreifen 1 ist dabei aufgerollt, und er wird der Länge nach abgezogen und längs der strichpunktierten Linien in Fig. 1 zu Zuschnitten 101 geschnitten. Ein streifen­ förmiger Randteil 2 der mit dem dünnen Kunstharz-Überzug 1b versehenen Fläche wird dann zum Anschmelzen dieses Überzugs mittels einer noch zu beschreibenden Heizeinrichtung erwärmt. Während der angeschmolzene Überzug 1b noch nicht ausgehärtet ist, wird der Zuschnitt 101 von seiner Schnittkante 1d (Fig. 3) her umgefaltet und konisch gerollt und bei diesem Vorgang gegen die gegenüberliegende Fläche der Papierlage 1a angepreßt. Das offene Ende des Formlings wird dann zur Ausbildung einer konischen Papiertüte (Spitztüte) 1A gemäß Fig. 4 und 5 diagonal (bezogen auf den Zuschnitt) unter einem rechten Winkel zur Mittelachse der Kegelform geschnitten. Ein bei diesem Schneid­ vorgang entstandenes Abfallstück 3 entspricht einem im wesentlichen dreieckigen, außerhalb einer bogen­ förmigen Linie 1e an einer Ecke des quadratischen Zuschnitts 101 befindlichen Abschnitt.

Im folgenden ist das Verfahren zur Herstellung einer solchen konischen Tüte im einzelnen erläutert. Ein mit einem dünnen Kunstharz-Überzug beschichteter, zu einer Rolle aufgewickelter Papierstreifen (bzw. ein Laminat) 1 (Fig. 6 und 7) wird mit seiner Wickel­ achse von einem Lager 6 eines Kragarms 5 getragen, der von der einen Seite seines Maschinengehäuses 4 auskragt. Beim Abziehen eines Papierstreifens 1 wird dieser durch ein mit der Rollenoberfläche in Berührung stehendes Federstück 7 unter einer zweckmäßigen Spannung gehalten. Der beschichtete Papierstreifen 1 wird über im Maschinengehäuse 4 gelagerte Leitrollen 8-11 und eine Spannrolle 12 zwischen eine Antriebs­ walze 16 und eine Andruckwalze 17 eingezogen und dann mittels eines feststehenden Messers 18 und eines Drehmessers 19 zu einzelnen quadratischen Zuschnitten geschnitten. An der einen Seite des Zuschnittes 101 angeordnete Heißluft-Düsen 14, 15 blasen (auf 300-400°C) erwärmte, von einem nicht darge­ stellten Lufterhitzer über Leitungen 13a bzw. 13b gelieferte Luft auf einen streifenförmigen Abschnitt (Fig. 1, 2, 9 und 12) parallel zum Randteil, wobei die Düse 14 den Kunstharz-Überzug vorwärmt und sodann die Düse 15 den Überzug so erwärmt, daß der Kunstharz- Überzug am Randteil anschmilzt; dies kann vor oder nach dem Schneidvorgang erfolgen.

Gemäß Fig. 8 ist die Antriebswalze 16 mittels eines Verbindungsmechanismus drehmäßig mit dem Schneid­ messer 19 gekoppelt. Das Drehmesser 19 wird durch einen an der Unterseite der Vorrichtung angeordneten Elektromotor 22 über ein auf der Drehmesser-Welle sitzendes Kettenrad 21 angetrieben, während die An­ triebswalze 16 auf einer Welle 27 mit einem Kettenrad 26 sitzt, das durch eine Kette 25 angetrieben wird, die ihrerseits um ein durch eine Differentialzahnrad­ gruppe 23 am anderen Ende der Welle 20 angetriebenes Kettenrad herumgelegt ist.

Auf der Welle 20 sitzt lose (drehbar) ein Schneckenrad 28, mit dem eine durch einen noch zu beschreibenden Induktionsmotor 30 angetriebene Schnecke 29 kämmt. Eine vergleichsweise feine Einstellung der Dreh­ zahlen der Wellen 27 und 20, der Antriebswalze 16 und des Drehmessers 19 kann mittels am Schneckenrad 28 gelagerter Planeten(zahn)räder 31 und der Differentialzahnradgruppe (-vorgelege) 23 erreicht werden. Der durch das Drehmesser 19 quadratisch zugeschnittene Zuschnitt 101 gleitet längs einer schrägen Leitplatte 32 (Fig. 9, 12 und 13) zu einem konischen Formdorn 33 herab, der über in ihm ausgebildete Luft- oder Saugöffnungen 34 das eine Ende (Rand) des Zuschnitts 101 mittels eines Unterdrucks ansaugt.

Der Formdorn 33 wird durch den Elektromotor 22 über ein Kegelrad 38 angetrieben, das mit einem Kegelrad 37 auf einer rohrförmigen Welle 36 mit einer mit den Saugöffnungen 34 kommunizierenden Zentralbohrung 35 (Fig. 10) kämmt. Ein Preßdorn 42 wird dagegen über ein Zahnrad 41, das mit einem anderen, auf der Welle 39 des Kegelrads 38 sitzenden Zahnrad 40 kämmt, zum Formdorn 33 gegenläufig angetrieben.

Der Preßdorn 42 ist an einem Arm 44 angebracht, der gemäß Fig. 11 durch eine Steuerkurve 43 auf den Formdorn 33 zu und von ihm hinweg verschwenkbar ist.

Die Zentralbohrung des Formdorns 33 kommuniziert mit einem Entlüfungs- oder Absauggehäuse 45 über eine Unterdruckleitung 46 und eine Druckluftleitung 47, wobei der Zuschnitt 101 bei Aktivierung der Unterdruckleitung 46 über die Saugöffnungen 34 angesaugt wird, während sich gleichzeitig der Preßdorn 42 an den Formdorn 33 annähert, beide Dorne 42, 33 drehen sich dabei mit gleicher Drehzahl gegenläufig, so daß der Zuschnitt 101 um den Formdorn 33 herumgewickelt oder -gerollt wird.

Eine Welle 50 eines Zahnrades 49, das mit einem anderen, auf der rohrförmigen Welle 36 des Formdorns 33 sitzenden Zahnrad 48 kämmt, trägt ein scheiben­ förmiges Drehmesser 51, das sich stets in Eintriff mit einer Schneidrille oder -kante am Innenende des Formdorns 33 dreht. Der durch das Drehmesser 19 ge­ schnittene, auf der Leitplatte 32 herabgleitende Zuschnitt 101 wird somit gemäß Fig. 12 zwischen Formdorn 33 und Preßdorn 42 eingeführt, wobei sein in Bewegungsrichtung vorderer Rand 1d durch die Saug­ öffnungen 34 angesaugt und der Zuschnitt 101 gemäß Fig. 13 bei der mit gleicher Drehzahl gegenläufig erfolgenden Drehung der beiden Dorne an den Formdorn 33 herangeführt und um diesen herumgerollt wird. Dabei wird der außerhalb der bogenförmigen Linie 1e gemäß Fig. 3 befindliche Teil des quadratischen Zuschnitts 101 durch das Drehmesser 51 abgetrennt, wobei das ab­ getrennte Abfallstück 3 durch eine Saugleitung 52 abgesaugt wird, die in er Nähe des Drehmessers 51 außerhalb des Maschinengehäuses mündet. Die auf dem Formdorn 33 gerollte und an der Randlinie der Randkante verklebte konische Papiertüte wird in einen vor dem Formdorn 33 befindlichen Aufnahme­ kasten 53 ausgeworfen, indem der Preßdorn 42 vom Formdorn 33 getrennt und dessen Zentralbohrung von der Verbindung mit der Unterdruckleitung 46 auf die Druckluftleitung 47 umgeschaltet und dabei ein starker Luftstrahl aus den Saugöffnungen 34 ausgestoßen wird. Anschließend werden die ausgetragenen konischen Papier­ tüten (Spitztüten) nacheinander ineinander eingesetzt, und wenn ein Stapel einer vorgegebenen Papiertütenzahl hergestellt worden ist, wird dieser aus dem Aufnahme­ kasten 53 zur Außenseite des Maschinengehäuses ausge­ geben. Außerhalb des letzteren befinden sich eine Vakuumpumpe 54 und ein Luftverdichter 55, die über die Saug- oder Unterdruckleitung 46 und die Druckluft­ leitung 47 mit dem Formdorn 33 verbunden und mittels eines elektromagnetischen Ventils 56 zu einem passenden Zeitpunkt umschaltbar sind. Die Saugleitung 52 saugt das Abfallstück 3 an und führt es ab.

Am Maschinen- oder Vorrichtungssockel unterhalb des Formdorns 33 sind zwei Detektoren 57 in Form photo­ elektrischer Zellen angeordnet, welche den Motor 22 abschalten, wenn ein Zuschnitt abgeworfen wird, der nicht auf vorgesehene Weise um den Formdorn 33 herum­ gerollt worden ist. Auf diese Weise wird ein Störungs­ zustand gemeldet, um entsprechende Behebungsmaßnahmen durchführen zu können.

Jeder Zuschnitt ist mit Warenzeichen o. dgl. Symbolen oder Zeichen bzw. Mustern bedruckt, die sich vorzugs­ weise in einer vorgegebenen Lage auf der fertigge­ stellten Papiertüte befinden. Zu diesem Zweck sind die Markierungen 1c in vorgegebenen Abständen und Lagen auf die Oberseite jedes Zuschnitts 101 aufge­ druckt. Diese Markierungen dienen zur Messung der Transportgeschwindigkeit mittels eines Detektors 59, wenn der Papierstreifen 1 zwischen den Leitrollen 9 und 10 hindurchläuft.

Wenn die Schnittstelle zur Bildung des Zuschnitts 101 durch das Drehmesser in der einen oder anderen Richtung von der normalen Schnittstelle abweicht, bewirkt der Detektor eine Feineinstellung der Trans­ portgeschwindigkeit des Zuschnitts 101 durch die Antriebswalze 16; zu diesem Zweck wird der Induktions­ motor 30 in zweckmäßiger Kopplung mit dem Detektor 59 angetrieben.

Des weiteren wird mittels einer (Auf)- Sprüheinrichtung ein Überzug 1b aus geschmolzenem Kunstharz auf die Papieroberfläche aufgetragen. Bevor das Kunstharz ausgehärtet ist, wird der Zuschnitt von seinem Schnittende 1d her konisch gerollt.

Vor dem festehenden Messer 18 und dem Drehmesser 19 ist an der einen Seite des Zuschnitts 101 ein Heißschmelz-Applikator bzw. -Polymerisator 60 (Fig. 14) mit einem Heizrohr 61 verbunden, das ge­ schmolzenes Klebmittel 63 zu einem automatischen Auf­ trager 62 liefert, der seinerseits das ge­ schmolzene Klebmittel oder Kunstharz auf den Zuschnitt aufsprüht. Die Anordnung gemäß Fig. 14 umfaßt einen Druckluft-Kolben 64, einen Druckluft-Zylinder 65, eine Düse 66, ein Kugelventil 67, ein Heizelement 68, einen Lufteinlaß 69, einen Isolator 70, ein Solenoidventil 71 und einen Thermostaten 72.

Über die Düse 15 wird dabei von einem nicht dargestellten Lufterhitzer zugeführte Heißluft (von 300-400°C) auf einen parallel zum Randteil 2 verlaufenden Randbereich aufgeblasen, um ein Aushärten des geschmolzenen Kunstharz-Klebemittels zu verhindern.

Das geschmolzene Kunstharz-Klebemittel wird somit vor dem Zurechtschneiden der Zuschnitte auf einen vorge­ sehenen Bereich des Papierstreifens aufgetragen bzw. aufgesprüht und nach dem Schneidvorgang erwärmt und angeschmolzen, worauf die Randbereiche des (kegelförmig gerollten) Zuschnitts polymerisiert und durch gegen­ seitiges Andrücken miteinander verklebt werden. Auf diese Weise kann eine automatisierte Fertigung der konischen Papiertüten mit hoher Geschwindigkeit realisiert werden.

Beim Verkleben der geformten Papiertüte wird somit ein entsprechender Teil des dünnen Kunstharzüberzugs durch Erwärmen angeschmolzen und durch Zusammenpressen verklebt und/oder durch den Heißschmelz-Applikator automatisch mit Klebmittel versehen, so daß kein (getrennter) Leimauftrag nötig ist. Infolgedessen können Vorbereitungsarbeiten, Leimzufuhr, Oberflächen­ (aushärte)schutzbehandlungen oder Nachbehandlungen entfallen, so daß die konischen Papiertüten (Spitztüten) auf einfachste Weise automatisch und zu niedrigsten Kosten auf Massenfertigungsbasis hergestellt werden können.

Beim beschriebenen Verfahren wird mithin eine Papier­ lage in Form eines aufgerollten Papierstreifens ohne vorherigen Schnittvorgang zur Ausbildung der Kegel­ form verwendet. Der unregelmäßig geformte, über­ stehende Abschnitt am oberen Rand bzw. an der Öffnung der Papiertüte wird dann abgeschnitten, so daß die konischen Papiertüten in einem Arbeitsgang kontinuierlich in Massenfertigung hergestellt werden können.

Auf die beschriebene Weise können konische Papiertüten der vorgegebenen Form aus unbedrucktem, weißen Papier hergestellt werden; wenn auf diese Papiertüten jedoch Herstellerangaben, Warenzeichen, Muster oder Symbole aufgedruckt sein sollen, müssen diese Aufdrucke jeweils in gleicher, regelmäßiger Lage auf dem Erzeugnis erscheinen.

Das Verfahren gewährleistet eine Feineinstellung der relativen Drehzahl jeder Welle 27, 20, des Drehmessers 19 zum Abschneiden der Zuschnitte und der Antriebs­ walze 16 sowie eine augenblickliche Erfasung oder Meldung eines Zuschnitts, der aufgrund einer Störung zwischen den Dornen 33, 42 herausfällt, ohne um den Formdorn 33 herumgewickelt zu werden, und mithin einen Schutz vor einer Materialvergeudung durch fehler­ haftes Aufwickeln des Zuschnitts auf den Formdorn. Außerdem werden die beim Abschneiden der unregelmäßig geformten Endstücke des gewickelten Zuschnitts anfallenden Abfallstücke durch die Saug­ leitung 52 einwandfrei aus dem Maschinengehäuse aus­ getragen, so daß eine kontinuierliche Massenfertigung möglich ist.

Claims (1)

1. Verfahren zum Herstellen von Spitztüten mit hoher Ferti­ gungsgeschwindigkeit auf Massenherstellungsbasis, bei dem eine Papierbahn von einer Vorratsrolle abgezogen, quadratisch zugeschnitten, der quadratische Zuschnitt konisch gerollt und der überstehende offene Kantenabschnitt des konisch gerollten Zuschnitts senkrecht zur Zentralachse der Kegelform so beschnitten wird, daß die Papiertüte eine vollkommen kreisförmige Öffnung erhält, und bei dem die einander über­ lappenden Kanten des konisch gerollten Zuschnitts miteinander verklebt werden, dadurch gekennzeichnet,
   daß eine mit einem dünnen Kunstharzüberzug beschichtete Papierbahn (1) verwendet wird, wobei für die Verklebung ein Streifen (2) des Kunstharzüberzugs (1b) des konisch gerollten Zuschnitts (101) im Bereich der einander über­ lappenden Kanten angeschmolzen wird und letztere daraufhin gegeneinandergepreßt werden,
   daß die Transportgeschwindigkeit der Papierbahn (1) zugunsten der Maßhaltigkeit des quadratischen Zuschnitts (101) geregelt wird,
   daß die konische Formgebung des quadratischen Zuschnitts (101) überwacht wird, indem das quadratische Zuschneiden der Papierbahn (1) gestoppt wird, wenn das konische Auf­ rollen nicht zur bestimmungsgemäßen konischen Tütenform geführt hat,
   daß vor dem Zuschneiden der Papierbahn geschmolzenes Klebe­ mittel auf den Zuschnitt aufgebracht wird und
   daß Heißluft über eine Heißluftdüse (15) zugeführt wird, wobei ein Heizrohr (61) mit einem Polymerisator (60) ver­ bunden ist und das geschmolzene Klebemittel zu einem Auftrager (62) geliefert wird.