DE3722982A1 - Verfahren zum verkleben von aufeinanderliegenden schichten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verkleben von aufeinanderliegenden Schichten gemäß Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Es ist bekannt, die Klebemasse im beabstandeten Zustand der Schichten aufzustreichen bzw. aufzusprühen und danach die die Klebemasse tragenden Flächen gegeneinander zu drücken. Im Falle von Aufrichteschachteln, Pappkartons oder dergleichen Behälter ergibt sich in der Phase des Klebemasseauftrags in erstgenannter Weise eine gewisse Instabilität. Der nicht unerhebliche Flächen­ druck beim Aufstreichen der Klebemasse erweist sich vor allem bei dünnwandigerem Material als nachteilig. Der Verpackungs­ karton kann verecken. Wird nun auch noch die freie Verschluß­ lasche nicht exakt lagegerecht zugeführt, bleibt dieser Fehler bestehen. Das führt in aller Regel zu Ausschuß. Andererseits bedeutet das jeweilige Ausweichen der Schicht oder Lage in man­ chen Fällen die Notwendigkeit der Schaffung einer besonderen Widerlagerfläche, wenn diese nicht von dem selbst den Stützkern bildenden Füllgut wie beispielsweise einem Stapel gebildet werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Verkleben von aufeinanderliegenden Schichten anzugeben, bei dem der Klebemasseauftrag keinen flächenfreien Zugang erfordert, trotzdem aber ein hochgradiger, exakter Verbund der Schichten ermöglicht wird.

Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.

Die Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen bzw. geben eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens an.

Zufolge einer solchen Verfahrensmaßnahme ist eine schnelle, einfache und haltbare Klebeverbindung aufeinanderliegender Schichten, insbesondere von Verpackungskartons, erzielt. Die Verklebung wird von außen her vorgenommen. Die bisher üblichen Aufrichtemittel für die freie Zugänglichkeit der mit Klebemasse zu versehenen Flächen werden verzichtbar. Die Schichten lassen sich exakt in ihrer Endposition halten. Dann erst wird die Klebemasse mittels einer Hohlnadel durch ein Loch der einen Schicht in die Auflagefuge injiziert. Bei einem minimalen Eintrittsquerschnitt ergibt sich ein maximaler, der Sicht völlig entzogener Klebeflecken. Insoweit wird auch das Äußere der gelochten Schicht nicht optisch-visuell beeinträchtigt, was beispielsweise im Falle von Aufdrucken, bedruckten Kaschierungen oder dergleichen an Schmuckkartons von erheblicher Bedeutung ist. Im unmittelbaren Injektionsbereich kann ein gewisses geringes, partielles klaffendes Abspreizen der Schichten stattfinden. Die dem Schichtmaterial innewohnende Rückstell­ kraft sorgt andererseits aber für ein nachhaltiges radiales Austreiben der Klebemasse aus der zentralen, linsenartigen Klebemassen-Füllzone. Neben der Möglichkeit einer Vorlochung kann aber auch so verfahren werden, daß die Hohlnadel zugleich das Stechwerkzeug für das Loch ist. Eine solche Ausgestaltung ist zusätzlich vorrichtungsvereinfachend. Es kann bezüglich der Hohlnadel hier an einen kanülenartigen Aufbau gedacht sein, wie er bei Injektionsspritzen üblich ist, deren stechseitiges Ende im spitzen Winkel angeschliffen ist. Entsprechende Hohlnadeln bringen auch einen geringen spezifischen Flächendruck. Weiter ist es von Vorteil, daß die Länge der Hohlnadel etwa der Dicke der das Loch erhaltenden Schicht der nur zweischichtigen Klebeverbindung entspricht. Vorteilhaft ist ferner eine seitliche Austrittsdüse der Hohlnadel. Eine solche Hohlnadel ist vor allem geeignet für die Verklebung vieler Schichten. Bei einem solchen Laminat liegt dann pro Auflagefuge eine solche Austrittsdüse. Um dabei einen gleichberechtigten radialen Klebemasse-Austrag zu begünstigen, empfiehlt es sich, auf einer Austrittsdüsenebene beispielsweise drei und mehr in gleicher Winkelverteilung angeordnete Düsenöffnungen vorzusehen. Eine besonders schnelle Klebeverbindung läßt sich erzielen durch eine Beheizung der Hohlnadel und Speisung derselben mit einer hot­ melt-Klebemasse. Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 besteht darin, daß die eine Seitenwand des Verpackungskartons einen Schwinghebel beauf­ schlagt, welcher mindestens eine klebergespeiste Hohlnadel besitzt und mit dieser in Richtung der benachbarten Seitenwand des Verpackungskartons schwenkt, wobei im Endbereich dieser Bewegung eine Klebemasse-Zufuhr in die Hohlnadel gesteuert wird. Auf diese Weise läßt sich die Klebeverbindung unter Nutzung der Verschiebebewegung des Verpackungskartons in die funktionsgerechte Grundstellung der Vorrichtung erzielen. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Klebemasse-Zufuhr von einem durch die Verpackungskarton-Seitenwand beaufschlagten Endschalter initiiert ist. Endlich besteht noch ein vorteil­ haftes Merkmal der Erfindung darin, daß der die Hohlnadel tragende Fuß des Schwinghebels eine Stoßfuge der Schichten überlappt. Bei entsprechend paarig angeordneter Hohlnadel ergibt sich mit einfachsten Mitteln eine stoßfugennahe Klebe­ heftung, dies unter optimal lagegerechter Ausrichtung der Schichten.

Verfahren und Vorrichtung sind nachstehend anhand eines zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in weitestgehend schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens im Vertikalschnitt, und zwar unmittelbar vor der Klebeheftung,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung bei Klebeheftung,

Fig. 3 die Draufsicht auf Fig. 2,

Fig. 4 den die paarig angeordnete Hohlnadel aufweisenden Fuß in der Injektionsphase, gemäß Schnitt nach Linie V-V in Fig. 2,

Fig. 5 eine Herausvergrößerung im Bereich der einen Hohlnadel und

Fig. 6 einen fertig klebegehefteten Verpackungskarton in perspektivischer Darstellung.

Die dargestellte Vorrichtung besteht aus einem horizontalen Arbeitstisch 1. In dessen, von Beinen 2 gegenüber einer hori­ zontalen Standfläche vertikal beabstandeten Unterflurbereich ist genügend Raum zur Unterbringung von Funktionsaggregaten wie Pumpe, Klebertank, Heizeinrichtungen etc. (nicht dargestellt).

Eine die Oberseite des Arbeitstisches 1 im rückwärtigen Bereich der Vorrichtung überragende Vertikalwand 3 lagert, um hori­ zontale Achsen 4 schwenkbar, zwei Schwinghebel 5. Letztere schließen im wesentlichen einen rechten Winkel ein. Die Achsen 4 sitzen im Winkelscheitel und erstrecken sich räumlich über­ einanderliegend in einer Vertikalen.

Höhenbezogen fluchtet die untere Achse 4 etwa mit der Oberseite des Arbeitstisches 1. Die Achse 4 des obenliegenden Schwing­ hebels 5 fluchtet dagegen im wesentlichen ebenengleich mit einer parallel zur Oberseite des Arbeitstisches 1 verlaufenden Nieder­ halterplatte 6. Deren der Vertikalwand 3 abgewandtes Ende weist eine Aufbiegung 7 auf.

Sinn und Zweck der in Höhenrichtung ver- und feststellbaren Niederhalterplatte 6 ist es, einen mittels der Vorrichtung im Wege der Klebehäftung zu schließenden Verpackungskarton VK lagegerecht geschlossen zu halten. Dem gleichen Zweck dient auch eine seitliche Führungsschiene 8. Letztere erstreckt sich auf der einen Längsseite des Verpackungskartons (vergl. Fig. 3). Die Führungsschiene 8 ist im Querschnitt rechtwinklig. Der vertikale Schenkel 8′ bildet den Führungsanschlag, während der horizontale, auf der Oberseite des Arbeitstisches 1 aufliegende Schenkel 8′′ Stell-Befestigungsmittel 9 trägt. Es kann sich hier um Schraubbolzen handeln. Letztere durchsetzen parallel zur Vertikalwand 3 verlaufende Längsschlitze 10 des Arbeits­ tisches 1. Unterhalb des Arbeitstisches erstreckt sich eine die Schlitzbreite überragende Gegenplatte, welche von einer Stell­ mutter untergriffen ist. Letztere kann auch oben liegen. Im Falle einer reinen Parallelverstellung können in den Längs­ schlitzen 10 zudem Führungssteine der Stellbefestigungsmittel 9 laufen.

Zwei in Funktionsstellung gegeneinander gerichtete Arme 5′ der Schwinghebel 5 fungieren als Steuerarme. Gegen diese tritt bei Einschub die eine Seitenwand 11 des Verpackungskartons VK. Die Einschubrichtung ist mit Pfeil x bezeichnet (vergleiche Fig. 1).

Die anderen, mehr in der Horizontalen orientierten, eine Art durch Federn offengehaltenes Fangmaul bildenden Arme 5′′ der Schwinghebel 5 tragen an ihrem freien Ende je einen Fuß 12. Von letzterem geht eine im wesentlichen in Richtung der Oberseite 13 und Unterseite 14 des Verpackungskartons weisende Hohlnadel 15 aus. Diese spitzwinklig angespitzte oder auch rotations­ symmetrisch zugespitzte Hohlnadel 15 injiziert Klebemasse KM in die Auflagefuge F zweier zu verbindender Lagen oder Schichten 16, 17. Die eine, obere Schicht 16 sind die Verschlußlaschen des Verpackungskartons VK (vergleiche Fig. 6). Der vorzugsweise paarig angeordnete Hohlnadeln 15 tragende Fuß 12 ist daher von solcher Breite, daß er die Stoßfuge 18 zwischen den beiden Verschlußlaschen genügend weit überbrückt (Fig. 4). Die andere Schicht 17 sind senkrecht dazu eingeschlagene Verschlußlaschen der Oberseite 13 des Verpackungskartons VK.

Die gleiche Situation ergibt sich bezüglich der Unterseite 14 des Verpackungskartons VK. Die äußere, hier untere Schicht 16 sind die aufschlagenden Verschlußlaschen, welche die innere Schicht 17 überdecken und im gleichen Arbeitsgang synchron klebeverbunden werden.

Das in der jeweils äußeren Schicht 16 gebildete Loch ist mit 19 bezeichnet. Es kann sich um eine Vorlochung handeln, in die die Hohlnadel 15 passgerecht einfährt. Alternativ kann jedoch auch so vorgegangen werden, daß die Hohlnadel 15 bzw. die paarig angeordneten Hohlnadeln 15 des Fußes 12 das Stechwerkzeug für das Loch 19 ist bzw. die Löcher 19 sind.

Bei einer zweischichtigen Klebeverbindung, wie sie durch das Ausführungsbeispiel verkörpert wird, entspricht die Länge einer solchen Hohlnadel 15 etwa der Dicke der das Loch 19 erhaltenden Schicht 16. Es wird auf Fig. 5 verwiesen. Dort ist durch die Spitze 15′ der Hohlnadel 15 die innere Schicht 17 leicht abge­ stemmt bzw. eingedellt. Die injizierte Klebemasse KM tritt dort über eine von der Spitze 15′ ein wenig zurückverlagerte Aus­ trittsdüse 20 in die Auflagefuge F ein, die sich in diesem Bereich leicht linsenförmig abspreizt, wobei die dem Schicht­ material innewohnende Rückstellkraft eine gewisse radial gerichtete (Pfeil z) Ausbreitung des Klebeflecks noch begüns­ tigt. Die seitliche Austrittsdüse 20 der Hohlnadel 15 liegt in der Anspitzschräge derselben. Bei einer rotationssymmetrisch gestalteten Spitze können mehrere in gleichen Winkelabständen angeordnete, in einer Querebene der Hohlnadel 15 liegende Austrittsdüsen 20 realisiert sein.

Als Klebemasse KM dient sogenannter hot-melt-Kleber. Letzterer wird in einem geheizten Tank bereitgehalten. Die zu den Hohl­ nadeln 15 führenden Schläuche bzw. Leitungen 22 sind ebenfalls beheizt. Solche Vorkehrungen, beispielsweise in Form von elektrischen Widerstandsheizungen, enthält auch der Fuß 12. Ausgelöst wird die entsprechende Klebemassen-Speisung durch einen Endschalter 23. Letzterer befindet sich in der Vertikal­ wand 3. Er ist durch die Seitenwand 11 mittelbar beaufschlagt zufolge der zwischen dieser und einer Betätigungsplatte 24 des Endschalters 23 liegenden Arme 5′, welche die Betätigungsplatte 24 beaufschlagen. Die Verlagerung geschieht entgegen Feder­ wirkung, welche den Endschalter 23 in belastungsfreiem Zustand stets wieder in die Grundstellung gemäß Fig. 1 zurückbringt. Die Speisungsleitung 22 der hot-melt- Klebemasse KM kann im fußnahen Bereich als starre Leitung realisiert sein, die kreisbogenförmig um die Achse 4 gekrümmt ist und ein in der vertikalen Schwenk­ ebene des oberen Schwinghebels 5 liegendes Fenster 25 der Vertikalwand 3 des Aufbaues durchgreift. Im Bereich des Arbeitstisches 1 erstreckt sich ein solches Fenster 25 in der Platte des Arbeitstisches 1 selbst, geht aber, nur unterbrochen im Zuordnungsbereich des Endschalters 23 als Vertikalschacht bis in den Anlenkbereich der Achsen 4. Der entsprechende Vertikal­ schacht, in dem die Verachsung der Schwinghebel 5 vorgenommen ist, befindet sich also auch im Bereich der Achsanlenkung des oberen Schwinghebels 5.

Um einen freien Zutritt für den die Hohlnadeln aufweisenden Fuß 12 zu schaffen, besitzt die Niederhalteplatte 6 im Umfeld des­ selben eine Aussparung 26 (vergleiche Fig. 3).

Die Funktion ist, kurz zusammengefaßt, wie folgt:

Der Verpackungskarton VK wird in Richtung des Pfeiles x in die Vorrichtung geschoben. Die in dieser Richtung vorne liegende Seitenwand 11 tritt gegen die freien Enden der Arme 5′ der Schwinghebel 5. Letztere Schwenken um die Achse 4 in Dreh­ richtung y. Entsprechend nähern sich nun die zuvor einen genügenden Freistand zum Objekt aufweisenden Hohlnadeln 15 der Oberseite 13 bzw. Unterseite 14 des aus einem sogenannten Wellpappe-Zuschnitt gefalteten Verpackungskartons VK. Die Hohlnadeln schlagen in der Schwenkendphase der sich zangen­ backenartig schließenden Schwinghebel 5 wie Zähne einer Giftschlange durch die eine Schicht 16. Die gleiche Einschub­ bewegung bewirkt sodann über den Endschalter 23 die Speisung der Hohlnadeln 15 mit Klebemasse KM, die über die Düse 20 in die Auflagefuge F zwischen den beiden Schichten 16, 17 austritt und dort die beiden Schichten klebeverbindet. Hiernach wird der Verpackungskarton herausgezogen, um 180 Grad gewendet und unter Voranstellung der anderen, gegenüberliegenden Seitenwand 11 erneut in die Vorrichtung eingeschoben, so daß auch im anderen Endbereich die beschriebene Klebeheftung erfolgt. Es liegt dann der aus Fig. 6 ersichtliche Verpackungskarton VK geschlossen vor.

Durch Schrägstellen der Hohlnadel 15 oder gesteuertes voreilen­ des Abheben des Fußes 12, beispielsweise über einen abgefederten Freigang, läßt sich die Hohlnadel vor Einsetzen der VK-Anschub­ bewegung aus dem Loch 19 ziehen.

Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung darge­ stellten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Claims (8)

1. Verfahren zu Verkleben von aufeinanderliegenden Schichten, vorzugsweise Pappschichten als Verschlußlaschen von Verpackungs­ kartons, mittels in der Auflagefuge beider Schichten angeord­ neter Klebemasse, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemasse (KM) mittels einer Hohlnadel (15) durch ein Loch (19) der einen Schicht (16) in die Auflagefuge (F) injiziert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlnadel (15) das Stechwerkzeug für das Loch (19) ist.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Hohlnadel (15) etwa der Dicke der das Loch (19) enthaltenden Schicht (16) der nur zweischichtigen Klebeverbindung entspricht.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine seitliche Austrittsdüse (20) der Hohlnadel (15).

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Beheizung der Hohlnadel (15) und Speisung derselben mit einer hot-melt-Klebemasse (KM).

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seitenwand (11) des Verpackungskartons (VK) einen Schwinghebel (5) beaufschlagt, welcher mindestens eine klebergespeiste Hohlnadel (15) besitzt und mit dieser in Richtung der benachbarten Seitenwand (Oberseite 13 bzw. Unterseite 14) des Verpackungskarton (VK) schwenkt, wobei im Endbereich dieser Bewegung eine Klebemasse- Zufuhr in die Hohlnadel (15) gesteuert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemasse-Zufuhr von einen durch die Verpackungskarton-Seiten­ wand (11) beaufschlagten Endschalter (23) initiiert ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die Hohlnadel (15) tragende Fuß (12) des Schwinghebels (5) eine Stoßfuge (18) der Schichten (16, 17) überlappt.