DE69006010T2 - Verfahren und vorrichtung zum ausstanzen von verpackungsmaterial. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ausstanzen von verpackungsmaterial.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stanzen und Falzen von zumindest im wesentlichen flachem bzw. ebenem Verpackungsmaterial mit Hilfe von Stanzmessern und/oder Falzlinealen, wobei das Material, wenn es gestanzt und gefalzt wird, dazu neigt in Richtung seiner Ebene an oder in der Nähe derjenigen Stellen zu reißen, wo die Stanzmesser und/oder die Falzlineale in Kontakt mit dem Verpackungsmaterial gebracht werden. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sollte der Begriff "Verpackungsmaterial" sehr breit interpretiert werden, so daß er auch Anschauungs- bzw. Darstellungsmaterial umfaßt, und die Erfindung betrifft beispielsweise insbesondere Bahn oder Streifenmaterial, vorzugsweise in der Art von Wellpappe oder Karton und insbesondere Schichtmaterial.
    • Technischer Hintergrund
  • Beim konventionellen Stanzen und Falzen von Verpackungsmaterial (siehe FR-A-2,155,227, die ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 8 offenbart), werden die Stanzmesser und/oder Falzlineale, welche in einem Stempel angeordnet sind, mit hoher Geschwindigkeit direkt gegen das ungeschützte Verpackungsmaterial gedrückt, welches zwischen den Stanz-/Falzwerkzeugen und einem Amboß (bzw. einer Matrize), der entweder aus einer ebenen Platte (ebenes Stanzen und Falzen) oder einem sich drehenden Zylinder (Drehstanzen und -falzen) besteht, gequetscht wird. In letzterem Fall sind auch die Stanz- bzw. Schneid-/Falzwerkzeuge auf einem sich drehenden Zylinder angeordnet. Die Stanzmesser bewirken ein vollständiges Durchdringen des Verpackungsmaterials, d.h. ein Auftrennen bzw. Schneiden desselben, während die Falzlineale, welche das Verpackungsmaterial nicht vollständig durchdringen, nur eine dauerhafte Verformung und Schwächung der Biegefestigkeit, d.h. Faltlinien hervorrufen. Risse hervorrufende Kräfte treten an dem Verpackungsmaterial in Richtung seiner Ebene auf und zwar sowohl wenn eine vollständige als auch wenn eine unvollständige Durchdringung auftritt. Mit der derzeitigen Technik sind diese Kräfte oft der Grund für eine störende bzw. ärgerliche Ausbildung von Rissen, so daß ein höheres Flächengewicht, eine größere Festigkeit oder Dicke des Verpackungsmaterials erforderlich ist als ansonsten notwendig wäre. Das Risiko der Rißbildung erhöht die Herstellungskosten und schränkt die Gestaltungsmöglichkeiten der Verpackungen ein. In extremen Fällen können die Stanz- und Falztechniken überhaupt nicht verwendet werden.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die bekannte Technik in einfacher und preiswerter Weise zu verbessern, so daß eine Rißbildung zumindest in beträchtlichem Umfang verhindert wird.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung wird dies erreicht durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen, die in den Ansprüchen 1 und 8 dargelegt sind.
  • Die Erfindung beruht auf der Einsicht, daß die Risse hervorrufenden Kräfte, welche in dem Moment in einem kritischen Ausmaß entstehen, wenn die Stanzmesser und/oder Falzlineale mit dem Verpackungsmaterial in Kontakt kommen, d.h. wenn die Verformung beginnt und mit anderen Worten Stoßenergie absorbiert werden kann durch ein zwischengeschaltetes Material, so daß man eine rißvermindernde Wirkung dadurch erhält, daß das Verpackungsmaterial in Richtung seiner Ebene freigegeben wird. Das rißreduzierende Material hat den direkten Kontakt mit den Stanzmessern und/oder Falzlinealen und vermindert damit das Risiko, daß gefährliche Spannungspitzen bzw. -konzentrationen in dem Verpackungsmaterial hervorgerufen werden. Es hat sich herausgestellt, daß praktisch alle Rißbildung in dem Verpackungsmaterial auf diese Art und Weise vermieden werden kann.
  • Es hat sich herausgestellt, daß es auf die Auswahl des rißreduzierenden Materials nicht ankommt, sondern daß die Hauptsache ist, daß das Material solche Eigenschaften hat, daß es Stoßenergie und Kräfte in Richtung seiner Ebene aufnehmen kann, d.h. es nimmt Stöße in dieser Ebene auf, während es gleichzeitig nicht in nachteiliger Weise die notwendige Verformung beeinflußt. Das Material sollte in Bahnform vorliegen und einen gewissen Grad an Zugfestigkeit und Biegefestigkeit haben und es kann in vorteilhafter Weise relativ dünn (Folie oder Film) sein und damit preiswert. Verwendbare Materialien sind beispielsweise Papier, Kunststoff und gewebtes Material.
  • Praktische Tests haben nun überraschenderweise gezeigt, daß die rißreduzierende Wirkung nicht in nennenswerter Weise beeintrachtigt wird, wenn ein Schneidmesser, das eine Schneidbewegung ausführt, durch einen Schlitz in dem Material hindurchtritt, welcher durch eine vorangehende Schneidbewegung erzeugt wurde. Dies bedeutet, daß ein und dasselbe rißreduzierende Material wiederholt verwendet werden kann, was Kosten spart und auch konstruktive Vorteile bietet.
  • Während des Stanz- und Falzvorganges sollte das rißreduzierende Material an dem Verpackungsmaterial zumindest an den Stellen aufgebracht sein, wo die Schneidmesser und/oder Falzlineale den Kontakt mit dem Material herstellen. Das rißreduzierende Material sollte zumindest im wesentlichen über das Verpackungsmaterial gespannt sein.
  • Es ist nicht notwendig, das rißreduzierende Material über dem gesamten Verpackungsmaterial anzuordnen, es reicht aus, wenn das Material zumindest die Bereiche abdeckt, die an die Stellen angrenzen, an welchen die Schneidmesser und/oder Falzlineale mit dem Material in Berührung kommen und wo eine nennenswerte Rißbildung erwartet werden kann. Das heißt, es ist besonders zweckmäßig, das rißreduzierende Material zumindest über einem Bereich anzuordnen, wo ein Stanzmesser und angrenzende Falzlineale an beiden Seiten desselben arbeiten.
  • Das rißreduzierende Material kann an einem Stempel befestigt sein, vorzugsweise an elastisch nachgiebigen Befestigungseinrichtungen, die an dem Stempel vorgesehen sind. Zumindest einige dieser Befestigungseinrichtungen können konventionelle Federauswerfer sein.
  • Es ist auch möglich, das rißreduzierende Material an der Oberfläche des Verpackungsmaterials aufzubringen und es daran in irgendeiner geeigneten Art und Weise zu befestigen oder zu halten, bevor das Material in die Vorrichtung eingeführt wird oder wahlweise auch danach.
  • Wenn das rißreduzierende Material direkt auf der Oberfläche des Verpackungsmaterials angeordnet wird, so kann es, um sicherzustellen, daß das rißreduzierende Material während des Schneid- und Falzvorganges an seiner Position bleibt, zweckmäßig sein, den Klemmeffekt zu nutzen, der beispielsweise durch die Federauswerfer bereitgestellt wird, die auf dem Stempel angeordnet sind und sich auf dem rißreduzierenden Material und dem darunterliegenden Verpackungsmaterial abstützen.
  • Die rißreduzierende Wirkung der Erfindung wird besonders gut erreicht mit Verpackungsmaterial aus Wellpappe, und es ist möglich, ohne irgendwelche Rißbildungsprobleme auch solche Wellpappe zu stanzen und zu falzen, die eine Deckschicht hat, welche einen beträchtlichen Anteil wiedergewonnener Fasern (Recycling-Fasern) enthält.
  • Im folgenden werden die Erfindung und Ausführungsformen derselben genauer unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Figur 1 ist eine Draufsicht auf geschnittenes und gefalztes Verpackungsmaterial, welches Rohlinge für zwei identische Verpackungen aufweist.
  • Figur 2 ist eine schematische mittige Schnittansicht einer Stanz-/Falzvorrichtung, welche mit dem rißreduzierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, wobei die Vorrichtung dabei bzw. bereit ist, ein eingeführtes Verpackungsmaterial zu stanzen und zu falzen, um so das gestanzte und gefalzte Verpackungsmaterial gemäß Figur 1 herzustellen.
  • Figur 3 ist eine Ansicht ähnlich der Figur 2, welche den Stempel der Vorrichtung in einer Arbeitsposition zeigt.
  • Figur 4 ist eine schematische Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung, wobei das rißreduzierende Material so angeordnet ist, daß es nur einen Teil des Verpackungsmaterials abdeckt.
    • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Figur 1 zeigt ein typisches Beispiel eines gestanzten und gefalzten Verpackungsmaterials, das zwei identische Rohlinge 1 und 2 aufweist, die durch den Schnitt 3 voneinander getrennt sind. In Figur 1 sind diejenigen Schnitte, welche durch Schneid- bzw. Stanzmesser gemacht wurden, mit ausgezogenen Linien dargestellt, während die Faltlinien (Falzlinien) durch gestrichelte Linien wiedergegeben werden. Selbstverständlich sind die äußeren Grenzlinien der Rohlinge Schnitte.
  • Das in Figur 1 dargestellte Verpackungsmaterial ist in einer in den Figuren 2 und 3 aus einem Ausgangsmaterial 5 in Bahnform ausgestanzt und gefalzt worden, welches auf allen Seiten etwas größer ist als das endgültige Verpackungsmaterial 1, 2. Die Vorrichtung weist in konventioneller Weise einen Stempel oder eine Matrizenform 7 mit Schneidmessern 9 auf, die auf beiden Seiten konventionelle federnde Auswerfelemente 11, sogenannte Gummiauswerfer, und Falzlineale 13 haben. Wie aus Figur 2 offensichtlich ist, stehen die stumpfen Falzlineale 13 nicht soweit vor wie die Messer 9, die mit Schneidkanten versehen sind. Die Stirnflächen der Auswerfer 11 liegen in einer Ebene etwas außerhalb derjenigen Ebene, welche die Schneidkanten der Messer 9 enthält. Man erkennt, daß die Schneidmesser 9 und die Falzlineale 13 in einem Muster angeordnet sind, welches dem Muster der Schnitte und Faltlinien in Figur 1 entspricht.
  • Weiterhin weist die Vorrichtung eine konventionelle Amboßplatte 15 auf, auf welcher das Verpackungsmaterial 5 angeordnet wird, um gestanzt und gefalzt zu werden, ebenso wie konventionelle Einrichtungen (nicht dargestellt), die dafür ausgelegt sind, den Stempel 7 gegen die Platte 15 zu drücken.
  • Angesichts des vollständig konventionellen Aufbaues der Vorrichtung in dieser Hinsicht, erscheint eine genauere Beschreibung der Bauteile nicht geboten.
  • Gemäß der Erfindung ist ein rißreduzierendes Material 17 in Bahnform auf dem Stempel 7 im wesentlichen parallel zu der Platte 15 angeordnet, wobei das Material alle Schneidmesser 9 und Falzlineale 13 abdeckt. Mit anderen Worten, praktisch die gesamte Oberfläche des Verpackungsmaterials 5 (mit Ausnahme eines kleineren, umlaufenden Kantenbereiches) wird durch das rißreduzierende Material 17 abgedeckt, wenn der Stanz- und Falzvorgang ausgeführt wird (Figur 3). Das Material 17 ist an den Stirnflächen der Auswerfer 11 montiert, d.h angebracht, so daß das Material beträchtlich gestreckt wird, vorzugsweise mit einer gewissen Zugspannung. Es versteht sich, daß durch Anordnen des rißreduzierenden Materials 17 "außerhalb" (in der Figur "unterhalb") der Stanzmesser 9 und der Falzlineale 13 das Material gegen die Oberfläche des Verpackungsmaterials 5 gedrückt wird, bevor die Stanzmesser 9 und Falzlineale 13 in Kontakt mit dem Verpackungsmaterial auf der Amboßplatte 15 gebracht werden. Im Moment des Kontaktes absorbiert das rißreduzierende Material den ersten Stoß und befreit damit das Verpackungsmaterial 5 von Risse hervorrufenden Kräften.
  • Das rißreduzierende Material 17 ist vorzugsweise ein dünner Film, eine Folie oder Bahn aus Kunststoffmaterial mit einer typischen Dicke in der Größenordnung von 1 mm oder weniger.
  • Wie deutlich geworden ist, ist das Risiko von Rißbildung besonders groß in den Bereichen, wo ein Schnitt auf beiden Seiten benachbarte Faltlinien hat. In der Ausführungsform gemäß Figur 1 sind diese Bereiche die beiden Bereiche zwischen dem Schnitt 3 und den Faltlinien 21 und 22. Damit treten also Risse, die im wesentlichen parallel zu dem Schnitt 3 und den Linien 21, 22 verlaufen, oft in der Mitte dieser beiden Bereiche auf, d.h. in einem gewissen Abstand von dem Schnitt und den Linien.
  • In einem solchen Fall kann eine wesentliche Rißreduzierwirkung erzielt werden, wenn das rißreduzierende Material im wesentlichen nur über diesen besonders hervorgehobenen Bereichen angeordnet ist.
  • Dies ist zur Anwendung gekommen in einer modifizierten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die in Figur 4 dargestellt ist. Die Vorrichtung ist dieselbe wie in den Figuren 2 und 3 mit der Ausnahme, daß das rißreduzierende Material 17' hier nur die zentrale Fläche unter dem Stanzmesser 9' und den Faltlinealen 13' abdeckt. Auch in diesem Fall wird das Material zwischen den Stirnflächen der federnden Elemente gestreckt und an diesen angebracht, welche aus den Gummiauswerfern 11' bestehen, die zu dem Stanzmesser 9' gehören, und weiterhin zwischen und an Gummiteilen 23, die in derselben Art und Weise hergestellt und montiert sind wie die Auswerfer 11', jedoch auf der gegenüberliegenden Seite des zugehörigen Falzlineals 13' angeordnet sind.
  • Obwohl das rißreduzierende Material in dieser Ausführungsform an dem Stempel befestigt ist, kann es offensichtlich auch auf andere Art und Weise angeordnet werden, z.B. in einem Rahmen oder dergleichen befestigt werden, wobei der Rahmen über dem Verpackungsmaterial angebracht wird, so daß das rißreduzierende Material auf dem Verpackungsmaterial aufliegt, woraufhin der Stanz- und Falzvorgang ausgeführt wird.

Claims (10)

1. Verfahren zum Stanzen und Falzen von Verpackungsmaterial (5) mit Hilfe von Stanzmessern und/oder Falzlinealen, und zwar vorzugsweise von Schichtmaterial, wie z.B. Wellpappe, welches, wenn es gestanzt und gefalzt wird, die Neigung hat, in Richtung seiner Ebene aufzuspalten bzw. zu reißen, dort wo die Stanzmesser (9) und/oder Falzlineale (13) mit dem Verpackungsmaterial in Kontakt gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein spaltreduzierendes Bahnmaterial (17), welches in der Lage ist, Kräfte und Stoßenergie in Richtung seiner Ebene aufzunehmen, zwischen dem Verpackungsmaterial (5), welches gestanzt und gefalzt werden soll, und den Stanzmessern (9) und/oder Falzlinealen (13) angeordnet wird, welche für das Stanzen und Falzen verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das spaltreduzierende Material (17) so angeordnet ist, daß es dann, wenn das Stanzen und Schneiden ausgeführt wird, auf die Bereiche des Verpackungsmaterials (5) aufgebracht ist und sich darüber hinweg, vorzugsweise auch etwas darüber hinaus, erstreckt, wo irgendeine beträchtliche Spalt- oder Rißbildung zu erwarten ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das spaltreduzierende Material (17) an einem Stempel (7) vorgesehen ist, an welchem die Stanzmesser (9) und/oder Falzlineale (13) angeordnet sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das spalt- bzw. rißreduzierende Material auf der Oberfläche des Verpackungsmaterials, welches gestanzt und gefalzt werden soll, angeordnet ist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das spaltreduzierende Material (17) während des Stanzens und Falzens gegen das Verpackungsmaterial (5) gehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Halten des spaltreudzierenden Materials von Federteilen (11, 23) Gebrauch gemacht wird, welche in einem Stempel (7) angeordnet sind, der die Schneid- bzw. Stanzmesser (9) und/oder Falzlineale (13) aufnimmt.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das spaltreduzierende Material (17') zumindest über einen Bereich hinweg angeordnet ist, in welchem ein Stanzmesser (9') und benachbarte Falzlineale (13'), welche an beiden Seiten desselben gelegen sind, wirksam sind.
8. Vorrichtung zum Stanzen und Falzen von Verpackungsmaterial, vorzugsweise von Schichtmaterial, wie z.B. Wellpappe, welches eine Tendenz hat, in Richtung seiner Ebene zu Spalten oder zu Reißen, wenn es gestanzt und gefalzt wird, mit einem Stempel (7) mit Stanzmessern (9) und/oder Falzlinealen (13), einem Amboß (15), auf welchem das Verpackungsmaterial (5) während des Vorganges aufgebracht wird, und Einrichtungen, welche bewirken, daß der Stempel und die Amboßplatte für das Stanzen und Falzen von dazwischenliegendem Verpackungsmaterial zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß ein rißreduzierendes Bahnmaterial (17), welches in der Lage ist, Kräfte und Stoßenergie in Richtung seiner Ebene zu absorbieren, so angeordnet ist, daß es dann, wenn das Stanzen und Falzen durchgeführt wird, zwischen zumindest einigen Stanzmessern (9) und/oder Falzlinealen (13) und dem Verpackungsmaterial (5) liegt, und so, daß es die Stanzmesser und/oder Falzlineale und zumindest die angrenzenden Bereiche abdeckt, wobei das rißreduzierende Material (17) so angeordnet wird, daß es auf den entsprechenden Bereichen des Verpackungsmaterials (5) während des Vorganges aufgebracht wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das rißreduzierende Material (17) an dem Stempel (7) vorgesehen und vorzugsweise an diesem befestigt ist, so daß es zumindest beträchtlich gestreckt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das rißreduzierende Material mit Hilfe von federnden Befestigungen (11, 23) an dem Stempel befestigt ist, von denen zumindest einige in Form von federnden Auswerfern (11) vorgesehen sind.
DE69006010T 1989-01-20 1990-01-17 Verfahren und vorrichtung zum ausstanzen von verpackungsmaterial. Expired - Lifetime DE69006010T2 (de)

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