WO1997037837A1 - Method of producing objects by folding flat material and object produced according to this method - Google Patents

Method of producing objects by folding flat material and object produced according to this method Download PDF

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WO1997037837A1
WO1997037837A1 PCT/CH1997/000124 CH9700124W WO9737837A1 WO 1997037837 A1 WO1997037837 A1 WO 1997037837A1 CH 9700124 W CH9700124 W CH 9700124W WO 9737837 A1 WO9737837 A1 WO 9737837A1
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folding zone
folding
zone
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Georg Strasser
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Comag Printing & Converting Systems Ag
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    • B65H45/00—Folding thin material
    • B65H45/12—Folding articles or webs with application of pressure to define or form crease lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
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    • B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
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    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/25—Surface scoring

Definitions

  • the invention relates to a method for producing articles by folding, bending or the like. of flat material and onto an object made of folded flat material, which is produced by this method.
  • the folded objects made of flat material are primarily packaging material, for example folding boxes or the like. However, these objects can also be labels, signs, advertising figures or the like.
  • Assemble punching tool in a punching machine The use of a punching tool is disadvantageous, because firstly the production takes a long time, secondly the tool wears out after a while and thirdly a flexible adaptation to certain cutting patterns according to the respective market requirements is not possible because a change in the cutting pattern takes a time of a few weeks.
  • the invention is therefore based on the object of creating a method which enables the use of a laser or of laser radiation for cutting flat materials to be folded in order to form objects.
  • it is therefore proposed in a method of the type mentioned at the outset that before folding, bending or the like of the flat material in the area of at least one fold zone on the inside of the article to be produced, at least two run in the direction of the fold zone , material removals, incisions or the like lying at a predetermined distance from one another. los be carried out thermally in the flat material by laser radiation, after which the folding of the flat material to form a chamfer, a flattening, rounding or the like. is carried out over the entire folding zone.
  • the material removals, incisions or the like running in the direction of the folding zone be carried out discontinuously over the width of the flat material.
  • This measure advantageously enables the incisions or the like to be adapted to the properties of the flat material.
  • the discontinuous removals or incisions can help to maintain the strength of the object despite the incisions.
  • at least two material removals, incisions or the like which extend essentially parallel to one another and in the direction of the folding zone. be performed. This ensures that the flat material can be folded without any disadvantageous stresses occurring on the outer surface.
  • the essentially parallel alignment of the material removals or incisions ensures that the desired geometric shape of the object created by the folding can be reliably formed.
  • the inventive method is used in a further embodiment
  • the material removal, incisions or the like have different widths and / or depths. These dimensions advantageously adapt to the material properties of the flat material or to the geometrical shape of the object, in order to ensure structurally the desired shape, stability and quality, in particular of the outer surface of the object.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the method according to the invention
  • Fig. 2 shows a first embodiment in a partial
  • Fig. 3 illustrates an embodiment
  • a laser 1 medium power for example, a C0 2 - laser, with the Lasercavitat 2, fully reflective mirror 3 and teilreflekt Schldem mirror 4 is provided.
  • the laser beam coupled out via the mirror 4 runs at least to a tilting mirror 5 as a deflection element.
  • the tilting mirror 5 can be pivoted about an axis 6 with the aid of a drive 7.
  • a drive can be formed, for example, by a galvanometer or another electromechanical actuator.
  • Alternatives are, for example, bending vibrators or optical elements with controllable deflection, * a polygonal rotating prism can also be used.
  • connection in series of two mirrors or similar devices is generally provided, which correspond to mirror 5, but can be pivoted about an axis perpendicular to axis 6.
  • a gimbal mounting of the deflector can also be provided. Such a two-axis bearing is not necessary for every production application.
  • the mirror 5 together with the drive 7 could also be omitted or its apparatus structure simplified if incisions or material removals always have to be made in the same direction.
  • the drive 7 contains at least one corresponding sample program Computer 8 is controllable. This computer 8 can optionally also be used to control the printing of a decorative layer 11 of a flat material 9 at an adjacent production station.
  • the flat material 9 for example made of cardboard, plastic film, etc.
  • the flat material 9 can now be conveyed along a path in a manner not shown, it coming to rest under the laser beam deflected by the mirror 5 and to an inner layer 10 in the explained later, receives at least two incisions or material removals, preferably running in mutually parallel directions.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of an edge on the flat material 9 formed according to the invention. If the edge incision were made on the side of the decorative layer 11, the appearance would suffer. If, on the other hand, a single incision 12 was made on the inside 10, as shown in dashed lines in FIG. 2, there would be an edge which also forms an angle of 90 ° and is also indicated by dashed lines. With this bend of 90 °, however, excessive tensile stresses arise on the side of the decorative layer 11, so that the material tends to tear and is therefore destroyed.
  • the solution according to the invention therefore provides at least two incisions 13, 13 'of limited depth, which results in a smooth transition in the folding zone 9' of the flat material 9, ie the angle between the two main surfaces with the sections 14 and 16 is still 90 °, but a narrow intermediate piece 15 is formed, which only encloses an angle of 45 ° with the adjacent sections 14 and 16 and forms the desired smooth transition.
  • a bevel is thus formed in the folding zone 9 'at the edge of the flat material 9.
  • the stresses on the side of the decorative layer 11, ie on the outside, are thus reduced to such an extent that tearing of the material no longer occurs.
  • the incisions 13, 13 'in the folding zone 9' are rounded off at their end in the interior of the flat material, as is typical for laser radiation incisions or laser material removals and can therefore be seen from the finished article.
  • These incisions represent grooves. It can be seen that the peculiarity of the laser cut with the rounded interior favors folding around the respective internal incision 13 or 13 ', although the chamfering could theoretically also be achieved by means of a conventional punching tool.
  • the arrangement of at least two incisions 13 and 13 'on the inside - regardless of the use of a laser - represents an independent inventive idea.
  • FIG. 3 illustrates an embodiment as it is to be used particularly with thicker flat material 9.
  • FIG. 3 shows that cuts with interruptions 17 can also be made within the scope of the invention, although this is generally not necessary.
  • the interruptions 17 or the associated cuts 13 to 13 "or material removals could be offset from one another such that the general directions of the cuts 13 and 13" are parallel to one another, the cuts 13 and 13 " but they are mutually offset so that parallelism can no longer be spoken of in the narrower sense.
  • a continuous or parallel guidance of the incisions 13 to 13 " is preferred.
  • the embodiment shown in FIG. 3 with three notches 13 to 13 " is somewhat more complex than the embodiment according to FIG. 2.
  • this embodiment will be used with advantage where the nature of the flat material 9 requires.
  • the Flat material 9 can also prove to be more expedient than three as incisions or material removals, so that the invention is not restricted to the number of incisions or material removals, but also not to their shape.

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Abstract

The invention concerns a method of producing objects from flat material (9) by folding or bending or the like. According to this method, before the flat material is folded, bent, etc., notches (13, 13', 13'') are cut in the flat material or pieces are removed therefrom, or the like, thermally in a contactless manner by laser radiation in the region of at least one folding zone (9') on the inner side of the object to be produced, the notches, or the like, extending in the direction of the folding zone (9') and being disposed at mutual spacings. The flat material is then folded to form a chamfer, a flattened area, a rounded area (15) of the like over the entire folding zone (9').

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON GEGENSTANDEN DURCH FALTEN VON FLACHMATERIAL UND NACH DIESEM VERFAHREN HERGESTELLTER GEGENSTAND. METHOD FOR PRODUCING OBJECTS BY FOLDING FLAT MATERIAL AND OBJECT PRODUCED BY THIS METHOD.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen durch Falten, Biegen od.dgl. von Flachmaterial und auf einen Gegenstand aus gefaltetem Flachmaterial, der nach diesem Verfahren hergestellt ist.The invention relates to a method for producing articles by folding, bending or the like. of flat material and onto an object made of folded flat material, which is produced by this method.
Bei den gefalteten Gegenständen aus Flachmaterial handelt es sich vor allem um Verpackungsmaterial, beispielsweise um Falt¬ schachteln od. dgl. Ebenso können diese Gegenstände aber auch Etiketten, Schilder, Werbefiguren od. dgl. sein.The folded objects made of flat material are primarily packaging material, for example folding boxes or the like. However, these objects can also be labels, signs, advertising figures or the like.
Zum Falten von Gegenständen aus Flachmaterial, wie Karton,For folding flat items such as cardboard,
Kunststoffolie od. dgl. ist es im allgemeinen erforderlich, das Flachmaterial auf jener Seite im ungefalteten Zustand über einen Teil der Dicke des Materials einzuschneiden (der in der Fachsprache verwendete Ausdruck ist "einprägen", das nachste- hend gleichbedeutend mit "einschneiden" verstanden werden soll), die dann im gefalteten Zustand die Aussenseite bzw. Aussenflache des Gegenstandes bildet. Das Einschneiden hat hierbei entlang der beabsichtigten Faltkante zu erfolgen, wofür ein entsprechend geformtes, relativ teures Stanzwerkzeug her- gestellt werden muss. Für das Einschneiden ist dann diesesPlastic film or the like. It is generally necessary to cut the flat material on that side in the unfolded state over part of the thickness of the material (the term used in technical terminology is "to emboss", which in the following is to be understood as meaning "to cut" should), which then forms the outside or outside surface of the object in the folded state. The incision has to be made along the intended folding edge, for which purpose a correspondingly shaped, relatively expensive punching tool has to be produced. This is then for the incision
Stanzwerkzeug in einer Stanzmaschine zu montieren. Die Verwen¬ dung eines Stanzwerkzeuges ist nachteilig, da erstens die Her¬ stellung lange Zeit in Anspruch nimmt, zweitens das Werkzeug nach einiger Zeit abgenützt ist und drittens eine flexible An- passung an bestimmte Schneidmuster gemäss den jeweiligen Markt¬ erfordernissen nicht möglich ist, da eine Änderung des Schneid¬ musters eines Zeitaufwandes von einigen Wochen bedarf.Assemble punching tool in a punching machine. The use of a punching tool is disadvantageous, because firstly the production takes a long time, secondly the tool wears out after a while and thirdly a flexible adaptation to certain cutting patterns according to the respective market requirements is not possible because a change in the cutting pattern takes a time of a few weeks.
Die durch die Montage bzw. Änderung des Werkzeuges bedingten Stillstands- und Umrustzeiten bringen es in nachteiliger Weise mit sich, dass angestrebt wird, möglichst grosse Stückzahlen von Flachmaterial einzuschneiden, um die unproduktive Zeit der Stanzmaschine soweit alε möglich zu verkürzen. Durch die grosse Fertigungslosgrösse entstehen aber wieder erhöhte Lagerhal¬ tungskosten, die das Produkt in nachteiliger Weise verteuern,The downtimes and changeover times caused by the assembly or modification of the tool have the disadvantage that the aim is to cut the largest possible number of flat materials in order to shorten the unproductive time of the punching machine as far as possible. By the big one Production lot sizes again result in increased storage costs, which make the product more expensive,
Zwar ist es beispielsweise aus den US-A-5,421,933 und 5,487,807 bekannt, Laserstrahlung zum Schneiden flächiger Etiketten ein¬ zusetzen, für zu faltende Gegenstände ist dies aber noch nicht vorgeschlagen worden. Der Grund hierfür liegt offensichtlich darin, dass der Einschnitt an der - gegebenenfalls sichtbaren - Aussenflache des Materials erfolgen muss, und diese Aussenflä- ehe ist meistens eine Dekorfläche bzw. trägt eine Dekorfläche, beispielsweise eine Farbdruckschichte, eine Glanzschichte od. dgl. Eine derartige Schichte neigt jedoch dazu, durch die Hitze der Laserstrahlung sich in den dem Einschnitt benachbarten Be¬ reichen vom Flachmaterial abzulösen bzw. aufzulösen oder zu verändern, was dann den Gegenstand unansehnlich macht.Although it is known, for example from US Pat. Nos. 5,421,933 and 5,487,807, to use laser radiation for cutting flat labels, this has not yet been proposed for objects to be folded. The reason for this is obviously that the incision has to be made on the - possibly visible - outer surface of the material, and this outer surface is usually a decorative surface or carries a decorative surface, for example a color print layer, a gloss layer or the like. Such a layer However, the heat of the laser radiation tends to detach or dissolve or change from the flat material in the areas adjacent to the incision, which then makes the object unsightly.
Es ist bekannt, dass ein höchstens versehentlich durchgeführter Einschnitt an der Innenfläche des Flachmaterials beim Falten an der Aussenflache der Kante zu Spannungen im Material führt, die das Zerreissen dieser Materialkante zur Folge haben.It is known that an at most inadvertently made incision on the inner surface of the flat material during folding on the outer surface of the edge leads to tensions in the material, which result in the tearing of this material edge.
Diese beiden oben beschriebenen nachteiligen Effekte sind die wesentlichen Gründe, warum der Einsatz von Laserstrahlung zur Herstellung der Kanteneinschnitte an zu faltenden Flachmateria- lien bzw. Gegenständen nicht in Betracht gezogen wurde bzw. wird.These two disadvantageous effects described above are the main reasons why the use of laser radiation for producing the edge incisions on flat materials or objects to be folded has not been taken into account.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das den Einsatz eineε Lasers bzw. von Laserstrah- lung zum Einschneiden zu faltender Flachmaterialien zur Formung von Gegenständen ermöglicht. Gemäss der Erfindung wird daher bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, dass vor dem Falten, Biegen od. dgl. des Flachmateriales im Be¬ reiche wenigstens einer Faltzone an der Innenseite des herzu- stellenden Gegenstandes wenigstens zwei in Richtung der Falt- zone verlaufende, voneinander in einem vorbestimmten Abstände liegende Materialabtragungen, Einschnitte od. dgl. berührunsgs- los durch Laserstrahlung thermisch im Flachmaterial vorgenommen werden, wonach die Faltung des Flachmateriales unter Bildung einer Fase, einer Abflachung, Verrundung od.dgl. über die ge¬ samte Faltzone durchgeführt wird.The invention is therefore based on the object of creating a method which enables the use of a laser or of laser radiation for cutting flat materials to be folded in order to form objects. According to the invention, it is therefore proposed in a method of the type mentioned at the outset that before folding, bending or the like of the flat material in the area of at least one fold zone on the inside of the article to be produced, at least two run in the direction of the fold zone , material removals, incisions or the like lying at a predetermined distance from one another. los be carried out thermally in the flat material by laser radiation, after which the folding of the flat material to form a chamfer, a flattening, rounding or the like. is carried out over the entire folding zone.
Durch diese Verfahrensschritte ist es nicht nur möglich, die Lasertechnologie mit allen ihrer Vorteilen in der beabsichtig¬ ten Weise einzusetzen, sondern auch - da der Laserstrahl mit geringem Aufwand mittels Computer gesteuert werden kann - die- sen Computer gegebenenfalls auch für die Steuerung der Herstel¬ lung des Dekors und/oder weiterer Einschnitte , z.B. zum Ab¬ trennen, an der Ausssenflache des Flachmateriales einzusetzen. Ein derartiger Einsatz des Computers ist sehr wirtschaftlich, und durch eine Auswahlmöglichkeit für unterschiedliche Program- me kann praktisch ohne Stillstandszeiten ein Wechsel der Muster der Materialabtragungen bzw. der Einschnitte vorgenommen werden und somit eine unverzügliche Anpassung an Liefer- bzw. Markter¬ fordernisse auch für kleinste Lieferlosgrössen wirtschaftlich äusserst ökonomisch durchgeführt werden.These process steps not only make it possible to use laser technology with all of its advantages in the intended manner, but also - since the laser beam can be controlled with little effort by means of a computer - this computer may also be used to control the manufacturer development of the decor and / or further cuts, e.g. to separate, to be used on the outer surface of the flat material. Using the computer in this way is very economical, and by selecting options for different programs, the patterns of material removal or the cuts can be changed practically without downtimes and thus an immediate adjustment to delivery or market requirements even for the smallest Delivery lot sizes can be carried out economically, extremely economically.
Da sich also eine Wartezeit für die Herstellung eines neuen Stanzwerkzeuges erübrigt und auch die Stillstandszeiten für dessen Montage in Wegfall kommen, wird die Herstellung von kleinen Stückzahlen ökonomisch vertretbar. Es kann davon ausge- gangen werden, dass die Lagerhaltungskosten deutlich reduziert werden, da eine Fertigung "just-in-time" rationell möglich wird.Since there is no need to wait for the production of a new punching tool and the downtimes for its assembly are eliminated, the production of small quantities is economically justifiable. It can be assumed that the warehousing costs will be significantly reduced, since "just-in-time" production is rationally possible.
Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die in Richtung der Faltzone verlau¬ fenden Materialabtragungen, Einschnitte od. dgl. diskontinuier¬ lich über die Breite des Flachmaterials vorgenommen werden. Durch diese Massnahme kann in vorteilhafter Weise eine Anpas¬ sung der Einschnitte od. dgl. an die Eigenschaften des Flach- materiales erzielt werden. Beispielsweise bei Verwendung von dünnem Flachmaterial können die diskontinuierlich vorgenommenen Abtragungen bzw. Einschnitte dazu beitragen, die Festigkeit deε Gegenstandes trotz der Einschnitte zu erhalten. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass mindestens zwei im wesentlichen zuein¬ ander parallel und in Richtung der Faltzone sich erstrekkende Materialabtragungen, Einschnitte od.dgl. durchgeführt werden. Hierdurch wird erreicht, dass die Faltung des Flachmateriales vorgenommen werden kann, ohne dass in nachteiliger Weise an der Aussenflache Spannungen auftreten. Die im wesentlichen zueinan¬ der parallele Ausrichtung der Materialabtragungen bzw. Ein- schnitte stellt sicher, dass die angestrebte geometrische Ge¬ stalt des durch die Faltung entstandenen Gegenstandes sicher gebildet werden kann.According to a further feature of the method according to the invention, it is proposed that the material removals, incisions or the like running in the direction of the folding zone be carried out discontinuously over the width of the flat material. This measure advantageously enables the incisions or the like to be adapted to the properties of the flat material. For example, when using thin flat material, the discontinuous removals or incisions can help to maintain the strength of the object despite the incisions. In a further embodiment of the method according to the invention, it is proposed that at least two material removals, incisions or the like which extend essentially parallel to one another and in the direction of the folding zone. be performed. This ensures that the flat material can be folded without any disadvantageous stresses occurring on the outer surface. The essentially parallel alignment of the material removals or incisions ensures that the desired geometric shape of the object created by the folding can be reliably formed.
Insbesondere bei der Verwendung von Flachmaterial mit grösserer Dicke wird in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemässenIn particular when using flat material of greater thickness, the inventive method is used in a further embodiment
Verfahrens vorgeschlagen, dass mindestens drei sich im wesent¬ lichen zueinander parallel und in Richtung der Faltzone er¬ streckende Materialabtragungen, Einschnitte od.dgl., vorzugs¬ weise in symmetrischer Lage zueinander vorgenommen werden. Vor allem bei dickeren Flachmaterialien entstehen beim Falten grös- sere Spannungen an der Aussenflache, die vermieden werden müs¬ sen, um die Qualität des Produktes nicht nachteilig zu beein¬ flussen. Die Durchführung von mindestens drei Materialabtragun¬ gen, Einschnitten od. dgl. reduziert auch bei dickem und gege- benenfalls steifem Material das Auftreten von zu hohen Spannun¬ gen in vorteilhafter Weise wesentlich.The method proposed that at least three material removals, incisions or the like, which are essentially parallel to one another and extend in the direction of the folding zone, are preferably carried out in a symmetrical position to one another. Especially in the case of thicker flat materials, there is greater tension on the outer surface when folding, which must be avoided in order not to adversely affect the quality of the product. Carrying out at least three material removals, incisions or the like advantageously significantly reduces the occurrence of excessively high stresses even in the case of thick and possibly stiff material.
Bei einem aus gefaltetem Flachmaterial nach dem erfindungsge¬ mässen Verfahren hergestellten Gegenstand wird nach einem wei- teren Kennzeichen der Erfindung vorgeschlagen, dass im Bereiche mindestens einer Faltzone des Flachmateriales an dessen Innen¬ wandung mindestens zwei in Richtung der Faltzone durch Mate¬ rialabtragung gebildete Einschnitte vorgesehen sind. Diese An¬ ordnung von Nuten, Einschnitten od. dgl. ermöglicht die Fal- tung, ohne dass an den Faltkanten quälitätsmindernde Spannungen auftreten, die bewirken, dasε die Aussenflache des Gegenstandes beeinträchtigt wird. Diese Einschnitte εind vorzugεweise im wesentlichen parallel zueinander angeordnet.In the case of an article produced from folded flat material according to the method according to the invention, it is proposed according to a further feature of the invention that in the area of at least one fold zone of the flat material at least two incisions formed in the direction of the fold zone by material removal on the inner wall thereof are. This arrangement of grooves, incisions or the like makes it possible to fold without any stress-reducing stresses occurring on the folded edges, which have the effect that the outer surface of the object is impaired. These incisions are preferably arranged essentially parallel to one another.
Falls eε aus Gewichtsgründen erforderlich ist, den Gegenstand aus sehr dünnem Flachmaterial herzustellen, so wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass einander be¬ nachbarte Nuten oder Einschnitte abwechselnd Unterbrechungen aufweisen. Diese erfindungsgemasse Ausbildung ermöglicht einer- seits das Falten des Flachmateriales ohne die Aussenfläche zu beeinträchtigen, wobei aber auch trotz der geringen Dicke des Flachmaterials die Stabilität des Gegenstandes erhalten bleibt.If it is necessary for weight reasons to produce the object from very thin flat material, it is proposed in a further embodiment of the invention that mutually adjacent grooves or incisions alternately have interruptions. On the one hand, this design according to the invention enables the flat material to be folded without impairing the outer surface, but the stability of the object is retained despite the small thickness of the flat material.
Schliesslich wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, dass die Materialabtragungen, Einschnitte od. dgl. unterschiedliche Breiten und/oder Tiefen aufweisen. Durch diese Dimensionierungen wird in vorteilhafter Weise eine Anpas¬ sung an die Materialeigenschaften des Flachmateriales bzw. an die geometrische Gestalt deε Gegenstandes vorgenommen, um kon- struktiv die angestrebte Form, Stabilität und Qualität vor al¬ lem der äusseren Oberfläche des Gegestandes sicherzustellen.Finally, according to a further feature of the invention, it is proposed that the material removal, incisions or the like have different widths and / or depths. These dimensions advantageously adapt to the material properties of the flat material or to the geometrical shape of the object, in order to ensure structurally the desired shape, stability and quality, in particular of the outer surface of the object.
Mittels Laserstrahlung durchgeführte Materialabtragungen bzw. Einschnitte können in einfacherweise vorprogrammiert durchge- führt werden. Es wurde gefunden, dass für die Herstellung von Verpackungsmaterial, wie Faltschachteln, Abstände der Ein¬ schnitte von max. 2 mm den Anforderungen im allgemeinen gut entsprechen. Eine Verringerung der Abstände ist möglich, wobei eine Begrenzung lediglich durch den Querschnitt der Laserstrah- lung gegeben ist. Hierbei sind Minimalabstände von benachbarten Einschnitten von 0,1 mm erreichbar.Material removal or incisions made by means of laser radiation can easily be carried out in a preprogrammed manner. It has been found that for the production of packaging material, such as folding boxes, distances of the incisions of max. 2 mm generally meet the requirements well. A reduction in the distances is possible, the only limitation being the cross section of the laser radiation. Here, minimum distances of 0.1 mm from adjacent incisions can be achieved.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung erfindungsgemässer Ausführungsbei- spiele. Es zeigen:Further details of the invention result from the following description of exemplary embodiments according to the invention. Show it:
Fig. 1 ein Schaubild zur Erläuterung deε erfindungsgemäεsen Verfahrens, und Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel in einer teilweiεen1 is a diagram for explaining the method according to the invention, and Fig. 2 shows a first embodiment in a partial
Perspektivansicht einer erfindungsgemäss hergestell¬ ten Faltschachtel in vergrössertem Massstab, zu dem diePerspective view of a folding box produced according to the invention on an enlarged scale, to which the
Fig. 3 eine Ausführungsvariante veranschaulicht.Fig. 3 illustrates an embodiment.
Gemäss Fig. 1 ist ein Laser 1 mittlerer Leistung, z.B. ein C02- Laser, mit der Lasercavitat 2, voll reflektierendem Spiegel 3 und teilreflektierendem Spiegel 4 vorgesehen. Der über den Spiegel 4 ausgekoppelte Laserstrahl verläuft zumindest zu einem Kippspiegel 5 als Ablenkorgan. Der Kippspiegel 5 ist um eine Achse 6 mit Hilfe eines Antriebes 7 schwenkbar. Ein solcher An- trieb kann beispielsweise durch ein Galvanometer oder einen an¬ deren elektromeschanischen Stellantrieb gebildet sein. Alterna¬ tiven sind beispielsweise auch Biegeschwinger oder Optikele¬ mente mit steuerbarer Ablenkung,* auch ein polygones Drehprisma kann eingesetzt werden.Referring to FIG. 1, a laser 1 medium power, for example, a C0 2 - laser, with the Lasercavitat 2, fully reflective mirror 3 and teilreflektierendem mirror 4 is provided. The laser beam coupled out via the mirror 4 runs at least to a tilting mirror 5 as a deflection element. The tilting mirror 5 can be pivoted about an axis 6 with the aid of a drive 7. Such a drive can be formed, for example, by a galvanometer or another electromechanical actuator. Alternatives are, for example, bending vibrators or optical elements with controllable deflection, * a polygonal rotating prism can also be used.
Um den Laserstrahl in zwei Richtungen ablenken zu können, wird im allgemeinen die Hintereinanderschaltung zweier Spiegel oder ähnlicher Einrichtungen vorgesehen, die dem Spiegel 5 entspre¬ chen, aber um eine zur Achse 6 senkrechte Achse schwenkbar sind. Auch eine kardanische Lagerung des Ablenkorganε kann vor¬ gesehen werden. Eine derartige zweiachsige Lagerung ist aber nicht für jeden Fertigungseinsatz erforderlich.In order to be able to deflect the laser beam in two directions, the connection in series of two mirrors or similar devices is generally provided, which correspond to mirror 5, but can be pivoted about an axis perpendicular to axis 6. A gimbal mounting of the deflector can also be provided. Such a two-axis bearing is not necessary for every production application.
An sich könnte auch der Spiegel 5 samt Antrieb 7 weggelassen oder in seinem apparativen Aufbau vereinfacht werden, wenn stets gerade Einschnitte bzw. Materialabtragungen in immer der¬ selben Richtung vorzunehmen sind. Im allgemeinen wird aber ge¬ rade bei Verpackungs- und Etikettenmaterial eine Diversifizie¬ rung der Einschnittmuster vorzusehen sein, wie ja auch Faltkan- ten nicht unbedingt stets in ein und derselben Richtung verlau¬ fen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Antrieb 7 von einem mindestens ein entsprechendes Musterprogramm enthaltenden Computer 8 steuerbar ist. Dieser Computer 8 kann gegebenenfalls auch dazu verwendet werden, an einer benachbarten Fertigungε- εtation die Bedruckung einer Dekorschicht 11 eines Flachmate- rials 9 zu steuern.As such, the mirror 5 together with the drive 7 could also be omitted or its apparatus structure simplified if incisions or material removals always have to be made in the same direction. In general, however, it will be necessary to provide for a diversification of the incision patterns, particularly in the case of packaging and label material, as folding edges do not always always run in the same direction. In this case it is advantageous if the drive 7 contains at least one corresponding sample program Computer 8 is controllable. This computer 8 can optionally also be used to control the printing of a decorative layer 11 of a flat material 9 at an adjacent production station.
Mit dieser Ausrüstung kann nun das Flachmaterial 9, beispiels¬ weise aus Karton, Kunststoff-Folie usw., in nicht dargestellter Weise entlang einer Bahn gefördert werden, wobei es unter den vom Spiegel 5 abgelenkten Laserstrahl zu liegen kommt und an eine Innenschicht 10 in der später erläuterten Weise mindestens zwei, vorzugsweise in zueinander parallelen Richtungen verlau¬ fende Einschnitte bzw. Materialabtragungen erhält. Die nach dem Falten bzw. nach dem Bilden einer Kante aus dem Flachmaterial 9 aussenliegende Dekorschicht 11 bleibt hingegen unverletzt.With this equipment, the flat material 9, for example made of cardboard, plastic film, etc., can now be conveyed along a path in a manner not shown, it coming to rest under the laser beam deflected by the mirror 5 and to an inner layer 10 in the explained later, receives at least two incisions or material removals, preferably running in mutually parallel directions. The decorative layer 11 lying outside after the folding or after the formation of an edge from the flat material 9, however, remains uninjured.
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäss gebildeten Kante am Flachmaterial 9. Wäre der Kantenein¬ schnitt an der Seite der Dekorschicht 11 ausgeführt, so würde das Aussehen darunter leiden. Würde dagegen ein einziger Ein- schnitt 12 an der Innenseite 10 durchgeführt, wie dies in Fig. 2 strichliert dargestellt ist, so ergäbe sich eine einen Winkel von 90° bildende, ebenfalls strichliert angedeutete Kante. Mit dieser Biegung von 90° entstehen aber zu hohe Zugspannungen an der Seite der Dekorschicht 11, so dass das Material zum Einrei- sεen neigt und somit zerstört wird.2 shows a first exemplary embodiment of an edge on the flat material 9 formed according to the invention. If the edge incision were made on the side of the decorative layer 11, the appearance would suffer. If, on the other hand, a single incision 12 was made on the inside 10, as shown in dashed lines in FIG. 2, there would be an edge which also forms an angle of 90 ° and is also indicated by dashed lines. With this bend of 90 °, however, excessive tensile stresses arise on the side of the decorative layer 11, so that the material tends to tear and is therefore destroyed.
Die erfindungsgemasse Lösung sieht also mindestens zwei Ein¬ schnitte 13, 13' begrenzter Tiefe vor, wodurch sich ein sanfter Übergang in der Faltzone 9' des Flachmaterials 9 ergibt, d.h. der Winkel zwischen den beiden Hauptflächen mit den Abschnitten 14 und 16 beträgt zwar weiterhin 90°, doch bildet sich ein schmales Zwischenstück 15, das mit den benachbarten Abschnitten 14 und 16 jeweils nur einen Winkel von 45° einschlieεst und den angestrebten sanften Übergang bildet. Es wird somit in der Faltzone 9' eine Fase an der Kante des Flachmaterials 9 gebil¬ det. Damit werden die Spannungen an der Seite der Dekorschicht 11, also an der Aussenseite, so weit reduziert, dasε ein Ein- reissen deε Materiales nicht mehr auftritt. Wie die Fig. 2 zeigt, sind die Einschnitte 13, 13' in der Falt¬ zone 9' an ihrem Ende im Inneren des Flachmaterialε abgerundet, wie es für Laserstrahlungεeinschnitte bzw. Lasermaterialabtra- gungen typiεch und daher am fertigen Gegenεtand zu erkennen ist. Diese Einschnitte stellen Nuten dar. Es ist ersichtlich, dasε die Eigenart des LaserSchnittes mit dem abgerundeten Inne¬ ren das Falten um den jeweiligen inneren Einschnitt 13 bzw. 13' begünstigen, obwohl die Abfasung theoretisch auch mittels eineε herkömmlichen Stanzwerkzeuges erreichbar wäre. Insofern stellt die Anordnung mindestens zweier Einschnitte 13 bzw. 13' an der Innenseite - unabhängig von der Verwendung eines Lasers - einen selbständigen erfinderischen Gedanken dar.The solution according to the invention therefore provides at least two incisions 13, 13 'of limited depth, which results in a smooth transition in the folding zone 9' of the flat material 9, ie the angle between the two main surfaces with the sections 14 and 16 is still 90 °, but a narrow intermediate piece 15 is formed, which only encloses an angle of 45 ° with the adjacent sections 14 and 16 and forms the desired smooth transition. A bevel is thus formed in the folding zone 9 'at the edge of the flat material 9. The stresses on the side of the decorative layer 11, ie on the outside, are thus reduced to such an extent that tearing of the material no longer occurs. As FIG. 2 shows, the incisions 13, 13 'in the folding zone 9' are rounded off at their end in the interior of the flat material, as is typical for laser radiation incisions or laser material removals and can therefore be seen from the finished article. These incisions represent grooves. It can be seen that the peculiarity of the laser cut with the rounded interior favors folding around the respective internal incision 13 or 13 ', although the chamfering could theoretically also be achieved by means of a conventional punching tool. In this respect, the arrangement of at least two incisions 13 and 13 'on the inside - regardless of the use of a laser - represents an independent inventive idea.
Fig. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform, wie sie besonders bei dickerem Flachmaterial 9 anzuwenden ist. Dabei ist in der Faltzone 91 ausser den zwei zu beiden Seiten des Kantentberei¬ ches gelegenen Einschnitten 13,13' auch noch ein mittlerer Ein¬ schnitt 13" vorgesehen. Wie ersichtlich, ergibt sich dadurch eine äussere Rundung der Kante in der Faltzone 9' und somit ein noch sanfterer Übergang vom Flächenabschnitt 14 zum Flächenab¬ schnitt 16.FIG. 3 illustrates an embodiment as it is to be used particularly with thicker flat material 9. Here, in the folding zone 9 1 except the two ches on both sides of Kantentberei¬ located incisions 13,13 'also have a middle section provided Ein¬ 13 ". As can be seen, this results in an outer rounding of the edge in the folding zone 9' and thus an even smoother transition from surface section 14 to surface section 16.
Obwohl auch bei der Ausführungεform nach Fig. 3 durchgehende Einεchnitte wie in Fig.2 möglich εind, zeigt die Fig. 3, dass im Rahmen der Erfindung auch Einschnitte mit Unterbrechungen 17 vorgenommen werden können, obwohl dies im allgemeinen nicht er¬ forderlich iεt. In diesem Falle könnten aber die Unterbrechun¬ gen 17 bzw. die zugehörigen Einschnitte 13 biε 13" bzw. Mate- rialabtragungen derart zueinander verεetzt εein, daεs zwar die generellen Richtungen der Einεchnitte 13 und 13" zueinander parallel sind, die Einschnitte 13 und 13" aber εo gegeneinander verεetzt εind, daεε von einer Parallelität im engeren Sinne nicht mehr geεprochen werden kann. Eine durchgehende bzw. zu- einander parallele Führung der Einschnitte 13 biε 13" iεt je¬ doch in den meisten Fällen bevorzugt. Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform mit drei Einschnitten 13 bis 13" ist etwas aufwendiger als die Ausführungsform nach Fig. 2. Man wird diese Ausführungsform aber dort mit Vorteil anwen¬ den, wo es die Beschaffenheit des Flachmaterials 9 erfordert. Je nach Beschaffenheit des Flachmateriales 9 kann sich auch eine grösεere Anzahl von Einschnitten bzw. Materialabtragungen als drei alε zweckmässig erweisen, so dass die Erfindung nicht auf die Anzahl der Einschnitte bzw. Materialabtragungen, aber auch nicht auf ihre Formgebung eingeschränkt ist.Although continuous cuts as in FIG. 2 are also possible in the embodiment according to FIG. 3, FIG. 3 shows that cuts with interruptions 17 can also be made within the scope of the invention, although this is generally not necessary. In this case, however, the interruptions 17 or the associated cuts 13 to 13 "or material removals could be offset from one another such that the general directions of the cuts 13 and 13" are parallel to one another, the cuts 13 and 13 " but they are mutually offset so that parallelism can no longer be spoken of in the narrower sense. However, in most cases, a continuous or parallel guidance of the incisions 13 to 13 "is preferred. The embodiment shown in FIG. 3 with three notches 13 to 13 "is somewhat more complex than the embodiment according to FIG. 2. However, this embodiment will be used with advantage where the nature of the flat material 9 requires. Depending on the nature of the Flat material 9 can also prove to be more expedient than three as incisions or material removals, so that the invention is not restricted to the number of incisions or material removals, but also not to their shape.
Vorteilhaft wird man, insbesondere aus ökonomischen Gründen, anstreben, mit so wenig Einschnitten bzw. Materialabtragungen als möglich auszukommen. It will be advantageous, particularly for economic reasons, to strive to make do with as few cuts or material removal as possible.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: PATENT CLAIMS:
1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen durch Falten von Flachmaterial, das zuvor in der Faltzone über eine be¬ grenzte Tiefe eingeschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, dasε vor dem Biegen des Flachmaterials (9) im Bereich wenigstens einer Faltzone (9') an der Innenseite des herzustellenden Ge¬ genstandes in Richtung der Faltzone (9') verlaufende, voneinan- der beabstandete Einschnitte (13, 13, 13") berührungslos durch Laserstrahlung thermisch im Flachmaterial (9) vorgenommen wer¬ den, wonach die Faltung des Flachmateriales über die gesamte Faltzone (91) durchgeführt wird.1. A process for the production of objects by folding flat material which has previously been cut into the folding zone over a limited depth, characterized in that before bending the flat material (9) in the region of at least one folding zone (9 ') on the inside of the object to be produced, incisions (13, 13, 13 ") which run in the direction of the folding zone (9 ') and are spaced apart from one another are made thermally in the flat material (9) by laser radiation, after which the flat material is folded over the entire length Folding zone (9 1 ) is carried out.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung der Faltzone (91) verlaufenden Einschnitte (13, 13', 13") diskontinuierlich über die Breite des Flachmateriales (9) vorgenommen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the incisions (13, 13 ', 13 ") running in the direction of the folding zone (9 1 ) are made discontinuously over the width of the flat material (9).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daεε mindestens zwei im wesentlichen zueinander parallel und in Richtung der Faltzone (9') sich erstreckende Einschnitte (13, 13') durchgeführt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized gekennzeich¬ net daεε at least two substantially parallel and in the direction of the folding zone (9 ') extending incisions (13, 13') are made.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass mindestens drei im wesentlichen zu¬ einander parallel und in Richtung der Faltzone (91) sich er¬ streckende Einschnitte (13, 13', 13"), vorzugsweise in symme¬ trischer Lage zueinander, vorgenommen werden.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least three incisions (13, 13 ', 13 ") extending essentially parallel to one another and in the direction of the folding zone (9 1 ), preferably in symme ¬ trical position to each other.
5. Gegenstand aus gefaltetem Flachmaterial mit einer in einer Faltzone einen Einschnitt aufweisenden Faltung, herge¬ stellt nach dem Verfahren gemäss einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich mindestens einer Faltzone (9') des Flachmaterials (9) an dessen Innenwan¬ dung (10) wenigstens zwei sich in Richtung der Faltzone durch Materialabtragung gebildete Einschnitte (13, 13', 13') auf¬ weist.5. Object made of folded flat material with a fold having a cut in a folding zone, produced by the method according to one of the preceding claims, characterized in that the area of at least one folding zone (9 ') of the flat material (9) on the latter Inner wall (10) at least two through in the direction of the folding zone Material removal formed incisions (13, 13 ', 13') has.
6. Gegenstand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnitte im wesentlichen parallel zueinander sind.6. Object according to claim 5, characterized in that the incisions are substantially parallel to each other.
7. Gegenstand nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich¬ net, dasε einander benachbarte Einschnitte (13, 13', 13") ab¬ wechselnd Unterbrechungen aufweisen.7. The object of claim 5 or 6, characterized gekennzeich¬ net dasε mutually adjacent incisions (13, 13 ', 13 ") alternately have interruptions.
8. Gegenstand nach einem der Ansprüche 5 biε 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnitte (13, 13', 13") unter¬ schiedliche Breiten und/oder Tiefen aufweisen.8. Object according to one of claims 5 to 7, characterized in that the incisions (13, 13 ', 13 ") have different widths and / or depths.
9. Gegenstand nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dasε die Einschnitte einen Abstand voneinander von maximal 2 mm aufweisen.9. Object according to one of claims 5 to 8, characterized in that the cuts have a distance from one another of at most 2 mm.
10. Gegenstand nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnitte einen Abstand voneinander von minimal 0,1 mm aufweisen. 10. Object according to one of claims 5 to 9, characterized in that the incisions have a distance from each other of at least 0.1 mm.
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