DE1288416B - Vorrichtung zum Versiegeln der Laengsnaht von sich ueberlappenden Zuschnittenden fuer Behaeltermaentel aus Papier - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ver- zuverlässige Nahtqualität gewährleiste. Zweitens

siegeln der Längsnaht von sich überlappenden Zu- konnte man dabei relativ niedrige Temperaturen bei

schnittenden für Behältermäntel aus Papier, Kunst- den thermostatisch gesteuerten Backen wählen. Bei

stoff-, Metallfolie od. dgl. auf einem umlaufenden hohen Temperaturen vermutete man größeren Dornrad mittels auf die Nahtstellen preßbarer, be- 5 Wärmeverlust. Man wußte weiterhin, daß höhere

heizter Preßbacken. Temperaturen einerseits schwerer regeltechnisch zu

Dabei handelt es sich im wesentlichen um die beherrschen sind, aber andererseits genauer innerHerstellung von Mänteln bzw. Seitenwänden für zy- halb enger Toleranzbereiche eingehalten werden Undrische, kegelstumpf- oder pyramidenstumpfför- müssen, da eine Überschreitung einer gewissen mige Hohlkörper, wie Papierbecher, deren Naht- ίο Grenze Bräunung des Materials und Schäden der stellen heißsiegelbar oder schweißbar sind, aber auch Schweißnaht zur Folge haben. Nachteile der bebei Verwendung von Naß- oder Kaltleimen kann die kannten Bauarten sind, daß eine große Zahl von Anwendung von Wärme zur Beschleunigung des beheizten Preßbacken vorgesehen sein muß, näm-Abbindens von Vorteil sein. lieh entsprechend der Zahl der Dorne, daß sich die

Mantelzuschnitte können auch in Formbildungs- 15 Dorne unerwünscht stark erwärmen und daß die

topfen in die ihnen zugedachte Form gebracht wer- Temperaturregelung der Backen trotz ihrer verhält-

den. Jedoch bezieht sich die Erfindung nur auf die nismäßig geringen Temperatur fehleranfällig ist, da

Lösung von Problemen, die speziell bei der Bildung die Leitungen für die thermoempfindlichen Fühler

der Mäntel auf an Dornrädern bzw. Drehtischen und die Reglerleitungen über Schleifringe in ein umlaufenden Dornen auftreten. 20 drehendes System geleitet werden müssen. Diese

Da die herzustellenden Gefäße in den meisten Fäl- Nachteile haben in noch höherem Maße diejenigen

len später maschinell behandelt werden (beispiels- bekannten Maschinen, bei denen die Heizung in

weise in späteren Herstellungsstufen, in Verpak- den Dornen untergebracht ist und die Preßbacken

kungsmaschinen oder automatischen Getränkespen- unbeheizt sind.

dem), müssen sie große, stets gleichbleibende Ge- 25 Hinweise zur Lösung dieser Probleme lassen sich nauigkeit aufweisen. Wenn die Mäntel auf Dornen auch nicht einer bekannten Vorrichtung zum Kaltgebildet werden, müssen deshalb besondere Maß- verleimen von Behältermänteln entnehmen, bei der nahmen getroffen sein, um die überlappende Form- die Mäntel durch Saugluft an Domen gehalten sind, gebung, die durch die Papierbespannung wieder auf- die von einem Drehtisch getragen sind, der eine mit gehen will, bis zur Schließung festzuhalten. Dabei 30 einer stationär geführten Preßbacke ausgeführte Staerfolgt das Schließen des Mantels, nachdem dessen tion durchläuft; denn Wärmeprobleme sind dieser Enden unter Einhaltung genauer Abmessungen Vorrichtung fremd, und Saugluft ist zum Festhalten übereinandergeschlagen wurden, durch das Zusam- der überlappenden Zuschnittränder nicht geeignet mendrücken der Überlappung zwischen dem Dom bei Maschinen, auf die sich die Erfindung bezieht, und einer beheizten Preßbacke. Dabei sind der aus- 35 Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekanngeübte Druck, die dabei anzuwendende erhöhte Tem- ten Maschinen im Widerspruch zu den bisherigen peratur und die Zeitdauer des Schließens von Ein- Erfahrungen dadurch, daß von den Preßbacken unfluß auf die Qualität und Dichtigkeit der Naht- abhängige Klemmklappen an den Domen an der stelle. Nahtstelle der Mäntel vorgesehen sind, die mit den

Der gesamte Arbeitsgang des Formbildens, die 40 Dornen umlaufen und in Übereinstimmung mit dem Anwendung des Schließdruckes und der Wärme- Dornumlauf derart gesteuert sind, daß sie bis zum Übertragung erfordert eine verhältnismäßig lange Ende des Siegelvorgangs in Klemmkontakt gehalten Zeit. Bei bekannten, schnellaufenden Maschinen, sind, während die Preßbacken ein- oder mehrfach bei denen mehrere Werkzeuge an Drehtischen an- stationär angeordnet sind und im Maschinentakt geordnet sind, sorgt man deshalb dafür, daß über 45 kurzzeitig auf die Nahtstellen preßbar sind, den einzelnen Maschinentakt hinausgehende Klebe- Die Kontaktzeiten mit den Heizbacken sind naturzeiten zur Verfügung stehen. Zu diesem Zweck wer- gemäß kürzer als bei den bekannten Maschinen; die den alle Dome an einem Dornrad mit Preßbacken Temperaturen müssen entsprechend höher sein, ausgerüstet, die gemeinsam mit den Domen um- Außerdem müssen gemäß der Erfindung getrennte laufen. In einer ersten Station wird ein Mantel- 5° Klemmklappen und Preßbacken vorgesehen sein; zuschnitt auf einen Dorn gewickelt oder um ihn ein- die umlaufenden Backen der bekannten Maschinen geschlagen, woran anschließend die Preßbacke zur sind in ihrer Funktion gewissermaßen aufgeteilt wor-Anlage kommt und die Schließung vornimmt. Sie den. Trotz dieser Maßnahmen, die auf den ersten bleibt unter Druck, während der Dorn beispiels- Blick eine Komplizierung zu bedeuten scheinen, ist weise zwei weitere Stationen durchläuft. Jedenfalls 55 die erfindungsgemäße Vorrichtung einfacher im Aufdrückt die Preßbacke die Überlappung der Seiten- bau und zuverlässiger im Betrieb. Die Temperaturen wand während mehrerer Maschinentakte zusammen. der Preßbacken können genauer geregelt werden, da In der letzten Station wird die Preßbacke geöffnet, so keine Überführungen auf ein drehbares System mit daß der fertige Mantel vom Dorn abgenommen wer- entsprechenden Fehlerspannungen in der thermoden kann. Beispielsweise gestattet eine Maschine mit 60 elektrischen Temperaturmessung und Kontaktfehlern 120 Takten in der Minute auf diese Weise, daß die in den Heizleitungen benutzt werden. Es ist bei den Schließung des Mantels 2Vs Takte, also etwas länger bekannten Maschinen sehr kompliziert, alle Heizais eine Sekunde andauert. backen einzeln mit Thermostaten zu regeln. Regelt Man betrachtete es bei den bekannten Maschinen man alle Backen gemeinsam durch einen einzigen als besonderen Vorteil, daß die mit den Domen ver- 65 Thermostaten, so können sehr große Unterschiede bundenen Preßbacken trotz kurzfristiger Taktfolge auftreten, insbesondere dann, wenn die Maschine eine langfristige Erwärmung ermöglichen. Erstens einmal kurzfristig stehenbleibt und dabei unterglaubte man, daß die lange Druckeinwirkung eine schiedliche Wärmeentzüge an den einzelnen Heiz-

backen entstehen. Demgegenüber läßt sich die Temperatur der stillstehenden Heizbacken innerhalb eines Bereichs von 5 bis 10° C mit den üblichen Mitteln halten. Man kann mit den Heizbackentemperaturen dadurch sehr nahe an die Bräuntemperatur herangehen (bei Papier etwa 300° C), Es hat sich überdies herausgestellt, daß die Bräuntemperatur bei den erfindungsgemäß gegebenen kurzen Wärmeimpulsen höher liegt, so daß auch aus diesem Grunde höhere Temperaturen an den Heizbacken herrschen können.

Die Erfindung ergibt weiterhin den überraschenden Vorteil, daß die Dorne sich weniger stark erwärmen als bei den bekannten Maschinen.

Schließlich können die erfindungsgemäß nicht mitlaufend angeordneten Preßbacken mit größerem Druck an die zu verschließenden Nähte angepreßt werden als im Umlauf zu steuernde Backen, wodurch der Wärmeübergang und der Wärmedurchgang durch die Werkstoffschichten zur Schweißfläche verbessert werden.

Eine vorteilhafte Ausfükrangsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die mit den Dornen umlaufenden Klemmklappen lediglich eine Kante der zu verschweißenden Überlappung erfassen und daß die Preßbacken unmittelbar auf den freien Teil der Überlappung gepreßt werden. Die Klemmlappen lassen also den größeren Teil der Nahtstelle für die Preßbacken frei.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung bestehen die Klemmklappen je aus einem dünnen, die Überlappung im wesentlichen ganz überdeckenden Blechstreifen, einer Metallfolie od. dgl., wobei die Preßbacke an der Überlappungsstelle auf die Außenseite der Klemmklappen preßbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen

F i g. 1 bis 3 Beispiele für auf der Vorrichtung herzustellende Mäntel,

Fig. 4 und 5 das Einschlagen und das Wickeln des Zuschnitts um einen Dorn und

Fig. 6 bis 10 geben die Folge der Arbeitsschritte an einem erfindungsgemäß zu verbessernden Dornrad wieder, während Fig. 11 demgegenüber eine Ausführungsform und

Fig. 12 bis 15 eine zweite Ausfuhrungsform der Erfindung zeigen.

Die Mantel bzw, Seitenwände, die beispielsweise so bekannte Formen aufweisen können, wie die gemaß F i g. .1 bis 3, werden auf Dornen gebildet, um die sie gemäß F i g. 4 herumgeschlagen werden oder um die sie gemäß Fi g. 5 herumgewickelt werden, wobei sie beim Wickeln durch Saugluft wie in F i g. 5 gezeichnet oder auch durch kleine Klappen oder Federn festgehalten werden.

Die F i g. 6 bis 7 a veranschaulichen eine bekannte Vorrichtung, bei der ein Dornrad gebildet ist von einem Revolverkopf 1, der vier Stationen mit je einem Dorn 2 und einer Preßbacke 3 trägt. In der Station 4 wird mittels Einschlagklappen la (F i g. 7 a) der Mantel durch Einschlagen überlappend gebildet, woran anschließend die Preßbacke 3 zur Anlage kommt und die Schließung vornimmt. Die Preßbacke 3 bleibt unter Druck, während der Revolverkopf in die Stationen 5 und 6 schaltet; beim Weiterschalten von Station 6 in die Station 7 wird die Preßbacke geöffnet, so daß der nunmehr fertiggebildete Mantel in der Station 7 herausgeschoben werden kann,

Die Erzeugung eines Mantels bzw. einer Seitenwand nicht durch Einschlagen sondern durch Wikkeln um einen Dorn wird an Hand der Fig.7 erläutert. Hier ist ein Dornrad gezeigt, das in den Ab' messungen ähnlich dem der F i g. 6 ist. Die Stationen 21, 22, 23 und 24 tragen je einen Dorn 25 und eine Preßbacke 26. Die einzelnen Stationen sind in den nachfolgenden F i g. 8 bis 10 wie folgt gezeichnet: In der Fi g. 8 ist die Lage in der Station 21 gezeigt. Der Zuschnitt 27 wird an den Dorn 25 angelegt und über die Sauglöcher 28 angesaugt. Während der Schaltung von der Station 21 in die Station 22 wird der Dorn 25 in Pfeilrichtung gedreht und dabei bewegt sich die Preßbacke 26 so weit an den Dorn heran, daß ein gewisser Wickelwiderstand entsteht, der dafür sorgt, daß die Seitenwand sich fest um den Dorn herumlegt. F i g. 9 zeigt eine Zwischenstellung während dieses Schaltvorganges. Bei Beendigung der Schaltung steht dann der Dorn in der Station 22 gemäß F i g. 10. Während in der Stellung nach F i g. 9 der Lappen des Zuschnitts noch nach unten vom Dorn absteht, ist in der Fig. 10 der ganze Wickelvorgang beendet und die Preßbacke 26 übt nun Dauerdruck aus, den sie auch noch in der Station 23 beibehält. Während der Schaltung von der Station 23 in die Station 24 wird die Preßbacke 26 wieder geöffnet, so daß dann in der Station 24 der fertiggebildete Mantel von dem Dorn heruntergeschoben werden kann.

Die eingangs genannten Nachteile dieser bekannten Ausführungen werden erfindungsgemäß dadurch überwunden, daß die bekannte umlaufende Preßbacke in zwei Teile geteilt wird, nämlich in eine mitlaufende Klemmklappe, wie in F i g. 11 die Klappe 27 a, und in eine nicht am Revolverkopf sondern am Maschinengestell beweglich angebrachte Preßbacke 28. Die Klappe 27 a, die gleichzeitig auf den Wickeldruck, der zuvor an Hand der F i g. 6 erläutert wurde, erzeugt, ist so angebracht, daß sie gerade den ersten Teil der Überlappung noch erfaßt. Sie drückt so auf den oberen Papierlappen, daß die darunter befindliche äußerste Kante des Zuschnitts 29 gerade noch erfaßt wird und der Zuschnitt nicht mehr aufgehen kann und die Nahtteile ihre gegenseitige Lage nicht mehr verändern können. Lediglich der überstehende Lappen 30 könnte sich jetzt nochmals nach einer entsprechenden Klebung etwas abspreizen, wird aber anschließend in der Station 22 durch die Preßbacke 28, die genau an die ÜQappe27a in Richtung des Lappens 30 anschließt, wieder angedrückt.

Man kann zweckmäßigerweise eine zweite Preßbacke 28 in der Station 23 anordnen, so daß zweimal hintereinander ein Andrücken einer von außen kommenden Backe während Bruchteilen von Sekunden erfolgt.

Für die thermostatische Regelung der genau einzuhaltenden Temperatur an der Backe 28 ist es dabei nicht mehr nötig, über Schleifringe an vier verschiedenen Stellen zu gehen. Jede der beiden stationären Backen der Station 22 und 23 wird einzeln geheizt und unmittelbar thermostatisch kontrolliert.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform zeigen die F i g. 12 bis 14. Darin entspricht die Anordnung der Klappe 26 a der Anordnung der Preßbacken 26 in der Ausführung nach F i g. 8 bis 10,

sie hat hier aber nur noch die Funktion des Anstreichens unter Federdruck, d. h. der Erzeugung eines entsprechenden Widerstandes beim Wickeln; sie ist nicht mehr beheizt. An dieser Klappe 26 ist ein Blech 31 angebracht, das nun seinerseits die Funktion des mitlaufenden Teils der Preßbacke ausübt. Fig. 13 zeigt, wie dieses Blech31 während des Wickelvorganges den Mantelzuschnitt schon etwas an den Dorn herandrückt, und F i g. 14 zeigt, wie es nach Beendigung des Wickeins den Mantelzuschnitt so festhält, daß die Überlappung gerade mit erfaßt wird und verhindert wird, daß das Papier sich an der Überlappung wieder trennt. Der in dieser Figur dargestellte Zustand entspricht dem der in F i g. 7 dargestellten Station 22, wobei jedoch die am Dorn angeordnete, einheitliche Preßbacke 26 ersetzt ist durch die Klemmklappe 26 a, 31 und die thermostatisch geregelte, beheizte, stationäre Preßbacke 32, die nur während der Stillstandszeit, während der sich der Dorn 25 in der Station 22 befindet, sich nach ao oben bewegt und die Überlappung mit genau geregelter Temperatur von z. B. 300° C, aber in einer kurzen Zeit von z. B. ungefähr 200 Millisekunden verschweißt. An dem Dorn 25 ist zweckmäßig gegenüber der beheizten Preßbacke eine Einlage aus iso- as lierendem Material vorgesehen, während der gesamte übrige Dorn zweckmäßig aus Metall hergestellt ist. Das Isolierstück führt zu einem Wärmestau, d. h. die Wärme, die von der beheizten Preßbacke 32 an die Siegelnaht 34 gelangt, kann nicht in den Metallteil des Domes 25 abfließen.

Unter bestimmten Umständen kann es sich auch als vorteilhaft erweisen, wenn das Blech 31 so lang ausgeführt ist, daß es über die Überlappung hinausragt, wie es in Fig. 15 gezeigt ist. Hier trägt die Klappe 36 über ein Isolierstück 37 das Blech 38, das verlängert ist bis zu dem Punkt 39. Die Preßbacke 40 wirkt nun nicht direkt auf das Papiersegment 41, sondern erst über das Blech 38. Das Blech selber ist sehr dünn ausgeführt, z. B. 1 mm dick aus Kupfer. Die Wärmeleitung durch das Blech ist sehr schnell. Allerdings muß von der Preßbacke 40 so viel Wärme aufgebracht werden, daß das ganze Blech 38 erwärmt wird, wobei aber die isolierende Anbringung an dem Block 37 dafür sorgt, daß die aufzuwendende Wärme auf den Wärmeinhalt des Kupferbleches begrenzt ist. Wenn der Heizarbeitsgang in der Station 22 beendet ist, wandert der Dorn mit der Klappe 36 und dem Blech 38 weiter, das nicht nur die Überlappung weiter zusammenhält, sondern auch die Abkühlung der Leimnaht zwischen der Station 22 und 23 etwas verzögert. Die im Blech gespeicherte Wärme fließt nämlich über das Papier, mit dem das Blech 38 in Berührung steht, ab und hält es warm. Die Leimnaht gelangt dadurch mit höherer Ausgangstemperatur in die zweite Siegelungsstation. Die zweite Preßbacke 40 bringt die Leimnaht somit auf eine höhere Temperatur und erzeugt eine sichere Siegelung. Anordnung und Wirkungsweise sind entsprechend, wenn das Blech in einer Station nicht erwärmt wird, sondern wenn in dieser Station die Siegelnaht im Interesse größerer Festigkeit bei nachfolgenden Operationen gekühlt werden soll. In diesem Fall ist in der zweiten oder in einer weiteren Station eine dritte Preßbacke vorgesehen, die wassergekühlt ist. Die Kühlwirkung wird, wenn sie durch das Blech 38 erfolgt, insofern größer als bei direkter Berührung der gekühlten Preßbacke mit der Naht, als nicht nur die Wärme aus dem Papier, sondern auch die aus dem Blech in die gekühlte Backe abfließt, und das nunmehr kalt gewordene Blech auch nach Beendigung der Kühlpressung noch eine weitere Kühlwirkung auf die Siegelnaht ausübt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Versiegeln der Längsnaht von sich überlappenden Zuschnittenden für Behältermäntel aus Papier, Kunststoff-, Metallfolie od. dgl. auf einem umlaufenden Dornrad mittels auf die Nahtstellen preßbarer, beheizter Preßbakken, dadurch gekennzeichnet, daß von den Preßbacken unabhängige Klemmklappen (27 a, 31, 39, 28, 32, 40) an den Dornen (25) an der Nahtstelle der Mantel (29,41) vorgesehen sind, die mit den Dornen umlaufen und in Übereinstimmung mit dem Dornumlauf derart gesteuert sind, daß sie bis zum Ende des Siegelvorgangs in Klemmkontakt gehalten sind, während die Preßbacken ein- oder mehrfach stationär angeordnet sind und im Maschinentakt kurzzeitig auf die Nahtstellen preßbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmklappen (27,31) lediglich eine Überlappungskante erfassen und die beheizten Preßbacken (28,32) unmittelbar auf den freien Teil der Überlappung gepreßt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmklappen aus einem von der Seite her zur Nahtstelle hin vorragenden Blechstreifen, einer Zunge od. dgl. bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmklappen (39) je aus einem dünnen, die Überlappung im wesentlichen ganz überdeckenden Blechstreifen, einer Metallfolie od. dgl. bestehen und die beheizten Preßbacken (40) an der Überlappungsstelle auf die Außenseite der Klemmklappe preßbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen