DE1786304A1

DE1786304A1 - Verfahren zum Falzen von Wellpappe

Info

Publication number: DE1786304A1
Application number: DE19681786304
Authority: DE
Inventors: Majewski Zbigniew Jan
Original assignee: Australian Paper Manufacturers Ltd
Current assignee: Amcor Pty Ltd
Priority date: 1967-09-14
Filing date: 1968-09-14
Publication date: 1970-12-17
Also published as: AU2721067A; SE341320B; US3746593A; NL6813163A; AU427394B2; FR1579951A; NO128316B; GB1244733A; DK129641C; DK129641B; BE720808A

Description

AUSTRALIAN PAPER MANOTAOIURERS LIMIO]ED, Victoria, South Gate, South Melbourne, Victiria, Australien

betreffend
Verfahren zum Falzen von Wellpappe.

Die Erfindung bezieht sich auf das Falzen von als Wellpappe bezeichneten Materialien, die insbesondere geeignet , sind, bei der Herstellung von rechteckigen Kästen oder Kartons verwendet zu werden, die an ihren Enden mit Verschlußklappen versehen sind und aus Wellpappezuschnitten entstehen, welche so zugeschnitten und gefalzt sind, daß sie zunächst zu flachliegenden Zuschnitten gefaltet werden können, um dann im Bedarfsfall "aufgestellt" zu werden, so daß sie die gewünschte Form eines Kastens erhalten·

Der Ausdruck "Wellpappe" bezeichnet hier das bekannte Erzeugnis, das aus Kartonmaterial, Papier oder einem beliebigen anderen geeigneten Berketoff hergestellt ist und im wesentlichen parallele innere und äußere flach· Deckblätter umfaßt, zwischen denen ein gewelltes oder anders geformtes Verstärkungsteil angeordnet iet, das einen Satz von parallelen langgestreckten Erhöhungen oder Scheiteln aufweist, mit denen das innere und das äußere Deckblatt duroh einen Klebstoff fest verbunden

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Bei der Herstellung von zusammenlegbaren rechteckigen Kästen aus Wellpappe der genannten Art ist es üblich, den Zuschnitt aus Wellpappe mit zwei verschiedenen Arten von faltbaren Falz- oder Knicklinien zu versehen. Die falze der ersten Art verlaufen parallel zu den Wellungen, während sich die Falze der zweiten Art quer und im wesentlichen rechtwinklig zu den Wellungen erstrecken«

Ein Falz der an erster Stelle genannten Art dient gewöhnlich dazu, die Verbindung an den aufrecht stehenden Ecken zwischen den Seitenwänden des Kastens zu bilden, und mindestens einige dieser Falze miissen ein Falten des Materials um einen Winkel von 180° zulassen, ohne Aufzureißen, wenn der Kastenzuschnitt zum Zweck der Lagerung und des Transports flach zusammengefaltet wird, um in einem späteren Zeitpunkt aufgestellt zu werden, so daß sich die gewünschte kastenähnliche Form ergibt.

Die Falze der zweiten Art sind geeignet, die Verbindungen zwischen den Seitenwänden des Kastens und den gebräuchlichen Klappen zu bilden, mittels deren der Kasten im Gebrauch am oberen und unteren Ende verschlossen wird. Auch diese Klappen müssen normalerweise einem Palten unter einem Winkel von 180° standhalten, ohne daß Hisse in dem Material entstehen.

Die Falze der zuerst erwähnten Art werden gewöhnlich als Querfalze bezeiohnet, während die Falze der zweiten Art gewöhnlich als in der Maeohinenriohtung verlaufende Falze bzw. als längsfalze bezeiohnet werden·

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Eine derartige Wellpappe hat sich als für Kästen hervorragend geeignet erwiesen, die nach dem Füllen mit der zu verpackenden Ware aufeinander gestapelt werden müssen und während langer Zeitspannen bei einer solchen Anordnung gelagert werden. Wenn die Kästen oder Kartons so ausgebildet werden, daß die Wellungen der Seitenwände nach dem Aufstellen der Kartons und dem Stapeln senkrecht verlaufen, zeigt es sich, daß sie einer Verformung auch unter der wirkung erheblicher Lasten einen erheblichen'Widerstand entgegensetzen. Dies ist natürlich insbesondere für diejenigen Kartons von -Bedeutung, die sich am unteren Ende des Stapels oder in dessen Nähe befinden, denn die Beanspruchung dieser Kartons richtet sich nach der Höhe des Stapels, die ihrerseits durch den verfügbaren Raum und^oder andere Gesichtspunkte bestimmt wird.

Pur die Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird vorgeschlagen, die auf diesem Arbeitsgebiet üblichen Bezeichnungen anzuwenden und Kartons der beschriebenen Art als Wellpappekarton zu bezeichnen. Diese Kartons werden gewöhnlich zunächst in Form von Zuschnitten hergestellt, die in der erforderlichen Weise gefalzt, gefaltet, geheftet, mit Klebbändern versehen und/oder verleimt worden sind und dem Verbraucher im flach zusammengelegten Zustand zugeführt werden, woraufhin die Kartons vor dem iülien. bequem aufgestellt werden können; die Zuschnitte werden insbesondere an solchen Stellen und auf eine solche Weise gefalzt, daß die beim Füllen, Verschließen und Stapeln der Kartons auftretenden Schwierigkeiten auf ein Mindestmaß verringert werden. ,

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Es ist bekannt, Wellpappe dadurch zu falzen, daß man sie zwischen den zusammenarbeitenden Rändern von zwei Werkzeuge bildenden Rädern oder Scheiben hindurchlaufen läßt, die an ihrem Umfang in einem ihre Achse enthaltenden Querschnitt so gerippt, mit Flanschen versehen oder auf andere Weise gestaltet sind, daß sie Falze der gewünschten Art erzeugen. Es befinden sich bereits verschiedene Konstruktionen solcher Walzwerkzeuge in* Gebrauch. Buchanan stellt in der Arbeit "The Effect of Grease Form on the Compressive Strength of Corrugated Cases" in "Packaging", März 1963, S. 37-43 fest, daß die Festigkeit von Wellpappekartons in Abhängigkeit von der Form der Falze um bis zu 25$ variieren kann. Ferner stellt er fest, daß sich keine der untersuchten Falzformen als die Idealform erwiesen hat, Weiterhin wurde festgestellt, daß sich die Festigkeit der Kartons erhöht, wenn man den Falz schmaler macht und dadurch die Fähigkeit der Viand, Drucklasten aufzunehmen, aufrechterhält. Bei·..schmaleren Falzen ist es jedoch zum Falten der Wellpappe erforderlich, größere Kräfte aufzubringen. Diese Kräfte verur~ Sachen übermäßig hohe Beanspruchungen in dem äußeren Deckblatt der zusammengesetzten Wellpappe, so daß sich in dem Deckblatt Risse bilden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin,¹ zu ermöglichen, daß Wellpappe so gefalzt wird, daß übermäßige Beanspruchungen vermieden werden, wodurch sich die Gefahr des Entstehens von Rissen verringert, während gleichzeitig eine hohe Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Beanspruchungen erhalten bleibt.

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Genauer gesagt sieht die Erfindung ein Verfahren zum "Formen Haltbarer Falze "bei Wellpappe der genannten Art vor, das Maßnahmen umfaßt, um einen im wesentlichen geraden PaIz nur in dem äußeren Deckblatt und eine im wesentlichen gerade gefalzte Zone in dem inneren Deckblatt und der gewellten Einlage zu erzeugen; diese Zone verläuft im wesentlichen parallel zu dem Falz und ist gegenüber dem Falz so angeordnet, daß die Zone und der Falz praktisch ein Gelenk oder Scharnier bilden,' das eine asymmetrische Querschnittsform hat; die erwähnte Zone hat eine solche vorbestimmte Breite, daß während des Biegens oder Faitens.der Wellpappe eine ausreichende nach innen gerichtete Verformung des inneren Deckblatts und der gewellten Einlage in deren gefalzter Zone und in deren Iahe eintritt, daß ein Ausbeulen des inneren Deckblatts nach außen verhindert oder nahezu vollständig vermieden wird, und daß es gleichzeitig möglich ist, das äußere Deckblatt an seinem Falz einwandfrei zu biegen, wobei die Gefahr der Bildung von Rissen an diesem Falz auf ein Mindestmaß verringert wird, und wobei gleichzeitig das innere und das äußere Deckblatt jedes der relativ zueinander gefalteten Abschnitte der Wellpappe im wesentlichen ihre flache Form beibehalten und sich parallel bis zu einer dem Falz und der Falzzone benachbarten Zone erstrecken.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand aohematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeiapielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Teilschnitt die ideale Form einer Ecke oder Kante einea Kartone·

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Fig. 2 zeigt in,einem Teilschnitt die einander zugewandten, Flansche tragenden Randabschnitte von zwei zusammenarbeitenden Matrizehrädern, die gemäi$ einem bekannten Verfahren benutzt werden, um einen sogenannten Dreipunktfalz zu erzeugen·

Fig. 3 ist ein Teilschnitt durch ein Stück Wellpappe, das in der Längsrichtung mit Hilfe der Vorrichtung nach Fig. 2 gefalzt und um 90° umgebogen worden ist.

Fig. 4 ähnelt Fig. 3, zeigt jedoch das gleiche Stück Wellpappe nach dem Falten um 180°.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Wellpappe in einem Teilschnitt, der rechtwinklig zu dem Material und in der Längsrichtung verläuft und das Material bei Betrachtung desselben in der Querrichtung darstellt. Diese Zeichnung dient zur Erläuterung der Nachteile der bis jetzt bekannten Verfahren zum Herstellen von Falzen in der Querrichtung.

Fig. 6 ist ein in der gleichen Ebene wie Fig. 5 liegender Querschnitt, der die Form zeigt, welche die Wellpappe nach Fig. 5 annimmt, wenn sie gefaltet wird, nachdem sie.mit Hilfe eines bekannten Verfahrens an der durch einen Pfeil bezeichneten Stelle gefalzt worden ist,

Fig. 7 ist ein in der gleichen Ebene wie Fig» 5 und 6 verlaufender Schnitt, der die Form der Wellpappe nach dem Biegen um 180° erkennen läßt»

Fig. 8, 9» 10 und 11 zeigen jeweils in einem Teilschnitt schematisch die einander zugewandten Randabschnitte von vier verschieden geformten Paaren von zusammenarbeitenden Matrizenrädern, die gemäß bevorzugten Ausführungaformen der Erfindung

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benutzt werden, um Wellpappe in der Maschinen- oder Längsrichtung zu falzen.

Mg. 12 ist ein Teilschnitt durch ein Stück Wellpappe, das in der Längsrichtung nach einem erfindungsgemäßen Verfahren gefalzt und um 90° umgebogen worden ist.

Fig. 13 ähnelt Pig. 12, zeigt jedoch das gleiche Wellpappestück nach dem Palten um 180 _o

Pig. 14 zeigt inneinem Teilschnitt die einander zügewandten, mit Planschen versehenen fiandabschnitte von zwei zusammenarbeitenden Matrizenrädern, die gemäß einem Verfahren nach der Erfindung dazu dienen, Wellpappe in der QuerjzieJijmjag,. zu falzen.

Pig. 15 zeigt in einem Teilschnitt ein Wellpappestück, das mit Hilfe der Vorrichtung nach Pig. 14 in der Querrichtung gefalzt und um 90° gefaltet worden ist.

Pig. 16 ist ein vergrößerter schematischer Teilschnitt, aus dem die Abstände und Winkel zu entnehmen sind, auf die weiter unten bezüglich eines bevorzugten erfindungsgemäßen Profils eines in der Längsrichtung verlaufenden Palzes näher eingegangen wird.

Pig. 17 ähnelt Pig. 16, zeigt jedoch eine bevorzugte Profilform für einen in der Querrichtung verlaufenden PaIz.

Pig. 18 zeigt im Schnitt das gleiche Wellpappestück wie Pig. 5 und Teile der einander zugewandten, Plansche tragenden Randabschnitte von zwei zusammenarbeitenden Matrizenrädern, die bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Palzen von Wellpappe in der Querrichtung benutzt werden«

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Fig. 19 zeigt die Form des Wellpappestücks während des Paltens um 180°.

Fig. 20 zeigt die Form des Wellpappestücks, das mit Hilfe der Vorrichtung nach Fig. 18 gefalzt worden ist, nach dem Umbiegen um 180°.

Es sei bemerkt, daß die in den Zeichnungen dargestellten Falten sämtlich in Schnitten dargestellt sind, die rechtwinklig P zu dem Falz "bzw, der gefalzten Zone des äußeren bzw„ des inneren Deckblatts verlaufen; das gleiche gilt für die Darstellung der Matrizenradprofile und der Falzprofile in Fig. 2, 8 bis 11, 14, 16, 17 und 18.

Wenn ein Karton hergestellt werden soll, ist es erforderlich, die Wellpappe mit zwei verschiedenen Arten von Falzen zu versehen. Bei den in der Maschinen- oder Längsrichtung verlaufenden Falzen handelt es sich um die Falze, welche die Kanten zwischen den Wänden und Klappen des Kartons bilden· W Diese Falze erstrecken sich längs der Maserung, d.h. in der Richtung, in der die Pappe auf der Papiermaschine hergestellt und mit Hilfe der zum Wellen dienenden Maschine verarbeitet worden ist, und somit quer zu den Wellungen der zusammengesetzten Wellpappe. Bei den Falzen der zweiten Art handelt es sich um die in der Querrichtung verlaufenden Falze, welche die Kanten oder Ecken zwischen den Wänden des Kartons bilden. Diese Falze verlaufen quer zur Maserung, d.h· rechtwinklig zur Maschinen- oder Längsrichtung und parallel zu den Wellungen der zusammengesetzten Wellpappe·

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Bei einem rechteckigen Karton benötigt .man vier Querfalze (nur drei Querfalze, bei Kartons, bei denen eine Ecke mit Hilfe von Klebband geschlossen wird); zwei dieser Falze werden bei der Herstellung des Zuschnitts um 180° gefaltet. Die beiden übrigen Falze (nur ein Falz bei einem mit Hilfe von Klebband verschlossenen Karton) bleiben in ihrer flachen lage, bis sie vor dem Füllen des Kartons um 90° gefaltet werden· Somit werden nur die beiden Querfalze durch das Falten um 180° beansprucht, während die übrigen Falze nur dem Falten um ™ 90° standzuhalten brauchen. Es hat sich gezeigt, daß es zur Erzielung einer maximalen Festigkeit der Kartons nicht erfor- / derlich ist, diese beiden Arten von Falzen gleichartig auszubilden oder sie nach dem gleichen Verfahren herzustellen. -

Xn Fig. 1 erkennt man eine Kartonecke, die eine in der Praxis nicht erzielbare ideale Form hat, bei der eine maximale Festigkeit und Starrheit erzielt wird· Da die Wellpappe eine erhebliche Dicke hat, die sich nach der Amplitude der Wellungen der gewellten inneren Einlage richtet, liegt ee auf der Hand, daß dann, wenn die Wellpappe gefaltet wird, das innere Deckblatt, d.h. das Deckblatt, das auf der Innenseite der Falze bzw. der herzustellenden Falte liegt, zusammengedrückt wird, während das äußere Deckblatt gedehnt bzw. gereckt wird} hierbei entspricht in dem in Figo 1 dargestellten Idealfall der effektive längenunterschied bei einer 90⁰-Falte etwa dem Zweifachen der Dicke der Wellpappe,'Daher stellt sich die Aufgabe, das innere Deckblatt unterzubringen, ohne daß das äußere · ■ Deckblatt aufreißt, oder daß die Festigkeit des Kartons auf

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andere Weise verringert wircU

Die bis jetzt bekannt gewordenen Versuche, die genannte Aufgabe zu lösen, haben/ nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt. Als Beispiel für die bekannten Verfahren wird nachstehend ein sogenannter Dreipunktfalz beschrieben» Man kann einen solchen PaIz in der Weise herstellen, daß man die Wellpappe gemäß Fig. 2 zwischen zwei zusammenarbeitenden Matrizenrädern hindurchlaufen läßt, wobei sich das äußere Deckblatt auf der Oberseite befindet. Die Plansche 21 und 22 erzeugen zwei getrennte Falze in dem äußeren Deckblatt, während der Flansch einen einzigen Falz im inneren Deckblatt der Wellpappe erzeugte Die Form, die die Wellpappe nach dem Falten um 90° bzw. um 180° annimmt, ist in Fig. 3 bzw. Fig. 4 dargestellt; der Abschnitt 24 ist dazu bestimmt, eine Klappe des Kartons zu bilden, während der Abschnitt 35 eine Seitenwand bilden soll, Nachstehend wird auf die hauptsächlichen Nachteile dieser bekannten Falzform näher eingegangen.

Erstens entsteht auf der Innenseite der Falte eine scharf ausgeprägte symmetrische Erhöhung, die zu einer hohen Beanspruchung sowohl des inneren als auch des äußeren Deckblatts führt. Wenn die Wellpappe um 180° gefaltet wird, wie es häufig geschieht, tun festzustellen, ob sich Hisse in dem äußeren Deckblatt bilden, können zwei verschiedene Wirkungen auftreten. Entweder entsteht ein Riß, oder das innere Deckblatt wird durch. Druckkräfte verformt, und die Wellungen werden auf unregelmäßige Weise zusammengedrückt. Durch diese letztere Verformung wird die Beanspruchung des äußeren Deckblatts verringert, doch

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führt dies zu einer Verringerung der Druckfestigkeit des Kartons.

Zweitens wird die Wand 25 gefalzt, und zwar an den in Mg. 3 durch Pfeile "bezeichneten Punkten, die den Flanschen 21, 22 und 23 der Matrizenräder entsprechen, und die Druckfestigkeit dieser Wand wird verringert. Bei dieser Form neigt die Wellpappe dazu, sich unter der Wirkung einer Druckbeanspruchung zu krümmen ("roll"). Diese Erscheinung führt dazu, daß sich die λ Wand ausbeult, und daß die weniger stark verformbäre Icke des Kartons einer übermäßigen Belastung ausgesetzt wird. Eine solche ungleichmäßige Lastverteilung führt regelmäßig zu einer Verringerung der Druckfestigkeit des Kartons« ·

Bei der Herstellung eines solchen Dreipunktfalzes wird das Material somit stark beansprucht, und es können sich Risse in der Wellpappe bilden. Bei anderen Falzformen wird eine breitere Zone der Wellpappe gefalzt oder auf andere Weise geschwächt, um die Gefahr des Entstehens von Rissen zu verringern. J Hierbei führt eine Krümmung der Kanten und das Ausbeulen der Wände dazu, daß der Karton schon bei einer geringeren Belastung zusammenbricht_β

Im Hinblick auf die vorstehend behandelten Schwierigkeiten und die zu lösende Aufgabe sieht die Erfindung nunmehr ' Maßnahmen vor, die es ermöglichen, die bei bekannten Falzen ■ auftretenden Nachteile dadurch vollständig oder im wesentlichen vollständig zu vermeiden, daß eine erheblich zweckentsprechendere Form für einen gefalteten Wellpappezuschnitt vorgesehen

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wird. Eine Ausführungsform der Erfindung, die sich insbesondere zum Herstellen von längsfalzen eignet, ist in Fig. 12 und 13 dargestellt, wo die Pfeile wiederum die linien bezeichnen, län&s deren das Material gefalzt wird.

Man erkennt, daß es dann, wenn man die gefalzte Zone des inneren Deckblatts mit einem zweiten PaIz (Pfeil 26) sowie mit einem ersten PaIz 27 versieht, das Material des inneren Deckblatts leichter innerhalb der Palte untergebracht werden kann. Das äußere Deckblatt, das bei 28 gefalzt ist, wird daher weniger beansprucht, so daß sich die Gefahr des Entstehens von Rissen verringert.

Ferner ist ersichtlich, daß der Wandabschnitt 29 des Kartons von Falzen oder anderen Veränderungen, die zu einer Schwächung führen könnten, im wesentlichen frei ist, und daß seine Belastbarkeit im wesentlichen vollständig erhalten geblieben ist.

Weiterhin erfolgt die Verformung der Wellpappe während des Faltens im wesentlichen ausschließlich bei der Klappe 30 und nicht etwa bei der Seitenwand 29.

Die Gefahr des Krümmens der Kante bei einer senkrechten Drückbeanspruchung des Kartons wird weitgehend verringert, da die nicht gefalzte Wand die last nahezu über ihre ganze Dicke aufnimmt. Hierdurch wird das Ausbeulen der Wand verringert, und die Last wird von den Wandflächen und den Ecken im wesentlichen gleichmäßig aufgenommen.

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Wenn die Wellpappe um 180° gefaltet wird, faltet sich der .zweite.PaIz nach innen, und es entstehen praktisch zwei Falze, wodurch wiederum die Gefahr des Entstehens von Rissen verringert wird.

Gemäß der eingangs erwähnten Literaturstelle (Buchanan) ist die Festigkeit des Kartons um so höher, je schmaler die Falze sind. Bei den Längsfalzen ist die wirksame Breite der Falze ein Minimum, da die Wand 29 nicht gefalzt wird, und da der größte Teil der Verformung an der Klappe 30 auftritt» Im folgenden wird dargelegt, daß bei den Querfalzen bei einem Faltwinkel von 180° und 90^Q die Breite des Falzes so klein ist, wie es erforderlich ist, um die Falte auszubilden

Ferner wird im folgenden dargelegt, daß die Erfindung die Herstellung faltbarer Falze von asymmetrischer Form derart vorsieht, daß bei der Art der Beanspruchung, der der Karton bei», Gebrauch ausgesetzt werden kann, die Beanspruchung auf die waagerechten Teile des Kartons statt auf die senkrechten Teile konzentriert wird. Es zeigt sich, daß die erfindungsgemäße Formgebung der Falze im wesentlichen allen bekannten Anforderungen an einen Karton von erheblich gesteigerter Festigkeit entspricht, und daß gleichzeitig das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen der Falze die Gefahr des Entstehens von Rissen in dem äußeren Deckblatt verringert. Bei der Ausführungsform, bei der das innere Deckblatt mit einem ersten und einem zweiten PaIz versehen wird, wird der erste PaIz als erster gefaltet, und er bestimmt die Lage der Ecke oder Kante des Kartons« Der zweite Falz hat anfänglich die Aufgabe, die Beanspruchung des

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äußeren Deckblatts dadurch zu verringern, daß er die unterbringung des inneren Deckblatts ermöglichte Beim Palten um 180° entsteht dann ein zweiter Falz, so daß die Verformung des Materials gut geregelt ist und das Auftreten von Spannungen praktisch vermieden wird»

Um diese gewünschte Form zu erzielen, sieht die Erfindung gemäß einer Ausführungsform Falzformen vor, die, zwei Erforder- ^ nissen entsprechen, d.h. der Forderung, daß das innere Deckblatt der Wellpappe mit zwei getrennten falzen versehen wird, und daß eine Vorspannung in Richtung auf einen Falz, und zwar den ersten Falz vorhanden ist.

Um die gewünschten Eigenschaften der Falze zu erzielen, kann nan verschiedene Verfahren anwenden} in Fig. 8 bis 11

sind geeignete Profile von Matrizenrädern und damit auch geeignete Falzprdtfile dargestelltj hierbei bezeichnen die Bezugszahlen 26 und 27 die Höhe der betreffenden Flansche. Die Versetzung (bias) in Riohtung auf den dem Flansch 27 entsprechenden ersten Falz ist ersichtlichJ jedoch kann die Höhe des Flansches 26 zua»,JOrmen des zweiten Falzes im Vergleich zur" Höhe des Flänsehes zum Formen des ersten Falzes in der aus Fig. 8 bis 11 ersichtlichen Weise variieren. In Fig. 8 und 9 hat der Flansch 27 eine größere Höhe als der Flansch 26. In Fig. 10 sind die beiden Flansche gleich hoch, und in Fig. 11 ist der Plansch 26 höher als der Flansch 27.

Sie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Falzform eignet eich insbesondere hervorragend sur Anwendung bei den

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Längsfalzen, und sie kann auch "bei denjenigen Querfalzen angewendet werden, die um 180° gefaltet werden«, Bei Querfalzen,, die nur um 90° gefaltet werden, ist es gewöhnlich nicht erfor-; derlich, den zweiten PaIz .26 vorzusehen· Es hat sich gezeigt, daß die mit Hilfe der Anordnung nach Pig. 14- erzielbare PaIz-

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form gemäß Pig. 15 für einen um 90° zu faltenden PaIz sehr geeignet ist. Dieser PaIz hat eine sehr geringe Breite, und daher erhält die betreffende Kante des Kartons eine außerordentlich hohe Pestigkeit. Insbesondere nimmt der Anstieg des- (| Biegemoment-Biegewinkel-Verhältnisses für Wellpappe mit einem 90°-Palz nach der Erfindung bei ©0° in einem erheblichen Ausmaß .zu.

Der erfindungsgemäße 90°-Palz kann auch als Längsfalz verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Wellpappe nicht um 180° nach innen gefaltet zu werden braucht. Ein solcher Längsfalz hat etwas schlechtere Eigenschaften als die vorstehend beschriebenen Pörmen für Längsfalze (Pig. 8 bis 11).

Es hat sich gezeigt, daß das 90 -Querfalzprofil auch zum Palten um 180° geeignet ist, jedoch hat dieses Palzprofil mit anderen bis jetzt gebräuchlichen Palzprofilen die Eigenschaft gemeinsam, daß sie gelegentlich zu einer schlechten Ausbildung des Palzes führt. Das Hauptmerkmal jedes Querfalzes, der parallel zu den Wellungen verläuft, besteht darin, daß seine Lage gegenüber dem Y/ellungsprofil regellos variiert.

Hieraus folgt, daß sich die Verformung einer gefalteten Wellpappetafel nach der Anordnung des Palzes gegenüber dem Wellungsprofil richtet. Es wurde festgestellt, daß die schäd-

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lichste Verformung dann eintritt, wenn der in dem inneren Deckblatt erzeugte Falz zufällig direkt gegenüber einem "Seheitel" des Wellungsprofils liegt, d.h. gegenüber einer Zone, längs deren die gewellte Einlage an dem äußeren Deckblatt befestigt ist«, Dies ist in Fig. 5 durch einen Pfeil angedeutet.

Fig. 6 zeigt ein Zwischenstadium der Verformung, das die Wellpappetafel nach Fig. 6 während des Faltens durchläuft. Man erkennt, daß die Entstehung eines zentralen Scheitels bei dem inneren Deckblatt von der Entstehung von zwei deutlichen Ausbeulungen 31 und 32 auf beiden Seiten dieses Scheitels begleitet ist. Diese Ausbeulungen erzeugen ihrerseits Vertiefungen 33 und 34 in einem Abstand von zwei vollen Wellenlängen der Wellungen von dem zentralen Scheitel, und wenn die Wellpappe um 180° gefaltet wird, ergibt sich die in Fig» 7 dargestellte Verformung. Diese Verformung fütort somit zu einer Beschädigung der Kartonwände über eine Breite von bis zu vier vollen Wellenlängen der Wellungen längs eines Falzes, Wenn sowohl die Festigkeit als auch das Aussehen des Kartons nicht beeinträchtigt werden soll, muß eine solche Beschädigung vermieden werden,,

Um die Beschädigung der Wand beim Falten um 180° auf ein Minimum zu verringern, kann man das 90°-Querfalzprofil nach Fig. 14 in der in Fig. 18 schematisch dargestellten Weise abändern; in Fig. 18 sind die beiden zusammenarbeitenden Matrizen lediglich zur besseren Veranschaulichung des Grundgedankens in einem großen Abstand voneinander dargestellt. .

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Die breite, leicht geneigte Fläche der inneren Matrize drückt den unteren Teil des Wellungsprofils, das in Fig. 18 auf der rechten Seite des durch den Pfeil angedeuteten Falzes dargestellt ist, zusammen Beim Falten verformt sich diese zusammengedrückte V/ellung 35 gemäß Fig. 19 leicht, so daß genügend Raum für die vollständig erhalten gebliebene linke Wellung 36 zur Verfügung steht. Fig. 19 und 20 zeigen die Form, die die Wellpappe während des Faltens und nach dem Falten annimmt. Gemäß Fig. 20 werden die Wände der Wellpappe in einem erheblich geringeren Ausmaß beschädigt als bei der Anordnung nach Fig. 7.

Es sei bemerkt, daß dann, wenn die charakteristischen Formen der Falzprofile nach der Erfindung erhalten bleiben, die tatsächlichen Abmessungen variieren können. Mit anderen Worten, die Erfindung befaßt sich allgemein nicht mit absoluten, sondern mit relativen Abmessungen·

Fig. 16 zeigt die wesentlichen Merkmale einer Ausführungsform eines Längsfalzprofils nach der Erfindung. Insgesamt werden drei Falze erzeugt, die alle im Querschnitt im wesentlichen V-förmig sind und gekrümmte Scheitelabschnitte aufweisen. Der erste Falz ist mit 27 bezeichnet, während der zweite Falz mit 26 bezeichnet ist. Im allgemeinen kann der Winkel a zwischen der Innenfläche 37 des ersten Falzes und einer den Scheitel tangierenden Linie zwieohen 15° und 45° variieren und z.B. 30° betrageni der Winkel b zwischen der benachbarten Seite 38 des Falzes in dem äußeren Deckblatt und einer den Scheitel dieses Falzes tangierenden Linie ist um bis iu 20° kleiner

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als der Winkel a, so daß die einander benachbarten Seitenflächen 37 und 38 seitwärts in Sichtung auf den zweiten Falz

26 divergieren« Der Winkel c beträgt vorzugsweise 20° bis

60°ι und der Winkel d wird so gewählt, daß ein deutlich ausgeprägter zweiter Falz erzeugt wird, der nach dem ersten Falz

27 gefaltet wird. Der Abstand A zwischen den Scheiteln des ersten und des zweiten Falzes ist vorzugsweise größer als etwa 3,8 mm. Bei gewöhnlicher Wellpappe braucht der Abstand A gewöhnlich nicht größer zu sein als etwa 10 mm. Die seitliche Anordnung des Scheitels 28 gegenüber den Scheiteln 27 und 26 richtet sich nach der Forderung, daß der erste und der zweite Falz deutlich ausgeprägt werden sollen. Der Abstand zwischen den Rändern der Matrizenräder wird ebenfalls während des Betriebs bestimmt. Sowohl die Lage des Scheitels 28 als auch der Abstand zwischen den Rändern der Matrizenräder kann jeweils als eine während des Betriebs variable Größe betrachtet werden, die so gewählt wird, daß eine optimale Anpassung an die Materialien und die jeweiligen Betriebsbedingungen erzielt wird.

Fig. 14 zeigt eine erfindungsgemäße Form eines 90°- Querfalzprofils. In diesem Fall wird die gefalzte Zone des inneren Deckblatts durch einen einzigen Falz gebildet, der I im wesentlichen die gleiche Querschnittsform hat wie der Falz des äußeren Deckblatts. Jeder Falz kann im Querschnitt im wesentlichen V-förmig sein und einen konvexen Scheitel erhalten, dessen Krümmungsradius z.B. etwa 0,75 mn beträgt. Die Winkel e sind ohne kritische Bedeutung, und diese Winkel brauchen nicht notwendigerweise untereinander gleich au sein. Mit anderen

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Worten, jedes Falzprofil kann für sich asymmetrisch, sein. Es hat sich gezeigt, daß sieh bei einem Winkel e von 45 einwandfreie Ergebnisse erzielen lassen. Die Falzwinkel sind seitlich um eine Strecke B gegeneinander versetzt, die ebenso wie der Abstand zwischen den Rändern der Matrizenräder entsprechend den jeweiligen Bedingungen variiert werden kann. Gewöhnlich kann die Strecke B in der Größenordnung von etwa 3,8 mm liegen.

Pig. 17 zeigt eine erfindungsgemäße Form eines 180 - M Querfalzprofils. Auch in diesem lall ist der Falz in dem äußeren Deckblatt im Querschnitt im wesentlichen V-förmig, und dieser.Falz hat einen konvexen Scheitel 28, doch ist eine Seite des Falzes mit einer seitwärts verlängerten Schulter 39 versehen. Die gefalzte Zone des inneren Deckblatts ist im Querschnitt ebenfalls im wesentlichen V-förmig, doch ist der konvexe Scheitel 40 gegenüber dem Scheitel des Falzes in dem äußeren Deckblatt seitlich versetzt, und er liegt auf der gleichen Seite dieses Falzes wie die Schulter 39· Die von dem Falz des äußeren Deckblatts abgewandte Seite 41 der gefalzten Zone ist gegenüber der Schulter 39 so angeordnet, daß sie gegenüber dieser Schulter in seitlicher Richtung und von dem Falz weg divergiert; der Divergenzwinkel beträgt vorzugsweise etwa 20°. Die divergierende Seite 41 ist von dem Falz in dem äußeren Deckblatt und von diesem weg vorzugsweise unter einem Winkel h von 0° bis 30° gegenüber einer den konvexen Scheitel 40 dieser Zone tangierenden Linie geneigt. Aus den schon genannten Gründen überschreitet ferner die wirksame Breite C der divergierenden Seite 41 der gefalzten Zone eine halbe

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Wellenlänge der Wellungen der gewellten Einlage₀ Bei dieser Wellung, die in der Praxis gewöhnlich als B-Wellung "bezeichnet wird, soll die Abmessung 0 vorzugsweise einen Wert von etwa 3,2 mm überschreiten und z.B. etwa 4,3 mm betragen,, Die Winkel f und g können etwa 45° betragen, während sich die Abmessung D und der Abstand zwischen den Rändern der Matrizenräder nach den jeweiligen Arbeitsbedingungen richten können.

Man kann sich den vorstehend beschriebenen Falzprofilen natürlich auch dadurch geometrisch annähern, daß man anstelle der geraden Flächen, die unter den angegebenen Winkeln verlaufen, gekrümmte Flächen vorsieht. Auch derartige Annäherungen fallen in den Bereich der Erfindung, wenn ihre Wirkung die gleiche oder grundsätzlich die gleiche ist.

Die erfindungsgemäßen Palzprofile wurden in industriellem Maßstab angewendet und erprobt; die hierbei erzielten Ergebnisse waren in jeder Beziehung zufriedenstellend

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die nachstehend aufgeführten Ergebnisse erzielt wurden.

Die Kanten der Kartons sind deutlich ausgeprägt, d.h. sie sind scharf und sehr gerade.

Die Kraft, die benötigt wird, um eine Klappe zu falten bzw. umzubiegen, verringert sich bis auf ein Drittel der Kraft, die man benötigt, um das gleiche Material zu falten, das jedoch mit einem sogenannten Dreipunktfalz bekannter Art versehen ist.

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Wegen der Verkleinerung der zum Falten der Wellpappe benötigten Kraft werden die Beanspruchungen der äußeren Schicht erheblich verringert, und die Gefahr, daß diese Schicht aufreißt, wird praktisch ausgeschaltet. Es wurde festgestellt, daß Wellpappe bzw. Zuschnitte, die normalerweise zur Herstellung von Kartons völlig ungeeignet waren, da in dem Material Risse entstanden, unter Vermeidung einer solchen Eißblldung verwendet werden können, wenn sie in der erfindungsgemäßen Weise gefalzt werden«

Die Druckfestigkeit der Kartons richtet sich nach mehreren variablen Größen, von denen sich einige nur schwer beherrschen lassen. Die Untersuchung vergleichbarer Kartons zeigte eine Zunahme der Druckfestigkeit um bis zu

Die Abmessungen der Kartons können variieren; dies ist in erster linie auf die Ungenauigkeiten zurückzuführen, die auf die unterschiedliche Lage der Querfalze zurückzuführen sindo Dies gilt insbesondere dann, wenn das innere Deckblatt erheblich schwächer ist als das äußere Deckblatt· Bs hat sich gezeigt, daß die Verwendung von erfindungsgemäßen Querfalzen in diesem fall zur genaueren Einhaltung der Abmessungen der Kartons führt.

Zwar wurde die Erfindung vorstehend in erster linie bezüglich der Herstellung von Kartons beschrieben, doch sei bemerkt, daß sich die Erfindung auch beim Falzen von Wellpappe anwenden läßt-,· die zu einem beliebigen anderen Zweck verwendet werden soll, bei dem die Wellpappe gefaltet werden muß· '

Patentansprüche t 009861/0109 ^BAD0R1QiNAL

Claims

Paten t\& nsprüche

1. Verfahren zum Falzen νοϊί Schachtelzuschnitten oder dgl. im Kantenbereich, die aus' einer Wellpappe mit einem äusseren Deckblatt, einem inneren Deckblatt und einer gewellten Einlage bestehen, dadurch gekennzeic h η e t , dass nur ein im wesentlichen gerader PaIz in dem äusseren Deckblatt und eine im wesentlichen gerade Falzzone im inneren Deckblatt und in der gewellten Einlage erzeugt werden, wobei sich die gefalzte Zone im wesentlichen parallel zu dem PaIz erstreckt/und so zu diesem angeordnet ist, dass der Falz und die gefalzte Zone praktisch ein Scharnier von asymmetrischer Querschnittsform (Fig. 19) bilden, und die gefalzte Zone eine solche vorbestimmte Breite erhält, dass während des Paltens des Schachtelzuschnitts eine ausreichende Verformung des inneren Deckblatts und der gewellten Einlage in deren gefalzten Zonen und in deren Nähe eintritt, damit das Ausbeulen des inneren Deckblatts weitgehend verhindert, und das äussere Deokblatt an seinem Falz einwandfrei umgebogen wird, so dass die Neigung zur Rissbildung auf ein Mindestmass verringert wird, und das innere und das äussere Deckblatt jedes der relativ zueinander gefalteten Teile des Schaohtelzuschnltts bis zu einem dem Falz und der gefalzten Zone benachbarten Funkt eine im wesentlichen ebene Form mit zueinander paralleler Lage beibehalten '(FIg. 20).

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , dass die gefalzte Zone mit einer Achse erzeugt wird, die gegenüber der Achse des Falzes seitlich versetzt ist, wobei die wirksame Breite der gefalzten Zone des inneren Deckblatts und der gewellten Einlage grosser ist als die wirksame Breite des Falzes des äusseren Deckblatts, so dass ein Ausbeulen des inneren Deckblatts und die Neigung zur Rissbildung im äusseren Deckblatt auch bei einer Biegung um 180°, bei der Teile des inneren Deckblatts aneinander anliegen, weitgehend vermieden sind.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k' e η η -■ zeichnet , dass die gefalzte Zone durch zwei in einem seitlichen Abstand voneinander angeordnete und. im wesentlichen parallele Falze in dem inneren Deckblatt gebildet wird, die einen ersten Falz und einen zweiten FaIs um-

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fassen, die zu beiden Seiten des/äusseren Deckblatts so angeordnet werden, dass sich eine im Querschnitt asymmetrische Anordnung ergibt, wobei der erste Falz eine grössere Tiefe als der zweite Falz erhält (Fig. 12).

4. Verfahren nach Anspruch 3ι dadurch gekennzeichnet , dass die wirksame Breite des Falzes des äusseren Deckblatts im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Scheiteln des ersten und des zweiten Falzes des inneren Deckblatts ist.

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5. Verfahren nach Anspruch 3 oder k, dadurch gekennzeichnet, dass der Falz des äusseren Deckblatts sowie der erste und der zweite Falz des inneren Deckblatts im Querschnitt im wesentlichen V-förmig sind und konvexe Scheitel umfassen, und dass die einander benachbarten Flächen des Falzes des äusseren Deckblatts und des ersten Falzes so gegeneinander geneigt sind, dass sie in Richtung auf den zweiten Falz divergieren (Fig. 16).

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten benachbarten Flächen unter einem Winkel von etwa 20° divergieren.

7. Verfahren nach Anspruoh,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , dass der Winkel (a) zwischen der erwähnten Fläche des ersten Falzes und einer den Scheitel des ersten Falzes tangierenden Linie 15° bis ^5° beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , dass der Winkel (a) etwa 30° beträgt.

9· Verfahren nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet , dass der Winkel (c) zwischen der anderen Fläche des Falzes des äusseren Deckblatts und einer den Scheitel dieses Falzes tangierenden Linie 20° bis 60° beträgt.

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IG. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis'9» dadurch gekennzeichnet , dass der Abstand (A) zwischen den Scheiteln des ersten und des zweiten Falzes des inneren Deckblatts etwa 3»8 bis etwa 10 ram beträgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e η η ζ e i c h η β t , dass sich der PaIz und die gefalzte Zone in der Maschinen- oder Längsrichtung erstrekken, in der die Wellpappeneinlage gewellt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die gefalzte Zone des inneren Deckblatts durch einen einzigen Falz gebildet wird, der im wesentlichen die gleiche Querschnittsform hat wie der Falz des ausseren Deckblatts, und dass der Falz und die gefalzte Zone so geformt weftden, dass ein Ausbeulen des inneren Deckblatts und die Neigung zur Rissbildung im äusseren Deckblatt bei einem Biegen oder Falten der Wellpappe um 90° weitgehend vermieden sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g e k en η «

ζ ei c h η et, dass jeder Falz im Querschnitt im wesentlichen V-förmig 1st und einen konvexen Scheitel aufweist.

1^. Verfahren nach Anepruch 13, dadurch gekennzeichnet , dass die Seltenflächen Jedes Falzes unter einem Winkel von etwa ^5° gegen die zugehörige Symmetrieaohse

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geneigt sind, und dass der Krümmungsradius des Scheitels jedes Falzes etwa 0,75 np beträgt.

15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Falz des äusseren Deckblatts im Querschnitt im wesentlichen V-förmig ist und einen konvexen Scheitel aufweist, dass eine Seite dieses FaI-

£ zes mit einer sich seitwärts erstreckenden Schulter versehen wird, dass die gefalzte Zone im Querschnitt ebenfalls im wesentlichen V-förmig ist und einen konvexen Scheitel aufweist, der gegenüber dem Scheitel des Falzes des äusseren Deckblatts in der gleichen seitlichen Richtung versetzt ist wie die Schulter des Falzes des äusseren Deckblatts (Fig. 17), dass die einander benachbarten Seitenflächen des Falzes und der gefalzten Zone im wesentlichen parallel sind, und dass die von dem Falz abgewandte Seitenfläche der gefalzten Zone

, gegenüber der Schulter so angeordnet wird, dass sie von dem Falz weg gegenüber der Schulter in seitlicher Richtung divergiert.

16; Verfahren nach Anspruch 15$ dadurch gekennzeichnet, dass die einander benachbarten Seitenflächen beide unter einem Winkel von etwa 45° gegen die zugehörigen Scheitel tangierende Linien geneigt sind, und dass jeder Scheitel einen Krümmungsradius von etwa 0,75 mm hat.

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17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Breite der erwähnten divergierenden Seitenfläche der gefalzten Zone die Hälfte der Wellenlänge der Wellungen der gewellten Einlage überschreitet.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 "bis 17, dadurch g e k e η η ζ e i ohne t , dass der erwähnte Divergenzwinkel (h) etwa 20° beträgt. ™

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , dass die erwähnte divergierende Seitenfläche von dem Falz des ausseren Deckblatts weg unter einem Winkel von 0° bis 30° gegen eine den konvexen Scheitel der Zone tangierende Linie geneigt ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2 und 12

bis 19, dadurch g e k e η η zeichne t , dass sich der | Falz und die gefalzte Zone des äusseren bzw. des inneren Deckblatts in der Querrichtung erstrecken.

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