[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von der Bildung
von Faltschachteln dienender, in einer Vorrichtung aufzurichtender Zuschnitte, deren
aufgerichtete und je- weils einander gegenüberstehende Teile miteinander zu verbinden
sind.
[0002] Bei der Herstellung von Faltschachteln aus vorgestanzten Zuschnitten werden die Teile,
die miteinander verbunden werden sollen, unmittelbar vor dem Einbringen der Zuschnitte
in die Aufrichtvorrichtung mit einem Schmelzkleber versehen, der die Verbindung zu
dem anderen, an ihm anzulegenden Zuschnitteil bewirkt. Insbesondere der Dauerbetrieb
einer solchen Aufrichtvorrichtung sowie Stopper und Fehlverformungen
: der Zuschnitte haben einen hohen Verschmutzungsgrad der Werkzeuge zur Folge, was
wieder insgesamt einen hohen Wartungsaufwand verursacht. Ist der Schmelzkleber dagegen
schon bereits vorab auf den Zuschnitt aufgebracht worden, so sind besondere Erwärmungsvorrichtungen
notwendig, um den bereits auf dem Zuschnitt befindlichen Schmelzkleber wieder zu aktivieren.
Handelt es sich schließlich um Zuschnitte, die durchgehend aus einem verschweißbaren
Kunststoff bestehen oder aber mit einem Kunststoff beschichtet sind, so sind besondere
Heißtluftdüsen erforderlich, mittels denen die miteinander zu verbindenden Stellen
der Zuschnitte vor dem Einbringen derselben in die Aufrichtvorrichtung erwärmt und
weichgemacht werden.
[0003] Davon abgesehen, daß diese oben aufgeführten Maßnahmen recht aufwendig sind, so sind
diese auch recht umweltfeindlich
' und erfordern darüber hinaus einen erheblichen Energieeinsatz, um den Schmelzkleber
oder aber die Zuschnitteile zu erwärmen.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, diese bisher noch immer bestehenden
Ubelstände zu vermeiden und ein Verfahren sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens
geeignete Vorrichtung zu schaffen, mittels dem ein sehr einfaches und umweltfreundliches,
sowie auch Energie einsparendes Verbinden der einzelnen vorgefertigten Zuschnitte
möglich ist.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nun dadurch gelöst, daß auf mindestens einer der
beiden einander gegenüberstehenden Seiten der miteinander zu verbindenden Zuschnitteile
vollflächig oder auch nur partiell ein einen hohen Festkörpergehalt aufweisender Dispersionslack
aufgebracht wird. Sobald der Zuschnitt zu einem späteren Zeitpunkt bei dem Verbraucher
eingetroffen ist und bei diesem zur Verarbeitung ansteht, wird dieser mittels einer
besonderen Vorrichtung aufgerichtet, wobei dann der auf den Zuschnitt aufgebrachte
Dispersionslack durch das Einwirken von Ultraschall und der dadurch bedingten Erwärmung
auf der Siegelfläche wieder mindestens zähflüssig und damit auch klebefähig gemacht
wird.
[0006] Diese erfindungsgemäße Art der Verbindung der Zuschnitteile miteinander mittels Ultraschall
ist dabei insofern besonders vorteilhaft, als es sich hierbei um eine einwandfreie
und saubere Verbindung handelt, ohne daß etwa Reste eines Klebers über die Klebstellen
hinaustreten und die zu fertigende Schachtel beschmutzen. Außerdem bedarf es bei der
Verwendung von Ultraschall keiner besonderen Vorbereitungsarbeiten und/oder Vorbereitungszeiten,
wie diese bei der Benutzung von Schmelzkleber durch ein Erwärmen desselben und auch
durch besondere Klebevorrichtungen unerläßlich sind.
[0007] Was nun weiterhin den auf die miteinander zu verbindenden Zuschnitte aufzubringenden
Dispersionslack selbst betrifft, so besteht dieser zweckmäßig aus etwa 40% Acrylharz
und etwa 60% Lösungsmittel, wobei als Lösungsmittel vorzugsweise Wasser mit einem
Ammoniakzusatz vorzusehen ist. Auch weist dieser Dispersionslack vorteilhaft eine
hohe Viskosität auf, wobei dann die Durchlaufgeschwindigkeit dieses hochviskosen Dispersionslackes
bei einem 4 mm Din-Becher etwa 60 bis 70 Sekunden beträgt.
[0008] Das Auftragen dieses Dispersionslackes auf die einzelnen Zuschnitteile erfolgt dabei
zweckmäßig mittels Offsetdruck, wobei die Menge des auf die Zuschnitteile aufgebrachten
Dispersionslackes pro Quadratmeter etwa 7 bis 8 gr/Naßgewicht betragen kann.
[0009] Um einen sicheren Zufluß des bereitstehenden, in einem Vorratsbehälter befindlichen
Dispersionslackes zur Druckmaschine zu gewährleisten, ist es auch noch von Vorteil,
wenn dieser Dispersionslack mittels einer Pumpe, insbesondere einer Kreiselpumpe,
dem mit einer Schöpfwalze ausgestatteten Lackbehälter der Druckmaschine zugeführt
wird.
[0010] Nach dem die in dieser Art behandelten Zuschnitte dem üblichen Verfahren der Fassonierung
(Konturen) durch Stanzmaschinen oder Autoplatinen unterzogen worden sind, werden die
Zuschnitte flachliegend dem Verbraucher zugeführt und dort verarbeitet. Hierbei wird
zur Fortführung dieses zuvor behandelten erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft
eine einen mit einem Werkzeug zusammenwirkenden Stempel aufweisende Vorrichtung verwendet,
die mindestens eine gegenüber dem Stempel dieser Aufrichtvorrichtung verschiebbar
gelagerte, einen das Verschweißen der Zuschnitteile bewirkenden Ultraschall erzeugende
Einrichtung aufweist, die gegen die in der Vorrichtung aufgerichteten Teile des Zuschnittes
vorschiebbar und wieder in ihre Ausgangsstellung zurückziehbar ist.
[0011] Werden hierbei durchgehend aus einem Kunststoff bestehende oder auch vollständig
oder partiell kunststoffbeschichtete Zuschnitte verarbeitet, so werden die miteinander
zu verbindenden Teile dabei an den Verbindungsstellen soweit durch den Ultraschall
erwärmt, daß sie sich intensiv miteinander verschweißen lassen, insbesondere dann,
wenn der Kopf der Ultraschalleinrichtung unmittelbar an die sich an dem als Amboß
dienenden Stempel der Vorrichtung abstützenden Teile der Zuschnitte unter Druck angelegt
wird. Bestehen die aufzurichtenden Zuschnitte dagegen aus einem unbeschichteten Karton
und sind in diesem Fall die miteinander zu verschweißenden Stellen derselben jeweils
bereits in der beschriebenen Weise vorab mit einem einen hohen Festkörpergehalt aufweisenden
Dispersionslack beschichtet, so wird dieser durch den von der Ultraschalleinrichtun
g bewirkten Ultraschall wieder aktiviert und damit klebefähig gemacht.
[0012] Die Wirkungsweise dieser Ultraschalleinrichtung läßt sich dabei erfindungsgemäß noch
dadurch verbessern, daß an der dem Kopf dieser Ultraschalleinrichtung zugekehrten
Seite des gleichzeitig als Amboß dienenden Gegenlagers eine eine Vielzahl gegen die
miteinander zu verbindenden Teile des
[0013] Zuschnittes gerichtete Vorsprünge angeordnet ist, durch die spezifische Flächenpressung
beim Anlegen des Kopfes der Ultraschalleinrichtung zu erhöhen ist. Diese Vorsprünge
können dabei entweder spitz auslaufen oder aber weisen eine stumpf auslaufende Kappe
auf. Desgleichen können diese Vorsprünge aber auch als an dem Gegenlager angeformte
Rippen ausgebildet sein, die in den Karton der miteinander zu verbindenden Zuschnitteile
eindringen, wodurch der Abstand gegenüber dem Kopf der Ultraschalleinrichtung reduziert
und damit die Wirkung des Ultraschalls verbessert wird.
[0014] Ferner ist es noch von Vorteil, wenn diese erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer
Vielzahl derartiger verschiebbarer Ultraschalleinrichtungen ausgestattet ist, die
dann zweckmäßigerweise paarweise zusammenwirken und jeweils einander gegenüberstehend
angeordnet sind.
[0015] Diese Ultraschalleinrichtungen können dabei auch pneumatisch verschoben werden, wobei
sich die Vorschubgeschwindigkeit und auch die Rückholgeschwindigkeit individuell den
jeweils gegebenen Erfordernissen anpassen läßt durch die Anordnung von Steuerscheiben
zwischen der betreffenden Ultraschalleinrichtung und der deren Verschiebung bewirkenden
pneumatischen Einrichtung.
[0016] Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der zur Durchführung
dieses Verfahrens geeigneten Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
einer auf der Zeichnung dargestellten beispielsweisen Ausführungsform sowie den sich
hieran anschließenden Ansprüchen.
[0017] Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung mit zugeführtem Zuschnitt,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit aufgerichtetem Zuschnitt,
Fig. 3 das Anlegen der Sonotroden,
Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Fig. 3 in einem vergrößertem Maßstab,
Fig. 5 die Haltephase und
Fig. 6 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit zugeführtem zweiten Zuschnitt
und. aufgerichtetem ersten Zuschnitt.
[0018] Die.in der Fig. 1 streng schematisch dargestellte Aufrichtvorrichtung 1 weist eine
mit 2 bezeichnete Bereitstellungsplatte auf, in der sich eine beispielsweise rechteckige
öffnung 3 befindet. Unterhalb dieser Bereitstellungsplatte 2 ist ferner ein mit 4
bezeichneter Verformungsschacht fest angeordnet, der je nach Bedarf mit einem Hilfsboden
5 sowie nicht besonders dargestellten Rückhaltern ausgestattet ist. Oberhalb der Bereitstellungsplatte
2 befindet sich ferner ein mit 6 bezeichneter Stempel, der in Richtung des Pfeiles
7 absenkbar ist und beim Absenken durch die in der Bereitstellungsplatte 2 befindliche
öffnung 3 sowie auch dem Verformungsschacht 4 hindurchgeführt wird.
[0019] Beiderseits des Verformungsschachtes 4 befinden sich ferner noch zwei, die Köpfe
einer Ultraschalleinrichtung bildenden Sonotroden 8 und 9 zur Erzeugung eines Ultraschalls.
Diese Sonotroden 8 und 9 sind dabei längsverschiebbar in Richtung der Pfeile 10 an
mit 11 bezeichneten Führungsstangen angeordnet. Diese Führungsstangen 11 stehen dabei
in der in der Fig. 1 dargestellten Weise mit einem Pneumatikzylinder 12 in Verbindung.
Hierbei kann, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, zwischen der betreffenden Führungsstange
11 und dem Pneumatikzylinder 12 noch eine um die Achse 13 schwenkbare Steuerscheibe
14 angeordnet sein, an der einerseits die zugehörige Führungsstange 11 anliegt und
andererseits die Kolbenstange 15 des Pneumatikzylinders 12 angreift.
[0020] Die Wirkungsweise dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei die folgende: Zunächst
einmal wird in der in der Fig. 1 dargestellten Weise zwischen dem den hochgezogenen
Stempel 6 und der Bereitstellungsplatte 2 ein mit 16 bezeichneter Zuschnitt eingelegt,
auf dessen mittels Ultraschall miteinander zu verbindenden Teile zuvor schon ein einen
hohen Festkörpergehalt aufweisender, in der Zwischenzeit ausgehärteter Dispersionslack
aufgebracht worden ist. Nach dem Einlegen dieses insbesondere aus Karton bestehenden
Zuschnittes 16 wird der Stempel 6 in Richtung des Pfeiles 7 abgesenkt, wobei dieser
Stempel 6 den Zuschnitt 16 mitnimmt, sich dessen Ränder 17 beim Passieren der in der
Bereitstellungsplatte 2 befindlichen öffnung 3 hochstellen und in der in der Fig.
2 dargestellten Weise an dem Außenmantel 18 des Stempels 6 anlegen. Der Deutlichkeit
halber sind in dieser Fig. 2 der Verformungsschacht 4 und der Hilfsboden 5 weggelassen.
[0021] Ist dieser Vorgang des Aufrichtens der Ränder 17 des Zuschnittes 16 beendet, so treten
die den Sonotroden 8 und 9 zugeordneten Pneumatikzylinder 12 in Tätigkeit und verschieben
die Sonotroden 8 und 9 in Richtung der Pfeile 10 gegen die Ränder 17 des aufgerichteten
Zuschnittes 16, die sich dabei an dem Stempel 6 abstützen. Da die Sonotroden 8 und
9 einander gegenüberstehen, hebt sich der von den Pneumatikzylindern 12 ausgeübte
Druck auf.
[0022] Um die beim Anlegen der planen Stirnseiten 19 der Sonotroden 8 und 9 bewirkte Flächenpressung
spezifisch zu erhöhen, sind an dem Außenmantel 18 des als Amboß dienenden Stempels
6 mit 20 bezeichnete Vorsprünge angeordnet, die in der aus der Fig. 4 ersichtlichen
Weise gegen die Stirnseite 19 der jeweils gegenüberstehenden Sonotrode 8 bzw. 9 vorstehen
und sich an die jeweiligen Innenseiten 21 der miteinander zu verbindenden Teile der
Ränder 17 des Zuschnittes 16 anlegen. Sind diese Vorsprünge dabei beispielsweise als
Rippen ausgebildet oder aber laufen in vorstehende Spitzen aus, so dringen diese Vorsprünge
oder Spitzen derart in die ihnen zugekehrten Seiten der ihnen gegenüberstehenden
[0023] Zuschnitteile ein, daß hierdurch der Abstand zwischen dem Stempel 6 und der gegenüberstehenden
Sonotrode reduziert wird, was gleichzeitig eine entsprechende Verbesserung der Wirkung
des Ultraschalls zur Folge hat. Ein unmittelbarer Anschlag der Stirnseiten 19 der
Sonotroden 8 und 9 an den Zuschnitträndern 17 läßt sich beispielsweise dadurch ermöglichen,
daß in dem in den Fig. 2 bis 5 nicht mehr besonders dargestellten Verformungsschacht
4 entsprechende Fenster ausgeschnitten sind, durch die dann die Sonotroden 8 und 9
hindurchgreifen.
[0024] Sobald die Sonotroden 8 und 9 mit ihren Stirnseiten 19 an den sich an den Vorsprüngen
20 des Stempels 6 abstützenden Zuschnitträndern 17 anlegen, wirkt auf diese der von
den Sonotroden 8 und 9 erzeugte Ultraschall ein, was ein Erwärmen entweder des aus
Kunststoff bestehenden Zuschnittmaterials oder einer Kunststoffbeschichtung desselben
bewirkt und sodann ein Verschweißen der aneinanderliegenden und miteinander zu verbindenden
Randteile zur Folge hat.
[0025] Ist der Zuschnitt 16 dagegen aus einem Karton gefertigt und weist eine aus dem oben
schon behandelten Dispersionslack bestehende Beschichtung auf, die durch den Ultraschall
ebenfalls erwärmt wird, so werden nunmehr die miteinander zu verbindenden Randteile
durch diesen erwärmten und zähflüssigen Dispersionslack miteinander verbunden.
[0026] Gemäß der Fig. 5 bleiben während der Haltephase die Sonotroden 8 und 9 solange an
den Zuschnitträndern 17 angelegt, bis der verschweißte Kunststoff bzw. der Dispersionslack
ausreichend ausgehärtet und die gewünschte Verbindung zwischen den Teilen der Zuschnittränder
17 abgeschlossen ist. Damit ist die Faltschachtel 22 fertiggestellt.
[0027] Ist auch dieser Vorgang abgeschlossen, so werden die Sonotroden 8 und 9 entgegen
der Richtung der Pfeile 10 wieder in ihre in der Fig. 1 und 2 dargestellten Ausgangsstellung
zurückgenommen und der Stempel 6 entgegen der Richtung des Pfeiles 7 hochgezogen.
An dem Verformungsschacht 4 angeordnete, jedoch nicht besonders dargestellte Rückhalter
halten die fertiggestellte Faltschachtel 22 dabei in der in der Fig. 5 dargestellten
Lage fest. Hat der Stempel 6 seine angehobene Stellung erreicht, so wird ein zweiter
Zuschnitt 16 auf die Bereitstellungsplatte 2 gelegt, so daß sich anschließend der
zuvor ausführlich geschilderte Vorgang wiederholen kann. Beim Absenken des Stempels
6 und dem Aufrichten des zweiten Zuschnittes 16 wird durch diesen die bereits fertiggestellte
Faltschachtel 22 nach unten ausgeworfen.
Bezugszeichenliste
[0028]
1 Aufrichtvorrichtung
2 Bereitstellungsplatte
3 öffnung in 2
4 Verformungsschacht
5 Hilfsboden
6 Stempel
7 Pfeil
8 Sonotrode
9 Sonotrode
10 Pfeil
11 Führungsstangen
12 Pneumatikzylinder
13 Achse
14 Steuerscheibe
15 Kolbenstange von 12
16 Zuschnitt
17 Ränder von 16
18 Außenmantel von 6
19 Stirnseiten von 8/9
20 Vorsprünge von 18
21 Innenseite von 17
22 Faltschachtel
1. Verfahren zur Herstellung von der Bildung von Faltschachteln dienender, in einer
Vorrichtung aufzurichtender Zuschnitte, deren aufgerichtete und jeweils einander gegenüberstehende
Teile miteinander zu verbinden sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einer
der beiden einander gegenüberstehenden Seiten der miteinander zu verbindenden Zuschnittteile
vollflächig oder nur partiell ein einen hohen Festkörpergehalt aufweisender Dispersionslack
aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Zuschnitteile
aufgebrachte und bereits ausgehärtete Dispersionslack durch das Einwirken von Ultraschall
und der dadurch bedingten Erwärmung auf der Siegelfläche wieder mindestens zähflüssig
gemacht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dispersionslack
aus etwa 40% Acrylharz und etwa 60% Lösungsmittel besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Wasser
mit Ammoniakzusatz vorgesehen ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß derDispersionslack
eine hohe Viskosität aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufgeschwindigkeit
des hochviskosen Dispersionslackes bei einem 4-mm-DIN-Becher etwa 60 bis 70 Sekunden
beträgt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dispersionslack mittels Offsetdruck auf die Zuschnitteile aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge des auf die Zuschnittteile aufgebrachten Dispersionslackes pro Quadratmeter
etwa 7 bis 8 gr/Naßgewicht beträgt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, . dadurch gekennzeichnet,
daß der Dispersionslack mittels einer Pumpe, insbesondere einer Kreislpumpe dem mit
einer Schöpfwalze ausgestatteten Lackbehälters einer Druckmaschine zugeführt wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 9, sowie zum Aufrichten und Verschweißen der aus Kunststoff, Karton od, dgl.,
bestehender Zuschnitte, die einen mit einem Werkzeug zusammenwirkenden Stempel aufweist,
gekennzeichnet durch mindestens eine verschiebbar gelagerte, einen das Verschweißen
der Zuschnitteile (17) bewirkenden Ultraschall erzeugende Einrichtung (8,9), die gegen
die aufgerichteten Teile (17) des Zuschnittes (16) vorschiebbar und wieder in ihre
Ausgangsstellung zurückziehbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (19) der Ultraschalleinrichtung
(8,9) unmittelbar an die sich an dem Stempel (6) der Vorrichtung (1) abstützenden
Teile (17) der Zuschnitte (16) unter Druck anlegbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem
Kopf (19) der Ultraschalleinrichtung (8,9) zugekehrten Seite des Gegenlagers (18)
eine Vielzahl gegen die Teile (17) des Zuschnittes (16) gerichtete Vorsprünge (20)
angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (20)
entweder spitz oder aber in stumpfe Kuppen auslaufen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Kopf (19)
der Ultraschalleinrichtung (8,9) zugekehrten Seite des Gegenlagers (18) eine Vielzahl
gegen die Teile (17) des Zuschnittes (16) gerichtete Rippen angeformt sind.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß als Gegenlager (18) der mit dem Werkzeug (2) zusammenwirkende Stempel (6) vorgesehen
ist.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung (1) eine Vielzahl verschiebbare Ultraschalleinrichtungen (8,9)
aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschalleinrichtungen
(8,9) paarweise zusammenwirken und jeweils einander gegenüberstehend angeordnet sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschalleinrichtungen
(8,9) pneumatisch verschiebbar sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Ultraschalleinrichtung
(8,9) und der deren Verschiebung bewirkenden pneumatischen Einrichtung (12) eine Steuerscheibe
(14) angeordnet ist.
20. Zuschnitt für Faltschachteln zur Verarbeitung auf einer Vorrichtung nach dem Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser (16) aus einem Karton besteht, der vollflächig
oder auch nur partiell an den miteinander zu verbindenden Stellen mit Kunststoff oder
mit einem einen hohen Festkörpergehalt aufweisenden Dispersionslack beschichtet ist.