Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines knickfreien Tubus aus einem steifen Bandmaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines knickfreien Tubus aus einem steifen Bandmaterial, beispielsweise aus einer einseitig oder beidseitig mit einem Kunststoffüberzug versehenen Papierbahn.
Ein derartiger Tubus wird beispielsweise zur Herstellung von Packungen verwendet. Dabei wird das Ausgangsmaterial, d. h. das Papierband, z. B. von einer am Fusse einer Maschine angeordneten Vorratsrolle abgewickelt und über eine darüber befindliche zylindrische Führungsrolle geleitet. Diese Führungsrolle lenkt die Papierbahn nach unten um, wo sie dann gemäss einem bekannten Verfahren, durch einen Hohlzylinder geführt und in diesem zu einem Tubus geformt wird. Noch während der Formung dieses Tubus wird dabei das Füllmaterial eingeführt, so dass der Tubus gleich nach dem Verlassen des genannten Hohlzylinders an seinen sich überlappenden Längskanten verschweisst und anschliessend zu Packungen, beispielsweise Tetraedern, verformt werden kann.
Dieses bisher übliche Verfahren weist einige beträchtliche Nachteile auf. So muss die Papierbahn auf ihrem Wege zwischen der Führungsrolle und dem formenden Hohlzylinder meist durch relativ lange Leitschienen oder ähnliche Vorrichtungen geführt werden.
Um eine einwandfreie Verformung der anfänglich ebenen Papierbahn zu einem zylindrischen Tubus zu erreichen, muss auch die zwischen Führungsrolle und Hohlzylinder liegende Strecke relativ lang gewählt werden.
Auch ist die Verformungsbereitschaft der Papierbahn von deren inneren Spannungen abhängig, was häufig Änderungen der gewählten Einstellungen erfordert.
Durch die vorliegende Erfindung werden diese Mängel behoben. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines knickfreien Tubus aus einem steifen Bandmaterial ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial nach dem Passieren einer Führungsrolle in den Zwischenraum zwischen zwei Leitorganen geführt und anschliessend durch einen darunter befindlichen Formungsring zu einem Zylinder geformt wird.
Auf diese Weise wird auf geringstem Raum eine einwandfreie, leicht regulierbare, von inneren Spannungen des Bandmaterials unabhängige Verformung erzielt, wobei die fertige Packung keinerlei unerwünschte Knickstellen aufweist.
Um ein einwandfreies Abheben des Materialbandes von der Führungsrolle zu gewährleisten, kann das Bandmaterial, nachdem es die Führungsrolle verlassen hat, mittels besonders angeordneter Führungsglieder nach den Leitorganen hingeführt werden.
Die Erfindung betrifft des weiteren eine Einrichtung zur Ausführung des vorerwähnten Verfahrens.
Diese Einrichtung, welche eine im wesentlichen waagrechte Führungsrolle und eine unterhalb derselben befindliche Verformungsvorrichtung aufweist, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsvorrichtung zwei Leitstäbe aufweist, deren mittlerer Abstand kleiner ist als der Durchmesser des zu formenden Tubus.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Verformung einer Materialbahn zu einem Tubus,
Fig. 2 bis 5 zeigen Ausführungsdetails der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung.
In Fig. 1 ist mit 1 eine ortsfeste, drehbare Vorratsrolle bezeichnet, von welcher eine Materialbahn 2 kontinuierlich abgewickelt wird. Die Materialbahn soll im Hinblick auf ihren Verwendungszweck als Verpakkung sowie auf die beim Verformungsvorgang auftretenden Beanspruchungen eine gewisse Steifigkeit, verbunden mit geringster Neigung zu Falten- und Rissbildung, aufweisen. Sie kann beispielsweise aus einem beidseits mit Kunststoff überzogenen Papier bestehen, wobei die Kunststoffüberzüge vorzugsweise aus Poly äthylen oder einem ähnlichen, unter Wärmeeinwirkung gut verschweissbaren Kunststoff bestehen.
Die Bahn 2 wandert zu einer waagrechten Führungsrolle 3, von der sie zwecks Verformung zu einem Tubus nach unten abgezogen wird. Diese Verformung erfolgt mittels zweier Leitstäbe 4a/4b und eines Ringes 5. Durch die im Winkel zueinander angeordneten, annähernd waagerechten Leitstäbe wird die flache Bahn 2 vorgeformt, so dass sie sich anschliessend leicht in den Ring 5 einfügt und zu einem Tubus ausformen lässt. Die Leitstäbe 4a und 4b berühren sich gegenseitig nicht; ihre aufeinander zu laufenden Endabschnitte sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel annähernd parallel im gegenseitigen Abstand verlängert, so dass sich die beim Verformen der Bahn entstehende hintere Kuppe frei dehnen kann und somit kein blei- bender Falz entsteht.
Beim Abrollen der Bahn 2 von der Führungsrolle 3 wird sich der zentrale Teil 2a (Fig. 2) der Bahn eher von der Rollenoberfläche ablösen als die beiden seitlichen, bereits etwas abgebogenen Abschnitte 2b.
Dadurch können u. U. in der Bahn unerwünschte Spannungen und mechanische Beanspruchungen entstehen, die durch Anbringung zweier Führungsglieder 6a/6b vermieden werden können. Die Führungsglieder 6a/6b können beispielsweise aus glatten, zylindrischen, an ihren Kanten gut abgerundeten Bolzen bestehen, die sich unter leichtem Druck gegen die beiden seitlichen Bandabschnitte pressen und die Abschnitte 2b (Fig. 2) somit etwas anheben. Anstelle von Bolzen können für die Führungsglieder 6a/6b auch leicht laufende, eventuell unter Federdruck stehende Rollen verwendet werden.
Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung und zeigt im Detail die Position der Führungsbolzen 6a/6b auf der Unterseite der Bahn 2 sowie der Leitstäbe 4a/4b, welche in bezug auf die Hort- zontale leicht geneigt sind. Wie aus Fig. 4 klar ersichtlich ist, sind die Leitstäbe 4a/4b zweimal leicht gekröpft. Es wäre aber auch ohne weiteres möglich, die Stäbe ganz geradlinig auszuführen, wobei die hintere Kuppe der Papierbahn in den Endabschnitten der Stäbe etwa gemäss der Darstellung in Fig. 5 geführt würde.
Bei der vorbeschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Form der Leitstäbe 4a/4b wird die Papierbahn beim Passieren der Leitstäbe im wesentlichen so verformt, dass sie einen mindestens annähernd V-förmigen Querschnitt erhält, wobei die Kante des V unter Vermeidung einer Knickbildung abgerundet ist. Für manche Fälle mag es sich jedoch als zweckmässig erweisen, die Leitstäbe 4a/4b parallel anzuordnen, wodurch der Querschnitt der verformten Papierbahn annähernd U-förmig wird.
Das Bandmaterial 2 besteht vorzugsweise aus einer steifen Papierbahn, welche an mindestens einer Randzone mit einer Deckschicht aus elastischem Material, z. B. einer Polyäthylenfolie, versehen wird. Andere, relativ knickfeste Materialien können aber auch zur Verwendung kommen.
Unterhalb des Ringes 5 befinden sich im allgemeinen ein oder mehrere Paare von Versiegelungsbacken zur Anbringung von Quernähten. Beim periodischen Schliessen dieser Verriegelungsbacken erfährt die Materialbahn 2 unerwünschte Geschwindigkeitsschwankungen. Um diese zu vermeiden oder auf einen zulässigen Wert zu vermindern, kann die Führungsrolle 3 elastisch aufgehängt werden, so dass sie bei verstärkt auftretendem Zug der Materialbahn etwas nachgibt.
Die elastische Aufhängung kann beispielsweise in Form von Gummi- oder Federelementen ausgeführt sein.
Die Leitstäbe 4a/4b werden vorzugsweise so angeordnet, dass ihr gegenseitiger Abstand leicht verstellbar ist.
Method and device for producing a kink-free tube from a rigid strip material
The present invention relates to a method for producing a kink-free tube from a rigid strip material, for example from a paper web provided with a plastic coating on one or both sides.
Such a tube is used, for example, to manufacture packs. The starting material, i.e. H. the paper tape, e.g. B. unwound from a arranged at the foot of a machine supply roll and passed over a cylindrical guide roller located above. This guide roller deflects the paper web downwards, where it is then guided, according to a known method, through a hollow cylinder and formed into a tube in this. While this tube is still being formed, the filling material is introduced so that the tube can be welded at its overlapping longitudinal edges immediately after leaving the hollow cylinder mentioned and then shaped into packs, for example tetrahedra.
This previously common method has some significant drawbacks. So the paper web has to be guided on its way between the guide roller and the forming hollow cylinder mostly by relatively long guide rails or similar devices.
In order to achieve a perfect deformation of the initially flat paper web into a cylindrical tube, the distance between the guide roller and the hollow cylinder must also be selected to be relatively long.
The readiness of the paper web to deform is also dependent on its internal stresses, which often requires changes to the selected settings.
The present invention overcomes these deficiencies. The method according to the invention for producing a kink-free tube from a rigid strip material is characterized in that the strip material, after passing a guide roller, is guided into the space between two guide elements and then shaped into a cylinder by a shaping ring below.
In this way, a perfect, easily adjustable, independent of internal stresses in the band material, is achieved in the smallest of spaces, the finished pack having no undesirable kinks.
In order to ensure that the strip of material is properly lifted off the guide roller, the strip material, after it has left the guide roller, can be guided to the guide elements by means of specially arranged guide members.
The invention also relates to a device for carrying out the aforementioned method.
This device, which has an essentially horizontal guide roller and a deforming device located below it, is characterized according to the invention in that the deforming device has two guide rods whose mean distance is smaller than the diameter of the tube to be formed.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the accompanying drawing.
Fig. 1 shows schematically a device for deforming a material web into a tube,
FIGS. 2 to 5 show details of the embodiment of the device shown in FIG.
In Fig. 1, 1 denotes a stationary, rotatable supply roll from which a material web 2 is continuously unwound. With regard to its intended use as packaging and to the stresses occurring during the deformation process, the material web should have a certain rigidity, combined with the lowest possible tendency to form wrinkles and cracks. It can consist, for example, of a paper coated on both sides with plastic, the plastic coatings preferably being made of polyethylene or a similar plastic that is easily weldable under the action of heat.
The web 2 moves to a horizontal guide roller 3, from which it is pulled down for the purpose of being deformed into a tube. This deformation takes place by means of two guide rods 4a / 4b and a ring 5. The flat web 2 is preformed by the approximately horizontal guide rods arranged at an angle to one another, so that it can then easily be inserted into the ring 5 and formed into a tube. The guide bars 4a and 4b do not touch each other; In the present exemplary embodiment, their end sections converging towards one another are extended approximately parallel at a mutual distance so that the rear dome formed when the web is deformed can expand freely and thus no permanent fold is created.
When the web 2 is unrolled from the guide roller 3, the central part 2a (FIG. 2) of the web is more likely to detach itself from the roller surface than the two lateral, already somewhat bent sections 2b.
This can u. U. undesired tensions and mechanical stresses arise in the web, which can be avoided by attaching two guide members 6a / 6b. The guide links 6a / 6b can consist, for example, of smooth, cylindrical bolts well rounded at their edges, which press against the two lateral band sections under slight pressure and thus raise the sections 2b (FIG. 2) somewhat. Instead of bolts, easily running rollers, possibly under spring pressure, can also be used for the guide links 6a / 6b.
Fig. 3 is a vertical section of the device shown in Fig. 1 and shows in detail the position of the guide pins 6a / 6b on the underside of the web 2 and the guide rods 4a / 4b, which are slightly inclined with respect to the hortzontal. As can be clearly seen from FIG. 4, the guide bars 4a / 4b are slightly cranked twice. However, it would also be easily possible to make the rods completely straight, with the rear tip of the paper web being guided in the end sections of the rods approximately as shown in FIG.
In the form of the guide rods 4a / 4b described above and shown in the drawing, the paper web is essentially deformed when passing the guide rods so that it has an at least approximately V-shaped cross-section, the edge of the V being rounded while avoiding kinking. In some cases, however, it may prove expedient to arrange the guide rods 4a / 4b in parallel, whereby the cross section of the deformed paper web is approximately U-shaped.
The strip material 2 preferably consists of a stiff paper web, which at least one edge zone with a cover layer of elastic material, for. B. a polyethylene film is provided. Other, relatively kink-resistant materials can also be used.
Below the ring 5 there are generally one or more pairs of sealing jaws for making transverse seams. When these locking jaws are periodically closed, the material web 2 experiences undesirable fluctuations in speed. In order to avoid this or to reduce it to a permissible value, the guide roller 3 can be suspended elastically so that it yields somewhat when the material web is pulled increasingly.
The elastic suspension can be designed, for example, in the form of rubber or spring elements.
The guide rods 4a / 4b are preferably arranged in such a way that their mutual spacing is easily adjustable.