EP2228207A2 - Verfahren zur Herstellung von Biegelinien in einem Materialbogen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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EP2228207A2
EP2228207A2 EP10153408A EP10153408A EP2228207A2 EP 2228207 A2 EP2228207 A2 EP 2228207A2 EP 10153408 A EP10153408 A EP 10153408A EP 10153408 A EP10153408 A EP 10153408A EP 2228207 A2 EP2228207 A2 EP 2228207A2
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EP
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creasing
sheet
groove
plate
scoring
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Rolf Sinn
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Karl Marbach GmbH and Co KG
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Karl Marbach GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/08—Creasing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • 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
    • B31B50/252—Surface scoring using presses or dies

Definitions

  • the invention relates to a method for producing bending lines in a material sheet, in particular in a cardboard sheet, according to the preamble of patent claim 1, and an apparatus for performing this method according to the preamble of claim 2.
  • creases are produced in the cardboard material in a punching tool at the points intended for bending.
  • a carrier plate creasing which have a creasing edge at its end remote from the carrier plate.
  • the scoring line On one of the support plate opposite punching-scoring plate is the scoring line opposite each provided a creasing channel.
  • the carrier plate and the punching scoring plate are moved toward each other, the cardboard material is forced with the score line into the scoring channel.
  • This process creates a deformation in the cardboard material that predetermines a bending of the folding box.
  • a suitable combination of the geometries of the crease line and the creasing channel must always be carried out.
  • the formation of the grooves in the cardboard material significantly reduces the force required to bend or fold the carton at the bending point.
  • Corresponding devices are for example in the DE 39 28 916 C1 or the DE 38 31 393 C2 disclosed.
  • the US 2,806,413 A describes a method in which a sheet of material is passed between an upper roll and a lower roll.
  • the lower roller has a Circumferential groove in which a wire is arranged, which extends beyond the outer surface of the lower drum addition.
  • the wire opposite to the upper roller two spaced-apart creasing projections are provided, between which a creasing channel is formed, wherein the tips of the creasing projections are located laterally outside of the wire and the groove.
  • the creasing protrusions clamp the sheet portion against the cylindrical surface of the lower roll and press into the sheet portion without cutting it.
  • the grooved arc is folded around the two spaced groove grooves formed by the grooving projections such that the grooved groove formed by the wire lies on the outside of the finished product.
  • the US 2,949,827 discloses a punching tool having a carrier plate and a punching scoring plate, the carrier plate being moved in the direction of the punching scoring plate to form grooves.
  • a crease line is attached on the support plate.
  • a strip is glued to the punching-scoring plate, which has a pair of spaced-apart ribs, between which a creasing channel is formed and which are located laterally outside the crease line.
  • the JP 2006-240036A shows two each arranged at an angle to a surface of a signatures creasing lines, which are arranged at a distance.
  • a recess is made, which has a V-shaped cross section with each other at an obtuse angle to each other, with an elevation in the middle, which lies between the two creasing lines.
  • the invention has for its object to provide a method and apparatus for producing bending lines in a sheet of material, especially in a cardboard sheet, which allow accurate bending of a sheet of material along the bending line with little effort.
  • a groove is formed in one surface of a sheet of material, and in the other surface two grooves are provided on the outside adjacent to the groove grooves.
  • the creasing factor is a measure of the creasing behavior of a grooved carton as compared to an unperforated sample.
  • each tip edge preferably extends an outer wall downwardly and obliquely outwards, wherein the angle between a perpendicular to the punching-rill plate by the corresponding tip edge extending plane and the side inner walls 0 ° to 45 °, preferably about 25 °, and Angle between this plane and the outer walls 20 ° to 75 °, preferably about 45 °.
  • pressure surfaces which are parallel to the tip edges and with respect to the creasing edge are provided on the score line opposite the tip edges are offset in the direction of the support plate. These pressure surfaces are expediently formed from the underside of pressure strips, which are attached to the outer sides of the score line or form a unit with the score line.
  • FIG. 1 a cross section through a punching tool is shown in a region in which a scoring is performed in a cardboard sheet.
  • a crease line 10 is fixed to the underside of a support plate (not shown) and has a creasing edge 12 at its free end.
  • the crease line 10 is movable by means of the support plate in the direction of a punching and scoring plate 11 in order to form a scoring groove 24 in a cardboard sheet 22 inserted between the support plate and the punching scoring plate 11.
  • a recess 30 is formed, the bottom 31 is parallel to the support plate and perpendicular to the score line 10.
  • a creasing channel 41 is formed on the punching-grooved plate 11, which is bounded laterally by two triangular cross-section, parallel to the longitudinal direction of the score line 10 extending projections 34, 36 projecting from the bottom 31 of the recess 30.
  • the facing sides of the projections 34, 36 form side inner walls 40, 43 of the Rillkanals 41.
  • These side walls 40, 43 extend upward obliquely outwards and terminate in each case in a tip edge 42 and 44, of which an outer wall 38, 39 obliquely downward extends to the bottom 31 of the recess 30.
  • the angle ⁇ between the outer walls 38, 39 and a plane passing through the tip edges 42 and 44 perpendicular to the punching-rill plate 11 is 20 ° to 75 °, preferably about 45 °.
  • the angle ⁇ between the side inner walls 40 and 43 and a plane passing through the tip edges 42 and 44, respectively, perpendicular to the punching-scoring plate 11 is 0 ° to 45 °, preferably about 25 °.
  • pressure strips 14, 16 are mounted, which have on its underside parallel to the creasing edge 12 extending pressure surfaces 18, 20, above the Top edges 42 and 44 are arranged.
  • the pressure surfaces 18, 20 are offset relative to the creasing edge 12 upwards by an amount which is less than the thickness of the material sheet 22, preferably between 0.1 mm and 0.8 mm.
  • the tip edges 42, 44 are offset with respect to the outside of the score line 10 by 1.1 mm to 1.9 mm, preferably by 1.3 mm.
  • the depth of the groove channel 41 is 0.2 mm to 0.8 mm, preferably 0.4 mm.
  • the tip edges 42, 44 of the projections 34, 36 press from below into the material of the cardboard sheet 22, wherein by the pressure surfaces 18, 20 a counter pressure is generated, so that the cardboard sheet 22 is scribed on the underside, wherein the lateral distance between scoring and the adjacent groove side wall 26, 28 corresponds to the lateral distance between the outside of the score line 10 and the respective tip edge 42, 44.

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Abstract

Bei dem Verfahren zur Herstellung von Biegelinien in einem Materialbogen, insbesondere in einem Kartonbogen (22), werden in einer Oberfläche des Materialbogens Rillnuten (24) ausgebildet, die seitlich durch zwei Nutwände (26, 28) begrenzt sind. In der anderen Oberfläche des Materialbogens werden zwei Ritzungen jeweils seitlich außerhalb einer Nutwand (26, 28) ausgebildet, die parallel zur Rillnut (24) verlaufen. Dieses Verfahren wird mit einer Vorrichtung durchgeführt, die eine Trägerplatte umfasst, von deren Unterseite sich wenigstens eine Rilllinie (10) erstreckt, die an ihrem der Trägerplatte abgewandten Ende eine Rillkante (12) aufweist. Der Trägerplatte liegt eine Stanz-Rillplatte (11) gegenüber, auf der der wenigstens einen Rilllinie (10) gegenüberliegend ein Rillkanal (41) vorgesehen ist. Die Seiteninnenwände (43) des Rillkanals (41) verlaufen nach oben schräg und nach außen und enden jeweils in einer Spitzenkante (42, 44), wobei die Spitzenkanten (42, 44) jeweils bezüglich der Rilllinie (10) nach außen versetzt parallel zu dieser verlaufen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Biegelinien in einem Materialbogen, insbesondere in einem Kartonbogen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
  • Bei der Herstellung von Faltschachteln werden in einem Stanzwerkzeug an den für eine Biegung vorgesehenen Stellen Rillungen im Kartonmaterial erzeugt. Hierzu erstrecken sich von der Unterseite einer Trägerplatte Rilllinien, die an ihrem der Trägerplatte abgewandten Ende eine Rillkante aufweisen. Auf einer der Trägerplatte gegenüberliegenden Stanz-Rillplatte ist den Rilllinien gegenüberliegend jeweils ein Rillkanal vorgesehen. Wenn die Trägerplatte und die Stanz-Rillplatte zueinander bewegt werden, wird das Kartonmaterial mit der Rilllinie in den Rillkanal gezwängt. Dieser Vorgang erzeugt im Kartonmaterial eine Verformung, die ein Biegen der Faltschachtel vorgibt. Je nach Kartonzusammensetzung und -dicke muss immer wieder eine geeignete Kombination der Geometrien der Rilllinie zum Rillkanal erfolgen. Durch die Bildung der Rillnuten in dem Kartonmaterial wird der Kraftaufwand zum Biegen bzw. Umklappen des Kartons an der Biegestelle deutlich verringert. Entsprechende Vorrichtungen sind beispielsweise in der DE 39 28 916 C1 oder der DE 38 31 393 C2 offenbart.
  • Darüber hinaus ist es bekannt, Kartonmaterial an den Biegestellen einzuritzen, jedoch nicht komplett zu durchschneiden.
  • Es gibt jedoch immer wieder Anwendungen, bei denen die beiden obengenannten Kartonbiegetechniken alleine nicht den gewünschten Erfolg bringen.
  • Die US 2 806 413 A beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Materialbogen zwischen einer oberen Walze und einer unteren Walze hindurch geführt wird. Die untere Walze weist eine Umfangsnut auf, in der ein Draht angeordnet ist, der sich über die Außenfläche der unteren Trommel hinaus erstreckt. Dem Draht gegenüberliegend sind an der oberen Rolle zwei im Abstand zueinander angeordnete Rillvorsprünge vorgesehen, zwischen denen ein Rillkanal gebildet wird, wobei sich die Spitzen der Rillvorsprünge seitlich außerhalb des Drahtes und der Nut befinden. Die Rillvorsprünge klemmen den Bogenabschnitt gegen die zylindrische Fläche der unteren Walze und drücken in den Bogenabschnitt ein, ohne ihn zu schneiden. Der gerillte Bogen wird um die zwei durch die Rillvorsprünge ausgebildeten, im Abstand zueinander angeordneten Rillnuten so gefaltet, dass die durch den Draht geformte Rillnut an der Außenseite des fertigen Produktes liegt.
  • Die US 2 949 827 offenbart ein Stanzwerkzeug mit einer Trägerplatte und einer Stanz-Rillplatte, wobei die Trägerplatte zur Ausbildung von Rillnuten in Richtung der Stanz-Rillplatte bewegt wird. An der Trägerplatte ist eine Rilllinie angebracht. Unterhalb der Rilllinie ist an der Stanz-Rillplatte ein Streifen aufgeklebt, der ein Paar im Abstand voneinander angeordneter Rippen aufweist, zwischen denen ein Rillkanal ausgebildet ist und die sich jeweils seitlich außerhalb der Rilllinie befinden. Wenn die Trägerplatte in Richtung der Stanz-Rillplatte bewegt wird, wird der Bogen in den Rillkanal zwischen den Rippen durch die Rilllinie eingedrückt, wodurch eine Rillnut gebildet wird
  • Die JP 2006-240036A zeigt zwei jeweils im Winkel zu einer Oberfläche eines Falzbogen angeordnete Rilllinien, die im Abstand angeordnet sind. In einer Gegenstanzplatte ist eine Vertiefung ausgeführt, die einen V-förmigen Querschnitt mit im stumpfem Winkel zueinander angeordneten Flächen aufweist, wobei sich in der Mitte eine Erhöhung befindet, die zwischen den beiden Rilllinien liegt. Wenn die zwei Rilllinien in Richtung der Gegenstanzplatte bewegt werden, bilden sie jeweils zwei im Abstand zueinander angeordnete Rillnuten auf einer Seite des Materialbogens, während die Erhöhung in der Gegenstanzplatte eine Rillnut auf der anderen Seite des Materialbogens zwischen den anderen Rillnuten bildet.
  • Aus der US 3 039 372 A ist es bekannt, auf einer Seite eines Materialbogens zwei Rillnuten durch im Abstand zueinander angeordnete Rilllinien auf einer Seite des Materialbogens durchzuführen, während auf der anderen Seite des Materialbogens eine Rillnut durch eine Rilllinie ausgebildet wird, die zwischen den anderen Rilllinien angeordnet ist. Das Material wird dabei lediglich gequetscht und nicht eingeritzt. Der Materialbogen wird so um die beiden auf einer Seite angeordneten Rilllinien gebogen, dass sich diese innerhalb des fertigen Artikels befinden.
  • Die US 3 717 074 A beschreibt eine ähnliche Technik, wobei jedoch anstatt zwei gegeneinander bewegter Platten, an denen die Rilllinien befestigt sind, Rillvorsprünge an rotierenden Walzen angebracht sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Biegelinien in einem Materialbogen, insbesondere in einem Kartonbogen, zu schaffen, die ein genaues Biegen eines Materialbogens entlang der Biegelinie mit wenig Kraftaufwand ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 3 bis 4.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in einer Oberfläche eines Materialbogens eine Rillnut ausgebildet und in der anderen Oberfläche werden zwei Einritzungen außen angrenzend an die Rillnuten vorgesehen. Hierdurch werden die Rückstellkräfte des Kartons nach dem Biegen deutlich reduziert, wodurch der Rillfaktor erhöht wird. Der Rillfaktor ist ein Maß für das Rillverhalten eines gerillten Kartons gegenüber einer ungerillten Probe.
  • Von jeder Spitzenkante erstreckt sich bevorzugt eine Außenwand nach unten und schräg nach außen, wobei der Winkel zwischen einer senkrecht zu der Stanz-Rillplatte durch die entsprechende Spitzenkante verlaufenden Ebene und der Seiteninnenwände 0° bis 45 °, bevorzugt ca. 25° beträgt, und der Winkel zwischen dieser Ebene und den Außenwänden 20° bis 75°, bevorzugt ca. 45° beträgt.
  • Damit beim Einritzen ein Gegendruck gegen die Spitzenkanten erzeugt werden kann, um eine sichere Einritzung zu gewährleisten, sind an der Rilllinie den Spitzenkanten gegenüberliegend Druckflächen vorgesehen, die parallel zu den Spitzenkanten verlaufen und bezüglich der Rillkante in Richtung der Trägerplatte versetzt sind. Diese Druckflächen werden zweckmäßigerweise von der Unterseite von Druckleisten gebildet, die an den Außenseiten der Rilllinie angebracht sind oder eine Einheit mit der Rilllinie bilden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Figur näher erläutert.
  • In der Figur ist ein Querschnitt durch ein Stanzwerkzeug in einem Bereich gezeigt, in dem eine Rillung in einem Kartonbogen durchgeführt wird.
  • Eine Rilllinie 10 ist an der Unterseite einer Trägerplatte (nicht gezeigt) befestigt und weist an ihrem freien Ende eine Rillkante 12 auf. Die Rilllinie 10 ist mittels der Trägerplatte in Richtung einer Stanz-Rillplatte 11 bewegbar, um in einem zwischen der Trägerplatte und der Stanz-Rillplatte 11 eingelegten Kartonbogen 22 eine Rillnut 24 auszubilden.
  • In der Stanz-Rillplatte 11 ist eine Vertiefung 30 ausgebildet, deren Boden 31 parallel zur Trägerplatte und senkrecht zu der Rilllinie 10 verläuft. Unterhalb der Rilllinie 10 ist auf der Stanz-Rillplatte 11 ein Rillkanal 41 ausgebildet, der seitlich durch zwei im Querschnitt dreieckige, parallel zu der Längsrichtung der Rilllinie 10 verlaufende Vorsprünge 34, 36 begrenzt wird, die von dem Boden 31 der Vertiefung 30 vorstehen. Die zugewandten Seiten der Vorsprünge 34, 36 bilden Seiteninnenwände 40, 43 des Rillkanals 41. Diese Seitenwände 40, 43 verlaufen nach oben schräg nach außen und enden jeweils in einer Spitzenkante 42 bzw. 44, von der jeweils eine Außenwand 38, 39 schräg nach unten bis zu dem Boden 31 der Vertiefung 30 verläuft.
  • Der Winkel β zwischen den Außenwänden 38, 39 und einer durch die Spitzenkanten 42 bzw. 44 senkrecht zur Stanz-Rillplatte 11 verlaufenden Ebene beträgt 20° bis 75°, vorzugsweise ca. 45°. Der Winkel α zwischen den Seiteninnenwänden 40 bzw. 43 und einer durch die Spitzenkanten 42 bzw. 44 senkrecht zu der Stanz-Rillplatte 11 verlaufenden Ebene beträgt 0° bis 45°, vorzugsweise ca. 25°.
  • An den Außenseiten der Rilllinie 10 sind Druckleisten 14, 16 angebracht, die an ihrer Unterseite parallel zu der Rillkante 12 verlaufende Druckflächen 18, 20 aufweisen, die oberhalb der Spitzenkanten 42 bzw. 44 angeordnet sind. Die Druckflächen 18, 20 sind bezüglich der Rillkante 12 nach oben um einen Betrag versetzt, der geringer ist als die Dicke des Materialbogens 22, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 0,8 mm.
  • Die Spitzenkanten 42, 44 sind bezüglich der Außenseite der Rilllinie 10 um 1,1 mm bis 1,9 mm, vorzugsweise um 1,3 mm versetzt. Die Tiefe des Rillkanals 41 beträgt 0,2 mm bis 0,8 mm, vorzugsweise 0,4 mm.
  • Wenn ein Kartonbogen 22 zwischen Trägerplatte und Stanz-Rillplatte 11 des Stanzwerkzeugs geführt wird, wird die Trägerplatte zusammen mit der Rilllinie 10 in Richtung der Stanz-Rillplatte 11 bewegt. Dabei wird das Material des Kartonbogens 22 mittels der Rillkante 12 der Rilllinie 10 in den Rillkanal 41 zwischen den Vorsprüngen 34, 36 gedrückt, wodurch eine Rillnut 24 mit Nutseitenwänden 26, 28 gebildet wird. Die Spitzenkanten 42, 44 der Vorsprünge 34, 36 drücken von unten in das Material des Kartonbogens 22 ein, wobei durch die Druckflächen 18, 20 ein Gegendruck erzeugt wird, so dass der Kartonbogen 22 an der Unterseite eingeritzt wird, wobei der seitliche Abstand zwischen Einritzung und der benachbarten Nutseitenwand 26, 28 dem seitlichen Abstand zwischen der Außenseite der Rilllinie 10 und der betreffenden Spitzenkante 42, 44 entspricht.
  • Hierdurch wird eine Negativ-Doppel-Ritz-Rillung in dem Kartonbogen 22 durchgeführt, durch die die Rückstellkräfte des Kartonbogens 22 nach einem Biegen entlang der durch die Rillnut 24 gebildeten Biegelinie deutlich reduziert wird.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung von Biegelinien in einem Materialbogen, insbesondere in einem Kartonbogen, bei dem in einer Oberfläche des Materialbogens Rillnuten ausgebildet werden, die seitlich durch zwei Nutwände begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der anderen Oberfläche des Materialbogens zwei Ritzungen jeweils seitlich außerhalb einer Nutwand ausgebildet werden, die parallel zur Rillnut verlaufen.
  2. Vorrichtung zur Herstellung von Biegelinien in einem Materialbogen, insbesondere in einem Kartonbogen (22), mit einer Trägerplatte, von deren Unterseite sich wenigstens eine Rilllinie (10) erstreckt, die an ihrem der Trägerplatte abgewandten Ende eine Rillkante (12) aufweist, und einer der Trägerplatte gegenüberliegenden Stanz-Rillplatte (11), auf der der wenigstens einen Rilllinie (10) gegenüberliegend ein Rillkanal (41) vorgesehen ist, wobei die Seiteninnenwände (43) des Rillkanals (41) nach oben und schräg nach außen verlaufen und jeweils in einer Spitzenkante (42, 44) enden, wobei die Spitzenkanten (42, 44) jeweils bezüglich der Rilllinie (10) nach außen versetzt parallel zu dieser verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rilllinie (10) den Spitzenkanten (42, 44) gegenüberliegend Druckflächen (18, 20) vorgesehen sind, die parallel zu den Spitzenkanten (42, 44) verlaufen und bezüglich der Rillkante (24) in Richtung der Trägerplatte versetzt sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich von jeder Spitzenkante (42, 44) eine Außenwand (38, 39) nach unten und schräg nach außen erstreckt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen einer senkrecht zu der Stanz-Rillplatte (11) durch die entsprechende Spitzenkante (42, 44) verlaufenden Ebene und der Seiteninnenwände (40, 43) 0° bis 45 ° beträgt, und der Winkel (β) zwischen dieser Ebene und den Außenwänden (38, 39) 20° bis 75° beträgt.
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