Formschulter zum Formen von streifenförmigem Material zu einem einen Dorn um schliessenden Verpackungsschlauch und Verfahren zu deren Herstellung
Im Verpackungsmaschinenbau wird oft aus einem streifenförmigen, von einer Vorratsrolle ablaufenden Material ein Verpackungsschlauch geformt, der dann gefüllt und zu Einzelpackungen verarbeitet wird. Das streifenförmige Material wird zu diesem Zweck um einen Dorn gehüllt, wobei eine sogenannte Formschulter die Führung des einlaufenden Materialstreifens übernimmt. Diese Formschultern wurden bisher von Facharbeitern von Hand aus Metall hergestellt, was einerseits sehr zeitraubend und dadurch teuer ist und anderseits Ungenauigkeiten mit sich bringt, welche den einwandfreien Durchlauf des Materialstreifens über die Formschulter behindern können.
Die Erfindung betrifft eine Formschulter für den genannten Zweck und ein Verfahren, das erlaubt, diese Formschultern viel rascher, billiger und vor allem genauer als bisher herzustellen. Die Formschulter ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gussstück ist, dessen Oberfläche, welche bestimmt ist, den Materialstreifen an den Dorn heranzuführen und ihn durch Umlenkung zu einem zylinderförmigen Schlauch zu formen, unmittelbar vor der in der Zylinderfläche liegenden Umlenkzone eine Mulde und anschliessend eine in die Zylinderfläche überführende Rundung aufweist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Man umhüllt den Dorn mit einer Hülle, die auf ihrer Aussenseite einen Klebstoff trägt; b) Man umhüllt die klebrige Hülle mit einer biegsamen Folie, derart, dass das eine Ende der Folie korrekt zu einem Schlauch geformt ist, während das andere Ende der Folie eine ebene Fläche darstellt, so dass die Folie der Form des einlaufenden und zu einem Schlauch geformten Streifenmaterials entspricht, c) Man giesst die von der biegsamen Folie gebildete Tasche mit einer ohne wesentliche Schrumpfung erstarrenden Masse aus und entfernt nach dem Erstarren die biegsame Folie und die Hülle von der gegossenen Formschulter.
Anhand der Zeichnung werden das Herstellungsverfahren der Formschulter und diese selbst beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Faltdorns, der von einer biegsamen Hülle, die der Form des einlaufenden streifenförmigen Materials entspricht, umhüllt ist, wobei die die Formschulter bildende Kunststoffmasse in die von der Folie gebildete Tasche eingefüllt ist,
Fig. 2 einen Grundriss der Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Fig. 1,
Fig. 4 eine gegossene Formschulter,
Fig. 5 einen Schnitt durch die Umlenkzone der Formschulter nach Linie V-V in Fig. 4 und
Fig. 6 eine mit einer Querrillung versehene Aluminiumfolie.
Das Verfahren zum Herstellen von Formschultern besteht darin, dass man auf den Dorn 1, der entweder der direkt in der Verpackungsmaschine verwendete Dorn ist oder der einen gleichen Durchmesser wie jener aufweist, mit einer Kartonhülle 2 umhüllt, die auf ihrer Aussenseite eine Klebmasse trägt.
Soll der Verpackungsschlauch, zu dessen Herstellung die Formschulter dienen soll, eine überlappende Längsnaht aufweisen, so werden auch die Längskanten der Kartonhülle wie in der Fig. 1 und 2 dargestellt, überlappend ausgebildet. Soll dagegen die Längsnaht radial vom Dorn abstehend ausgebildet sein, so werden auch die Längskanten des Kartons 2 radial vom Dorn 1 abstehend ausgebildet.
Auf die klebrige Aussenseite der Kartonhülle 2 wird nun ein Stück biegsame Folie 3 mit möglichst glatter Oberfläche, z. B. eine Aluminiumfolie, derart aufgeklebt, dass ihr eines Ende korrekt zu einem Schlauch geformt wird. Die Folie 3 wird vorzugsweise auf gleiche Breite wie die Kartonhülle 2 zugeschnitten, so dass in aufgewickeltem Zustand ihre Längskanten bündig mit den sich überlappenden Längskanten der Kartonhülle 2 sind.
Das andere Ende der Folie 3, das beim Biegevorgang unter Bildung des Winkels a mit dem Dorn 1 eine ebene Fläche bildet, erzeugt so eine die Kartonhülle 2 umschliessende Tasche 4, die genau die gleiche Form wie die Tasche aufweist, die in der Verpackungsmaschine der einlaufende Verpackungsmaterialstreifen bei der Schlauchbildung aufweisen soll. Demzufolge muss auch die in der betreffenden Maschine zu verwendende Formschulter die gleiche Form aufweisen. Die von der Folie 3 gebildete Tasche 4 kann somit als Giessform für die Formschulter verwendet werden. Je nach der Dicke der verwendeten Aluminiumfolie, die etwa 80-100/ 1000 mm beträgt, weist die Faltkante 3a der Folie eine Abrundung mit den Krümmungsradien R1 und R2 auf.
Diese Krümmungsradien sind über die ganze Länge der Faltkurve verschieden und ergeben sich durch den Ausgleich der inneren Spannungen der Folie 3, womit eine praktisch ideale Giessform erreicht wird.
Da die gegossene Formschulter sämtliche Details der Giessform aufweist, wird durch die vorhandene Faltkante 3a die Führung des einlaufenden Verpackungsmaterialstreifens gegenüber der bisher üblichen Formschulter bedeutend verbessert, so dass auch Verpackungsmaterialien mit kleinster Dehnbarkeit (wie z. B. kaschierte Aluminiumfolie) änstandlos und ohne Nacharbeiten an der Formschulter verarbeitet werden können.
Man giesst nun die Tasche 4 mit einer Masse aus, die ohne merkbare Schrumpfung erstarrt. Vorzugsweise werden hierfür Kunststoffe verwendet, wobei sich z. B. Acrylat-Kunststoffe, Nylon und Epoxyharze für diesen Zweck gut bewähren. Das Ausgiessen kann entweder durch einfaches Einfüllen von flüssigem Kunstharz 5, bis an den Rand der Tasche 4, erfolgen, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt; dabei ist es unter Umständen vorteilhaft, dem Kunststoff einen Füllstoff beizugeben. Es kann aber auch durch schichtweises Auftragen oder Aufspritzen der Kunstharzmasse oder durch ein anderes geeignetes Verfahren erfolgen.
Nach dem Erstarren der Kunstharzmasse werden die Folie 3 und die Kartonhülle 2 von der Formschulter entfernt. Die Fig. 4 zeigt eine auf die beschriebene Weise hergestellte Formschulter. Diese weist, wie Fig. 5 zeigt, vor der in der Zylinderfläche liegenden Umlenkzone eine durch die Rundung Rj der Folie bedingte Mulde sowie Rundung R2 auf. Die Formschulter kann direkt auf dem Faltdorn der Verpackungsmaschine befestigt werden oder sie kann als Modell zur Herstellung von Negativ-Formen dienen, nach denen dann weitere Formschultern in beliebiger Anzahl hergestellt werden können.
Die Folie 3 kann aber auch durch geeignete Behandlung, z. B. durch Versteifung von aussen mittels Kunststoffen oder Metallen, selbst als Urform zur Herstellung einer beliebigen Anzahl von Formschultern verwendet werden.
Durch entsprechende Wahl der Dicke des für die Hülle 2 verwendeten Kartons kann der Dicke des zu verwendenden streifenförmigen Verpackungsmaterials Rechnung getragen werden. Nötigenfalls kann auch der für die Herstellung der Formschulter verwendete Dorn 1 einen etwas grösseren Durchmesser als der in der Verpackungsmaschine verwendete Dorn aufweisen. Der Dicke und der Art des Verpackungsmaterials kann auch der Winkel a angepasst werden. Dieser beträgt üblicherweise etwa 30 bis 400.
Wird die Folie 3 vor ihrer Verformung auf geeignete Weise gerillt, so wird die Formschulter die entsprechenden Rillen aufweisen, weiche z. B. quer zur Laufrichtung des einlaufenden Verpackungsmaterialstreifens gerichtet sind, wodurch sich einerseits eine wesentlich geringere Auflagefläche und damit ein kleinerer Reibungswiderstand des Streifens ergibt und anderseits (z. B. im Fall von Polyäthylen) die elektrostatische Aufladung vermindert wird.
Um die fertige Formschulter ohne Schwierigkeiten ihrem Zweck entsprechend an eine Maschine anzubauen, werden die hierzu benötigten Befesti gungsteile mit Vorteil direkt in die Schulter eingegossen.
Forming shoulder for forming strip-shaped material into a packaging tube enclosing a mandrel and a method for its production
In packaging machine construction, a packaging tube is often formed from a strip-shaped material running off a supply roll, which is then filled and processed into individual packs. For this purpose, the strip-shaped material is wrapped around a mandrel, with a so-called forming shoulder guiding the incoming material strip. These shaping shoulders were previously made by hand from metal by skilled workers, which on the one hand is very time-consuming and therefore expensive and on the other hand results in inaccuracies which can hinder the smooth passage of the material strip over the shaping shoulder.
The invention relates to a molded shoulder for the stated purpose and a method which allows these molded shoulders to be manufactured much faster, cheaper and, above all, more precisely than before. The forming shoulder is characterized in that it is a casting, the surface of which is intended to bring the strip of material up to the mandrel and to shape it into a cylindrical tube by deflecting it, a depression immediately in front of the deflection zone in the cylinder surface and then an in the cylinder surface has rounded rounding.
The process according to the invention is characterized by the following process steps: a) The mandrel is wrapped in a sheath which has an adhesive on its outside; b) The sticky cover is wrapped in a flexible film in such a way that one end of the film is correctly shaped into a tube, while the other end of the film is a flat surface, so that the film has the shape of the incoming and into a tube molded strip material corresponds to, c) The pocket formed by the flexible film is poured with a mass that solidifies without significant shrinkage and, after solidification, the flexible film and the casing are removed from the cast molding shoulder.
Using the drawing, the manufacturing process of the forming shoulder and this itself are explained in more detail, for example. Show it:
1 shows a perspective view of a folding mandrel which is encased by a flexible sheath which corresponds to the shape of the incoming strip-shaped material, the plastic compound forming the forming shoulder being filled into the pocket formed by the film,
FIG. 2 is a plan view of FIG. 1,
Fig. 3 is a side view of Fig. 1,
4 shows a cast shoulder,
5 shows a section through the deflection zone of the forming shoulder along line V-V in FIGS
6 shows an aluminum foil provided with transverse grooves.
The method for producing forming shoulders consists in wrapping the mandrel 1, which is either the mandrel used directly in the packaging machine or which has the same diameter as that, with a cardboard sleeve 2 which has an adhesive on its outside.
If the packaging tube, for the manufacture of which the forming shoulder is to be used, is to have an overlapping longitudinal seam, then the longitudinal edges of the cardboard casing are also designed to overlap, as shown in FIGS. 1 and 2. If, on the other hand, the longitudinal seam is designed to protrude radially from the mandrel, then the longitudinal edges of the cardboard 2 are also designed to protrude radially from the mandrel 1.
A piece of flexible film 3 with a surface that is as smooth as possible, e.g. B. an aluminum foil, glued so that its one end is correctly formed into a tube. The film 3 is preferably cut to the same width as the cardboard sleeve 2, so that when it is rolled up its longitudinal edges are flush with the overlapping longitudinal edges of the cardboard sleeve 2.
The other end of the film 3, which forms a flat surface during the bending process with the formation of the angle a with the mandrel 1, thus creates a pocket 4 enclosing the cardboard sleeve 2, which has exactly the same shape as the pocket that is entering the packaging machine Should have packaging material strips in the tube formation. As a result, the forming shoulder to be used in the relevant machine must also have the same shape. The pocket 4 formed by the film 3 can thus be used as a mold for the molding shoulder. Depending on the thickness of the aluminum foil used, which is about 80-100 / 1000 mm, the folded edge 3a of the foil has a rounding with the radii of curvature R1 and R2.
These radii of curvature are different over the entire length of the folding curve and result from the equalization of the internal stresses in the film 3, which results in a practically ideal casting mold.
Since the cast molding shoulder has all the details of the casting mold, the existing folding edge 3a significantly improves the guidance of the incoming packaging material strip compared to the previously usual molding shoulder, so that even packaging materials with the lowest elasticity (such as laminated aluminum foil) can be applied without any problems and without reworking the forming shoulder can be processed.
The pocket 4 is then poured with a mass which solidifies without noticeable shrinkage. Plastics are preferably used for this, with z. B. Acrylic plastics, nylon and epoxy resins have proven themselves well for this purpose. The pouring can be done either by simply pouring in liquid synthetic resin 5 up to the edge of the pocket 4, as shown in FIGS. 1 and 2; it may be advantageous to add a filler to the plastic. However, it can also be done by applying or spraying the synthetic resin compound in layers or by another suitable method.
After the synthetic resin compound has solidified, the film 3 and the cardboard casing 2 are removed from the forming shoulder. 4 shows a forming shoulder produced in the manner described. As FIG. 5 shows, in front of the deflection zone located in the cylinder surface, this has a depression caused by the rounding Rj of the film and also a rounding R2. The forming shoulder can be attached directly to the folding mandrel of the packaging machine or it can serve as a model for the production of negative molds, according to which further forming shoulders can be produced in any number.
However, the film 3 can also be treated by suitable treatment, e.g. B. by stiffening from the outside by means of plastics or metals, even be used as an original mold for the production of any number of molded shoulders.
By appropriate choice of the thickness of the cardboard used for the cover 2, the thickness of the strip-shaped packaging material to be used can be taken into account. If necessary, the mandrel 1 used for producing the forming shoulder can also have a somewhat larger diameter than the mandrel used in the packaging machine. The angle α can also be adapted to the thickness and type of packaging material. This is usually around 30 to 400.
If the film 3 is grooved in a suitable manner before it is deformed, the forming shoulder will have the corresponding grooves, soft z. B. are directed transversely to the direction of the incoming packaging material strip, which on the one hand results in a much smaller contact surface and thus a smaller frictional resistance of the strip and on the other hand (z. B. in the case of polyethylene) the electrostatic charge is reduced.
In order to build the finished form shoulder on a machine according to its purpose without difficulty, the fastening parts required for this are advantageously cast directly into the shoulder.