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Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen eines Etiketts auf einen
Hohlkörper aus Kunststoff in der Blasform.
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Die erfindung richtet sich auf das Aufbringen von Etiketten auf Llohlkörper
aus Kunststoff während deren ilerstellung in einer geschlossenen Form aus einem
warmplastischen schlauch-, blasen- oder bandförmigen Vorformling, der durch aufblasen
unter Querschnittsverringerung soweit gereckt wird, bis er allseitig gegen die das
Formnest bildenden und die Konfiguration des herzustellenden Hohlkörpers bestimmenden
Innenwände einer mehrteiligen Blasform anliegt.
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Da daa Bedrucken von Hohlkörpern teuer ist und bisher praktisch nur
außerhalb der Form vorgenommen werden kann Iind bei gewissen Kunststoffen infolge
der Oberflächenbeschaffenheit
der aus ihnen im Blasverfahren hergestellten
Hohlkörper schwierig bzw. ohne Einschaltung einer Oberflächenbeflammung nicht möglich
ist (Deutsche Patentschrift a44.348), und da ferner ein Eingravieren von Buchstaben,
Zahlen und Zeichen in die Form den Übergang von einer Beschriftung auf eine andere,
wie es die heutzutage häufig wechselnden GeschmacksrichtungeniTypenänderungen usw,
erfordern, ohne Formenwechsel nicht erlaubt, besteht ein großes Bedürfnis für ein
sicher funktionierendes Etikettierverfahren, insbesondere ein solches, bei dem die
Etiketten innerhalb der Porm und in vielerlei Größe und Gestalt aufgebracht werden
können. Dabei hat das Aufbringen innerhalb der Form nicht nur den Vorteil, daß insbesondere
bei der Verwendung von Etiketten aus Kunststoffolien der dem geblasenen Hohlkörper
innerhalb der Form noch innewohnende Wärmeinhalt zur Verbindung zwischen Etikett
und Hohlkörper oder Fläche ausgenutzt werden kann, sondern auch den weiteren Vorteil,
daß für die Etikettierung die sowieso erforderliche Verweilzeit des Hohlkörpers
nach dem Blasen in der Blasform, zumindest teilweise, ausgenutzt werden kann.
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Da die Vorteile des Etikettierens innerhalb der geschlossenen Blasform
gleichzeitig mit dem Herstellungsvorgang eines geblasenen Hohlkörpers frühzeitig
erkannt wurden, ist es grundsätzlich bekannt. So lehrt z,B. die französische Patentschrift
1.664.126, vor dem Aufblasen des Vorformlings gegen die Innenwand der geöffneten
Blasform ein Etikett zu
legen, das nach dem Schlieren der Form und
dem Aufblasen des Vorformlings sich gegen die Außenwandung des aus dem Vorformling
erzeugten Hohlkörpers anlegen und mit diesem verbinden soll. Auch die französische
Patentschrift 1.170.052, die in erster Linie eine besonderte und im Rahmen der vorliegenden
Erfindung nicht interessierende Konstruktion der Blasform betrifft, erwähnt auch
die Möglichkeit, ein Etikett innerhalb der Blasform auf die Außenwand des in. der
geschlossenen Form erzeugten Hohlkörpers anzubringen0 Wie man es aber anstellen
soll, um das Etikett an den ihm zugedachten Platz zu bringen und dort während des
Schließens der Formteile und des sich daran anschließenden Aufweitens des Vorformlings
ohne Verschiebung zu halten, darüber sagen beide Veröffentlichungen nichts aus.
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Zwei mögliche Wege, den aus den französischen Patentschriften 1.164.126
und 1.170.052 nur ganz allgemein zu entnehmenden Gedanken in die Praxis umzusetzen,
beschreibt die deutsche Patentschrift 1.168.053. Hierzu wird vorgeschlagen, entweder
das Etikett aus einem durch die geöffneten Formhälften zwischen dem Vorformling
und einer Formhälfte durchzuziehenden Folienband beim Schließen der Form durch die
parallel zur Achee des Vorformlings verlaufenden Formenquetschkanten auszuschneiden
oder mittels eines Stempela durch eine in einer Formhälfte befindliche Bohrung ein
Etikett von außen durchzudrücken und gegen die Außenwandung des in der Form durch
Aufblasen erzeugten Hohlkörpers anzudrllcken.
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Das zuerst erwähnte Verfahren leidet vor allem an dem Nachteil, daß
nur Etiketten einer ganz bestimmten Länge auf den Hohlkörper aufgebracht werden
können, nämlich Etiketten einer Länge, die dem Teilumfang des Formnestes zwischen
den Quetschkanten in der Form entspricht, mOa. W. also Etiketten, die in der Mehrzahl
aller in der Praxis vorkommenden Fälle so lang wie der halbe Umfang des Hauptkörpers
des hergestellten Hohlkörpers sind. Außerdem fällt natürlich bei diesem Verfahren
Abfall an folienband an. Das andere, mit einem durch eine Bohrung in einer Formhälfte
geführten Etikett arbeitende Verfahren leidet im wesentlichen an dem gleichen Nachteil,
da auch mit ihm nur Etiketten einer in engen Grenzen variablen Größe auf gebracht
werden können, indem sie keinesfalls größer als die Bohrung, durch die sie hindurchgeführt
werden, sein dürfen.
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Praktisch lassen sich mit dem zuletzt beschriebenen Verfahren nur
verhältnismäßig kleine Etiketten aufbringen, weil die für die Einführung des das
Etikett verschiebenden Stempele bestimmte Bohrung im Durchmesser klein gehalten
erden soll, wenn man auf dem geblasenen Hohlkörper unschöne t. Iarkierungen vermeiden
will. Es leuchtet ein, daß jede Unterbrechung der iormnestwandung, selbst wenn sie
in dem Moment, in dem der aufgeblasene Vorformling sich gegen die Formnestwandung
anlegt, durch die Stirnfläciie des Stempels geschlossen ist, sich beim fertigen
geblasenen ohlkörper als Markierung auswirkt. beiden Verfahren ist ferner
gemeinsam,
daß es schwierig ist, Etiketten fortlaufend und exakt in einer bestimmten Lage auf
Hohlkörpern aufzubringen, weil z. B. ein etwas zu lose gespanntes Band, aus dem
die Etiketten beim Formschluß ausgeschnitten werden, nicht immer mit Sicherheit
erwarten läßt, daß jedes Etikett an den gleichen Platz gelangt, während ein zu straff
gespanntes Band das Ausweiten des Vorformlings zum Hohlkörper behindert. Auch mit
einem Stempel ein Etikett durch eine Offnung in einem Formteil durchzuführen, kann
nur dann ohne die Gefahr der Verschiebung, Verkantung oder Verwerfung des etikettes
geschehen, wenn es während des Durchführens nicht an der Wandung der Bohrung anstößt.
Etiketten z. B. schrägliegend auf einen Hohlkörper aufzubringen, ist fast unmöglich.
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Diese Nachteile zu beseitigen, ist Aufgabe der Erfindung, nach deren
allgemeinem Gedanken jeweils ein Etikett aus einem Magazin von einem Etikettenführer
entnommen, in die geöffnete Form zwischen die auseinandergefahrenen Formhälften
eingefahren, dort gegen die Innenwandung des Formnestes angelegt und in seiner Stellung
gehalten wird, bis der nach dem Schließen der Form beim Aufblasen aufgeweitete Vorformling
gegen die Windung des Formnesteß zum Anliegen kommt und sich dabei mit dem an der
Pormnestwand gehaltenen stilett verbindet. diese Methode vermeidet aber nicht nur
die bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile, sondern bringt daneben eine Reihe
weiterer Vorteile mit sich. So
ist z,B, die Größe des aufzubringenden
Etiketts innerhalb der durch die Größe des Formnesthohlraumes gegebenen Grenzen
weitgehend variabel, und außerdem können Etiketten der ver-3chiedensten Umrißformen,
z. B. rechteckige, dreieckige, rhombische, runde oder ovale Etiketten benutzt werden.
Schließlich werden, da das Jeweils aufzubringende Etikett im wesentlichen nicht
durch den sich ausweitenden Vorformling gegen die Innenwandung des Formnestes angedrückt
wird, Verzerrungen und Verschiebungen des Etiketts sowie Behinderungen des sich
ausweitenden Vorformlings vermieden.
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Dabei kann der Etikettenführer im Rahmen der Erfindung das Jeweils
einem Magazin entnommene Etikett nicht nur selbst in die geöffnete Form einführen,
sondern auch an den ihm zugedachten Platz bringen, wo es z. B. durch Saugöffnungen
in dem entsprechenden Formteil gehalten wird, oder er kann in der Form das Etikett
an einen Etikettennehmer abgeben, von dem es an seinem Platz gegen die Innenwandung
des Formnestes angelegt und in seiner Stellung gehalten wird. In diesem Fall kommt
als Vorteil gegenüber bekannten Vorrichtungen hinzu, daß die für die Bewegung des
Etikettennehmers in einer Formhälfte vorgesehene Oeffnung im Durchmesser klein gehalten
werden kann, da dieser Durchmesser nicht von der Größe des Etiketts abhängt.
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Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen eines
Etiketts auf einen Hohlkörper aus Kunststoff in der Blasform beim Ausweiten eines
schlauch-,
blasen-oder bandförmigen Vorformlings zum Hohlkörper,
bei dem das Etikett zwischen die auseinandergefahrenen Blasformteile eingebracht
und nach dem Formschluß und Ausweiten des Vorformlings mit seiner Verbindungsfläche
gegen die Außenfläche des Hohlkörpers gepreßt wird, wonach die Form geöffnet und
der fertiggestellte und etikettierte Hohlkörper ausgeworfen wird. Dieses Verfahren
zeichnet sich dadurch aus, daß Jeweils ein Etikett von einem Etiketten führer einem
Magazin entnommen, von diesem zwischen die auseinandergefahrenen Formteile eingebracht
und vor dem oder während des Formschlusses gegen die für das Etikett bestimmte Innenfläche
des Formnestes angelegt und dort gehalten wird, bevor oder während der Vorformling
zum Hohlkörper ausgeweitet und dabei das Etikett mit dessen Außenfläche verbunden
wird.
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Die Erfindung betrifft ferner Vorrichtungen zur Ausführung dieses
Verfahrens.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand einiger, mehrere Verfahrensphasen
zeigenden schematischen Daratellungen und anhand eines praktischen Ausführungebeispieles
einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht
und unter Bezugnahme hierauf nachfolgend beschrieben. Es stellen dar: Fig. 1 eine
erste Phase des Verfahrens nach der Erfindung, bei dem das Etikett von einem Etikettenführer
einem Xagazin außerhalb der geschlossenen Blasform entnommen wird,
Fig.
2 eine weitere Phase, bei der das Etikett mit dem Etikettenführer in den Zwischenraum
zwischen geöffnete Blasformteile eingebracht und mit diesen an die Innenwandung
des Formnestes angelegt wird, Fig. 9 eine nächste Phase, bei der das Etikett vom
Etikettenführer gegen die Formnestwandung angelegt worden ist, dieser aus der Form
wieder herausgefahren und ein Vorformling in die geöffnete Form eingespritzt wird,
Fig. 4 eine erete Phase eines abgewandelten Verfahrens nach der Erfindung, die im
wesentlichen der nach Fig. 1 entspricht, Fig. 5 eine nächste Phase, bei der das
Etikett mit dem Etikettenführer in den Zwischenraum zwischen die geöffneten Blasformteile
eingebracht und dort an einen Etikettennehmer abgegeben wird, Fig. 6 eine weitere
Phase, bei der das Etikett vom Etikettennehmer gegen die Formnestwandung angelegt
worden ist, Fig. 7 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens
nach der Erfindung gemäß den Fig. 4 bis 6 in verkleinertem Maßstab, Fig. 8 eine
Vorderansicht des Gegenstandes nach Fig. 7, gesehen in Pfeilrichtung VIII-VIIf,
Fig.
9 eine Aufsicht auf die Vorrichtung nach den Fig. 7 und 8, gesehen in Pfeilrichtung
IX.
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Die Fig. 1 bis 3 veranschaulichen schematisch aufeinander folgende
Phasen eines Verfahrens nach einer erfindungagemäben Variante. Danach werden die
einzelnen Etiketten 1, beispielsweise in Form von Folienzuschnitten aus einem material,
das mit dem Material des herzustellenden Hohlkörpers durch Druck und Wärme, wie
sie bei der Ausformung des nohlkörpers auftreten, eine unlösbare Verbindung eingeht,
in einem allgemein mit 2 bezeichneten Magazin gestapelt bereitgehalten. Dabei können
die Etiketten, wie schematisch dargestellt, bereits eine der Krümmung der Formnestwandung
an der Aufbringungsstelle entsprechende oder angepaßte Formgerbung aufweisen.
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Ein allgemein mit 3 bezeichneter Etikettenführer entnimmt Jeweils
das vorderste oder oberste Etikett 1a des btikettenstapels und führt es, wie Fig.
2 veranschaulicht, in den Zwischenraum einer aus den Pormhälften 4a und 4b bestehenden
geöffneten Blasform ein, aus der der im vorangegangenen Arbeitstakt hergestellte
und mit einem Etikett versehene fertiggestellte Hohlkörper ausgesto#en worden ist.
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Der Etikettenfahrer 5 kann z.B. ein an eine Unterdruckquelle angeschlossener
Saugkasten sein, dessen dem Magazin 2 und damit den bereit@ehaltenen etiketten zugewandte
Wand nit Öffnungen versehen, z.B. Als Sieb ausgebildet ist, und der in sn sich beliebiger
und in den Fig. 1 bis 3 nur ganz
schematisch dargestellter Weise
(Schere 5) in der Form quer zur Einführungsrichtung beweglich ist.
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Mit einer beweglich, z.B. in Rollten 6 in Pfeilrichtung A geführten
Vorschubstange 7, kann der Etikettenführer in die geöffnete Form eingefahren und
(Pfeil B) aus ihr zurückgezogen werden.
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Der in die geöffnete Blasform 4a, 4b eingefahrene Etikettenführer
legt dort das Etikett la' an die Stelle 8 der Wandung 8 des Pormnestes an, an der
zwischen ihr und der Aubenflache des hohlkörpers das Etikett eit letzterem verbunden
werd.en 5011o hierzu ist der Etikettenführer als in Pfeilrichtung C-D beweglich
ausgebildet, und die Formnestwandung ist bei 8 mit an eine Unterdruckquelle angeschlossenen
Saugöffnungen versehen. Während der Etikettenführer 3 aus der Form nach Abgabe des
Etiketts zurückgezogen wird, kann ein Vorformling 9 zwischen die geöffneten Blasformteile
eingeführt werden.
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Bei dem Verfahren nach den Fig. 4 bis 6 werden die Etiketten ebenfalls
von einem allgemein mit 10 bezeichneten und in Pfeilrichtung A-S beweglichen Etikettenführer,
beispielsweise als Saugkasten ausgebildet, einem Magazin 11 entnommen und in den
Zwischenraum einer aus Teilen bestehenden geöffneten Blasform eingebracht. Unterechiedlich
zu dem Verfahren nach den Fig. 1 bis 3 gibt aber der in die geöffnete Blasform eingefahrene
Etikettenführer dort das Etikett 12' an einen allgemein mit 13 bezeichneten Etikettennehmer
ab,
der es an die ihm zugedachte Stelle der Wandung des Formnestes bringt. Hierzu ist
der Etikettennehmer als ein innerhalb einer Formhälfte in Pfeilrichtung C-D beweglicher
Stempel ausgebildet, dessen Stirnfläche 14 in ganz zurückgezogener Stellung einen
Bestandteil der Formnestwandung 15 bildet und mit Haltemitteln, z.B. Saugöffnungen,
ausgerüstet iat. Auf diese Weise kann z.B. das in die Form eingebrachte Etikett
12' von dem Etikettenführer 10 an den Etikettennehmer 13 abgegeben werden, wenn
letzterer über eine Unterdruckleitung 16 auf "Ansaugen" geschaltet und der Unterdruck
im Etikettenführer 3 abgestellt worden ist.
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Danach wird, wie Fig. 6 veranschaulicht, der Bestandteil des Formteile
17 bildende stempelförmige Etikettennehmer in Pfeilrichtung C mit dem Etikett 12'
soweit zurückgezogen, bis seine Stirnfläche in der Pläche des Formnestes liegt,
wodurch das Etikett, der meist vorhandenen Krümmung dso Formnestes an dieser Stelle
folgend, an die Innenwandung angelegt wird. Gleichzeitig wird der Etikettenführer
in Pfeilrichtung B aus der geöffneten Form zurückgefahren, und der Vorformling,
z.B. schlauchförmige Vorformling 18, kann in die geöffnete Forn eingefahren werden.
Wird nun die Form geschlossen und der Vorformling zum Hohlkörper 19 (Fig. 4) ausgeweitet,
ao tritt durch Druck und Wärme eine Verbindung, z.B. Kleb- oder Verschwei#verbindung
zwischen dem Etikett und der Au#enfläche des Hohlkörpera ein. Nachdem die Form
wieder
geöffnet und der fertige Hohlkörper aus der Form entfernt worden ist, wiederholen
sich im nächsten Arbeitstakt die vorstehend beschriebenen Arbeitsstufen.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht nur für das Etikettieren,
sondern auch für die Ganz- oder Teilkaschierung, also für die Belegung des ganzen
hohlkörpers oder von Bereichen desselben, z¢B. das ganzliche einhüllen eines geblasenen
Kunststoffhohlkörpers, geeignet. Als Anwendungsbeispiel sei das Einhüllen mit einer
lichtundurchläsaigen, insbesondere W-Licht undurchlässigen Beschichtung z.B. in
Form einer Aluminiumfolie genannt, wozu der Etikettenführer von zwei Seiten aus
eine entsprechend große, d. h. die Hälfte des Behälterkörpers bedeckende Folie ergreifen
müßte.
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Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung nach den Fig. 7 bis 9 für die Ausführung des Verfahrens nach den Fig,
4 bis 6 besteht der allgemein mit 20 bezeichnete Etikettenführer aus den beiden
auf einer Tragplatte 21 im Abstand voneinander montierten Saugkästen 22a, 22b, deren
auf ihrer Stirnseite ausmündende Saugöffnungen 23 von rechtwinkelig dazu verlaufenden
Saugleitungen 24 abzweigen. IOn kann selbstverständlich auch einen einzigen entsprechend
großen Saugkasten mit nur einer Frontwand, der schematischen Darstellung der Fig.
4 bis 6 entsprechend, benutzen, Jedoch hat ein zweiteiliger Saugkasten den Vorteil,
daX dann der später im einzelnen beschriebene
Stempel des Etikettennehmers
die Saugfläche beim Einführen in die Form nicht beschädigen kann.
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Mit den Saugkästen 22 werden die im Magazin 25 gestapelten Etiketten
26 nacheinander durch Ansaugen entnommen und in Ffeilrichtung A zwischen die auseinandergefahrenen
SormhalPten 26a, 26b der auf den Formtragplatten 27 montierten Form gefahren. Hierzu
dient die Führungseinriohtung 28 mit dem Vorschub 29.
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Die allgemein mit 28 bezeichnete Führungseinrichtung besteht aus
einer Tragplatte 30, die mit Distanzbolzen 31 am Maschinengestell M befestigt ist.
An ihr sind mehrere Paare im Abstand voneinander liegender Laufrollen 32a, 32b so
gelagert, daß zwischen ihnen die bearbeitete Führungsschiene 33 der sich auf einer
Führungsstange 34 führenden Vorschubeinrichtung in Pfeilrichtung A-B gleiten kann.
Die Führungsstange 34 ist mit ihrem hinteren Ende fest in der Nabe 35 einer Konsole
36 gelagert, die ebenfalls am Maschinenrahmen M befestigt ist. An der Konsole ist
auoh ein Kolben-Zylindermechanismus 37 befestigt, mit dessen Hilfe der Vorschub
in Pfeilrichtung A-B, also zwisohen die geöffnete Form 26a, 26b und aus dieser zurück
bewegt werden kann. Die Führungsfläche 33 ist an einem langgestreckten Gleitatein
38 befestigt, an dessen vorderem Ende wiederum eine Lasche 39 befestigt ist1 an
der der Kolben-Zylinder mechanismus 37 angreift. Dieser ist an der der Konsole 36
entgegengesetzt liegenden Seite in einer Lasohe 40 gelagert, die an der Tragplatte
30 befestigt ist.
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Der Hauptteil des allgemein mit 41 bezeichneten Etikettennehmers
ist ein in einer Formhälfte, beispielsweise der Formhälfte 26a, in einer Eohrung
derselben geführter Stempel 42, der durch ein Querhaupt 43, das sich auf in der
Formtragplatte 27 befestigten Bolzen 44 fuhrt, in an sich bekannter Weise mittels
eines Mechanismus 45 in Pfeilrichtung C-i bewegt werden kann. Der Stempel 42 ist
über durch das Querhaupt 43 verlaufende Leitungen 46, die in der Stirnfläche 47
in Saugöffnungen münden, an eine Unterdruckquelle angeschlossen. Der Bewegungsmechanismus
ist in einer von den Enden der Bolzen 44 gehaltenen Platte 48 eingeschraubt.
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Nachdem die Steuerung die Kästen 22a, 22b auf "Ansaugen" geschaltet
und damit aus dem Magazin 25 ein Etikett 26 an den Stirnflächen der Kästen 22a und
22b zum Haften gebracht wurde, wird mittele des Zylinder-Kolbenmechanismus 37 der
mit seiner Führungaschiene 33 in den Rollen 32 geführte Gleitstein 38 auf der Führungsstange
34 in Pfeilrichtung A zwischen die geöffneten Formbälften 26a, 26b eingefahren,
bis das Etikett im Verhältnis zu dem Stempel 42 des Etikettennehmers seine richtige
Lage eingenormen hat, Nun fährt der Stempel in Pfeilrichtung C aus, und nachdem
seine Stirnfläche 47 gegen die Rückseite des Etiketts zum Anliegen gekommen ist,
wird der Etikettennehmer 42 auf "Ansaugen" geschaltet, und das Ansaugen des tikettenführers
20 abgeschaltet. Während nun der Etikettennehmer
in Pfeilrichtung
D und der Etikettenführer in Pfeilrichtung B zur(Lckgefahren werden, kann der strichpunktiert
in Fig. 7 eingezeichnete schlauchförmige Vorformling 49 aus der dei das Kunststoffmaterial
plastifizierenden Extruder nachgeschalteten Düse ausgespritzt werden.
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Nachdem der Stempel 42 seine rückwärtige Endlage erreicht und damit
das an ihm haftende Etikett gegen die entsprechende Fläche 50 der Formnestwandung
der Formhälfte 26a in eine bereits der Krümmung des herzustellenden Hohlkörpers
angepaßte Lage gebracht hat, oder während dieser Bewegungen, werden die Formtragplatten
27 mit den Formhälften zum Schließen der Form aufeinander zugefahren und anschließend
ein Druckmedium in den Vorformling 50 eingeführt, bei dessen Ausweitung das Etikett
zwischen der Innenfläche 50 des Formnestes und der Außenfläche des fertiggestellten
Hohlkörpers eingeklemmt wird. Dabei verbindet sich das Etikett mit dem Hohlkörper
entweder deshalb, weil es, aus einer EunBtstofffolie bestehend, mit der warmen Außenhaut
des Hohlkörpers eine Art Schweißverbindung eingeht, oder weil es mit entsprechenden
Klebemitteln versehen wurde.
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Die in dem magazin 2, 11 oder 25 gestapelt bereitliegenden Etiketten
können mit einer über ihre Fläche gleichmäßig oder ungleichmä#ig verteilten Perforierung
versehen sein, die nicht nur den Zweck hat, die zwischen der Etiketteninnenfläohe
und Hohlkörperau#enfläche eventuelle eingeschlossene Luft abzuleiten, um die Bildung
von Luftblasen
oder -taschen zu vermeiden, sondern die vor allem
auch dazu dient, daß beim Verbinden von Etikett und Hohlkörperwandung nicht nur
eine Oberflächenverbindung, sondern auch eine Art Verzahnungeverbindung dadurch
entsteht, daß das beim Aufblasen des Vorformlings noch warmplastische Material in
die durch die Perforation entstehenden Räume eintritt. Für eine derartige Perforation
bzw Bildung derartiger Verzahnungsräume eignen sich beispielsweise in einer Beschriftung
alle ganz von Linien umschlossenen Felder, wie z. B. im P, X, D usw.