DE19811905A1 - Verfahren zur Feststellung der Knickbruchfestigkeit von Karton - Google Patents
Verfahren zur Feststellung der Knickbruchfestigkeit von KartonInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung zum Messen des Knickbruchverhaltens von Karton, insbesondere von Spielkarten, umfaßt zwei zueinander bewegbare Backen, wobei die Backen jeweils eine Festlegungseinrichtung zum Festlegen des zu vermessenden Kartons an den entsprechenden Backen sowie eine Anlagefläche zur zumindest bereichsweisen im wesentlichen flächigen Anlage des Kartons an den Backen aufweisen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen des
Knickbruchverhaltens von Karton oder Pappe, insbesondere von Spielkarten.
Eine gute Elastizität und damit verbunden die Möglichkeit des reversiblen Verbie
gens einer Spielkarte ist von hoher Wichtigkeit zur Beurteilung der Lebensdauer
der Spielkarte oder von deren Misch- und Spielqualität. Auch nach intensivem
Mischen oder nach einem Verbiegen von Spielkarten sollen die Spielkarten
wieder in ihre flache Ausgangslage zurückkehren. Werden die Spielkarten umge
bogen, so sollen sie so spät wie möglich knicken. Spielkartenkarton unterschei
det sich daher von normalem Faltschachtelkarton und auch von dem Karton, der
beispielsweise für Quartettkartenspiele verwendet wird. Ein Problem besteht
dabei in der Messung des Knickbruchverhaltens des Spielkartenkartons, also der
Biege- oder Knickbelastbarkeit, der eine Spielkarte ohne Qualitätsverlust unter
worfen werden kann.
Bisher werden Spielkarten zur Überprüfung in Laufrichtung des Papierstrichs um
Rundstäbe bestimmten Durchmessers gebogen, wobei die radial innere Ober
fläche der gebogenen Spielkarte im Kontakt mit der Oberfläche des Rundstabs
liegt. Dieses Prüfungsverfahren hat aufgezeigt, daß damit durchgeführte Messun
gen häufig nicht reproduzierbar sind.
Es ist daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Messen des Knickbruchverhal
tens von Karton, insbesondere von Spielkarten, sowie ein diesbezügliches
Meßverfahren anzugeben, wodurch eine Erzielung aussagekräftigerer Messungen
ermöglicht wird.
Der die Vorrichtung betreffende Teil dieser Aufgabe wird gemäß Anspruch I von
einer Vorrichtung zum Messen des Knickbruchverhaltens von Karton, insbeson
dere von Spielkarten, gelöst mit zwei zueinander bewegbaren Backen, wobei die
Backen jeweils eine Festlegungseinrichtung zum Festlegen des zu vermessenden
Kartons an den entsprechenden Backen sowie eine Anlagefläche zur zumindest
bereichsweisen im wesentlichen flächigen Anlage des Kartons an den Backen
aufweisen.
Diese Vorrichtung gestattet es, den zu vermessenden Karton frei zu verbiegen,
so daß der Karton im Bereich der Biegung mit keinem Abschnitt der Vorrichtung
in Berührung steht. Hierdurch kann die an der jeweiligen Oberfläche des geboge
nen Kartons auftretende Zug- bzw. Druckspannung frei auf den Karton wirken,
ohne daß andere externe Kräfte außer den für die Verbiegung erforderlichen
Meßkräften auf die Oberfläche des zu vermessenden Kartons im Bereich der
Biegung wirken. Versuche des Erfinders haben ergeben, daß bei einem geboge
nen Karton zu Beginn eines Knickbruchs der radial äußere Strich, also die radial
äußere Oberfläche, einreißt, während am radial inneren Strich, also an der radial
inneren Oberfläche, Aufwerfungen aufgrund der hier auftretenden Material
verdichtung auftreten. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können sich diese
Aufwerfungen frei ausbilden, so daß die Reproduzierbarkeit von Meßergebnissen
und damit die Meßgenauigkeit erhöht wird.
Vorzugsweise weist die Festlegungseinrichtung einen Anschlag auf, an welchem
der Karton, bevorzugt ein entsprechendes Ende hiervon, anstoßen kann. Hier
durch nimmt der Karton eine genau definierte und reproduzierbare Position in der
Vorrichtung ein.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Festlegungseinrichtung von einer V-Nut
gebildet ist. Hierdurch wird der Karton nicht nur in der Vorrichtung definiert
festgelegt, sondern die definierte Festlegung auch noch erleichtert, da sich der
Karton selbsttätig in der V-Nut zentriert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß
die Backen im wesentlichen linear zueinander verschiebbar sind. Diese Vor
richtung gestattet es auf einfache Weise, eine Messung des Knickbruchverhal
tens durchzuführen, indem der lineare Verschiebeweg als eine Meßgröße ver
wendet werden kann.
Vorzugsweise verlaufen dabei die Anlageflächen parallel zueinander, wodurch
eine definierte Verbiegung des Kartons erleichtert wird und wodurch ein unbe
absichtigtes Herausgleiten des Kartons aus der Vorrichtung vermieden werden
kann, insbesondere dann, wenn die Oberflächen der Anlageflächen zudem einen
hohen Reibwert aufweisen.
Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung, wenn die Verschieberichtung der
Backen im wesentlichen senkrecht zu den Anlageflächen verläuft. Hierdurch wird
eine einfache Beziehung zwischen dem Knickbruchverhalten des Kartons und der
linearen Verschiebung der Backen erzielt. Die Verschieberichtung kann aber auch
schräg zu den Anlageflächen verlaufen.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung sind die Backen um eine
gemeinsame Drehachse zueinander verschwenkbar. In dieser Ausführungsform
dient der Verschwenkwinkel der Backen zueinander als Meßgröße für das Knick
bruchverhalten. Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, wenn die Anlageflä
chen in einer Endstellung der zueinander verschwenkbaren Backen im wesentli
chen zueinander parallel liegen. Auch hierbei können die Anlageflächen einen
hohen Reibwert aufweisen um ein Herausspringen der gekrümmten Spielkarte
aus der Vorrichtung zu unterbinden.
Eine besonders vorteilhafte Lösung der zugrundeliegenden Aufgabe wird durch
einen Satz aus den vorgenannten Vorrichtungen mit verschwenkbaren Backen
geschaffen, wobei jede Vorrichtung einen unterschiedlich großen Abstand
zwischen den Anlageflächen in der Endstellung der zueinander verschwenkbaren
Backen aufweist, wodurch sich unterschiedlich enge maximale Knickradien für
den zu vermessenden Karton ergeben.
Der das Verfahren betreffende Teil der Aufgabe wird nach einer ersten Aus
führungsform der Erfindung gemäß Anspruch 10 durch ein Verfahren zum
Messen des Knickbruchverhaltens von Karton, insbesondere von Spielkarten,
insbesondere unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den
folgenden Schritten gelöst:
- - Einlegen des Kartonabschnitts in die Vorrichtung, so daß zwei vonein ander abgewandte Kanten des Kartonabschnitts jeweils in der Festle gungseinrichtung der zugeordneten Backe festgelegt sind,
- - Aufeinanderzubewegen der Backen, so daß der Kartonabschnitt eine sich frei ausbildende Krümmung erfährt,
- - Beobachten der radial inneren Seite des gekrümmten Kartonabschnitts,
- - Erfassen des Beginns des Aufbrechens der radial inneren Oberfläche des Kartonabschnitts und
- - Ermitteln des Backenabstands (Winkel oder linearer Abstand) bei Beginn des Aufbrechens der radial inneren Oberfläche.
Vorzugsweise erfolgt dabei die Beobachtung der radial inneren Oberfläche des
Kartonabschnitts im Gegenlicht.
Ein alternatives Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schritte:
- - Einlegen des Kartonabschnitts in die Vorrichtung, so daß zwei vonein ander abgewandte Kanten des Kartonabschnitts jeweils in der Festle gungseinrichtung der zugeordneten Backe festgelegt sind,
- - Aufeinanderzubewegen der Backen, so daß der Kartonabschnitt eine sich frei ausbildende Krümmung erfährt, bis zu einem vorgegebenen Backen abstand (Winkel oder linearer Abstand),
- - Ermitteln des Ausmaßes der Aufbrechungen der radial inneren Oberfläche des Kartonabschnitts.
Die beiden alternativen Verfahren zum Messen des Knickbruchverhaltens von
Karton, insbesondere von Spielkarten gestatten jeweils auf ihre Weise wegen der
sich frei ausbildenden Krümmung eine zuverlässige Prüfung des zu messenden
Kartonabschnitts und eine reproduzierbare Messung des Knickbruchverhaltens,
ohne daß der zu vermessende Kartonabschnitt anderen als den für die Messung
erforderlichen Kräften ausgesetzt ist und ohne daß er die auf ihn wirkenden
Kräfte und Spannungen anderweitig ableiten kann, wie dies im Stand der Tech
nik der Fall ist, wo die Bildung von Aufwerfungen an der radial inneren Ober
fläche durch die Anlage des Kartonabschnitts an den Rundstab behindert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im
halbgeöffneten Zustand und
Fig. 3 die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig.
2 im vollständig geschlossenen Zustand.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Messen des
Knickbruchverhaltens von Karton, insbesondere von Spielkarten, gemäß der
vorliegenden Erfindung gezeigt. In der in Fig. 1 dargestellten Seitenansicht
besitzt die Vorrichtung eine L-förmige Gestalt, wobei der horizontale Schenke
eine untere, stationäre Backe 10 bildet, die an ihrem einen Ende einen Befesti
gungsabschnitt 12 für eine stationäre Vertikalführung 14 und an ihrem anderen
Ende einen Aufnahmeabschnitt für ein zu vermessenden Karton aufweist.
Der Aufnahmeabschnitt 16 ist an seiner oberen Seite mit einer Anlagefläche 18
versehen. Am Übergang des Aufnahmeabschnitts 16 in den Befestigungsab
schnitt 12 ist eine Festlegungseinrichtung 20 vorgesehen, die von einer V-
förmigen Nut 22 gebildet ist. Dabei geht das befestigungsabschnittsseitige Ende
der Anlagefläche 18 in den unteren, horizontalen Schenkel der V-förmigen Nut
22 über, so daß die Anlagefläche 18 im Bereich der Festlegungseinrichtung 20
eine ebene, waagerechte Fortsetzung bis zum Grund 22' der V-förmigen Nut 22
aufweist.
Die Vertikalführung 14 erstreckt sich vom Befestigungsabschnitt 12 der stationä
ren Backe 10 vertikal nach oben und besteht aus zwei seitlich voneinander
beabstandeten vertikalen Schienen 24, 26. Zwischen den vertikalen Schienen
24, 26 ist eine Gleitführung 28 gebildet, in die ein Gleitstück 30 einer oberen,
verfahrbaren Backe 32 vertikal verschiebbar eingesetzt ist.
Die obere verfahrbare Backe 32 weist ebenfalls einen Befestigungsabschnitt 34
auf, der mit dem Gleitstück 30 verbunden ist und der oberhalb des Befestigungs
abschnitts 12 der unteren, stationären Backe 10 liegt. An ihrem freien Ende ist
die verfahrbare Backe 32 mit einem Aufnahmeabschnitt 36 versehen, der ober
halb des Aufnahmeabschnitts 16 der unteren, stationären Backe 10 gelegen ist
und der analog zu dem Aufnahmeabschnitt 16 ausgebildet ist.
An seiner Unterseite weist der Aufnahmeabschnitt 36 der oberen, verfahrbaren
Backe 32 eine Anlagefläche 38 auf, die der Anlagefläche 18 des Aufnahme
abschnitts 16 zugewandt ist. Auch die obere, verfahrbare Backe 32 ist am
Übergang zwischen dem Aufnahmeabschnitt 36 zum Befestigungsabschnitt 34
mit einer Festlegungseinrichtung 40 versehen, die auch hier von einer V-förmi
gen Nut 42 gebildet ist, wobei der obere Schenkel der V-förmigen Nut 42
ebenso wie die Anlagefläche 38 horizontal verläuft und mit dieser eine Ebene
bildet, die am befestigungsabschnittsseitigen Ende vom Grund 42' der V-förmi
gen Nut 42 begrenzt ist.
Die obere Fläche 12' des Befestigungsabschnitts 12 der unteren stationären
Backe 10 und die untere Fläche 34' des Befestigungsabschnitts 34 der verfahr
baren Backe 32 sind so ausgebildet, daß sie miteinander in Anlage geraten
können und in gegenseitiger Anlage einen minimalen Vertikalabstand zwischen
den Anlageflächen 18 und 38 bestimmen.
Die äußere vertikale Schiene 24 ist an der in Fig. 1 dargestellten, zum Betrachter
gewandten Vorderseite im Bereich der zur Gleitführung 28 gerichteten Kante mit
einer Maßeinteilung 44 versehen, die beispielsweise durch eine vertikal ver
laufende Millimeterskala gebildet ist. Die obere Kante 46 des Gleitstücks 30
dient dabei als Ablesekante. Die Maßeinteilung 44 ist so angebracht, daß die
Ablesekante 46 gegenüber der Maßeinteilung 44 den selben Wert anzeigt der
sich aus dem vertikalen Abstand der horizontalen Anlageflächen 18 und 38
ergibt.
In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor
richtung dargestellt, wobei die gleichen Bezugsziffern die gleichen Merkmale
bezeichnen wie in Fig. 1. Die untere Backe 16 und die obere Backe 32 sind in
der gleichen Weise ausgebildet, wie die Backen der Vorrichtung aus Fig. 1.
Allerdings ist die obere Backe 32 nicht vertikal verfahrbar, sondern mittels eines
Scharniergelenks 48 an der unteren Backe 10 angelenkt. Das Scharniergelenk 48
sitzt dabei am von der jeweiligen Anlagefläche 18 bzw. 38 abgewandten Ende
der oberen Fläche 12' bzw. der unteren Fläche 34'. Auf diese Weise sind die
Backen 10, 32 der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Vorrichtung zwischen einer
geöffneten Stellung und der in Fig. 3 dargestellten geschlossenen Stellung
verschwenkbar, wobei die obere Fläche 12' und die untere Fläche 34' in der
geschlossenen Stellung aneinander anliegen und den minimalen Abstand x0
zwischen den Anlageflächen 18 und 38 bestimmen. Fig. 2 zeigt dabei eine
halbgeöffnete Stellung der Vorrichtung.
In den Fig. 2 und 3 ist außerdem ein zu vermessender Karton 50 gezeigt, der mit
zwei voneinander abgewandten Endkanten 52, 54 so in der jeweiligen V-förmi
gen Nut 22 bzw. 42 liegt, daß die Endkanten 52 bzw. 54 mit dem Grund 22'
bzw. 42' der jeweiligen V-förmigen Nut 22 bzw. 42 in Berührung stehen. Im
jeweiligen endkantennahen Bereich liegt der Karton 50 an der zugeordneten
Anlagefläche 18, 38 an, die zur besseren Fixierung des Kartons einen erhöhten
Oberflächenreibwert aufweisen können. Zwischen diesen beiden endkanten
nahen, anliegenden Bereichen erstreckt sich der Karton 50 frei im Raum.
Anhand der Fig. 2 und 3 wird jetzt das erfindungsgemäße Verfahren geschildert
In die geöffnete Vorrichtung wird ein zu messender Karton 50 so eingelegt, daß
dessen untere Kante 52 in die untere V-förmige Nut 22 eingreift und die obere
Kante 54 des Kartons 50 in die obere V-förmige Nut 42 eingreift, wobei die
Kanten 52 bzw. 54 mit dem jeweiligen Nutgrund 22' bzw. 42' in Kontakt ste
hen. Daraufhin wird die Vorrichtung langsam geschlossen, indem die beiden
Backen 10, 32 aufeinanderzugeschwenkt werden, so daß der zu messende
Karton 50 eine gekrümmte Gestalt einnimmt, wie dies in Fig. 2 zu sehen ist. Die
Krümmungsinnenseite 56 wird dabei im Gegenlicht betrachtet und es wird
beobachtet, wann die Oberfläche des zu messenden Kartons 50 an der Krüm
mungsinnenseite 56 erste Aufwerfungen zeigt.
Ist bis zum vollständigen Schließen der Vorrichtung (Fig. 3) keine Aufwerfung an
der Krümmungsinnenseite 56 des zu vermessenden Kartons beobachtet worden,
so kann die Prüfung mit einer ähnlich ausgebildeten Form wiederholt werden, bei
der der minimale Abstand x0 kleiner ist als der der vorher benutzten Form. Aus
diesem Grund ist vorzugsweise ein Satz Vorrichtungen vorgesehen, wobei die
Vorrichtungen eines Satzes im wesentlichen gleich aufgebaut sind und lediglich
einen unterschiedlichen minimalen Abstand x0aufweisen.
Ist vor dem vollständigen Schließen der Vorrichtung bereits ein Aufwerfen an der
Innenseite des Kartons sichtbar, wird die Prüfung mit einer ähnlichen Vor
richtung wiederholt, bei welcher der Abstand x0 größer ist.
Der Moment des Knickbruchs ist derjenige, bei dem bei Parallelität der An
lageflächen ein irreversibles Aufwerfen des Kartons beobachtet werden konnte.
Wird der Knickbruchversuch mit der Vorrichtung der Fig. 1 durchgeführt, so wird
zunächst die obere Backe in eine obere ausgefahrene Position bewegt und dann
wird der zu vermessende Karton in der gleichen Weise zwischen die Backen 16,
36 eingelegt, wie dies vorher beschrieben worden ist. Daraufhin wird die obere,
verschiebbare Backe nach unten in Richtung auf die stationäre Backe bewegt,
wobei der zu vermessende Karton ebenfalls eine Krümmung ausbildet. Auch hier
wird die Krümmungsinnenseite im Gegenlicht betrachtet, bis sich dort erste
Aufwerfungen zeigen. In diesem Augenblick wird die Abwärtsbewegung der
oberen Backe angehalten und ein Meßwert wird auf der Maßeinteilung 44 mittels
der oberen Kante 46 abgelesen, wobei dieser abgelesene Meßwert ein Maß für
das Knickbruchverhalten des geprüften Kartons ist.
Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das
lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient.
Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung viel
mehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen anneh
men. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine
Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen
dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den
Schutzumfang nicht einschränken.
10
Stationäre Backe
12
Befestigungsabschnitt
12
' Obere Fläche
14
Vertikalführung
16
Aufnahmeabschnitt
18
Anlagefläche
20
Festlegungseinrichtung
22
V-förmige Nut
22
' Grund
24
Vertikale Schiene
26
Vertikale Schiene
28
Gleitführung
30
Gleitstück
32
Verfahrbare Backe
34
Befestigungsabschnitt
34
' Untere Fläche
36
Aufnahmeabschnitt
38
Anlagefläche
40
Festlegungseinrichtung
42
V-förmige Nut
42
' Grund
44
Maßeinteilung
46
Obere Kante
48
Scharniergelenk
50
Karton
52
Endkante
54
Endkante
56
Krümmungsinnenseite
Claims (12)
1. Vorrichtung zum Messen des Knickbruchverhaltens von Karton, insbeson
dere von Spielkarten, mit zwei zueinander bewegbaren Backen (10, 32),
wobei die Backen (10, 32) jeweils eine Festlegungseinrichtung (20, 40)
zum Festlegen des zu vermessenden Kartons (50) an den entsprechenden
Backen (10, 32) sowie eine Anlagefläche (18, 38) zur zumindest bereichs
weisen im wesentlichen flächigen Anlage des Kartons (50) an den Backen
(10, 32) aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Festlegungseinrichtung (20, 40)
einen Anschlag (22', 42') aufweist, an welchem der Karton (50), bevorzugt
ein entsprechendes Ende hiervon, anstoßen kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Festlegungseinrichtung
(20, 40) von einer V-Nut (22, 42) gebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Backen
(10, 32) im wesentlichen linear zueinander verschiebbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Anlageflächen (18, 38) parallel
zueinander verlaufen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Verschieberichtung (X) der Backen
(10, 32) im wesentlichen senkrecht zu den Anlageflächen (18, 38) verläuft.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Backen (10, 32)
um eine gemeinsame Drehachse zueinander verschwenkbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Anlageflächen (18, 38) in einer
Endstellung der zueinander verschwenkbaren Backen (10, 32) im wesentli
chen zueinander parallel liegen.
9. Satz von Vorrichtungen jeweils gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8,
wobei jede Vorrichtung einen unterschiedlich großen Abstand zwischen den
Anlageflächen in der Endstellung der zueinander verschwenkbaren Backen
aufweist, wodurch sich unterschiedlich enge Knickradien für den zu ver
messenden Karton ergeben.
10. Verfahren zum Messen des Knickbruchverhaltens von Karton, insbesondere
von Spielkarten, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß
den Ansprüchen 1 bis 9, mit den folgenden Schritten:
- - Einlegen des Kartonabschnitts in die Vorrichtung, so daß zwei vonein ander abgewandte Kanten des Kartonabschnitts jeweils in der Festle gungseinrichtung der zugeordneten Backe festgelegt sind,
- - Aufeinanderzubewegen der Backen, so daß der Kartonabschnitt eine sich frei ausbildende Krümmung erfährt,
- - Beobachten der radial inneren Seite des gekrümmten Kartonabschnitts,
- - Erfassen des Beginns des Aufbrechens der radial inneren Oberfläche des Kartonabschnitts und
- - Ermitteln des Backenabstands (Winkel oder linearer Abstand) bei Beginn des Aufbrechens der radial inneren Oberfläche.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Beobachtung der radial inneren
Oberfläche des Kartonabschnitts im Gegenlicht erfolgt.
12. Verfahren zum Messen des Knickbruchverhaltens von Karton, insbesondere
von Spielkarten, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß
der Ansprüche 1 bis 9, mit den folgenden Schritten:
- - Einlegen des Kartonabschnitts in die Vorrichtung, so daß zwei vonein ander abgewandte Kanten des Kartonabschnitts jeweils in der Festle gungseinrichtung der zugeordneten Backe festgelegt sind,
- - Aufeinanderzubewegen der Backen, so daß der Kartonabschnitt eine sich frei ausbildende Krümmung erfährt, bis zu einem vorgegebenen Backenabstand (Winkel oder linearer Abstand),
- - Ermitteln des Ausmaßes der Aufbrechungen der radial inneren Ober fläche des Kartonabschnitts.
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