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Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine zum Verpacken
von kleinstückigen Artikeln,
insbesondere von Bonbons (Hart- oder Weichkaramellen), in eine Verpackung.
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Verpackungsmaschinen
zum Verpacken von kleinstückigen
Artikeln sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen
bekannt. Insbesondere bei der Verpackung von kleinstückigen Süßwaren wird
bevorzugt eine Verpackungshülle verwendet,
welche einen Körbcheneinschlag
oder Säckchen
mit einem Fähnchen
oder einen Doppeldreheinschlag mit zwei Fähnchen an beiden längsseitigen
Enden der Süßware aufweist.
Die bekannten Verpackungsmaschinen umfassen dabei eine Zuführeinheit
zum Zuführen
der Süßwaren sowie
eine Einheit zur Durchführung
der Verpackung mittels Doppeldreheinschlag oder Säckchenfaltung
oder Körbchenfaltung.
Die Verpackung der kleinstückigen Süßwaren ist
dabei üblicherweise
eine Folie, welche einen Memory-Effekt oder keinen Memory-Effekt
aufweisen kann. Folien ohne Memory-Effekt sind üblicherweise uneingeschränkt für einen
Dreheinschlag geeignet, da die durch den Dreheinschlag erzeugten Fähnchen nach
dem Eindrehen nur sehr geringe Rückstellkräfte aufweisen.
Ein kleinstückiger
Artikel ist dadurch sicher verpackt. Bei Folien mit Memory-Effekt,
wie z.B. PP-Folien, ist ein Dreheinschlag der Folie nur dann erfolgreich,
wenn durch den Dreheinschlag eine Molekularstruktur der Folie im Bereich
der Einschnürung
zumindest teilweise zerstört
wird. Falls diese Zerstörung
der Molekularstruktur beim Eindrehen nicht erreicht wird, tendiert
die PP-Folienverpackung wieder dazu, sich selbständig zu öffnen, wodurch der verpackte
Gegenstand leicht von der Verpackung separiert werden kann. Es wurde
jedoch festgestellt, dass durch eine zu starke Verdrehkraft bei
der Erzeugung des Dreheinschlags auch eine teilweise Zerstörung der
Verpackungsfolie auftreten kann. Hierdurch treten neben den optischen
Nachteilen auch Nachteile im Bezug auf ein unbeabsichtigtes Aufreißen der
Verpackung im Bereich der Einschnürung auf. In der Praxis werden
jedoch insbesondere Polypropylenfolien (PP-Folien) gern aufgrund
ihres Kostenvorteils verwendet.
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Verpackungsmaschine
zum Verpacken von kleinstückigen
Artikeln mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den
Vorteil auf, dass sie eine sicherere und sehr kostengünstige Verpackung
von kleinstückigen Artikeln
mittels Dreheinschlag ermöglicht.
Erfindungsgemäß ist hierzu
eine Wärmeerzeugungseinrichtung
vorgesehen, um mittels Einbringen von Wärme einen Dreheinschlag der
Verpackung zu fixieren. Abhängig
vom Material der Verpackung wird mittels der Wärmeerzeugungseinrichtung so
viel Wärme
auf einen Einschnürungsbereich
des Dreheinschlags aufgebracht, dass Rückstellkräfte des Verpackungsmaterials
aufgrund des Verdrehens nicht mehr in der Lage sind, den Dreheinschlag
zu öffnen.
Hierbei sei angemerkt, dass lediglich so viel Wärme eingebracht werden muss,
dass ein selbständiges Öffnen des Dreheinschlags
nicht mehr möglich
ist. Es ist hierbei nicht notwendig, kann jedoch vorgesehen werden, dass
so viel Wärme
mittels der Wärmeerzeugungseinrichtung
eingebracht wird, dass der Dreheinschlag im Bereich der Einschnürung dicht
verschlossen ist. Erfindungsgemäß wird ein
Dreheinschlag der Verpackung somit durch eine Kombination aus mechanischer
und thermischer Beeinflussung daran gehindert, sich wieder in Richtung
der Ausgangslage entgegen der Eindrehungsrichtung zu öffnen. Als
Verpackungsmaterial wird hierbei vorzugsweise eine PP-Folie verwendet.
Es sei ferner angemerkt, dass der Wärmeeintrag auch derart gewählt ist,
dass keine optischen Beeinträchtigungen
der Verpackung auftreten, wie beispielsweise ein übermäßiges Aufschmelzen
bzw. Anschmelzen der Verpackung bzw. eine Beschädigung des zu verpackenden
Artikels.
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Die
Unteransprüche
zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorzugsweise
umfasst die Wärmeerzeugungseinrichtung
wenigstens eine heizbare Heizschiene, an welcher eine Einschnürung des
Dreheinschlags vorbeigeführt
wird. Durch das Vorbeiführen der
Einschnürung
wird das Verpackungsmaterial zumindest teilweise angeschmolzen und
nach Verlassen der Heizschiene wieder abgekühlt und verfestigt. Die Heizschiene
ist vorzugsweise elektrisch beheizbar. Weiter bevorzugt ist die
Temperatur der Heizschiene einstellbar. Ein besonderer Vorteil der
Heizschiene liegt insbesondere darin, dass die Heizschiene sehr
einfach und kostengünstig
bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann die Heizschiene einfach
in die Verpackungsmaschine integriert werden, so dass die Abmessungen
der üblichen
Verpackungsmaschinen nicht verändert
werden müssen. Die
Heizschiene ist hierbei besonders bevorzugt benachbart einem Packkopf
der Verpackungsmaschine angeordnet, so dass der verpackte Artikel
durch den Packkopf automatisch an der Heizschiene vorbeigeführt wird.
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Besonders
bevorzugt umfasst die Wärmeerzeugungseinrichtung
eine erste und eine zweite Heizschiene. Die erste und zweite Heizschiene
können
dabei derart angeordnet sein, dass eine Einschnürung der Verpackung zwischen
den beiden Heizschienen vorbeigeführt wird. Dadurch wird eine Einschnürung des
Dreheinschlags gleichzeitig von zwei Seiten erwärmt. Alternativ können die
beiden Heizschienen auch nebeneinander angeordnet sein, so dass
ein mittels Doppeldreheinschlag verpackter Artikel, d.h. ein Dreheinschlag
an zwei Enden des Artikels, derart an den beiden Heizschienen vorbeigeführt werden
kann, dass gleichzeitig die beiden Einschnürungen der zwei Dreheinschläge erwärmt werden
können.
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Um
eine möglichst
lange Kontaktdauer zwischen der Heizschiene und der Einschnürung der Verpackung
zu erreichen, ist die Heizschiene vorzugsweise in einer bogenförmigen Gestalt
ausgebildet. Eine Länge
der bogenförmigen
Heizschiene ist dabei besonders bevorzugt derart gewählt, dass
sie über
einen Winkel von ca. 90° verläuft.
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Bevorzugt
wird die Wärme über Heizpatronen
eingebracht, die die Oberfläche
der Heizschiene erwärmen.
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Weiter
bevorzugt umfasst eine Eindrehvorrichtung der Verpackungsmaschine
einen Drehgreifer, um den Dreheinschlag des kleinstückigen Artikels
während
des Vorbeiführens
an der Wärmeerzeugungseinrichtung
zu erzeugen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Einschnürung des Dreheinschlags über ihren
gesamten Außenumfang mit
Wärme beaufschlagt
wird. Somit kann eine sicherere Verpackung des Gegenstands gewährleistet werden.
Vorzugsweise rotiert der Drehgreifer den verpackten kleinstückigen Artikel
dabei über
mindestens 360°,
so dass der gesamte Umfangsbereich der Einschnürung des Dreheinschlags mit
Wärme beaufschlagt
wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verpackungsmaschine
einen Temperatursensor zur Ermittlung einer Temperatur der Wärmeerzeugungseinrichtung.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass die in die Einschnürung des
Dreheinschlags eingebrachte Wärme nicht
zu hoch wird.
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Vorzugsweise
umfasst die Verpackungsmaschine ferner eine Steuereinheit zur Steuerung
der Temperatur der Wärmeerzeugungseinrichtung.
Besonders bevorzugt wertet die Steuereinheit hierzu die Signale
des Temperatursensors aus.
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Um
eine einfache Anpassung an unterschiedliche zu verpackende Artikel
zu gewährleisten, umfasst
die Verpackungsmaschine ferner vorzugsweise eine Verstelleinrichtung
zur Verstellung einer Position der Wärmeerzeugungseinrichtung. Die Versteileinrichtung
kann dabei derart vorgesehen sein, dass eine Verstellung relativ
zum verpackten Artikel, insbesondere zur Einschnürung am Dreheinschlag, durchgeführt werden
kann. Diese Verstellung ist vorzugsweise eine Verstellung einer
Höhenposition
und/oder einer Umfangsposition. Durch Verstellen der Umfangsposition
kann insbesondere ein Zeitraum, über
welchen Wärme
durch Vorbeiführen
der Verpackung an der Wärmeerzeugungseinrichtung eingebracht
werden soll, eingestellt werden.
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Zeichnung
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung
beschrieben. In der Zeichnung ist:
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1 eine
schematische Ansicht eines Teils einer Verpackungsmaschine gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 eine
schematische Schnittansicht entlang einer Linie II-II von 1,
und
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3 eine
perspektivische Ansicht eines eingepackten, kleinstückigen Artikels.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung im Detail beschrieben.
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1 zeigt
schematisch eine Verpackungsmaschine 1, wobei lediglich
ein Packkopf, welcher auf einer Achse P rotierend angeordnet ist,
dargestellt ist. Der Packkopf umfasst eine Vielzahl von Greiferpaaren 3, 4, 5,
welche um die Achse P rotieren. Jedes Greiferpaar 3, 4, 5 umfasst
eine erste Greifzange 3a, 4a, 5a und
eine zweite Greifzange 3b, 4b, 5b. Die
Greiferpaare greifen jeweils einen schon mit einer Verpackung 6 umhüllten (eingeschlagenen) kleinstückigen Artikel 2,
wie beispielsweise ein Bonbon. Die Verpackungsmaschine dieses Ausführungsbeispiels
ist eine kontinuierlich laufende Wickelmaschine, welche den kleinstückigen Artikel 2 mittels
eines Doppeldreheinschlags an zwei seiner Enden derart verpackt,
dass an beiden Enden jeweils eine Einschnürung und em Fähnchen ausgebildet
ist (vgl. 3). Ein derartiger Doppeldreheinschlag
wird dadurch erreiclit, dass die über den umhüllten Artikel vorstehenden
Verpackungsbereiche durch ein Drehgreiferpaar mit einem ersten Drehgreifer 9 und
einem zweiten Drehgreifer 10 gegriffen werden und die beiden
Drehgreifer 9, 10 um ihre eigene Mittelachse R rotiert
werden. Der zu verpackende Artikel mitsamt der Verpackung 6 wird
dabei jeweils durch die Greiferpaare fixiert. Die Drehgreifer 9, 10 sind
aus 2 ersichtlich, wobei in 1 durch
den Kreis S die Rotation der Drehgreifer 9, 10 angedeutet
ist. Es sei angemerkt, dass die Drehgreifer 9, 10 zusammen
mit dem Packkopf um die Achse P rotieren.
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An
den Drehgreifern 9, 10 können dabei ferner folgende
Einstellungen vorgenommen werden. Einerseits kann ein Abstand der
Drehgreifer 9, 10 zum zu verpackenden Artikel 2 geändert werden. Ferner
kann ein Startpunkt der Schließbewegung
der Drehgreifer 9, 10 (Beginn der Eindrehphase)
und ein Startpunkt einer Öffnungsbewegung
der Drehgreifer 9, 10 (Ende der Eindrehphase)
verändert
werden. Hierdurch kann die Anzahl der Eindrehungen bestimmt werden.
Dies beeinflusst die axiale Länge
der Einschnürung.
Ferner kann eine Länge
einer Oszillationsbewegung der Drehgreifer 9, 10 eingestellt
werden. Durch das Eindrehen der Verpackung verkürzen sich die überstehenden
Verpackungsenden am zu verpackenden Artikel. Dies kann zu einem
Einreißen des
Verpackungsmaterials insbesondere im Bereich der Einschnürung (Verdrehung)
führen.
Um dies zu verhindern, können
die Drehgreifer 9, 10 eine Oszillationsbewegung
in Richtung auf den Artikel 2 ausführen. Diese Bewegung ist hierbei
stufenlos einstellbar.
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Weiterhin
ist entlang der äußeren Umfangsrichtung
des Packkopfes eine Auflageelement 11 für die den Artikel umhüllende Verpackung
vorgesehen.
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Erfindungsgemäß ist ferner
eine Wärmeerzeugungseinrichtung 12 in
Form einer ersten Heizschiene 13 und einer zweiten Heizschiene 14 vorgesehen
(vgl. 2). Wie aus 1 ersichtlich
ist, sind die Heizschienen 13, 14 bogenförmig ausgebildet, wobei
sie über
einen Winkel von ca. 90° angeordnet sind.
Die beiden Heizschienen 13, 14 sind unmittelbar
benachbart zur Auflageelement 11 angeordnet. Zwischen dem
Auflageelement 11 und den Heizschienen 13, 14 ist
eine Isolation angeordnet.
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3 zeigt
einen vollständig
verpackten Artikel 2 mit einem Doppeldreheinschlag. Hierbei
ist ein erster Dreheinschlag 7 an einem ersten Ende des
Artikels 2 vorgesehen, welcher durch ein Fähnchen 7a und
eine Einschnürung 7b gebildet
ist. Am gegenüberliegenden
Ende ist ein zweiter Dreheinschlag 8 vorgesehen, welcher
ein Fähnchen 8a und
eine Einschnürung 8b umfasst.
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Wie
insbesondere aus 2 ersichtlich ist, wird ein
mit einer Verpackung umhüllter
Artikel 2 durch Betätigung
der Drehgreifer 9, 10 mittels eines Doppeldreheinschlags
verpackt. Während
der Drehbewegung der Drehgreifer 9, 10 wird die
Einschnürung 7b des
ersten Dreheinschlags 7 und die Einschnürung 8b des zweiten
Dreheinschlags 8 an der ersten Heizschiene 13 bzw.
der zweiten Heizschiene 14 vorbeigeführt. Hierbei wird über die
Heizschiene 13, 14 Wärme in die Einschnürungen 7b, 8b der
Verpackung eingebracht. Nachdem die Einschnürungen 7b, 8b vollständig an
den Heizschienen 13, 14 vorbeigeführt sind
und von den Heizschienen außer Kontakt
kommen, kühlen
die Einschnürungen 7b, 8b wieder
ab, so dass die Dreheinschläge
nicht mehr dazu tendieren, sich selbsttätig wieder aufzudrehen.
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Durch
die Wärmeerzeugungseinrichtung 12 kann
somit eine sichere Verpackung des Artikels 2 ermöglicht werden.
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Erfindungsgemäß kann somit
durch eine einfache und kostengünstige
Maßnahme
eine sichere Verpackung von Artikeln, die mittels Dreheinschlag verpackt
werden, sichergestellt werden. Da die Heizschienen 13, 14 sehr
flach ausgebildet sind, wird eine Verpackungsmaschine 1 durch
das Vorsehen der Wärmeerzeugungseinrichtung
nicht in ihren Abmessungen vergrößert.
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In 2 bezeichnet
das Bezugszeichen 15 ferner einen Temperatursensor, wobei
in jeder Heizschiene 13, 14 jeweils ein Temperatursensor 15 vorgesehen
ist. Die Temperatursensoren 15 sind mit einer Steuereinheit 16 verbunden.
Die Steuereinheit 16 regelt dabei die Temperatur der elektrisch
betriebenen Heizschienen 13, 14.
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Es
sei ferner angemerkt, dass die Heizschienen 13, 14 derart
aufgebaut sind, dass verschiedene Bereiche der Heizschienen 13, 14 unterschiedlich beheizt
werden können.
Beispielsweise kann dadurch in Abhängigkeit von der gewählten Verpackung bzw.
dem zu verpackenden Artikel eine unterschiedlich lange Heizstrecke
entlang der Heizschienen 13, 14 realisiert werden.
Hierbei kann beispielsweise nur ein erster Teilbereich der Heizschienen 13, 14,
z.B. die erste Hälfte
der Heizschienen 13, 14, beheizt werden und die
zweite Hälfte
nicht.
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Mit
der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine 1 können somit
unterschiedliche Verpackungsmaterialien für eine Verpackung von Artikeln mittels
Dreheinschlag bzw. Doppeldreheinschlag verwendet werden. Insbesondere
können
beispielsweise kostengünstige
PP-Folien zum Verpacken verwendet werden.
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Es
sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das beschriebene
Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist. Es ist auch denkbar, dass lediglich ein einseitiger Dreheinschlag
zur Verpackung des Artikels vorgesehen wird, so dass lediglich eine Heizschiene
vorhanden sein muss bzw. erwärmt
sein muss. Die andere nicht benötigte
Heizschiene kann dabei abgeschaltet sein. Ferner sei angemerkt,
dass mittels der erfindungsgemäßen Wärmeerzeugungseinrichtung
auch so viel Wärme
in die Einschnürungen 7b, 8b eingebracht
werden kann, dass diese vollständig
dicht versiegelt sind.
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Durch
die vorliegende Erfindung bleiben somit alle mechanischen Möglichkeiten
zur Beeinflussung der Fähnchenbildung
bei einem Dreheinschlag erhalten und zusätzlich können noch thermische Fixierungen
im Bereich der Einschnürung
des Dreheinschlags durchgeführt
werden.