DE102009014581B4

DE102009014581B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Folienauskleiden von Behältern

Info

Publication number: DE102009014581B4
Application number: DE102009014581.8A
Authority: DE
Inventors: Jörg Spiekermann; Martin Aufenvenne
Original assignee: Beumer Group GmbH and Co KG
Current assignee: Beumer Group GmbH and Co KG
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: EP2233283A2; DE102009014581A1

Abstract

Verfahren zum innenseitigen Auskleiden eines einseitig offenen Behälters (2) mit einer Kunststofffolie (60), mit den Schritten:
- Zuführen und Positionieren eines auszukleidenden Behälters (2) an einer Arbeitsposition,
- Erfassen einer Behälterhöhe (H),
- Bereitstellen eines dehnbaren Folienschlauchs,
- Abschweißen und Abschneiden einer vorbestimmten Länge des Folienschlauchs und Bilden eines beutelförmigen Folienschlauchabschnitts (64), der eine Länge in Abhängigkeit von der erfassten Behälterhöhe (H) aufweist,
- Aufreffen des Folienschlauchabschnitts (64) auf eine Reffeinrichtung (20) mit auseinander- und zusammenfahrbaren Reffelementen (24) mittels diesen zugeordneten, reversierbaren Reffantrieben (50) und Bewegen in eine Übergabeposition benachbart zu einer Behälteröffnung,
- Abspulen eines Teils des aufgerefften Folienschlauchabschnitts (64) in den Behälter (2),
- Festhalten eines freien Randabschnitts (68) des Folienschlauchabschnitts (64) und Aufdehnen und Überstülpen des Randabschnitts (68) über einen Rand (2a) des Behälters (2), und
- Abspulen des Randabschnitts (68) zur Anlage an eine Außenwand des Behälters (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum innenseitigen Auskleiden eines einseitig offenen Behälters mit einer Kunststofffolie, sowie eine Vorrichtung zum Ausführen eines solchen Verfahrens.
Oben offene Behälter werden beispielsweise in der Chemieindustrie zur Abfüllung granularer Stoffe verwendet, wobei eine innenseitige Auskleidung mit einer Kunststofffolie einerseits ein Austreten des Produkts aus dem Behälter verhindern soll und gleichzeitig einen Schutz vor Feuchtigkeit bietet.
Eine derartige Auskleidung von beispielsweise aus Pappe bestehenden Behältern wird bisher manuell unter Verwendung von vorgefertigten Kunststoffbeuteln durchgeführt und ist relativ zeit- und kostenintensiv. Ein vorgefertigter Beutel bzw. Foliensack wird von oben eingebracht und am oberen Rand des Behälters nach außen umgeschlagen und so gegen Einzug in den Behälter gesichert. Nach dem Befüllvorgang wird der Foliensack am oberen Rand manuell vom Behälterrand gelöst und verschlossen.
Aus US 6,132,350 A ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Auskleiden eines Behälters bekannt, wobei ein Greifer zum Erfassen der Folie und Unterdruck eingesetzt werden, um die Folie in den Behälter einzulegen, der an seiner Unterseite luftdurchlässig ist.
Aus US 4,089,225 A ist die Anwendung von Unterdruck zur Einbringung eines Folienabschnitts in einen Behälter bekannt, der gewissermaßen in den Behälter hinein aufgeblasen wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein automatisiertes Verfahren und eine hierfür geeignete Vorrichtung vorzuschlagen, mit dem bzw. mit der der Vorgang des Auskleidens kostengünstiger, schneller und unter Vermeidung von Fehlerquellen durchgeführt werden kann.
Im Hinblick auf das Verfahren schlägt die Erfindung folgende Schritte vor: Zuführen und Positionieren eines auszukleidenden Behälters an einer Arbeitsposition, Erfassen einer Behälterhöhe, Bereitstellen eines dehnbaren Folienschlauchs, Abschweißen und Abschneiden einer vorbestimmten Länge des Folienschlauchs und Bilden eines beutelförmigen Folienschlauchabschnitts, der eine Länge in Abhängigkeit von der erfassten Behälterhöhe aufweist, Aufreffen des Folienschlauchabschnitts auf eine Reffeinrichtung mit auseinander- und zusammenfahrbaren Reffelementen mittels diesen zugeordneten, reservierbaren Reffantrieben und Bewegen in eine Übergabeposition benachbart zu einer Behälteröffnung, Abspulen eines Teils des aufgerefften Folienschlauchabschnitts in den Behälter, Festhalten eines freien Randabschnitts des Folienschlauchabschnitts und Aufdehnen und Überstülpen des Randabschnitts über einen Rand des Behälters, und Abspulen des Randabschnitts zur Anlage an eine Außenwand des Behälters.
Der abgeschweißte Folienschlauchabschnitt weist vorzugsweise eine Länge auf, die mindestens der Behälterhöhe zuzüglich einer Anlagelänge entspricht, ggf. zuzüglich einer Zugabe für die Auskleidung einer Bodenfläche des Behälters. Die Anlagelänge kann beispielsweise zwischen 5% und 50% der Behälterhöhe betragen, insbesondere 10% bis 20% der Behälterhöhe.
Ein Umfang des Folienschlauchs im ungedehnten Zustand kann 50% bis 100% eines Außenumfangs des Behälters betragen, insbesondere 70% bis 90 und insbesondere 80% bis 85% des Außenumfangs, damit sich im angelegten Zustand eine ausreichende Anlagespannung und Sicherung des außen anliegenden Folienabschnitts ergibt.
Zweckmäßigerweise wird der Behälter in einer nach oben offenen Orientierung bereitgestellt und ausgekleidet, wobei der Folienschlauchabschnitt beim bzw. nach dem Abspulen durch sein Eigengewicht in den Behälter fällt.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Behälter in einer beliebigen Orientierung ausgekleidet wird, wobei der Folienschlauchabschnitt mittels eines Greifers, pneumatisch, beispielsweise durch Luftstrahlwirkung, oder ähnliches in den Behälter eingebracht wird.
Der Behälter kann eine beliebige Querschnittsform aufweisen, beispielsweise rund, viereckig, sechseckig oder achteckig. Auch das Material des Behälters ist grundsätzlich beliebig, wobei es sich um einen Papp- oder Kunststoffkarton oder ein Kunststoff- oder Metallfass handeln kann.
In vorrichtungsmäßigen Hinblick schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zum innenseitigen Auskleiden eines einseitig offenen Behälters mit einer Kunststofffolie vor, mit einer Zuführeinrichtung für einen auszukleidenden Behälter, einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Behälterhöhe, einer Abschweiß- und Schneideinrichtung zum Bilden eines beutelförmigen Folienschlauchabschnitts, der eine Länge in Abhängigkeit von der erfassten Behälterhöhe aufweist, einer Reffeinrichtung mit auseinander- und zusammenfahrbaren Reffelementen und diesen zugeordneten, reversierbaren Reffantrieben zum Aufreffen eines Folienschlauchabschnitts und zum Abspulen eines Teils des aufgerefften Folienschlauchabschnitts in den Behälter und zum Abspulen eines Randabschnitts des Folienschlauchabschnitts zur Anlage an eine Außenwand des Behälters, wobei die Reffeinrichtung relativ zu einem Behälter verfahrbar ist, und einer Steuerung zum Steuern der Zuführeinrichtung, zum Aufnehmen der erfassten Behälterhöhe, zum Betätigen der Abschneide- und Schneideinrichtung, zum Bewegen der Reffelemente und zum Verfahren der Reffeinrichtung.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Reffelemente Reffbügel umfassen bzw. aus solchen bestehen.
Es kann vorteilhaft sein, wenn vier in den Ecken eines Rechtecks oder Quadrats angeordnete Reffelemente vorhanden sind.
Die Erfindung sieht weiterhin bevorzugt vor, dass die Reffantriebe gegen die Reffelemente andrückbare und in beiden Richtungen drehantreibbare Reffrollen umfassen. Ferner können die Reffantriebe Saugköpfe oder Folienklemmen zum Erfassen, Aufnehmen Halten eines Folienschlauchabschnitts aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei

1 ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung und einen auf einer Zuführeinrichtung befindlichen auszukleidenden Behälter zeigt,
2 die Vorrichtung im Bereich der Reffeinrichtung mit einem teilweise aufgenommenen Folienschlauch zeigt,
3 eine Darstellung entsprechend 2 zeigt, wobei der Folienschlauch auf die Reffeinrichtung aufgerefft ist,
4 eine Darstellung entsprechend 3 mit teilweise abgespultem Folienschlauchabschnitt zeigt,
5 eine Ansicht ähnlich 4 mit heruntergefahrener Reffeinrichtung und weiter abgespultem Folienschlauchabschnitt zeigt,
6 eine Ansicht wie 5 mit bis auf einen kleinen Teil abgespultem Folienschlauchabschnitt zeigt, und
7 einen oberen Teil des Behälters mit fertig eingebrachtem und teilweise von außen anliegendem Folienschlauchabschnitt zeigt.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel von Verfahren und Vorrichtung basiert auf einem achteckigen Behälter aus Pappe, einem sogenannten Oktabin oder Oktatainer, der mit einer Kunststofffolie auszukleiden ist.
1 zeigt eine Ausgangssituation, in der der Behälter 2, auf einer Palette 4 stehend (auch ohne Palette möglich), über eine Zuführeinrichtung 6 in eine Arbeitsposition der Auskleidevorrichtung gebracht wird.
Die Zuführeinrichtung 6 weist in dem dargestellten Beispiel einen Tragrost 8 auf, der eine Palette mit Behälter oder aber unmittelbar einen Behälter stehend aufnehmen kann, und der durch Antriebsketten 10 in Zuführrichtung 12 entlang einer Führung 14 horizontal von einer Ladeposition in eine Arbeitsposition bewegbar ist. Ein Sensor erfaßt eine Behälterhöhe H.
2 zeigt den Behälter 2 in der Arbeitsposition unterhalb einer Reffeinrichtung 20. Die Reffeinrichtung 20 ist an vier Führungssäulen 22, von denen nur eine dargestellt ist, vertikal gesteuert verfahrbar. Die Reffeinrichtung besteht in dem dargestellten Beispiel aus zwei einander symmetrisch gegenüberstehenden Einheiten, wobei 2 eine erste Einheit 20a (links) im wesentlichen vollständig und eine zweite Einheit 20b (rechts) teilweise zeigt.
Jede Einheit weist zwei Reffbügel 24 auf, die jeweils in einer Ecke eines gedachten Rechtecks oder Quadrats liegen und deren abgerundete, über ca. 90° verlaufende Außenflächen 26 glatt und reibungsarm gestaltet sind, gegebenenfalls mit einer entsprechenden Beschichtung.
Die Reffbügel 24 sind jeweils von einem Haltearm 28 getragen, der in einer Querrichtung 30 entlang einer Traverse 32 verfahrbar ist, so dass der gegenseitige Abstand der Reffbügel 24 einer jeweiligen Einheit 20a bzw. 20b entlang der Querrichtung 30 einstellbar ist.
Die Traverse 32 jeder Einheit 20a, 20b ist als ganzes in einer radialen Richtung 34 verfahrbar, wobei die Traverse 32 an Auslegern 36 gehalten ist, die in entsprechenden Führungen 38 eines Hubrahmens 40 geführt sind. Jeder Hubrahmen 40 ist seinerseits an zwei Führungssäulen 22 vertikal verfahrbar.
Auf diese Weise sind die Reffbügel 24 in jeder Richtung verfahrbar, nämlich innerhalb einer Einheit zueinander und voneinander und als Einheit oder paarweise in Richtung auf die gegenüberliegende Einheit oder davon weg, sowie in vertikaler Richtung.
Jedem Reffbügel 24 ist ein Reffantrieb 50 zugeordnet, der eine um eine horizontale Achse drehbare Reffrolle 52 aufweist und gesteuert an den Reffbügel 24 herangefahren und gegen diesen angedrückt werden kann. Die Reffrolle 52 ist in beiden Drehrichtungen gesteuert antreibbar und auch festsetzbar, so dass ein Folienmaterial aufgerefft, abgespult, festgehalten oder freigegeben werden kann. Der Reffantrieb 50 weist einen Antriebsmotor 54 zum Antrieb der Reffrolle 52 auf und ist über eine Längsführung 56 durch ein weiteren Antrieb in Richtung auf den Reffbügel 24 und davon weg verfahrbar. Die Längsführung 56 sitzt auf dem Haltearm 28, damit bei einer Bewegung des Reffbügels 24 der Reffantrieb 50 mitbewegt wird.
Den Reffantrieben 50 ist ferner jeweils ein nicht im Einzelnen dargestellter Saugkopf oder eine Folienklemme zugeordnet, um einen Folienabschnitt mittels Unterdruck oder durch mechanisches Greifen erfassen zu können und eine schlauchförmige Kunststofffolie an vier Ecken erfassen und öffnen zu können, wie dies in 2 dargestellt ist. 1 bis 4 zeigen insoweit zwei von insgesamt vier Greifarmen 58, die gegenüber dem Reffantrieb 50 eigenständig gesteuert bewegbar sind und einen unteren freien Folienrand erfassen und von außen über die Reffelemente bewegen, wo die Folie von den Reffantrieben 50 erfaßt werden kann.
Die in 2 gezeigte, von oben mittels einer nicht näher dargestellten Folienschlauchzuführeinrichtung zugeführte endlose schlauchförmige Kunststofffolie 60 ist an ihrem unteren freien Rand von den mechanischen Greifern 58 erfasst und in Form eines Quadrats geöffnet worden und kann in dieser Form über die Reffbügel gezogen werden, die zu diesem Zweck auf einen kleineren gegenseitigen Abstand zusammengefahren worden sind, als es der Kantenlänge des von der Folie gebildeten Quadrats entspricht.
3 zeigt einen Zustand, in dem die Reffantriebe 50 gegen die Reffbügel 24 gefahren sind und eine Länge an Folienschlauch aufgerefft haben, die einem vorbestimmten Wert entspricht, nämlich der zuvor erfassten Behälterhöhe zuzüglich eines Zuschlags. Dieser Zuschlag entspricht der benötigten Umschlaglänge der Folie im oberen Randbereich des Behälters, wie nachfolgend noch erläutert wird. Eine weitere Zugabe kann für die Auskleidung des Behälterbodens vorgesehen sein.
Der von der Reffeinrichtung 20 aufgereffte Folienschlauch wird mit Abstand oberhalb der Reffeinrichtung abgeschweißt und abgetrennt, so dass sich ein beutel- oder sackförmiger Folienschlauchabschnitt 64 ergibt. Eine hierzu eingesetzte Abschweiß- und Schneideinrichtung ist bekannt und daher nicht im einzelnen dargestellt.
Nach dem Aufreffen werden die Reffbügel 24 sowohl in Querrichtung 30 als auch in radialer Richtung 34 auseinandergefahren, so dass das Folienmaterial gespannt wird und das abgeschweißte, geschlossene Ende 66 des Folienschlauchabschnitts 64 durch Eigengewicht oder unterstützt durch einen Greifer, pneumatisch (gerichteter Luftstrahl) oder ähnliches nach unten in Richtung Behälter 2 fällt (4). Je nach Folienart, -gewicht, -steifigkeit usw. und je nach Anwendung und weiterer Verwendung der auszukleidenden Behälter muß der Folienschlauchabschnitt nicht unbedingt vollständig in den Behälter eingeführt werden, weil die Einführung und Anpassung an die Innenkontur auch später durch die Einfüllung des von dem Behälter aufzunehmenden Guts erfolgen kann.
Das Herabfallen des geschlossenen Endes 66 kann dann erfolgen, wenn die aufgereffte Kunststofffolie von den Reffbügeln 24 abgespult wird oder bis auf einen verbleibenden Teil abgespult ist.
5 zeigt einen Zustand, in dem die Reffbügel 24 so weit auseinandergefahren sind, dass sie, außerhalb der Umfangskontur des Behälters 2 liegend, von oben nach unten an einem oberen Rand 2a des Behälters 2 vorbeibewegt werden können. Vorher, während dieses Vorgangs oder anschließend daran wird die Kunststofffolie von den Reffbügeln abgespult, wobei 5 einen Zustand zeigt, in dem die Kunststofffolie etwa zur Hälfte abgespult ist. In einem unteren Bereich der Reffbügel 24 sind noch deutlich die Falten des teilweise aufgerefften Kunststofffolienmaterials erkennbar.
Der Abspulvorgang wird so lange fortgesetzt, bis sich, wie in 6 ersichtlich, nur noch ein kleiner Teil der Kunststofffolie, ein Anlageabschnitt 68, auf den Reffbügeln 24 befindet, nämlich soviel, wie letztendlich am Behälter außen anliegend verbleiben soll, um die Folie gegen Hineinrutschen beim Füllvorgang zu sichern.
Die hierfür benötigte Anlagelänge L kann zwischen 5% und 50% der Behälterhöhe H betragen, beispielsweise 10% der Behälterhöhe, was in 6 gut erkennbar ist.
Abschließend werden die Reffbügel 24 weiter nach unten bewegt und gleichzeitig die verbleibende Folie abgespult, so dass sich der Anlageabschnitt 68 des Folienschlauchabschnitts 64 unter Bildung eines umgeschlagenen Endabschnitts mit Umfangsspannung von außen an den oberen Randbereich des Behälters 2 anlegt, wie 7 zeigt.
Die Vorrichtung weist eine Steuerung auf, mit der die Zuführeinrichtung und ggf. die Folienzufiihreinrichtung, die Abschweiß- und Schneideinrichtung, die Reffeinrichtung und die Reffantriebe gesteuert werden und die mit der Erfassungseinrichtung (Sensor) für die Behälterhöhe verbunden ist, damit die Länge des Folienschlauchabschnitts und/oder die Anlagelänge von der Steuerung bestimmt werden kann. Alternativ kann die Länge des Folienschlauchabschnitts und/oder die Anlagelänge von außen vorgegeben werden.
Bezugszeichenliste

2: Behälter
2a: oberer Rand
4: Palette
6: Zuführeinrichtung
8: Tragrost
10: Antriebskette
12: Zuführrichtung
14: Führung
20: Reffeinrichtung
20a: erste Einheit
20b: zweite Einheit
22: Führungssäule
24: Reffbügel
26: Außenfläche
28: Haltearm
30: Querrichtung
32: Traverse
34: radiale Richtung
36: Ausleger
38: Führung
40: Hubrahmen
50: Reffantrieb
52: Reffrolle
54: Antriebsmotor
56: Längsführung
58: Greifarm
60: Kunststofffolie
62: Rand
64: Folienschlauchabschnitt
66: geschlossenes Ende
68: Anlageabschnitt
L: Anlagelänge
H: Behälterhöhe

Claims

Verfahren zum innenseitigen Auskleiden eines einseitig offenen Behälters (2) mit einer Kunststofffolie (60), mit den Schritten: - Zuführen und Positionieren eines auszukleidenden Behälters (2) an einer Arbeitsposition, - Erfassen einer Behälterhöhe (H), - Bereitstellen eines dehnbaren Folienschlauchs, - Abschweißen und Abschneiden einer vorbestimmten Länge des Folienschlauchs und Bilden eines beutelförmigen Folienschlauchabschnitts (64), der eine Länge in Abhängigkeit von der erfassten Behälterhöhe (H) aufweist, - Aufreffen des Folienschlauchabschnitts (64) auf eine Reffeinrichtung (20) mit auseinander- und zusammenfahrbaren Reffelementen (24) mittels diesen zugeordneten, reversierbaren Reffantrieben (50) und Bewegen in eine Übergabeposition benachbart zu einer Behälteröffnung, - Abspulen eines Teils des aufgerefften Folienschlauchabschnitts (64) in den Behälter (2), - Festhalten eines freien Randabschnitts (68) des Folienschlauchabschnitts (64) und Aufdehnen und Überstülpen des Randabschnitts (68) über einen Rand (2a) des Behälters (2), und - Abspulen des Randabschnitts (68) zur Anlage an eine Außenwand des Behälters (2).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgeschweißte Folienschlauchabschnitt (64) eine Länge aufweist, die mindestens der Behälterhöhe (H) zuzüglich einer Anlagelänge (L) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagelänge L zwischen 5% und 50% der Behälterhöhe (H) beträgt, insbesondere 10% bis 20% der Behälterhöhe (H).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umfang des Folienschlauchs im ungedehnten Zustand 50% bis 100% eines Außenumfangs des Behälters (2) beträgt, insbesondere 70% bis 90% und insbesondere 80% bis 85% des Außenumfangs.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) in einer nach oben offenen Orientierung bereitgestellt und ausgekleidet wird, wobei der Folienschlauchabschnitt (64) beim oder nach dem Abspulen durch sein Eigengewicht in den Behälter (2) fällt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) in beliebiger Orientierung ausgekleidet wird, wobei der Folienschlauchabschnitt (64) mittels eines Greifers oder pneumatisch, insbesondere durch Luftstrahlwirkung, in den Behälter (2) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) im Querschnitt rund, viereckig, sechseckig oder achteckig ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) ein Papp- oder Kunststoffkarton oder ein Kunststoff- oder Metallfass ist.
Vorrichtung zum innenseitigen Auskleiden eines einseitig offenen Behälters (2) mit einer Kunststofffolie, mit: - einer Zuführeinrichtung (6) für einen auszukleidenden Behälter (2), - einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Behälterhöhe (H), - einer Abschweiß- und Schneideinrichtung zum Bilden eines beutelförmigen Folienschlauchabschnitts (64), der eine Länge in Abhängigkeit von der erfaßten Behälterhöhe (H) aufweist, - einer Reffeinrichtung (20) mit auseinander- und zusammenfahrbaren Reffelementen (24) und diesen zugeordneten, reversierbaren Reffantrieben (50) zum Aufreffen eines Folienschlauchabschnitts (64) und zum Abspulen eines Teils des aufgerefften Folienschlauchabschnitts (64) in den Behälter (2) und zum Abspulen eines Randabschnitts (68) des Folienschlauchabschnitts (64) zur Anlage an eine Außenwand des Behälters (2), - wobei die Reffeinrichtung (20) relativ zu einem Behälter (2) verfahrbar ist, und - einer Steuerung zum Steuern der Zuführeinrichtung (6), zum Aufnehmen der erfassten Behälterhöhe (H), zum Betätigen der Abschweiß- und Schneideinrichtung, zum Bewegen der Reffelemente (24) und zum Verfahren der Reffeinrichtung (20).
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reffelemente Reffbügel (24) umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß vier in den Ecken eines Rechtecks oder Quadrats angeordnete Reffelemente (24) vorhanden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reffantriebe (50) gegen die Reffelemente (24) andrückbare und in beiden Richtungen drehantreibbare Reffrollen (52) umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reffantriebe (50) Saugköpfe und/oder Klemmeinrichtungen zum Erfassen, Aufnehmen und/oder Halten eines Folienschlauchabschnitts (64) umfassen.