DE102011011627A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von umreiften Gebinden sowie Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren für eine Umreifungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines wenigstens einen Artikel umfassenden Gebindes (14). Die Vorrichtung umfasst zumindest eine Einrichtung zur Umreifung des wenigstens einen Artikels mit wenigstens einer horizontal und/oder vertikal und/oder über Kreuz um eine Außenseite des/der Artikel(s) gelegten und/oder gespannten band- oder streifenartigen Umreifung (12) sowie eine Einrichtung zur Erzeugung einer definierbaren Spannkraft der Umreifung (12). Es ist eine Einrichtung zur Erfassung von Eigenschaften des/der Artikel(s) vorgesehen, die mit der Einrichtung zur Erzeugung der definierbaren Spannkraft der Umreifung (12) gekoppelt und/oder wirkverbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren für eine Umreifungsvorrichtung, insbesondere zur Regelung der Spannkraft und/oder Rückspannkraft der Umreifungsvorrichtung, wobei erfasste Eigenschaften von zu umreifenden Artikeln und/oder des verwendeten Umreifungsmaterials als Regelgröße der Spannkraft und/oder der Rückspannkraft verwendet werden.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Gebinden mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 12. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren für eine Umreifungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 22.
• Für die Verarbeitung, Zusammenstellung, Gruppierung und Verpackung von Artikeln wie bspw. Getränkebehältern gibt es unterschiedliche Verpackungsarten, bspw. die Zusammenfassung der Artikel bzw. Behälter zu tragbaren, relativ handlichen Gebindeeinheiten. Auch hierfür sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, einzelne Artikel zu größeren Gebinden zusammenzufassen. So werden bspw. Getränkebehälter meist mittels Schrumpffolien zu Gebinden von vier, sechs oder mehr Behältern zusammengefasst und verpackt. Die Herstellung von Gebinden ist meist unumgänglich, da sie die häufigste Variante von Verkaufseinheiten für Getränkebehälter oder Flaschen aus PET-Kunststoff darstellen. Die Gebinde werden für den Transport teilweise nochmals zusammengefasst und/oder in Lagen zusammengestellt und palettiert.
• Bei der Herstellung von bekannten Gebindearten sind spezifische Fertigungsschritte erforderlich, um die üblicherweise eingesetzten Schrumpffolien verarbeiten zu können. Diese Fertigungsschritte erfordern einen relativ hohen Energieeinsatz. Zudem verursacht die verwendete Folie Kosten zur Herstellung, zur Bereitstellung, zur Handhabung sowie zur späteren Entsorgung, da sie nach dem Verkauf nicht mehr benötigt wird. Auch die Maschinenausstattung zur Bereitstellung der sog. Folieneinschlagmodule und anderer Handhabungsstationen verursacht hohe Investitionskosten. Schließlich erfordert auch die Bereitstellung des sog. Schrumpftunnels, bei dem die um die Gebinde geschlagene Folie mittels Heißluftbeaufschlagung um die Behälter geschrumpft wird, einen relativ hohen Kapitaleinsatz.
• Eine Variante, bei der grundsätzlich auf den Einsatz von Schrumpffolien verzichtet werden kann, sind sog. Umreifungsgebinde. Hierbei werden die Behälter mittels sog. Umreifungsbänder zu einem Gebinde zusammengefasst und miteinander verbunden. In kontinuierlich oder taktweise arbeitenden Umreifungsmaschinen werden Behälter, Artikel oder Flaschen zu Formationen gruppiert und dann mit Hilfe von Umreifungsaggregaten mit einem Band oder mit mehreren Bändern umreift. Typische Formationen können bspw. 1 × 2-Anordnungen (zwei Behälter in Reihe), 2 × 2-Anordnungen (vier Behälter im Quadrat oder in Rautenformation), 3 × 2-, 4 × 3- oder grundsätzlich auch variable n × m-Anordnungen sein. Beim Einsatz derartiger Umreifungsbänder können sich allerdings Stabilitätsproblem ergeben, da die Gebinde unter Umständen aufgrund der nicht eindeutigen Zuordnung der Behälter zueinander nicht lagestabil sind. Zur Reduzierung der Verschiebung der Behälter sind i. d. R. gewisse Vorspannkräfte der Umreifungsbänder erforderlich.
• Allerdings können Probleme auch dadurch verursacht werden, dass bei biegeweichen Artikeln und Behältern wie bspw. bei Kunststoffflaschen, wie sie in der Getränkeindustrie zum Einsatz kommen, der Innendruck in den Behältern variieren kann. Viele Getränkebehälter werden bei der Abfüllung mit Kohlendioxid, mit Stickstoff oder mit anderen Gasen oder Stoffen beaufschlagt. Abhängig von den herrschenden Temperaturen bei der Abfüllung, von der Außen- oder Umgebungstemperatur, von der Lösungskonzentration des Gases bzw. des Kohlendioxids, vom Zeitverlauf seit der Abfüllung und ggf. von zahlreichen weiteren Parameter wie bspw. der Hallentemperatur, der Temperatur der abzufüllenden Flüssigkeit, der Jahreszeit etc., kann sich der Innendruck der zu umreifenden Behälter verändern. Da die Umreifungsparameter und die bei der Umreifung aufgebrachten Vorspannkräfte jedoch auf einen bestimmten Wert einzustellen sind, kann es leicht zu einer zu hohen oder einer unzureichenden Vorspannung kommen. Bei einer zu hohen Vorspannung können die Behälter beschädigt werden, während bei einer zu geringen Vorspannung die Gebindestabilität beeinträchtigt ist. Ob die gewählte Umreifungsvorspannung richtig eingestellt ist, kann im Wesentlichen nur durch die Entnahme und Überprüfung von Stichproben nachgeprüft werden, womit jedoch Ausschuss bei der Behälter- und Gebindeproduktion erzeugt wird. Die Maschinenparameter der Umreifungsmaschine sind durch eine Bedienperson anzupassen und neu einzustellen.
• Die DE 20 2006 000 215 U1 offenbart ein Gebinde, das Waren und ein um die Waren gespanntes Verpackungsmaterial umfasst. Das Verpackungsmaterial weist eine Form eines kontinuierlichen Verpackungsmaterialstreifens auf, welches zudem zwei Enden besitzt, die einen Überlappungsbereich bilden. Der Verpackungsmaterialstreifen wird um die Waren gespannt, wobei ein Überlappungsbereich der beiden Enden entsteht. Die dadurch gebildeten Verpackungsmaterialabschnitte werden unter Aufwendungen von einer zusammenhaltenden Kraft klebend um die Waren befestigt. Hierzu wird vorgeschlagen, dass an einer äußeren Oberfläche eines freien Endes des streifenförmigen Verpackungsmaterials ein Klebestreifen angebracht ist, um das freie Ende des Verpackungsmaterials selbstklebend auszubilden. Bei dieser Ausgestaltung eines Gebindes können sich die Behälter in ihrer Formation verschieben und bleiben im Gebinde nicht stabil.
• Aus der DE 1 457 489 A ist weiterhin ein Gebinde mit mehreren Flaschen bekannt, die in Gestalt eines Paketes mittels endlosen Bändern zusammengehalten sind. Ein Griff ermöglicht das Tragen des Pakets. Eine weitere Gebindeanordnung ist in der US 57 75 486 A offenbart. Reihen von drei oder sechs Flaschen oder Dosen sind jeweils mit oberseitigen Aufsätzen aus Karton fixiert und mittels Umreifungsbändern zu größeren Gebinden zusammengefasst.
• Das vorrangige Ziel der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine verbesserte Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen von umreiften Gebinden aus einem, insbesondere aber aus wenigstens zwei mit einer Umreifung zusammengefassten Artikeln oder Behältern vorzuschlagen, bei denen Beschädigungen aufgrund zu hoher Gebindevorspannung oder Instabilitäten aufgrund unzureichender Vorspannung vermieden werden können. Es sollen insbesondere eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung gestellt werden, bei denen eine optimierte Umreifungsspannkraft auch bei wechselnden Umgebungs- und Artikelparametern gewährleistet werden kann, ohne dass dies mit einer erhöhten Ausschussbildung verbunden ist. Weiterhin soll ein Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren für eine Umreifungsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden, das eine optimierte Spannkraftregelung für die Umreifungen ermöglicht.
• Diese Ziele der Erfindung werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen. Zur Erreichung eines der genannten Ziele schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Gebindes mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 vor. Zur Erreichung eines der genannten Ziele schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines wenigstens einen Artikel umfassenden Gebindes vor, die zumindest eine Einrichtung zur Umreifung des wenigstens einen Artikels mit wenigstens einer horizontal und/oder vertikal und/oder über Kreuz um eine Außenseite des/der Artikel(s) gelegten und/oder gespannten band- oder streifenartigen Umreifung sowie eine Einrichtung zur Erzeugung einer definierbaren Spannkraft der Umreifung umfasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erfassung von Eigenschaften des/der Artikel(s), die mit der Einrichtung zur Erzeugung der definierbaren Spannkraft der Umreifung gekoppelt und/oder wirkverbunden ist. Diese Koppelung bzw. Wirkverbindung ist insbesondere steuerungs- und/oder regelungstechnisch zu verstehen. So kann die Einrichtung zur Erfassung der Artikeleigenschaften bspw. Sensor- oder Messeinrichtungen umfassen, wie sie nachfolgend in verschiedenen Ausführungsvarianten beispielhaft erläutert werden.
• Die Einrichtung zur Erfassung von Artikeleigenschaften kann jedoch auch als Eingabeterminal zur manuellen Eingabe von Artikelparametern und/oder Artikeleigenschaften verstanden werden. Darüber hinaus kann die Einrichtung bspw. auch durch einen Barcode- oder anderen Codeleser, einen optischen Sensor o. dgl. gebildet sein, der zur Initialisierung der Bandspannungsregelung bzw. der Einrichtung zur Erzeugung der definierten Spannkraft dienen kann. Eine solche manuelle oder maschinenunterstützte Initialisierung kann bspw. dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn unterschiedlichen zu umreifenden Artikeln jeweils unterschiedliche, jedoch im Wesentlichen bereits bekannte mechanische Eigenschaften zugeordnet werden können. Es ist bspw. denkbar, dass eine Artikelfarbe, eine Getränkefarbe, eine Behälterform etc. jeweils einen Eingabewert zur Initialisierung der Einrichtung zur Erzeugung der Spannkraft liefert, wobei die jeweiligen Steuerdaten vorzugsweise in einer Datenbank abgelegt sein können.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit Einrichtungen zur Fixierung von Enden der Umreifung ausgestattet sein. Sie kann jedoch auch eine Einrichtung zur Ausbildung wenigstens einer Schlaufe an wenigstens einer Stelle der zu verbindenden oder bereits verbundenen Umreifung umfassen. Eine solche Schlaufe kann bspw. der verbesserten Handhabung der Umreifung, insbesondere beim Auftrennen des Umreifungsbandes dienen, da die Schlaufe ein peitschenartiges Lösen der Umreifung beim Zerschneiden oder Lösen einer definierten Trennstelle verhindern kann.
• Vorzugsweise ist die Einrichtung zur Erfassung von Eigenschaften des/der Artikel(s) der Einrichtung zur Umreifung des/der Artikel(s) im Hinblick auf die Signalverarbeitung vorgeschaltet. Selbstverständlich können die beiden Einheiten auch baulich integriert oder in einer gemeinsamen Steuerschaltung vereinigt sein. Dennoch ist es sinnvoll, zunächst die Artikeleigenschaften in irgendeiner sinnvollen Weise zu messen, zu erfassen oder manuell und/oder maschinell einzugeben, bevor ein Steuersignal und/oder Regelsignal für die Umreifungseinrichtung und insbesondere für die Einrichtung zur Erzeugung der Spannkraft für die Umreifung generiert wird.
• Das mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu umreifende Gebinde umfasst wenigstens einen Artikel, wird jedoch meist durch mindestens zwei zunächst nur aneinander gestellte oder gruppierte Artikel gebildet, die mittels einer Umreifung fest miteinander verbunden werden. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung zur Umschlingung oder Umreifung des Artikels oder der wenigstens zwei Artikel mit wenigstens einer horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal oder über Kreuz um eine Außenseite der Artikel gelegten und/oder gespannten, band- oder streifenartigen, geschlossenen und/oder an ihren Enden miteinander verbundenen Umreifung umfassen. Weiterhin kann eine Einrichtung zur Fixierung von überlappenden oder auf Stoß gelegten Enden der Umreifung und/oder zur Ausbildung einer Schlaufe an wenigstens einer Stelle einer geschlossenen Umreifung vorgesehen sein. Eine geeignete Einrichtung oder Maschinenausstattung sorgt für die Herstellung oder Aufbringung einer definierbaren Bandspannung bzw. Spannkraft beim Umschlingen der Artikel und/oder bei der Fixierung der Umreifung. Diese Spannkraft oder Bandspannung kann grundsätzlich auch als Teil einer von außen aufgebrachten Vorspannung der Umreifung bezeichnet werden. Eine solche Umreifungsvorspannung oder Bandspannung ist für den mechanischen Zusammenhalt derartiger Gebindeanordnungen unverzichtbar, da ansonsten die Artikel nicht mit der gewünschten Stabilität zusammengehalten sind. Ist die Vorspannung oder Bandspannung zu gering, neigen die einzelnen Artikel im Gebinde zum Verrutschen oder gar zum Herausfallen. Ist die Umreifungsspannung oder Bandspannung dagegen zu hoch, besteht die Gefahr einer zu starken Verformung oder Einschnürung der Artikel, was zu deren Beschädigung führen kann. Die definierte Bandspannung muss daher bei der Herstellung des Gebindes und damit bei der Fixierung der Bandenden der Umreifung bzw. bei der Fixierung der Schlaufe (bei geschlossenem Umreifungsband) aufgebracht werden.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Umreifungsvorspannung bzw. Bandspannung oder Spannkraft der zu fixierenden bzw. fixierten Umreifung variabel einstellbar. Die Erfindung umfasst zudem ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung von wenigstens einen Artikel umfassenden Gebinden, welche mit wenigstens einer horizontal und/oder vertikal und/oder über Kreuz um eine Außenseite des/der Artikel(s) gelegten und/oder gespannten band- oder streifenartigen Umreifung gebildet und/oder zusammengehalten werden. Das erfindungsgemäße Gebindeherstellverfahren ist im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannkraft der Umreifung individuell in Abhängigkeit von Eigenschaften der Artikel variabel gesteuert und/oder geregelt wird. Die Spannkraft der Umreifung kann insbesondere unter Berücksichtigung von erfassten mechanischen Artikeleigenschaften, insbesondere von festigkeits- und/oder füllstands- und/oder innendruckbezogenen Artikelparametern variabel gesteuert und/oder geregelt werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass nach der Erzeugung der erforderlichen Umreifungsspannkraft die Enden der Umreifung miteinander verbunden werden, bspw. durch Verschweißen und/oder Verkleben. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass nach der Erzeugung der Spannkraft die Enden der Umreifung unter Ausbildung einer Schlaufe miteinander verbunden werden. Bei dem erfindungsgemäßen Gebindeherstellungs- und -umreifungsverfahren werden mit geeigneten Einrichtungen bestimmte Eigenschaften des/der Artikel(s) erfasst und die entsprechenden Signale an die Einrichtung zur Erzeugung der definierbaren Spannkraft der Umreifung weitergeleitet, bspw. als Regelgrößen oder Steuersignale. Die hierfür erforderliche Koppelung der Erfassung der Artikeleigenschaften bzw. die entsprechende Signaldatenverbindung ist insbesondere steuerungs- und/oder regelungstechnisch zu verstehen. So kann die Einrichtung zur Erfassung der Artikeleigenschaften bspw. Sensor- oder Messeinrichtungen entsprechend einer der erfindungsmäßigen Ausführungsvarianten aufweisen. Die Erfassung von Artikeleigenschaften kann jedoch bspw. auch manuell durch Eingabe von Artikelparametern und/oder Artikeleigenschaften erfolgen. Darüber hinaus können die Artikeleigenschaften auch mit Hilfe von Barcodes, maschinenlesbaren Codierungen auf den Artikelverpackungen und/oder Behältermantelflächen o. dgl. an die Signalverarbeitung übertragen werden, die einer Initialisierung der Bandspannungsregelung bzw. der Einrichtung zur Erzeugung der definierten Spannkraft dient. Eine solche manuelle oder maschinenunterstützte Initialisierung kann bspw. dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn unterschiedlichen zu umreifenden Artikeln jeweils unterschiedliche, jedoch im Wesentlichen bereits bekannte mechanische Eigenschaften zugeordnet werden können, wie dies bereits oben erläutert wurde.
• Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dient der Herstellung von Gebinden, die aus mindestens einem, insbesondere jedoch aus zwei oder mehr miteinander zu verbindenden Artikeln oder Behältern gebildet werden, die mit wenigstens einer horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal oder über Kreuz um eine Außenseite der Artikel oder Behälter gespannten, band- oder streifenartigen, geschlossenen und/oder an ihren Enden miteinander verbundenen Umreifung zusammengehalten werden, wobei die überlappenden oder auf Stoß liegenden Enden der Umreifung vorgespannt und aneinander fixiert und/oder die geschlossene Umreifung unter Ausbildung einer Schlaufe an wenigstens einer Stelle vorgespannt bzw. die Umreifung mit einer Bandspannung versehen wird. Sowohl bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung als auch beim erfindungsgemäßen Verfahren kann optional vorgesehen sein, dass die Spannkraft oder Bandspannung der zu fixierenden bzw. fixierten Umreifung unter Berücksichtigung von erfassten mechanischen Artikeleigenschaften oder Artikelparametern wie deren Festigkeit gesteuert wird bzw. einstellbar ist. Insbesondere kann die Spannkraft, Umreifungsvorspannung oder Bandspannung unter Berücksichtigung von festigkeits- und/oder füllstands- und/oder innendruckbezogenen Artikelparametern variabel einstellbar sein bzw. gesteuert werden.
• Derartige Gebinde, deren Herstellung und Verarbeitung Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, umfassen normalerweise mindestens zwei miteinander verbundene PET-Behälter oder andere Artikel oder Behälter, die mit wenigstens einer horizontal um eine Außenseite der PET-Behälter gespannten, band- oder streifenartigen, geschlossenen Umreifung zusammengehalten werden. Wahlweise kann ein an den Behältern und/oder an der Umreifung befestigter Tragegriff eine Oberseite des Gebindes überspannen. Der Tragegriff kann bspw. an Außenmantelflächen von zwei gegenüber liegend, nebeneinander oder benachbart angeordneten PET-Behältern fixiert sein. Gemeinsames Merkmal solcher Gebinde, die jeweils mindestens zwei, vorzugsweise vier, ggf. auch fünf, sechs, sieben oder mehr miteinander verbundene PET-Behälter umfassen, ist die horizontal um eine Außenseite der PET-Behälter gespannte, band- oder streifenartige Umreifung, mit der die Behälter des Gebindes zusammengehalten sind. Diese Umreifungen werden vorzugsweise während eines ununterbrochenen Förderprozesses um die PET-Behälter gelegt und anschließend fixiert. Während der Aufbringung der Umreifung werden die PET-Behälter normalerweise nicht angehalten oder verzögert, da die Umreifung in einem kontinuierlichen Prozess während der ununterbrochenen Förderung der PET-Behälter um diese aufgebracht werden kann. Eine an den Außenseiten der PET-Behälter anliegende Innenseite der Umreifung kann ggf. an einer Kontaktstelle mit einem der PET-Behälter fest fixiert werden. So kann die Umreifung an der Kontaktstelle insbesondere mittels einer stoffschlüssigen Verbindung in Form wenigstens einer Schweißverbindung fixiert sein. Durch eine derartige Verbindung lassen sich die PET-Behälter im Gebinde nicht mehr verschieben, so dass eine definierte Packungsanordnung beibehalten wird. Wahlweise jedoch kann diese Fixierung auch entfallen, so dass ein Verschieben der Behälter in der oben beschriebenen Weise, insbesondere nach dem Aufbringen des schlaufenartigen Tragegriffs weiterhin ermöglicht ist. Sinnvoll ist es auch, die Fixierung nach der Festlegung der endgültigen Anordnung der Behälter im Gebinde und nach dem Aufbringen und richtigen Platzieren des Tragegriffs vorzunehmen, so dass die gewählte Anordnung zuverlässig beibehalten wird.
• Da der Innendruck bei Kunststoffflaschen, PET-Behältern o. dgl., die mit Getränken oder anderen Flüssigkeiten befüllt wurden, variieren kann, verändert sich auch die für die Umreifung zu wählende optimale Bandspannung. Da insbesondere Getränke bei der Abfüllung mit Kohlendioxid, Stickstoff oder anderen Gasen beaufschlagt werden, kann sich der Innendruck im Behälter mit variierender Abfülltemperatur, Außentemperatur, dem Lösungsgrad des Kohlendioxids im Getränk, der seit der Abfüllung vergangenen Zeit und anderen Randbedingungen verändern, ohne dass diese Schwankungen genau durch Berücksichtigung der Randbedingungen berechenbar wären. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann nun bspw. ein zu niedriger Behälterinnendruck beim Aufbringen der Umreifung berücksichtigt werden, was Beschädigungen der Behälter durch zu hohe Rückspannkräfte des Umreifungsbandes zuverlässig verhindern kann.
• Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass der im vorliegenden Zusammenhang verwendete Begriff der Bandspannung, Umreifungsspannung oder Umreifungsvorspannung grundsätzlich als resultierende Spannung oder als effektive Bandspannung anzusehen ist, in die mindestens zwei gegensinnig wirkende Kraftkomponenten eingehen. So wird einerseits die Umreifung bei ihrer Aufbringung auf das Gebinde mit einer gewissen Spannkraft beaufschlagt, die zum sicheren Zusammenhalt der einzelnen Artikel unverzichtbar ist. Andererseits üben die mehr oder weniger nachgiebigen und durch die Umreifung komprimierten Artikel eine Rückstellkraft oder Rückspannkraft auf die Umreifung aus, welche der zuvor aufgebrachten Spannkraft entgegen wirkt. Die resultierende Kraft aus diesen Kraftkomponenten ergibt die effektive Bandspannung des fertigen Gebindes. Wenn jedoch gemäß der unabhängigen Ansprüche von der „Spannkraft” die Rede ist, so ist damit nicht zwingend die resultierende Umreifungsspannung gemeint, sondern in erster Linie die durch den Umreifungskopf bzw. die Einrichtung zur Umreifung und/oder zur Erzeugung der Spannkraft oder Rückspannkraft für die Umreifung tatsächlich während des Umreifungs- und Fixierungsvorganges (bspw. durch Verschweißung der überlappenden Enden des Umreifungsbandes) aufgebrachte Spannkraft. Nachdem die Umreifung aufgebracht ist, wirkt dieser Spannkraft die Rückstellkraft der leicht verformten Artikel oder Behälter entgegen und bildet in der Summe die resultierende Umreifungsspannung.
• Die optionale Schweißverbindung kann bspw. durch eine Ultraschallschweißverbindung oder eine Laserschweißverbindung oder eine andere geeignete Verbindungstechnik hergestellt werden. Bei Thermoplasten bzw. thermoplastischen Kunststoffen muss an der gewünschten Schweißstelle das Material durch Zuführen von Wärme aufgeschmolzen oder zumindest erweicht werden, um eine stoffschlüssige Verbindung an der zu schweißenden Kontaktstelle zu ermöglichen. So werden beim Ultraschallschweißen die Kunststoffe mittels mechanischer Schwingungen verbunden. Das Hauptmerkmal dieses Verfahrens ist, dass die zum Schweißen notwendige Wärme zwischen den Bauteilen durch Molekular- und Grenzflächenreibung in den Bauteilen entsteht.
• Die Umreifung wird meist durch wenigstens ein um die Außenseiten des wenigstens einen Artikels des Gebindes bzw. um die Außenseiten der zwei oder mehr PET-Behälter gespanntes und anschließend unter definierter Bandspannung an seinen Enden verbundenes flaches Band gebildet. Mit dieser gespannten, streifen- oder bandförmigen Umreifung werden die Artikel, Stückgüter oder PET-Behälter zu einem Gebinde zusammengefasst und -gehalten, so dass sie sicher transportiert werden können. Die unverzichtbare Vorspannung oder Bandspannung des Umreifungsbandes wird mit Hilfe der vorliegenden Erfindung angepasst. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr parallel verlaufende Bänder die Umreifung bilden. Die Umreifung ist somit durch ein, zwei oder mehr gleichartige oder unterschiedliche Bänder aus Kunststoff oder einem Verbundmaterial herstellbar, wobei die Bänder an ihren Enden jeweils überlappend oder unter Stoßbildung miteinander verklebt, verschweißt, verklammert, verknotet oder anderweitig verbunden sind. Eine vorteilhafte Ausführungsform kann durch eine Verschweißung der überlappenden Enden der Umreifung gebildet sein. Zudem ist es vorstellbar, dass die Enden mittels eines Schweißpunktes an mindestens einem PET-Behälter des Gebindes angeschweißt werden, so dass die PET-Behälter während des Transports in ihrer Formation gesichert sind. Die Behälter des Gebindes können somit nicht in unterschiedliche Formationen, wie bspw. von einer Längsformation in eine Diagonalformation verschoben werden. Bei einem Gebinde, bei dem die PET-Behälter in einer Diagonalformation angeordnet sind, wäre es ebenso möglich, dass ein erster Fixierpunkt an einem mittleren PET-Behälter angebracht ist und ein zweiter Fixierpunkt an einem diagonal gegenüberliegenden PET-Behälter. Mit dieser Variante könnte sich das Gebinde nicht in eine Längsformation verschieben, da die Umreifung an den PET-Behältern mittels eines Schweißpunktes fixiert ist und somit keinen Verschiebungsweg der Behälter zulässt. Vorzugsweise sollte die Umreifung mit mindestens einem Fixierpunkt an den zu einem Gebinde zusammengestellten PET-Behälter befestigt sein. Bei zwei Fixierpunkten bietet es sich an, dass diese an den gegenüberliegenden PET-Behältern angebracht sind.
• Die zu einem Gebinde zusammengehaltenen PET-Behälter weisen ggf. jeweils ringförmig umlaufende und/oder sich in horizontaler Richtung erstreckende Aussparungen für die Aufnahme und/oder Fixierung der Umreifung auf. Mit einer derartigen Aussparung kann eine zusätzliche Fixierung der Umreifung gebildet werden, da die aufgebrachten Umreifungen somit in ihrer horizontalen Lage fixiert werden. Weiterhin weisen die zu einem Gebinde zusammengehaltenen PET-Behälter jeweils einen Behälterhals unterhalb einer oberseitigen Öffnung auf, an dem eine weitere Umreifung zur Fixierung der PET-Behälter angebracht sein kann. Jede dieser genannten Umreifungsvarianten kann ggf. zusätzlich mit mindestens einem Schweißpunkt an wenigstens einem PET-Behälter des Gebindes versehen sein bzw. während der Herstellung des Gebindes versehen werden, so dass die gegenseitige Verschiebung der Behälter gegeneinander unterbunden werden kann. Besonders vorteilhaft lässt sich ein wiederverwertbares Material als Umreifung und/oder als Tragegriff einsetzen, das bspw. aus einem sortenreinen thermoplastischen Kunststoff bestehen kann. Ggf. lässt sich auch ein biologisch abbaubares Material einsetzen, wahlweise auch als Verbundmaterial mit thermoplastischem Kunststoff und/oder mit einer Faserverstärkung. Als weitere Vorteile der Erfindung gegenüber bekannten Varianten aus dem Stand der Technik sind u. a. zu nennen, dass die Umreifungsbänder sowie die Tragegriffe kostengünstiger als eine Folie herzustellen und auch zu verarbeiten sind. Es ist kein Schrumpftunnel erforderlich, wodurch eine hohe Energieeinsparung und eine Reduzierung der Investitionskosten möglich sind.
• Wie oben bereits erwähnt, ist die Bandspannung der aufgebrachten Umreifung unter Berücksichtigung von mechanischen Festigkeitseigenschaften der Artikel, von füllstands- und/oder innendruckbezogenen Artikelparametern o. dgl. variabel einstellbar. Die Umreifung kann durch ein, zwei oder mehr gleichartige oder unterschiedliche Bänder aus Kunststoff oder einem Verbundmaterial gebildet sein, wobei die Bänder an ihren Enden jeweils überlappend oder unter Stoßbildung miteinander verklebt, verschweißt, verklammert, verknotet oder anderweitig verbunden sind, und wobei die wenigstens zwei Artikel durch Flüssigkeitsbehälter, insbesondere durch Getränkebehälter aus Kunststoff wie PET gebildet sind.
• Wenn im vorliegenden Zusammenhang von mechanischen Festigkeitswerten oder Festigkeitsparametern oder allgemein von Artikelparametern die Rede ist, so sind damit in erster Linie physikalische Parameter gemeint, und zwar insbesondere der im Behälter bzw. PET-Behälter herrschende Innendruck, der bspw. aus einer erfassten Verformung des Artikels hergeleitet werden kann, da sich bei einem im Behälter herrschenden Überdruck die Seitenwände konvex nach außen wölben, wogegen sie sich bei einem im Behälter herrschenden Unterdruck konkav nach innen wölben. Aufgrund der typischerweise verwendeten dünnen Behälterwände sind diese Aus- oder Einwölbungen während des laufenden Umreifungsprozesses erfassbar, so dass sie als Messgrößen zur Herleitung des Behälterinnendrucks herangezogen werden können. Allerdings ist es auch möglich, den im Behälter herrschenden Innendruck direkt zu erfassen. So kann die Vorrichtung eine optische Messeinrichtung zur Erfassung oder Herleitung des in den Artikeln oder Behältern herrschenden Innendrucks aufweisen. Eine solche optische Messeinrichtung kann bspw. dafür vorgesehen sein, eine Gaskonzentration des oberhalb des Füllstandes befindlichen Gasraumes, d. h. des Bereichs unmittelbar unterhalb eines Behälter- oder Flaschenverschlusses, zu erfassen. Damit kann bspw. eine Konzentration eines Kohlendioxidgehalts oder eines Stickstoffgehalts gemessen werden, woraus sich unmittelbar der im Behälter herrschende Innendruck errechnen lässt. Wahlweise kann die optische Messeinrichtung auch dazu eingesetzt werden, eine Verformung oder Aus- oder Einwölbung wenigstens einer Seitenwand zu erfassen.
• Alternativ oder zusätzlich kann diese Verformung oder Aus- oder Einwölbung wenigstens einer Seitenwand des Behälters oder Artikels auch mittels einer mechanischen Messeinrichtung erfasst werden, mit der die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestattet sein kann. So kann eine solche mechanische Messeinrichtung wenigstens einen Taster oder Abnehmer umfassen, der eine Korrelation zwischen einer Einwölbung wenigstens einer Seitenwand des Artikels und der dafür aufzubringenden Kraft erfasst. So kann mittels einer geeigneten mechanischen Anordnung eine definierte Seitenkraft in die Mantelfläche eines Behälters eingeleitet und der daraus resultierende Verformungsweg gemessen werden. Aus der gemessenen Verformung aufgrund der Einleitung der definierten Seitenkraft können die erforderlichen Vorspannkräfte oder Bandspannungskräfte für die Gebindeumreifung errechnet werden. Mit einer solchen Anordnung werden die absoluten Verformungswiderstände gemessen, bei denen mehrere Einflussgrößen wirksam werden, so bspw. die Behältersteifigkeit, der Behälterinnendruck und der Verdrängungsgegendruck der Flüssigkeit im Behälter. Die Aufbringung der Seitenkraft und die Messung des Verformungsweges können bspw. über einen seitlich zustellbaren Taster erfolgen, der in der Breite einem Umreifungsband entsprechen und vorzugsweise so in der Höhe verstellt werden kann, dass möglichst exakt in der Position gemessen wird, in der das Band platziert wird. Ein solcher Taster kann bspw. an der Behältermantelfläche abrollend, schleifend oder als getakteter Stößel punktuell wirkend ausgeführt sein. Ggf. kann es sinnvoll sein, einen Taster mit einer angetriebenen Fördereinrichtung einzusetzen, um die Behälter durch den Mess- und Abtastvorgang nicht zu stark zurückzuhalten.
• Eine solche Anordnung liefert eine kostengünstige Messvariante, die problemlos in mehreren parallelen Fördergassen eingesetzt werden kann. Vorteilhaft ist dabei, dass die Verformung der Behälter bei einer definierten eingebrachten Kraft gemessen wird, nicht dagegen der Innendruck selbst, so dass die Eigensteifigkeit des Behälters mitberücksichtigt wird. Die optischen Eigenschaften sowie die allgemeinen Materialeigenschaften sind bei diesem Messverfahren nicht von Bedeutung. Zwar arbeitet diese Messvariante nicht berührungsfrei, doch ist sie dennoch relativ wenig anfällig für Verschmutzungen.
• Als Besonderheiten dieser mechanischen Messanordnung sind zu nennen, dass die Messeinrichtung bzw. der Abtaster auf jedes veränderte Behälterformat neu einjustiert werden muss, was jedoch ggf. auch automatisch erfolgen kann. Da es sich um kein berührungsfreies System handelt, können unter Umständen Bremseffekte auftreten, die zu Verzögerungen beim Behältertransport führen. Um diese unerwünschten Effekte zu vermeiden, kann es sinnvoll sein, das Messsystem mit angetriebenen Rollen oder einem umlaufenden, angetriebenen Zugmittel wie einem Treibriemen o. dgl. zu versehen, um zu verhindern, dass die Behälter zu stark zurückgehalten werden, wodurch ein Verklemmen und/oder ein Rückstau ausgelöst werden könnte. Da der effektive Verformungswiderstand der Behälter an einer Stelle und nicht der tatsächliche Innendruck gemessen wird, ist das Messverfahren nicht für alle Behälterformen und -geometrien gleichermaßen geeignet. Die Eignung für stark konturierte und/oder mit Sicken oder Einschnürungen versehene Behälter mit nicht kreisrunden Querschnitten ist ggf. durch Versuche zu ermitteln. Während die Eindrückung der Behälter auf mechanischem Wege erfolgen muss, kann die Auswertung der Auslenkung selbst berührungslos erfolgen, bspw. mittels optischen, induktiven und/oder kapazitiven Verfahren. Bei der Auswertung ist zu beachten, dass Rückschlüsse auf den tatsächlichen Innendruck nur mit Hilfe von Vergleichsmessungen an unbegasten Behältern gezogen werden können.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird wenigstens einer der erfassten Artikelparameter aus einer erfassten Bandspannung während der Umschlingung und/oder unmittelbar vor einer Fixierung der Bandenden abgeleitet. So kann der Vorrichtung eine geeignete Messeinrichtung zugeordnet sein, die in der Lage ist, während des Umreifungsvorgang die Bandspannung zu messen und vorzugsweise unmittelbar vor der Fixierung oder während der Fixierung der Bandenden anzupassen und so einzustellen, dass die für die jeweiligen Behälterzustände optimale Bandvorspannung hergestellt wird.
• Besonders vorteilhaft lässt sich der wenigstens eine erfasste Artikelparameter als Regelgröße für eine Bandspannungsregelung verwenden, so dass die Bandspannung im laufenden Betrieb auch bei schwankenden Artikelparametern, d. h. bei jeweils unterschiedlichen Innendrücken in den Behältern, angepasst werden kann. Eine solche Bandspannungsregelung hat den besonderen Vorteil, dass die Erfassung der Bandspannung nicht erst rückwirkend erfolgen kann, was u. U. mit Ausschuss bei zu hoher oder zu geringer Bandspannung verbunden wäre. Die Bandspannung kann vielmehr bereits beim Umreifungsvorgang angepasst und individuell auf das jeweilige Erfordernis des umreiften Gebindes eingestellt werden.
• Wie erwähnt, kann beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Gebinden die Bandspannung der zu fixierenden bzw. fixierten Umreifung unter Berücksichtigung von erfassten mechanischen Artikeleigenschaften, insbesondere von füllstands- und/oder innendruckbezogenen Artikelparametern variabel gesteuert werden, wobei vorzugsweise wenigstens einer der erfassten Artikelparameter aus einer erfassten oder gemessenen Verformung des Artikels oder Behälters und/oder aus dessen/deren erfasstem Innendruck hergeleitet wird. So kann der in dem Artikel oder Behälter herrschende Innendruck und/oder eine Verformung oder Aus- oder Einwölbung wenigstens einer Seitenwand des Artikels oder Behälters mittels einer optischen Messeinrichtung erfasst oder hergeleitet werden. Auch kann in einer vorteilhaften Variante des Verfahrens eine Gaskonzentration in einem Abschnitt innerhalb des Artikels oder Behälters, insbesondere oberhalb eines Füllungsniveaus mit Flüssigkeit gemessen und zur Herleitung eines Artikel- oder Behälterinnendrucks verwendet werden.
• Alternativ kann eine Verformung oder Aus- oder Einwölbung wenigstens einer Seitenwand des Behälters mittels einer mechanischen Messeinrichtung erfasst werden. Zudem ist es möglich, wenigstens einen der erfassten Artikelparameter aus einer erfassten Bandspannung während der Umschlingung und/oder unmittelbar vor einer Fixierung der Bandenden abzuleiten. Auf diese Weise kann der wenigstens eine erfasste Artikelparameter vorteilhaft als Regelgröße für eine Bandspannungsregelung verarbeitet werden.
• Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die vorliegende Erfindung mit allen ihren Aspekten grundsätzlich auch auf solche Gebinde übertragbar ist, bei denen nur ein einziger Artikel, bspw. ein Kartonstückgut o. dgl., mit einer Umreifung versehen ist, wie es bspw. bei Versandartikeln, Versandkartons o. dgl. der Fall sein kann. Ein solcher Karton kann bspw. mit einem Umreifungsband oder mit mehreren parallelen und/oder über Kreuz verlaufenden Umreifungsbändern umhüllt und stabilisiert sein. Diese Umreifungsbänder können horizontal, vertikal und/oder diagonal bzw. gekreuzt verlaufen. Grundsätzlich können bei solchen Gebinden ähnliche Effekte auftreten wie oben erwähnt, da auch dort eine zu straff gespannte oder zu lose verlaufende Umreifung ungünstig sein kann. Die vorliegende Erfindung soll sich ausdrücklich auch auf solche Verpackungsarten erstrecken, bei denen nur ein Stückgut, Artikel oder Behälter umreift ist. Es wird daher definiert, dass die in der Beschreibung und den Ansprüchen genannten zwei oder mehr Artikel oder Behälter grundsätzlich auch durch einen einzigen Artikel oder Behälter ersetzt werden können, ohne dass damit der wesentliche Erfindungsgedanke in irgendeiner Weise berührt, beeinflusst oder beeinträchtigt sein soll.
• Die vorliegende Erfindung enthält schließlich den allgemeinen Aspekt eines Regelungs- und/oder Steuerungsverfahrens für eine Umreifungsvorrichtung, insbesondere zur Regelung der Spannkraft und/oder Rückspannkraft der Umreifungsvorrichtung. Bei diesem Verfahren werden erfasste Eigenschaften von Artikeln und/oder des verwendeten Umreifungsmaterials als Regelgröße der Spannkraft und/oder der Rückspannkraft verwendet. Insbesondere können bei dem erfindungsgemäßen Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren die Signale einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Eigenschaften der zu umreifenden Artikel zur Erzeugung einer Stellgröße der Umreifungsvorrichtung verarbeitet werden. Mit dem erfindungsgemäßen Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren für die Umreifungsvorrichtung kann in vorteilhafter Weise bspw. ein Umreifungskopf gesteuert werden, der Teil einer Verpackungsanlage für Verpackungsgüter, Gebinde mit umreiften Artikeln, Behältergebinde o. dgl. sein kann. Während die derzeit für diese Zwecke eingesetzten Umreifungsköpfe zwar durch manuellen Eingriff oder entsprechende Dateneingabe in manchen ihrer Verarbeitungsparameter einstellbar sind, fehlt bisher eine verzögerungsfreie Verarbeitung von veränderlichen Messdaten, die bspw. einen Rückschluss auf Verformungs- und Elastizitätseigenschaften von Behältern erlauben, so dass eine entsprechende Veränderung der Spannkräfte beim Aufbringen der Umreifung eine verbesserte Verarbeitungs- und Produktqualität liefern könnte. Die erfindungsgemäße Regelung bzw. Steuerung auf Basis der ermittelten, gelieferten und/oder gemessenen Artikeleigenschaften beseitigt diesen Nachteil der bekannten Anlagen und liefert die Möglichkeit, zu jedem Zeitpunkt eine optimierte Bandspannung der Umreifung zu erzeugen. Wie erwähnt, können wahlweise die Artikeleigenschaften durch Sensor- oder Messwerte erfasst werden. Die Artikeleigenschaften können jedoch auch auf andere Weise verarbeitet werden, bspw. mit Hilfe eines Eingabeterminals zur manuellen Eingabe von Artikelparametern und/oder Artikeleigenschaften. Darüber hinaus können bspw. auch mit Hilfe von Barcode- oder anderen Codelesern, optischen Sensoren o. dgl. Initialisierungswerte für eine Bandspannungsregelung generiert werden. Eine solche manuelle oder maschinenunterstützte Initialisierung kann bspw. dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn unterschiedlichen zu umreifenden Artikeln jeweils unterschiedliche, jedoch im Wesentlichen bereits bekannte mechanische Eigenschaften zugeordnet werden können. Es ist bspw. denkbar, dass eine Artikelfarbe, eine Getränkefarbe, eine Behälterform etc. jeweils einen Eingabewert zur Initialisierung der Einrichtung zur Erzeugung der Spannkraft liefert, wobei die jeweiligen Steuerdaten vorzugsweise in einer Datenbank abgelegt sein können.
• Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
• 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines mit einem Umreifungsband zusammengehaltenen Gebindes mit sechs Getränkebehältern.
• 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Förder- und Verpackungsanlage mit Umreifungsstationen zur Herstellung von Gebinden.
• 3 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Variante eines Regelkreises zur Erfassung eines Behälterinnendrucks und zur Anpassung einer Umreifungsvorspannung.
• 4 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Variante eines Regelkreises zur Erfassung eines Behälterinnendrucks und zur Anpassung einer Umreifungsvorspannung.
• 5 zeigt eine erste Variante einer mechanischen Messanordnung zur Erfassung einer Behältersteifigkeit.
• 6 zeigt eine zweite Variante einer mechanischen Messanordnung zur Erfassung der Behältersteifigkeit.
• 7 zeigt eine dritte Variante einer mechanischen Messanordnung zur Erfassung der Behältersteifigkeit.
• 8 zeigt eine vierte Variante einer mechanischen Messanordnung zur Erfassung der Behältersteifigkeit.
• 9 zeigt eine fünfte Variante einer mechanischen Messanordnung zur Erfassung der Behältersteifigkeit.
• 10 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Variante eines Regelkreises zur Erfassung eines Behälterinnendrucks und zur Anpassung einer Umreifungsvorspannung.
• 11 zeigt eine weitere Regelungsanordnung zur Steuerung einer Umreifungsvorrichtung in schematischer Darstellung.
• 12 zeigt eine Ausführungsvariante eines Umreifungsbandes für ein Gebinde gemäß 1.
• Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den nachfolgend beschriebenen 1 bis 12 jeweils gleiche Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
• Die schematische Perspektivdarstellung der 1 verdeutlicht eine mögliche Ausführungsvariante einer Umreifungsgebindeanordnung, bestehend aus sechs einzelnen Getränkebehältern 10 aus relativ dünnwandigem PET (Polyethylenterephthalat) oder einem anderen geeigneten Kunststoff, die mittels eines horizontal verlaufenden Umreifungsbandes 12 in einer 2 × 3-Formation zusammengehalten und aneinander fixiert sind, so dass ein Gebinde 14 gebildet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist erkennbar, dass die Behälter 10 in diagonaler Richtung gegeneinander verschoben sind, wodurch eine sog. Diagonalanordnung gebildet ist, die aufgrund der Kontaktstellen zwischen den Behältern 10 etwas stabiler ist als eine rechteckige Anordnung.
• Da die Behälter 10 aufgrund ihrer Materialeigenschaften, des typischerweise verwendeten dünnwandigen PET-Kunststoffes, der Behältergeometrien sowie auch aufgrund ggf. variierender Füllstände und variierender Innendrücke nach dem Abfüllen und Verschließen eine gewisse Nachgiebigkeit aufweisen, muss das Umreifungsband 12 mit einer definierten Bandspannung aufgebracht und an seinen überlappenden Enden fixiert werden, da ansonsten die Gefahr besteht, dass der Gebindeverbund zu lose ist und sich die Behälter 10 gegeneinander verschieben und/oder verkippen könnten. Andererseits darf die Umreifungsvorspannung oder Bandspannung des Umreifungsbandes 12 nicht zu stark sein, da ansonsten die nachgiebigen Behälter 10 zu stark eingedrückt und unter Umständen sogar beschädigt werden könnten. Da die im Betrieb auftretende Nachgiebigkeit der Behälterwände von vielen Parameter abhängt, wobei der Behälterinnendruck den größten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Behälter 10 hat, sieht die vorliegende Erfindung die Messung und Anpassung der Umreifungsvorspannung oder Bandspannung an die wechselnden und sich ggf. während des laufenden Betriebes verändernden Behälterparameter vor.
• Die überlappenden Enden 16 des Umreifungsbandes 12 können verklebt oder auf mechanische Weise miteinander verbunden werden. Normalerweise jedoch werden die überlappenden Enden 16 so miteinander verschweißt, dass eine feste Verbindung gegeben ist. Die gegenüber anderen Fügeverfahren normalerweise bevorzugte Schweißverbindung 18 kann bspw. durch eine Ultraschallschweißung oder eine Laserschweißung oder eine andere geeignete Verbindungstechnik hergestellt werden. Bei Verwendung von Thermoplasten bzw. thermoplastischen Kunststoffen als Bandmaterial wird an der vorgesehenen Schweißstelle das Material durch Zuführen von Wärme und/oder starkem Druck aufgeschmolzen oder zumindest erweicht, um eine stoffschlüssige Verbindung an der zu schweißenden Kontaktstelle zu ermöglichen. So werden beim Ultraschallschweißen die Kunststoffe mittels mechanischer Schwingungen verbunden. Das Hauptmerkmal dieses Verfahrens ist, dass die zum Schweißen notwendige Wärme zwischen den Bauteilen durch Molekular- und Grenzflächenreibung in den Bauteilen entsteht.
• Die Umreifung 12 selbst wird durch wenigstens ein um die Außenseiten der PET-Behälter 10 gespanntes und anschließend unter definierter und gemäß der vorliegenden Erfindung einstellbarer Bandspannung an seinen Enden 16 verbundenes flaches Band gebildet. Mit dieser gespannten, streifen- oder bandförmigen Umreifung 12 werden die PET-Behälter 10 zum Gebinde 14 zusammengefasst und -gehalten, so dass sie sicher transportiert werden können. Die definierte Außenkontur des Gebindes 14 ermöglicht zudem die Stapelung und Palettierung einer Vielzahl von solchen Gebinden 14. Die für den Zusammenhalt und die Formgebung des Gebindes 14 unverzichtbare Bandspannung des Umreifungsbandes 12 kann mit Hilfe der vorliegenden Erfindung gemessen und an die wechselnden Erfordernisse angepasst werden. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr in unterschiedlicher Höhe parallel verlaufende Bänder die Umreifung 12 bilden. Die Umreifung 12 ist somit durch ein, zwei oder mehr gleichartige oder unterschiedliche Bänder aus Kunststoff oder einem Verbundmaterial herstellbar, wobei die Bänder an ihren Enden 16 jeweils überlappend oder unter Stoßbildung miteinander verklebt, verschweißt, verklammert, verknotet oder anderweitig verbunden sind.
• Die zu dem in 1 gezeigten Gebinde 14 zusammengefassten PET-Behälter 10 weisen jeweils im oberen Drittel ihrer Mantelflächen Einschnürungen 20 auf. Mit solchen Einschnürungen 20 ist eine zusätzliche Fixierung des Umreifungsbandes 12 gebildet, da die aufgebrachten Umreifungen 12 somit in ihrer horizontalen Lage fixiert werden. Weiterhin weisen die zu dem Gebinde 14 zusammengehaltenen PET-Behälter 10 jeweils einen Behälterhals 22 unterhalb einer oberseitigen Öffnung 24 auf, an dem wahlweise eine weitere Umreifung (nicht dargestellt) zur Fixierung der PET-Behälter 10 angebracht sein kann. Am Umreifungsband 12 und/oder an den Behältermantelflächen ist weiterhin ein optionaler Tragegriff 26 aus flexiblem Material befestigt, mit dem das Gebinde 14 gehalten und getragen werden kann. Bei der Stapelung mehrerer Gebinde 14 wird der Tragegriff 26 zwischen die Behälter 10 gedrückt, so dass er das Gebinde 14 nicht überragt. Erst zum Transport wird der flexible Tragegriff 26 angehoben.
• Die Draufsicht der 2 zeigt in schematischer Weise einen Teil einer Förder- und Verpackungsanlage 28 für Behälter 10, die mit zwei parallel verlaufenden Fördereinrichtungen 30 in Transportrichtung 32 zu einer Umreifungsstation 34 befördert und dort zu Gebinden 14 verarbeitet werden. Die Behälter 10 werden auf jeder der beiden parallel verlaufenden Fördereinrichtungen 30 jeweils in drei nebeneinander angeordneten Reihen befördert, bevor sie in einer Gruppierstation 36 jeweils zu Gebindeformationen 38 von 3 × 2 Behältern 10 gruppiert werden. Diese Gebindeformationen 38 werden im Bereich der Umreifungsstation 34 jeweils mit Umreifungsbändern 12 (vgl. 1) versehen, wodurch die Gebinde 14 die Gestalt entsprechend 1 erhalten, bevor sie nach dem Verlassen der Umreifungsstation 34 auf weiteren Transportbändern 40 zu weiteren Verpackungs- und/oder Palettierstationen (nicht dargestellt) befördert werden.
• Der in den Behältern 10 herrschende Innendruck kann bereits im Bereich der Fördereinrichtungen 30 mittels geeigneter optischer Messeinrichtungen 42 erfasst werden, so dass im Bereich der Umreifungsstation 34 die Umreifungsvorspannung oder Bandspannung beim Anbringen der Umreifungsbänder 12 an den gemessenen Behälterinnendruck angepasst werden kann. Ebenso denkbar ist, dass die mechanische Messeinrichtung auch bereits im Bereich der Fördereinrichtung angeordnet ist. Als optische Messeinrichtung 42 kann insbesondere eine Lasermesseinrichtung zur Erfassung eines CO₂- oder N₂-Gehalts innerhalb des Behälters 10, insbesondere im Bereich oberhalb des Flüssigkeitsfüllstandes zum Einsatz kommen. Auf diese Weise kann die notwendige Bandspannung mittels einer Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 44 berechnet und eine Rückspannkraft von Schließeinheiten der Umreifungsköpfe 46 angepasst werden, wodurch die Bandspannung in der gewünschten und benötigten Weise reguliert werden kann.
• Wahlweise oder zusätzlich kann der in den Behältern 10 herrschende Innendruck im Bereich der Umreifungsstation 34 mittels geeigneter mechanischer Messeinrichtungen 48 erfasst werden, wonach die Umreifungsvorspannung oder Bandspannung beim Anbringen der Umreifungsbänder 12 an den gemessenen oder hergeleiteten Behälterinnendruck angepasst werden kann. Auf Grundlage der mit den mechanischen Messeinrichtungen 48 gemessenen Behälterverformungen kann die notwendige Bandspannung mittels der Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 44 berechnet und die Rückspannkraft der Schließeinheiten der Umreifungsköpfe 46 angepasst werden. Besonders vorteilhaft lässt sich die Messung mit den optischen Messeinrichtungen 42 und/oder mit den mechanischen Messeinrichtungen 48, die Signalauswertung in der Einheit 44 und die Steuerung der Umreifungsköpfe 46 im laufenden Betrieb der Förder- und Verpackungsanlage 28 durchführen, wodurch die Bandspannung permanent angepasst und an die die Rückspannkräfte der das Gebinde 14 bildenden Behälter 10 beeinflussenden Parameter angepasst werden kann. Die Umreifungskraft und die Bandrückspannung können somit permanent und in Echtzeit an die gemessene bzw. aus den Messwerten der optischen Messeinrichtung 42 und/oder der mechanischen Messeinrichtung 48 abgeleiteten Behälterfestigkeit angepasst werden, womit ein geschlossener Regelkreis (vgl. 3 und 4) zur Regelung der Bandspannung unter Berücksichtigung der sich mit der geregelten Bandspannung ändernden Eingangsgröße der Behälterfestigkeit gebildet ist.
• Eine in 2 nicht dargestellte weitere Variante kann vorsehen, neben den Messeinrichtungen 42 und/oder 48 oder anstelle dieser Messeinrichtungen 42 und/oder 48 eine permanente Messung der Umreifungsvorspannung während des Umreifungs- und/oder Fixierungsvorgangs im Bereich der Umreifungsköpfe 46 durchzuführen, um auf diese Weise bei einer zu hohen gemessenen Bandspannung diese reduzieren zu können bzw. um bei einer zu geringen Bandspannung diese auf einen sinnvollen Wert erhöhen zu können. Die Messung der Bandspannung im laufenden Betrieb kann bspw. über geeignete Spannungsmessfühler, Kraftmessfühler, Dehnungsmesseinrichtungen (hier nicht dargestellt) o. dgl. erfolgen.
• Das schematische Blockschaltbild der 3 zeigt eine Variante des Regelkreises 50 zur Anpassung der Bandspannung der Umreifung im laufenden Betrieb der Förder- und Verpackungsanlage 28 durch entsprechende Steuerung der Umreifungsköpfe 46 der Umreifungsstation 34 während des Aufbringens und Fixierens der Umreifungsbänder 12 um die Gebinde 14. Dabei wird gemäß der in 3 gezeigten ersten Variante der Behälterinnendruck der zu Gebinden 14 zu verarbeitenden PET-Behälter 10 mittels der optischen Messeinrichtung 42 erfasst. Deren Ausgangssignale 52 werden zur Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 44 geliefert, die ein Steuersignal 54 an eine Rückspanneinrichtung 56 im Bereich des Umreifungskopfes 46 liefert, um die Vorspannung der Umreifungsbänder 12 zur Gewährleistung einer an den gemessenen Behälterinnendruck angepassten Bandspannung zu regeln und anzupassen.
• Wie bereits erwähnt, kann die optische Erfassungseinrichtung 42 wahlweise eine Gaskonzentration innerhalb der Behälter 10 oder auch eine mit der Verformung im Zusammenhang stehende Größe messen, bspw. einen Spannungsverlauf in einer der Behälterwände, ein sich mit einer Ein- oder Auswölbung der Behältermantelflächen veränderndes Reflexionsverhalten oder einen anderen physikalischen Effekt.
• Das schematische Blockschaltbild der 4 zeigt eine alternative Variante des Regelkreises 50 zur Anpassung der Bandspannung der Umreifung im laufenden Betrieb der Förder- und Verpackungsanlage 28 durch entsprechende Steuerung der Umreifungsköpfe 46 der Umreifungsstation 34 während des Aufbringens und Fixierens der Umreifungsbänder 12. Dabei wird gemäß der in 4 gezeigten zweiten Variante das Verformungsverhalten der Behälter 10 und damit indirekt deren Innendruck mittels der mechanischen Messeinrichtung 48 erfasst. Deren Ausgangssignale 53 werden zur Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 44 geliefert, die ein Steuersignal 54 an die Rückspanneinrichtung 56 im Bereich des Umreifungskopfes 46 liefert, um die Bandspannung der Umreifungsbänder 12 zu regeln und anzupassen. Die mechanische Erfassungseinrichtung 48 kann bspw. entsprechend einer der in den nachfolgenden 5 bis 9 Varianten aufgebaut sein. Darüber hinaus sind jedoch auch zahlreiche andere Messanordnungen denkbar, die aussagekräftige Messwerte für die mechanischen Artikeleigenschaften und/oder für die effektive Bandspannung der Umreifungsbänder 12 liefern können.
• Die schematischen Darstellungen der 5 bis 9 zeigen beispielhaft verschiedene Varianten von mechanischen Messeinrichtungen 48, mit denen jeweils das Verformungsverhalten der Behälter 10 gemessen und damit auf den Behälterinnendruck geschlossen werden kann. So verdeutlicht die schematische Seitenansicht der 5 eine Anordnung und ein Verfahren zur einseitigen Verformung eines mit Flüssigkeit gefüllten Kunststoffbehälters 10, der mit einem höhenverstellbaren Tastelement 58 an seiner Mantelfläche 60 und senkrecht zur Mantelfläche 60 bzw. zur Behälterlängsachse eingedrückt wird, wobei die aus einer definierten Eindrückkraft des Tastelements resultierende Verformung bzw. Verformungstiefe 62 zur Herleitung der mechanischen Verformungseigenschaften des Behälters 10 und/oder des Behälterinnendrucks erfasst und gemessen wird. Der Behälter 10 ist an der dem Tastelement 58 gegenüber liegenden Seite gegen eine starre Stützwand 64 abgestützt. Das Tastelement 58 verfügt über eine Höhenverstellung 66 zur Anpassung an verschiedene Behälterkonturen und/oder Behältergrößen, womit das Tastelement 58 parallel zur Behälterlängsachse in der Höhe verstellt werden kann.
• Aus der gemessenen Behälterverformung bzw. Verformungstiefe 62 kann eine Berechnung der notwendigen Spannkräfte für die Gebindeumreifung erfolgen. Die gezeigte Anordnung erfasst den absoluten Verformungswiderstand, der einer Summe der Behältersteifigkeit, des Behälterinnendrucks und des Verdrängungsgegendrucks der im Behälter 10 befindlichen Flüssigkeit entspricht. Die Zustellbewegung des Tastelements senkrecht zur Behältermantelfläche 60 kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, wie dies beispielhaft in den 7 bis 9 gezeigt ist. Grundsätzlich sind jedoch auch andere als die dort gezeigten Stellbewegungen möglich. Auch die auftretenden Kräfte, die einen Zusammenhang zwischen Verformung 62 und der dafür notwendigen Eindrückkräfte und damit einen Wert für die Behältersteifigkeit liefern, können auf unterschiedliche Weise gemessen werden. So können induktive, optische, kapazitive oder mechanische Messverfahren eingesetzt werden.
• Die Darstellung der 6 zeigt eine weitere mechanische Messanordnung mit zwei gegenüber liegend angeordneten Tastelementen 58, die in gegensinniger Richtung in die Behältermantelfläche 60 eingedrückt werden und dadurch normalerweise an beiden Seiten zu annähernd symmetrischen Verformungen 62 führen. Eine nicht symmetrische Eindrückung der beiden Tastelemente 58 stellt jedoch normalerweise kein Problem für die Auswertung dar, da aus den unterschiedlichen Rückstellkräften in der nachgeschalteten Auswerteeinheit ein Mittelwert gebildet werden kann, der die gewünschte Aussagekraft zur Behältersteifigkeit liefert.
• Auch bei der in 6 gezeigten Messanordnung sind die beiden Tastelemente 58 zweckmäßiger Weise jeweils in der Höhe verstellbar (Höhenverstellung 66), so dass unterschiedlich große und/oder unterschiedlich geformte Behälter 10 verarbeitet werden können. Die Tastelemente 58 gemäß 5 und 6 können wahlweise am Behälter 10 abrollend, schleifend oder mit getakteten Stößeln und damit punktuell wirkend ausgeführt sein.
• Die Draufsicht der 7 zeigt eine Variante mit schleifenden Tastelementen 58, die jeweils um Schwenkachsen 68 beweglich gelagert sind, so dass sie beim Passieren eines Behälters 10 in Transportrichtung 32 jeweils nach außen ausgelenkt werden, wobei diese Auslenkung gegen eine definierte Verformungskraft 70 zum Einbringen der gewünschten Behälterverformung 62 erfolgt. Wahlweise können an den die Behälterwand berührenden Flanken der schwenkbeweglichen Tastelemente 58 geeignete Wälzelemente (nicht dargestellt) wie bspw. kleine Rollen o. dgl. angeordnet sein, um Beschädigungen oder Schleifspuren an den Behältern 10 zu vermeiden.
• Zudem werden dadurch die Behälter 10 weniger verzögert als dies bei starren Tastelementen 58 der Fall ist.
• Die Draufsicht der 8 zeigt eine dritte Variante der mechanischen Erfassungseinrichtung mit abrollenden Tastelementen 58, die jeweils in Auslegearmen 72 drehbar gelagerte Rollen 74 aufweisen, die an den Mantelflächen 60 der Behälter 10 abwälzen können. Die Auslegerarme 72 sind jeweils um Schwenkachsen 68 beweglich gelagert, so dass sie mitsamt den abwälzenden Rollen 74 beim Passieren eines Behälters 10 in Transportrichtung 32 jeweils nach außen ausgelenkt werden, wobei diese Auslenkung gegen die definierte Verformungskraft 70 zum Einbringen der gewünschten Behälterverformung 62 erfolgt.
• Die Draufsicht der 9 zeigt schließlich eine weitere Variante mit abrollenden Tastelementen 58, die jeweils durch Rollenpaare 76 mit darauf umlaufenden Tastbändern 78 gebildet sind. Die Rollenpaare 76 mit den beidseitig an den Mantelflächen 60 der Behälter 10 abwälzenden Tastbändern 78 können bspw. gegensinnig zueinander mit definierter Verformungskraft 70 in Richtung des Behälters 10 zustellbar sein, wobei sie beim Passieren eines Behälters 10 in Transportrichtung 32 jeweils nach außen ausgelenkt werden.
• Grundsätzlich können mit den gezeigten Anordnungen auch nicht zylindrische Behälter 10 und/oder solche mit sich verjüngenden oder erweiternden Durchmessern verarbeitet und abgetastet werden, da die Tastelemente 58 einerseits in der Höhe verstellbar sind und sich andererseits je nach Ausgestaltung an die Kontur des Behälters anpassen können. Ggf. ist je nach Behälterform eine andere Gewichtung der Messwerte in der Auswerteeinheit sinnvoll, um richtige Aussagen über die tatsächliche Behältersteifigkeit zu erhalten. Die Aussagekraft der erfassten Messwerte kann durch verschiedene Versuchsreihen beurteilt werden, so dass sich mit den beschriebenen oder ähnlichen Verfahren weitgehend alle denkbaren Formen und Konturen von verformbaren Behältern verarbeiten lassen.
• Das schematische Blockschaltbild der 10 zeigt eine weitere alternative Variante eines Regelkreises 50 zur Anpassung der Bandspannung der Umreifung im laufenden Betrieb der Förder- und Verpackungsanlage 28 durch entsprechende Steuerung der Umreifungsköpfe 46 der Umreifungsstation 34 während des Aufbringens und Fixierens der Umreifungsbänder 12. Dabei wird gemäß der in 10 gezeigten dritten Variante des Regelkreises 50 nicht das Verformungsverhalten der Behälter 10 gemessen, sondern die Spannung des Umreifungsbandes 12 während seiner Applikation an das Gebinde 14, was hier allgemein als Messung der Bandspannung bzw. als Bandspannungsmessung oder als Bandspannungsmesseinrichtung 80 bezeichnet wird. Diese Messung kann bspw. mittels geeignet angebrachter Kraftmessdosen, wahlweise auch mittels optischer Verfahren zur Erfassung einer Bandspannung durch Erkennung der Materialdehnung erfolgen. Da auch auf diese Weise indirekt der Innendruck der Behälter 10 erfasst werden kann, eignet sich das Messverfahren in gleicher Weise zur Optimierung der Bandspannung des Gebindes 14. Die Ausgangssignale 82 der Bandspannungsmesseinrichtung 80 werden zur Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 44 geliefert, die ein Steuersignal 54 an die Rückspanneinrichtung 56 im Bereich des Umreifungskopfes 46 liefert, um die Vorspannung der Umreifungsbänder 12 zu regeln und anzupassen. Die Besonderheit bei diesem Messverfahren besteht darin, dass die Bandspannung unmittelbar während der Applikation des Umreifungsbandes 12 am Gebinde 14 erfolgt, so dass auch die Anpassung der Vorspannkraft in sehr kurzer Zeit erfolgen muss. Die Regelung 50 muss deshalb relativ kurze Reaktions- und Regelzeiten aufweisen, damit die gewünschte exakte Anpassung der Umreifungsvorspannung an die jeweiligen Erfordernisse gewährleistet werden kann.
• Die 11 zeigt schließlich eine weitere Regelungsanordnung zur Steuerung einer Umreifungsvorrichtung in schematischer Darstellung. Der dort gezeigte Regelkreis 50 dient wiederum der Anpassung der Spannkraft der Umreifung im laufenden Betrieb eines Umreifungskopfes 46, der bspw. Teil der gezeigten Förder- und Verpackungsanlage 28 sein kann. Die Spannkraft wird durch entsprechende Steuerung der Umreifungsköpfe 46 der Umreifungsstation 34 während des Aufbringens und Fixierens der Umreifungsbänder 12 variiert. Dabei werden gemäß der in 11 gezeigten vierten Variante des Regelkreises 50 ganz allgemein erfasste oder bereits bekannte Eigenschaften der Artikel bzw. Behälter 10 und/oder des verwendeten Umreifungsmaterials als Regelgröße der Spannkraft und/oder der Rückspannkraft verwendet. Bei der gezeigten Variante des Regelkreises 50 werden die Artikeleigenschaften 84 nicht durch Sensorwerte ermittelt, sondern auf andere Weise verarbeitet, bspw. mit Hilfe eines Eingabeterminals 86 zur manuellen oder maschinengestützten Eingabe von Artikelparametern und/oder Artikeleigenschaften 84. Darüber hinaus können die erforderlichen Daten wahlweise auch mit Hilfe von Barcode- oder anderen Codelesern, optischen Sensoren o. dgl. ermittelt und dem Eingabeterminal 86 zur Bildung von Initialisierungswerte für eine Bandspannungsregelung zur Verfügung gestellt werden. Eine solche manuelle oder maschinenunterstützte Initialisierung kann bspw. dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn unterschiedlichen zu umreifenden Behältern 10 und/oder Artikeln jeweils unterschiedliche, jedoch im Wesentlichen bereits bekannte mechanische Eigenschaften zugeordnet werden können. Es ist bspw. denkbar, dass eine Behälterfarbe, eine Getränkefarbe, eine Behälterform etc. jeweils einen Eingabewert zur Initialisierung der Einrichtung zur Erzeugung der Spannkraft liefert, wobei die jeweiligen Steuerdaten vorzugsweise in einer Datenbank 88 abgelegt sein können. Die Ausgangssignale 90 der erwähnten Einrichtung zur Erfassung der Artikeleigenschaften 84 werden zur Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 44 geliefert, die ein Steuersignal 54 an die Rückspanneinrichtung 56 im Bereich des Umreifungskopfes 46 liefert, um die Vorspannung der Umreifungsbänder 12 zu regeln und anzupassen.
• Die perspektivische Darstellung der 12 zeigt eine Ausführungsvariante eines Umreifungsbandes für ein Gebinde gemäß 1. Gezeigt ist ein Umreifungsband 12 mit einer Entlastungsschlaufe 92 bzw. einen sog. Kompensator, der dem Abbau von Vorspannungen bzw. Spannkräften beim Entfernen des Umreifungsbandes 12 von den Behältern 10 beim Auftrennen des Gebindes 14 dient. Diese Entlastungsschlaufe 92 bzw. Entlastungslasche oder Kompensator wird üblicherweise dadurch gebildet, dass eine Kontaktstelle 94 anstelle der in 1 gezeigten einzigen Schweißverbindung 18 insgesamt zwei Verbindungsstellen 96 und 98 aufweist, an denen die jeweils die aneinander stoßenden und überlappenden Bandenden miteinander verbunden sind, insbesondere durch Verschweißen. Diese beiden Verbindungsstellen 96 und 98 der beiden überlappenden Enden des Umreifungsbandes 12 werden vorzugsweise derart gestaltet, dass das Umreifungsband 12 zwischen den beiden beabstandeten Verbindungsstellen 96 und 98, die insbesondere durch Verschweißungen gebildet sein können, nicht bündig anliegt, sondern dass eine Seite geringfügig zu lang ist. Auf diese Weise wird die Schlaufe 92 gebildet, bei der sich die beiden übereinander liegenden Abschnitte der Umreifung 12 geringfügig voneinander abheben. Wird nun das Umreifungsband 12 durch Abziehen eines überstehenden Endes 100 gelöst, so wird zunächst die erste Schweißstelle oder Verbindungsstelle 96 an diesem überstehenden Ende 100 aufgebrochen. Hierdurch entspannt sich zunächst das unter definierter Vorspannung stehende Umreifungsband 12 um einen geringen Betrag, der durch den Kompensator bzw. die Entlastungsschlaufe 92 zur Verfügung gestellt wird. Erst anschließend wird die nun gelockerte Umreifung 12 durch Aufbrechen der zweiten Schweißstelle 98 vollständig geöffnet und entfernt. Da die Umreifungsbänder 12 entsprechend der vorliegenden Erfindung unter definierter Vorspannung aufgebracht werden, ist ihr Entfernen oftmals mit einer schlagartigen Entspannung verbunden, die für viele Benutzer als unkomfortabel empfunden wird, zumal das Umreifungsband 12 durch seine plötzliche Entspannung ggf. auch peitschenartig vom Gebinde 14 abschnellen kann. Dies wird durch die gezeigte Variante der Entlastungsschlaufe 92 (Kompensator) entsprechend 12 zuverlässig verhindert.
• Die beiden erwähnten Verbindungsstellen 96 und 98 sind vorzugsweise Schweißstellen, wobei sich die erste Verbindungsstelle 96 bzw. Schweißstelle vorzugsweise mit geringerer Zugkraft lösen und auftrennen lässt als die zweite Verbindungsstelle 98. Auf diese Weise kann die Verschweißung der Kontaktstelle 94 allmählich aufgetrennt werden, wobei zunächst der Kontaktbereich im Bereich der ersten Verbindungsstelle 96 (links im Bild der 12) abgelöst wird, wodurch die Lasche 92 als Bandreservoir zum Abbau der Vorspannung zur Verfügung steht. Erst danach wird durch weiteren Zug an der Zuglasche 100 die zweite Verbindungsstelle 98 abgelöst, wodurch die Kontaktstelle 94 vollständig getrennt wird.
• Da bei dem Kompensator das überstehende Ende 100 des Umreifungsbandes 12 einen Abziehgriff bildet, kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn zumindest die dem überstehenden Ende 100 zugewandte Kontaktstelle 96 eine hier nicht näher dargestellte strukturierte Verklebungs- und/oder Verschweißungsstelle zur Beeinflussung und/oder Erleichterung eines Ablösevorgangs aufweist. So kann die Verschweißung oder Verklebung an dieser Kontaktstelle 96 bspw. eine geeignete Strukturierung, Unterbrechungen und/oder eine geeignete Formgebung aufweisen, die dazu beiträgt, für den Benutzer eine relativ geringe und weitgehend gleichmäßige Ablösekraft zu erzeugen. So kann die Kontaktstelle 96 bspw. eine streifenartige, parabelförmige Verklebung und/oder Verschweißung aufweisen, die beim Ablösen von ihrer abgerundeten Spitze her aufgetrennt und entlang der beiden Parabelflanken aufgetrennt wird. Auch andere Konturen sind denkbar und sinnvoll, bspw. ein mäanderförmiger Verlauf oder eine Mehrzahl von lokal begrenzten und jeweils voneinander beabstandeten Klebepunkten und/oder Schweißpunkten.
• Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Neben den erwähnten Messeinrichungen und Messverfahren kommen weitere Varianten in Frage. So kann die Auslenkung der Behälter auch berührungslos erfasst werden, bspw. mittels optischer, induktiver oder kapazitiver Messverfahren. Es sind zudem für einen Fachmann weitere Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung vorstellbar, ohne dass dabei der Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche beeinflusst wird.
• Bezugszeichenliste

10

Behälter, PET-Behälter

12

Umreifungsband, Umreifung

14

Gebinde

16

Überlappende Enden

18

Schweißverbindung

20

Einschnürung

22

Behälterhals

24

Öffnung

26

Tragegriff

28

Förder- und Verpackungsanlage

30

Fördereinrichtung

32

Transportrichtung

34

Umreifungsstation

36

Gruppierstation

38

Gebindeformation

40

weiteres Transportband

42

optische Messeinrichtung

44

Steuerungs- und Auswerteeinrichtung

46

Umreifungskopf

48

mechanische Messeinrichtung

50

Regelkreis, Bandspannungsregelung

52

Ausgangssignal

53

Ausgangssignal

54

Steuersignal

56

Rückspanneinrichtung

58

Tastelement

60

Mantelfläche, Behältermantelfläche

62

Verformung, Verformungstiefe

64

Stützwand

66

Höhenverstellung

68

Schwenkachse

70

Eindrückkraft

72

Auslegerarm

74

Rolle

76

Rollenpaar

78

Tastband

80

Messung der Bandspannung, Bandspannungsmessung

82

Ausgangssignal

84

Artikeleigenschaften

86

Eingabeterminal

88

Datenbank

90

Ausgangssignal

92

Schlaufe, Entlastungsschlaufe

94

Kontaktstelle

96

erste Verbindungsstelle, erste Schweißverbindung

98

zweite Verbindungsstelle, zweite Schweißverbindung

100

Ende, Zuglasche, Abziehgriff

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 202006000215 U1 [0006]
• DE 1457489 A [0007]
• US 5775486 A [0007]

Claims (23)

1. Vorrichtung zur Herstellung eines wenigstens einen Artikel umfassenden Gebindes (14), umfassend zumindest eine Einrichtung zur Umreifung des wenigstens einen Artikels mit wenigstens einer horizontal und/oder vertikal und/oder über Kreuz um eine Außenseite des/der Artikel(s) gelegten und/oder gespannten band- oder streifenartigen Umreifung (12) sowie eine Einrichtung zur Erzeugung einer definierbaren Spannkraft der Umreifung (12), gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erfassung von Eigenschaften des/der Artikel(s), die mit der Einrichtung zur Erzeugung der definierbaren Spannkraft der Umreifung (12) gekoppelt und/oder wirkverbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Einrichtung zur Fixierung von Enden (16) der Umreifung (12) umfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die eine Einrichtung zur Ausbildung wenigstens einer Schlaufe an wenigstens einer Stelle der zu verbindenden oder bereits verbundenen Umreifung (12) umfasst.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Einrichtung zur Erfassung von Eigenschaften des/der Artikel(s) der Einrichtung zur Umreifung des/der Artikel(s) vorgeschaltet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die eine Einrichtung zur Erfassung von mechanischen Eigenschaften des/der Artikel(s) aufweist, insbesondere zur Erfassung von festigkeits- und/oder füllstands- und/oder innendruckbezogenenen Artikelparametern.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der wenigstens einer der erfassten Artikelparameter aus einer erfassten Verformung des Artikels oder Behälters (10) und/oder aus dessen erfasstem Innendruck herleitbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der wenigstens einem Artikel oder Behälter (10) eine optische Messeinrichtung (42) zur Erfassung oder Herleitung des in ihm herrschenden Innendrucks und/oder zur Erfassung einer Verformung oder Aus- oder Einwölbung wenigstens einer Seitenwand zugeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der wenigstens einem Artikel oder Behälter (10) eine mechanische Messeinrichtung (48) zur Erfassung einer Verformung oder Aus- oder Einwölbung wenigstens einer Seitenwand zugeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die mechanische Messeinrichtung (48) wenigstens einen Taster (58) oder Abnehmer umfasst, der eine Korrelation zwischen einer Einwölbung (62) wenigstens einer Seitenwand des Artikels oder Behälters (10) und der dafür aufzubringenden Kraft (70) erfasst.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der wenigstens einer der erfassten Artikelparameter aus einer erfassten Bandspannung während der Umschlingung und/oder unmittelbar vor einer Fixierung der Bandenden (16) ableitbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher der wenigstens eine erfasste Artikelparameter eine Regelgröße für eine Bandspannungsregelung (50) bildet.
12. Verfahren zur Herstellung von wenigstens einen Artikel umfassenden Gebinden (14), welche mit wenigstens einer horizontal und/oder vertikal und/oder über Kreuz um eine Außenseite des/der Artikel(s) gelegten und/oder gespannten band- oder streifenartigen Umreifung (12) gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannkraft der Umreifung (12) individuell in Abhängigkeit von Eigenschaften der Artikel variabel gesteuert und/oder geregelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Spannkraft der Umreifung (12) unter Berücksichtigung von erfassten mechanischen Artikeleigenschaften, insbesondere von festigkeits- und/oder füllstands- und/oder innendruckbezogenen Artikelparametern variabel gesteuert und/oder geregelt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem nach der Erzeugung der Spannkraft die Enden (16) der Umreifung (12) miteinander verbunden werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem nach der Erzeugung der Spannkraft die Enden (16) der Umreifung (12) unter Ausbildung einer Schlaufe miteinander verbunden werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem wenigstens einer der erfassten Artikelparameter aus einer erfassten Verformung (62) des Artikels oder Behälters (10) und/oder aus dessen/deren erfasstem Innendruck hergeleitet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem ein in dem Artikel oder Behälter (10) herrschender Innendruck und/oder eine Verformung (62) oder Aus- oder Einwölbung wenigstens einer Seitenwand des Artikels oder Behälters (10) mittels einer optischen Messeinrichtung (42) erfasst oder hergeleitet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem eine Gaskonzentration in einem Abschnitt innerhalb des Artikels oder Behälters (10), insbesondere oberhalb eines Füllungsniveaus mit Flüssigkeit gemessen und zur Herleitung eines Artikel- oder Behälterinnendrucks verwendet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 13 bis 15, bei dem eine Verformung (62) oder Aus- oder Einwölbung wenigstens einer Seitenwand des Artikels oder Behälters (10) mittels einer mechanischen Messeinrichtung (48) erfasst wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem wenigstens einer der erfassten Artikelparameter aus einer erfassten Bandspannung während der Umschlingung und/oder unmittelbar vor einer Fixierung der Bandenden (16) der Umreifung (12) abgeleitet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, bei dem der wenigstens eine erfasste Artikelparameter als Regelgröße für eine Bandspannungsregelung (50) verarbeitet wird.
22. Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren für eine Umreifungsvorrichtung, insbesondere zur Regelung der Spannkraft und/oder Rückspannkraft der Umreifungsvorrichtung, wobei erfasste Eigenschaften (84) von zu umreifenden Artikeln und/oder des verwendeten Umreifungsmaterials als Regelgröße der Spannkraft und/oder der Rückspannkraft verwendet werden.
23. Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren nach Anspruch 22, die Signale und/oder Werte einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Eigenschaften (84) der zu umreifenden Artikel zur Erzeugung einer Stellgröße der Umreifungsvorrichtung verarbeitet.

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