DE102011015072A1

DE102011015072A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Umhüllen eines Stapels mit einer thermisch schrumpfbaren Folie

Info

Publication number: DE102011015072A1
Application number: DE102011015072A
Authority: DE
Inventors: Hermann Albert Stitz
Original assignee: Duecker Foerdertechnik GmbH
Current assignee: Duecker Foerdertechnik GmbH
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2012-09-27
Also published as: EP2502833A1

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Umhüllen eines Stapels (1) mit einer thermisch schrumpfbaren Folie, die zumindest einen Infrarotstrahlen abstrahlenden Karbonstrahler als Heizelement enthält, führt ein Flurförderer (3) zum Transport eines Stapels (1) durch die Vorrichtung und an jeder Längsseite der Förderstrecke des Flurförderers (3) ist jeweils ein erster Strahlerbalken (4, 5) mit nach innen strahlenden Strahlern angeordnet. Die ersten Strahlerbalken (4, 5) erstrecken sich horizontal und in Förderrichtung (9) und sind mit geringem Abstand oberhalb der Förderebene des Flurförderers (3) angeordnet oder in diesen Bereich bewegbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umhüllen eines Stapels mit einer thermisch schrumpfbaren Folie, wobei als Heizelement zumindest ein Infrarotstrahlen abstrahlender Karbonstrahler verwendet wird.
Bekannterweise werden auf Paletten befindliche Stapel zum Schutz oder zur Sicherung ganz oder teilweise mit thermisch geschrumpften Folien umhüllt. Dazu werden die Stapel mit der Schrumpffolie umwickelt, oder es werden Schrumpfhauben aufgesetzt, wobei die Folie durch eine Erhitzung auf eine Schrumpftemperatur von 100–140 Grad Celsius schrumpft und sich dadurch fest an dem Stapel anlegt. Als Material für die Schrumpffolie wird bekannterweise PE oder LDPE verwendet.
Aus der DE 196 23 382 A1 ist es bekannt, als Heizelemente zum Wärmeschrumpfen elektrisch betriebene Infrarotstrahler zu verwenden, die eine aus einer stromdurchflossenen Kohlenstoffschicht bestehende Strahlungsquelle aufweisen. Das spektrale Maximum der Infrarotstrahler liegt bei einer Wellenlänge zwischen 2.000 und 3.000 nm. Sie werden als mittelwellige Karbon-Infrarot-Strahler bezeichnet. Die Strahler sind an Armen befestigt, die sich im Betrieb um eine senkrechte Drehachse um das stillstehende Packgut drehen.
Aus der EP 0 012 586 B1 ist eine Vorrichtung zum Aufschrumpfen einer Kunststofffolie um auf eine Palette gestapelte Waren bekannt, bei dem Quarzlampen als Wärmestrahlungselemente in aufgehängten bewegbaren Schlitten befestigt sind, die eine umgekehrte L-Form mit einem langen vertikalen und einem kurzen horizontalen Schenkel aufweisen. Der Schlitten wird in einer viereckigen horizontalen Bahn um die gestapelten Waren herum bewegt, die ebenfalls während der Behandlung stillstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem sich auf Paletten befindliche Stapel sicher und schnell zumindest teilweise mit Schrumpffolie umhüllen lassen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art ein Flurförderer zum Transport eines Stapels durch die Vorrichtung führt und dass an jeder Längsseite der Förderstrecke des Flurförderers jeweils ein erster Strahlerbalken mit nach innen strahlenden Strahlern angeordnet ist, wobei sich die ersten Strahlerbalken horizontal und in Förderrichtung erstrecken, sowie mit geringem Abstand oberhalb der Förderebene des Flurförderers angeordnet oder in diesen Bereich bewegbar sind.
Die Erfindung ermöglicht es, das Wärmeschrumpfen durchzuführen, während ein Stapel von einer Bearbeitungsstation zur nächsten gefördert wird, ohne dass dieser stillstehen muss. Weiterhin wird vorteilhaft zunächst der untere Überhang der Schrumpffolie aufgewärmt, so dass dieser zuerst schrumpft und ein unterer Abschluss gebildet wird, der das Produkt nach unten sicher abdichtet. Dadurch, dass der untere Bereich bereits eingeschrumpft und fixiert wurde, wird beim nachfolgenden Schrumpfen der übrigen Folie ein Hochrutschen der schrumpfenden Folie verhindert. Der Stapel wird so sicher in der gewünschten Weise mit der zu schrumpfenden Folie umhüllt.
Die abhängigen Patentansprüche enthalten verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Bei der Vorrichtung nach Anspruch 2 sind in Förderrichtung hinter den ersten Strahlerbalkenpaar seitlich neben der Förderstrecke senkrechte, sich über die Höhe eines Stapels erstreckende weitere zweite Strahlerbalken angeordnet, um die Länsseiten eines Stapels zu erhitzen.
Um die Vorder- und Rückseite eines Stapels zu erhitzen, ist bei der Vorrichtung nach Anspruch 3 hinter den ersten Strahlerbalken ein weiterer sich quer über die Förderstrecke erstreckender Strahlerbalken angeordnet, der vertikal aus dem Bereich mit geringem Abstand oberhalb der Förderebene bis oberhalb eines Stapels bewegbar ist.
Bevorzugt ist der dritte Strahlerbalken zusätzlich in Förderrichtung bewegbar gelagert, damit sein Abstand zum Stapel konstant gehalten werden kann, während dieser bewegt wird.
Bei der Ausführungsform nach Anspruch 5 sind die zweiter senkrechten seitlichen Strahlerbalken quer zur Förderrichtung bewegbar gelagert sind. Bevorzugt sind sie zusätzlich entlang ihrer Längsachse um zumindest 90 Grad, bevorzugt um 180 Grad, schwenkbar gelagert, damit sie die Folie an der Vorder- und Rückseite des Stapels erhitzen können.
Bei der alternativen Ausführungsform nach Anspruch 7, sind zwei waagerechte seitliche Strahlerbalken und zwei sich mit Abstand voneinander quer über die Förderstrecke erstreckende Strahlerbalken zu einem Rahmen gefasst, der von oben über einen Stapel vertikal bis zur Förderebene absenkbar und zurück bewegbar gelagert ist, wobei bevorzugt der Rahmen zusätzlich in Förderrichtung bewegbar ist.
Die Patentansprüche 8–10 beanspruchen vorteilhafte Verfahren, eine erfindungsgemäße Vorrichtung zu betreiben.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele.
1 zeigt schematisch die Seitenansicht einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt schematisch die Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform, und
3 zeigt schematisch die Seitenansicht einer dritten Ausführungsform.
Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen einer Wärmeschrumpfvorrichtung dient zum Umhüllen eines Stapels 1, der auf einer Palette 2 liegt. Im Beispiel besteht der Stapel 1 aus einer Vielzahl von Feinpapierbögen, die feuchtigkeitsdicht verpackt werden sollen. Alternativ ist es auch möglich, einen Stapel 1 nur teilweise mit Folie zu umwickeln, um ihn auf der Palette für den Weitertransport zu fixieren.
Durch die Vorrichtung führt ein Flurförderer 3, beispielsweise ein Bandförderer oder ein Modulkettenförderer, von dem die Stapel 1 durch die Vorrichtung transportiert werden.
Als Heizelemente enthält die Vorrichtung Infrarotstrahlen abstrahlende Karbonstrahler, deren Strahlungsmaximum bei einer Wellenlänge zwischen 1,5 μm und 3,5 μm, insbesondere zwischen 2 μm und 3 μm, liegt. Die Stapel 1 wurden vor dem Einlauf in die Vorrichtung mit einer thermisch schrumpfbaren Folie, beispielsweise aus PE oder LDPE, mit einer Dicke zwischen 60 und 150 μm, insbesondere zwischen 80 und 120 μm, umwickelt. Die Folien werden zum Schrumpfen in der Vorrichtung mittels der Heizelemente auf eine Temperatur zwischen 100 Grad und 140 Grad C erhitzt.
Die Karbonstrahler sind an Strahlerbalken 4–8 so befestigt, dass sie nach innen, also jeweils in Richtung zu einem vorbeitransportierten Stapel 1, strahlen können.
An jeder der beiden Seiten der Förderstrecke des Flurförderers 3 ist jeweils ein Strahlerbalken 4, 5 horizontal und sich in Förderrichtung 9 erstreckend angeordnet. Diese beiden ersten Förderbalken 4, 5 sind mit geringem Abstand oberhalb der Förderebene des Flurförderers 3 angeordnet, entweder sie sind ortsfest oder bis in diesen Bereich bewegbar. In Förderrichtung hinter den ersten Strahlerbalken 4, 5 sind ebenfalls seitlich neben der Förderstrecke senkrechte, sich zumindest über die Höhe eines Stapels 1 erstreckende weitere zweite Strahlerbalken 6, 7 angeordnet. Bei der Ausführungsform nach 1 folgt anschließend hinter den zweiten Stahlerbalken ein weiterer dritter Strahlerbalken 8, der sich horizontal liegend quer über die Förderstrecke erstreckt und vertikal aus dem Bereich mit geringem Abstand zur Förderebene bis in einen Bereich oberhalb eines Stapels 1 bewegbar ist. Bevorzugt ist der dritte Strahlerbalken 8 zusätzlich in Förderrichtung bewegbar gelagert, damit er sich mit einem bewegten Stapel 1 bewegen kann.
Bei der Ausführungsform nach 1 wird zunächst der untere Überhang der Schrumpffolie mittels der paarweise angeordneten ersten Strahlerbalken 4, 5 aufgewärmt, so dass die Schrumpffolie schrumpft. Die Schumpffolie wird so an der Palette 2 fixiert. Es wird ein unterer Abschluss gebildet, der das Produkt sicher nach unten abdichtet. Das Erwärmen erfolgt während der Stapel 1 zwischen den Strahlerbalken 4, 5 hindurch gefördert wird.
Das zweite Strahlerbalkenpaar 6, 7 befindet sich in einem geeigneten Abstand zum ersten Strahlerbalkenpaar 4, 5, so dass die im Bereich der Palette 2 aufgewärmte Schrumpffolie abkühlen kann. Falls erforderlich, kann dies durch eine Kühleinrichtung, beispielsweise einen Lüfter, unterstützt werden. Beim Durchfahren des zweiten, senkrechten Strahlerbalkenpaares 6, 7 wird der seitliche, noch nicht geschrumpfte Bereich der Folie oberhalb der Palette 2 erhitzt, so dass der Schrumpfungsprozess an dieser Stelle beginnt. Ein Hochrutschen der schrumpfenden Folie wird verhindert, da der untere Bereich schon eingeschrumpft und fixiert wurde.
Im weiteren Verlauf wird der Stapel 1 an seiner Vorderseite durch den Strahlerbalken 8 bestrahlt und erhitzt. Der Strahlerbalken 8 ist sowohl vertikal als auch in Förderrichtung (Pfeil 9) bewegbar. Er bewegt sich so mit konstantem Abstand entlang der Vorderseite des Stapels 1 nach oben, während dieser weitertransportiert wird. Sobald sich der Strahler 8 oberhalb des Stapels 1 befindet, wird er um 90 Grad geschwenkt und anschließend über Stapeloberseite bewegt. Dabei bewegt sich der Strahlerbalken 8 relativ zum Stapel 1 nach hinten, bis er die Rückseites des Stapels 1 erreicht hat. Anschließend wird er erneut um 90 Grad geschwenkt, um die Rückseite des Stapels 1 zu erhitzen. Dabei wird er von oben entlang der Stapelhinterseite nach unten bis in den Bereich unmittelbar oberhalb der Förderebene bewegt. Damit ist die Schrumpffolie an den vier Seiten des Stapels 1 erhitzt und ein sicheres Einschrumpfen wurde erreicht, während der Stapel 1 kontinuierlich gefördert wurde.
2 zeigt eine konstruktiv etwas vereinfachte Ausführungsform der Erfindung, die eingesetzt werden kann, wenn eine geringere Leistung erforderlich ist. Bis einschließlich der Strahlerbalken 4, 5 ist die Vorrichtung entsprechend der Vorrichtung nach 1 aufgebaut. Der waagerechte Strahlerbalken 8 nach 1 ist nicht vorhanden. Dafür sind die beiden senkrechten Strahlerbalken 6, 7 sowohl zur Mitte der Förderstrecke hin und zurück bewegbar gelagert. Zusätzlich sind die zweiten senkrechten Strahler 6, 7 um ihre Längsachse jeweils um 90 Grad hin und her schwenkbar, damit ihre abstrahlende Seite sowohl auf die Vorderseite eines Stapels 1 als auch auf dessen Rückseite ausgerichtet werden kann.
Wie vorstehend zu 1 beschrieben durchfährt der Stapel 1 zunächst die beiden ersten Strahlerbalken 4, 5, um den unteren Überhang zu erhitzen und einen unteren Abschluss zu bilden. Anschließend wird der Stapel 1 kurz vor dem zweiten Strahlerbalkenpaar 6, 7 angehalten. Danach werden die Strahlerbalken 6, 7 entlang der Vorderseite des Stapels 1 zur Mitte der Förderstrecke bewegt, um die Folie an der Vorderseite zu erhitzen. Anschließend werden die Strahlerbalken 6, 7 wieder an die Seiten der Förderstrecke bewegt und um 90 Grad um ihre Längsachse geschwenkt, damit sie auf die Längsseiten des Stapels 1 ausgerichtet sind. Der Stapel 1 wird zwischen den Strahlerbalken 6, 7 hindurch bewegt, währenddessen erhitzen die Strahlerbalken 6, 7 die Schrumpffolie an den Seitenflächen des Stapels 1. Ist das Ende des Stapels 1 erreicht, so wird dieser wieder angehalten. Die Strahlerbalken 6, 7 werden so geschwenkt, dass sie nun die Stapelrückseite bestrahlen. Sie werden zur Mitte der Förderstrecke aufeinander zu bewegt und erhitzen dabei die Schrumpffolie auf der gesamten Fläche der Rückseite des Stapels 1. Anschließend wird der umhüllte Stapel 1 abtransportiert.
Bei der Ausführungsform nach 3 sind die zwei waagerechten seitlichen Strahlerbalken 4, 5 und zwei sich quer über die Förderstrecke erstreckende Strahlerbalken 10, 11 zu einem Rahmen zusammengefasst. Der aus den Strahlerbalken 4, 5, 10, 11 bestehende Rahmen ist von oben über einen Stapel 1 vertikal bis zur Förderebene absenkbar und wieder zurück bis oberhalb des Stapels 1 bewegbar gelagert. Es erfolgt so eine Erhitzung der Schrumpffolie an allen vier Stapelseiten, während der Rahmen vertikal, bevorzugt von unten nach oben bewegt wird. Der Beginn unten hat den Vorteil, dass im Bereich der Palette 2 zunächst ein sicherer unterer Abschluss gebildet wird.
Bevorzugt ist der Rahmen zusätzlich in Förderrichtung der Stapel 1 bewegbar gelagert, damit die Strahlerbalken 10, 11 in einen geeigneten Abstand zu dem Stapel 1 bewegt werden können.
In 1 ist die Parkposition am oberen Ende des größtmöglichen Stapels 1 dargestellt. Wie vorstehend erwähnt, beginnt die Erhitzung jedoch unten, in dem der Rahmen zunächst mit den Strahlern auf einen geringen Abstand zur Förderebene in den Bereich der Palette 1 gefahren wird. Danach werden die Strahler aller vier Strahlerbalken 4, 5, 10, 11 eingeschaltet und verweilen kurz, damit das untere Ende der Folie sicher aufgeheizt und eingeschrumpft wird. Anschließend wird der Rahmen mit den eingeschalteten Strahler in einer geeigneten Geschwindigkeit bis zum oberen Ende des einzuschrumpfenden Stapels 1 bewegt. Diese Ausführungsform nach 3 ist konstruktiv am einfachsten zu realisieren, sie hat jedoch auf die geringste Leistung, d. h. die geringste Rate an bearbeiteten Stapeln.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19623382 A1 [0003]
EP 0012586 B1 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Umhüllen eines Stapels (1) mit einer thermisch schrumpfbaren Folie, die zumindest einen Infrarotstrahlen abstrahlenden Karbonstrahler als Heizelement enthält, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flurförderer (3) zum Transport eines Stapels (1) durch die Vorrichtung führt und dass an jeder Längsseite der Förderstrecke des Flurförderers (3) jeweils ein erster Strahlerbalken (4, 5) mit nach innen strahlenden Strahlern angeordnet ist, wobei sich die ersten Strahlerbalken (4, 5) horizontal und in Förderrichtung (9) erstrecken, sowie mit geringem Abstand oberhalb der Förderebene des Flurförderers (3) angeordnet oder in diesen Bereich bewegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (9) hinter den ersten Strahlerbalken (4, 5) seitlich neben der Förderstrecke senkrechte, sich über die Höhe eines Stapels (1) erstreckende weitere zweite Strahlerbalken (6, 7) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass hinter den ersten Strahlerbalken (4, 5) ein weiterer sich quer über die Förderstrecke erstreckender Strahlerbalken (8) angeordnet ist, der vertikal aus dem Bereich mit geringem Abstand oberhalb der Förderebene bis oberhalb eines Stapels (1) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Strahlerbalken (8) zusätzlich in Förderrichtung (9) bewegbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten senkrechten seitlichen Strahlerbalken (6, 7) quer zur Förderrichtung bewegbar gelagert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten senkrechten Strahlerbalken (6, 7) zusätzlich um ihre Längsachse um zumindest 90 Grad, bevorzugt um 180 Grad, schwenkbar gelagert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei waagerechte seitliche Strahlerbalken (4, 5) und zwei sich mit Abstand voneinander quer über die Förderstrecke erstreckende Strahlerbalken (10, 11) zu einem Rahmen gefasst sind, der von oben über einen Stapel vertikal bis zur Förderebene absenkbar und zurück bewegbar gelagert ist, wobei bevorzugt der Rahmen zusätzlich in Förderrichtung (9) bewegbar ist.
Verfahren zum Umhüllen eines Stapels (1) mit einer thermisch schrumpfbaren Folie mittels einer Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem auf einer Palette (2) befindlichen Stapel (1) zuerst mit den seitlichen, mit geringern Abstand oberhalb der Förderebene befindlichen ersten Strahlerbalken (4, 5) der in den Bereich der Palette (2) überhängende Bereich der Folie aufgewärmt und geschrumpft wird.
Verfahren nach Patentanspruche 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Folie vor dem weiteren Aufheizen abkühlen gelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (1) von dem Flurförderer (3) während des Aufheizens und Schrumpfens der Folie kontinuierlich durch die Vorrichtung gefördert wird.