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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Folienschrumpfgebinden aus zusammengefassten Artikel- oder Behältergruppen gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 7.
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zum Verpacken von Artikeln wie Kunststoffbehälter bekannt, die als Umverpackung für die Artikel bzw. Behälter eine Schrumpffolie verwenden. Die Schrumpffolie wird im Allgemeinen als Folienzuschnitt mittels eines Einschlagsystems um die Artikelzusammenstellung herum gewickelt. Dieses sog. Foliengebinde wird durch einen Schrumpftunnel transportiert. Im Schrumpftunnel werden die umhüllten Artikel mit Schrumpfmedium, z.B. warmer bzw. heißer Luft, beaufschlagt, wodurch sich die Schrumpffolie zusammenzieht, so dass sie sich an die Artikel anschmiegt, diese stabilisiert und zusammenhält. Das Foliengebinde wird nach Durchlaufen der Wärmebehandlung auch als Schrumpfgebinde bezeichnet.
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Ein solches Verfahren zur Bildung von Schrumpfverpackungen geht z.B. aus der
DE 10 2006 036 590 A1 hervor.
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Da die Folienbahn sich beim Schrumpfen verkürzt und zur Verhinderung von unerwünschten Faltungserscheinungen ein begrenzter Folienabschnitt je Gebinde verwendet wird, bilden sich normalerweise offene seitliche Bereiche, die auch als Schrumpfaugen oder Folienaugen bezeichnet werden. Diese Schrumpfaugen können einerseits zu Nachteilen bei der mechanischen Stabilität der Schrumpfgebinde, andererseits zu optischen Beeinträchtigungen bzw. zu Unregelmäßigkeiten in der Gestaltung des Schrumpfgebindes führen.
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Zur Vermeidung solcher unerwünschter Folienaugen und zur Bildung von Gebinden mit allseits geschlossenem Folieneinschlag wurden bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen. So offenbart die
WO 2012/149947 A1 ein Verfahren zum Verpacken von zu Verpackungseinheiten zusammengefassten Gruppen an Gegenständen, bei dem die jeweiligen Verpackungseinheiten in ihrer Laufrichtung auf einer Transportstrecke mit einer Folie umhüllt werden, wobei gleichzeitig ein Folienüberschlag sowie jeweils querrandig über die Verpackungseinheit überstehende Faltlaschen gebildet werden. Anschließend durchläuft die Verpackungseinheit eine Falteinheit, in der die Faltlaschen an die Verpackungseinheit angelegt und ggf. gegenseitig fixiert werden, wodurch ein allseits geschlossener Folieneinschlag gebildet wird.
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Ein ähnliches Verfahren zur Herstellung von mit allseitig geschlossener Folie umhüllten Verpackungseinheiten geht aus der
EP 2 219 954 B1 hervor.
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Da der Faltungsaufwand und die Fixierung der gefalteten und überlappenden Folienabschnitte jedoch einen relativ hohen mechanischen Zusatzaufwand bei der Konstruktion vorhandener Verpackungsmaschinen bedeutet, und da allseits geschlossene Folienumhüllungen bei Schrumpfgebinden in Einzelfällen weitere Nachteile aufweisen können, ist es für viele Anwendungsfälle wünschenswert, weiterhin Schrumpfaugen bei der Herstellung der Schrumpfgebinde vorzusehen.
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Das vorrangige Ziel der vorliegenden Erfindung wird daher darin gesehen ein effizientes und weitgehend automatisierbares Verfahren zur Herstellung von Folienschrumpfgebinden zur Verfügung zu stellen, das den Verpackungsprozess weder verkompliziert, in irgendeiner Weise beeinträchtigt noch ihn verlangsamt. Zudem besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung von Folienschrumpfgebinden zur Verfügung zu stellen.
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Diese Ziele werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen finden sich in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.
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Zur Erreichung des genannten Ziels schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Folienschrumpfgebinden aus Gruppen zusammengefasster Artikel oder Behälter mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 vor. Bei diesem Verfahren werden die jeweils zu verpackenden Artikel- oder Behältergruppen in Transportrichtung auf einer Transportstrecke unter Ausbildung eines Überlappungsbereichs sowie von jeweils querrandseitig über die Artikel- oder Behältergruppen überstehenden Faltlaschen mit einem Folienabschnitt umhüllt. Anschließend werden die zu beiden Querseiten überstehenden Faltlaschen mittels mechanischer Faltelemente unter Ausbildung einer Öffnung oder unter weitgehendem Verschließen der Querseiten zwischen zueinander weisenden Endkanten der Faltlaschen zumindest teilweise übereinander gelegt und/oder an die angrenzenden Artikel- oder Behälteraußenseiten angelegt. Weiterhin durchlaufen bei dem Verfahren die Artikel- oder Behältergruppen mitsamt der Folienumhüllung unter Ausbildung von Schrumpfgebinden eine Heizstrecke, in der die mit Folie umhüllten Artikel- oder Behältergruppen mit Heißluft beaufschlagt werden. Hierbei wird zumindest ein Teil der gefalteten Faltlaschen über eine definierte Länge innerhalb der Heizstrecke mittels der mechanischen Faltelemente fixiert und/oder in ihrer gefalteten Lage gehalten, damit der zuvor erreichte Faltzustand zumindest über einen ersten Abschnitt der Heizstrecke aufrecht erhalten wird. Die mechanischen Faltelemente reichen zumindest soweit in Transportrichtung in die Heizstrecke hinein, dass ein die jeweiligen umhüllten Behälter- oder Artikelgruppen beaufschlagender Schrumpfungsvorgang begonnen hat und die übereinander gelegten Folienabschnitte aneinander haften.
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Eine besonders vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Faltelemente jeweils Leitschienen an wenigstens einer Längsseite der Transportstrecke umfassen oder durch solche Leitschienen gebildet werden. Solche Leitschienen können auf effektive Weise dafür sorgen, dass ein Faltzustand der querrandseitig über die Artikel- oder Behältergruppen überstehenden Faltlaschen, die dort übereinander gelegt werden, erreicht bzw. in die Heizstrecke hinein aufrechterhalten wird, so dass der Schrumpfvorgang bei exakt platzierten Faltlaschen durchgeführt werden kann. Wahlweise können zur Anpassung an unterschiedliche Artikel- oder Behältergrößen die an wenigstens einer Längsseite der Transportstrecke angeordneten Leitschienen höhenverstellbar ausgebildet sein und/oder in ihrer horizontalen Position zur Transportstrecke verstellt werden. Eine Breitenverstellung ist besonders zur Anpassung an unterschiedliche Gebindegrößen erforderlich. Ebenso möglich sind Varianten, bei denen zumindest an einer Längsseite der Transportstrecke zwei oder mehr parallel übereinander und beabstandet voneinander angeordnete Leitschienen vorgesehen sind, die für ein gleichmäßiges Andrücken der Faltlaschen über die gesamte Höhe der jeweiligen Artikel- oder Behältergruppen sorgen können. Wenn es auch denkbar ist, dass die Leitschienen links und rechts unterschiedlich ausgebildet sind, ist jedoch typischerweise ein längssymmetrischer Aufbau vorgesehen, bei dem die Leitschienen links und rechts an der Transportstrecke jeweils annähernd identisch ausgebildet und positioniert sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Faltelemente jeweils bewegliche Einschlagelemente umfassen oder zumindest teilweise durch solche beweglichen Einschlagelemente gebildet sein. Hierbei können die beweglichen Einschlagelemente bspw. wenigstens einen Schwenkhebel umfassen, der um eine in etwa horizontale Schwenkachse an wenigstens einer Seite der Transportstrecke schwenkbar angeordnet ist. Ein sinnvoller Schwenkradius der Einschlagelemente kann in etwa von einer vertikalen Position bis zu einer ungefähr horizontalen Position, gerichtet in etwa parallel zur Förderrichtung, reichen. Je nach den herrschenden Einbauverhältnissen und je nach gewählter Antriebsvariante können jedoch auch größere Schwenkbereiche sinnvoll sein. Alternativ können die Schwenkhebel auch rotatorisch beweglich angeordnet sein, so dass sie ständig um horizontale Drehachsen rotieren können. Wenn diese Einschlagelemente bzw. sog. Einschläger jeweils durch schwenkbare Faltfinger mit dem angegebenen Bewegungsradius gebildet sind, können sie vorzugsweise unmittelbar vor dem Eingang der Heizstrecke durch eine Schwenkbewegung bzw. Drehbewegung zumindest die in Transportrichtung hinteren Faltlaschen nach vorne über die zuvor gefalteten Faltlaschen legen, so dass der gewünschte abschließende Faltzustand hergestellt werden kann, der dann in der Heizstrecke während des Schrumpfungsvorganges zur gewünschten Haftung der übereinander gelegten Faltlaschen aneinander führt. Bei Verzicht auf die beweglichen Einschlagelemente wäre es sinnvoll, andere geeignete Maßnahmen zu treffen, um zumindest die in Transportrichtung rückseitigen Faltlaschen nach vorne umschlagen zu können, da gerade diese Faltlaschen durch den Transport der Artikel- oder Behältergruppen ansonsten leicht nach hinten umgeschlagen werden könnten, was nicht gewünscht ist und unweigerlich zu einer Beeinträchtigung der Verpackungsqualität der herzustellenden Folienschrumpfgebinde führen würde.
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Wie auch die starren bzw. höhenbeweglich ausgebildeten Leitschienen können auch die beweglichen Einschlagelemente in ihrer vertikalen und/oder horizontalen Position gegenüber der Transportstrecke verstellbar ausgebildet sein. Die Höhen- und/oder Breitenverstellbarkeit ist sinnvoll, damit eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Artikel- oder Behältergrößen, unterschiedliche Gebindegrößen, -breiten etc. gegeben ist, die die Heizstrecke passieren sollen.
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Das Verfahren sieht vor, dass die Leitschienen um eine definierte Länge in die Heizstrecke hineinreichen. Die Leitschienen können wahlweise durch die gesamte Heizstrecke hindurch geführt sein oder auch nur durch einen Teilabschnitt, da es ggf. ausreichen kann, die übereinander gelegten Faltlaschen nicht durch die gesamte Heizstrecke aneinander zu drücken. Wahlweise kann die Länge der Leitschienen auch variabel einstellbar sein.
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Weiterhin ist es sinnvoll, wenn die beweglichen Einschlagelemente und/oder die in die Heizstrecke hineinreichenden Leitschienen jeweils hitzebeständig ausgebildet und/oder mit einer hitzebeständigen Beschichtung ausgestattet sind. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die erhitzte Schrumpffolie an den Leitschienen und/oder an den verstellbaren Einschlagelementen haften bleibt und dabei entweder der Faltzustand beeinträchtigt wird oder sogar die Folie beschädigt wird. Darüber hinaus sind gekühlte und/oder geschmierte Ausführungsvarianten denkbar. So können die Leitschienen bspw. hohl ausgebildet sein, so dass ein Kühlfluid darin zirkulieren kann, das für die gewünschte Temperierung bzw. Abkühlung der Leitschienen sorgen kann. Eine Schmierung kann bspw. dadurch zur Verfügung gestellt werden, dass an den Leitschienen kleine Austrittsöffnungen für eine Verlustschmierung mit geeignetem Schmiermittel vorgesehen sein können. Das Schmiermittel kann mittels geeigneter Vorrichtungen in definierbaren Zeitabständen und in gewünschter Menge an den Oberflächen der Leitschienen austreten.
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Das Verfahren kann wahlweise vorsehen, dass zumindest einzelne Falze an einer Seite oder an beiden Querseiten der Foliengebinde angeheftet, angeklebt oder angeschweißt werden. Dieses Anheften, Ankleben oder Anschweißen kann bei einzelnen Faltlaschen, bspw. bei den oberen, unteren und/oder seitlichen Faltlaschen, oder auch bei mehreren Faltlaschen erfolgen. Auf diese Weise wird das Schrumpfen dadurch unterstützt, dass die übereinander gelegten Faltlaschen zusätzlich aneinander fixiert werden.
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Wie oben bereits erwähnt, können die querrandseitig übereinander gelegten Faltlaschen wahlweise in einer Weise überlappend übereinander gelegt werden, dass ein vollständig geschlossenes Schrumpfgebinde erzeugt wird. Ebenso möglich sind jedoch Varianten, bei denen sich die Faltlaschen nicht komplett überlappen, so dass seitliche Öffnungen verbleiben, die typischerweise als Folienaugen bezeichnet werden.
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Weiterhin ermöglicht es das Verfahren, bis zu vier nebeneinander angeordnete Förderstrecken mit jeweils gleichartigen Faltelementen vorzusehen. Hierbei können die Leitschienen und/oder beweglichen Faltelemente jeweils in mehrfacher Ausführung für bis zu vier parallele Förderbahnen angeordnet sein, wenn auch die Heizstrecke entsprechend breit zur Aufnahme von bis zu vier parallel beförderten Artikel- oder Behältergruppen ausgebildet ist.
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Zur Erreichung des genannten Ziels schlägt die Erfindung weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung von Folienschrumpfgebinden aus Gruppen zusammengefasster Artikel oder Behälter mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 7 vor. Diese Vorrichtung umfasst eine Transportstrecke, der eine Folienapplikationseinrichtung zugeordnet ist. Die Folienapplikationseinrichtung dient der Umhüllung der jeweiligen Artikel- oder Behältergruppen in Transportrichtung mit einem Folienabschnitt, wobei gleichzeitig ein Überlappungsbereich mit jeweils querrandseitig über die Artikel- oder Behältergruppen überstehenden Faltlaschen ausgebildet wird. Weiterhin umfasst die Vorrichtung mechanische Faltelemente zum zumindest teilweisen Übereinanderlegen der zu beiden Querseiten überstehenden Faltlaschen an die angrenzenden Artikel- oder Behälteraußenseiten. Bei diesem Übereinanderlegen kann wahlweise zwischen zueinander weisenden Endkanten der Faltlaschen eine Öffnung ausgebildet werden. Ebenso möglich ist es jedoch, dass die zueinander weisenden Endkanten übereinander gelegt werden, so dass sie sich überlappen und geschlossene Seitenflächen ohne Öffnungen bilden. Die Transportstrecke weist eine der Folienapplikationseinrichtung in Transportrichtung nachgeordnete Heizstrecke zur Beaufschlagung der Artikel- oder Behältergruppen mitsamt der Folienumhüllung mit Heißluft zur Ausbildung von Schrumpfgebinden auf. Die mechanischen Faltelemente zur Fixierung der gefalteten Faltlaschen und/oder zum Halten der Faltlaschen in ihrer gefalteten Lage erstrecken sich zumindest über einen Teilabschnitt einer definierten Länge in die Heizstrecke hinein.
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Eine besonders bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Faltelemente jeweils Leitschienen an wenigstens einer Längsseite der Transportstrecke umfassen oder durch solche Leitschienen gebildet sind. Diese Leitschienen können auf effektive Weise dafür sorgen, dass ein Faltzustand der querrandseitig über die Artikel- oder Behältergruppen überstehenden Faltlaschen, die dort übereinander gelegt werden, erreicht bzw. in die Heizstrecke hinein aufrechterhalten wird, so dass der Schrumpfvorgang bei exakt platzierten Faltlaschen durchgeführt werden kann. Wahlweise können zur Anpassung an unterschiedliche Artikel- oder Behältergrößen die an wenigstens einer Längsseite der Transportstrecke angeordneten Leitschienen höhenverstellbar ausgebildet sein und/oder in ihrer horizontalen Position zur Transportstrecke verstellt werden. Eine Breiten- bzw. Abstandsverstellung der Leitschienen voneinander ist besonders zur Anpassung an unterschiedliche Gebindegrößen bzw. -breiten erforderlich. Ebenso möglich sind Varianten, bei denen zumindest an einer Längsseite der Transportstrecke zwei oder mehr parallel übereinander und vertikal beabstandet voneinander angeordnete Leitschienen vorgesehen sind, die für ein gleichmäßiges Andrücken der Faltlaschen über die gesamte Höhe der jeweiligen Artikel- oder Behältergruppen sorgen können. Wenn es auch denkbar ist, dass die Leitschienen links und rechts unterschiedlich ausgebildet sind, ist jedoch typischerweise ein längssymmetrischer Aufbau vorgesehen, bei dem die Leitschienen links und rechts an der Transportstrecke jeweils annähernd identisch ausgebildet und positioniert sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Faltelemente jeweils bewegliche Einschlagelemente umfassen oder zumindest teilweise durch solche beweglichen Einschlagelemente gebildet sein. Hierbei können die beweglichen Einschlagelemente bspw. wenigstens einen Schwenkhebel umfassen, der um eine in etwa horizontale Schwenkachse an wenigstens einer Seite der Transportstrecke schwenkbar angeordnet ist. Um eine taktende Arbeitsweise der Vorrichtung zu vermeiden, können diese Schwenkvorrichtungen rotierend ausgeführt sein, wobei der Einschlagvorgang einen Teil einer 360°-Bewegung der Schwenkvorrichtung bzw. der Schwenkhebel umfasst. Derartige kontinuierliche Prozesse mit durchgängig rotierenden Teilen sind im Dauerbetrieb meist zuverlässiger als oszillierend arbeitende Antriebe. Ein sinnvoller Schwenkradius der Einschlagelemente kann in etwa von einer vertikalen Position bis zu einer ungefähr horizontalen Position, gerichtet in etwa parallel zur Förderrichtung, reichen. Wenn diese Einschlagelemente bzw. sog. Einschläger jeweils durch schwenkbare bzw. rotierende Faltfinger mit dem angegebenen Bewegungsradius zwischen ca. 90° bei oszillierender und 360° bei rotierender Bewegung gebildet sind, können sie vorzugsweise unmittelbar vor dem Eingang der Heizstrecke durch eine Schwenkbewegung zumindest die in Transportrichtung hinteren Faltlaschen nach vorne über die zuvor gefalteten Faltlaschen legen, so dass der gewünschte abschließende Faltzustand hergestellt werden kann, der dann in der Heizstrecke während des Schrumpfungsvorganges zur gewünschten Haftung der übereinander gelegten Faltlaschen aneinander führt. Bei Verzicht auf die beweglichen Einschlagelemente wäre es sinnvoll, andere geeignete Maßnahmen zu treffen, um zumindest die in Transportrichtung rückseitigen Faltlaschen nach vorne umschlagen zu können, da gerade diese Faltlaschen durch den Transport der Artikel- oder Behältergruppen ansonsten leicht nach hinten umgeschlagen werden könnten, was nicht gewünscht ist und unweigerlich zu einer Beeinträchtigung der Verpackungsqualität der herzustellenden Folienschrumpfgebinde führen würde.
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Wie auch die starren bzw. höhenbeweglich ausgebildeten Leitschienen können auch die beweglichen Einschlagelemente in ihrer vertikalen und/oder horizontalen Position gegenüber der Transportstrecke verstellbar ausgebildet sein. Die höhen- und/oder Breitenverstellbarkeit ist sinnvoll, damit eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Artikel- oder Behältergrößen, unterschiedliche Gebindegrößen, -breiten etc. gegeben ist, die die Heizstrecke passieren sollen.
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Die Vorrichtung sieht vor, dass die Leitschienen um eine definierte Länge in die Heizstrecke hineinreichen, damit die gefalteten Faltlaschen jeweils an ihrem Platz gehalten werden und sich nicht wieder öffnen. Die Leitschienen können wahlweise durch die gesamte Heizstrecke hindurch geführt sein oder auch nur durch einen Teilabschnitt, da es ggf. ausreichen kann, die übereinander gelegten Faltlaschen nicht durch die gesamte Heizstrecke aneinander zu drücken. Wahlweise kann die Länge der Leitschienen auch variabel einstellbar sein. Weiterhin ist es sinnvoll, wenn die beweglichen Einschlagelemente und/oder die in die Heizstrecke hineinreichenden Leitschienen jeweils hitzebeständig ausgebildet und/oder mit einer hitzebeständigen Beschichtung ausgestattet sind, um ihre Reibung bzw. Haftneigung gegenüber dem Packmittel zu verringern. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die erhitzte Schrumpffolie an den Leitschienen und/oder an den verstellbaren Einschlagelementen haften bleibt und dabei entweder der Faltzustand beeinträchtigt wird oder sogar die Folie beschädigt wird. Für solche Beschichtungen stehen geeignete Materialien zur Verfügung, die gleichzeitig eine sehr glatte Oberfläche bieten, um das Gleiten der Folienabschnitte während des Passierens der Behältergruppierung zu erleichtern.
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Die Vorrichtung kann wahlweise vorsehen, dass den mechanischen Faltelementen zusätzliche Applikationseinrichtungen zum Anheften, Ankleben und/oder Anschweißen zumindest einzelner Falze an einer Seite oder an beiden Querseiten der Foliengebinde zugeordnet oder in Transportrichtung nachgeordnet sind. Somit können zumindest einzelne Falze an einer Seite oder an beiden Querseiten der Foliengebinde angeheftet, angeklebt oder angeschweißt werden. Dieses Anheften, Ankleben oder Anschweißen kann bei einzelnen Faltlaschen, bspw. bei den oberen, unteren und/oder seitlichen Faltlaschen, oder auch bei mehreren Faltlaschen erfolgen. Auf diese Weise wird das Schrumpfen dadurch unterstützt, dass die übereinander gelegten Faltlaschen zusätzlich aneinander fixiert werden.
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Weiterhin ermöglicht es das Verfahren, bis zu vier nebeneinander angeordnete Förderstrecken mit jeweils gleichartigen Faltelementen vorzusehen. Hierbei können die Leitschienen und/oder beweglichen Faltelemente jeweils in bis zu vierfacher Ausführung für bis zu vier parallele Förderbahnen angeordnet sein, wenn auch die Heizstrecke entsprechend breit zur Aufnahme von bis zu vier parallel beförderten Artikel- oder Behältergruppen ausgebildet ist.
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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.
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1 zeigt in vier schematischen Ansichten die Verarbeitung und Verpackung von Behältergruppen mit Folie.
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Heizstrecke zur Herstellung von Folienschrumpfgebinden.
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3 zeigt in drei schematischen Ansichten ein Faltmodul zur Herstellung der Folienschrumpfgebinde.
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4 zeigt zwei Detailansichten des Faltmoduls gemäß 3.
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5 zeigt drei weitere Detailansichten der Heizstrecke bzw. des Faltmoduls zur Herstellung der Folienschrumpfgebinde.
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Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische 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 sowie das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
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Die schematischen Darstellungen der 1A bis 1D zeigen aufeinander folgende Verfahrensschritte bei der Herstellung von erfindungsgemäßen Folienschrumpfgebinde aus Gruppen 10 zusammengefasster Artikel oder Behälter 12. So verdeutlichen die schematische Perspektivansicht der 1A sowie die schematische Seitenansicht der 1C den Transport von vier zu Gruppen 10 zusammengefasster Getränkebehälter 12, die entlang einer hier nur durch Pfeile symbolisch angedeuteter Transportstrecke 14 mittels einer hier nicht näher ausgeführten Folienapplikationseinrichtung 16 zugeführt werden. In der Folienapplikationseinrichtung 16 werden die insgesamt vier im Quadrat- bzw. Rechteckverbund zusammengefassten Behälter 12 der Behältergruppe 10 in Transportrichtung 18 mit einem Folienabschnitt 20 umhüllt, der etwas größer ist als die Behältergruppe 10, so dass er einerseits einen hier nicht näher dargestellten Überlappungsbereich in Transportrichtung 18 bildet. Gleichzeitig werden beim Umhüllen der Behältergruppe 10 seitliche Überlappungsbereiche 22 mit jeweils querrandseitig über die Behältergruppe 10 überstehenden Faltlaschen 24 ausgebildet, die im weiteren Förderbereich der Transportstrecke 14 umgeschlagen und übereinander gelegt werden. Dies ist durch die schematische Darstellung der in 1A in Transportrichtung 18 rechts abgebildeten, schon mit dem Folienabschnitt 20 eingeschlagenen Behältergruppe 10 verdeutlicht, deren Überlappungsbereiche 22 durch Umlegen einer vorderen und einer hinteren Faltlasche 24a und 24b bereits teilweise an die Seitenflächen der Behältergruppe 10 angelegt wurden. Bei der Darstellung der 1C wurde dagegen zunächst nur die vordere Faltlasche 24a des Überlappungsbereichs 22 an die Behältergruppe 10 angelegt und umgeschlagen.
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Die in den 1A und 1C gezeigten Faltvorgänge werden insbesondere mittels mechanischer Faltelemente 26 unterstützt bzw. durchgeführt, die im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1B durch Leitschienen 28 gebildet sind, die zu beiden Seiten an den Längsseiten der Transportstrecke 14 angeordnet sind, so dass die Behältergruppen 10 dazwischen hindurchbefördert werden können. Es ist allerdings darauf hinzuweisen, dass die gezeigten Leitschienen 28 nicht dazu geeignet sind, die jeweils hinteren Faltlaschen 24b umzulegen und an die Behälteraußenseiten der Gruppe 10 anzulegen. Hierfür sind andere Falteinrichtungen notwendig, die anhand der folgenden Figuren noch näher erläutert und in ihrer Funktion und Wirkungsweise beschrieben werden. Allerdings sorgen die Leitschienen 28 beim Transport der Gruppierungen 10 durch eine Heizstrecke (siehe 2 ff.) für die Aufrechterhaltung des Faltzustandes der umgelegten Faltlaschen 24 und für deren Fixierung aneinander bzw. auf der Außenseite des Folienabschnittes 20 bei einem Schrumpfungsvorgang, die insbesondere durch Heißluftbeaufschlagung der Behältergruppierungen 10 bei ihrem Transport durch die Heizstrecke erfolgt.
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Die 1B verdeutlicht in der mittleren Abbildung ein optionales Umlegen einer unteren Faltlasche 24c durch Klappen nach oben, vorzugsweise an beiden Seiten der seitlichen Überlappungsbereiche 22. Weiterhin verdeutlicht die rechte Abbildung der 1B ein optionales Umlegen einer oberen Faltlasche 24d durch Klappen nach unten, vorzugsweise wiederum an beiden Seiten der seitlichen Überlappungsbereiche 22. Die Fixierung der unteren und/oder oberen Faltlaschen 24c und/oder 24d nach ihrem Umlegen an den Außenseiten der Behältergruppe 10 kann vorzugsweise ebenfalls durch mechanische Faltelemente 26 bzw. durch Leitschienen 28 unterstützt werden, welche die Transportstrecke 24 zu beiden Seiten der beförderten Gruppen 10 in horizontalem Verlauf begleiten können. Diese weiteren Leitschienen 28 sind jedoch in der Darstellung der 1B nur in der linken Abbildung gezeigt.
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Die Seiten- und Frontansichten der 1D zeigen nochmals einen sinnvollen Faltvorgang der seitlichen Überlappungsbereiche 22 des um die Behältergruppe 10 gelegten Folienabschnittes 20, bei dem zunächst die vorderen und hinteren Faltlaschen 24a und 24b umgelegt werden (Abbildung links), wonach an beiden Seiten die unteren Faltlaschen 24c (mittlere Seitenansicht und mittlere Frontansicht) und anschließend an beiden Seiten die oberen Faltlaschen 24d (rechte Seitenansicht oben; rechte Frontansicht unten) umgelegt werden können, jeweils wahlweise unterstützt durch geeignete mechanische Faltelemente bzw. Leitschienen (in 1D nicht dargestellt).
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Bei diesem Übereinanderlegen der seitlichen Überlappungsbereiche 22 kann wahlweise zwischen zueinander weisenden Endkanten 30 der Faltlaschen 24a, 24b, 24c, 24d eine Öffnung 32 im mittleren Bereich der Seitenflächen der umhüllten Behältergruppierungen 10 ausgebildet werden, wie dies in den 1B und 1D angedeutet ist. Diese Öffnung 32 wird üblicherweise auch als Folienauge bezeichnet, das während der Hitzebeaufschlagung des Schrumpfungsvorganges ggf. auch größer werden kann, da sich die Folie in Richtung der Gebindekanten zurückzieht. Ebenso möglich ist es jedoch, dass die zueinander weisenden Endkanten 30 übereinander gelegt werden, so dass sie sich überlappen und geschlossene Seitenflächen ohne Öffnungen 32 bilden.
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Die schematische Darstellung der 2 zeigt einen typischen Abschnitt der Transportstrecke 14, die eine der Folienapplikationseinrichtung 16 in Transportrichtung 18 nachgeordnete Heizstrecke 34 zur Beaufschlagung der Behältergruppen 10 mitsamt der Folienumhüllung 20 mit Heißluft zur Ausbildung von Schrumpfgebinden aufweist. Die Heizstrecke, die von den mit Folie 20 umhüllten Behältergruppen 10 in Transportrichtung 18 durchlaufen wird, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Schrumpftunnel 36 ausgebildet, der mit Einrichtungen zur gleichmäßigen und allseitigen Heißluftbeaufschlagung der Behältergruppen 10 ausgestattet ist. Die Temperaturen innerhalb der Heizstrecke 34 bzw. des Schrumpftunnels 36 sind dabei so gewählt, dass die Folienumhüllung 20 mitsamt den umgeschlagenen querrandseitigen Faltlaschen 24 (vgl. 1) fest um die Behälter 12 gespannt wird und diese zu Folienschrumpfgebinden 38 zusammenfasst, innerhalb derer die Behälter 12 weitgehend ortsfest aneinander gehalten sind und nur minimale Relativbewegungen zueinander ausführen können.
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Die in 2 gezeigten Kühlgebläse 40 am Ausgang des Schrumpftunnels 36 dienen der Kühlung der zuvor erhitzten Gebinde 38, so dass diese in Förderrichtung 18 weiteren Handhabungs-, Stapel-, Palettierungs- und/oder Verpackungseinrichtungen (nicht gezeigt) zugeführt werden können.
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Wie es die 2 schematische andeutet, können sich die mechanischen Faltelemente 26 zur Fixierung der gefalteten Faltlaschen 24 und/oder zum Halten der Faltlaschen 24 (vgl. 1) in ihrer gefalteten Lage über einen Teilabschnitt 42 mit variabler Länge 44a oder 44b in die Heizstrecke 34 hinein erstrecken. Die Länge 44a der Faltelemente 26 bzw. Leitschienen 28 kann wahlweise sehr kurz ausfallen, so dass sie bereits in einem vorderen Bereich der Heizstrecke 34 enden kann. Wahlweise kann die Länge 44b jedoch auch so gewählt sein, dass sie ungefähr der Länge der Heizstrecke 34 entspricht. Auch andere Längen der Faltelemente 26 bzw. Leitschienen 28 sind möglich. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass die gezeigten alternativen Längen 44a und 44b nur beispielhaft zu verstehen sind. Selbstverständlich kann sich die gewählte Länge 44a oder 44b nach den Erfordernissen der jeweiligen Schrumpfgebinde 38 richten. Wenn die Faltlaschen 24 bereits nach einer sehr kurzen Einwirkungszeit der Wärmebeaufschlagung aneinander bzw. an den Außenseiten der Folienumhüllung 20 haften, so genügen relativ kurze Abschnitte der Faltelemente 26 bzw. Leitschienen 28 (erste Länge 44a). Wenn die Faltlaschen 24 jedoch eine längere Einwirkungszeit der Wärmebeaufschlagung benötigen, um aneinander bzw. an den Außenseiten der Folienumhüllung 20 zu haften, so ist eine längere Ausführung der Faltelemente 26 bzw. Leitschienen 28 (zweite Länge 44b) sinnvoll.
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Die schematischen Darstellungen der 3A, 3B und 3C verdeutlichen eine Ausführungsvariante eines Faltmoduls 46, das dem Umschlagen der Faltlaschen 24 einer mit Folie 20 umhüllten Behältergruppierung 10 dient, wie sie in den 1A bis 1D gezeigt ist. Das Faltmodul 46 befindet sich an der Einlaufseite 48 des Schrumpftunnels 36 und ist dort an horizontalen Haltestreben 50 verankert, die an einer Oberseite der Einlauföffnung 52 des Schrumpftunnels 36 befestigt sind, so dass sie oberhalb einer Förderebene 54 und parallel zu dieser angeordnet sind.
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Während die schematische Perspektivansicht der 3A einen Überblick über die Platzierung des Faltmoduls 46 liefert, lässt die schematische Perspektivansicht der 3B einige Details des Faltmoduls 46 erkennen, so z.B. die mittels klemmbarer Halter 56 an quer zur Förderrichtung verlaufenden Haltestreben 50 befestigten und in ihrer Position verstellbaren vertikalen Haltestreben 58, an denen die mechanischen Faltelemente 26 bzw. die Leitschienen 28 aufgehängt sind (vgl. 1). Die Verstellbarkeit der klemmbaren Halter 56 an den Querhaltestreben 50 ermöglicht die Positionierung des Faltmoduls 46 sowie die Variation des Abstandes der Leitschienen 28 zueinander, wodurch deren Position an die Breite der jeweiligen Behältergruppierung 10 angepasst werden kann.
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Die schematische Seitenansicht der 3C sowie die Perspektivansicht der 3B lassen zudem einen Verstellmechanismus 60 zur Höhenverstellung der Leitschienen 28 sowie zur Verstellung eines vertikalen Abstandes zweier paralleler Leitschienen 28 an jeder Seite des Faltmoduls 46 erkennen. Der Verstellmechanismus 60 umfasst obere Verstellräder 62, die in Höhe der klemmbaren Halter 56 angeordnet sind. Die Verstellräder 62 sind drehfest mit vertikalen Wellen 64 verbunden, die mit einem Scherengelenk 66 des Verstellmechanismus 60 zusammenwirken, so dass ein Drehen der Verstellräder 62 den vertikalen Abstand der beiden übereinander angeordneten Leitschienen 28 an jeder Seite des Faltmoduls 46 bewirkt.
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Die 3A bis 3C lassen zudem bewegliche Einschlagelemente 68 erkennen, die Teil der Faltelemente 26 sind und die dem Umschlagen der jeweils hinteren Faltlaschen 24b der seitlichen Überlappungsbereiche 22 einer mit Folie 20 umhüllten Behältergruppierung 10 dienen. Da sich die beweglichen Einschlagelemente 68 besser in den Detailansichten der 4A und 4B erkennen lassen, sei an dieser Stelle auf die nachfolgende Beschreibung zu diesen Figuren verwiesen.
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So zeigen die schematischen Darstellungen der 4A und 4B das komplette Faltmodul 46, das von den Querstreben 50, die an den Längsstreben 50 an der Einlaufseite 48 des Schrumpftunnels 36 aufgehängt sind (vgl. 3), abgenommen und getrennt ist. Wie erwähnt, dient das Faltmodul 46 dem Umschlagen der Faltlaschen 24 einer mit Folie 20 umhüllten Behältergruppierung 10 (vgl. 1A bis 1D). So lässt die 4A viele der bereits erläuterten Konstruktionsdetails erkennen, so die an den klemmbaren Haltern 56 befestigten vertikalen Haltestreben 58, an denen die mechanischen Faltelemente 26 bzw. die Leitschienen 28 aufgehängt sind. Deutlich erkennbar ist dort auch der Verstellmechanismus 60 zur Höhenverstellung der Leitschienen 28 sowie zur Verstellung eines vertikalen Abstandes zweier paralleler Leitschienen 28 an jeder Seite des Faltmoduls 46. Die oberen Verstellräder 62 wirken über die vertikalen Wellen 64 auf das jeweilige Scherengelenk 66 des Verstellmechanismus 60, so dass ein Drehen der Verstellräder 62 eine Variation des vertikalen Abstandes der beiden übereinander angeordneten Leitschienen 28 an jeder Seite des Faltmoduls 46 ermöglicht.
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Die in den 4A und 4B erkennbaren beweglichen Einschlagelemente 68, die Teil der Faltelemente 26 sind und die dem Umschlagen der jeweils hinteren Faltlaschen 24b der seitlichen Überlappungsbereiche 22 einer mit Folie 20 umhüllten Behältergruppierung 10 dienen, befinden sich an horizontalen Rahmenelementen 70, die oberhalb der Leitschienen 28 und auch oberhalb des Verstellmechanismus 60 zu deren Höhenverstellung angeordnet sind. Die horizontalen Rahmenelemente 70, die zu beiden Seiten der Transportstrecke 14 und parallel zur Transportrichtung 18 angeordnet sind, ragen am weitesten in Gegenrichtung zur Einlaufseite 48 des Schrumpftunnels 36 hinaus und bilden den längsten Ausleger des Faltmoduls 46. Sie nehmen horizontale Schwenkwellen 72 auf, deren Achsrichtung quer zur Förderrichtung 18 verläuft, und die jeweils über Antriebshebel 74 von Elektromotoren 76 angetrieben werden, so dass die Schwenkwellen 72 jeweils definierte oszillierende Schwenkbewegungen um einen definierten Schwenkwinkel von ca. 40 bis 70 Grad ausführen. Die Schwenkwellen 72 tragen jeweils einen Faltfinger 78, der für die Einschlagbewegung der hinteren Faltlasche 24b jeder Behältergruppierung 10 sorgt.
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Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die beweglichen Einschlagelemente 68 in ansonsten weitgehend unverändertem konstruktivem Aufbau wahlweise auch rotierende Bewegungen ausführen können, wobei ein Teil dieses Bewegungsverlaufs zum Umschlagen der jeweils hinteren Faltlaschen 24b der seitlichen Überlappungsbereiche 22 der mit Folie 20 umhüllten Behältergruppierung 10 dient. Die Schwenkwellen 72 können bei dieser alternativen Ausführungsvariante wahlweise direkt mit den Elektromotoren 76 gekoppelt und direkt von diesen angetrieben werden, wodurch sich die kontinuierlich umlaufenden Drehbewegungen der Faltfinger 78 ergibt.
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Ein sinnvoller Schwenkradius der Einschlagelemente 68 bzw. Schwenkhebel 78 kann in etwa von einer vertikalen Position bis zu einer ungefähr horizontalen Position, gerichtet in etwa parallel zur Förderrichtung 18, reichen. Durch ihre Anordnung und ihre Schwenkbewegungen können die schwenkbaren Faltfinger 78 mit dem angegebenen Bewegungsradius unmittelbar vor dem Eingang der Heizstrecke 34 durch eine Schwenkbewegung zumindest die in Transportrichtung 18 hinteren Faltlaschen 24b nach vorne über die zuvor gefalteten Faltlaschen 24a legen, so dass der gewünschte abschließende Faltzustand hergestellt werden kann, der dann in der Heizstrecke 34 während des Schrumpfungsvorganges zur gewünschten Haftung der übereinander gelegten Faltlaschen 24 aneinander führt.
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Vorzugsweise sind sowohl die beweglichen Einschlagelemente 68 bzw. Faltfinger 78 als auch die in die Heizstrecke 34 hineinreichenden Leitschienen 28 jeweils hitzebeständig ausgebildet und/oder mit einer hitzebeständigen Beschichtung ausgestattet. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die erhitzte Schrumpffolie 20 an den Leitschienen 28 und/oder an den verstellbaren Einschlagelementen 68 haften bleibt und dabei entweder der Faltzustand beeinträchtigt wird oder sogar die Folie 20 beschädigt wird.
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Die schematische Frontansicht der 5A zeigt mit Blick in Transportrichtung 18 die Einlauföffnung 52 des Schrumpftunnels 36 mit dem montierten Faltmodul 46. Diese Ansicht lässt erkennen, dass bei ausreichend breiter Transportstrecke 14 durch die Heizstrecke 34 wahlweise auch zwei gleichartige Faltmodule 46 mit jeweils gleichartigen Faltelementen 26 montiert sein können (nicht dargestellt). Hierbei können die Leitschienen 28 und/oder beweglichen Faltelemente 68 jeweils in Doppelausführung für zwei parallele Förderbahnen angeordnet sein, wenn auch die Heizstrecke 34 durch den Schrumpftunnel 36 entsprechend breit zur Aufnahme von zwei parallel beförderten Behältergruppen 10 ausgebildet ist.
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Die Darstellung der 5A und die Detailansicht der 5B zeigen eine die Faltelemente 26 und die beweglichen Einschlagelemente 68 passierende Behältergruppierung 10, die entlang der beidseitig parallel verlaufenden Leitschienen 28 in die Heizstrecke 34 des Schrumpftunnels 36 hinein befördert wird. Die 5B lässt zudem untere Führungsleisten 80 zur Führung und Faltung der unteren Faltlaschen 24c (vgl. 1B, 1D) erkennen, die zu beiden Seiten der Behältergruppierung 10 bzw. des Foliengebindes 38 angeordnet sind und im Einlaufbereich für die gewünschten Faltbewegungen der unteren Faltlaschen 24c nach oben sorgen. Die darüber angeordneten mittleren Führungsleisten 82 sorgen dagegen für die Führung und Faltung der vorderen Faltlaschen 24a (vgl. 1A bis 1D), während die oberen Führungsleisten 84 für die Führung und Faltung der oberen Faltlaschen 24d sorgen. Die hinteren Faltlaschen 24b werden schließlich von den Faltfingern 78 gefaltet, sobald die Gruppierung 10 diese seitlich passiert hat.
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Die Frontansicht der 5C zeigt dagegen die umgekehrte Blickrichtung aus dem Schrumpftunnel 36 heraus. Die dort gezeigte Behältergruppierung 10 bewegt sich in Richtung des Betrachters entlang der Leitschienen 28 und passiert das Faltmodul 46.
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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gruppe, Behältergruppe, Behältergruppierung
- 12
- Behälter, Getränkebehälter
- 14
- Transportstrecke
- 16
- Folienapplikationseinrichtung
- 18
- Transportrichtung, Förderrichtung
- 20
- Folie, Folienabschnitt, Folienumhüllung
- 22
- Überlappungsbereich, seitlicher Überlappungsbereich
- 24
- Faltlasche
- 24a
- vordere Faltlasche
- 24b
- hintere Faltlasche
- 24c
- untere Faltlasche
- 24d
- obere Faltlasche
- 26
- Faltelement, mechanisches Faltelement
- 28
- Leitschiene, seitliche Leitschiene
- 30
- Endkante
- 32
- Öffnung, Folienauge
- 34
- Heizstrecke
- 36
- Schrumpftunnel
- 38
- Gebinde, Foliengebinde, Folienschrumpfgebinde, Schrumpfgebinde
- 40
- Kühlgebläse
- 42
- Teilabschnitt
- 44a
- erste Länge (Leitschiene)
- 44b
- zweite Länge (Leitschiene)
- 46
- Faltmodul
- 48
- Einlaufseite
- 50
- Haltestrebe, horizontale Haltestrebe, Querstrebe
- 52
- Einlauföffnung
- 54
- Förderebene
- 56
- Halter, Klemmhalter, klemmbarer Halter
- 58
- Haltestrebe, vertikale Haltestrebe
- 60
- Verstellmechanismus
- 62
- Verstellrad
- 64
- Welle, vertikale Welle
- 66
- Scherengelenk
- 68
- Einschlagelement, bewegliches Einschlagelement
- 70
- Rahmenelement
- 72
- Schwenkwelle, horizontale Schwenkwelle
- 74
- Antriebshebel
- 76
- Elektromotor, elektrischer Antriebsmotor
- 78
- Faltfinger
- 80
- untere Führungsleiste
- 82
- mittlere Führungsleiste
- 84
- obere Führungsleiste
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006036590 A1 [0003]
- WO 2012/149947 A1 [0005]
- EP 2219954 B1 [0006]
- DE 102012016698 A1 [0007]
- DE 102012016699 A1 [0007]
