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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
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Stand der Technik
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Für die Verarbeitung, Zusammenstellung, Gruppierung und Verpackung von Artikeln wie bspw. Getränkebehältern gibt es unterschiedliche Verpackungsarten. Eine häufig gebrauchte Variante besteht etwa in einer Zusammenfassung mehrerer gleichartiger Artikel bzw. Behälter zu tragbaren, relativ handlichen Gebindeeinheiten oder Verpackungseinheiten. Auch hierfür sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, einzelne Artikel oder Behälter 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 Verpackungseinheiten für Getränkebehälter oder Flaschen aus PET-Kunststoff darstellen. Die Gebinde werden für den Transport teilweise nochmals zusammengefasst und/oder in Lagen zusammengestellt und palettiert.
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Bei der Herstellung von bekannten Gebindearten sind spezifische Fertigungsschritte erforderlich, um die für die Gebinde üblicherweise eingesetzten Schrumpffolien verarbeiten zu können. Diese Fertigungsschritte erfordern einen relativ hohen Energieeinsatz, nicht zuletzt wegen des unter Wärmeeinwirkung stattfindenden Schrumpfungsvorganges der Folie. Zudem verursacht die verwendete Folie Kosten zur Herstellung, zur Bereitstellung, zur Handhabung sowie zur späteren Entsorgung, da sie nach dem Verkauf und dem Auspacken der Artikel oder Behälter nicht mehr benötigt wird. Auch die Maschinenausstattung zur Bereitstellung der sogenannten Folieneinschlagmodule und anderer Handhabungsstationen verursacht hohe Investitionskosten. Schließlich erfordert auch die Bereitstellung des sogenannten Schrumpftunnels, bei dem die um die Gebinde geschlagene Folie mittels Heißluftbeaufschlagung um die Behälter geschrumpft wird, einen relativ hohen Kapitaleinsatz.
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Eine Variante, bei der grundsätzlich auf den Einsatz von Schrumpffolien verzichtet werden kann, sind sog. Umreifungsgebinde. Hierbei werden die Behälter mittels sog. Umreifungsbänder miteinander verbunden und zu einem Gebinde zusammengefasst. 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. 1x2-Anordnungen (zwei Behälter in Reihe), 2x2-Anordnungen (vier Behälter im Quadrat oder in Rautenformation), 3x2-, 4x3- oder grundsätzlich auch variable nxm-Anordnungen sein.
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Weiterhin ist die Verwendung von sogenannten oberen Greifkartonverpackungen bekannt, um beispielsweise mehrere Flaschen über ihre Halsbereiche zusammenzufassen. Eine Verpackungsmaschine zum Aufsetzen solcher oberen Greifkartonverpackungen ist in der Patentschrift
EP 1075419 B1 beschrieben. Hierbei sind die Artikel oder Behälter in einer Kiste angeordnet und die Greifkartonverpackung wird von oben auf den mindestens einen in der Kiste angeordneten Artikel aufgesetzt. Insbesondere ist in der Kiste eine Mehrzahl von Artikeln angeordnet, und durch das Aufsetzen einer geringeren Anzahl an oberen Greifkartonverpackungen werden Untergruppen gebildet, die jeweils einen Teil der in der Kiste angeordneten Artikel zusammenfassen.
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Eine Greifkartonverpackung weist eine Anordnung und Anzahl von Durchtrittsöffnungen auf, die der Anordnung und Anzahl der zusammenzufassenden Artikel oder Behälter entsprechen. Der Durchmesser der Durchtrittsöffnungen ist dabei in der Regel geringfügig geringer als ein maximaler Durchmesser der Artikel in einem oberen Bereich. Die Greifkartonverpackung wird auf die Artikel aufgesetzt und aufgedrückt, so dass ein definierter oberer Bereich der Artikel durch die Durchtrittsöffnungen durchgedrückt wird. Insbesondere wird ein oberer Bereich mit einem maximalen Durchmesser durch die Durchtrittsöffnungen durchgedrückt und die Randbereiche der Durchtrittsöffnungen werden unterhalb dieses maximalen Durchmessers mit den Artikeln in Eingriff gebracht, so dass die Greifkartonverpackung sicher und fest an den Artikeln festgelegt wird. Um die Greifkartonverpackung derart an den Artikeln festzulegen, insbesondere um die Artikel durch die Durchtrittsöffnungen durchzudrücken, sind relativ hohe Applikationskräfte notwendig. Dementsprechend müssen die Artikel dieser Applikationskraft einen geeigneten Widerstand entgegenbringen, damit die Artikel beim Aufbringen der Greifkartonverpackung nicht beschädigt werden.
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Beschreibung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile des Stands der Technik bekannter Vorrichtungen zu beseitigen.
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Die obige Aufgabe wird durch eine Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten gelöst, die die Merkmale in den unabhängigen Patentansprüchen umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
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Das vermittels einer nachfolgend beschriebenen Verpackungsvorrichtung durchgeführte Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten ist insbesondere dafür ausgerichtet, die Applikationskraft, die notwendig ist, um eine Greifkartonverpackung an einer Artikelgruppe festzulegen, zu reduzieren. Die dabei hergestellten Verpackungseinheiten umfassend mindestens einen Artikel oder Behälter, an dem mindestens ein zumindest bereichsweise flächig ausgebildeter Verpackungszuschnitt angeordnet ist, wobei der Verpackungszuschnitt in dem flächig ausgebildeten Bereich mindestens eine Durchtrittsöffnung für den mindestens einen Artikel aufweist.
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Bei dem mindestens einen Artikel oder Behälter handelt es sich vorzugsweise um Getränkebehälter, insbesondere um Flaschen aus PET oder einem anderen geeigneten Kunststoff. Bevorzugt können die Artikel oder Behälter auch durch Dosen aus Kunststoff und/oder Aluminium oder einem anderen Metall o.ä. gebildet sein. Die Verpackungsvorrichtung und das Verfahren sind jedoch auch geeignet, einen entsprechenden Verpackungszuschnitt an andere geeignete Artikel oder Behälter anzuordnen und an diesen festzulegen.
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Eine Verpackungsvorrichtung zur Herstellung solcher Verpackungseinheiten umfasst mindestens eine Zuführeinrichtung für den mindestens einen Artikel) oder für Zusammenstellungen von mindestens zwei Artikeln, ein Vorbehandlungsmodul zur Vorbereitung des Verpackungszuschnitts für die Applikation an dem mindestens einen Artikel und ein erstes Verpackungsmodul zum Applizieren und Festlegen des Verpackungszuschnitts an dem mindestens einen Artikel. Hierbei ist vorgesehen, dass das Vorbehandlungsmodul mindestens eine Einrichtung umfasst, die ausgebildet ist, eine Widerstandskraft in einem Randbereich der mindestens einen Durchtrittsöffnung des Verpackungszuschnitts bei der nachfolgenden Applikation des Verpackungszuschnitts an dem mindestens einen Artikel zu reduzieren.
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Die gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform hergestellten Verpackungseinheiten bestehen aus mindestens zwei Artikeln oder Behältern, die durch mindestens ein erstes Sekundärverpackungsmittel in Form eines flächigen Verpackungszuschnitts zusammengefasst sind. Alle nachfolgend beschriebenen Merkmale in Bezug auf solche Verpackungseinheiten sind analog oder in entsprechend angepasster Weise auch auf Verpackungseinheiten anzuwenden, die nur einen Artikel und einen daran angeordneten Verpackungszuschnitt umfassend. Insbesondere handelt es sich in diesem Fall um einen als Tragegriffzuschnitt ausgebildeten Verpackungszuschnitt, der einen Tragegriff bereitstellt.
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Weiterhin können die Artikel oder Behälter der Verpackungseinheiten durch mindestens ein zweites Sekundärverpackungsmittel zusätzlich zusammengefasst werden. Beispielsweise wird das zweite Sekundärverpackungsmittel durch mindestens eine band- oder streifenartige, geschlossene Umreifung gebildet, welche horizontal um eine Außenseite der Artikel oder Behälter gespannt und diese wahlweise an einer Kontaktstelle mit mindestens einem der Artikel fest fixiert ist. So kann die Umreifung an der Kontaktstelle insbesondere mittels einer stoffschlüssigen Verbindung in Form wenigstens einer Schweißverbindung fixiert sein. Eine solche Kontaktstelle der Umreifung an einer der Mantelflächen der Artikel ist jedoch keinesfalls zwingend, da die Umreifung auch bereits durch die aufgebrachte Umreifungsspannung fest an den Mantelflächen der umreiften Artikel anhaften kann. Alternativ können die Artikel zusätzlich untereinander mittels Klebeverbindungen aneinander fixiert sein. Die linienartigen oder punktförmig bzw. flächig begrenzten Klebeverbindungen befinden sich sinnvollerweise an Berührflächen oder Berührkanten der aneinander stehenden Artikel, so dass insgesamt nur relativ kleine Klebeflächen bereits für eine feste Verbindung der Artikel untereinander sorgen können. Eine weitere alternative Ausführungsform kann vorsehen, dass die mit einem Verpackungszuschnitt zusammengefassten Artikel zusätzlich auf einem sogenannten Tray angeordnet sind und/oder mit einer Schrumpffolie umhüllt werden. Die Anordnung des zweiten Sekundärverpackungsmittels kann im Falle mindestens einer Umreifung bei Anordnung der Artikel auf einem Tray vor oder zeitgleich oder nach Applikation des Verpackungszuschnitts erfolgen. Die Applikation eines Haftmittels zur Ausbildung von Klebeverbindungen erfolgt vorzugsweise vor oder im zeitlichen Zusammenhang mit dem Zusammenstellen der Artikel zu einer Artikelgruppe vor der Applikation des Verpackungszuschnitts während das Aufbringen einer Schrumpffolie vorzugsweise nach der Applikation des Verpackungszuschnitts vorgenommen wird, so dass die Schrumpffolie insbesondere auf die mit dem Verpackungszuschnitt zusammengefassten Artikel aufgeschrumpft wird.
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Der zumindest bereichsweise flächig ausgebildete Verpackungszuschnitt weist in dem flächig ausgebildeten Bereich mindestens zwei Durchtrittsöffnungen für die mindestens zwei Artikel auf. Weiterhin kann der zumindest bereichsweise flächig ausgebildete Verpackungszuschnitt Tragegrifföffnungen aufweisen, durch die der Benutzer seine Finger stecken kann, um die gesamte Verpackungseinheit daran hochheben und transportieren zu können o.ä.
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Bei dem Verpackungszuschnitt handelt es sich insbesondere um eine sogenannte obere Greifkartonverpackung. Der Verpackungszuschnitt besteht vorzugsweise aus einem Kartonmaterial, einem Kunststoffmaterial, einem Karton-Kunststoffverbundmaterial o.ä.
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Vorzugsweise befindet sich nach dem Festlegen des Verpackungszuschnitts ein definierter oberer Bereich der Artikel oberhalb des Verpackungszuschnitts, während ein definierter unterer Bereich der Artikel unterhalb des Verpackungszuschnitts angeordnet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform weisen die Durchtrittsöffnungen des Verpackungszuschnitts geeignete Fixiereinrichtungen auf, die bspw. durch Fixierlaschen gebildet sein können. Beispielsweise werden die Fixierlaschen durch sich radial von den Öffnungen aus erstreckende Einschnitte o.ä. ausgebildet. Nach Anordnung und Befestigung des Verpackungszuschnittes an den Artikeln steht der Verpackungszuschnitt derart mit den Artikeln in Eingriff, dass dieser im Wesentlichen ortsfest an den Artikeln festgelegt ist und die Artikel keine nennenswerten Relativbewegungen oder Positionsveränderungen relativ zueinander sowie gegenüber dem Verpackungszuschnitt mehr machen können. Somit kann der Verpackungszuschnitt nur mit erhöhtem Kraftaufwand mit einer nach oben gerichteten Kraftkomponente wieder von den Artikeln der Artikelgruppe entfernt werden, wobei der Verpackungszuschnitt in der Regel zumindest teilweise zerstört wird.
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Die Verpackungsvorrichtung umfasst mindestens eine Zuführeinrichtung, über die die mindestens zwei Artikel zugeführt werden. Vorzugsweise werden die Artikel vorab bereits in geeigneter Anzahl und Anordnung als Artikelgruppen zusammengestellt und diese Artikelgruppen werden über die mindestens eine Zuführeinrichtung einem Verpackungsmodul zugeführt. In dem Verpackungsmodul wird ein Verpackungszuschnitt an der Artikelgruppe appliziert und festgelegt. Dazu wird ein Verpackungszuschnitt aus einem Magazin entnommen und in einem Vorbehandlungsmodul für die Applikation an den mindestens zwei Artikeln der Artikelgruppe vorbereitet. Hierzu umfasst das Vorbehandlungsmodul mindestens eine Einrichtung, die ausgebildet ist, eine Widerstandskraft in einem Randbereich der Durchtrittsöffnungen des Verpackungszuschnitts bei der nachfolgenden Applikation des Verpackungszuschnitts an den mindestens zwei Artikeln zu reduzieren.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst die Einrichtung des Vorbehandlungsmodul mindestens eine Dehnmatrize, vorzugsweise jedoch eine Mehrzahl von Dehnmatrizen, die geeignet ist/sind, die Randbereiche der mindestens einen Durchtrittsöffnung zu dehnen und/oder zu weiten. In diesem Fall wird durch die Vorbehandlung ein mittlerer Durchmesser der mindestens einen Durchtrittsöffnung zumindest geringfügig vergrößert. Dadurch kann ein oberer Bereich der Artikel mit einem maximalen Durchmesser, welcher maximaler Durchmesser vorzugsweise zumindest geringfügig größer ist als ein mittlerer Durchmesser der Durchtrittsöffnungen, leichter durch die jeweilige Durchtrittsöffnung durchgeführt werden. Insbesondere ist die Applikationskraft, mit der der Verpackungszuschnitt auf die Artikel aufgedrückt wird, so dass der obere Bereich der Artikel mit einem maximalen Durchmesser oberhalb des Verpackungszuschnitts und der untere Bereich der Artikel unterhalb des Verpackungszuschnitts angeordnet ist, gegenüber einer Applikationskraft, die notwendig wäre, um einen Verpackungszuschnitt ohne Vorbehandlung an den Artikeln festzulegen, deutlich reduziert. Somit ist auch die Gefahr, dass beim Aufbringen des Verpackungszuschnitts die Artikel beschädigt werden, gegenüber herkömmlichen Verpackungsvorrichtungen und Verfahren reduziert. In diesem Fall können sogar Artikel verwendet werden, die eine geringere Wandstärke aufweisen, ohne beim Aufbringen des Verpackungszuschnitts beschädigt zu werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die mindestens eine Dehnmatrize lösbar im Vorbehandlungsmodul angeordnet. Beispielsweise werden die Dehnmatrizen durch unterschiedlich ausgebildete Formteile gebildet. Die Formteile können dabei im Wesentlichen die Form der Artikel aufweisen, an denen der jeweilige Verpackungszuschnitt appliziert werden soll. Die Dehnmatrizen sind beispielsweise aus einem starren Vollmaterial gebildet oder weisen zumindest eine höhere Stabilität als die jeweiligen Artikel auf. In Abhängigkeit der Artikel und entsprechenden Verpackungszuschnitte werden die jeweils geeigneten Dehnmatrizen in entsprechender Anzahl und Anordnung im Vorbehandlungsmodul angeordnet. Der Verpackungszuschnitt wird auf die Dehnmatrizen aufgesetzt und runtergedrückt, so dass die Dehnmatrizen bereichsweise jeweils durch die Durchtrittsöffnungen und dabei insbesondere mit den Randbereichen der Durchtrittsöffnungen in Eingriff treten. Dadurch wird eine Aufdehnung oder anderweitige Modifikation der Randbereiche der Durchtrittsöffnungen bewirkt und insbesondere wird das Material in den Randbereiche der Durchtrittsöffnungen geschwächt. Vorzugsweise wird durch die Dehnmatrizen ein mittlerer Durchmesser der Durchtrittsöffnungen erhöht.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Dehnmatrizen kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei die Kegelspitze oder die Kegelseite mit der geringeren Querschnittsfläche nach oben weist. In diesem Fall sind die Dehnmatrizen für unterschiedliche Artikelgrößen geeignet. In Abhängigkeit von dem mittleren Durchmesser der Durchtrittsöffnungen wird der Verpackungszuschnitt entsprechend weit nach unten gedrückt, um die Durchtrittsöffnungen in gewünschter Weise zu weiten.
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Die Anordnung und Anzahl der Dehnmatrizen korrespondiert insbesondere mit der Anordnung und Anzahl der Durchtrittsöffnungen des Verpackungszuschnitts. Bei einem Vorbehandlungsmodul mit lösbar angeordneten Dehnmatrizen ist somit bei einem Produktwechsel ein einfaches, schnelles und kostengünstiges Umrüsten auf das neue Produkt möglich.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verpackungszuschnitt durch ein geeignetes Greifwerkzeug aus einem Magazin entnommen und in das Vorbehandlungsmodul überführt und dort auf die Einrichtung mit den Dehnmatrizen ausgesetzt und insbesondere aufgedrückt, so dass die Dehnmatrizen zumindest bereichsweise durch die Durchtrittsöffnungen des Verpackungszuschnitts hindurchtreten. In dem Magazin sind die Verpackungszuschnitte vorzugsweise liegend übereinandergestapelt. Alternativ kann eine stehende Anordnung der Verpackungszuschnitte vorgesehen sein. In diesem Fall ist das Greifwerkzeug bevorzugt ausgebildet, den in einer senkrechten und schrägen Anordnung befindlichen Verpackungszuschnitt vor dem Aufdrücken auf die Dehnmatrizen in eine horizontale Ausrichtung zu überführen. Alternativ kann die Anordnung der Dehnmatrizen entsprechend ausgebildet sein, dass ein Aufdrücken eines senkrecht oder schräg ausgerichteten Verpackungszuschnitts möglich ist. Anschließend wird der durch die Dehnwerkzeuge vorbehandelte Verpackungszuschnitt durch das Greifwerkzeug zum Verpackungsmodul befördert und innerhalb des Verpackungsmoduls auf eine Zusammenstellung von Artikeln aufgebracht und durch Aufdrücken an diesen appliziert und festgelegt. Dabei kann ein Greifwerkzeug beide Transportschritte durchführen. Alternativ kann ein erstes Greifwerkzeug für die Entnahme eines Verpackungszuschnitts aus dem Magazin vorgesehen sein und ein zweites Greifwerkzeug für die Entnahme und den Transport des vorbehandelten Verpackungszuschnitts aus dem Vorbehandlungsmodul.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt ein Weiten der Durchtrittsöffnungen aufgrund des Aufdrückens des Verpackungszuschnitts auf Dehnwerkzeuge mit einem sich nach unten erweiternden Durchmesser, wodurch das Material im Randbereich der Durchtrittsöffnungen teilweise komprimiert wird und/oder wobei Material der Randbereiche teilweise nach oben aus der Ebene der Durchtrittsöffnungen herausgedrückt wird.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass sich innerhalb der Randbereiche von den Durchtrittsöffnungen ausgehen radiale Einschnitte erstrecken. Die Bereiche zwischen den radialen Einschnitten bilden die sogenannten Fixiereinrichtungen oder Fixierlaschen. Beim Aufdrücken des Verpackungszuschnitts auf die Dehnwerkzeuge werden die Fixierlaschen nach oben gedrückt, so dass der mittlere Durchmesser der Durchtrittsöffnungen nach Entnahme des Verpackungszuschnitts aus dem Vorbehandlungsmodul erhöht ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sich innerhalb der Randbereiche von den Durchtrittsöffnungen ausgehen radiale Perforationen erstrecken. Beim Aufdrücken des Verpackungszuschnitts auf die Dehnwerkzeuge reißt der Verpackungszuschnitt an den Perforationen auf und es werden Fixierlaschen in den die Durchtrittsöffnungen begrenzenden Randbereichen ausgebildet, die in analoger Weise nach oben gedrückt werden.
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Die Dehnwerkzeuge mit einem sich nach unten erweiternden Durchmesser bewirken insbesondere, dass die Randbereiche entgegen der Applikationsrichtung innerhalb des Verpackungsmoduls gebogen werden. Dadurch ist die Applikationskraft zum Aufbringen des Verpackungszuschnitts auf die Artikel reduziert. Zudem wird der Verpackungszuschnitt an den Dehnwerkzeugen zentriert und/oder genau positioniert und kann somit positionsgenau aus dem Vorbehandlungsmodul entnommen und dem Verpackungsmodul zugeführt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Einrichtung des Vorbehandlungsmodul mindestens eine Schneidvorrichtung und/oder Perforationseinrichtung. Durch Einbringen von Schnitten oder Perforationen in den Randbereich der Durchtrittsöffnungen wird das Material des Verpackungszuschnitts in den Randbereichen flexibler, wodurch eine Widerstandskraft beim Aufdrücken auf die Artikel reduziert wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, die Vorbehandlung durch eine Schneidvorrichtung und/oder Perforationseinrichtung und die Vorbehandlung vermittels geeigneter Dehnmatrizen zu kombinieren, wobei durch die Schneidvorrichtung und/oder Perforationseinrichtung insbesondere sich radial von den Durchtrittsöffnungen ausgehende Einschnitte und/oder Mikroperforationen und/oder Perforationen in die Verpackungszuschnitte eingebracht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Einrichtung des Vorbehandlungsmodul mindestens eine Befeuchtungseinrichtung, insbesondere eine Einrichtung, mit der Randbereiche, welche die Durchtrittsöffnungen begrenzen, angefeuchtet werden können. Dabei werden die Randbereiche von aus einem Kartonmaterial bestehenden Verpackungszuschnitten bevorzugt mit einem Fluid behandelt, wobei die restlichen Bereiche des Verpackungszuschnitts nicht mit dem Fluid beaufschlagt werden. Beispielsweise handelt es sich bei der Befeuchtungseinrichtung um eine Bedampfungseinrichtung und es wird Wasserdampf auf die entsprechenden Randbereiche des Verpackungszuschnitts aufgebracht. Durch das Anfeuchten weicht das Kartonmaterial in diesen Bereichen etwas auf und wird dadurch leichter verformbar. Dadurch ist das nachfolgende Applizieren des derart vorbehandelten Verpackungszuschnitts an den Artikeln der Artikelgruppe erleichtert. Nach dem Trocknen des Verpackungszuschnitts erhält dieser in den entsprechenden Bereichen seine ursprünglichen starren Materialeigenschaften zurück. Eine Ausführungsform kann eine zusätzliche geeignete Trocknungseinrichtung vorsehen, die das Trocknen des an den Artikeln festgelegten Verpackungszuschnitts beispielsweise durch gezieltes Aufblasen von warmer Luft unterstützt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Einrichtung des Vorbehandlungsmodul mindestens eine Heizeinrichtung, mit der insbesondere Randbereiche, welche die Durchtrittsöffnungen begrenzen, angewärmt werden können. Insbesondere werden die Randbereiche der Durchtrittsöffnungen von aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehenden Verpackungszuschnitten erwärmt, wobei die restlichen Bereiche des Verpackungszuschnitts nicht erwärmt werden. Durch das gezielte Erwärmen wird das Kunststoffmaterial in den entsprechend behandelten Bereichen weicher und dadurch leichter verformbar. Dadurch ist das nachfolgende Applizieren des derart vorbehandelten Verpackungszuschnitts an den Artikeln der Artikelgruppe erleichtert. Nach dem Abkühlen des Verpackungszuschnitts erhält dieser seine ursprünglichen starren Materialeigenschaften zurück. Eine Ausführungsform kann eine zusätzliche geeignete Kühleinrichtung vorsehen, die das Kühlen des an den Artikeln festgelegten Verpackungszuschnitts beispielsweise durch gezieltes Aufblasen von kalter Luft unterstützt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Vorbereitung der Verpackungszuschnitte bereits vor deren Bereitstellung in einem Magazin der Verpackungsvorrichtung, welches insbesondere dem Verpackungsmodul der Verpackungsvorrichtung zugeordnet ist, erfolgen kann. Beispielsweise können entsprechend vorbereitete Verpackungszuschnitte, bei denen die Fixierlaschen bereits vorgebrochen sind o.ä., von einem Lieferanten bezogen werden. Die vom Lieferanten vorbereiteten Verpackungszuschnitte werden in einem Magazin der Verpackungsvorrichtung für das Verpackungsmodul bereitgestellt. Die vorbereiteten Verpackungszuschnitte werden aus dem Magazin entnommen und in oben beschriebener Weise auf die Artikel der Artikelgruppe aufgebracht. Alternativ kann vorgesehen sein, dass ein entsprechendes Vorbehandlungsmodul dem Magazin zugeordnet ist und dass die Vorbereitung der Verpackungszuschnitte, bei der die Widerstandskraft in einem Randbereich der Durchtrittsöffnungen der Verpackungszuschnitte reduziert wird, innerhalb der Verpackungsvorrichtung stattfindet, bevor die vorbereiteten Verpackungszuschnitte in einem Magazin angeordnet und für die nachfolgende Applikation an den Artikeln bereitgestellt werden.
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Durch die Vorbehandlung der Verpackungszuschnitte kann die Applikationskraft zum Festsetzen der Verpackungszuschnitte an den Artikelgruppen reduziert werden. Dadurch wird die Gefahr einer Beschädigung der Artikel, insbesondere von Getränkedosen, reduziert. Somit ist es auch möglich, mit der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren Artikel mit einem Verpackungszuschnitt zu Verpackungseinheiten zusammenzufassen, die eine geringere Wandstärke aufweisen und somit empfindlicher gegen Druckkräfte sind. Dadurch kann Material eingespart werden, wodurch die Artikel kostengünstiger hergestellt werden können. Zudem entsteht durch Artikel, bei denen die Primärverpackung, beispielsweise Flasche oder Dose, dünner ausgestaltet werden kann, weniger Verpackungsmüll, der entsorgt werden muss.
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Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, so dass auch alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zum erfindungsgemäßen Verfahren von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Figurenliste
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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.
- 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Verpackungszuschnitts.
- 2 zeigt einen Artikel.
- 3A und 3B zeigen schematisch das Applizieren eines Verpackungszuschnitts an einer Zusammenstellung von Artikeln gemäß 2.
- 4 zeigt einen schematischen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Verpackungseinheiten.
- 5 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung zur Herstellung von Verpackungseinheiten von oben.
- 6 zeigt eine seitliche Darstellung einer Verpackungsvorrichtung gemäß 5.
- 7 zeigt eine erste Ausführungsform eines Vorbehandlungsmoduls.
- 8 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Vorbehandlungsmoduls.
- 9A bis 9C zeigt eine erste Ausführungsform eines Verpackungszuschnitts und die entsprechende Vorbehandlung und Applikation eines solchen Verpackungszuschnitts an einer Artikelgruppe.
- 10a und 10B zeigen einen Teilbereich des Verpackungszuschnitts gemäß 9A und 9B in Querschnittsdarstellung.
- 11A bis 11C zeigen eine zweite Ausführungsform eines Verpackungszuschnitts und die entsprechende Vorbehandlung und Applikation eines solchen Verpackungszuschnitts an einer Artikelgruppe.
- 12A bis 12D zeigen eine dritte Ausführungsform eines Verpackungszuschnitts und die entsprechende Vorbehandlung und Applikation eines solchen Verpackungszuschnitts an einer Artikelgruppe.
- 13 zeigt einen schematischen Ablauf einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Verpackungseinheiten.
- 14A und 14B zeigen vierte Ausführungsformen eines Verpackungszuschnitts.
- 15 zeigt eine seitliche Darstellung einer Verpackungseinheit mit einem Verpackungszuschnitt gemäß 14A oder 14B.
- 16 zeigt eine seitliche Darstellung einer Verpackungsvorrichtung zum Anbringen eines Tragegriffzuschnitts gemäß 14A oder 14B. 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 oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Verpackungszuschnitts 20 und 2 zeigt einen Artikel 30, welcher mit mindestens einem weiteren Artikel 30, insbesondere identischen durch einen Verpackungszuschnitt 20 zu einer Verpackungseinheit 35 oder Gebinde 36 zusammengefasst werden kann. 3A und 3B zeigen schematisch das Applizieren eines Verpackungszuschnitts 20 an einer Zusammenstellung von Artikeln 30 gemäß 2.
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Bevorzugt handelt es sich bei den Artikeln 30 um Getränkebehälter in Form von Flaschen oder Dosen 31 aus Kunststoff und/oder Aluminium oder einem anderen Metall o.ä. Die Verpackungsvorrichtung und das Verfahren sind jedoch auch geeignet, einen entsprechenden Verpackungszuschnitt 20 an andere geeignete Artikel 30 anzuordnen und an diesen festzulegen.
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Die Artikel 30 weisen vorzugsweise im oberen Bereich eine bereichsweise Verbreiterung auf, an welcher der Verpackungszuschnitt 20 festgelegt wird. Insbesondere weisen die Dosen 31 einen Deckelrand 32 auf. Unterhalb dieses Deckelrandes 32 weisen die Dosen 31 eine zumindest geringfügige Verjüngung 33 auf. Insbesondere handelt es sich bei den Dosen 31 um herkömmlich aus dem Stand der Technik bekannte Getränkedosen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Verpackungszuschnitt 20 nach dem Aufbringen auf die Zusammenstellung von mindestens zwei Dosen 31 unterhalb des sogenannten Deckelrands 32 im Bereich der Verjüngung 33 an den Dosen 31 festgelegt ist. Somit befindet sich nach dem Aufbringen des Verpackungszuschnitts 20 auf die Dosen 31 ein Teilbereich, insbesondere der Dosendeckel mit dem Verschluss 34 oberhalb des Verpackungszuschnitts 20, während sich der restliche Bereich der Dosen 31 unterhalb des Verpackungszuschnitts 20 erstreckt. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Verpackungszuschnitt 20 in dieser Position durch die Dosen 31 fixiert wird und vice versa.
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Handelt es sich bei den Artikeln 30 beispielsweise um Flaschen aus PET oder einem anderen geeigneten Kunststoffmaterial mit einem Schraubverschluss, so weist die Flasche eine bereichsweise Verbreiterung unterhalb des Schraubverschlusses in Form des sogenannten Halsringes auf. Unterhalb des Halsringes ist der Durchmesser der Flasche wiederum bereichsweise geringer ausgebildet und verbreitert sich davon ausgehend nach unten. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Verpackungszuschnitt 20 nach dem Aufbringen auf eine Zusammenstellung von Flaschen unterhalb des sogenannten Halsringes des Verschlussbereichs der Flaschen festgelegt ist. Somit befindet sich nach dem Aufbringen des Verpackungszuschnitts auf die Flaschen der Verschlussbereich und der Halsring der Flaschen oberhalb des Verpackungszuschnitts, während sich der restliche Bereich der Flaschen unterhalb des Verpackungszuschnitts erstreckt.
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Der Verpackungszuschnitt 20 ist beispielsweise im Wesentlichen flächig ausgebildet und weist Durchtrittsöffnungen 23 für die Artikel 30 auf. Der Verpackungszuschnitt 20 ist derart ausgestaltet, dass dieser von oben auf die Artikel 30 aufgestülpt werden kann, wobei die Artikel 30 zumindest teilweise durch die Durchtrittsöffnungen 23 hindurchtreten, so dass sich die Artikel 30 nach der Befestigung des Verpackungszuschnitt 20 an einer Artikelgruppe 41 bereichsweise oberhalb und bereichsweise unterhalb des Verpackungszuschnitts 20 befinden. Vorzugsweise befindet sich nach dem Festlegen des Verpackungszuschnitts 20 ein definierter oberer Bereich der Artikel 30 oberhalb des Verpackungszuschnitts 20, während ein definierter unterer Bereich der Artikel 30 unterhalb des Verpackungszuschnitts 20 angeordnet ist. Insbesondere liegt dabei ein die Durchtrittsöffnungen 23 begrenzender Randbereich 24 an der Außenmantelfläche der Artikel 30 an.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Durchtrittsöffnungen 23 des Verpackungszuschnittes 20 geeignete Fixiereinrichtungen aufweisen, die bspw. durch Fixierlaschen gebildet sein können. Beispielsweise werden Fixierlaschen durch sich radial von den Durchtrittsöffnungen 23 aus erstreckende Einschnitte (in 1 nicht dargestellt, vergleiche 9A, 9B) o.ä. ausgebildet. Nach Anordnung und Befestigung des Verpackungszuschnittes 20 an den Artikeln 30 steht dieser derart mit den Artikeln 30 in Eingriff, dass der Verpackungszuschnitt 20 im Wesentlichen ortsfest an den Artikeln 30 festgelegt ist und die Artikel 30 keine nennenswerten Relativbewegungen oder Positionsveränderungen relativ zueinander sowie gegenüber dem Verpackungszuschnitt 20 mehr machen können. Somit kann der Verpackungszuschnitt 20 nur mit erhöhtem Kraftaufwand mit einer nach oben gerichteten Kraftkomponente wieder von den Artikeln 30 der Artikelgruppe 41 entfernt werden, wobei der Verpackungszuschnitt 20 in der Regel zumindest teilweise zerstört wird. Solche Verpackungszuschnitte 20 werden auch als obere Greifkartonverpackung bezeichnet. Der Verpackungszuschnitt 20 besteht vorzugsweise aus einem Kartonmaterial, einem Kunststoffmaterial, einem Karton-Kunststoffverbundmaterial o.ä.
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Zur Herstellung einer Verpackungseinheit 35 wird ein Verpackungszuschnitt 20 vorbehandelt, um eine Widerstandskraft des Verpackungszuschnitts 20 in den die Durchtrittsöffnungen 23 begrenzenden Randbereichen 24 beim Applizieren des Verpackungszuschnitts 20 an den mindestens zwei Artikeln 30 zu reduzieren. Der vorbehandelte Verpackungszuschnitt 20 wird nachfolgend auch mit dem Bezugszeichen 20v bezeichnet. Der vorbehandelte Verpackungszuschnitt 20v wird auf eine entsprechende Zusammenstellung 40 oder Artikelgruppe 41 von mindestens zwei Artikeln 30 aufgelegt und durch eine zumindest teilweise nach unten bzw. parallel zu den Längsachsen der aufrecht stehenden Artikel 30 gerichtete Applikationskraft F, insbesondere einen nach unten gerichteten Druck, zumindest teilweise auf die Artikel 30 der Zusammenstellung 40 aufgedrückt und dabei an diesen fixiert. Aufgrund der Vorbehandlung und der dadurch reduzierten Widerstandskraft kann die Applikationskraft F gegenüber dem bekannten Stand der Technik reduziert werden. Dadurch ist es möglich, Verpackungszuschnitte 20v auch an Artikeln 30 anzubringen, die beispielsweise eine geringere Wandstärke aufweisen und somit weniger stabil gegenüber Druckkräften sind. Auf diese Weise kann der Materialverbrauch für die Artikel 30 reduziert werden.
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4 zeigt einen schematischen Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung von Verpackungseinheiten 35 oder Gebinden 36. Während beispielsweise in einem Einteilmodul o.ä. mindestens zwei Artikel 30 zu einer Artikelgruppe 41 (vergleiche 3A) zusammengestellt werden, wird vorzugsweise im Wesentlichen zeitgleich oder zumindest zeitnah ein Verpackungszuschnitt 20 aus einem dem Verpackungsmodul zugeordneten Magazin entnommen. Die Artikelgruppe wird dem Verpackungsmodul zugeführt und der Verpackungszuschnitt wird durch eine geeignete Einrichtung des Verpackungsmoduls oder durch eine separate, dem Verpackungsmodul zugeordnete Einrichtung für die Applikation an der Artikelgruppe vorbereitet. Beispielsweise ist dem Verpackungsmodul ein Vorbehandlungsmodul für die Verpackungszuschnitte zugeordnet oder ein solches Vorbehandlungsmodul ist in das Verpackungsmodul integriert.
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Der entsprechend vorbereitete Verpackungszuschnitt wird im Verpackungsmodul von oben auf die Zusammenstellung der mindestens zwei Artikeln aufgebracht. Dabei wird der vorbereitete Verpackungszuschnitt vorzugsweise mit den Artikeln in eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung gebracht, so dass die Artikel innerhalb der gebildeten Verpackungseinheit durch den Verpackungszuschnitt an definierten Positionen und insbesondere in definierter relativer Anordnung gehalten werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Artikel innerhalb der Verpackungseinheit durch mindestens ein weiteres Sekundärverpackungsmittel zusammengehalten werden, beispielsweise durch eine zusätzliche, alle Artikel umfassende Umreifung o.ä. Dieses weitere Sekundärverpackungsmittel kann vor Applikation des Verpackungszuschnitts, bei Applikation des Verpackungszuschnitts oder nach Applikation des Verpackungszuschnitts an den Artikeln angeordnet und festgelegt werden. Dies ist insbesondere bei Verwendung mindestens einer Umreifung als weiteres Sekundärverpackungsmittel oder bei zusätzlicher Anordnung der Artikel auf einem Tray oder in einem Basket möglich. Wird dagegen das weiteres Sekundärverpackungsmittel in Form einer Schrumpfverpackung appliziert, so erfolgt dies nach Applikation des Verpackungszuschnitts, insbesondere wird eine Schrumpffolie um die mit einem Verpackungszuschnitt zusammengefassten Artikel gehüllt und auf diese aufgeschrumpft.
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5 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung 1 zur Herstellung von Verpackungseinheiten 35 (vergleiche auch 3B) von oben. Die Artikel 30, beispielsweise die mit Getränken befüllten Dosen 31, werden über eine zuführende Transporteinrichtung 2 zugeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Artikel 30 in Einzelreihen in durch Gassenbleche 4 voneinander getrennten Gassen 3 zugeführt. Die Artikel 30 werden aus den Gassen 3 entnommen und in einem Drehmodul 5 jeweils auf Drehtellern 6 angeordnet. Durch die Drehteller 6 können die Artikel 30 anhand bestimmter Ausstattungsmerkmale ausgerichtet werden. Beispielsweise ist es im Handel gewünscht, wenn mindestens ein die Artikel 30 markierender Barcode und/oder andere Informationsträger innerhalb einer Verpackungseinheit 35 nach außen gerichtet und somit gut sichtbar ist/sind. Die Ausrichtung der Artikel 30 kann insbesondere sensorisch überwacht und entsprechend gesteuert werden. Auf die Ausrichtung der Artikel 30 kommt es für die vorliegende Erfindung jedoch nicht an, diese stellt somit nur eine optionale Komponente der Verpackungsvorrichtung 1 dar.
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Die Artikel 30 werden anschließend in der definierten Zusammenstellung 40 einem ersten Verpackungsmodul 7 zum Applizieren und Festlegen des in Form eines zumindest bereichsweise flächig ausgebildeten Verpackungszuschnitts 20 bereitgestellten Sekundärverpackungsmittel an den mindestens zwei Artikeln 30 zugeführt. Dem Verpackungsmodul 7 ist mindestens ein Magazin 8 zugeordnet, in dem flächige Verpackungszuschnitte 20 vorgehalten werden. Ein erstes Entnahmewerkzeug (nicht dargestellt) entnimmt mindestens einen Verpackungszuschnitt 20 aus dem Magazin 8 und verbringt dieses zu einem Vorbehandlungsmodul 9. Beispielsweise handelt es sich bei dem Entnahmewerkzeug um einen Vakuumsauger, der den zumindest bereichsweise flächig ausgebildeten Verpackungszuschnitt 20 insbesondere in dem flächig ausgebildeten Bereich im Magazin 8 ansaugt, zum Vorbehandlungsmodul 9 transportiert und dort ablegt, indem das Vakuum abgebaut wird. Alternativ kann der Verpackungszuschnitt 20 vermittels einer Klemmung, geeigneter Pneumatik etc. gehalten werden, die entsprechend gelöst wird.
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In dem Vorbehandlungsmodul 9 werden die Verpackungszuschnitte 20 einer Vorbehandlung unterworfen, die bewirkt, dass eine Widerstandskraft der Verpackungszuschnitte beim anschließenden Applizieren an der Zusammenstellung von mindestens zwei Artikeln 30 reduziert ist. Insbesondere wird dabei eine Widerstandskraft des Verpackungszuschnitts 20 in einem Randbereich 24 der Durchtrittsöffnungen 23 des Verpackungszuschnitts 20 reduziert (vergleiche 1). Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass dabei ein mittlerer Durchmesser der Durchtrittsöffnungen 23 jeweils zumindest geringfügig vergrößert wird o.ä. Beispielsweise umfasst das Vorbehandlungsmodul 9 geeignete Dehnwerkzeuge 18, wie sie im Zusammenhang mit den 7 und 8 näher beschrieben werden.
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Der derart vorbehandelte Verpackungszuschnitt 20v wird nunmehr beispielsweise durch ein zweites Entnahmewerkzeug (nicht dargestellt) aus dem Vorbehandlungsmodul 9 entnommen und von oben auf die Zusammenstellung 40 von Artikeln 30 (vergleiche 3A) aufgedrückt und dadurch an diesen festgelegt. Das zweite Entnahmewerkzeug übernimmt somit gleichzeitig die Funktion einer Applikationseinrichtung. Die Artikel 30 sind innerhalb der Zusammenstellung 40 entsprechend der Anordnung der Durchtrittsöffnungen 23 des Verpackungszuschnitts 20, 20v angeordnet.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, dass jeweils drei Verpackungseinheiten 35 parallel erzeugt werden. Insofern umfasst das Verpackungsmodul 7 drei Magazine 8 für Verpackungszuschnitte 20 und das Vorbehandlungsmodul 9, welches in das Verpackungsmodul 7 integriert sein kann oder separat ausgebildet sind kann, weist drei Einrichtungen zum Vorbehandeln von Verpackungszuschnitten 20 auf.
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Die mit dem vorbehandelten Verpackungszuschnitt 20v zu einer Verpackungseinheit 35 oder einem Gebinde 36 zusammengefassten Artikel 30 können nunmehr beispielsweise über ein Abförderband 10 einem weiteren Verpackungsmodul (nicht dargestellt) zugeführt werden, in dem mindestens ein zweites Sekundärverpackungsmittel zusätzlich an den Artikeln 30 der Verpackungseinheiten 35 oder Gebinde 36 appliziert und festgelegt wird. Bei dem zweiten Verpackungsmodul kann es sich beispielsweise um ein Umreifungsmodul handeln, in welchem mindestens eine Umreifung an den Artikeln 30 der Gebinde 36 angebracht wird. Insbesondere wird wenigstens eine band- oder streifenartige, geschlossene Umreifung horizontal um eine Außenseite der Artikel 30 gespannt. Eine an den Außenseiten der Artikel 30 anliegende Innenseite der Umreifung kann ggf. an einer Kontaktstelle mit mindestens einem der Artikel 30 fest fixiert werden. So kann die Umreifung an der Kontaktstelle insbesondere mittels einer stoffschlüssigen Verbindung in Form wenigstens einer Schweißverbindung fixiert sein. Alternativ kann es sich bei dem weiteren Verpackungsmodul beispielsweise auch um ein Klebemodul handeln, bei der die Artikel 30 untereinander mittels Klebeverbindungen aneinander fixiert werden, beispielsweise über geeignet platzierte Klebepunkte an Kontaktstellen zwischen zwei Artikeln 30. Eine weitere alternative Ausführungsform kann vorsehen, dass die mit einem vorbehandelten Verpackungszuschnitt 20v zusammengefassten Artikel 30 auf einem sogenannten Tray angeordnet werden oder mit einer Schrumpffolie umhüllt werden, wobei die Schrumpffolie auf die mit dem vorbehandelten Verpackungszuschnitt 20v zusammengefassten Artikel 30 aufgeschrumpft wird.
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Alternativ können die mit dem vorbehandelten Verpackungszuschnitt 20v zusammengefassten Artikel 30 beispielsweise einem Palettiermodul zugeführt werden, wo eine Mehrzahl von Verpackungseinheiten 35 zu einer palettierfähigen Lage zusammengestellt und mehrerer dieser palettierfähigen Lage übereinandergestapelt werden.
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Gemäß einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein entsprechend vorbehandelter Verpackungszuschnitt als zweites Sekundärverpackungsmittel an einer Artikelgruppe 41 angebracht wird, bei welcher die Artikel 30 bereits durch ein erstes Sekundärverpackungsmittel, insbesondere eine Umreifung und/oder Klebeverbindungen o.ä., zusammengefasst sind.
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6 zeigt eine schematische seitliche Darstellung einer Verpackungsvorrichtung 1 gemäß 5. Auf die Beschreibung der im Zusammenhang mit 5 bereits genannten Bezugszeichen wird an dieser Stelle im Wesentlichen verzichtet, es soll jedoch insbesondere auf die Beschreibung der zusätzlich sichtbaren Merkmale eingegangen werden.
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Die über die Gassen 3 zugeführten Artikel werden über einen geeigneten ersten Greiferkopf 11 aus den Gassen 3 entnommen. Der erste Greiferkopf 11 ist beispielsweise mit einer entsprechenden Anzahl und Anordnung von Packtulpen 12 ausgestattet, wobei die Anordnung der Packtulpen 12 relativ zueinander verändert werden kann. So können sich die Packtulpen 12 zur Entnahme der Artikel aus den Gassen 3 bspw. in einer ersten Anordnung befinden. Während der erste Greiferkopf 11 die Artikel in Richtung des Drehmoduls 5 befördert, wird die relative Anordnung der Packtulpen 12 gemäß der Anordnung der Drehteller 6 angepasst, so dass die jeder Artikel jeweils zentriert auf einem Drehteller 6 abgesetzt wird. Vorzugsweise ist jedem Drehteller 6 ein eigener Antrieb 17, beispielsweise ein Servormotor, zugeordnet. Insbesondere erfolgt die Zusammenstellung der Artikel als Artikelgruppe hierbei im Zusammenhang mit der Anordnung der Artikel auf den Drehtellern 6.
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Der erste Greiferkopf 11 ist über eine erste vertikale Achse vA1 vertikalbeweglich, d.h. die Höhe des ersten Greiferkopfes 11 kann insbesondere zur Entnahme der Artikel aus den Gassen 3 und zum Absetzen der Artikel auf den Drehtellern 6 entsprechend eingestellt werden. Weiterhin kann der erste Greiferkopf 11 über eine horizontale Achse hA seitlich zwischen der zuführenden Transporteinrichtung 2 und dem Drehmodul 5 bewegt werden.
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Die im Magazin 8 vorgehaltenen Verpackungszuschnitte 20 werden jeweils über einen geeigneten zweiten Greiferkopf 13, welcher beispielsweise mit mindestens einem Vakuumsauger 14 ausgestattet ist, entnommen und dem oben beschriebenen Vorbehandlungsmodul 9 zugeführt. Der zweite Greiferkopf 13 ist über eine zweite vertikale Achse vA2 vertikalbeweglich, d.h. die Höhe des zweiten Greiferkopfes 13 kann insbesondere zur Entnahme vorgehaltenen Verpackungszuschnitte 20 aus dem Magazin 8 und zum Ablegen der Verpackungszuschnitte 20 im Vorbehandlungsmodul 9 entsprechend eingestellt werden. Weiterhin kann der zweite Greiferkopf 13 über die horizontale Achse hA seitlich zwischen dem Magazin 8 und dem Vorbehandlungsmodul 9 bewegt werden.
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7 zeigt eine erste Ausführungsform eines Vorbehandlungsmoduls 9. Ein Verpackungszuschnitt 20 wird durch einen Greiferkopf 13, beispielsweise einen Vakuumsauger 14, aus einem Magazin 8 entnommen und zum Vorbehandlungsmodul 9 transferiert. Dieses umfasst sogenannte Dehnwerkzeuge oder Dehnmatrizen 18, die beispielsweise in Form von Dehnkegeln 19 ausgebildet sind. Die Dehnkegel 19 befinden sich in einer relativen Anordnung, die der Anordnung der Artikel 30 in der fertigen Verpackungseinheit 35 entsprechen. Zudem entspricht die Anordnung der Dehnkegel 19 der Anordnung der Durchtrittsöffnungen 23 der Verpackungszuschnitte 20. Der Verpackungszuschnitt 20 wird durch den Greiferkopf 13 über die Dehnkegel 19 gestülpt, so dass jeweils ein Dehnkegel 19 durch jeweils eine Durchtrittsöffnung des Verpackungszuschnitts 20 ragt.
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Der Verpackungszuschnitt 20 wird an den Dehnkegeln 19 so weit nach unten gedrückt, dass die Randbereiche 24 der Durchtrittsöffnungen 23 durch den sich nach unten erweiternden Querschnitt der Dehnkegel 19 gedehnt werden, wodurch sich der Durchmesser der Durchtrittsöffnungen 23 zumindest geringfügig erhöht. Anschließend wird der derart vorbehandelte Verpackungszuschnitt 20v durch den Greiferkopf 13 zum Verpackungsmodul 7 befördert und an einer Artikelgruppe 41 appliziert. Aufgrund der Schräge der Dehnkegel 19 wird der Verpackungszuschnitts 20 zentriert und genau positioniert oder ausgerichtet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Verpackungszuschnitt 20 für die Zentrierung zumindest kurzzeitig vom Greiferkopf 13 losgelassen wird. Der vorbehandelte Verpackungszuschnitt 20v kann anschließend durch den Greiferkopf 13 exakt aufgenommen und auf eine entsprechende Zusammenstellung 40 von Artikeln 30 aufgelegt und durch Herunterdrücken an diesen festgelegt werden.
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8 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Vorbehandlungsmoduls 9. Hierbei wird der Verpackungszuschnitt 20 innerhalb des Vorbehandlungsmoduls 9 durch den Greiferkopf 13 komplett freigegeben und mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs 50, beispielsweise eines Druckstempels 51, auf die Dehnkegel 19 aufgedrückt, um die Randbereiche 24 der Durchtrittsöffnungen 23 zu weiten und auf diese Weise die Widerstandskraft des Verpackungszuschnitts 20 in den Randbereichen 24 zu reduzieren. Anschließend wird der entsprechend vorbehandelte Verpackungszuschnitt 20v durch einen dritten Greiferkopf 15, welcher beispielsweise ebenfalls als Vakuumsauger 16 ausgebildet ist, aufgenommen und vom Vorbehandlungsmoduls 9 zum Verpackungsmodul 7 befördert.
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9A bis 9C zeigt eine erste Ausführungsform eines Verpackungszuschnitts 20 und die entsprechende Vorbehandlung und Applikation eines solchen Verpackungszuschnitts 20 an einer Artikelgruppe 41 bestehend aus vier Artikeln 30, insbesondere bestehend aus vier Dosen 31. Insbesondere zeigt 9A einen Verpackungszuschnitt 20 vor einer entsprechenden Vorbehandlung, 9B zeigt einen Verpackungszuschnitt 20v nach der entsprechenden Vorbehandlung und 9 C zeigt eine Verpackungseinheit 35 aus vier Artikeln 30, die vermittels eines vorbehandelten Verpackungszuschnitts 20v zusammengefasst sind. 10a und 10B zeigen einen Teilbereich des Verpackungszuschnitts 20, insbesondere einen Teilbereich umfassend eine Durchtrittsöffnung 23 gemäß 9A und 9B in Querschnittsdarstellung.
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Der Verpackungszuschnitt 20 weist vier Durchtrittsöffnungen 23 mit einem durchschnittlichen Durchmesser d23 auf. In den Durchtrittsöffnungen 23 begrenzenden Randbereichen 24 sind jeweils sogenannte Fixierlaschen 25 ausgebildet. Die Fixierlaschen 25 werden insbesondere dadurch gebildet, dass von den Durchtrittsöffnungen 23 ausgehend radiale Einschnitte 26 vorgesehen sind. Beim Aufdrücken des Verpackungszuschnitts 20 auf die Dehnkegel 19, wie sie im Zusammenhang mit den 7 und 8 beschrieben sind, oder durch andere geeignete Umformeinrichtungen, werden die Fixierlaschen 25 zumindest teilweise nach oben gedrückt und/oder geknickt. Die Fixierlaschen 25 ragen nunmehr nach oben über die Ebene, in der sich die Durchtrittsöffnungen 23 befinden, hinaus. Durch das nach oben Drücken und/oder Knicken der Fixierlaschen 25 erhöht sich der mittlere Durchmesser einer Durchtrittsöffnung 23, was durch die Verwendung des Bezugszeichens d23v gekennzeichnet ist. Insbesondere gilt, dass der mittlere Durchmesser d23 einer Durchtrittsöffnung 23 eines Verpackungszuschnitts 20 vor der Vorbehandlung geringer ist als der mittlere Durchmesser d23v einer Durchtrittsöffnung 23v eines Verpackungszuschnitts 20 nach der Vorbehandlung.
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Allerdings ist der vergrößerte mittlere Durchmesser d23v einer Durchtrittsöffnung 23v nach der Vorbehandlung vorzugsweise immer noch zumindest geringfügig geringer als eine maximaler mittlerer Durchmesser der Artikel 30 in einem oberen Bereich, insbesondere in einem oberen Bereich, der in der fertiggestellten Verpackungseinheit 35 oberhalb des an den Artikeln 30 festgelegten Verpackungszuschnitts 20v ausgebildet ist.
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Vorzugsweise sind in der fertigen Verpackungseinheit 35 die Fixierlaschen 25 derart mit der Unterseite des jeweiligen Deckelrands 32 der Dosen 31 in Eingriff gebracht, dass der Verpackungszuschnitt 20 fest an den Dosen 31 fixiert ist und nicht nach oben wegrutschen kann (vergleiche auch 3B).
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Alternativ kann der Verpackungszuschnitt 20 Perforationen aufweisen, die sich radial von den Durchtrittsöffnungen 23 weg erstrecken. Beim Aufdrücken des Verpackungszuschnitts 20 auf die Dehnkegel 19 brechen die Perforationen auf, wodurch entsprechende Fixierlaschen 25 ausgebildet werden, welche beim weiteren Aufdrücken des Verpackungszuschnitts 20 auf die Dehnkegel 19 nach oben umgebogen werden.
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Weiterhin kann auch ein Verpackungszuschnitt 20 ohne Fixierlaschen 25 oder ein Verpackungszuschnitt 20 ohne entsprechende Perforationen zur Ausbildung von Fixierlaschen durch Aufdrücken auf die Dehnkegel 19 im Bereich der Durchtrittsöffnungen 23 geweitet und entsprechend mit einem zumindest geringfügig erhöhten mittleren Durchmesser d23v versehen werden. Hierbei wird insbesondere das Material aus dem der Verpackungszuschnitt 20 besteht in den die Durchtrittsöffnungen 23 begrenzenden Randbereichen 24 zusammengedrückt und/oder komprimiert.
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11A bis 11C zeigen eine zweite Ausführungsform eines Verpackungszuschnitts 20 und die entsprechende Vorbehandlung und Applikation eines solchen Verpackungszuschnitts 20 an einer Artikelgruppe 41. Insbesondere zeigt 11A einen unbehandelten Verpackungszuschnitt 20 und 11B zeigt einen vorbehandelten Verpackungszuschnitt 20v. Hierbei ist vorgesehen, dass bei der Vorbehandlung in den Randbereich 24 der Durchtrittsöffnungen 23 jeweils Einschnitte 27 und/oder (Mikro)Perforationen eingebracht werden, um die Widerstandskraft in diesem Bereich zu reduzieren. Insbesondere erstrecken sich die derart eingebrachten Einschnitte 27 radial von den Durchtrittsöffnungen 23 aus. Beim Aufdrücken des vorbehandelten Verpackungszuschnitts 20 direkt auf die Artikel 30 können die zwischen den Einschnitten 27 ausgebildeten Teilbereiche 28 mit wenig Kraftaufwand nach oben gedrückt werden. Insbesondere ist auch bei dieser Ausführungsform vorgesehen, dass die Teilbereiche 28 unterhalb eines bereichsweise maximalen Artikeldurchmessers eingreifen, wodurch der Verpackungszuschnitt 20v fest an den Artikeln 30 festgelegt wird. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Vorbehandlung zweistufig erfolgt, wobei in einem ersten Vorbehandlungsschritt Einschnitte 27 und/oder (Mikro)Perforationen in den Verpackungszuschnitt 20 eingebracht werden und in einem zweiten Verfahrensschritt der derart vorbehandelte Verpackungszuschnitt auf eine entsprechende Dehnmatrizen aufgedrückt wird, wie sie im Zusammenhang mit den 7 und 8 bereits ausführlich beschrieben worden sind.
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12A bis 12D zeigen eine dritte Ausführungsform eines Verpackungszuschnitts 20 und die entsprechende Vorbehandlung und Applikation eines solchen Verpackungszuschnitts 20 an einer Artikelgruppe 41. Insbesondere zeigt 12A einen unbehandelten Verpackungszuschnitt 20 und 12B zeigt vorbehandelten Verpackungszuschnitt 20v. Hierbei ist vorgesehen, dass der Verpackungszuschnitt 20 im Randbereich 24 der Durchtrittsöffnungen 23 jeweils durch Anfeuchten labiler gemacht wird. Dies ist insbesondere für Verpackungszuschnitte 20 aus einem Kartonmaterial geeignet. Durch das Befeuchten, beispielsweise wird Wasserdampf oder ein anderes geeignetes Fluid über eine Bedampfungseinrichtung auf die entsprechenden Bereiche aufgebracht, wird das Material, aus dem der Verpackungszuschnitt 20 besteht, zumindest bereichsweise aufweicht. Insbesondere werden gezielt die Randbereiche 24, die die Durchtrittsöffnungen 23 für die Artikel 30 begrenzen, befeuchtet. Der Verpackungszuschnitt 20v mit den aufgeweichten Randbereichen 24v kann nun mit einem verringerten Kraftaufwand an den Artikeln 30 appliziert werden (12C). Weiterhin kann nachfolgend ein Trocknungsschritt vorgesehen sein, in dem die angefeuchteten Randbereiche 24v des an den Artikeln 30 applizierten vorbehandelten Verpackungszuschnitts 20v durch einer geeignete Trocknungsvorrichtung, beispielsweise vermittels Trocknungsluft o.ä., wieder getrocknet werden. Beim Trocknen gewinnen die Randbereiche 24 ihre Stabilität gemäß den Materialeigenschaften des Verpackungszuschnitts 20 zurück, so dass der Verpackungszuschnitt 20 besonders fest an den Artikeln 30 anliegt.
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Besteht der Verpackungszuschnitt 20 beispielsweise aus einem thermoelastischen Kunststoff, so können durch bereichsweise Erwärmung, insbesondere durch Erwärmung der die Durchtrittsöffnungen 23 begrenzenden Randbereiche 24, die elastischen Eigenschaften in diesen erwärmten Bereichen erhöht werden. Nachdem der Verpackungszuschnitt 20v mit entsprechend vorbehandelten, insbesondere erwärmten Randbereichen 24e der Durchtrittsöffnungen 23 an einer Artikelgruppe 41 appliziert ist, legen sich die Randbereiche 24 der Durchtrittsöffnungen 23 beim Abkühlen besonders vorteilhaft an die Außenmantelflächen der Artikel 30 an.
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13 zeigt einen schematischen Ablauf einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Verpackungseinheiten. Hierbei ist vorgesehen, dass die Vorbereitung der Verpackungszuschnitte bereits vor deren Bereitstellung in einem Magazin der Verpackungsvorrichtung erfolgen kann. Die Vorbereitung der Verpackungszuschnitte kann beispielsweise bereits durch den Lieferanten der Verpackungszuschnitte erfolgen. Alternativ kann ein entsprechendes Vorbehandlungsmodul dem Magazin zugeordnet sein. D. h. in diesen Fällen werden im Magazin bereits vorbereitete Verpackungszuschnitte für das Verpackungsmodul der Verpackungsvorrichtung bereitgestellt. Die vorbereiteten Verpackungszuschnitte, bei denen die Widerstandskraft in einem Randbereich der Durchtrittsöffnungen der Verpackungszuschnitte reduziert ist, werden aus dem Magazin entnommen und in oben beschriebener Weise auf die Artikel der Artikelgruppe aufgebracht.
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14A und 14B zeigen vierte Ausführungsformen eines Verpackungszuschnitts 20 und 15 zeigt eine seitliche Darstellung einer Verpackungseinheit 35 mit einem Verpackungszuschnitt 20 gemäß 14A oder 14B. In Bezug auf die Beschreibung der Artikel 30 wird insbesondere auf die Beschreibung zu den 1 bis 3 verwiesen.
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Bei dem Verpackungszuschnitt 20 handelt es sich insbesondere um einen sogenannten Tragegriffzuschnitt 21, der zumindest bereichsweise flächig ausgebildet ist und in diesem flächigen Bereich eine Durchtrittsöffnungen 23 für die Applikation des Tragegriffzuschnitts 21 an dem Artikel 30, insbesondere Dose 31, aufweist. Weiterhin umfasst der Tragegriffzuschnitt 21 eine sogenannte Tragegrifföffnung 29, durch die der Benutzer beispielsweise mindestens einen Finger stecken kann, um den Artikel einfacher oder besser halten und/oder tragen und/oder transportieren zu können. Anstelle der Tragegrifföffnung 29 kann auch ein anderes geeignetes Trageelement vorgesehen sein. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich das Trageelement zumindest einseitig über die Ebene des flächigen Bereichs hinaus erstreckt.
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Wie bereits im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschrieben worden ist, ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Tragegriffzuschnitt 21 in der fertigen Verpackungseinheit 35 unterhalb des Deckelrands 32 an der Dose 31 fixiert ist. Dadurch wird sichergestellt, dass sich der Tragegriffzuschnitt 21 nicht von dem Artikel 30 oder der Dose 31 löst, wenn der Benutzer die Verpackungseinheit 35 am Tragegriff 29 oder Trageelement (nicht dargestellt) hochhebt.
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16 zeigt eine schematische seitliche Darstellung einer Verpackungsvorrichtung 1 zum Anbringen eines Tragegriffzuschnitts 21 gemäß 14A oder 14B. Auf die Beschreibung der im Zusammenhang mit den 5 und 6 bereits genannten Bezugszeichen wird an dieser Stelle im Wesentlichen verzichtet, es soll jedoch insbesondere auf die Beschreibung der zusätzlich sichtbaren Merkmale oder Abweichungen eingegangen werden.
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Die Artikel werden über eine Transporteinrichtung 2 zugeführt. In einem Magazin 8 werden die Tragegriffzuschnitte 21 vorgehalten. Jeweils ein Tragegriffzuschnitt 21 wird aus dem Magazin 8 über einen geeigneten Greiferkopf 13, welcher beispielsweise mit mindestens einem Vakuumsauger 14 ausgestattet ist, entnommen und einem Vorbehandlungsmodul 9 zugeführt. Der Greiferkopf 13 ist über eine vertikale Achse vA2 vertikalbeweglich, d.h. die Höhe des Greiferkopfes 13 kann insbesondere zur Entnahme vorgehaltenen Tragegriffzuschnitte 21 aus dem Magazin 8 und zum Ablegen der Tragegriffzuschnitte 21 im Vorbehandlungsmodul 9 entsprechend eingestellt werden. Weiterhin kann der Greiferkopf 13 über eine horizontale Achse hA seitlich zwischen dem Magazin 8 und dem Vorbehandlungsmodul 9 bewegt werden.
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Das Vorbehandlungsmodul 9 umfasst ein geeignetes Dehnwerkzeug 18. Die Vorbehandlung des Tragegriffzuschnitts 21, insbesondere im Bereich der jeweiligen Durchtrittsöffnung, erfolgt in analoger Weise wie bereits im Zusammenhang der 1 bis 13 ausführlich beschrieben worden ist.
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Der entsprechend vorbehandelte Tragegriffzuschnitt 21v wird an dem Artikel 30 angebracht (vergleiche auch 15). Dies kann beispielsweise erfolgen, während der Artikel kontinuierlich auf der Transporteinrichtung 2 bewegt wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Artikel, an dem ein Tragegriffzuschnitt 21 anzubringen ist, von der Transporteinrichtung 2 entnommen wird und in einen Handhabungsbereich (nicht dargestellt) des Verpackungsmoduls 7, in dem das Anbringen des Tragegriffzuschnitts 21 erfolgt, überführt wird. Anschließend wird der mit einem entsprechend vorbereiteten Tragegriffzuschnitt 21v versehene Artikel auf einer weitere Transporteinrichtung oder wieder auf der zuführende Transporteinrichtung 2 angeordnet und beispielsweise einer weiteren Handhabung zugeführt.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Varianten der vorhergehenden Absätze, die Ansprüche oder die folgende Beschreibung und die Figuren, einschließlich ihrer verschiedenen Ansichten oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination verwendet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, sind für alle Ausführungsformen anwendbar, sofern die Merkmale nicht unvereinbar sind.
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Wenn auch im Zusammenhang der Figuren generell von „schematischen“ Darstellungen und Ansichten die Rede ist, so ist damit keineswegs gemeint, dass die Figurendarstellungen und deren Beschreibung hinsichtlich der Offenbarung der Erfindung von untergeordneter Bedeutung sein sollen. Der Fachmann ist durchaus in der Lage, aus den schematisch und abstrakt gezeichneten Darstellungen genug an Informationen zu entnehmen, die ihm das Verständnis der Erfindung erleichtern, ohne dass er etwa aus den gezeichneten und möglicherweise nicht exakt maßstabsgerechten Größenverhältnissen der Artikel und/oder Teilen der Vorrichtung oder anderer gezeichneter Elemente in irgendeiner Weise in seinem Verständnis beeinträchtigt wäre. Die Figuren ermöglichen es dem Fachmann als Leser somit, anhand der konkreter erläuterten Umsetzungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der konkreter erläuterten Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein besseres Verständnis für den in den Ansprüchen sowie im allgemeinen Teil der Beschreibung allgemeiner und/oder abstrakter formulierten Erfindungsgedanken abzuleiten.
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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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- 1
- Verpackungsvorrichtung
- 2
- Transporteinrichtung
- 3
- Gasse
- 4
- Gassenblech
- 5
- Drehmodul
- 6
- Drehteller
- 7
- Verpackungsmodul
- 8
- Magazin
- 9
- Vorbehandlungsmodul
- 10
- Abförderband
- 11
- erster Greiferkopf
- 12
- Packtulpen
- 13
- zweiter Greiferkopf
- 14
- Vakuumsauger
- 15
- dritter Greiferkopf
- 16
- Vakuumsauger
- 17
- Antrieb
- 18
- Dehnwerkzeug / Dehnmatrize
- 19
- Dehnkegel
- 20
- Verpackungszuschnitt
- 20v
- vorbehandelter Verpackungszuschnitt
- 21
- Tragegriffzuschnitt
- 21v
- vorbehandelter Tragegriffzuschnitt
- 23
- Durchtrittsöffnungen
- 23v
- Durchtrittsöffnungen nach Vorbehandlung
- 24
- Randbereich
- 24v
- vorbehandelter Randbereich
- 24e
- erwärmter Randbereich
- 25
- Fixierlasche
- 25v
- Fixierlasche nach Vorbehandlung
- 26
- radialer Einschnitt
- 27
- Einschnitt
- 28
- Teilbereich
- 29
- Tragegrifföffnung
- 30
- Artikel
- 31
- Dose
- 32
- Deckelrand
- 33
- Verjüngung
- 34
- Verschluss
- 35
- Verpackungseinheit
- 36
- Gebinde
- 40
- Zusammenstellung
- 41
- Artikelgruppe
- 50
- Werkzeug
- 51
- Druckstempel
- d23
- mittlerer Durchmesser einer Durchtrittsöffnung
- d23v
- mittlerer Durchmesser einer Durchtrittsöffnung nach entsprechender Vorbehandlung
- F
- Applikationskraft
- hA
- horizontale Achse
- vA1
- erste vertikale Achse
- vA2
- zweite vertikale Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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