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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsvorrichtung zur Herstellung von Verpackungseinheiten, ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten sowie eine entsprechende Verpackungseinheit gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
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Stand der Technik
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Zum Verpacken von Artikeln, insbesondere Artikelzusammenstellungen oder Artikelgruppen, werden diese häufig mit einer so genannten Folie umhüllt. Dabei handelt es sich um Schrumpffolie aus einem thermoplastischen Kunststoff oder um Stretchfolie aus einem elastischen Kunststoff, die je nach Herstellungsverfahren einachsig oder zweiachsig orientiert sind und entsprechend dem jeweiligen Verfahren eine Vielzahl von Folieneigenschaften aufweisen.
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Schrumpffolien werden beispielsweise verwendet, um Artikelzusammenstellungen, beispielsweise eine Mehrzahl von Behältern oder Flaschen, Getränkebehälter o. dgl., zu sogenannten Schrumpfgebinden zusammenzufassen. Die jeweilige thermoplastische Materialbahn oder Schrumpffolie wird vor dem Aufschrumpfen als Endlosmaterial auf Rollen bereitgestellt, anschließend um eine Zusammenstellung oder Gruppe von mehreren Artikeln herum angeordnet, nachfolgend zusammen mit den jeweiligen Artikeln durch einen Schrumpftunnel geführt und dort zur Schrumpfung mit Temperatur beaufschlagt. Treten die mit der Materialbahn oder Schrumpffolie umhüllten Artikel aus dem Schrumpftunnel aus, so ist aus der Flächenbahn und der Artikelgruppe eine sogenannte Verpackungseinheit ausgebildet, bei welcher vermittels der aufgeschrumpften thermoplastischen Materialbahn oder Schrumpffolie die einzelnen Artikel zusammengehalten werden.
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Eine Schrumpfvorrichtung zur Herstellung von Schrumpfgebinden ist bspw. In der Offenlegungsschrift
DE 10 2014 105 057 A1 offenbart.
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Bei der Herstellung von Stretchfoliengebinden werden sehr dünne, dehnbare Kunststofffolien mit Folienstärken im Bereich von ca. 10 µm einfach oder mehrfach um die Artikelgruppen oder Behältergruppierungen gewickelt und diese solchermaßen zusammengefasst und stabilisiert. Da diese Stretchfoliengebinde oder Stretchfoliengebinde mit sehr dünnen, aber dennoch ausreichend stabilen Folien gebildet werden, kann der Folienverbrauch gegenüber einem herkömmlichen Schrumpffoliengebinde deutlich gesenkt werden, was auch die Folienverbrauchskosten sowie die Energiekosten aufgrund des Wegfalls der Wärmebehandlung deutlich senken kann.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung solcher sogenannter Stretchfoliengebinde bekannt, so etwa aus der
DE 31 19 657 A1 , die eine Verpackungsmaschine und ein Verpackungsverfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten durch Umwickeln des Verpackungsguts mit einer Stretchfolie beschreibt. Die Elastizität der gereckten Kunststofffolie soll die zu einer Einheit verpackten Teile des Verpackungsguts unter höherer Spannung halten als bspw. eine Schrumpfpackung. Das Verpackungsgut wird in einer umlaufenden Verpackungseinrichtung zur Bildung einer Verpackungseinheit mit mehreren Lagen der gestreckten Folienbahn umwickelt.
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Eine Variante, bei der grundsätzlich auf den Einsatz von Schrumpffolien oder Stretchfolien verzichtet werden kann, sind sog. Umreifungsgebinde. Hierbei werden die Behälter mittels sogenannter 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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Die Umreifungsbänder müssen entsprechend stabil ausgebildet sein, um ein ungewolltes Aufreißen der Umreifungsgebinde zu verhindern. Aus diesem Grund bestehen die Umreifungsbänder in der Regel ebenfalls aus einem Kunststoff oder aus einem Kunststoff umfassenden Verbundmaterial.
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Beschreibung
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verpackungseinheit zu erzeugen, die auf den Einsatz von Kunststoff als Sekundärverpackungsmittel verzichtet oder aber bei der zumindest der Einsatz von Kunststoff als Sekundärverpackungsmittel reduziert ist.
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Die obige Aufgabe wird durch eine Verpackungsvorrichtung zur Herstellung von Verpackungseinheiten, ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten sowie eine entsprechende Verpackungseinheit gelöst, die die Merkmale in den unabhängigen Patentansprüchen umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die jeweiligen Unteransprüche beschrieben.
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Die vermittels der nachfolgend beschriebenen Verpackungsvorrichtung und dem nachfolgend beschriebenen Verfahren herzustellenden Verpackungseinheiten umfassen jeweils mindestens zwei Artikel, die mindestens von einem ersten Sekundärverpackungsmittel in Form eines flächigen, kunststofffreien, insbesondere aus Papier bestehenden Verpackungszuschnitts zumindest bereichsweise umhüllt und dadurch als Gebinde zusammengefasst sind. Insbesondere handelt es sich bei dem Verpackungszuschnitt um einen Papierzuschnitt, der um die mindestens zwei Artikel herumgeschlagen wird, so dass der Papierzuschnitt die Artikel zumindest bereichsweise umhüllt. Insbesondere bedeckt der Papierzuschnitt die Oberseiten und die Unterseiten der Artikel sowie zumindest Bereiche der Außenmantelflächen der Artikel.
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Bei den Artikeln handelt es sich vorzugsweise um Getränkebehälter, insbesondere Flaschen aus PET oder einem anderen geeigneten Kunststoff oder Dosen aus Kunststoff und/oder Aluminium o.ä. Die Verpackungsvorrichtung ist jedoch auch geeignet, andere geeignete Artikel mit einem kunststofffreien Verpackungszuschnitt, insbesondere aus Papier, als Gebinde zusammenzufassen. Zur Herstellung der Verpackungseinheiten können mindestens zwei identisch ausgebildete Artikel als Artikelgruppe bereitgestellt werden. Durch Zusammenstellung von unterschiedlich ausgebildeten Artikeln können sogenannte Mischgebinde erzeugt werden.
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Insbesondere enthält das kunststofffreie Material Fasern bzw. Faserstoffe (Holzstoff, Zellstoff) pflanzlicher Herkunft, insbesondere zu mindestens 40%.
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„Kunststofffrei“ heißt dabei insbesondere frei von PE, PET und anderen vergleichbaren Kunststoffen, aus denen die herkömmlichen Folienverpackungsmaterialien hergestellt werden. Es soll aber nicht ausschließen, dass das Papier gefärbt oder bedruckt ist oder die üblichen Stoffe wie Leim enthält.
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Insbesondere besteht das kunststofffreie Material aus Papier. Es ist wie gesagt möglich, dass dem Papier noch Füllstoffe oder Zusatzstoffe in handelsüblichen Mengen hinzugefügt sind. Alternativ zu Papier kann auch Papyrus, Tapa, Amatl oder Huun eingesetzt werden.
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Da Papier die bevorzugte Ausführungsform ist, ist im Folgenden von Papier, Papierrolle u.s.w. die Rede, diese Ausführungsformen können aber auch allgemein mit den gerade angesprochenen Materialien (allgemein: kunststofffreies Material) realisiert werden.
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Die Verpackungsvorrichtung umfasst ein Einteilmodul, ein Reservoir oder Magazin für Verpackungsmaterial, ein Verpackungsmodul und eine dem Verpackungsmodul zugeordnete Befeuchtungseinrichtung. In dem Einteilmodul oder einer anderen geeigneten Gruppiereinrichtung werden die Artikel in geeigneter Anzahl und Anordnung zu Artikelgruppen zusammengestellt.
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Weiterhin wird das aus Papier bestehende Verpackungsmaterial oder Sekundärverpackungsmittel vorzugsweise in Form von Verpackungszuschnitten bereitgestellt. Insbesondere kann das Verpackungsmittelreservoir durch eine Endlos-Papierrolle gebildet werden, von der die benötigten Papierzuschnitte in geeigneter Länge abgetrennt werden. Alternativ können die Verpackungsmittelzuschnitte in einem geeigneten Magazin bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein Magazin mindestens einen Zuschnittstapel enthalten.
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Die Artikelgruppen werden zumindest bereichsweise mit Verpackungsmaterial umhüllt oder die Artikelgruppen werden zumindest bereichsweise in dem Verpackungsmaterial eingeschlagen. Hierbei ist vorgesehen, dass das Verpackungsmaterial vor dem Umhüllen der Artikelgruppen oder im zeitlichen Zusammenhang mit dem Umhüllen der Artikelgruppen zumindest bereichsweise befeuchtet wird.
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Durch das Befeuchten des als Verpackungsmaterials verwendeten Papiers kommt es zu einer zeitweisen Änderung der physikalischen Eigenschaften des Verpackungsmaterials. Insbesondere kann das Papier nach dem Anfeuchten leichter gefaltet oder durch Umformen in eine gewünschte Form gebracht werden. Durch das Anfeuchten werden die Rückstellkräfte des Papiers zumindest zeitweise auf ein Minimum reduziert oder sogar vollständig eliminiert. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das zumindest bereichsweise angefeuchtete Verpackungsmaterial beim Umhüllen der Artikelgruppe an Außenmantelflächen der Artikel angepasst wird, in dem das Papier zumindest bereichsweise an die Außenmantelflächen der Artikel angedrückt oder angepresst wird.
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Nach dem anschließenden Trocknen des Verpackungsmaterials verbleibt dieses vorzugsweise in der Form, in die es im feuchten Zustand gebracht worden ist und hält die mindestens zwei Artikel zusammen. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass das Verpackungsmaterial im trockenen Zustand eine höhere Stabilität als im feuchten Zustand aufweist, insbesondere wird ein Papier als Verpackungsmaterial verwendet, dass im trockenen Zustand eine höhere Formstabilität als im feuchten Zustand aufweist. Zudem wird Papier verwendet, welches die Form, in die es im feuchten Zustand gebracht wird, im trockenen Zustand zuverlässig beibehält.
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Das Trocknen des angefeuchteten Verpackungsmaterials kann durch normale Verdunstungsprozesse geschehen. Alternativ und bevorzugt wird der Trocknungsprozess durch Verwendung eines Trocknungsmoduls oder anderer geeigneter Trocknungseinrichtungen beschleunigt und/oder kontrolliert durchgeführt. In dem Trocknungsmodul werden die mit dem zumindest bereichsweise angefeuchteten Verpackungsmaterial umhüllten Artikel mit einem geeigneten warmen Gasstrom beaufschlagt, beispielsweise mit warmer Luft. Alternativ können die mit dem zumindest bereichsweise angefeuchteten Verpackungsmaterial umhüllten Artikel auch durch eine Heizgasse mit IR- Strahlern geführt werden, wobei die durch die IR- Strahler erzeugte Wärme das Verdunsten der Befeuchtungsflüssigkeit beschleunigt und/oder unterstützt. Insbesondere können die IR- Strahler oder der warme Gaststrom gezielt auf die zu trocknenden Bereiche gerichtet werden. Auch andere geeignete Trocknungsmethoden können hierfür vorteilhaft eingesetzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Verpackungsvorrichtung zu Herstellung einer Schrumpfverpackung modifiziert werden, um Verpackungseinheiten mit einer oben beschriebenen aus Papier bestehenden Umverpackung herzustellen. Eine Verpackungsvorrichtung zu Herstellung einer Schrumpfverpackung umfasst zumindest ein Folieneinschlagmodul und einen Schrumpftunnel. In der entsprechend modifizierten Verpackungsvorrichtung wird insbesondere im Reservoir oder Magazin für Verpackungsmittel eine Papierrolle angeordnet, die Papier als flächiges Endlosmaterial bereitstellt. Vermittels einer zwischen dem Reservoir und dem Einschlagmodul angeordneten Trennstation, die mindestens ein Schneidmittel oder ein Perforiermittel aufweist, insbesondere ein Schneidmesser oder ein Perforiermesser, werden Verpackungszuschnitte in gewünschter Länge von dem Endlos- Vorrat abgetrennt. Dem Einschlagmodul werden vorab gebildete Artikelgruppen zugeführt. Diese werden zumindest teilweise auf einem Endbereich des Verpackungszuschnitts angeordnet, der anschließend um die Artikel herumgewickelt wird, wobei der zweite Endbereich des Verpackungszuschnitts ebenfalls unter den Artikeln angeordnet wird. Insbesondere werden die beiden Endbereiche hierbei einander bereichsweise überlappend unter den Artikeln angeordnet.
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Vor dem Ablängen der Verpackungszuschnitte oder vor dem Zuführen der Verpackungszuschnitte zu dem Einschlagmodul und/oder im zeitlichen Zusammenhang mit dem Umhüllen der Artikel mit dem jeweiligen Verpackungszuschnitt wird das Verpackungsmaterial zumindest bereichsweise angefeuchtet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Verpackungsmaterial, insbesondere der Verpackungszuschnitt, beim Umhüllen der Artikel oder im Anschluss an das Umhüllen zumindest bereichsweise umgeformt wird, so dass das Verpackungsmaterial zumindest bereichsweise an seitlichen Außenmantelflächen der Artikel anliegt.
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Werden die Artikel beispielsweise durch Flaschen gebildet, so kann insbesondere vorgesehen sein, dass das angefeuchtete Papier in einem oberen, sich verjüngenden Bereich der Flaschen mit geeigneten Mitteln an den Flaschenhals gedrückt wird. Beispielsweise können hierfür dem Einschlagmodul nachgeordnet entsprechende Druckeinrichtungen vorgesehen sein. Vorzugsweise können die Druckeinrichtungen, beispielsweise Druckstempel, das Papiermaterial während des gesamten Trocknungsvorganges oder zumindest zeitweise während des Trocknungsvorganges an die Flaschen drücken, um sicherzustellen, dass der Kontakt zwischen dem jeweiligen Artikel und dem Verpackungsmaterial während des Trocknens des Verpackungszuschnitts beibehalten wird.
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Der Schrumpftunnel fungiert in diesem Fall als Trocknungsmodul. Beispielsweise kann ein mit Schachtwänden ausgebildeter Schrumpftunnel vorteilhaft als Trocknungsmodul verwendet werden, wobei das durch die Schachtwände in den Innenraum des Schrumpftunnels eingedüste Schrumpfmedium, insbesondere Heißluft, zur Trocknung des die Artikel umhüllenden Verpackungsmaterials dient. Die Temperatur der Heißluft kann gegebenenfalls gegenüber einer für einen Schrumpfungsprozess notwendigen Temperatur reduziert werden, wodurch die Energieeffizienz des beschriebenen Verfahrens gegenüber einem herkömmlichen Schrumpfverfahren weiter verbessert werden kann. Da im Anwendungsfall von Papier im Schrumpftunnel keine oder kaum eine Schrumpfung stattfindet, können als Synonyme für den Schrumpftunnel und das Schrumpfmedium auch die Begriffe Heißluftofen und Heißluft verwendet werden. Man könnte auch Trocknungstunnel und Trocknungsmedium als Begriffe verwenden.
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Der Trocknungstunnel muss dabei nicht unbedingt Schachtwände aufweisen, sondern könnte Trocknungsmedium auch lediglich von oben und/oder von unten an den Gebinden zuführen und nicht zwingend von der Seite.
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Bei der Befeuchtungseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Bedampfungseinrichtung handeln, innerhalb derer oder vermittels derer zumindest bereichsweise Dampf auf das Verpackungsmaterial aufgebracht wird.
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Eine Ausführungsform kann vorsehen, dass der gesamte, die Artikel umhüllende Verpackungszuschnitt durch die Befeuchtungseinrichtung entsprechend angefeuchtet wird. Eine alternative Ausführungsform kann vorsehen, dass zumindest der Bereich des Verpackungszuschnitts, in dem die Artikel auf diesem aufstehen und/oder der Bereich des Verpackungszuschnitts, der auf den Artikeln aufliegt, nicht angefeuchtet wird. Insbesondere werden in diesem Fall die Bereiche, die an seitlichen Außenmantelflächen der Artikel anliegen oder die durch das Umhüllen benachbart zu seitlichen Außenmantelflächen der Artikel angeordnet werden, angefeuchtet. Vorzugsweise werden die angefeuchteten Bereiche während des Umhüllungsvorgangs oder im Anschluss an den Umhüllungsvorgang zumindest bereichsweise an die Außenmantelflächen der Artikel gedrückt und dabei gegebenenfalls umgeformt und an die Form der Außenmantelfläche der Artikel angepasst.
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Der Verpackungszuschnitt umhüllt die Artikel vorzugsweise derart, dass zwei der einander gegenüberliegenden Randbereiche in der gebildeten Verpackungseinheit einander überlappend angeordnet sind. Vorzugsweise sind die überlappenden Randbereiche der Oberseite oder der Unterseite der Artikelgruppe zugeordnet. Eine alternative Ausführungsform kann vorsehen, dass die überlappenden Bereiche einer seitlichen Außenmantelfläche der Artikel zugeordnet sind. Vorzugsweise wird die durch den Verpackungszuschnitt gebildete Umverpackung durch eine haftende Verbindung fixiert. Insbesondere können die einander überlappenden Randbereiche des Verpackungszuschnitts miteinander verklebt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Randbereiche auch über eine haftende Verbindung an mindestens einem Artikel der Artikelgruppe fixiert werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass es sich bei dem Bereich oder den Bereichen des Verpackungszuschnitts, in dem /in denen ein Haftmittelauftrag erfolgt, um nicht angefeuchtete Bereiche handelt.
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Eine Ausführungsform der Verpackungsvorrichtung umfasst hierfür ein Klebemodul zum bereichsweisen Aufbringen eines Haftmittels auf das Verpackungsmaterial und/oder zum bereichsweisen Aufbringen eines Haftmittels auf mindestens einen Artikel der Artikelgruppe. Das Haftmittel kann hierbei vor dem Umhüllen der Artikel mit dem Verpackungszuschnitt an geeigneter Position am Verpackungszuschnitt und/oder an mindestens einem Artikel aufgebracht werden. Alternativ kann das Haftmittel auch in zeitlichem Zusammenhang mit dem Umhüllen der Artikel mit dem Verpackungszuschnitt an geeigneter Position am Verpackungszuschnitt und/oder an mindestens einem Artikel aufgebracht werden. Sofern dies sinnvoll möglich ist, kann eine weitere Ausführungsform vorsehen, dass das Haftmittel auch erst nach dem Umhüllen der Artikel mit dem Verpackungszuschnitt an geeigneter Position appliziert und somit eine haftende Verbindung zwischen mindestens zwei Bereichen des Verpackungsmaterials oder zwischen mindestens einem Bereich des Verpackungsmaterials und mindestens einem Artikel hergestellt wird.
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Durch den Einsatz von Papier als Sekundärverpackungsmittel kann der Einsatz von Kunststoffen in der Verpackungsindustrie reduziert werden und dadurch umweltfreundlichere Verpackungen erzeugt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer Ausführungsform insbesondere eine Umstellung von Kunststoffverpackungsmaterial (z.B. Kunststofffolie) auf Papierverpackungsmaterial umfassen.
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Diese Umstellung kann neben dem ersten und letzten Schritt einen, mehrere oder alle folgenden dazwischen gelegenen Schritte umfassen. Die Reihenfolge der dazwischengelegenen Schritte ist beliebig:
- - Herstellung von Schrumpfgebinden mit Verpackungsmaterial aus Kunststoff (z.B. gemäß Stand der Technik)
- - Stoppen einer Zuführung von Kunststoffverpackungsmaterial, ggf. durch Anhalten und/oder Ausbau einer Kunststoffverpackungsrolle
- - Aktivieren einer Zuführung von Papierverpackungsmaterial, ggf. durch Drehung (Abwickeln) einer Papierverpackungsmaterialrolle und/oder einem Einbau einer Papierverpackungsmaterialrolle in die Verpackungsvorrichtung
- - Aktivieren einer Befeuchtungseinrichtung zum Befeuchten von Papierverpacku ngsmaterial
- - Zuführen von Papierverpackungsmaterial zu der Verpackungsvorrichtung
- - Umstellung des Schrumpftunnels auf eine andere Temperatur oder Wärmeabgabemenge, ggfs. zusätzlich Umstellung auf andere Positionen von Düsen, aus denen Schrumpfmedium austritt
- - Herstellung von Gebinden mit Verpackungsmaterial aus Papier
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Eine Umstellung von Papierverpackungsmaterial auf Kunststoffverpackungsmaterial kann neben dem ersten und letzten Schritt einen, mehrere oder alle folgenden dazwischen gelegenen Schritte umfassen Die Reihenfolge der dazwischengelegenen Schritte ist beliebig:
- - Herstellung von Gebinden mit Verpackungsmaterial aus Papier
- - Stoppen einer Zuführung von Verpackungsmaterial aus Papier, ggf. durch Anhalten und/oder Ausbau einer Papierverpackungsrolle
- - Aktivieren einer Zuführung von Kunststoffverpackungsmaterial, ggf. durch Drehung (Abwickeln) einer Papierverpackungsmaterialrolle und/oder einem Einbau einer Kunststoffverpackungsmaterialrolle in die V erpackungsvorrichtu ng
- - Deaktivieren einer Befeuchtungseinrichtung zum Befeuchten von Papierverpacku ngsmaterial
- - Zuführen von Kunststoffverpackungsmaterial zu der Verpackungsvorrichtung
- - Umstellung des Schrumpftunnels auf eine andere Temperatur oder Wärmeabgabemenge, ggfs. zusätzlich Umstellung auf andere Positionen von Düsen, aus denen Schrumpfmedium austritt
- - Herstellung von Schrumpfgebinden mit Verpackungsmaterial aus Kunststoff (z.B. gemäß Stand der Technik)
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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 einer Verpackungsvorrichtung zur Herstellung von Verpackungseinheiten.
- 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung zur Herstellung von Verpackungseinheiten.
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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 oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
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1 zeigt eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung 1 zur Herstellung von Verpackungseinheiten 19. Die Verpackungsvorrichtung 1 umfasst ein Verpackungsmaterialreservoir 2 in Form mindestens einer Papierrolle 3, von der flächiges Verpackungsmaterial 4 in Form von Papier als Endlosmaterial abgerollt und einem Einschlagmodul 12 zugeführt wird. Insbesondere wird das abgerollte Verpackungsmaterial 4 hierbei über eine Regeleinheit 5, beispielsweise einen sogenannten Tänzer 6, geführt. Die Regeleinheit 5 reguliert die Spannung der Materialbahn und/oder dient als Zwischenspeicher für das abgerollte Verpackungsmaterial 4.
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Das Verpackungsmaterial 4 wird einer Trennstation 7 mit mindestens einer Schneideinrichtung 8 zugeführt, in welcher Verpackungszuschnitte 9 von der Endlosmaterialbahn in entsprechender Länge abgetrennt werden. Die einzelnen Verpackungszuschnitte 9 werden dann in einer Förderrichtung FR über eine geeignete Transporteinrichtung 10, insbesondere einem Förderband 11 o. dgl., einem Verpackungsmodul 28 zugeführt, beispielsweise einem Einschlagmodul 12.
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Dem Einschlagmodul 12 werden in einer Transportrichtung TR Gruppen 13 umfassend jeweils mindestens zwei Artikel 14 zugeführt. Eine Artikelgruppe 13 wird zumindest bereichsweise auf einem vorauseilenden Endbereich des Verpackungszuschnitts 9 angeordnet und der restliche Teil des Verpackungszuschnitts wird um die Artikelgruppe 13 herumgeschlagen, so dass die Artikel 14 von dem Verpackungszuschnitt 9 umwickelt und/oder umhüllt werden.
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Bei den Artikeln 14 handelt es sich vorzugsweise um Getränkebehälter, insbesondere um Flaschen aus PET oder einem anderen geeigneten Kunststoff. Bevorzugt können die Artikel 14 auch durch Dosen aus Kunststoff und/oder Aluminium oder einem anderen Metall o.ä. gebildet sein. Eine Artikelgruppe 13 kann insbesondere mindestens zwei identisch ausgebildete Artikel 14 umfassen oder aber durch mindestens zwei unterschiedlich ausgebildete Artikel 14 gebildet werden. Die Verpackungsvorrichtung 1 und das Verfahren sind jedoch auch geeignet, einen entsprechenden Verpackungszuschnitt 9 an andere geeignete Artikel 14 oder Artikelgruppen 13 anzuordnen und an diesen festzulegen.
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Vor der Zuführung des Verpackungsmaterials 4 zu dem Einschlagmodul 12, insbesondere vor der Zuführung des als Verpackungszuschnitt 9 abgelängten Verpackungsmaterials 4 zu dem Einschlagmodul, wird das Verpackungsmaterial 4 zu einem gewissen Grad angefeuchtet. Insbesondere ist eine Befeuchtungseinrichtung 15 vorgesehen, die beispielsweise das endlos bereitgestellte Verpackungsmaterial 4 vor dem Ablängen der Verpackungszuschnitte 9 in geeigneter Weise anfeuchtet oder die die bereits abgelängten Verpackungszuschnitte 9 entsprechend befeuchtet. Dabei wird das Verpackungsmaterial 4 zumindest bereichsweise mit einem Fluid behandelt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass bestimmte Bereiche des Verpackungsmaterials 4 nicht mit Fluid beaufschlagt werden, beispielsweise die Bereiche, in denen das Verpackungsmaterial 4 zur Bereitstellung der Verpackungszuschnitte 9 geschnitten werden soll.
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Beispielsweise handelt es sich bei der Befeuchtungseinrichtung 15 um eine Bedampfungseinrichtung 16 und es wird Wasserdampf auf die gesamte einen Verpackungszuschnitt 9 bildende Materialbahn des Verpackungsmaterials 4 oder auf die entsprechenden Bereiche des Verpackungsmaterials 4 aufgebracht. Durch das Anfeuchten weicht das Verpackungsmaterial 4 in den entsprechenden Bereichen etwas auf und wird dadurch leichter verformbar. Insbesondere kann das angefeuchtete, aus Papier bestehende Verpackungsmaterial 4 einfacher gefaltet und/oder verformt und somit an die Form der mit dem Verpackungsmaterial 4 zu umhüllenden oder umhüllten Artikel 14 angepasst werden. Insbesondere werden durch das Anfeuchten des Verpackungsmaterials 4 die Rückstellkräfte des Papiers auf ein Minimum reduziert bzw. vollständig eliminiert.
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Anschließend werden die mit dem angefeuchteten Verpackungsmaterial 4 umhüllten Artikel 14 durch ein Trocknungsmodul 17 geführt. Durch das Trocknen des Verpackungsmaterials 4 erhält die aus Artikeln 14 und Verpackungsmaterial 4 gebildete Verpackungseinheit 19, insbesondere das Gebinde 25, seine Formstabilität. Insbesondere erhält das Verpackungsmaterial 4 in den zumindest zeitweise angefeuchteten Bereichen seine ursprünglichen starren Materialeigenschaften zurück. Gegebenenfalls werden überlappende Bereiche des Verpackungsmaterials 4 durch eine haftende Verbindung o.ä. noch aneinander fixiert, beispielsweise werden die überlappenden Bereiche miteinander und/oder mit den Artikeln 14 verklebt.
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Das Trocknungsmodul 17 kann beispielsweise durch einen Schrumpftunnel 18 gebildet werden, da dieser geeignet ist, warme Luft auf die mit dem Verpackungszuschnitt 9 aus Papier umhüllten Artikelgruppen 13 aufzubringen. Dabei kann es aus Energieeffizienzgründen o.ä. vorteilhaft sein, die Temperatur der über die Schachtwände o.ä. in den Schrumpftunnel eingeblasenen Luft gegenüber der für einen herkömmlichen Schrumpfprozess verwendeten Temperatur zu reduzieren.
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Das Anfeuchten des Verpackungsmaterials 4 kann - wie in 1 beispielhaft dargestellt - bereits vor dem Ablängen der Verpackungszuschnitte 9 erfolgen. In diesem Fall kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bereiche, in denen das Verpackungsmaterial 4 geschnitten wird, nicht angefeuchtet werden, um negative Einflüsse auf den Schneideprozess zu vermeiden. Alternativ könnte die Befeuchtungseinrichtung 15 beispielsweise direkt vor dem Einschlagmodul 12 angeordnet sein, so dass die bereits abgelängten Verpackungszuschnitte 9 angefeuchtet werden.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung 1 zur Herstellung von Verpackungseinheiten 19, insbesondere zur Herstellung von Gebinden 25 umfassend Artikel 14 in Form von Getränkebehältern, insbesondere mit Getränken befüllte Flaschen oder Dosen. Die Artikel 14 werden in einem Einteilmodul 27 in gewünschter Anzahl und Anordnung zu Artikelgruppen 13 zusammengestellt.
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Das Verpackungsmaterial 4 wird direkt als Verpackungszuschnitte 9, insbesondere Papierzuschnitte, in einem als Magazin ausgebildeten Verpackungsmittelreservoir 2 in Form mindestens eines Zuschnittstapels 20 übereinanderliegend bereitgestellt. Ein einzelner Verpackungszuschnitt 9 wird über einen geeigneten Greifer (nicht dargestellt), insbesondere einen Greifer der mit mindestens einem Vakuumsauger o.ä. ausgestattet ist, aus dem Magazin entnommen. Auf dem Verpackungszuschnitt 9 wird eine durch das Einteilmodul 27 bereitgestellte Artikelgruppe 13 angeordnet. Vor oder nach dem Anordnen der Artikelgruppe 13 auf dem Verpackungszuschnitt 9 wird dieser zumindest bereichsweise angefeuchtet. Hierfür kann wiederum eine Befeuchtungseinrichtung 15 in Form einer Bedampfungseinrichtung 16 o.ä. vorgesehen sein. Anschließend wird der Verpackungszuschnitt 9 in einem Verpackungsmodul 28 um die Artikel 14 herumgeschlagen oder gefaltet, wobei der Verpackungszuschnitt 9 zumindest bereichsweise überlappt. Auch andere geeignete Vorrichtungen, die geeignet sind, das Verpackungsmaterial 4 zumindest bereichsweise zu befeuchten, können vorteilhaft eingesetzt werden. Beispielsweise können die Verpackungszuschnitte 9 kurzzeitig in ein Wasserbad eingetaucht werden.
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Optional kann ein Klebemodul 22 vorgesehen sein, dass Haftmittel 23, beispielsweise mindestens einen Klebepunkt 24, in einem Überlappungsbereich 21 am Verpackungszuschnitt 9 appliziert, so dass beim Falten des Verpackungszuschnitts 9 um die Artikel 14 herum im Überlappungsbereich 21 zwischen zwei einander gegenüberliegenden Randbereichen des Verpackungszuschnitts 9 eine haftende Verbindung 26 hergestellt wird.
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Die derart vorbereitete Verpackungseinheit kann anschließend zur Verfestigung des Verpackungsmaterials 4 durch ein Trocknungsmodul 17 geführt werden. Alternativ kann das Austrocknen bei Raumtemperatur ausreichend sein.
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Durch den Einsatz von Papier als Verpackungsmaterial kann der Einsatz von Kunststoffen in der Verpackungsindustrie reduziert werden und dadurch umweltfreundlichere Verpackungen erzeugt werden.
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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
- Verpackungsmaterialreservoir
- 3
- Papierrolle
- 4
- flächiges Verpackungsmaterial
- 5
- Regeleinheit
- 6
- Tänzer
- 7
- Trennstation
- 8
- Schneideinrichtung
- 9
- Verpackungszuschnitt
- 10
- Transporteinrichtung
- 11
- Förderband
- 12
- Einschlagmodul
- 13
- Gruppe / Artikelgruppe
- 14
- Artikel
- 15
- Befeuchtungseinrichtung
- 16
- Bedampfungseinrichtung
- 17
- Trocknungsmodul
- 18
- Schrumpftunnel
- 19
- Verpackungseinheit
- 20
- Zuschnittsstapel
- 21
- Überlappungsbereich
- 22
- Klebemodul
- 23
- Haftmittel
- 24
- Klebepunkt
- 25
- Gebinde
- 26
- haftende Verbindung
- 27
- Einteilmodul
- 28
- Verpackungsmodul
- FR
- Förderrichtung
- TR
- Transportrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014105057 A1 [0004]
- DE 3119657 A1 [0006]
