DE102020131191A1 - Packaging device and method for producing packaging units - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsvorrichtung (1) und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten (20).Die Verpackungseinheiten (20) umfassen jeweils eine Artikelanordnung (21) aus mindestens zwei Artikeln (22), wobei die Artikel (22) teilweise von einem aus Papier oder Karton bestehenden Umverpackungsmaterial (26) umhüllt sind.Die Verpackungsvorrichtung (1) umfasst eine Applikationseinrichtung zum Anbringen des Umverpackungsmaterials (26) an der Artikelanordnung (21) und eine Ultraschallfügevorrichtung (5) zur Ausbildung einer Fügeverbindung (40) zwischen mindestens zwei einander zumindest teilweise überlappenden Schichten (30) des Umverpackungsmaterials (26).Die Ultraschallfügevorrichtung (5) umfasst mindestens ein Ambosswerkzeug (6) und eine Sonotrode (7). Das Ambosswerkzeug (6) ist dazu ausgebildet, zwischen mindestens zwei von dem Umverpackungsmaterial (26) zumindest teilweise umhüllte Artikel (22) der Artikelanordnung (21) zumindest teilweise eingeführt und angeordnet zu werden. Die Sonotrode (7) ist dazu ausgebildet, mit dem mindestens einen zwischen den Artikeln (22) angeordneten Ambosswerkzeug (6) zur Ausbildung einer Fügeverbindung (40) zwischen den mindestens zwei zumindest teilweise überlappenden Schichten (30) des Umverpackungsmaterials (26) zusammenzuwirken.The invention relates to a packaging device (1) and a method for producing packaging units (20). The packaging units (20) each comprise an article arrangement (21) of at least two articles (22), the articles (22) being partially outer packaging material (26) consisting of paper or cardboard. The packaging device (1) comprises an application device for attaching the outer packaging material (26) to the article arrangement (21) and an ultrasonic joining device (5) for forming a joint (40) between at least two of each other at least partially overlapping layers (30) of the outer packaging material (26). The ultrasonic joining device (5) comprises at least one anvil tool (6) and one sonotrode (7). The anvil tool (6) is designed to be at least partially inserted and arranged between at least two articles (22) of the article arrangement (21) that are at least partly encased by the outer packaging material (26). The sonotrode (7) is designed to interact with the at least one anvil tool (6) arranged between the articles (22) to form a joint (40) between the at least two at least partially overlapping layers (30) of the outer packaging material (26).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Verpackungseinheiten gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.The present invention relates to a packaging device and a method for producing packaging units according to the features of the independent claims.
Für die Verarbeitung, Zusammenstellung, Gruppierung und Verpackung von Artikeln wie bspw. Getränkebehältern gibt es unterschiedliche Verpackungsarten, bspw. die Zusammenfassung der Artikel bzw. Behälter zu tragbaren, relativ handlichen Verpackungseinheiten oder Gebindeeinheiten. So werden bspw. Getränkebehälter meist mittels Schrumpffolien zu Gebinden von vier, sechs oder mehr Behältern zusammengefasst und verpackt. Die Herstellung von Gebinden ist meist unumgänglich, da sie die häufigste Variante von Verkaufseinheiten für Getränkebehälter oder Flaschen aus PET-Kunststoff darstellen. Die Gebinde werden für den Transport teilweise nochmals zusammengefasst und/oder in Lagen zusammengestellt und palettiert.There are different types of packaging for the processing, assembly, grouping and packaging of articles such as beverage containers, for example the combination of articles or containers into portable, relatively handy packaging units or bundle units. For example, beverage containers are usually combined and packaged using shrink films to form bundles of four, six or more containers. The production of containers is usually unavoidable, as they represent the most common variant of sales units for beverage containers or bottles made of PET plastic. Some of the containers are combined again for transport and/or put together in layers and palletized.
Bei der Herstellung von bekannten Gebindearten sind spezifische Fertigungsschritte erforderlich, um die üblicherweise eingesetzten Schrumpffolien verarbeiten zu können. Diese Fertigungsschritte erfordern einen relativ hohen Energieeinsatz. Zudem verursacht die verwendete Folie Kosten zur Herstellung, zur Bereitstellung, zur Handhabung sowie zur späteren Entsorgung, da sie nach dem Verkauf nicht mehr benötigt wird. Auch die Maschinenausstattung zur Bereitstellung der sog. Folieneinschlagmodule und anderer Handhabungsstationen verursacht hohe Investitionskosten. Schließlich erfordert auch die Bereitstellung des sog. Schrumpftunnels, bei dem die um die Gebinde geschlagene Folie mittels Heißluftbeaufschlagung um die Behälter geschrumpft wird, einen relativ hohen Kapitaleinsatz.In the production of known types of containers, specific production steps are required in order to be able to process the shrink films that are usually used. These production steps require a relatively large amount of energy. In addition, the film used incurs costs for production, provision, handling and subsequent disposal, since it is no longer required after sale. The machinery for providing the so-called film wrapping modules and other handling stations also causes high investment costs. Finally, the provision of the so-called shrink tunnel, in which the film wrapped around the container is shrunk around the container by means of the application of hot air, also requires a relatively high capital investment.
Eine Variante, bei der grundsätzlich auf den Einsatz von Schrumpffolien verzichtet werden kann, sind sog. Umreifungsgebinde. Hierbei werden die Behälter mittels sog. Umreifungsbänder zu einem Gebinde zusammengefasst und miteinander verbunden. In kontinuierlich oder taktweise arbeitenden Umreifungsmaschinen werden Behälter, Artikel oder Flaschen zu Formationen gruppiert und dann mit Hilfe von Umreifungsaggregaten mit einem Band oder mit mehreren Bändern umreift. Typische Formationen können bspw. 1 x 2-Anordnungen (zwei Behälter in Reihe), 2 x 2-Anordnungen (vier Behälter im Quadrat oder in Rautenformation), 3 × 2-, 4 × 3- oder grundsätzlich auch variable n × m-Anordnungen sein.A variant in which the use of shrink film can generally be dispensed with is the so-called strapped bundle. Here, the containers are combined into a bundle and connected to one another by means of so-called straps. In strapping machines that work continuously or in cycles, containers, articles or bottles are grouped into formations and then strapped with one or more straps using strapping units. Typical formations can be, for example, 1×2 arrangements (two containers in a row), 2×2 arrangements (four containers in a square or in a diamond formation), 3×2, 4×3 or, in principle, also variable n×m arrangements be.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verpackungseinheiten mit einer Umverpackung aus Papier oder Karton herzustellen, bei der vorzugsweise komplett auf kunststoffhaltige Verbindungsmittel verzichtet werden kann.The object of the invention is to produce packaging units with an outer packaging made of paper or cardboard, in which preferably plastic-containing connecting means can be completely dispensed with.
Die obige Aufgabe wird durch eine Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Verpackungseinheiten gelöst, die die Merkmale in den unabhängigen Patentansprüchen umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.The above object is achieved by a packaging device and a method for producing packaging units, comprising the features in the independent patent claims. Further advantageous configurations are described by the dependent claims.
Die Erfindung betrifft eine Verpackungsvorrichtung zur Herstellung von Verpackungseinheiten. Eine Verpackungseinheit umfasst eine Artikelanordnung aus mindestens zwei Artikeln, welche mindestens zwei Artikel durch mindestens eine Umverpackung zusammengefasst sind. Insbesondere werden die Artikel durch die Umverpackung mechanisch zusammengehalten.The invention relates to a packaging device for producing packaging units. A packaging unit comprises an arrangement of articles made up of at least two articles, which are combined by at least one outer packaging. In particular, the articles are mechanically held together by the outer packaging.
Die Umverpackung wird vorzugsweise aus einem Umverpackungsmaterial gebildet, das zumindest teilweise aus Papiermaterial oder Kartonmaterial gebildet wird und die Artikelanordnung teilweise umhüllt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Umverpackungsmaterial um ein reines Papiermaterial oder Kartonmaterial, das keine Kunststoffanteile enthält, wodurch Verpackungseinheiten in besonders umweltfreundlicher Weise hergestellt werden können.The overwrap is preferably formed from an overwrap material formed at least in part from paper material or board material and partially encasing the assembly of articles. The outer packaging material is preferably a pure paper material or cardboard material that does not contain any plastic components, as a result of which packaging units can be produced in a particularly environmentally friendly manner.
Die Verpackungsvorrichtung kann jedoch auch zur Verarbeitung eines Umverpackungsmaterials mit Kunststoffanteil verwendet werden, beispielsweise um ein mit Kunststoff beschichtetes Papiermaterial oder Kartonmaterial, einen Papier-Kunststoff-Verbundmaterial o.ä. zu verarbeiten.However, the packaging device can also be used to process an outer packaging material with a plastic content, for example to process a plastic-coated paper material or cardboard material, a paper-plastic composite material or the like.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass es sich bei der Umverpackung um ein Umreifungsband handelt, vorzugsweise um eine Papierbanderole oder eine Banderole aus einem flexiblen, beispielsweise dünnen, Kartonmaterial.According to a preferred embodiment, it is provided that the outer packaging is a strapping band, preferably a paper band or a band made of a flexible, for example thin, cardboard material.
Bei den Artikeln handelt es sich bspw. oder vorzugsweise um Getränkebehälter, insbesondere um Flaschen aus PET oder einem anderen geeigneten Kunststoff, um Dosen aus Kunststoff und/oder Aluminium o.ä.The articles are, for example or preferably, beverage containers, in particular bottles made of PET or another suitable plastic, cans made of plastic and/or aluminum or the like.
Die Verpackungsvorrichtung ist jedoch auch geeignet, andere geeignete Artikel in einer entsprechenden Umverpackung als Verpackungseinheiten oder Gebinde zusammenzufassen. Vorzugsweise werden mindestens zwei identisch ausgebildete Artikel in einem Einteilmodul o.ä. als Artikelgruppe zusammengestellt und vermittels einer Umverpackung zu Verkaufseinheiten oder Verpackungseinheiten zusammengefasst. Durch Zusammenstellung von unterschiedlich ausgebildeten Artikeln können sogenannte Mischgebinde erzeugt werden.However, the packaging device is also suitable for combining other suitable articles in a corresponding outer packaging as packaging units or bundles. Preferably, at least two identically designed articles are put together as a group of articles in a divider module or the like and combined into sales units or packaging units by means of outer packaging. By putting together differently trained Arti so-called mixed containers can be produced.
Die Verpackungsvorrichtung umfasst eine Applikationseinrichtung zum Anbringen des Umverpackungsmaterial an der Artikelanordnung und weiterhin eine Ultraschallfügevorrichtung zur Ausbildung einer Fügeverbindung zwischen mindestens zwei einander zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials.The packaging device comprises an application device for attaching the outer packaging material to the article arrangement and also an ultrasonic joining device for forming a joint between at least two at least partially overlapping layers of the outer packaging material.
Die Ultraschallfügevorrichtung umfasst mindestens ein Ambosswerkzeug und eine Sonotrode, wobei das Ambosswerkzeug dazu ausgebildet ist, zwischen mindestens zwei von dem Umverpackungsmaterial teilweise umhüllte Artikel der Artikelanordnung zumindest teilweise eingeführt und angeordnet zu werden und wobei die Sonotrode dazu ausgebildet ist, mit dem mindestens einen zumindest teilweise zwischen den Artikeln angeordneten Ambosswerkzeug zur Ausbildung einer Fügeverbindung mit den mindestens zwei zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials zusammenzuwirken.The ultrasonic joining device comprises at least one anvil tool and one sonotrode, with the anvil tool being designed to be at least partially inserted and arranged between at least two articles of the article arrangement that are partially encased by the outer packaging material, and with the sonotrode being designed to be at least partially between the articles arranged anvil tool to cooperate to form a joint with the at least two at least partially overlapping layers of the outer packaging material.
Besonders bevorzugt umfasst die Verpackungseinheit mindestens zwei Getränkebehälter, insbesondere Flaschen oder Dosen, die vorzugsweise von mindestens einer aus reinen Papiermaterial gebildeten Umreifung zusammengefasst werden. Das Umreifungsband wird über eine als Umreifungseinrichtung oder Umreifungsmodul ausgebildete Applikationseinrichtung an der Artikelzusammenstellung appliziert, welche Artikelzusammenstellung in einem Einteilmodul o.ä. vorab in gewünschter Weise zusammengestellt wurde.The packaging unit particularly preferably comprises at least two beverage containers, in particular bottles or cans, which are preferably held together by at least one strap formed from pure paper material. The strapping band is applied to the assembly of articles via an application device designed as a strapping device or strapping module, which assembly of articles has been assembled in advance in a dividing module or the like in the desired manner.
Dabei wird die Umreifung vorzugsweise vermittels einer geeigneten Spanneinrichtung unter Spannung um nach außen weisende Außenmantelflächen der Artikel gespannt. Dabei werden die freien Enden der Umreifung einander zumindest teilweise überlappend angeordnet, insbesondere in einem Bereich, der einem Kontaktbereich zweier aneinandergrenzender Artikel der Artikelzusammenstellung seitlich zugeordnet ist. Anschließend werden die einander überlappenden freien Endbereiche des Umreifungsbandes aneinander fixiert, wobei die vorab erzeugte Vorspannung des Umreifungsbandes aufrechterhalten wird. Somit wird ein mechanischer Zusammenhalt der Artikel durch die Umverpackung erreicht.In this case, the strapping is preferably tensioned by means of a suitable tensioning device around outwardly facing outer lateral surfaces of the articles. In this case, the free ends of the strapping are arranged at least partially overlapping one another, in particular in an area which is laterally associated with a contact area of two adjacent articles of the article composition. The overlapping free end regions of the strapping band are then fixed to one another, with the strapping band's previously generated pretension being maintained. Thus, a mechanical cohesion of the articles is achieved by the outer packaging.
Die überlappenden freien Endbereiche des Umreifungsbandes werden insbesondere unter Ausbildung einer Fügeverbindung aneinander fixiert, wobei hierfür ein Ultraschweißverfahren Verwendung findet, insbesondere ein Ultrareibschweißverfahren.The overlapping free end regions of the strapping band are fixed to one another, in particular with the formation of a joint, with an ultra-welding process being used for this purpose, in particular an ultra-friction welding process.
Zur Ausbildung der Fügeverbindung wird das Ambosswerkzeug der Ultraschallfügevorrichtung zwischen mindestens zwei Artikel der mit Umverpackungsmaterial teilweise umhüllten Artikelanordnung eingeführt und benachbart zu den zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials angeordnet.In order to form the joint, the anvil tool of the ultrasonic joining device is inserted between at least two articles of the article arrangement partially covered with outer packaging material and arranged adjacent to the at least partially overlapping layers of the outer packaging material.
Weiterhin wird eine Sonotrode der Ultraschallfügevorrichtung benachbart zu den zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials angeordnet und die überlappenden Schichten werden durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden, insbesondere durch Ultraschallreibschweißen.Furthermore, a sonotrode of the ultrasonic joining device is arranged adjacent to the at least partially overlapping layers of the outer packaging material and the overlapping layers are connected to one another by ultrasonic welding, in particular by ultrasonic friction welding.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ambosswerkzeug der Ultraschallfügevorrichtung in der Höhe verstellbar ausgebildet. Das Ambosswerkzeug wird zuerst in einem Bereich zumindest teilweise zwischen zwei aneinandergrenzend angeordneten Artikeln eingebracht oder eingeschoben, wobei dieser genannte Bereich oberhalb oder unterhalb der Position des Umreifungsmaterials ausgebildet und/oder angeordnet ist, insbesondere welcher Bereich oberhalb oder unterhalb der Position der zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials ausgebildet und/oder angeordnet ist.According to a preferred embodiment of the invention, the anvil tool of the ultrasonic joining device is adjustable in height. The anvil tool is first introduced or inserted in an area at least partially between two articles arranged adjacent to one another, said area being formed and/or arranged above or below the position of the strapping material, in particular which area is above or below the position of the at least partially overlapping layers of the Outer packaging material is formed and / or arranged.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Ambosswerkzeug zuerst in einem Bereich oberhalb oder unterhalb der Position der einander überlappenden freien Endbereiche des Umreifungsbands eingeführt und/oder kann dort angeordnet sein oder werden.According to a preferred embodiment, the anvil tool is first inserted and/or may be located in a region above or below the position of the overlapping free end regions of the strapping band.
Anschließend wird das Ambosswerkzeug durch Verschieben nach unten oder nach oben zwischen den Artikeln und dem Umverpackungsmaterial, beispielsweise dem Umreifungsband, angeordnet, wobei die am Fügeprozess beteiligte Seite des Ambosswerkzeugs in Richtung des Umverpackungsmaterials ausgerichtet und insbesondere den zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials zugeordnet ist, beispielsweise den einander überlappenden freien Endbereichen des Umreifungsbands.The anvil tool is then positioned between the articles and the outer packaging material, for example the strapping, by moving it downwards or upwards, with the side of the anvil tool involved in the joining process being aligned in the direction of the outer packaging material and in particular being assigned to the at least partially overlapping layers of the outer packaging material, for example the overlapping free end areas of the strap.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Kontur des Ambosswerkzeugs an mindestens eine Kontur mindestens eines der zwei Artikel angepasst ist, zwischen welchen Artikeln das Ambosswerkzeug einführbar und anordenbar ist.Furthermore, it can be provided that at least one contour of the anvil tool is adapted to at least one contour of at least one of the two articles, between which articles the anvil tool can be inserted and arranged.
Vorzugsweise ist eine erste Kontur des Ambosswerkzeugs einem ersten Artikel der Artikelanordnung zugeordnet und eine zweite Kontur des Ambosswerkzeugs ist einem zweiten Artikel der Artikelanordnung zugeordnet.Preferably, a first outline of the anvil tool is associated with a first article of the array of articles and a second outline of the anvil tool is associated with a second article of the array of articles.
Das Ambosswerkzeug wird zur Ausbildung der Fügeverbindung insbesondere zumindest teilweise zwischen dem ersten Artikel und dem zweiten Artikel der Artikelanordnung angeordnet.In particular, the anvil tool is arranged at least partially between the first article and the second article of the article arrangement in order to form the joint connection.
Die mindestens eine angepasst ausgebildete Kontur ist somit in einem Bereich des Ambosswerkzeugs ausgebildet, welcher Bereich nicht an der Herstellung der Fügeverbindung beteiligt ist. Die Form der Kontur ist derart ausgebildet, dass das Ambosswerkzeug in vorteilhafter Weise zumindest teilweise zwischen zwei Artikeln der Artikelanordnung positioniert werden kann, um die Fügeverbindung zwischen den freien Endbereichen des Umverpackungsmaterials entsprechend herzustellen.The at least one adapted contour is thus formed in an area of the anvil tool, which area is not involved in the production of the joint connection. The shape of the contour is designed in such a way that the anvil tool can advantageously be positioned at least partially between two articles of the arrangement of articles in order to produce the joint connection between the free end regions of the outer packaging material accordingly.
Weisen die Artikel beispielsweise eine zylindrische Grundform auf, dann ist vorgesehen, dass der dem jeweiligen Artikel zugeordnete Konturbereich eine entsprechend konkav ausgebildete Wölbung aufweist.If the articles have a basic cylindrical shape, for example, then it is provided that the contour area assigned to the respective article has a correspondingly concave curvature.
Alternativ kann das Ambosswerkzeug beispielsweise zumindest einen dreieckigen Querschnittsbereich aufweisen, welcher vorteilhaft in den Zwischenraum zwischen zwei benachbart aneinandergrenzenden Artikeln mit einer zylindrischen Grundform o.ä. zumindest teilweise eingeführt und angeordnet werden kann.Alternatively, the anvil tool can have, for example, at least one triangular cross-sectional area, which can advantageously be at least partially inserted and arranged in the space between two adjacent articles with a cylindrical basic shape or the like.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Ambosswerkzeug zumindest im Bereich der Kontur eine zumindest teilweise strukturierte Oberfläche aufweist. Beispielsweise kann die Oberfläche eine raue Struktur aufweisen, die Oberfläche kann gewellt ausgebildet sein oder Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweisen o.ä.In addition, it can be provided that the anvil tool has an at least partially structured surface, at least in the area of the contour. For example, the surface can have a rough structure, the surface can be wavy or have elevations and/or depressions or the like.
Die Sonotrode der Ultraschallfügevorrichtung ist gemäß einer Ausführungsform seitlich verfahrbar ausgebildet, so dass die Sonotrode vermittels einer seitlichen Zustellbewegung an der mit dem Umverpackungsmaterial teilweise umhüllten Artikelzusammenstellung positioniert werden kann. Insbesondere wird die Sonotrode dabei dem Ambosswerkzeug zugeordnet, welches teilweise zwischen zwei Artikeln und im Bereich der überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials positioniert ist. Dabei wird die Sonotrode insbesondere seitlich der überlappenden Anordnung von freien Endbereichen des Umverpackungsmaterials angeordnet. Vorzugsweise wird die Anordnung von freien Endbereichen des Umverpackungsmaterials dabei zwischen dem Ambosswerkzeug und der Sonotrode geklemmt.According to one embodiment, the sonotrode of the ultrasonic joining device is designed such that it can be moved laterally, so that the sonotrode can be positioned by means of a lateral infeed movement on the combination of articles partially covered with the outer packaging material. In particular, the sonotrode is assigned to the anvil tool, which is partially positioned between two articles and in the area of the overlapping layers of the outer packaging material. In this case, the sonotrode is arranged in particular to the side of the overlapping arrangement of free end regions of the outer packaging material. The arrangement of free end areas of the outer packaging material is preferably clamped between the anvil tool and the sonotrode.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Ambosswerkzeug und der Sonotrode ein Druck erzeugt wird, beispielsweise werden diese gegeneinandergepresst, um den Ultraschweiß- Prozess zu unterstützen.In addition, it can be provided that a pressure is generated between the anvil tool and the sonotrode, for example they are pressed against one another in order to support the ultrasonic welding process.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Ultraschallfügevorrichtung eine Befeuchtungseinrichtung zugeordnet ist, mit der das Umverpackungsmaterial zumindest Bereich der mindestens zwei teilweise überlappenden Schichten beispielsweise mit Wasser oder Wasserdampf angefeuchtet wird, um den Fügeprozess weiter zu begünstigen.Furthermore, it can be provided that the ultrasonic joining device is assigned a moistening device, with which the outer packaging material is moistened at least in the area of the at least two partially overlapping layers, for example with water or steam, in order to further promote the joining process.
Alternativ oder zusätzlich kann die Sonotrode in der Höhe verstellbar ausgebildet und/oder angeordnet sein, so dass die Sonotrode vermittels einer Höhenverstellung in geeigneter Position an der mit dem Umverpackungsmaterial teilweise umhüllten Artikelzusammenstellung angeordnet werden kann.Alternatively or additionally, the sonotrode can be designed and/or arranged to be height-adjustable, so that the sonotrode can be arranged in a suitable position on the combination of articles partially wrapped with the outer packaging material by means of a height adjustment.
Mit der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit Verpackungseinheiten mit einer Umverpackung hergestellt werden, bei der die Umverpackung komplett aus Papier oder Karton besteht und auch für die Ausbildung von Fügeverbindungen kein anderes Kunststoffanteile enthaltendes Befestigungsmittel verwendet werden muss. Insbesondere kann auf die Verwendung eines Klebstoffes zum Verbinden von freien Endbereichen des Umverpackungsmaterials verzichtet werden. Die Verpackungsvorrichtung ist aufgrund fehlender Beleimung deutlich sauberer.The packaging device according to the invention and the method according to the invention can thus be used to produce packaging units with an outer packaging in which the outer packaging consists entirely of paper or cardboard and no other fasteners containing plastic components have to be used for the formation of joints. In particular, the use of an adhesive for connecting free end areas of the outer packaging material can be dispensed with. The packaging device is significantly cleaner due to the lack of gluing.
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.It should be expressly mentioned at this point that all aspects and design variants that have been explained in connection with the device according to the invention equally relate to or can be partial aspects of the method according to the invention. Therefore, if certain aspects and/or connections and/or effects are mentioned at one point in the description or also in the definition of claims for the device according to the invention, this applies equally to the method according to the invention. The same applies in reverse, so that all aspects and design variants that have been explained in connection with the method according to the invention equally relate to or can be partial aspects of the device according to the invention. Therefore, if certain aspects and/or connections and/or effects are mentioned at one point in the description or also in the claim definitions for the method according to the invention, this applies equally to the device according to the invention.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
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1 bis3 zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten. -
4 zeigt die Anordnung gemäß3 in einer Draufsicht von oben. -
5 und6 zeigen jeweils unterschiedliche Ausführungsformen eines Ambosswerkzeugs.
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1 until3 each show a schematic representation of an embodiment of a packaging device and a method for producing packaging units. -
4 shows the arrangement according to3 in a top view. -
5 and6 each show different embodiments of an anvil tool.
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 Verpackungsvorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Verpackungseinheiten ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.Identical reference symbols are used for elements of the invention that are the same or have the same effect. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures that are necessary for the description of the respective figure. The illustrated embodiments only represent examples of how the packaging device according to the invention or the method according to the invention for producing packaging units can be designed and do not represent any final limitation.
Die
Eine Verpackungseinheit 20 umfasst eine Artikelanordnung 21 aus mindestens zwei Artikeln 22 in einer Umverpackung 25. Die Umverpackung 25 wird vorzugsweise aus einem Umverpackungsmaterial 26 gebildet, das die Artikelanordnung 21 teilweise umhüllt und insbesondere mechanisch zusammenhält.A
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Umverpackungsmaterial 26 um ein aus Papier oder Karton bestehendes Umverpackungsmaterial 26, insbesondere um ein reines Papiermaterial oder Kartonmaterial, das keine Kunststoffanteile enthält.The outer packaging material 26 is preferably an outer packaging material 26 made of paper or cardboard, in particular a pure paper material or cardboard material that does not contain any plastic components.
Die Verpackungsvorrichtung 1 kann jedoch auch zur Verarbeitung eines Umverpackungsmaterials 26 mit Kunststoffanteil verwendet werden, beispielsweise um ein mit Kunststoff beschichtetes Papiermaterial oder Kartonmaterial, einen Papier-Kunststoff-Verbundmaterial o.ä.However, the
Insbesondere handelt es sich bei der Umverpackung 25 um ein Umreifungsband 28, insbesondere eine Papierbanderole 29.In particular, the outer packaging 25 is a strap 28, in particular a paper banderole 29.
Bei den Artikeln 22 handelt es sich vorzugsweise um Getränkebehälter, insbesondere Flaschen aus PET oder einem anderen geeigneten Kunststoff oder um Dosen 24 aus Kunststoff und/oder Aluminium o.ä.The items 22 are preferably beverage containers, in particular bottles made of PET or another suitable plastic, or cans 24 made of plastic and/or aluminum or the like.
Die Verpackungsvorrichtung 1 ist jedoch auch geeignet, andere geeignete Artikel 22 in einer entsprechenden Umverpackung 25 als Verpackungseinheiten 20 oder Gebinde zusammenzufassen. Zur Herstellung der Verpackungseinheiten 20 können mindestens zwei gleichartigen oder mindestens zwei identisch ausgebildete Artikel 22 als Artikelgruppe 21 bereitgestellt werden.However, the
Durch Zusammenstellung von unterschiedlich ausgebildeten Artikeln 22 können wahlweise auch sogenannte Mischgebinde erzeugt werden.By assembling differently designed articles 22, so-called mixed bundles can optionally also be produced.
Besonders bevorzugt umfasst die Verpackungseinheit 20 mindestens zwei Getränkebehälter, insbesondere Flaschen oder Dosen 24, die vorzugsweise von mindestens einer aus reinen Papiermaterial gebildeten Umreifung oder einem Umreifungsband 28 zusammengefasst werden.The
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Artikel 22 als Dosen 24 ausgebildet und in einer Verpackungseinheit 20 werden sechs Dosen 24 vermittels einer Papierbanderole 29 zusammengefasst, wobei die Dosen 24 jeweils in zwei parallelen Dreierreihen angeordnet sind (vgl. insbesondere die Draufsicht in
Im Zusammenhang mit der Umreifung werden freie Enden 30 der Papierbanderole 29 zumindest teilweise überlappend angeordnet. Insbesondere werden die freien Enden 30 in einem Überlappungsbereich Ü angeordnet, der einem Bereich zugeordnet ist, in dem sich zwei benachbarte Artikel 22 kontaktieren. Insbesondere sind die zwei Artikel 22 in dem Bereich nebeneinander bzw. benachbart zueinander bzw. aneinandergrenzend angeordnet. In dem Überlappungsbereich Ü werden die freien Enden 30 der Papierbanderole 29 unter Ausbildung einer Fügeverbindung 40 aneinandergefügt, wobei dies insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung 1 und/oder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt.In connection with the strapping, free ends 30 of the paper banderole 29 are arranged in an at least partially overlapping manner. In particular, the free ends 30 are arranged in an overlapping area Ü, which is assigned to an area in which two adjacent articles 22 make contact. In particular, the two articles 22 are arranged side by side or adjacent to one another or abutting one another in the region. In the overlapping area Ü, the free ends 30 of the paper banderole 29 are joined together to form a joint 40, this taking place in particular with a
An einer beispielsweise in einem Einteilmodul (nicht dargestellt) zusammengestellten Artikelanordnung 21 wird durch eine Applikationseinrichtung 8 ein Umverpackungsmaterial 26 angeordnet. Insbesondere wird die Applikationseinrichtung 8 gemäß der hier dargestellten Ausführungsform durch ein Umreifungsmodul 9 gebildet, welches zum Anbringen des Umverpackungsmaterial 26 an der Artikelanordnung 21 ausgebildet ist, insbesondere zum Anbringen einer Papierbanderole 29, welche unter Spannung um die Außenmantelflächen der Dosen 24 gespannt wird. Zur Ausbildung der notwendigen Spannung kann das Umreifungsmodul 9 eine entsprechende Spanneinrichtung umfassen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist,An outer packaging material 26 is arranged by an application device 8 on an article arrangement 21 assembled, for example, in a dividing module (not shown). In particular, the application device 8 according to the embodiment shown here by a Strapping module 9 is formed, which is designed for attaching the outer packaging material 26 to the article arrangement 21, in particular for attaching a paper banderole 29, which is stretched under tension around the outer lateral surfaces of the cans 24. To create the necessary tension, the strapping module 9 can include a corresponding tensioning device, as is known from the prior art.
Zum Fixieren der freien Enden 30 der Papierbanderole 29 ist die Verpackungseinrichtung 1 mit einer Ultraschallfügevorrichtung 5 zur Ausbildung einer Fügeverbindung 40 ausgestattet. Die Ultraschallfügevorrichtung 5 umfasst hierfür mindestens ein Ambosswerkzeug 6 und mindestens eine Sonotrode 7.In order to fix the free ends 30 of the paper band 29 , the
Wie die in den
Als Umreifungsbereich wird hierbei der Bereich bezeichnet, in welchem die Papierbanderole 29 an der Artikelanordnung 21 angeordnet wird. Insbesondere wird das Ambosswerkzeug 6 seitlich dem Überlappungsbereich Ü zugeordnet, in welchem Überlappungsbereich Ü die beiden freien Enden 30, 30-1, 30-2 der Papierbanderole 29 einander überlappend angeordnet sind.The area in which the paper banderole 29 is arranged on the article arrangement 21 is referred to as the strapping area. In particular, the anvil tool 6 is assigned laterally to the overlapping area Ü, in which overlapping area Ü the two free ends 30, 30-1, 30-2 of the paper banderole 29 are arranged overlapping one another.
Die Anordnung des Ambosswerkzeugs 6 zwischen den Dosen 24 erfolgt hierbei beispielsweise zu einem Zeitpunkt, an dem das Umverpackungsmaterial 26 noch nicht an der Artikelanordnung 21 appliziert worden ist. Die Anordnung des Ambosswerkzeugs 6 kann jedoch auch zeitgleich mit dem Umspannen der Artikelanordnung 21 mit der Papierbanderole 29 erfolgen. Alternativ kann auch erst die Papierbanderole 29 um die Artikel 22 gespannt und nachfolgend das Ambosswerkzeug 6 unterhalb oder oberhalb des Umreifungsbereichs zwischen den Dosen 24 angeordnet werden.The arrangement of the anvil tool 6 between the cans 24 takes place here, for example, at a point in time at which the outer packaging material 26 has not yet been applied to the article arrangement 21 . However, the anvil tool 6 can also be arranged at the same time as the article arrangement 21 is wrapped around the paper banderole 29 . Alternatively, the paper banderole 29 can first be stretched around the articles 22 and then the anvil tool 6 can be arranged below or above the strapping area between the cans 24 .
Das Ambosswerkzeug 6 ist in der Höhe verstellbar ausgebildet. Durch Verschieben des Ambosswerkzeugs 6 nach oben wird dieses auf der Höhe der Papierbanderole 29 angeordnet und dabei insbesondere benachbart zu den überlappenden freien Enden 30 der um die Artikel 22 gespannten Papierbanderole 29 angeordnet.The anvil tool 6 is adjustable in height. By moving the anvil tool 6 upwards, it is arranged at the height of the paper band 29 and in particular is arranged adjacent to the overlapping free ends 30 of the paper band 29 stretched around the articles 22 .
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Ambosswerkzeug 6 in einer ersten Höhe oberhalb der Position der Papierbanderole 29 angeordnet wird und durch Verschieben nach unten dem Überlappungsbereich Ü zugeordnet wird, wobei das Ambosswerkzeug 6 insbesondere zwischen den Artikeln 22 und den einander zumindest teilweise überlappenden freien Endbereichen 30 des Umreifungsbands 28 angeordnet wird.Alternatively, it can be provided that the anvil tool 6 is arranged at a first height above the position of the paper banderole 29 and is assigned to the overlapping area Ü by being moved downwards, with the anvil tool 6 being located in particular between the articles 22 and the free end areas 30 of the strap 28 is arranged.
Weiterhin ist in
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sonotrode 7 seitlich verfahrbar ausgebildet ist, so dass die Sonotrode 7 seitlich zu dem Ambosswerkzeug 6 und dem Überlappungsbereich Ü mit den überlappenden freien Enden 30 der Papierbanderole 29 zugestellt werden kann.According to one embodiment, it is provided that the
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Sonotrode 7 in der Höhe verstellbar ausgebildet ist, um eine Anpassung an die Höhe, in welcher die Papierbanderole 20 an der Artikelanordnung 21 angeordnet ist, auf einfach und schnelle Weise anzupassen, so dass das Ultraschallfügevorrichtung 5 für unterschiedliche Produkte eingesetzt werden kann.Additionally or alternatively it can be provided that the
Durch Beaufschlagen der überlappenden freien Enden 30 mit Ultraschallschwingung erfolgt ein Zusammenfügen und Verbinden derselben über ein sogenanntes Ultraschall- Schweißverfahren, insbesondere über ein sogenanntes Ultraschallreibschweißverfahren.By subjecting the overlapping free ends 30 to ultrasonic vibrations, they are joined together and connected using what is known as an ultrasonic welding process, in particular using what is known as an ultrasonic friction welding process.
Zusätzlich können das Ambosswerkzeug 6 und die Sonotrode 7 gegeneinandergepresst werden, um den Ultraschweiß- Prozess zu unterstützen.In addition, the anvil tool 6 and the
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Ultraschallfügevorrichtung 5 eine Befeuchtungseinrichtung (nicht dargestellt) zugeordnet ist, mit der das Umverpackungsmaterial 26 zumindest im Überlappungsbereich der beiden freien Enden 30-1, 30-2 beispielsweise mit Wasser oder Wasserdampf angefeuchtet wird, um den Fügeprozess weiter zu begünstigen.Provision can also be made for the ultrasonic joining device 5 to be assigned a moistening device (not shown), with which the outer packaging material 26 is moistened with water or steam, for example, at least in the overlapping area of the two free ends 30-1, 30-2, in order to continue the joining process favor.
Nach Abschluss des Fügeprozesses wird das Ambosswerkzeug 6 durch Verfahren nach unten und anschließendes seitliches Verfahren aus der fertig gestellten Verpackungseinheit 20 herausgezogen. Die Verpackungseinheit 20 kann nunmehr der weiteren Handhabung zugeführt werden, beispielsweise einer Palettiervorrichtung o.ä..After completion of the joining process, the anvil tool 6 is pulled out of the
Die
Wie in der vergrößerten Darstellung des Überlappungsbereichs Ü in den
Die angepasst ausgebildete Kontur 10 des Ambosswerkzeugs 6 wird im Gegensatz zum Stand der Technik somit durch einen Bereich des Ambosswerkzeugs 6 gebildet, der nicht an der Herstellung der Fügeverbindung 40 beteiligt ist. Die Form der Kontur 10 ist insbesondere derart ausgebildet, dass das Ambosswerkzeug 6 in vorteilhafter Weise zumindest teilweise zwischen den Artikeln 22 positioniert werden kann, um die Fügeverbindung 40 zwischen den freien Enden 30 der Papierbanderole 29 entsprechend herstellen zu können.In contrast to the prior art, the adapted contour 10 of the anvil tool 6 is thus formed by a region of the anvil tool 6 which is not involved in the production of the
Weisen die Artikel 22 beispielsweise eine zylindrische Form auf, dann ist beispielsweise vorgesehen, dass die Kontur 10 eine korrespondierend ausgebildete konkave Wölbung aufweist. Insbesondere ist ein erster Konturbereich 10-1 mit einer ersten konkaven Wölbung und ein zweiter Konturbereich 10-2 mit einer zweiten konkaven Wölbung vorgesehen (
Alternativ kann das Ambosswerkzeug 6 beispielsweise zumindest einen dreieckigen Querschnittsbereich 11 aufweisen, welcher vorteilhaft in den Zwischenraum Z zwischen zwei benachbart aneinandergrenzenden Artikeln 22 zumindest teilweise eingeführt und angeordnet werden kann (
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Ambosswerkzeug 6 zumindest im Bereich der Kontur 10 eine zumindest teilweise strukturierte Oberfläche aufweist. Beispielsweise kann die Oberfläche eine raue Struktur aufweisen, die Oberfläche kann gewellt ausgebildet sein oder Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweisen o.ä.In addition, it can be provided that the anvil tool 6 has an at least partially structured surface at least in the area of the contour 10 . For example, the surface can have a rough structure, the surface can be wavy or have elevations and/or depressions or the like.
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.The embodiments, examples and variants of the preceding paragraphs, the claims or the following description and figures, including their different views or respective individual features, can be used independently of one another or in any combination. Features described in connection with one embodiment are applicable to all embodiments unless the features are incompatible.
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 Verpackungsvorrichtung 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.Although “schematic” representations and views are generally referred to in connection with the figures, this in no way means that the representations in the figures and their description are to be of secondary importance with regard to the disclosure of the invention. The person skilled in the art is quite capable of extracting enough information from the schematic and abstract drawings to make it easier for him to understand the invention, without having to learn from the drawn and possibly not exactly true-to-scale proportions of the articles and/or parts of the packaging device or other drawn elements would be impaired in any way in his understanding. The figures thus enable the person skilled in the art as a reader to derive a better understanding of the inventive concept formulated more generally and/or more abstractly in the claims and in the general part of the description on the basis of the more specifically explained implementations of the method according to the invention and the more specifically explained mode of operation of the device according to the invention.
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.The invention has been described with reference to a preferred embodiment. However, it will be apparent to a person skilled in the art that modifications or variations can be made in the invention without departing from the scope of the following claims.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Verpackungsvorrichtungpackaging device
- 55
- Ultraschallfügevorrichtungultrasonic joining device
- 66
- Ambosswerkzeuganvil tool
- 77
- Sonotrodesonotrode
- 88th
- Applikationseinrichtungapplication device
- 99
- Umreifungsmodulstrapping module
- 1010
- Konturcontour
- 10-110-1
- erste Kontur, erster Konturbereichfirst contour, first contour area
- 10-210-2
- zweite Kontur, zweiter Konturbereichsecond contour, second contour area
- 1111
- dreieckiger Querschnittsbereichtriangular cross-sectional area
- 2020
- VerpackungseinheitPackaging Unit
- 2121
- ArtikelanordnungArticle arrangement
- 2222
- Artikelarticle
- 2424
- Dosecan
- 2525
- Umverpackungouter packaging
- 2626
- Umverpackungsmaterialouter packaging material
- 2828
- Umreifungsbandstrapping
- 2929
- Papierbanderolepaper banderole
- 30, 30-1, 30-230, 30-1, 30-2
- freies Endefree end
- 4040
- Fügeverbindung joint connection
- ÜÜ
- Überlappungsbereichoverlap area
- ZZ
- Zwischenraumspace
Claims (13)
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-
2020
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-
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