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Verfahren und Vorrichtung zum gemeinsamen Einpaoken einzeln verpackter
Gegenstande Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gemeinsamen
Einpacken einzeln verpackter Gegenstände, insbesondere Nahrungsmittel. Sie betrifft
auch eine verbesserte Verpackung mit einer wesentlich größeren Festigkeit und 3elastbarkeit,
als sie zur Zeit zur Verfügung steht0 Viele Arten von Erzeugnissen werden gegenwärtig
in \Tielfachpaokungen, wie etwa in einzelnen Schachteln mit dorn Flakes oder dgl.
verkauft. Bisher ist es notwendig gewesen, gewisse Vorrichtungen zur Verfestigung
einer
einer solchen Verpackung anzubringen, da die äußere Umhüllung
nicht genügend straff um die zusammengefügten Packungen gezogen werden konnte, damit
eine feste Verpackung entstand0 Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung
nach der Erfindung werden diese Schwierigkeiten überwunden und es wird eine gemeinsam
zusammengefügte Verpackung mit terbesserter Festigkeit geschaffen, die aus einem
zusammengepreßten Stapel ausgerichteter Einzelpackungen besteht, die mit Hilfe einer
um den Umfang der Packungen geschlungenen Wärmeschrumpffolie zusammengepreßt gehalten
wird.
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Allgemein beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren daß Herumwiokeln
einer Wärmeschrumpffolie un einen ausgeriohteten Stapel der verpackten Gegenstände,
das bis fast zu dem Punkt an dem ein Breohen der Verpaokungen auftreten kdnnt9 erfolgende
Zusammendrüoken des sich ergebenden Stapels zu seiner Verfestigung und das Erwärmen
des daraus entstehendent eingehüllten Stapels wahrend der Stapel einem Druck ausgesetzt
ist, so daß die Folie so auf den Stapel aufgeschrumpft wird, daß sie sich an dem
Stapel anlegt und ihn in dem zusammengepreßten Zustand hält.
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Ein
Ein Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes
Verfahren zum Zusammenfügen einer Vielzahl einzaln verpackter Gegenstände zu einer
Verpaokung zu schaffen, die ganz fest ist und daher eine wesentlich größere Belastbarkeit
aufweist.
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Ein weiteres Zeil der Erfindung ist es, ein wirtschaftliohes Verfahren
zum Zusammenfügen einer Anzahl ein zelner Packungen zu einem verfestigten StapeL
zu schaffen Es ist noch ein Ziil der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit
der ein Stapel ausgerichteter, verpackter Gegenstände zusammengedrückt werden kann
und mit der darin eine Wärmeschrumpffolie um den Stapel aufgeschrumpft werden kann,
daß sie an dem Stapel anliegt und diesen im zusammengedrückten Zustand hält.
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Ein Ziel der Erfindung ist es auch, eine zusammengefügte Verpackung
zu schaffen, die die eine Vielzahl einzeln verpackter Gegenstände enthält.
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Die Erfindung benutzt die Technik des unter Druok durchgeführten Bündelns
und sie gleicht in dieser Einsicht dem Erfindungsgegenstand der USA-Patentschrift
2 962 848o
schrift 2 962 848. In dieser Patentschrift sind ein Verfahren
und ein Gerät zu einer unter Druck durchgeführten Bndekung beschrieben0 Das Verfahren
und das Gerät waren so ausgeführt, daß schwere Versandbehälter aus Wellpappe oder
Faserplattenkarton für Packungen kleiner Teile nicht mehr benötigt wurden0 Ganz
allgemein wurde bei diesem Verfahren eine Gruppe einzelner Packungen transportiert
und zu einer dichten Reihe zusammengefügt, so daß ein dichter Block entstando Der
zusammengefügte Block aus Einheitspackungen wurde dann dicht an einen Einwickelbogen
herangeführt, der anschließend um den Block gelegtj gefaltet und befestigt wurde,
während der Block immer hoch in einem zusammengepreßten Zustand gehalten wurden
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und Gerät werden zwar einige der Techniken@und
Einrichtungen der oben erwähnten Patentschrift verwendet, sie unterscheiden sich
aber wesentlich in der Art des Einwickelmaterials, das zum Zusammenhalten der einzelnen
Packungseinheiten im zusammengepreßten Zustand verwendet wird.
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Die gemäß der Erfindung verwendeten Einwiokelmaterialien bestehen
aus WärmeschrupffoLien, die normalerweise aus einem thermoplastisohen Kunstharz
bestehen, da während
während seiner Herstellung durch einen Streckvorgang
in wenigstens einer Riohtung orientiert worden ist, damit es duroh Wärmeeinwirkung
einschrumpfen kanne Eine gegossene oder stranggepreßte Folie kann so gestreckt werden,
daß die Moleküle zu einem gleichmäßigeren Muster ausgerichtet werden wodurch der
Folie eine größere Festigkeit und Zähigkeit sowie eine Schrumpffähigkeit verliehen
wird In gewissen Fällen kann die Folie auch Längs zwei Achsen orientiert sein, so
daß eine gleiche Schrumpfung sowohl in Querrichtung @@@ auch in Längsrichtung der
Folie erzeugt wird, Diese Orientlerung dient auch zur Vergrößerung der Widerstandsfähigkeit
der Folie gegen ein Zerspringen bei Kal-tew so daß sio ihre Blegsamkeit bei niedrigen
Temperaturen beibehält Ein besonders bevorzugtes Material, das gemäß der Er" findung
verwendet wird, besteht aus einer längs zwei Achsen orientierten Polyvinylchloridfolie.
Dieses Material schrumpft maximal um etwa 60% bei 163°C (365°F). Mit einer Heißluftquelle
als Heizmittel wird die Folie normalerweise mit einer Einwirkungszeit ton etwa 2
bis 5 Sekunden auf 149° bis 154°C (300° bis 310°F) erhitzt.
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Während Polyvinylchlorid die bevorzugte Ausführungsform gemäß
gemäß
der Erfindung darstellt, können auch andere wärmer schrumpfende Polymerisate, wie
etwa Polyvinylidenpolymerisate, Vinyl-Vinylidencopolymerisate, Kautschuk-Hydrchlorid,
Polyäthylen, Polypropylen und Polyesterfolien, wie "Mylar" (Polyäthylentersphthalat),
verwendet werden Das Einwickeln der Mehrfachpackungen kann auf verschiedsne Arten
durchgeführt werden0 So können in einem Fall viele gestapelte, einzelne packungseinheiten
zuerst in die Wärmesohrumpffolie eingehüllt und dann einem Druck ausgesetzt werden,
damit die Packungsreiehen gefestigt werden, worauf das zusammengepreßte Bündel einer
Wärme ausgesetzt werden kann, die die abdeckende Einwickelfolie veranlaßt, sich
zusammenzuziehen und an die zusammengedrückten Packungen einheiten anzulegen. Das
Zusammenpressen und Erwärmen können aber auch als Teil eines im wesentliohen gleichzeitig
stattfinden Vorgangs durchgeführt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
Darin zeigen: rig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer Förder-Vorrichtung,
die zum Zusammenpressen der Gegenstände verwendet werden kann9 Fig. 2
Fig.
2 eine Ansicht einer teilweise schematisch dargestellten Heizeinrichtung, die zusammen
mit der Fördervorrichtung von Fig. 1 verwendet werden kanne Fig. 3 eine Draufsicht
auf. die Fördervorrichtung und auf die Heizeinrichtung im wesentlichen längs Linie
III - III von Fig. 2, Figo 4 eine perspektivische Ansieht eines eingewickelten Stapels
aus Einheitspackungen vor dem Zusammen" pressen9 Fig. 5 eine Ansicht einer Preßvorrichtung,
die bei einem Stapel naoh Fig. 4 verwendet werden kann, Fig. 6 eine Ansioht einer
in Betrieb befindlichen Preßvorrichtung zusammen mit einer Heizeinrichtung, die
das Einwickelmaterial auf den Stapel aufschrumpft, Fig. 7 eine Ansicht einer abgeänderten
Ausführungsform der Erfindung, bei der die Einheitspackungen tor dem Zusammenpressen
in einer wannenartigen Platte gehalten werden fig. 8
Fig. 8 eine
der Ansicht von Fig. 7 ähnliche Ansicht, in der die Gegenstände jedoch nach dem
Zusammenpressen dargestellt sind, Fig. 9 eine Stirnansicht der fertigen Verpaokung
und Fig.10 eine Teilschnittansicht im wesentlichen längs der Linie X - X von Fig.
9.
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In Sig. t ist eine Fördervorrichtung dargestellt, die mehrere Bodenleisten
11, 12 und 13 besitzt, die die eingewickelten Packungen so halten, daß sie sich
längs der Bodenleisten bewegen. Die Packungen 14 nach Fig. 1 bestehen aus drei Reihen
zu je sieben Einheitspaokungen 160 Das gesamte Bündel der insgesamt einundw zwanzig
Einheitspackungen wurde in eine Hülle aus einer Wärmeschrumpffolie eingewickelt,
die sich so eng als möglich an die Außenfora der Packung anpaßt. Um zwei, auf Vertikalen
Achsen gehaltene Rollen 18 und 19 ist ein Druokriemen 17 geführt, auf den zwischen
den Rollen 18 und 19 eine Rolle 21 einwirkt. In gleicher Weise ist ein Druokriemen
22 so angebracht, daß er sich auf der anderen Seite der Fördervorrichtung bewegt.
Dieser Druckriemen 22 wird ton vertikal gehaltenen Rollen 23 und 24 angetrieben,
zwischen denen eine Rolle 25 so angebracht ist, daß sie zwischen den Rollen 23
Rollen
23 und 24 auf die Innenfläche dea Druckriemens 22 einwirkt. Die Druckriemen 17 und
22 sind räumlich ao angeordnet, daß sie am Eintrittsende auf der linken Seite von
Sigo 1 einen relatiV weiten Spalt bilden.
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Die Rollen 19, 2t, 24 und 25 sind aber so angeordnet, daß sich der
Spalt verengt, wenn die Druokriemen die Packungen vorwärts treiben, worauf die Druckriemen
17 uni 22 eine beträchtliche Druckkraft auf beide Seiten der Packung 14 ausüben,
wodurch ein starker Zusammen preßvorgang verursacht wird0 Die Zusammenpreßkraft
ist natürlich ein wenig geringer ala die Kraft, die ein Zerdrücken der Einheitspackungen
zur Folge hätte, aber sie reicht für eine beträchtliche Verfestigung der Binheitspaokungen
aus, wodurch die Gesamtpackung aus den einzelnen Einheitspaokungen wesentlich widerstandsfähiger
gegen ein Verbeulen gemacht wird. Die zum Einwickeln verwendete, wärmeschrumpffähige
Folie, die relativ schlaff ist, übt in diesem Stadium keinen bemerkenswerten Druak
aus0 Sie wird Jedoch nach Fig.2 anschließend mittels über bz. unter der Fördervorrichtung
angebrachten Heißluftverteiler 26 und 27 einer Wärmebehandlung unterzogen. Jeder
der Heiß luftverteiler besitzt eine Einlaßleitung 28, die einen Heißluftstrom gegen
die Wärmeschrumpffolie auf der Pördervorrichtung lenkt, wie in Fig. 2 am besten
zu erkennen
erkennen ist. Normalerweise benötigt die Wärmeschrumpffolie
nur eine Verweildauer ton Sekunden, damit sie sioh duroh Schrumpfung an die zusammengepreßten
einzelnen Einheitspackungen anlegt. Der auf diese Weise erzeugte Schrumpfsitz hält
die zusammengepreßten Einheitspackungen wirksam in ihrer zusammengepreßten Form.
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Die meisten wärmeschrumpfenden Materialien sind auch von sioh aus
duroh Wärme miteinander verschmelzbar. So ist es ratsam, die ursprüngliche Hülle
aus der Folie mit sich überlappenden Rändern um die Packungen zu legen, damit die
Ränder gleichzeitig mit dem uf schrumpfen auf die zusammengepreßten Packungen mit
Wärme miteinander zu Verschweißen. Die Packung kann aber natürlich auch unter Verwendung
von Klebe-, Lösungsmittel oder dgl.
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Verschlossen werden. Bei manchen Arten von schrumpffähigen Polien
ist es wünschenswert, die Packungen so lange zusammengepreßt zu halten, bis die
gesamte Wärme ton der Folie abgeleitet worden ist, damit der Folie eine ausreichende
Stabilität verliehen wird, daß sie den Kräften in der Packung widerstehen kann.
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Die in Pig. 4 dargestellte Packung 31 enthält 20 Einu heitspackungen,
die in eine Wärmesohrumpffolie 32 mit überlappenden Endlaßchan 33 und 34 eingewickelt
sind.
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Nach
Naoh Fig. 5 stößt dieser ausgerichtete Stapel
aus Ein~ heitspackungen mit einem Ende gegen einen festen Anschlag 36 auf einer
Plattform 370 Der Stapel wird dabei mit Hilfe eines Kolbens 38 zusammengedrückt,
der auf einer Welle 39 angebracht ist, die von einem Luftzylinder 41 oder einer
ähnlichen Vorrichtung so betätigt wird, daß sie den Kolben 38 bewegt, damit dieser
die Packung 31 zusammenpreßt und nach dem Verschließen zurückgezogen wird.
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Wie in Fig, 6 dargestellt ist, wird die Packung 31 während des Zusammenpressens
durch den Kolben 98 gleichzeitig mit Hilfe eines elektrischen Heizelements 42 erwärmt,
das in einem Reflektor 43 angebracht ist und über Leitungen 46 und 47 von einer
geeigneten Energien quelle gespeist wird. Die vom elektrischen Heizelement 42 abgestrahlte
Wärme reicht aus, die Wärmeschrumpffolie 34 eng auf die immer noch zusammengepreßte
Packung 3t aufzuschrumpfen. Die Endlaschen 33 uzd 34 können gleich. rteitig durch
Wärme miteinander verschweißt oder in einem anschließenden Ärbeitagang miteinander
verklebt werden.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig, 7 bis einschließlich
Fig. 10 ist eine Packung 49 so aufgebaut.
aufgebaut, daß sie aus
einzelnen Einheitßpaokungen 51 besteht, die verschiebbar auf einer tablettartigen
Platte 5 2 mit offenen Enden angebracht sind. Die gesamte Packung aus den Einheitspackungen
5t und der Platte 52 ist dabei in eine mit Endlaschen 54 und 56 versehene Wärmeschrumpffolie
53 eingewickelt. Die packung wird dann in eine geeignet Prßvorrichtung, wie etwa
die von Sig4 5 und 6 eingeführt, damit die Einheitspackungen 51 so zusammengepreßt
werden, daß sie bündig mit den Enden der Platte 52 abschließen, wie in Pig. 8 dargestellt
ist. Anschließend oder gleichzeitig wird die Wärmen schrumpffclie dann dadurch Wärmeeinwirkung
dem Schrumpfvorgang unterzogen, worauf sie auf die Kombination aus der Packung und
der Platte aufschrumpft und diese Kombination in zusammengepreßtem Zustand hält.
Gleich... zeitig können die Endlaschem mit Wärme miteinander verschweißt werden.
Wenn die Packung dann vom Verbraucher geöffnet wird, können die einzelnen Binheits
packungen 51 herausgenommen werden, während trotzdem ein Behälter zum Halten der
restlichen Einheitspackungen aufrechterhalten bleibt.
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Da die Gegenstände in den erfindungsgemäßen Packungen eng aneinandergepreßt
sindt wird ein Biegen der Packung verhindert, eo daß die Belastbarkeit der Packungen
vergrößert wird.
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Physikalische
Physikalische Prüfungen der gemäß der
Erfindung her" gestellten Packungen ergaben daß diese eine größere Belastung mit
geringerer Aus lenkung als Packungen aufnehmen, die mit anderen Einrichtungen hergestellt
sind.
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Als Beispiel wurden 48 einzelne Päckehen mit Gelantine in ihren regulären
Pappnchachteln in eine Wärme schrumpffolie aus Polyvinylchlorid mit einer Dicke
von 0,004 cm (1,5 mile) eingewiokelt, und die äußere Hülle wurde dann mit Hilfe
von Heißluft aufgeschrumpft, wobei aber der Inhalt nicht zusammengepreßt wurde.
Es wurden dann zusätzliohe Probepackungen mit einer gleiahen Anzahl von Gelantinepäckchen
in der gleichen Anordnung hergestellt und in ein verleimtes Papier von 47 lbs unter
Druok eingewickelt, wie es in der USAPatentsohrift 2 962 848 beschrieben ist. Weitere
Probepackungen wurden unter Verwendung der gleichen Päckchenanordnung hergestellt
und in eine wärmeschumpfende Folie aus Polyvinylohlorid mit einer Dicke von 0,004
cm (1,5 mils) eingewickelt, wobei die Päckchen aber vor dem Aufschrumpfen der Folie
auf die Packungen zusammengepreßt wurden.
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Das Zusammenpressen wurde mit einer Preßmaschine ausgeführt, die eine
bewegliche Druckplatte besaß, die sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von
1,3 cm (1/2 inoh) pro Minute bewegte. Die Packungen wurden dabei zusammengepreßt,
bis die maximale Traglast erzielt worden ist.
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Die
Die Probepackungen, die nur in die Wärmeschrumpffolie
allein eingepackt worden sind, wiesen eine durchschnittlichte Durchbiegung von 0,42
cm (0,165 inches) auf.
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Die zusammengepreßten Packungen, bei denen aber keine Wärmeschrumpffolie
verwendet worden ist wiesen eben-£alls eine Durchbiegung von 0,42 cm (0,165 inches)
auf.
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Die nach der Erfindung hergestellten Packungen, die unter Zusammenpressen
des Inhalts und unter juf" schrumpfen einer Kunststoffolie hergestellt wurden, wiesen
eine durchschnittliche Durchbiegung von 0937 cm (4145 inches) auf. Bei der Auswertung
dieser auf den Durchbiegungsergebnissen begründeten Zahlen würde die Maximalbelastung
der erfindungsgemäßen Packungen im Bereich von t589 bis 1680 kg (3500 bis 3700 pounds)
liegen, während die Maximalbelastung der anderen Probepaokungen für die ohne Zusammenpressen
in der Schrumpffolie verpackten Päckchen durchschnittlich bei 1466 kg (5230 pounds)
und für die zusammengepreßten, aber nicht in einer Sch@@pffolie verpackten Päckchen
bei 1373 kg (3025 pounds) Lag.
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Patentansprüche