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"Verfahren und Vorrichtung zum Umhüllen einer Packung mit Folie"
Die Erfindung befesst sich mit dem Umhüllen von Packungen und dergleichen mit Folien,
insbesonders mit dem sogesannten Banderolieren.
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Sie besteht aus einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens. Besonders geeigset sind das erfindungsgemäße Verfahren und die
erfindungsgemäße Vorrichtung für die Herstellung von einzel- und Sammelpackungen
unter Verwendung von Schrumpffolien.
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In einen bekannten Verfahren wird die Schrumpffolie in der Art einer
Banderole um die Fackung gelegt und durch Wärmeimpulse verschweißt.
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Anschließend wird die Packung in den Schrumpftuanel geführt, wo die
Folie
sich unter Wärmesinwirkung hauteng un die Packung legt. Die Wärme wird bei den bekannten
Verfahren durch warme Luftstrahlen auf die Folie übertragen. Die Luftstrahlen treten
aus einer Vielzahl von Düsen an der Innenwand des Schrumpftunnels von oben, unten
und seitlich aus. Die Düsen werden in einer bekannten Vorrichtung des ge.. schilderten
bekannten Verfahrens durch Lockbleche gebildet.
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Nach der Wärmeeinwirkung im Schrumpftunnel schließt sich eine Abkühlung
der Folie zur Ersielung der gewünschten Restspannung an.
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Das geschilderte bekannte Verfahren kann zur Einsparung von Arbeitskräften
teilweise autematisiert werden. Die Automatisierung trifft jedoch auf Schwierigkeiten,
wenn es um das Anlegen der überstehenden Ränder (Überstände) der Banderole geht.
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Die Banderole umhüllt zwar die Längsflächen beispielsweise einer quaderförmigen
Packung, sie luft aber die Stirnseiten der Packung, da die Banderele am diesen Seiten,
das heißt beidseitig offen ist, zunächst frei.
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Ist gewünscht, daß die Stirnseiten der Packung ebenfalls sicher verschlossen
werden, se ist ein Verschweißen der Folie notwendig.
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Man spricht dann von einer Velleinschweißung. Eine solche Volleinschweißung
ist teuer und zeitraubend. In der Regel werden gesonderte Schweißschienen für die
Stirnseiten notwendig. Nine solche stirnzeitige Verschweißund hat auß@erdem den
Nachteil, daß sich an den Enden der Schweißnaht der Stirnzeite harte und oft verdickte
Ecken bilden, da sich an den Enden der Schweißnaht im Bereich der Seiten der Packung
durch das Ninfulten der benashbarten Überstände eine Anhäufung an
Folienmaterial
ergibt.
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Es gibt andere Anwendungsfälle, bei denen man eine Volleinschweißung
nicht wüsscht, wohl aber einen Schutz der Kanten der Stirnseite, Hier kann das Banderolieren
nur bei Packungen angewendet werden, die eine gewisse Größe oder Längsausdchnung
nicht überschreiten. BEi langen und großen Packungen kann durch einfaches Banderolieren
nicht mehr ein Umlegen der Überstände der Banderole erzielt werden.
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Die nachfolgend beschriebene Erfindung macht sich zur Aufgabe, die
geschilderten Nachteile zu vermeiden. Die Stirnseite der Packung soll weitgchend
maschinell und autematisch abgedeckt werden. Unter Abdecken wird sowohl das Abdecken
oder Abdichten der gegarten Stirnflächc verstanden als au.h das Abdecken oder Schützen
lediglich der Kanten der Stirnfläche, wobei andere Teile der Stirnfläche, beispielsweise
der mittlere Bereich frei bleiben können. Außerdem soll das Banderelierverfahren,
auch wenn kein vollständiger Verschluss der Stirnseiten nötig ist, für APackungen
großer Ausdehaungen insbesondere größerer Längsausdehnung bei Anwendung der Erfindung
möglich sein.
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Durch die Erfindung soll weiterhin das Bunderolieren von zylinderförmigen
Packungen, die ihrer Natur nach meistens eine größere Längsausdechnung (Zylinderachse)
haben, durchgeführt werden können.
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Die Erfindung seichnet sich dadurch aus, daß der untere überragende
Randstreifen, der, wie nachfolgend dargelegt wird ein besonderes Problem darstellt,
auf einfache Weise angelegt wird.
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Das Anlegen des unteren Überstands gestaltet sich deshalb schwierig,
weil er, wenn er in die Heissone des Schrumpftunnels gelangt, schlaff wird und weitgehend
seine innere Festigkeit verliert. Der unten liegende Überstand liegt sich oft auf
die Unterlage beziehungsweise auf das
Fördermittel der Packung im
Schrumpftunnel und bedeckt daher nicht die ihn zugeordnete Fläche der Stirnseite.
Damit ist aber die Umhüllung der Packung unvollständig.
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Bei der Erfindung nutst man im wesentlichen die tragende Wirkung eines
Suftstrows oder eines Luft strahls, im physikalischen Sinn den Staudruck aus, um
den durch Hitzeeinwirkung erschlafften unteren Überstand zu stützen und gegen die
Stirnfläche 71; legen. Selbstverständlich kann man zur Abstutzung und zum Anlegen
des unteren Überstands neben einen oder mehreren Strahlen aus Luft auch Strahlen
aus einem anderen geeigneten gasförmigen Medium einsetzen. Das ga8-förmige Medium
kann aufgrund seiner Zusammensetzung auch dazu benutzt werden chemisch oder physikalisch
suf die Folie einzuwirken (Behandlung, zum Beispiel Färbund der Folie).
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Die eigentliche Erfindung geht demnach aus von einem Verfahren zum
Umhüllen einer Packung mit Folie insbesondere mit einer durch Warnluft in einem
Schrumpftunnel beaufschlagten Kunststoffschrumpffolie, die insbesondere in der Art
einer Banderole um die Packung gelegt wird, wobei die Folie einen die Stirnseite
überragenden Randitreifen bildet. Die Erfindung ist gekennzeichnet dadurch, daß
zumindest ein Teil, insbesondere das untere Teil des Überstands durch einen oder
mehrere vorzugsweise aus Düsen auatretende Strahlen eines gas-8rmigen Mediums, vorzugsweise
durch einen oder mehrere Luftstrahlen gehalten und je nach der Form der Packung
umgelenkt und gegebenenfalls an die Packung gelegt und gehalten wird (Halteluftstrehlen).
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In einer besonderen Ausbildung des Verfahrens werden die folgenden
drei Verfahrensschritte angewendet,
1. Das untere Teil des Überstands
wird zeitlich und/oder örtlich getrennt von dem übrigen Teilen des Überstands durch
heiße Halteluftstrahlen aufgeheizt, aufgerichtet und en die Packung angelegt und
gehalten.
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2. Das obere Teil und die seitlichen Teile des Überstands werden erhitzt
und unter der Wirkung der Schwerkraft beziehungsweise durch Luftstrahlen an die
Stirnseite der Packung angelegt, wobei gleichzeitig da untere Teil fortlaufend durch
die oben beschriebenen Halteluftstrahlen - siche Verfahrensschritt 1 - gehalten
wird.
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@. Die gesamte Folie wird abgekühlt.
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Nach diesem Verfahren @lastifiziert also eim gerichteter heißer Luftstrahl
getrennt von den übrigen Teilen nur den unteren Teil des Überstands. Der unters
Teil des Überstands wird zuerst angelegt und zwar durch den beschriebenen Halteluftstrahl,
getrennt davon, in einem Ausführungsbeispiel in zeitlicher Folge d@anach, wird der
obere Überstand und die seitlichen Überatände plastifiziert. Der obere Überstand
zusammen mit den seitlichen Überständen legen sich dann ebenfalls an Bereiche der
stirnseite.
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Damit ist eine Verschweißung der Stirnseite (Volleinschweißung) überflüssig.
Hat man große Packungen oder Packungen mit großen Längsausdehnungen, so kann man,
was bisher nicht möglich war, eine Umhüllung der Kanten der Stirnseite erreichen.
Damit sind diese Kanten geschützt.
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Bekanntlich werden gerade die Ranten der Stirnseiten bain Transport
besonders stark gefährdet.
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E9 hat sich als zweckmäßig herausgestellt, daß, nachdem die oberen
und seitlichen Überstände angelegt sind, für eine weitere Zeit der untere Überstand
durch Halteluftstrahlen beaufschlagt wird. Die Beaufschlagung des unteren Überstands
erFolgt also praktisch während des gesamten Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wenn man diese letztgenannte besondere Ausführungsform wählt, was jernoh der su
umhüllenden Packung notwendig sein kann.
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Die wesentliche Richtung des oder der Halteluftstrahlen kann geändert
werden, insbesondere gedreht werden, wodurch insbesondere der untere Überstand in
entsprechender Weise umgelegt, gebogen, geknickt oder in eine andere, der rorm der
Packung angepasste Gestalt gebracht werden kann, Vorteilhaft ist es, den Halteluftstrahl
in einem solchen Winkel gegen den unteren Teil des Überstands zu führen, daß der
obere Überstand durch den Halteluftstrahl nicht in ungünstiger WEise beeinflusst,
insbesondere nicht angehoben wird.
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Um eine wirkungsvolle Halterung durch die Halteluftstrahlen su ersielsr,
wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gewählt, bei der eine oder
mehrere Düsen, in der Folge Haltedüsen genannt, im Bereich den Überstands im Schrumpftunnel
angeordnet sind. Diese Düsen sind zusäzlich zu den vorhandenen Warmluftdüsen, die
zur Plastifizierung der übrigen Teile der Schrumpffolie dienen, vorgesehen.
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Die im Schrumpftunnel befindlichen Haltedüsen können ve@stellbar und
insbesondere auf die Packungsdimensionen einstellbar sein. Damit sind die verschiedensten
Formen und Maße der Verpackung zu berücksichtigen und in einem Schrumpftunnel zu
behandeln. Die Haltedüsen können vorzugsweise während der Strahlung verdrehbar und
zwar ins. besondere um eine Achse parallel zum Überstand verdrehbar angeordnet sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind die Haltedüsen in Gruppen angeordnet und werden durch Öffnungen
eines Rohres (Ddsenrohr oder Düsenstock) gebildet. Diese Düsenrohre sind dabei unterhalb
des Fördermittels im Schrumpftunnel angebracht, Praktisch in Fortsetzung der Halte
düsen sind in winer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung Düsen in Förderrichtung im Anschluss an den Schrumpftunnel angeordnet,
die eine oder mehrere Kühlstrahlen erzeugen. Auch die Düsen für die Kühl strahlen
sind in analoger Weise wie die HaltedUsen für die Warmlufthaltestrahlen im verschiedenen
Positionen vorzugsweise horizontal verstellbar und drehbar, Zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens erhält der Schrumpftunnel selbst eine besondere Ausbildung.
Er ist in zwei Sektionen aufgeteilt, wobei in beiden Sektionen die Haltedüsen zur
Erzeugung von Halteluftstrahlen für den unteren Teil des Überstandes angeordnet
sind und nur in der zweiten Sektion Düsen für die Warmlufibeaufsohlsgung der übrigen
Teile der Schrumpffolie vorgesehen sind, Eine dritte Sektion kann dem Schrumpftunnel
zusätzlich zugeordnet seine der mit Haltedüsen zur Erzeugung von Halteluftstrahlen
für den unteren Teil des Überstands ausgerüstet ist, aber keine Düsen für die Beaufschlagung
der übrigen Teile der Folie mit Warmluft aufweist.
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Wenn also die Packung mit der Banderole den so ausgebildeten Schrumpftunnel
durchläuft, wird zunächst allein das untere Teil des bberstande durch die Halteluftströme
erhitzt, plastifiziert und aufgerichtet sowie gegen die Stirmseite der Packung gelegt,
Anschließend gelangt
die Packung durch das Fördermittel ii ein.
Zene (2. Sektion) wo sie von allen Seiten durch die weiter oben besohriebenen bekannten
Lochbleche mit Warmluft wie bei bekannten Verfahren beaufschlagt wird, so daß die
Folie in ihrer Gesamtheit plastifiziert wird und sich nach anfänglicher Aufblähung
eng um die Packung legt. Die Halteluftstrahlen bleiben zusätzlich erhalten. In der
dritten Sektion schließlich fällt die bekannte generelle Beaufschlagung der Folie
mit Warmluft fort und lediglich der untere Teil des Überstands wird nach wie vor
durch die Halteluftstrahlen beaufschlagt. An die Halteluft strahlen schließen rioh
dann in Förderrichtung die Kühlluftstrahlen an, die auch teilweise noch Haltefunktionen
mit übernehmen können.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Die Beschreibung geht aus von den beiliegenden
Figuren 1 bis 8.
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Die Figuren 1 bis 4 erläutern einen Mangel einer bekannten Methode
zum Umhüllen von Packungen mit Folie, Die Figuren 5 bis 8 zeigen das erfindungsgemäße
Verfahren und eine Vorrichtung iu seiner Durchführung in schematisierter Darstellung0
In Figur 4 ist mit 1 ein Rollenförderer dargestellt, der Packungen in Richtung des
Pfeils 2 durch den Sohrumpftunnel 3 führt, Im Bereich 4 wird die Schrumpffolie der
Hitzeeinwirkung unterworfen, In der Zone 6 erfolgt die Abkühlung. In den Figuren
1 bis 3 wird eine Packung im Querschnitt gezwigt, Die Packung ist umgeben mit einer
ebenfalls geschnitten dargestellten Banderols 8. Die Banderole ist schlauchförmig.
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Die Sohnittdarstellungen gemäß den Figuren 1 bis 3 und der noch später
su kommentierenden Figuren 5 bis T iit entstanden durch einem Schnitt
in
Längsrichtung der Schlauchform, so laß man in den Figuren 1 bie 3 und 5 bis 7 das
obere Trum 9,10,11,12,13,14 und das untere Trum 15,16, 17,18,19,20 erkennt. Außerdem
sind durch den dera@t geführten Schnitt die sti@nseitigen Öffnungen 21,22, siche
Figur 1, und 23,24, siche Figur 5, erkennbar.
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In den Figuren 1 bis 3 und 5 bis 4 ist schematisch des Rollenförderer
1 durch Darstellung einer Rolle wiedergegeben, An sich liegen die Packungen 7 und
das untere Trum der Banderole direkt auf den Rollen 1 auf. Zur besseren Darstellung
der bekannten Umhüllungsmethode (Figuren 1 bis 3) und des erfindungsgemäßen Verfahrens
(Figuren 5 bis 7) sind die Rollen mit Abstand vom unteren Trum der Bandernle und
von der Auflagefläche der Packung 7 in den Figuren 1 bis 3 beziehungsweise 5 bis
7 dargestellt.
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In den Figuren 1 bis 3 werden die einzelnen Zustände der Schrumpffolie
während ihrer Behandlung gezeigt.
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Vor den Schrumpfen hat die Folie die in Figur 1 dargestellte weitgehend
eindeutige Schlauchform. Wird die Packung zusammen mit der Banderole in den Sehrumpftunnel
geführt, legen sich unter der Wärmeeinwirkung die Überstände 23 und 24 des oberen
Trums 10 der Benderole an die oberen Regionen der Stirnfläche 25,26 der Packung
7. Die Überständen 27,28 des unteren Trums 16 verlieren ihre innere Festigkeit,
sie erschlaffenund nehmen eine undefinierte Form am, siche hierzu die Positionen
29, 30 der Figur 3.
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Es ist klar, daß diese Ausbildung der Überstände 29,30 eine angünstige
Voraussetzung für die Umhüllung der Stirnflächen 25,26 ist. Bisher hatte man sich
se geholfen, daß man die Stirneeiten, wenn man eine dichte Verpackung wünschte,
regelrecht verschweißte. In Anwendungsbeweichen,
wo ein dichtes
Ferschweißen nicht notwendig war, gab man sich unter Umständen mit einem Überziehen
der Kanten der Stirnfläche zufrieden. Letzteres ist jedoch nicht bei allem Größen
von Packungen und bei allen Längsausdehnungen möglich. Wie oben bereite erwähnt,
sind hier Grenzen gesetzt. Um das Banderolieren und das Umhüllen der Stirnfläohcn
insbesondere der Kanten der Stirnseiten von Packungen für einen weiteren Bereich,
als es bisher bekannt war, möglich zu machen, wird, wie in den Figuren 5 bis 7 gezeigt,
ein Halteluftztrahl zur Hilfe Genommen.
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Die Ausgangsposition der Banderole in Figur 5 ist dieselbe wie in
Figur 1. In Figur 6 wird dargestellt, daß Düsenrohre 31,32 Halteluftstrahlen 33,34
erzeugen, welche die Überständen 35,36 unterstützen und so weit umlenken, daß sie
sehließlich in die Position gemäß Figur 7 kommen, siche Bez@gsseichen 37,38. Damit
ist auch der untere Bereich der Stirnseite 39,40 der Packung einwandfrei abgedeckt.
Ist eine vollständige Abdeckung besichungsweise ein vollständiger Verschluss der
Stirnseiten nicht erforderlich, so wird sumindest erreicht, daß die unteren Kanten
der Stirnseiten mit Kunststoff-Folie umhüllt und damit gegen Stoßgefährungen geschützt
sind. Der Winkel, in dem die Haltestrahlen 33,34 abgestrahlt werden, ist so eingerichtet,
daß die Händer des oberen Truns 13 nicht angehoben oder in sonstiger Weise nachteilig
beeinflusst werden. Ber Winkel, unter dem die Abstrahlung aus den Düsen 31 und 32
erfolgt, auß abgestimmt min auf die Pakethöhe.
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Um die Düsenrchre 31 und 32 vielseitig verwendbar su nachen, sind
sie je nach den Naßen der Packung entsprechend der Pfeile 41,42 im Abstand sueinander
veränderlich angeordnet. Außerden sind die Düsenrchre entsprechend den Doppelpfeilen
43,44 verdrehbar. Es kann damit auch eine andere Form der geschrumpften Folie, als
sie durch 37 und 38 dargestellt ist, ersielt werden.
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Die DEsenrohre sind, wie aus den Figuren 6 und 8 erkennbar, untere
halb des Rollenförderers angeordnet, so daß der Transport der Packungen nicht behindert
wird.
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In Figur 8 ist die Kühlzone 6 durch Düsenrohre, von denen eine. dargestellt
ist1 siehe Position 45, verwirklicht. Diese Düssarchre sind im Anschluss an die
Heißluftdüsenrohre 46, von denen ebenfalls in Figur 8 nur eines dargestellt ist
angeordnet und werden von Kühlluft 47 durchströmt. Die Heißluftdüsenrchre 46 werden,
wie in Figur 8 gezeigt, entsprechend dem Pfeil 48 mit aufgeheizter Luft beschickt.
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Die Haltedüsen selbst sind im Bereich 4 des Schrumpftunnels angel
ordnet.
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Schrumpftunnel bekannter Bauart sind an der Innenwandung mit Lochblechem
versehen, durch die von allen Seiten Warmluftstrahlen auf die Schrumpffolie auftreffen
und dieselbe erhitzen.
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Der neue Schrumpftunnel hingegen, wie er in Figur 8 dargestellt ilt,
besteht aus 3 Sektionen 49,50,51. Ia der Sektion 49, die zuerst rom Packgut durchlaufen
wird, sind lediglich die vorerwähnten Heizdüsen, die weiterhin als Haltedüsen bezeichnet
werden zollen, angebracht, Wie in Figur 8 zu schen, handelt es sioh un Löcher in
einem Rohr 46* In der zweiten Sektion 50 sind zusätzlich su den Haltedüsen die bekannten
Lochbleche angebracht, die mittels einer Vielzahl von Öffnungen allseits Strahlen
von Warmluft auf die Schrumpffolie richten.
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Die Vielzahl dieser Strahlen ist mit Pfeilen beziehungsweise mit in
Kreisen eingefassten Kreuzen im Figur 8 bezeichnet, siehe Positionsangaben 52,53,54.
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Nachdem das Packgut diese mittlere Sektion durchlaufen hat, gelangt
es in die Sektion 51. Hier fehlex wiederum die Lochbleche mit der Vielzahl der Düsen.
Es ist nur noch das Haltedüsenrohr 4 vorbanden, das den unteren Überstand der Banderole
beaufschlagt.
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Das Verfahren innerhalb des Schrumpftunnels läuft nun wie folgt sb:
In der ersten Sektion trifft der genau ausgerichtete heißs Luftstrahl1 der Halte
strahl, auf den unteren Überstand der Banderole. Der Überstand wird plastifiziert
und le6t ich um. In dieser S+llung wird der untere tberstand gehalten, wenn nunmehr
das Packeut in die mittlere Zone kommt Hier wird die Paokung von allen Seiten durch
die Vielzahl der in den Lochblechen vorhandenen Düsen durch Warmluft erhitzt. Die
Haltedüsen sind auoh hier angebracht und halten den unteren Teil des Überstands
in der gewünschten Lage Die übrigen Teile des Überstands wbrden nunmehr ebenfalls
plastifiziert infolge der allseits eintretenden Warmluft. Unter der Wirkung der
Schwerkraft neigt sich der obere Überstand der Banderole nach unten, gleichzeitig
wird teilweise unter der Wirkung der Luftströme aus den Lochbleohen der seitliche
tberstand ebenfalls umgelenkt und auf die Stirnseite der Packung gelegt.
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Der bekannte Aufblähnungs- und anschließend der Schrumpfprozees der
Folie wird durchlaufen.
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Die Packung gelangt nunmehr in die dritte Sektion 51 des Schrumpftunnels.
Auch hier sind noch immer die Haltedüsen vorhanden, bis die Packung aus dem Schrumpftunnel
aus tritt und in den Bereich der sich anschließenden Kühldüsen gelangt.
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Die Aufgaben der drei Sektionen sind also folgendes Erste Sektion:
Plastifizierung des unteren t!berstands und Umlegen, zweite Sektion: Plastifizierung
der restlichen Teile der Folie, allgemeiner Schrumpfprozess, Abknicken des oberen
Überstandes und Einknicken der seitlichen
Überstände, teilweise
lurch Schwerkrqft, teilweise durch die Einwirkung der Warmluftströme der Lochplatten,
dritte Sektion: Fortfall dieser Warmluftströmes es sind nur noch die Helteluftströme
wirksam, Schrumpfung; Kühlzone, es folgt der Verfestigungsvorgang unter Umständen
auch noch unter Po"tbestehen der Haltestrablen, die jedoch nun alls Kühlluft bestehen.