DE19920057A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verpackung von Gegenständen in Schrumpffolie - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Verpackung von Gegenständen (18) in Schrumpffolie (23, 24), bei dem die Schrumpffolie den Gegenstand im wesentlichen umgibt und in einem Schrumpftunnel (15) durch bewegte Heißluft geschlossen und/oder eingeschrumpft wird, kann erfindungsgemäß eine zusätzliche Beaufschlagung (B, C, E) von Folienbereichen (46, 48) mit schnell strömender Luft eingesetzt werden. Durch diese berührungslose Beaufschlagung kann die Schrumpffolie (23, 24) in eine für Schrumpfung oder Verschluß günstigere Form gebracht werden. Des weiteren wird eine Verpackungsvorrichtung (11) mit einem Schrumpftunnel (15) für Gegenstände (18) vorgeschlagen, die eine Austragvorrichtung (40) zur Beaufschlagung der Folie mit schnell strömender Luft zusätzlich zu der Heißluftbehandlung aufweist. Es können verstellbare Austrittsöffnungen (34) vorgesehen sein, insbesondere innerhalb des Schrumpftunnels.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verpackung von Gegenständen in Schrumpffolie, wobei die Schrumpffolie den Gegenstand im wesentlichen umgibt und in einem Schrumpftunnel durch bewegte Heißluft miteinander ver­ bunden, verschlossen und/oder eingeschrumpft wird.

Bei bekannten Verfahren zur Verpackung von Gegenständen in Schrumpffolie werden diese auf einer dem Schrumpftunnel vor­ gelagerten Einrichtung mit einer Schrumpffolie umgeben, wobei die Schrumpffolie in der Regel entweder schlauch- oder beutel­ förmig ausgebildet ist, insbesondere auch den Gegenstand kom­ plett verschlossen umgibt. Durch Wärmeeinwirkung kann die vor­ gereckte Folie mit Hilfe des sog. "Memory-Effektes" wieder in ihre ursprüngliche Ausdehnung zurückversetzt werden, das be­ deutet, sie schrumpft zusammen. Dieses Einschrumpfen erfolgt üblicherweise in einem der Folieneinpackung nachgeschalteten Verfahrensschritt, insbesondere in einem Schrumpftunnel. Die Wärmeeinwirkung erfolgt in der Regel durch eine in dem Schrumpftunnel aufgebaute Heißluft-Umgebung mit Temperaturen von 150°C bis 180°C.

Ein Verfahren zum Verpacken von Gegenständen in Schrumpffolie ist beispielsweise in der EP 718 198 B1 beschrieben. Eine de­ taillierte Beschreibung eines Schrumpftunnels geht beispiels­ weise aus der US-PS 3 777 446 hervor.

Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen wird in dem Schrumpftunnel Heißluft umgewälzt, vorzugsweise an Heizein­ richtungen vorbei in das Innere hinein. Dabei soll durch die Umwälzung einerseits die Luft immer wieder an der Heizein­ richtung vorbeigeführt werden und andererseits die Wärmeüber­ tragung von der Heißluft auf die Schrumpffolie verbessert werden.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art weiter zu verbes­ sern, insbesondere soll die Schrumpfung der Folie gleichmäßi­ ger und stärker erfolgen. Diese Aufgabe wird durch die Merk­ male des Anspruchs 1 gelöst. Eine Beaufschlagung von Folien­ bereichen mit schnell strömender Luft oder einem schnell strömenden Medium (beispielsweise auch ein Inertgas) in ent­ sprechender Weise zusätzlich zu weiteren Einwirkungen auf die Folie, insbesondere durch die bewegte Heißluft, ermöglicht eine Beeinflussung bzw. Verformung der Folie. Eine berührungs­ lose Beeinflussung einzelner Folienbereiche hat den Vorteil, daß sie vor, während oder nach der Schrumpfung durch Wärmeein­ wirkung die Folie nicht zu stark belastet wird, insbesondere nicht durch Ecken oder Kanten mechanischer Vorrichtungen. Weiters kann die Heißluft in dem Tunnel besser verwirklicht werden.

Die Heißluft kann in dem Schrumpftunnel großflächig verteilt oder bewegt werden, insbesondere durch eine im wesentlichen langsame oder mäßige Umwälzung. Demgegenüber kann die zusätz­ liche Beaufschlagung mit schnell strömender Luft gezielt, bei­ spielsweise im wesentlichen punktförmig durch wenigstens einen Luftstrahl, erfolgen. Die Bewegungsgeschwindigkeit der umge­ wälzten Heißluft beträgt normalerweise, bei freiem Austritt, 2 bis 4 m/s; bei zum Teil, beispielsweise 50% geschlossenen Lufteinlässen für die Heißluft bis 11 m/s. Die schnell strö­ mende Luft der zusätzlichen Beaufschlagung ist vorteilhaft im Vergleich zur Umwälzung schnell, beispielsweise mit einer Ge­ schwindigkeit von 11 m/sec bis zu 22 m/sec, insbesondere im Austrittsbereich. Es kann Druckluft verwendet werden, die mit einem Druck von 2 bar bis 7 bar, vorzugsweise ca. 6 bar, aus­ treten kann. Insbesondere kann Druckluft aus einem fest in­ stallierten Druckluftsystem, wie es in Montagehallen häufig anzutreffen ist, verwendet werden.

Das Volumen der schnell strömenden Luft beträgt vorteilhaft einen Bruchteil des Volumens der in das Innere des Schrumpf­ tunnels permanent eingebrachten bzw. umgewälzten Heißluft, wobei der Anteil zwischen 1% und 20% liegen kann, insbeson­ dere 2 bis 5% beträgt. Hieraus wird klar, daß relativ wenig Luft zusätzlich in den Schrumpftunnel eingebracht wird, ins­ besondere um bei kalter Luft die Temperaturregelung nicht zu erschweren. Die zusätzliche Luft kann kontinuierlich oder ge­ pulst bzw. im Intervallbetrieb eingebracht werden.

Gemäß einer Ausbildung kann die Folie zumindest teilweise mit kalter Luft angeblasen werden, wie sie beispielsweise einem Druckluftsystem entnehmbar ist. Ein Einbringen eines geziel­ ten, insbesondere kalten, Luftstromes kann durch entstehende Verwirbelungen vorteilhaft sein. Dabei ist es für das Entste­ hen von Verwirbelungen nicht ausschließlich notwendig, nur die Folie anzublasen. Zusätzlich oder alternativ kann die Folie mit aufgeheizter Luft beaufschlagt und/oder angeblasen werden. Eine Aufheizung der Luft ist durch eine Heizeinrich­ tung für den Schrumpftunnel möglich, beispielsweise kann dazu Heißluft aus dem Schrumpftunnel abgezweigt und, zum Anblasen der Folie verdichtet werden.

Prinzipiell kann ein beliebiger bzw. jeder Bereich der Schrumpffolie beaufschlagt bzw. angeblasen werden. Vorteil­ haft werden im wesentlichen lose Folienbereiche beaufschlagt, d. h. solche, die nicht an dem Gegenstand oder einer Außenum­ rißfläche entlang verlaufen. Bei einer wenigstens einseitig offenen Schlauchumhüllung können dies die Folienbereiche nahe der bzw. für die Öffnung sein. Bevorzugt können weiters im wesentlichen die in Durchlaufrichtung des Gegenstandes gese­ henen Seiten und/oder die Unterseite des Gegenstandes bzw. die dazugehörigen Folienbereiche beaufschlagt werden. Durch die Beaufschlagung können Folienbereiche, die insbesondere zumindest teilweise lose sind, zu dem Gegenstand hin und/oder aufeinander zu bewegt werden. Dadurch ist eine berührungslose Faltung der Folienbereiche im gewünschten Maß möglich, bei­ spielsweise auf ähnliche Art, wie beim Einpacken eines Ge­ schenkes die offenen Seiten aufeinanderfolgend eingeschlagen und übereinander gelegt werden. Es ist erkennbar, daß somit große Fortschritte hinsichtlich Verpackungsqualität, Ver­ schlußqualität (infolge besserer Überlappung der zu verbin­ denden Folienbereiche) sowie Folienverbrauch erzielt werden können.

Die Beaufschlagung von Folienbereichen mit schnell strömender Luft kann in veränderbarer Richtung erfolgen. Eine Verände­ rung der Beaufschlagungsrichtung kann im wesentlichen inner­ halb weiter Bereiche erfolgen, vorteilhaft ändert sie sich entlang der Durchlaufbahn, insbesondere mit dem Gegenstand mitlaufend. Bevorzugt wird im wesentlichen eine seitliche Beaufschlagung, es ist jedoch ebenso eine Beaufschlagung aus vorderlicher und/oder achterlicher Richtung sowie von unten möglich.

Als vorteilhaft wird eine steuerbare zusätzliche Beaufschla­ gung angesehen, insbesondere bezüglich Beaufschlagungsrich­ tung, Geschwindigkeit und/oder Luftvolumen steuerbar. Bei­ spielsweise kann die Beaufschlagung im wesentlichen jeweils dort erfolgen, wo sich der Gegenstand auf seiner Durchlauf­ bahn befindet. Dabei kann der Gegenstand durch geeignete Sen­ soren wie Lichtschranken o. dgl. geortet werden.

Gemäß einer Ausbildung kann eine Beaufschlagung in dem Be­ reich außerhalb des Schrumpftunnels stattfinden, bevorzugt vor Einfahren des Gegenstandes in den Schrumpftunnel. Die Folie kann vorgeformt bzw. in eine die Schrumpfung der Folie und/oder Verschließung zu überlappender Folienbereiche ermög­ lichende und begünstigende Form gebracht werden. Insbesondere kann dies nach Art einer berührungslosen Vorfaltung der Folie erfolgen. Besonders bevorzugt wird eine Beaufschlagung inner­ halb des Schrumpftunnels, insbesondere zumindest im Anfangs- und/oder Endbereich des Schrumpftunnels. Eine Beaufschlagung im wesentlichen entlang des gesamten Schrumpftunnels kann ein Falten bzw. Halten der Folienbereiche in einer günstigen Form während der Wärmeeinwirkung durch die Heißluft bewirken. Durch die zusätzliche Beaufschlagung mit der schnell strömenden Luft kann in dem Schrumpftunnel eine von der bekannten Heißluft- Umwälzung abweichende Verwirbelung erzeugt werden. Vorteilhaft wird eine solche Verwirbelung zumindest ab dem mittleren Be­ reich des Schrumpftunnels eingesetzt.

Die Beaufschlagungsrichtung kann schräg zur Horizontalen ver­ laufen, beispielsweise in einem Winkel zwischen 10° und 90°, insbesondere zwischen 45° und 80°. Von Vorteil ist zumindest eine Beaufschlagung mit schräg ansteigender Richtung, insbe­ sondere um durch Wärmeeinwirkung beeinflußte Folienbereiche von der Unterlage des Gegenstandes abzuheben und gegen den Gegenstand oder übrige Folienbereiche anzulegen. Vorzugsweise erfolgt die Beaufschlagung durch verteilt angeordnete Aus­ trittsöffnungen für die schnell strömende Luft.

Somit ist ein Verfahren möglich, bei dem die Schrumpfung und/oder ein Verschluß der Folie in dem Schrumpftunnel durch langsame Umwälzung von Heißluft erfolgt und durch die zusätz­ liche Beaufschlagung mit schnell strömender Luft frei beweg­ liche und nicht verschlossenen Folienbereiche zusammenge­ bracht und durch die Heißluft verbunden werden. Eine zumin­ dest teilweise Beaufschlagung von unten kann ein Anheben des Verbindungsbereiches mehrerer Folienbereiche von der Unter­ kante des Gegenstandes nach oben weg bewirken.

Bevorzugt wird die Temperatur in dem Schrumpftunnel durch Regelung in einem die Schrumpfung und/oder Verbindung der Folie bewirkenden Temperaturbereich gehalten, wobei zur Rege­ lung die Temperatur mit wenigstens einem Temperatursensor er­ faßt und ab einem bestimmten Temperaturabfall über eine Heiz­ einrichtung für die umgewälzte Heißluft nachgeregelt wird. Das Schalten der Heizeinrichtung erfolgt vorzugsweise sehr schnell. Beispielsweise können hierfür bei einer elektrischen Heizeinrichtung elektronische Lastrelais' verwendet werden, insbesondere Halbleiterschalter, wie beispielsweise IGBT's oder MOSFET's.

Eine Verpackungsvorrichtung mit einem Schrumpftunnel für Gegenstände, die im wesentlichen mit Schrumpffolie umgeben sind, wobei die Gegenstände in dem Schrumpftunnel mit Heiß­ luft behandelt werden zur Schrumpfung und/oder Verbindung der Folie miteinander, kann erfindungsgemäß eine Austragvorrich­ tung zur Beaufschlagung der Folie mit schnell strömender Luft oder einem entsprechenden Medium zusätzlich zu der Heißluft­ behandlung aufweisen. Schnell strömende Luft kann als mecha­ nische Einwirkung auf die Schrumpffolie, beispielsweise als Ersatz von nach einem Schrumpftunnel angeordneten Andrückwal­ zen, verwendet werden. Unter schnell strömend werden insbe­ sondere Geschwindigkeiten zwischen 11 m/sec und 22 m/sec an­ gesehen, jedenfalls sollte die Geschwindigkeit des Heißluft­ stromes deutlich überschritten werden.

Eine Austragvorrichtung kann sich zumindest teilweise entlang einer Durchlaufbahn der Gegenstände erstrecken, wobei sie vorzugsweise verteilt angeordnet ist. Bevorzugt ist wenig­ stens eine Austragvorrichtung im unteren Bereich der Durch­ laufbahn vorgesehen, insbesondere zusätzliche Austragvorrich­ tungen im seitlichen Bereich. Eine Austragvorrichtung kann wenigstens eine Leitung oder einen Kanal für die Luft auf­ weisen, insbesondere mit Austrittsöffnungen für die schnell strömende Luft. Die Austrittsöffnungen können als Löcher und/oder Schlitze ausgebildet sein. Vorteilhaft sind Ver­ stellmittel für Richtung und/oder Öffnungsquerschnitte der Austrittsöffnungen vorgesehen, insbesondere ein Verstellmit­ tel für mehrere Öffnungen. Die Richtung zumindest eines Teils der Austrittsöffnungen bzw. des Luftstromes kann in einem Winkel zwischen 10° und 90° schräg zur Horizontalen verlau­ fen, insbesondere zwischen 45° und 80°. Von Vorteil ist es, wenn sie zur Durchlaufbahn des Gegenstandes hin geneigt ist, insbesondere von der Seite. Bei einer Austragvorrichtung mit veränderlicher Richtung der Luft durch Beeinflussung oder Steuerung der Austrittsöffnungen können vorteilhaft Erfas­ sungsmittel zur Erfassung der Position bzw. Größe des Gegen­ standes für eine gezielte Beaufschlagung mit schnell strömen­ der Luft, insbesondere entlang der Durchlaufbahn des Gegen­ standes, vorgesehen sein.

Eine Austragvorrichtung kann vor dem Schrumpftunnel angeord­ nete Austrittsöffnungen aufweisen, die insbesondere zur Vor­ faltung freier zu verbindender Folienbereiche zumindest teil­ weise schräg auf diese Folienbereiche zu ausgerichtet sein können. Dies ermöglicht eine berührungslose Vorfaltung der Folienbereiche vor einer Wärmeeinwirkung auf die Schrumpf­ folie.

Besonders bevorzugt ist die Austragvorrichtung im wesentli­ chen in dem Schrumpftunnel angeordnet, wobei die Austritts­ öffnungen zum einen zur Faltung und Überlappung freier zu verbindender Folienbereiche und/oder zum Formen bzw. Andrücken schrumpfender oder geschrumpfter Folie, insbesondere an den Gegenstand, ausgebildet sein können. Weiters können sie zur Erzeugung von Verwirbelungen ausgebildet sein. Vorteilhaft sind sie dazu ähnlich der vorstehend genannten Ausführung schräg ausgerichtet.

Die Verpackungsvorrichtung kann eine Steuerung mit einer Tem­ peraturregelung für die Beheizung des Schrumpftunnels aufwei­ sen. Insbesondere kann wenigstens ein Temperatursensor vorge­ sehen sein, der vorzugsweise im oberen Bereich des Schrumpf­ tunnelinneren bzw. an einer Luftansaugung angeordnet sein kann. Die Heizeinrichtung ist vorzugsweise elektrisch, wobei sie insbesondere wenigstens einen Rohrheizkörper aufweisen kann, der in einen von umgewälzter oder zu heizender Luft durchströmten Kanal ragt. Des weiteren kann die Steuerung Schaltmittel für eine Heizeinrichtung der Beheizung aufwei­ sen, insbesondere Halbleiterschalter. Der Schrumpftunnel kann als Zweihüllen-System ausgebildet sein, wobei in der Zwischen­ hülle zumindest die Umwälzung, evtl. auch die Beheizung der Heißluft verfolgt, insbesondere auch ein Teil der Austragvor­ richtung verlaufen kann.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Er­ findung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vor­ teilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Über­ schriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ver­ packungslinie mit Schrumpftunnel,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Schrumpftunnels mit vor dem Schrumpftunnel angebrachter zusätzli­ cher Anblasung,

Fig. 3 eine Innenansicht eines Schrumpftunnels, mit innen angebrachter Austragvorrichtung für die zusätzliche Beaufschlagung,

Fig. 4 bis Fig. 6 ein mögliches Verfahren zur Faltung der Schrumpffolie und

Fig. 7 eine Variante der Beaufschlagung der Schrumpf­ folie.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt eine prinzipiell bekannte Verpackungslinie 11, die eine Banderolierstation 12, einen Schrumpftunnel 15 und eine Auslaufstation 16 aufweist. Durch diese Stationen hindurch läuft ein mehrfach unterteilter Bandförderer 17, der Gegenstände 18 nacheinander in Durchlaufrichtung D durch die einzelnen Stationen fördert. Details hierzu, insbesondere der Banderolierstation 12, können beispielsweise der EP 718 198 A1 oder dem bekannten Stande der Technik entnommen werden. Er­ wähnenswert ist lediglich, daß in der Banderolierstation 12 aus zwei Schrumpffolienbahnen 23, 24, die von Vorratsrollen 25 und 26 oberhalb und unterhalb der Förderebene 17 abge­ wickelt werden, ein Folienvorhang gebildet wird. In diesen Folienvorhang wird der Gegenstand 18 hineingeschoben. Die ggf. synchron mit der Bewegung nachgeförderte Folie legt sich in dem Ausführungsbeispiel eng um die Vorderkante und über die Ober- und Unterseite des Gegenstandes bis über die Hinterkante hinaus. Von einer weiteren Vorrichtung werden die Folienbahnen 23 und 24 abgetrennt und an den angetrennten Seiten miteinan­ der verschweißt. Der Gegenstand 18 ist dadurch mit einer ge­ schlossenen Banderole umgeben, die an Vorder- und Hinterkante je eine Schweißnaht aufweist und vorläufig an beiden Seiten offen ist, wobei dort die Folie ein gutes Stück über die Sei­ tenkanten übersteht.

Es ist theoretisch möglich, in einer der Banderolierstation nachgeschalteten Längsschweißstation die offenen seitlichen Bereiche der Schrumpffolie zu schließen. Solche Längsschweiß­ stationen können jedoch eingespart werden, und die Verbindung der Schrumpffolienbahnen 23 und 24 miteinander in dem Schrumpftunnel 15 durch die Hitzeeinwirkung erreicht werden.

Auf dem Bandförderer 17 laufen die Gegenstände 18 in den Schrumpftunnel 15 hinein. Dort wird auf nachfolgend beschrie­ bene Weise die Folie auf den Gegenstand aufgeschrumpft und evtl. zu einem geschlossenen Beutel verbunden. Die aus dem Schrumpftunnel 15 austretenden Gegenstände 18 werden in der Auslaufstation 16 übernommen und weitertransportiert.

Die Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsmöglichkeit für einen Schrumpftunnel 15 mit einer davor angeordneten Austrag­ vorrichtung 40, wobei er auf im wesentlichen übliche Weise mit einer Beheizung versehen ist. Eine Umwälzung ist auf viele Möglichkeiten zu erreichen. Die Beheizung weist schematisch dargestellt einen Luftumwälzer 27 samt Antrieb 28 auf, der Luft aus dem Inneren des Schrumpftunnels 15 absaugt und inner­ halb eines Kanals 30 an Rohrheizkörpern 31 vorbeiführt. An­ schließend kann die aufgeheizte Luft wieder in das Innere des Schrumpftunnels 15 eintreten, und zwar über Heißluftaustritte 55 an den Seitenwänden und/oder der Decke bzw. dem Boden des Schrumpftunnels. Die Heißluftaustritte sind meist jalousie­ artig in Heißluftkanälen 56 vorgesehen und bezüglich Richtung und Durchlaßquerschnitt einstellbar ausgebildet.

In Durchlaufrichtung D ist vor dem Schrumpftunnel 15 ein Por­ tal 33 als Austragvorrichtung 40 angeordnet, an dem unterein­ ander aus der Zeichenebene herausragende Austrittsöffnungen 34 vorgesehen sind. Diese Austrittsöffnungen 34 dienen zur zusätzlichen Beaufschlagung der Schrumpffolie 23 und 24 bzw. des Gegenstandes 18. Für eine Beaufschlagung mit schnell strömender Luft sind sie mittels einer Verbindungsleitung 35 an eine Druckluftleitung 36 angeschlossen. Dieser Anschluß ist jedoch nur schematisch dargestellt. Vorzugsweise verläuft eine fest installierte Druckluftleitung im Boden oder in einer Wand einer Maschinenhalle. Die Verbindungsleitung 35 ist in diesem Fall wesentlichen länger und reicht aus dem Schrumpftunnel 15 heraus. Alle Austrittsöffnungen 34 sind an die Druckluft angeschlossen, wobei sie jeweils unterschiedli­ che Auslaßquerschnitte bzw. Ausrichtungen aufweisen können.

Des weiteren sind an dem Portal 33 Austrittsdüsen 38 angeord­ net, die ebenfalls an die Verbindungsleitung 35 angeschlossen sind. Die Austrittsdüsen 38 verlaufen schräg entgegen der Durchlaufrichtung D und sind im wesentlichen auf die Mitte des Gegenstandes 18 zu ausgerichtet. Das bedeutet, die beiden oberen Austrittsdüsen weisen nach unten, die untere Austritts­ düse dagegen weist schräg nach oben. Auf nicht dargestellte Weise ist es möglich, die Austrittsdüsen 38 in ihrer Ausrich­ tung entlang einer, insbesondere entlang zweier Achsen zu be­ wegen. Des weiteren ist es möglich, einzelne Austrittsöffnun­ gen 34 und/oder Austrittsdüsen 38 bzw. Gruppen davon in ihrer Druckluftzufuhr anzusteuern, beispielsweise über mit einer Steuerung verbundene Ventile.

Die Querschnitte der Austrittsöffnungen bzw. Austrittsdüsen sollten relativ klein sein, beispielsweise nicht größer als 2 cm, insbesondere 2-3 mm. Relativ scharfe Luftstrahlen werden als vorteilhaft angesehen, da sie zum einen eine exak­ tere Beaufschlagung ermöglichen und zum anderen das einge­ brachte Volumen geringer ist. Eine Aufweitung eines Luft­ strahls ergibt sich allein schon auf die Entfernung einiger Zentimeter. Die schnelle Luft reißt auch die Heißluft mit.

In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsmöglichkeit eines Schrumpftunnels 15 schematisch dargestellt, wobei anhand dieser Darstellung eine Ausführungsmöglichkeit für eine in dem Schrumpftunnel angebrachte Austragvorrichtung 40 darge­ stellt wird. Der Übersichtlichkeit halber ist auf die Dar­ stellung des Luftumwälzers 27 samt Kanal 30 für die Beheizung des Schrumpftunnels 15 verzichtet worden. Es versteht sich, daß auch dem Schrumpftunnel 15 in Fig. 3 eine solche Behei­ zung zugeordnet ist.

Entlang der inneren Längsseiten des Schrumpftunnels 15 sind Verteilkanäle 41 angebracht, die sich im wesentlichen über seine Länge erstrecken. Der obere Verteilkanal 41 weist Aus­ trittsöffnungen 34 zum Austritt von zusätzlich eingebrachter Luft auf. Der untere Verteilkanal 41 weist Austrittsdüsen 38 auf, die in Durchlaufrichtung D zunehmend flacher ausgerich­ tet sind. Strichliniert ist ein weiterer Verteilkanal 41 an­ gedeutet, der in Durchlaufrichtung D schräg verläuft, insbe­ sondere mit abnehmender Höhe, wobei er nicht dargestellte Austrittsöffnungen 34 und/oder Austrittsdüsen 38 aufweisen kann.

Von unten wird der Durchlaufbereich des Gegenstandes 18 mit­ tels weiterer Austrittsdüsen 38 an einem weiteren Verteil­ kanal 41 beaufschlagt. Diese Austrittsdüsen können mit unter­ schiedlicher Richtung versehen sein, wie dargestellt, des weiteren ist es möglich, sie beweglich auszugestalten. Der unterhalb des Bandförderers 17 verlaufende Verteilkanal 41 kann entweder parallel zur Durchlaufrichtung D verlaufen, oder aber in einer zu der Transportebene des Gegenstandes parallelen Ebene schräg verlaufen.

Sämtliche Verteilkanäle 41 sind mittels einer strichpunktier­ ten Verbindungsleitung 35 mit einer Druckluftleitung 36 oder untereinander verbunden, wobei für die Druckluftleitung das zu Fig. 2 Gesagte gilt. In der Zuleitung zu dem obersten Ver­ teilkanal 41 ist ein Absperrventil 42 dargestellt, um die Druckluftzufuhr zu diesem Verteilkanal bzw. seinen Austritts­ öffnungen und damit die Beaufschlagung mengenmäßig steuern bzw. abstellen zu können. Absperrventile 42 dieser Art können jedem Verteilkanal 41, oder aber der gesamten Austragvorrich­ tung 40 zugeordnet sein.

Des weiteren ist in Fig. 3 der doppelschalige Aufbau des Schrumpftunnels 15 mit dazwischenliegender Isolierung 39 an­ gedeutet. Durch den Eintritt 20, der von einem nicht darge­ stellten Vorhang o. dgl. gegen Heißluftverlust verschlossen ist, tritt der Gegenstand 18 auf dem Bandförderer 17 in den Schrumpftunnel ein. Durch den Ausgang 21, der ebenfalls einen Vorhang o. dgl. aufweist, verläßt er ihn wieder. Die Ausfüh­ rungen der Austragvorrichtungen 40 in den Fig. 2 und 3 können entweder einzeln oder in vielfältiger Weise kombiniert werden.

Anhand der Fig. 4 bis 7 soll im folgenden schematisch ein möglicher Verfahrensablauf zur Beaufschlagung eines in eine Schrumpffolienbanderole eingehüllten Gegenstandes 18 zusätz­ lich zu der für die Schrumpfung vorgesehenen Heißluft darge­ stellt werden. Dabei ist es unwesentlich, ob die Beaufschla­ gung mit Luft durch seitlich neben der Durchlaufbahn angeord­ nete Austragvorrichtungen oder am vorderen und rückwärtigen Ende des Gegenstandes durch innerhalb der Durchlaufbahn ange­ ordnete Austragvorrichtungen erfolgt. Eine Einwirkung mit Heißluft auf die Schrumpffolie kann während der in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Verfahrensschritte erfolgen, wäh­ rend eines Teils derselben oder auch anschließend.

In Fig. 4 ist ein Gegenstand 18 von einer Schrumpffolienban­ derole umgeben, die aus einer oberen Schrumpffolienbahn 23 und einer unteren Schrumpffolienbahn 24 besteht. An Vorder- und Rückseite sind die Folien mit einer Schweißnaht 44 ver­ bunden. Zuerst werden freie Bereiche 46 der oberen Folienbahn mit Druckluft beaufschlagt, und zwar in Richtung der Pfeile B. Dadurch sollen zuerst die evtl. schon durch die Schwerkraft zum Teil nach unten hängenden freien Folienbereiche gegen die seitlichen Flächen des Gegenstandes 18 angelegt werden. Die freien Folienbereiche 48 der unteren Bahn 24 liegen noch im wesentlichen flach auf der Unterlage, beispielsweise einem Bandförderer.

In Fig. 5 ist dargestellt, daß die freien Folienbereiche 46 bereits im wesentlichen an dem Gegenstand 18 anliegen. Da­ durch ist es möglich, die Richtung der Beaufschlagung B auf diese Bereiche mehr zur Horizontalen hin zu ändern, insbeson­ dere um das anschließende Hochschlagen der unteren freien Folienbereiche 48 nicht zu behindern. Durch eine schräg auf­ wärts gerichtete Beaufschlagung C werden die unteren freien Folienbereiche 48 nach oben und auf den Gegenstand 18 bzw. dessen Seiten zu bewegt. Hierbei ist es möglich, die Stärke der Beaufschlagung B zu reduzieren bzw. sie ganz einzustel­ len, da durch die dadurch hervorgerufenen Verwirbelungen bzw. abgelenkte Luft das Hochklappen der freien Folienbereiche 48 negativ beeinträchtigt werden könnte. In der Praxis wird ein Abstellen der Beaufschlagung B keine Nachteile bringen, da zum einen die obere Folienbahn 23 bereits gegen den Gegen­ stand angedrückt ist und sich nicht wieder davon entfernen wird. Zum anderen ist deutlich zu erkennen, daß der untere freie Folienbereich 48 den oberen Bereich 46 gegen die Beauf­ schlagung C abschirmt, also auch dadurch der Bereich 46 nicht verschoben werden wird.

Der Luftumwälzer 27, d. h. das Warmluftgebläse für die normale zum Schrumpfen eingesetzte Umluft, kann bei einer Ausführungs­ form ca. 2,7 m³/min umwälzen, d. h. an den Rohrheizkörpern 31 vorbei durch die Heißluftkanäle 56, die Heißluftaustritte 55 und den Schrumpftunnelinnenraum zurück zum Gebläseeintritt.

In Fig. 6 ist dargestellt, wie auch die unteren Folienberei­ che 48 nach oben über die oberen Bereiche 46 und gegen die Seiten des Gegenstandes 18 geklappt bzw. gelegt sind. Ähnlich wie bei der Beaufschlagung B ist auch bei der Beaufschlagung C die Richtung mehr zur Horizontalen hin abgewandelt, insbe­ sondere nur noch leicht aufwärts. Dadurch werden die Folien­ bahnen bzw. die freien Bereiche 46 und 48 in einem für das Verbinden bzw. Verschweißen der Folie durch Heißlufteinwir­ kung und vorzugsweise dichtes Abschließen der Banderolein­ stellung gehalten. Ein weiterer Vorteil einer Beaufschlagung C von unten besteht darin, daß der Verbindungsbereich der Folienbahnen an den gegenüberliegenden Enden des Gegenstan­ des, an dem die Folienbahnen miteinander in dem Schrumpftun­ nel verschweißt werden, von der Unterkante des Gegenstandes nach oben hin angehoben werden können. Somit kann ein Ab­ sacken bzw. Durchsacken dieses Verbindungsbereiches vermieden werden.

Einerseits kann durch ein vorstehend beschriebenes Verfahren der in eine Folienbanderole eingebrachte Gegenstand 18 mög­ lichst sauber, gleichmäßig und vollständig um- bzw. verschlos­ sen werden. Bei einer an zwei gegenüberliegenden Seiten offe­ nen Banderole mit Überlappung, die verschlossen werden soll, kann dies vorteilhaft auf die Art und Weise erfolgen, wie bei­ spielsweise ein Karton in Geschenkpapier eingeschlagen wird. Dabei wird der Folienüberstand über eine Seite des Gegenstan­ des zuerst an zwei gegenüberliegenden Bereichen einer Seite nach innen gegen den Gegenstand gelegt bzw. gefaltet, danach zuerst an einem der übrigen Folienbereiche und abschließend der letzte Folienbereich gegen die Seite des Gegenstandes ge­ faltet. Das Gleiche wird an der gegenüberliegenden Seite des Gegenstandes wiederholt. Ein solches Falten ist in Fig. 7 an­ gedeutet, die eine Draufsicht auf einen Gegenstand 18, der von einer Banderole aus einer oberen und unteren Schrumpffolien­ bahn 23 und 24 umhüllt ist, darstellt. Durch die Beaufschla­ gung E werden jeweils die seitlichen Verbindungsbereiche zwi­ schen den oberen freien Folienbereichen 46 und den unteren 48 nach innen und gegen die frei zugänglichen Seiten des Gegen­ standes 18 gelegt. Anschließend können, beispielsweise gemäß den Fig. 4 bis 6, die freien Folienbereiche 46 und 48 zum vollständigen Verschluß beaufschlagt und an den Gegenstand 18 gefaltet werden. Gestrichelt dargestellt ist die veränderte Beaufschlagungsrichtung E, um die Folienbereiche wie bei einer Faltung wunschgemäß führen zu können. Eine Vorfaltung zuerst der seitlichen Folienbereiche hat den Vorteil, daß hier für jeweils zwei gegenüberliegende Bereiche einer Seite die glei­ chen Bedingungen gelten, anders als bei einem herunterhängen­ den Bereich 46 und einem flachliegenden Bereich 48.

Nach der Faltung abstehende sog. "dog ears" (im Prinzip Eselsohren), die auch bei Volleinschlag auftreten können, können angedrückt werden. Ein besonders vorteilhaftes Bei­ spiel sieht jedoch vor, durch die verbesserte Schrumpfung der Folie diese glattzuschrumpfen, insbesondere die Schrumpffä­ higkeit der Folien zu 100% auszunutzen, um eine ansprechende Optik der Verpackung zu erzielen.

Aus der vorstehenden Beschreibung der Verfahrensschritte geht hervor, daß eine Beaufschlagung der in Durchlaufrichtung D gesehenen Seitenbereiche des Gegenstandes vorteilhaft ist, da dort durch fortlaufend angeordnete, evtl. einer veränderten Beaufschlagungsrichtung entsprechende, Austrittsöffnungen 34 oder Austrittsdüsen 38 eine fortlaufende Beaufschlagung mög­ lich ist. Des weiteren ist es möglich, insbesondere durch eine gesteuerte Beaufschlagung, die Beaufschlagung jeweils an dem vorderen und hinteren Ende des Gegenstandes vorzunehmen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Gegenstand 18 kurz abzustoppen, um beispielsweise eine Faltung gemäß den Fig. 4 bis 7 vorzubereiten oder vorzunehmen, und danach wieder in Durchlaufrichtung D weiterzutransportieren. Ebenso sind zum Teil mitlaufende Austragvorrichtungen vorstellbar.

Insgesamt ist zu beachten, daß der Anteil der zusätzlich ein­ gebrachten Luft, insbesondere wenn diese kalt sein sollte, an der insgesamt eingebrachten Luft, die Heißluft ist, gering sein sollte, insbesondere im Bereich weniger Prozent. Dadurch wird die Änderung der gewünschten Temperatur durch eingebrach­ te Kaltluft gering gehalten. Um eine gute Regelung zu ermög­ lichen, sollte sie entsprechend modifiziert sein. Eine Mög­ lichkeit hierzu besteht darin, insbesondere bei einer elektri­ schen Heizeinrichtung, zur Ansteuerung Halbleiterschalter zu verwenden. Dies ermöglicht, insbesondere im Zusammenhang mit einer Null-Durchgangs-Ansteuerung der Schaltelemente, ein schnelles und häufiges Schalten zur reaktionsschnellen und genauen Regelung der Temperatur in einem gewünschten Bereich.

Es hat sich des entgegen dem allgemeinen Prinzip der Beauf­ schlagung mit Heißluft gezeigt, daß sich durch die Verwirbe­ lungen infolge der zusätzlichen Beaufschlagung, insbesondere mit kalter Luft, die Schrumpfung der Folie verbessern läßt. Der Abbau der Grenzschichten durch die Verwirbelung mit zu­ sätzlich eingebrachter Luft ermöglicht eine Verbesserung des Wärmeeintrags in die Folie. Dadurch kann erreicht werden, daß die Temperatur an und somit in der Folie selber relativ genau der Schrumpftunneltemperatur entspricht. Der Abbau des Tempe­ raturgefälles ermöglicht ein Absenken der benötigten Tempera­ tur im Tunnel und somit des Energieverbrauches. Der Druckluft­ verbrauch ist relativ gering. Bei dem vorhergenannten Beispiel beträgt er zwischen 0,0275 und 0,11 m³/min. d. h. 1 bis 5% der umgewälzten Heißluftmenge.

Eine weitere Möglichkeit liegt darin, daß durch das gezielte und starke Anblasen von Schrumpffolienbereichen diese gegen­ über dem Gegenstand etwas bewegt und von Kanten o. dgl. losge­ rüttelt werden kann. Somit kann sich eine Schrumpfung der Folie gleichmäßiger über deren gesamte Ausdehnung hinziehen. Überstehende Bereiche werden durch gleichmäßig verteilte Schrumpfung "glattgeschrumpft".

Der Schrumpfvorgang kann einerseits für Polyethylenfolie (PE- Folie) und andererseits für Polyolefinfolie (PO-Folie) ange­ paßt werden.

Bei der dickeren PE-Folie (ca. 25 µm-200 µm) kann das theo­ retisch vorhandene Schrumpfpotential weiter ausgeschöpft wer­ den, einmal durch Losrütteln der Folie von den Kanten des Ge­ genstandes und zum anderen durch die verbesserte Wärmeeintra­ gung. Die erfolgt bei Temperaturen um ca. 180°C, wobei die Temperatur in der Regel in der Heißluftansaugung gemessen wird.

Bei der dünneren PO-Folie (ca. 8 µm-35 µm, insbesondere 15 µm-19 µm) kann neben der besser angereizten Schrumpfka­ pazität die Schrumpftemperatur gesenkt werden. Dies wird vor allem durch den Abbau der Grenzschichten an der Folie ermög­ licht. Üblicherweise wird für PO-Folie ein Temperaturfenster von ca. 150°C-180°C Tunneltemperatur verwendet. Darüber schmilzt die Folie an. Schon bei 120°C-130°C lassen sich nach dem neuen Verfahren nun Schrumpfergebnisse erzielen, die ansonsten erst ab 150°C (Temperaturmessung jeweils wie oben erläutert) möglich waren. Dies ermöglicht eine immense Ener­ gieersparnis. Bei gleichem Durchsatz kann ein Schrumpftunnel kürzer (insbesondere mitweniger Leistung) gebaut werden, bei gleicher Länge bzw. Leistung ergibt sich ein höherer Durch­ satz.

Die Erfindung ist auch für Verpackungen vorteilhaft, bei denen der Gegenstand nicht nur von einer Folienbanderole um­ geben, sondern ganz umschlossen und eingeschweißt ist (Voll­ einschlag). Auch dort kann man mit den zusätzlichen, ggf. ge­ zielten Hochgeschwindigkeits-Luftstrahlen nicht nur die Foli­ enumhüllung besonders gleichmäßig und optisch ansprechend so­ wie festigkeitsmäßig günstig beeinflussen, sondern auch die Wärmeübertragung an der Folie verbessern, so daß ggf. kürzere Schrumpftunnel möglich sind.

Claims (19)

1. Verfahren zur Verpackung von Gegenständen in Schrumpf­ folie, wobei die Schrumpffolie den Gegenstand im wesent­ lichen umgibt und in einem Schrumpftunnel durch bewegte Heißluft verschlossen und/oder eingeschrumpft wird, da­ durch gekennzeichnet, daß Folienbereiche (46, 48) zu­ sätzlich im wesentlichen gezielt mit schnell strömender Luft beaufschlagt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegte Heißluft großflächig verteilt wird, insbe­ sondere durch langsame Umwälzung, wobei vorzugsweise die zusätzliche Beaufschlagung (B, C, E) gezielt erfolgt, insbesondere im wesentlichen punktförmig durch wenig­ stens einen Luftstrahl.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die schnell strömende Luft mit einem Druck von 2 bar bis 7 bar austritt, insbesondere mit einer Ge­ schwindigkeit von 11 m/sec bis 22 m/sec, wobei vorzugs­ weise das Volumen der schnell strömenden Luft 1 bis 20%, bevorzugt 2 bis 5% des Volumens der in das Innere des Schrumpftunnels (15) eingebrachten Heißluft beträgt.

4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zumin­ dest teilweise mit schnell strömender kalter Luft beauf­ schlagt und/oder angeblasen wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zumin­ dest teilweise zusätzlich mit aufgeheizter, schnell strömender Luft beaufschlagt und/oder angeblasen wird, wobei die Luft vorzugsweise durch eine Heizeinrichtung (31) für den Schrumpftunnel (15) aufgeheizt wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen die in Durchlaufrichtung (D) gesehenen Seiten und/oder die Unterseite des Gegenstandes (18) bzw. dazugehörige Folienbereiche (46, 48) beaufschlagt werden, wobei ins­ besondere die Folienbereiche durch die Beaufschlagung (B, C, E) zu dem Gegenstand hin bewegt werden.

7. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung (B, C, E) in veränderbarer Richtung erfolgt, wobei vor­ zugsweise die Veränderung der Beaufschlagungsrichtung entlang der Durchlaufbahn erfolgt, insbesondere mit den Gegenstand (18) mitlaufend.

8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch eine steuerbare zusätz­ liche Beaufschlagung (B, C, E) mit schnell strömender Luft, wobei vorzugsweise die Beaufschlagung im wesentli­ chen nur dort erfolgt, wo sich der Gegenstand (18) auf seiner Durchlaufbahn befindet.

9. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (23, 24) vor Einfahren des Gegenstandes (18) in den Schrumpftun­ nel (15) mit zusätzlicher Luft beaufschlagt wird, wobei vorzugsweise die Folie vorgeformt bzw. in eine die Schrumpfung der Folie und/oder Verschließung zu überlap­ pender Folienbereiche (46, 48) ermöglichende Form ge­ bracht wird.

10. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (23, 24) in dem Schrumpftunnel (15) mit schnell strömender Luft zusätzlich beaufschlagt wird, wobei die Beaufschlagung (B, C, E) vorzugsweise zumindest im Anfangs- und/oder Endbereich des Schrumpftunnels erfolgt, insbesondere im wesentlichen entlang des gesamten Schrumpftunnels.

11. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in dem Schrumpftunnel (15) durch Regelung in einem die Schrumpfung und/oder Verbindung der Folie (23, 24) be­ wirkenden Temperaturbereich gehalten wird, wobei zur Regelung die Temperatur mit wenigstens einem Temperatur­ sensor erfaßt und bei Temperaturabfall über eine Heiz­ einrichtung (31) für die Heißluft nachgeregelt wird, wo­ bei vorzugsweise das Schalten der Heizeinrichtung sehr schnell erfolgt, insbesondere bei einer elektrischen Heizeinrichtung mittels elektronischer Schalter.

12. Verpackungsvorrichtung mit einem Schrumpftunnel für Gegenstände, die im wesentlichen mit Schrumpffolie umge­ ben sind, wobei die Gegenstände in dem Schrumpftunnel mit Heißluft behandelt werden zur Schrumpfung und/oder Verbindung der Folie miteinander, gekennzeichnet durch eine Austragvorrichtung (40) zur Beaufschlagung (B, C, E) der Folie (23, 24) mit schnell strömender Luft zu­ sätzlich zu der Heißluftbehandlung.

13. Verpackungsvorrichtung nach Ansprüch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Austragvorrichtung (40) zumindest teilweise entlang einer Duchlaufbahn (D) der Gegenstän­ de (18) erstreckt, insbesondere wenigstens im unteren und vorzugsweise zusätzlich im seitlichen Bereich der Durchlaufbahn.

14. Verpackungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragvorrichtung (40) wenig­ stens eine Leitung (41) für die schnell strömende Luft aufweist, insbesondere eine Leitung mit Austrittsöff­ nungen (34, 38) für die Luft, wobei vorzugsweise Ver­ stellmittel zur Änderung von Richtung und/oder Aus­ trittsquerschnitt der Austrittsöffnungen vorgesehen sind.

15. Verpackungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Richtung zumindest eines Teils der Austrittsöffnungen (34, 38) in einem Winkel zwischen 10° und 90° zur Horizontalen verläuft, insbesondere zwischen 45° und 80°, wobei sie vorzugsweise zur Durchlaufbahn (D) des Gegenstandes (18) hin geneigt ist.

16. Verpackungsvorrichtung nach wenigstens einem der An­ sprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ tragvorrichtung (40) vor dem Schrumpftunnel (15) ange­ ordnete Austrittsöffnungen (34, 38) aufweist, die insbe­ sondere zur Vorfaltung freier zu verbindender Folienbe­ reiche (46, 48) durch die Beaufschlagung (B, C, E) zu­ mindest teilweise schräg auf diese Folienbereiche zu ausgerichtet sind.

17. Verpackungsvorrichtung nach wenigstens einem der An­ sprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ tragvorrichtung (40) im wesentlichen innerhalb des Schrumpftunnels (15) angeordnet ist, wobei sie vorzugs­ weise Austrittsöffnungen (34, 38) aufweist, die zur Fal­ tung und Überlappung freier zu verbindender Folienberei­ che (46, 48) zumindest teilweise schräg auf wenigstens einen solchen Folienbereich zu ausgerichtet sind.

18. Verpackungsvorrichtung nach wenigstens einem der An­ sprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuerung mit einer Temperaturregelung für die Beheizung (31) des Schrumpftunnels (15) aufweist, wobei sie mit wenigstens einem Temperatursensor, der insbesondere im oberen Bereich des Schrumpftunnelinneren angeordnet ist, verbunden ist.

19. Verpackungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuerung Schaltmittel für eine Heizeinrichtung (31) der Beheizung aufweist, insbesonde­ re Halbleiterschalter, wobei die Heizeinrichtung vor­ zugsweise elektrisch ist und wenigstens einen Rohrheiz­ körper aufweist, der in einen von umgewälzter und zu heizender Luft durchströmten Kanal (30) ragt.