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Bereich der Erfindung
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Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft eine Wärmeschrumpfeinrichtung zur Verpackung mit durch Wärme aufschrumpfbarer Plastikfolie. Genauer gesagt betrifft das Muster eine ringförmige Ofenstruktur mit Gasbrennern, die dazu bestimmt ist, eine zu verpackende Ladung zu umgeben.
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Stand der Technik
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Wie bekannt ist, wird im Verpackungssektor durch Wärme aufschrumpfbare Plastikfolie verwendet, die in kaltem Zustand auf das zu verpackende Material in lockerem Zustand – sowohl in Form einer Wickelung als auch in Form einer Haube – aufgebracht und anschließend durch Wärmezufuhr zum Anliegen an die Ladung gebracht wird.
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Die Einrichtungen, mit denen die Wärmeaufschrumpfung der Plastikfolie auf der Ladung durchgeführt wird, werden im Allgemeinen als Wärmeschrumpföfen bezeichnet. Diese bestehen typischerweise aus mehreren Heizelementen, die ringförmig um die Ladung angeordnet und geeignet sind, warme Blasluft (mit einer Temperatur bis rund 300°C) zu erzeugen, die getrieben wird, um die Plastikfolie zu umströmen, die die Ladung umgibt, sodass sie deren Wärmeschrumpfung nach den üblicherweise bekannten Modalitäten bewirkt.
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Die Heizelemente können von zweierlei Art sein, elektrisch oder mit Gas betrieben.
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Die elektrischen Heizelemente haben eine geringere Leistung, sind aber sehr leicht zu regulieren. Daher ist es eine allgemeine Praxis, mehrere kleine Heizelemente rund um einen Wärmeschrumpfbereich (in dem die zu verpackende Ladung abgelegt wird) anzuordnen, die so angebracht sind, dass sie einzeln an die Ladung angenähert und davon entfernt werden und auf jeden Fall einzeln temperaturkontrolliert werden können. Auf diese Weise kann die durch Wärme aufschrumpfbare Folie auf sehr präzise und effiziente Weise erwärmt werden. Ein Beispiel dieser Technologie ist durch
DE3826358 oder
EP595.108 dargestellt. Diese Art von Heizelement erfordert jedoch insgesamt einen hohen Verbrauch an elektrischer Energie, der in zahlreichen Zusammenhängen überhaupt nicht erwünscht ist.
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Die Gas-Heizelemente – um die es in der vorliegenden Anmeldung geht –, sind deutlich weiter verbreitet, weil sie eine höhere Einheitsleistung haben und daher für Massenproduktionen besser geeignet sind. Das Problem, das bei dieser Art von Heizbrenner auftritt, betrifft sein Regulierungsvermögen, was letztendlich auch Einfluss auf die Betriebskosten hat.
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In den meisten Fällen sieht der Wärmeschrumpfofen aus Gründen der strukturellen Bequemlichkeit und des Handlings eine ringförmige Kastenstruktur vor (typischerweise mit viereckigem Umfang), auf der mehrere Gasbrenner und Auslassdüsen angebracht sind, die in das Innere des ringförmigen Umfangs gerichtet sind, in dem die zu verpackende Ladung abgelegt wird. Die ringförmige Struktur ist typischerweise auf vertikal bewegliche Weise auf einer Stützbrücke angebracht, die rittlings auf eine Vorrückstraße für die zu verpackenden Ladungen gestellt wird.
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Eine solche ringförmige Struktur hat solche Abmessungen, dass sie die Ladung umgeben und die Auslassdüsen im korrekten Abstand von den seitlichen Flächen der Ladung halten kann, sodass die Wärmeschrumpfung der Folie bewirkt wird, ohne diese zu verbrennen. Wenn der Ring in vertikaler Richtung bewegt wird, zerstreut sich die von den Brennern abgegebene Wärme auf die gesamte Folie, die die Ladung der Höhe nach verkleidet.
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Im Lauf der Zeit hat die Arbeitserfahrung gezeigt, dass die Schrumpfung der Folie auf optimale Weise erfolgt, wenn der Auslass der Brenner auf einem Abstand zwischen 20 cm und 30 cm von der Folie gehalten wird. Wie jedoch leicht erahnbar ist, ist die ringförmige Struktur gemäß dem Stand der Technik, die oben kurz beschrieben wurde, im Wesentlichen starr und kann daher die optimale Distanz von der Ladung nur in spezifischen Fällen garantieren, das heißt, wenn der Querschnitt der Ladung im Grundriss mit einem gewissen Reduktionsfaktor dem Projektschnitt des Ofens entspricht.
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Wenn es dagegen notwendig ist, dieselbe Anlage für Ladungen mit auch sehr unterschiedlichen Abmessungen zu verwenden, wird die Wärme sehr oft auf nicht ideale Weise auf die Ladung übertragen. Unter diesen Bedingungen ist der Gasbrenner häufig wenig effizient, und folglich kann es sich zum Erhalt der korrekten Wärmezufuhr auf die Verpackungsfolie als unerlässlich erweisen, den warmen Luftstrom zu verstärken und/oder die Zeiten zu verlängern, in denen sie dem warmen Luftstrom ausgesetzt ist, was mit einem beträchtlichen Anstieg des Zeit- und Energieaufwands einhergeht.
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Einrichtungen, die an dieses Problem herangehen, sind im
italienischen Gebrauchsmuster Nr. 272.811 und im
italienischen Patent Nr. 1.400.702 beschrieben, beide im Namen desselben Anmelders, auf die hier zwecks besseren Verständnisses der vorliegenden Erfindung ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Beide bereits vorgestellten Lösungen sind zufriedenstellend, aber es wurde festgestellt, dass ein Rahmen für Verbesserungen vorhanden ist. Im Besonderen besteht die Notwendigkeit, eine Einrichtung zu bieten, die keine großen Verschiebungen der Ladung erfordert und die Durchführungszeiten verringert, obwohl eine wesentliche Ökonomie bei der Bearbeitung (besonders im Hinblick auf die Energie) und Anpassungsfähigkeit an die Abmessungen der Ladung zumindest innerhalb der am meisten verbreiteten Abmessungen (Europaletten) beibehalten wird.
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Es sind bereits komplexe Maßnahmen vorgeschlagen worden, um jeweils die Gehäusestruktur zur Verteilung zu verändern oder die Auslassdüsen der Brenner zu bewegen, sodass die Abgabe der Wärme auf die Abmessungen des zu verpackenden Ladungspostens angepasst wird, aber dies bringt bauliche und betriebliche Aufwendungen mit sich, die häufig nicht lohnend sind. Bekannte Lösungen dieser Art sind zum Beispiel in
EP 244622 ,
DE 4318753 und
DE 2852967 beschrieben.
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Zusammenfassende Beschreibung
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Das Ziel des vorliegenden Musters besteht daher darin, eine Einrichtung zur Wärmeschrumpfung mit Gasbrennern vorzuschlagen, die in der Lage ist – auf extrem einfache und rasche Weise und jedes Mal, wenn sich ein Wechsel der Art und Abmessungen der Ladung als erforderlich erweist –, die Modalitäten der Wärmeabgabe auf die durch Wärme aufschrumpfbare Plastikverpackung, wie auch immer die Form und die Abmessungen der zu verpackenden Ladung sind, anzupassen, wobei die Totzeiten auf das Minimum reduziert und der Energieverbrauch proportional zu den Dimensionen der Ladung beibehalten werden.
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Das Ziel wird mit einem Ofen zur Wärmeschrumpfung für die Verpackung mit durch Wärme aufschrumpfbarer Folie erreicht, der die in Anspruch 1 angeführten Merkmale hat; die sekundären Ansprüche betreffen einige besonders bevorzugte Aspekte der Erfindung.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Merkmale und Vorteile der mustergemäßen Einrichtung gehen auf jeden Fall deutlicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform derselben hervor, die als Beispiel gebracht und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, wobei:
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1 eine schematische Grundrissansicht einer mustergemäßen Einrichtung in der Phase der Bearbeitung einer Ladung mit großen Abmessungen im Grundriss ist;
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2 eine schematische Grundrissansicht derselben Einrichtung wie in 1 in der Phase der Bearbeitung einer Ladung mit kleinen Abmessungen ist; und
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3 eine Ansicht derselben Einrichtung im frontalen Aufriss ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER ALS BEISPIEL DIENENDEN FORM
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Wie in den Figuren schematisch dargestellt, umfasst eine Wärmeschrumpfeinrichtung auf an sich bekannte Weise eine starre Stützbrücke 1, feststehend und mit einem Paar Stehern 1a, 1b versehen, die rittlings auf eine Transportstraße 1c (zum Beispiel eine Rollbahn) zum Bewegen einer Ladung C gesetzt wird. Diese Brücke 1 ist geeignet, um die Gasbrennervorrichtungen zu halten und zu bewegen, welche die erforderliche warme Luft erzeugen, um den durch Wärme erzeugten Aufschrumpfvorgang der Folie aus Plastikverpackungsmaterial auf die nachfolgend deutlicher erklärte Weise durchzuführen.
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Auf der Stützbrücke 1 ist nämlich ein viereckiger starrer Rahmen 1d aufgehängt, dessen Höhenposition von einem vertikalen Antriebssystem reguliert wird, zum Beispiel Halteketten 1e, die von einer Motorisierung M abhängen.
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Auf dem starren Rahmen 1d sind mehrere kastenförmige Elemente angebracht, die Brennervorrichtungen 2, 3, 4 und 5 enthalten, welche geeignet sind, um Ströme von warmer Luft zur Mitte des Rahmens 1d zu erzeugen, wo eine zu verpackende Ladung abgelegt werden soll. Die Brennervorrichtungen sind mit an sich bekannten Mitteln zur Erzeugung von Wärme, Blasluft-Regulierung der Richtung und der Temperatur des warmen Luftstroms ausgestattet: Diese Vorrichtungen werden in der Folge einfach als "Brenner" bezeichnet, und es werden dazu keine weiteren Details angegeben, da sie fachkundigen Technikern bekannt sind und an sich nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden.
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Da die Brenner 2–5 auf dem vertikal beweglichen Rahmen 1d angebracht sind, ist es möglich, die warme Luft entlang der gesamten Höhe der Ladung C zu verteilen.
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Ebenfalls auf bekannte Weise sind auf dem ringförmigen Rahmen 1d die Brenner zumindest in zwei Querbrenner 2, 3 unterteilt, das heißt senkrecht zur Längsachse X-X der Bewegung der Ladungen angeordnet, und in zwei seitliche Brenner 4, 5, das heißt parallel zur Längsachse X-X. Diese Brenner sind in den Zeichnungen sehr schematisch als stark in die Länge gezogene kastenförmige Elemente dargestellt, deren Schlitz zur Verteilung der warmen Luft (nicht sichtbar) parallel zur Längsseite derselben und mit dem Warmluftstrom zur Ladung hin gedacht werden muss, die in der Mitte des Rahmens 1d abgelegt ist.
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Außerdem ist mindestens einer der Querbrenner – im dargestellten Fall der Brenner 3 – auf dem Stützrahmen 1d horizontal beweglich entlang der Längsachse X-X der Anlage angebracht, das heißt, in Annäherung und Entfernung vom entgegengesetzten Brenner 2. Als Alternative sind beide Querbrenner 2 und 3 entlang einer entsprechenden Achse X-X horizontal zueinander beweglich. Auf diese Weise kann der relative Abstand zwischen zwei entgegengesetzten Querbrennern 2 und 3 beliebig reguliert werden, indem er an die entsprechende Abmessung der zu verpackenden Ladung angepasst wird.
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Diese Bewegung erlaubt, von der in 1 gezeigten Anordnung, die für eine Ladung C von maximaler Abmessung geeignet ist, zu der Anordnung in 2 zu gehen, die für eine Ladung Ci mit einer deutlich kleineren Längenabmessung geeignet ist.
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Folglich weist das andere Paar der seitlichen Brenner 4 und 5 eine Gesamtausdehnung auf, die geeignet ist, um der ganzen Länge einer Ladung C Wärme zuzuführen, die dem maximalen Abstand zwischen zwei Querbrennern entspricht (das heißt, der in 1 dargestellten Ladung).
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Laut dem Muster sind die beiden seitlichen Brenner 4 und 5 der Länge nach in zwei oder mehr operative Abschnitte 4a, 4b beziehungsweise 5a, 5b eingeteilt oder unterteilt. Im Besonderen sind die operativen Abschnitte der Länge nach einer nach dem anderen auf jeder Seite angeordnet und aus energetischer Sicht autonom, das heißt, sie können für die Erzeugung von warmer Luft unabhängig aktiviert/deaktiviert werden und verbrauchen eine Energiemenge, die proportional zur eigenen Abmessung im Vergleich zur Gesamtabmessung der beiden seitlichen Brenner 4 und 5 ist.
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Jeder Abschnitt 4a–5b kann daher je nach den Anforderungen aktiviert/deaktiviert werden, sodass zwei jeweilige mehr oder weniger ausgedehnte Ströme warmer Luft gebildet werden, je nachdem, wie viele davon aktiviert sind. Wie beispielsweise dargestellt, besitzt jeder Abschnitt 4a–5b einen eigenen Ventilator 6, um den warmen Luftstrom zu stabilisieren (auch wenn dies nicht absolut notwendig ist, wenn ein einziger Ventilator und mehrere Drosselventile auf den verschiedenen Brennerabschnitten vorgesehen sind).
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Im Besonderen ist es mit einer einfachen Trennung in den kastenförmigen seitlichen Körpern der Brenner 4 und 5 möglich, den Brennerring grundlegend an zwei typische Ladungsabmessungen sehr gut anzupassen, wobei auf zwei Paletten mit Standardabmessungen Bezug genommen wird.
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Die so beschriebene Einrichtung hat eine relativ einfache und intuitiv zu verstehende Funktionsweise.
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In dem in 1 dargestellten Zustand ist die Ladung C, die auf eine Wärmeaufschrumpfungsoperation wartet, eine Ladung mit maximaler Abmessung, das heißt, sie nimmt den gesamten verfügbaren Platz innerhalb des ringförmigen Rahmens 1d ein.
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In diesem Zustand sind die Querbrenner 2 und 3 und alle Abschnitte der seitlichen Brenner 4 und 5 aktiv.
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In dem in 2 dargestellten Zustand ist die Ladung Ci, die auf eine Wärmeaufschrumpfungsoperation wartet, eine Ladung mit reduzierter Längenabmessung; daher erstreckt sie sich über ungefähr die Hälfte des maximal zwischen den beiden Querbrennern 2 und 3 verfügbaren Längsraumes.
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In diesem Fall wird die Ladung Ci im korrekten Abstand in der Nähe des ersten Querbrenners 2 positioniert, und der andere Querbrenner 3 verschiebt sich zum ersten Brenner 2 und bringt ihn seinerseits auf den korrekten Abstand zur Ladung Ci.
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Auf diese Weise wird die gesamte Ausdehnung der seitlichen Brenner 4 und 5, die außerhalb der von den beiden Querbrennern 2 und 3 begrenzten Umfangslinie bleibt, nicht verwendet, um der Ladung Wärme zuzuführen. Es ist daher möglich, die Abschnitte 4b und 5b zu deaktivieren, die außerhalb der beiden Querbrenner sind, was einen offensichtlichen Vorteil im Hinblick auf den Energieverbrauch darstellt.
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Gemäß einem bevorzugten Merkmal des Musters haben die beiden Abschnitte vorne und hinten jedes seitlichen Brenners 4, 5 unterschiedliche Längen, wie schematisch in 1 und 2 dargestellt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass – falls auch der zweite Querbrenner 2 und nicht nur der erste Querbrenner 3 horizontal beweglich in Richtung des zweiten Brenners 2 angebracht ist – die Ladung Ci in einer mehr oder weniger vorgerückten Position im Hinblick auf den starren Rahmen 1d angeordnet werden kann, je nachdem, ob sie Längenabmessungen hat, die jenen der vorderen Abschnitte 4a, 5a oder jenen der hinteren Abschnitte 4b, 5b ähnlicher sind, die zuvor behandelt wurden. Im Wesentlichen ist der Energieverbrauch besser an die Abmessungen der Ladung anpassbar.
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Auf theoretischer Ebene kann jeder seitliche Brenner in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt werden, aber faktisch ist die beschriebene Lösung jene, die den besten Kompromiss zwischen den Energievorteilen darstellt, die im Vergleich zu höheren Konstruktions- und Wartungsaufwendungen erzielt werden können, welche die Hinzufügung weiterer Abschnitte implizieren würde.
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Gemäß einer Variante des Modells sind auch die seitlichen Brenner 4 und 5 horizontal verschiebbar entlang einer zur Längsachse X-X senkrechten Achse in relativer Annäherung oder Entfernung voneinander angebracht.
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In diesem Fall wird es möglich – mit Bezugnahme auf eine Ladung, die zum Beispiel im Wesentlichen dieselben Längenabmessungen wie die Ladung C von 1, aber eine geringere Querabmessung hat (Ladung C3 mit gestrichelten Linien in 1 dargestellt) –, die seitlichen Brenner 4a, 4b beziehungsweise 5a, 5b an die Seitenwände der Ladung C3 anzunähern. Vorteilhafterweise sind die verschiedenen Abschnitte, aus denen sich die seitlichen Brenner 4 und 5 zusammensetzen, unabhängig verschiebbar angebracht. Dies erlaubt eine größere Flexibilität bei der Anpassung des Brennerringes an die Abmessungen der Ladung, die jeweils der Wärmeschrumpfeinrichtung vorgelegt wird, ohne dass es zu Interferenzen zwischen den Querbrennern und den Seitenbrennern kommen kann.
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Im Fall dieser Variante ist es möglich, auf bestmögliche Weise auch kleinere Ladungen zu behandeln, die zum Beispiel eine Querabmessung wie jene der Ladung C3 und eine Längenabmessung wie jene der Ladung Ci oder C2 haben. Wenn nämlich – nur zwecks besserem Verständnis – auf die Ladung Ci in 2 Bezug genommen wird, können der erste Querbrenner 3 auf die in 2 dargestellte Weise angenähert und gleichzeitig nur die beiden vorderen Abschnitte 4a, 5a der seitlichen Brenner seitlich an die Ladung angenähert werden, ohne dass eine mögliche Interferenz der hinteren Abschnitte 4b, 5b mit dem ersten Brenner 3 zu fürchten ist, weil diese Abschnitte 4b, 5b unbeweglich bleiben. Da die Abmessungen der Ladung C entlang der Transportstraße automatisch erfasst werden können, kann eine Kontrolleinheit auch dafür sorgen, vor der Aktivierung des Wärmeschrumpfofens den wechselseitigen Abstand der Brenner 2, 3, 4a, 4b, 5a und 5b in Längs- und/oder Querrichtung zu regulieren, sodass zwischen den verschiedenen Abschnitten der Brenner und den Seiten der Ladung C stets der bestmögliche Abstand und der kleinstmögliche Energieverbrauch bestimmt werden können.
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Wenn es sich also um Ladungen mit häufigen Abmessungsänderungen handeln sollte, ist es vorteilhaft, Fühlermittel vor der Einrichtung oder in fester Verbindung in Bewegung mit den Brennern vorzusehen, sodass ein Signal an ein Kontrollsteuergerät zur korrekten Regulierung der Abstände gesendet wird.
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Bei einer günstigeren Einrichtung ist es umgekehrt möglich – wenn vorgesehen ist, ziemlich große Ladungsposten mit gleichen Abmessungen zu behandeln –, die oben genannten Regulierungen im manuellen Modus durchzuführen.
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Mit der mustergemäßen Einrichtung wird auf diese Weise das gesteckte Ziel erreicht, das heißt, es wird eine Wärmeschrumpfeinrichtung für die Verpackung von Ladungen bereitgestellt, die in der Lage ist, eine exzellente Qualität der durch Wärme aufgeschrumpften Verpackung zu geringen Energiekosten zu liefern, dank der Tatsache, dass sie sich leicht an die Grundrissabmessungen der Ladung anpasst und daher die Brenner auf einem idealen Abstand zur Ladung hält. Diese Anpassung erfolgt durch eine einfache Unterteilung der kastenförmigen Körper der Brenner, und dies ebenfalls zu sehr geringen Kosten.
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Es versteht sich auf jeden Fall, dass der Schutz des oben beschriebenen Musters nicht als beschränkt auf die dargestellte besondere, als Beispiel dienende Ausführungsform zu verstehen ist, sondern sich auf jede andere Konstruktionsvariante erstreckt, die unter den Bereich der nachfolgenden Ansprüche fällt.
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Es versteht sich beispielsweise, dass die in den Figuren dargestellte rechteckige Abmessung auch um 90° gedreht werden könnte, das heißt, dass vorgesehen ist, dass die längere Seite des Ringes des Wärmeschrumpfofens quer zur Bewegungsrichtung X-X der Ladungen angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3826358 [0005]
- EP 595108 [0005]
- IT 272811 [0011]
- IT 1400702 [0011]
- EP 244622 [0013]
- DE 4318753 [0013]
- DE 2852967 [0013]
