DE2205975A1

DE2205975A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einwickeln von Packgut in wärmeschrumpfbare Folie

Info

Publication number: DE2205975A1
Application number: DE19722205975
Authority: DE
Inventors: Odd Haslum Graver (Norwegen)
Original assignee: A/S Ingenioerfirmaet Fernholt & Giertsen, Sandvika (Norwegen)
Priority date: 1971-02-10
Filing date: 1972-02-09
Publication date: 1972-08-31
Also published as: NO127044B; SE389851B; NL7201708A; US3777446A; IT948469B; NO127044C; GB1311828A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHUNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH DIPL-ING. SELTING

5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

8. Feb. I972 Sch-DB/ls

A/S Ingenijzirfirmaet Fernholt & Giertsen Ringeriksveien 179* 1300 Sandvika (Norwegen)

Verfahren und Vorrichtung zum Einwickeln von Packgut in wärmeschrumpfbare Folie

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einwickeln von Packgut, insbesondere Palettengut, in wärmeschrumpfbare Kunststoffolie, in der Technik allgemein "Schrumpffolienverpackung" bezeichnet.

Diese Technik basiert auf der Verwendung thermoplastischer Folien, denen während der Herstellung Spannungen eingegeben worden sind, die durch Erwärmung der Folie freikommen sowie die Folie schrumpft. Wenn man dieses Folienmaterial um ein in sie einzuwickelndes Gutteil herumlegt und anschließend einer Wärmeeinwirkung aussetzt, so schrumpft die Folie und kann nach Abkühlung eine das Gutteil hauteng umgebende Umhüllung bilden. Das Packgut kann ein einzelnes Teil sein oder es kann sich aus mehreren Teilen zusammensetzen, die gemeinsam als Packeinheit eingewickelt werden sollen, z.B. mehreren auf eine

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Palette aufgesetzten Schachteln. Eine Palette kann Teil des von der Folie umgebenen Packgutes sein oder sie kann lediglich zur Aufstellung und Stapelung ausgenutzt werden,

Die Technik des Verpackens in schrumpfbarer Folie hat sich in den letzten Jahren rasch entwickelt. Eine solche Verpackung wird heute allgemein so durchgeführt, daß das Packgut zunächst in die Kunststoffolie.eingeschlagen oder von dieser umhüllt wird, woraufhin diese Einheit in einen sogenannten Schrumpftunnel eingebracht wird, in dem die Folie entweder durch Heißluftströme und/oder durch Strahlungswärme von Infrarot-Strahlern oder dgl. auf eine geeignete Temperatur erwärmt wird. Meistens werden Heißluftströme als Wärmequelle benutzt, da sie am billigsten und wirkungsvollsten sind. Die Kunststoffolie liegt als Bahn vor, die um die Seiten des Packgutes vorzugsweise so herumgelegt wird, daß die oberen und unteren Ränder der Folie die Ränder des Gutes oben und unten überlappen. Bei der Schrumpffolienverpackung werden grundsätzlich keine vollständig geschlossenen Einwickelumhüllungen verwendet.

Insbesondere bei größeren Packgütern, z.B. Palettengütern, ist es üblich, FoIienumhüllungen zu benutzen, die als vorgeformter Beutel gestaltet sind, der umgekehrt und über das Packgut gestreift wird. Die vorliegende Erfindung ist hauptsächlich, jedoch nicht einschränkend, auf den Einsatz von Beuteln aus wärmeschrumpfbarer Folie abgestellt.

Schrumpftunnel sind sowohl als stationäre als auch als bewegliche Einheiten ausgebildet. In beiden Fällen ist der Tunnel als kastenförmiges, wärmeisoliertes Gehäuse aufgebaut, das eine oder zwei Türöffnungen aufweist, die mit einem Vorhang oder dgl. verschließbar sind, da-

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mit die Wärme in dem Tunnel bleibt. Umfaßt der Tunnel eine stationäre Einheit, so wird das Packgut auf einem Wagen, einem Bandförderer oder dgl. in den Tunnel eingebracht, und zwar beispielsweise so, daß das Gut auf der einen Seite in den Tunnel eintritt und ihn auf der gegenüberliegenden Seite verläßt.

Bei bekannten Schrumpftunneln, deren Heizmedium Heißluftströme sind, befindet sich das Heißluftaggregat im allgemeinen auf der Außenseite des Tunnels und umfaßt elektrische Heizelemente sowie ein in ein Luftführungssystem eingebautes Gebläse. Der Tunnel ist mit einer Anzahl von Leitungen ausgestattet, deren Öffnungen in den Tunnelraum gerichtet sind, damit Heißluftströme direkt auf alle Seiten des kunststoffolienumkleideten Packgutes auftreffen, so daß es erwärmt wird und schrumpft. Zur Erzielung des richtigen SchrumpfVorganges ist eine gleichmäßige und gleichzeitige Erwärmung der Folie wichtig. Ein besonderes Problem ergibt sich im Zusammenhang mit der Folienerwärmung insbesondere beim Einsatz von Heißluftströmen dadurch, daß die Folie vor allem zu Beginn der Heißluftzuführung zur Blasen- und Faltenbildung neigt. Dieses Phänomen beruht primär auf der Expansion der Luft hinter oder in dem Beutel, der erwärmt wird oder die teilweise zwischen der Folie und dem Packgut eingeschlossen ist. Eine solche Blasen- und Faltenbildung der Folie hat leicht eine unregelmäßige Folienumhüllung zur Folge, die Zonen dünnerer und dickerer Folie sowie unerwünschte Schrumpfungen und Falten aufweist. Durch das Aufblähen kann die Folie sogar zerreißen, wodurch die ganze Verpackung Schaden nimmt. Es hat sich herausgestellt, daß ein Zerreißen der Folie häufig dadurch auftritt, daß sie- beim Aufblähen während der Erwärmung an der Innenfläche der Tunnelwände und/oder der Außenseite des Packgutes anhaftet.

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Die mit dem Faltenschlagen und Aufblähen der Folie während ihrer Erwärmung verbundenen Schwierigkeiten werden teilweise dadurch gelöst, daß die das Packgut umgebende Folienumhüllung teilevakuiert wird, indem die Luft aus dem unteren offenen Ende unterhalb des Packgutes aus der Umhüllung abgezogen wird, wie dies in dem US-Patent 3 5O8 375 beschrieben ist. Hierbei wird die Luft aus dem umgekehrten Folienbeutel abgesaugt, während gleichzeitig das Äußere des Beutels erwärmt wird. Dieses Vorgehen und auch die zugehörige Vorrichtung schließen allerdings einige Nachteile ein, von denen lediglich erwähnt sei, daß die Gleichzeitigkeit der FoIienerwärmung und des Abzuges der Luft aus dem Folienbeutelinneren keine Gewähr dafür geben, daß das Aufblähen und Faltenschlagen in ausreichendem Maße vermieden wird. Darüberhinaus machen das bekannte Verfahren und die Vorrichtung separate Luftabzugsmittel und HeißluftstromzufUhrungsmittel erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verfahrens- und vorrichtungsmäßig eine Möglichkeit zum Einwickeln von Packgut in eine wärmeschrumpfbare Folie zu schaffen, die sich auch ausgezeichnet zur Verpackung von Gütern auf einer Palette eignet. Das Verfahren soll die im Zusammenhang mit dem Faltenschlagen und Aufblähen der Folie sich ergebenden Probleme ausschließen und eine wirkungsvollere Ausnutzung des verfügbaren Innenraumes des Tunnels mit sich bringen, ohne das Risiko des Anhaftens der Folie an die inneren Tunnelwandungen einzuschließen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren soll es möglich sein, preisgünstigere Schrumpftunnel zu gestalten und zu konstruieren, die leistungsfähiger als bekannte Vorrichtungen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekenn

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zeichnet, daß man das Packgut mit einer unten offenen Umhüllung aus wärmeschrumpfbarer Folie umgibt und in einen Schrumpftunnel einbringt, daß durch das offene untere Ende der Umhüllung Luft abgezogen wird, damit in der Umhüllung Unterdruck herrscht, wobei gleichzeitig die die unteren Seitenränder des Packgutes umstreichende Luft aus dem Tunnelraum abgesaugt wird, daß die aus dem Tunnelraum und dem Umhüllungsinneren abgezogene Luft erwärmt und in den Tunnel in Form von nach oben gerichteten Luftströmen zurückgeführt wird, die entlang den Innenflächen der Tunnelwände bis zur Oberseite des Packgutes strömen, wo sie so umgelenkt werden, daß sie sich über die Außenseite der Folienumhüllung abwärts zu den unteren Seitenrändern des Packgutes bewegen, von wo aus die Luft erneut aus dem Tunnelraum abgezogen wird und einen geschlossenen Kreislauf beschreibt.

Durch dieses Verfahren bildet die aus der Folienumhüllung abgezogene Luft und die Luft in dem Tunnel Teil eines geschlossenen Luftkreislaufsystems und der Unterdruck in der das Packgut umgebenden Folienumhüllung wird aufrechterhalten, bis die Folie ausreichend erwärmt und geschrumpft ist. Das Verfahren wird in der Praxis bevorzugt so durchgeführt, daß der Abzug der Luft aus der Folienumhüllung etwas früher als die Erwärmung und Schrumpfung der Folie stattfindet, wodurch das Faltenschlagen und Aufblähen der Folie mit Sicherheit vermieden wird.

Eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Schrumpftunnel, eine Traganordnung für in den Tunnel eingebrachtes Packgut, wobei die Traganordnung seitliche Luftdurchtrittsöffnungen freiläßt, ein unterhalb der Traganordnung befindliches

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Luftführungssystem mit einem nach oben offenen Zentralschacht, von dem anfangs seitlich gerichtete Luftleitungen ausgehen, die in mit Abstand angeordneten Auslaßöffnungen in dem Schrumpftunnel enden, ein Gebläse und Heizelemente, die in dem Luft führungssy stern vorgesehen sind, das durch die seitlichen Durchlässe zwischen der Traganordnung und den unteren Seitenrändern des Packgutes gleichzeitig Luft aus der Folienumhüllung sowie aus dem Tunnel abziehen und die Luft als nach oben gerichteter Luftstrom durch die Auslässe in den Tunnel einbringen und wieder in den Schacht zurückführen kann, so daß ein geschlossener Luftkreislauf vorhanden ist.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt einer Schrumpfeinwickelmaschine gemäß der Erfindung und

Fig. 2 eine Draufsicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1.

Ein Schrumpftunnelgehäuse ist mit 2, die Heißluft- und Gebläseanordnung mit 4, das Packgut mit 6 und der Boden des Tunnels mit 8 bezeichnet.

Der Schrumpftunnel 2 kann von an sich bekannter Bauart sein. Im dargestellten AusfUhrungsbeispiel ist der Heißluftstromtunnel 4 eine stationäre Einheit, die in eine Ausnehmung des Bodens 8 eingesetzt ist (Fig. 1). Das Schrumpftunnelgehäuse 2 kann beweglich sein und Wände 5 sowie eine geschlossene Decke 7 aufweisen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind zwei gegenüberliegende Tunnelwände.mit Türen bzw. Durchlässen 9 ausgestattet, die durch Vorhänge 14 oder dgl. verschlossen sein können.

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Die Heißluftstromanordnung umfaßt einen separaten Teil mit einer Stützkonsole 10 und das Luftführungssystem ist mit einer zentralen Leitung bzw. einem Schacht 12 ausgestattet, der oben offen und unten geschlossen ist. Von dem unteren Teil des Schachtes gehen mehrere seitwärts und nach oben gerichtete Luftkanäle 16 aus, die in schlitzförmigen Auslaßöffnungen 18 enden, die - wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist - so angeordnet sind, daß sie sich dicht bei der Innenseite der Wand 20 des Schrumpftunnelgehäuses 2 befinden.

In dem Zentralschacht 12 ist ein nach unten saugendes FlügelgeblHse 22 vorgesehen, dessen Antriebsachse 24 von einem Elektromotor 26 gedreht wird, der in die Stützkonsole 10 eingebaut ist. Außerdem umschließt der Schacht 12 elektrische Heizelemente 2b, vorzugsweise in Verbindung mit einer Wärmetauschereinheit, die aus Plattenrippen 29 oder dgl. gebildet sein kann.

Das einzulegende Packgut 6 wird innerhalb des Schrumpftunnels auf das beschriebene Leitungssystem, vorzugsweise eine Tragpalette 3^ oder dgl., aufgesetzt, so daß seitlieh gerichtete Luftwege J>6 zwischen der Unterseite des Packgutes und der Stützkonsole bzw. der Oberseite der Heißlufteinrichtung verbleiben.

Nachfolgend wird das mit der gezeichneten Vorrichtung durchführbare Schrumpfeinwickelverfahren erläutert.

Es sei angenommen, daß das Fackgut 6 sich innerhalb des Schrumpftunnels 2 über der Heißluftanordnung 4 befindet. Das Packgut ist mit einer beutelartigen Umhüllung 50 aus wärmeschrumpfbarer Folie so bedeckt, daß die Folie das Packgut bis auf die Unterseite umschließt. Die Elektroheizung wird vorzugsweise ein oder

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zwei Stunden bevor die Maschine in Benutzung genommen wird eingeschaltet, damit das Heißluftsystern sich aufheizt. Während des Vorheizens kann das Gebläse 22 in Betrieb genommen werden. Wird das Gebläse nun angeschaltet, wird durch den Schacht 12 aus der oberen öffnung Luft nach unten gesaugt mit dem Ergebnis, daß in dem das Packgut umgebenden umgekehrten Beutel ein Unterdruck entsteht. Außerdem wird gleichzeitig durch den Zwischenraum bzw. die öffnungen 36 zwischen der Unterkante 21 des Packgutes und der Folie und der Oberseite der Stützkonsole, d.h. der Oberseite des Heißluftsystems Luft angesaugt. Die Luft strömt durch die Heizelemente, von diesen in dem Schacht nach unten, anschließend durch die Kanäle 16 seitlich nach außen zu den Auslassen l8, von wo aus sie nach oben in den Schrumpftunnel gelangt, wobei sie an der Innenseite der Tunnelwände entlangstreicht. In dem oberen freien Teil des Tunnels werden die Heißluftströme umgelenkt und strömen unter Umspülung der Außenseite des Folienbeutels nach unten, so daß die Folie von oben und unten erwärmt wird. Wie bereits beschrieben wird anschließend unterhalb der Unterkanten der Folie Luft angesaugt und gelangt erneut in den Schacht 12, wodurch der Luftströmungskreis geschlossen wird. Das Luftströmungsbild wird durch Pfeile in Fig. angedeutet. In einer Schrumpfeinwickelmaschine gemäß der Erfindung wird die Folie daher gleichzeitig mit der Erwärmung dem Einfluß einer Saugkraft unterworfen.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf verschiedene Weise durchführen. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, vor dem Einströmen der Heißluft die Luft aus dem umgekehrten Beutel abzuziehen, so daß vor dem Schrumpfprozeß ein gewisser Unterdruck in dem Beutel herrscht. In einem anderen Falle kann sich das Gegenteil als zweckmäßig erweisen. Dies läßt sich leicht

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mit Baffles oder dgl. im Luftleitungssystem durchführen.

Ein wesentlicher weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Heißluftgebläseanordnung und der Schrumpftunnel als voneinander unabhängige Einheiten ausgebildet sein können. Hierdurch -. vereinfachen sich sowohl die Herstellung als auch der Betrieb einer SchrumpfVerpackungsanlage. Außerdem ist es vorteilhaft, daß die Unabhängigkeit von Schrumpftunnel und Heißluftanordnung es gestatten, die Heißluftanordnung so zu gestalten, wie es für zahlreiche Erfordernisse am zweckmäßigsten ist.

Die beutelartige Kunststoffolienumhüllung des Packgutes

J.

läßt sich auf verschiedene Weise realisieren. Gestalt und Form des Beutels hängen unter anderem von der Art und Größe der einzuwickelnden Güter ab. In den meisten Fällen ist es zweckmäßig, Kunststoffbeutel zu verwenden, die vorgeformt sind und während des Packvorganges nacheinander auf jedes einzelne Packgut aufgestreift werden, wobei man einen gebrauchsfertig vorhandenen Beutel oder schlauchartige Bahnzuschnitte einer Folie verwenden kann. Zur Durchführung der Erfindung ist es jedoch nicht erforderlich, ,derartige Beutel zu benutzen, weil man mit etwa dem gleichen Ergebnis bahnförmige Kunststoffolie gebrauchen kann, die um das Packgut herumgelegt ist,und zwar zweckmäßig von oben her, so daß sie an den Seitenflächen des Packgutes herabhängt. Bei Verwendung einer anfänglich flachen Folie können sich Probleme dadurch ergeben, daß in der Folie Falten entstehen, durch die die geschrumpfte Umhüllung lose wird und nicht hauteng sitzt. Dies läßt sich jedoch bis zu einem gewissen Grade ausgleichen, indem die Folie in den Zonen, die die Falten zeigen, einer stärkeren Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, so daß die überlappenden Folienteile aneinander-

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haften.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, der sich dadurch ergibt, daß Schwierigkeiten mit dem Flattern und Faltenwerfen der Folie ausgeschlossen werden, liegt darin, daß der Schrumpftunnel in größerem Maße als bisher mit Packgütern gefüllt werden kann, weil der Minimalabstand von der Außenseite der Güter oder des Packstückes zur Innenseite der Wand des Schrumpftunnels wesentlich verringert werden kann. Der Abstand zwischen Packgut und Wand kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens von JO bis 50 cm, die in Schrumpftunneln heute üblich sind, auf etwa 5 bis 10 cm herabgesetzt werden. Dies hat zur Folge, daß eine Schrumpfverpackungsmaschine mit einer Nennleistung, in der das erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wird, eine erheblich größere Kapazität hat und größere Einheiten einwickeln kann, die beispielsweise 15 bis ^O % über denjenigen liegen, die mit einer herkömmlichen Maschine mit im übrigen vergleichbaren Abmessungen verpackbar sind. Diese Eigenschaft und die Tatsache, daß die gesamte Heißluftstrom- und Gebläseanordnung unter dem Boden in dem Tunnel angeordnet ist, bringt verminderten Platzbedarf mit sich.

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Claims

Ansprüche

[IjJ Verfahren zum Einwickeln von Packgut in wärmeschrumpfbare Folie, dadurch gekennzeichnet, daß man das Packgut mit einer unten offenen Umhüllung aus wärmeschrumpfbarer Folie umgibt und in einen Schrumpftunnel einbringt, daß durch das offene untere Ende der Umhüllung Luft abgezogen wird, damit in der Umhüllung Unterdruck herrscht, wobei gleichzeitig die die unteren Seitenränder des Packgutes umstreichende Luft aus dem Tunnelraum abgesaugt wird, daß die aus dem Tunnelraum und dem Umhüllungsinneren abgezogene Luft erwärmt und in den Tunnel in Form von nach oben gerichteten Luftströmen zurückgeführt wird, die entlang den Innenflächen der Tunnelwände bis zur Oberseite des Packgutes strömen, wo sie so umgelenkt werden, daß sie sich über die Außenseite der Folienumhüllung abwärts zu den unteren Seitenrändern des Packgutes bewegen, von wo aus die Luft erneut aus dem Tunnelraum abgezogen wird und einen geschlossenen Kreislauf beschreibt.
2. Maschine zum Einwickeln von Packgut in wärmeschrumpfbare Folie , gekennzeichnet durch einen Schrumpftunnel (2), eine Traganordnung (10) für in den Tunnel eingebrachtes Packgut, wobei de Traganordnung seitliche Luftdurchtrittsöffnungen freiläßt, ein unterhalb der Traganordnung befindliches LuftfUhrungssystem mit einem nach oben offenen Zentralschacht (12), von dem anfangs seitlich gerichtete Luftleitungen (16) ausgehen, die in mit Abstand angeordneten Auslaßöffnungen (18) in dem Schrumpftunnel (2) enden, ein Gebläse (22) und Heizelemente (28), die in dem Luftführungssystem vorgesehen sind, das durch die seitlichen Durchlässe zwischen der Tragan-

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Ordnung und den unteren Seitenrändern des Packgutes gleichzeitig Luft aus der Folienumhüllung (50) sowie aus dem Tunnel abziehen und die Luft als nach oben gerichteter Luftstrom durch die Auslässe (18) in den Tunnel einbringen und wieder in den Schacht zurückführen kann, so daß ein geschlossener Luftkreislauf vorhanden ist.
3· Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die seitlich gerichteten von dem Schacht ausgehenden Luftfördermittel mehrere Luftleitungen (16) umfassen, die in Luftauslaßoffnungen (18) enden, die die Traganordnung rings umgeben und sich in der Nähe der Innenfläche der Tunnelwände befinden.
4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß Gebläse und Luftaufheizelemente in dem Schacht (12) untergebracht sind.

5· Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Traganordnung (10) mit den Auslaßöffnungen (l8), dem Luftführungssystem, dem Gebläse (22) und den Heizmitteln als einteilige, in sich geschlossene Einheit ausgebildet ist, die von dem Tunnel baulich unabhär@.g ist.

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