DE3743109A1 - Verpackungsanlage zum palettenlosen verpacken von schuettguetern - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Verpackungstechnik und betrifft insbesondere Anlagen zum Verpacken einer palet­ tenlosen Ladeeinheit aus Schüttgütern in eine Folienhülle.

Die vorliegende Erfindung kann in der Baustoff- und chemischen Industrie beim Verpacken von Schüttgütern (schwer schüttbaren Faserstoffen mit einer geringen Schüttdichte) in eine Folienhülle Anwendung finden.

Zur Zeit sind verschiedenartige Anlagen zum Verpacken einer Ladeeinheit mit Schüttgütern in eine Folienhülle be­ kannt.

Weit verbreitet ist eine Anlage um Verpacken einer Ladeeinheit - eines Stapels aus Stückgütern auf einer Holzpalette - in eine thermisch schrumpfbare Folie, welche durch ein System von Förderern miteinander verbindet: eine Vorichtung zum Stapeln von Stückgütern (Säcken mit Schüttgut) auf einer Palette, eine Vorrichtung zum Überziehen eines Stapels von oben und von den Seiten mit einer Folien­ hülle und einen Wärmebehandlungsofen für die Heißluftschrumpfung.

Die Stückgüter (Säcke mit Schüttgut) werden auf einer Palette aufgestapelt, wonach die Palette mit einem Stapel aus Stückgütern mittels eines Rollganges unter die Vorrich­ tung zum Überziehen des Stapels mit einer Folienhülle zuge­ führt wird. Dann wird der Stapel in den Wärmebehandlungsofen für Heißluftschrumpfung eingebracht, in dem die Folien­ hülle mit Hilfe der zirkulierenden Heißluft bis zum pla­ stischen Zustand erwärmt wird. Anschließend wird der Stapel aus dem Wärmebehandlungsofen für Heißluftschrumpfung ausge­ tragen. Bei Selbst- oder Zwangskühlung schrumpft die Folien­ hülle zusammen und liegt am Stapel und an der Palette dicht an. Die nach der Ausführung der oben erwähnten Arbeitsgänge hergestellte Ladeeinheit wird einem Ausgangsförderer zuge­ führt, von welchem sie dann mittels eines Gabelstaplers ab­ genommen wird.

Mit der vorliegenden Anlage kann eine ausreichend hohe Qualität der Verpackung von Schüttgütern infolge eines nicht vollständig hermetischen Abschließens des Stapels nicht ge­ währleistet werden, weil der Stapel aus Stückgütern von un­ ten mit der Folienhülle nicht überzogen werden kann und die Möglichkeit einer Beschädigung der Verpackung durch Palettenecken bei dem Be- und Entladearbeiten sowie bei Lagerungsarbeiten be­ steht.

Nach dem Verpacken von schwer schüttbaren Faserstoffen in eine Folienhülle auf der vorliegenden Anlage wird der Stapel aus Stückgütern außerdem unter der Einwirkung von bei Lagerungsarbeiten entstehenden Druck- und Scherbela­ stungen verformt und zerstört. Der Erfindung liegt ihrem technischen Wesen nach einer Anlage zum Verpacken eines pa­ lettenlosen Stapels aus Stückgütern in eine Folienhülle (SU, A, 7 22 474) am nächsten die durch ein System von Förderern miteinander verbindet: eine Vorrichtung zur Ausbildung ei­ ner Ladeeinheit - eines Stapels aus Stückgütern - unter Ge­ staltung von Absätzen an den Seitenflächen der Oberkante, Vorrichtungen zum Überziehen der Ladeeinheit mit Folien­ hüllen, Wärmebehandlungsöfen für die Heißluftschrumpfung, eine Vorrichtung zum Wenden der Ladeeinheit um 180° um eine Hori­ zontalachse, Vorrichtungen zum Stauchen der Ladeeinheit, welche mit Andrückvorrichtungen zum Ausbilden der Absätze aus­ gerüstet sind. Jede Stauchungsvorrichtung befindet sich hinter dem Wärmebehandlungsofen für Heißluftschrumpfung und unterscheidet sich in konstruktiver Hinsicht von den an­ deren. Das hermetische Abschließen einer Ladeeinheit wird dadurch erreicht, daß die Stückgüter auf der Anlage unter Ausbildung von Absätzen in der oberen Schicht des Stapels aufgestapelt werden, wonach der Stapel von oben mit einer Folienhülle unter anschließender Heißluftschrumpfung über­ zogen wird. Anschließend wird der Stapel um 180° um eine Horizontalfläche so gewendet, daß die Absätze an der unteren Seitenfläche des Stapels gelegen sind. Der Stapel wird dann von oben mit einer zweiten Folienhülle unter anschließen­ der Heißluftschrumpfung überzogen.

Mit der Anlage kann jedoch eine mechanisch feste Lade­ einheit aus Schüttgütern, die zum Verdichten geneigt sind, z. B. aus schwer schüttbaren Fasernstoffen mit einer gerin­ gen Schüttdichte nicht hergestellt werden, weil zwischen den Stückgütern (Säcken mit Schüttgut) feste Kopplungen feh­ len und unter der Einwirkung von Druck- und Scherbelastun­ gen die Stückgüter verformt werden, was zu einer Verfor­ mung der gesamten Ladeeinheit bei Be-, Entlade- und Lage­ rungsarbeiten führt, und eine Abschwächung der Spannung der Folienhüllen an der Ladeeinheit durch die Anwendung von Stau­ chungsvorrichtungen nicht ausgeschlossen wird, weil die Schrumpfung der Folienhüllen mit Stauchung nur der Schicht mit Absätzen stattfindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen zum palettenlosen Verpacken von Schüttgütern zu schaffen, in der die Vorrichtung zum Stauchen der Ladeeinheit der­ art ausgeführt ist, daß bei der Ausführung der Be- und Ent­ lade- sowie Lagerungsarbeiten keine Abschwächung der Span­ nung der Folienhüllen eintritt, sowie die Qualität der Ver­ packung der Schüttgüter verbessert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in ei­ ner Anlage zum palettenlosen Verpacken von Schüttgütern durch ein System von Förderern miteinander verbunden werden: eine Vorrichtung zur Ausbildung einer Ladeeinheit mit Absätzen an den Seitenflächen der Oberkante zum Ergreifen mit einer Klammergabel Vorrichtungen zum Überziehen der Ladeeinheit mit Folienhüllen, Wärmebehandlungsöfen für die Heiß­ luftschrumpfung, eine Vorrichtung zum Wenden der Ladeein­ heit um 180° um eine Horizontalachse sowie hinter den Wärme­ behandlungsöfen für die Heißluftschrumpfung angeordnete Vorrichtungen zum Stauchen der Ladeeinheit, wobei eine von diesen Stauchvorrichtungen mit Andrückvorrichtungen zum Aus­ bilden der Absätze ausgerüstet ist, sowie erfindungsgemäß jede Vorrichtung zum Stauchen der Ladeeinheit mit einer waage­ recht angeordneten Platte versehen ist, die derart montiert ist, daß sie hin-hergehende Bewegungen in senkrechter Richtung ausführt, wobei die Andrückvorrichtungen zum Ausbil­ den der Absätze an der Platte der Stauchvorrichtung be­ festigt sind, welche hinter dem ersten Wärmebehandlungsofen für die Heißluftschrumpfung angeordnet ist.

Die Andrückvorrichtungen werden zweckmäßigerweise an der Platte angelenkt und mit starr befestigten Hebeln ver­ sehen, welche relativ zu der Platte abgefedert sind.

Eine solche konstruktive Ausführung der Anlage ge­ stattet es, die Qualität der Verpackung von Schüttgütern zu verbessern und den Verbrauch der Verpackungstara zu ver­ ringern.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht im fol­ genden.

Durch die Ausbildung des Hauptelementes der Vorrich­ tung zur Stauchung der Ladeeinheit in Form einer waagerecht angeordneten Kraftplatte, die hin- und hergehende Bewegungen in senkrechter Richtung mittels eines hydraulischen An­ triebes ausführt, kann bei der Schrumpfung der folien­ hüllen auf die Ladeeinheit mit einer senkrecht gerichteten Druckbelastung F eingewirkt werden, die über die Oberkante gleichmäßig verteilt ist. Die von der Kraftplatte zu erzeu­ gende senkrecht gerichtete Druckbelastung F ahmt die Bela­ stungen nach, denen die Ladeeinheiten bei Lagerungsarbeits­ gängen ausgesetzt sind und unter deren Einwirkung sie in der Höhe verformt werden können. Bei der Abnahme der Bela­ stung sind die Kräfte der elastischen Ausdehnung der zusammen­ gedrückten Ladeeinheit bestrebt, die Verformung der Ladeein­ heit zu beseitigen; sie werden jedoch dabei durch die Spann­ kraft der geschrumpften Folienhüllen ausgeglichen. Dabei ist die Größe der Druckbelastung aus dem Ausdruck:

F ν · S · p

zu ermitteln, worin
ν - Zerreißfestigkeit der Folie, n/m²;
S - Dicke der Folie, m;
p - Umfang der Folienhülle im Vertikalschnitt der La­ deeinheit, m,
bedeuten.

Diese Belastung darf die Spannkraft der geschrumpften Folienhüllen nicht überschreiten.

Mit einer Vergrößerung der Foliendicke kann die Druck­ belastung vergrößert werden, was dazu beiträgt, daß eine Ladeeinheit einer höheren Festigkeit hergestellt wird. Die Wahl der Dicke der thermisch schrumpfbaren Folie ist von der Transportweite der Güter und der Anzahl der Umla­ dungen abhängig.

Durch die Befestigung der Andrückvorrichtungen zum Aus­ bilden der Absätze an der Platte der Stauchungsvorrichtung können die Absätze unabhängig von den Höhenschwankungen der Ladeeinheit im Bereich der Senkrechtbewegung der Platte qua­ litätsgerecht ausgebildet werden. In Abhängigkeit von der Konfiguration der Absätze können in der erfindungsgemäßen Anlage die Andrückvorrichtungen an der Platte angelenkt und mit starr befestigten Hebeln versehen werden, die rela­ tiv zu der Platte abgefedert sind. Dadurch können die An­ drückvorrichtungen bei der Berührung der Hebel mit der Ober­ kante der Ladeeinheit betätigt werden, und die erwärmten Folienhüllen mittels der Andrückvorrichtungen in die Ab­ sätze unterschiedlicher Form eingedrückt werden.

Nach dem Wenden der Ladeeinheit um 180° um eine Hori­ zontalachse entfällt bei deren nochmaligen Stauchen die Not­ wendigkeit, Absätze von neuem auszubilden, weil die Lade­ einheit mit Folienhüllen sehr dicht umspannt ist.

Dank einer neuen konstruktiven Ausführung der Vorrich­ tung zum Stauchen der Ladeeinheit wird die Qualität eines palettenlosen Verpackens der Schüttgüter bedeutend verbes­ sert, wobei die Möglichkeit gegeben wird, eine Ladeeinheit unmittelbar durch Pressen von großen Massen von Schüttgut (von schwer schüttbarem Gut) auszubilden, indem entspre­ chende Verdichtungsverhältnisse ausgewählt werden.

Die Anlage hat eine einfache konstruktive Ausführung und gestattet es, den Verbrauch an Verpackungsmitteln um 30 bis 40% zu vermindern.

Nachstehend wird ein konkretes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Anlage zum palettenlosen Verpacken von Schüttgütern;

Fig. 2 eine Stauchvorrichtung für Ladeeinheiten zum Ausbilden trapezoidförmiger Absätze;

Fig. 3 eine Stauchungsvorrichtung für Ladeeinheiten zum ausbilden dreieckiger Ansätze.

Die Anlage (Fig. 1) enthält eine Vorrichtung zum Aus­ bilden einer Ladeeinheit 1 mit Absätzen zum Ergreifen mit einer Klammergabel von den Seitenflächen der Oberkante, die aus einer hydraulischen Presse 2 zum einachsigen Pressen mit einer Kammer 3 zur Verfestigung der Absätze besteht, Vorrichtungen 4 und 5 zum Überziehen der Ladeeinheit 1 mit Folienhüllen 6, 7 und 8, Wärmebehandlungsöfen für Heiß­ luftschrumpfung vom Kammerofentyp 9 und Haubenofentyp 10, Vorrichtungen 11 und 12 zur Stauchung der Ladeeinheit 1, zwei übereinander angeordnete Förderer 13 und 14, welche mit­ tels Vertikalführungen 15 miteinander gegenseitig heb-, senk- und drehbar relativ zu einer Horizontalachse 16 um 180° zum Wenden der Ladeeinheit 1 verbunden sind.

Die Vorrichtung 11 zur Stauchung (Fig. 2, 3) der Lade­ einheit 1, die hinter dem ersten Wärmebehandlungsofen 9 für Heißluftschrumpfung an einem Rahmen 17 montiert ist, ist mit einer waagerecht angeordneten Kraftplatte 18 ver­ sehen, die einen hydraulischen Antrieb 19 hat, durch den ei­ ne hin- und hergehende Bewegung der Kraftplatte 18 in senk­ rechter Richtung gewährleistet wird. Zum Ausbilden trapezoid­ förmiger Absätze (Fig. 2) im Querschnitt der Ladeeinheit 1 sind an der Kraftplatte 18 mit Hilfe von Gelenken 20 L- förmige Andrückvorrichtungen 21 mit starr befestigten He­ beln 22 angebracht, welche durch Federn 23 relativ zu der Kraftplatte 18 abgefedert sind, während zum Ausbilden drei­ eckiger Absätze (Fig. 3) im Querschnitt der Ladeeinheit 1 an der Kraftplatte 18 Andrückvorrichtungen 24 starr befe­ stigt werden, wobei sie zusammen mit der Kraftplatte 18 eine Oberfläche bilden, die mit dem Oberteil der Ladeeinheit 1 kongruent ist.

Die Stauchungsvorrichtung 12 (Fig. 1), die an einem Rahmen 25 hinter dem zweiten Wärmebehandlungsofen 10 vom Haubenofentyp für Heißluftschrumpfung montiert ist, ist mit einer waagerecht angeordneten Kraftplatte 26 (ohne Andrück­ vorrichtungen) versehen, welche einen hydraulischen Antrieb 27 hat, damit die Kraftplatte 26 eine hin- und hergehende Bewegung in senkrechter Richtung ausführen kann.

Sämtliche Einrichtungen und Vorrichtungen der Anlage sind durch ein System von Förderern 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 miteinander verbunden.

Die Anlage hat folgende Wirkungsweise.

Eine Teilmenge Schüttgut wird in der hydraulischen Pres­ se 2 zu einer Ladeeinheit 1 (großformatigem Brikett) mit trapezoidförmigen oder dreieckigen Ansätzen im Querschnitt der Ladeeinheit 1 an den Seitenflächen der Oberkante der Ladeeinheit gepreßt, wonach die Ladeeinheit 1 in die Kam­ mer 3 zur Verfestigung der Absätze eingeschoben wird, wo im Verlaufe des nachfolgenden Verdichtungszyklusses eine Span­ nungsrelaxation im Bereich der Absätze der Ladeeinheit 1 stattfindet. Dann wird die Ladeeinheit 1 mittels des Förde­ rers 28 in die Vorrichtung 4 zugeführt, wo sie zuerst mit einer kurzen Folienhülle 6 und dann mit einer längeren Fo­ lienhülle 7 überzogen wird. Danach wird die Ladeeinheit 1 mittels des Förderers 29 in den Wärmebehandlungsofen 9 vom Kammerofentyp für Heißluftschrumpfung zugeführt, wo die Fo­ lienhüllen 6 und 7 durch die in der Kammer des Ofens zirku­ lierende Heißluft bis zum plastischen Zustand erwärmt wer­ den. Aus dem Wärmebehandlungsofen 9 für Heißluftschrumpfung wird die Ladeeinheit 1 mittels des Förderers 30 unter die am Rahmen 17 montierte Stauchungsvorrichtung 11 (Fig. 2, 3), zugeführt, wo auf die Ladeeinheit 1 mit der Kraftplatte 18 eingewirkt wird.

Die Kraftplatte 18 wird mittels des hydraulischen An­ triebes 19 auf die Oberkante der Ladeeinheit 1 gesenkt. Beim Ausbilden trapezoidförmiger Absätze im Querschnitt der Lade­ einheit 1 (Fig. 2) treten im Anfangsmoment die Hebel 22 mit der Oberkante in Berührung und indem sie die Federn 23 zu­ sammendrücken, senken sie sich in Vertiefungen. Die L-för­ migen Andrückvorrichtungen 21 die mit den Hebeln 22 starr verbunden sind, drehen sich um die Achse der Gelenke 20 und drücken die erwärmten Folienhüllen 6 und 7 im Absatz zusammen. Beim Ausbilden dreieckiger Absätze im Querschnitt der Lade­ einheit 1 (Fig. 3) wird die Kraftplatte 18 zusammen mit den starr befestigten Andrückvorrichtungen 24 mittels des hydrau­ lischen Antriebes 19 auf die Oberkante der Ladeeinheit 1 gesenkt, und sie drückt die erwärmten Folienhüllen 6 und 7 gegen die Absätze an.

Die Kraftplatte 18 wirkt auf die Ladeeinheit 1 mit ei­ ner senkrecht gerichteten, über die Oberkante der Ladeein­ heit 1 gleichmäßig verteilten Druckbelastung ein.

Nach dem Schrumpfen und Abkühlen der Folienhüllen 6 und 7 wird die Kraftplatte 18 mittels des hydraulischen Antrie­ bes 19 hochgeschoben. Beim Ausbilden trapezoidförmiger Ab­ sätze im Querschnitt der Ladeeinheit entspannen sich die Fe­ dern 23 und führen die L-förmigen Andrückvorrichtungen 21 mittels der an diesen befestigten Hebel 22 aus den Absätzen heraus. Solche Absätze werden für Ladeeinheiten ausgebildet, die mehrfachen Umladungen (mehr als zweimal) unterworfen werden, weil eine solche Form der Absätze eine Unversehrtheit der Folienhülle gewährleistet; außerdem sind Hebemaschinen an Umladestellen mit Lastanschlagmitteln versehen, welche zur Abfertigung von Ladeeinheiten mit trapezoidförmigen Absätzen bestimmt sind.

Beim Ausbilden von dreieckigen Absätzen im Querschnitt der Ladeeinheit wird die Kraftplatte 18 hochgehoben, und sie führt aus den Absätzen die damit starr verbundenen An­ drückvorrichtungen 24 heraus. Das Ausbilden von Absätzen dreieckiger Form im Querschnitt der Ladeeinheit läßt sich einfacher, als das Ausbilden von trapezoidförmigen Absätzen verwirklichen; die Verwendung der zuerst genannten Absätze ist jedoch in den Fällen zweckmäßig, wenn die Ladeeinheit beim Transport zu dem Abnehmer nicht mehr als zweimal umgeladen wird.

Die Ladeeinheit mit den ausgebildeten Absätzen wird nach dem Verlassen der Stauchungsvorrichtung 11 den zwei überein­ ander angeordneten Förderern 13 und 14 zum Wenden der Lade­ einheit um 180° um die Horizontalachse 16 zugeführt, wobei sich die beiden Förderer 13 und 14 in den Führungen 15 ge­ genläufig bewegen und die Ladeeinheit festhalten, wonach sie sich zusammen mit der Ladeeinheit um die Horizontal­ achse 16 derart drehen, daß die Absätze an der unteren Sei­ tenfläche der Ladeeinheit zu liegen kommen.

Dann wird die Ladeeinheit mittels des Förderers 31 in die zweite Vorrichtung 5 zum Überziehen mit einer dritten Folienhülle 8 zugeführt, die nur den oberen Teil der gewen­ deten Ladeeinheit deckt; danach wird die Ladeeinheit mit­ tels des Förderers 32 in den Wärmebehandlungsofen 10 vom Haubentyp für Heißluftschrumpfung zugeführt. Im Ofen 10 wird die Folienhülle 8 bis zum plastischen Zustand erwärmt und mit den Folienhüllen 6 und 7 zusammengeschweißt.

Aus dem Wärmebehandlungsofen 10 für Heißluftschrumpfung wird die Ladeeinheit mittels des Förderers 33 unter die zwei­ te, am Rahmen 25 montierte Stauchvorrichtung 12 (Fig. 1) zugeführt, in der die Kraftplatte 26 durch den hydrauli­ schen Antrieb 27 auf die Ladeeinheit mit einer senkrecht gerichteten Druckbelastung, die über die Oberkante der Lade­ einheit gleichmäßig verteilt ist, einwirkt, wobei der Folien­ überzug 8 gleichzeitig zusammenschrumpft.

Die Kräfte der elastischen Ausdehnung des zusammenge­ preßten Gutes sind bestrebt, die Verformung der Ladeein­ heit nach der Entlastung der Kraftplatte 26 zu beseitigen; sie werden jedoch durch die Spannkraft der geschrumpften Folienhülle ausgeglichen.

Die fertigverpackte Ladeeinheit 1 wird dem Förderer 34 zugeführt, von welchem sie dann mittels eines Gabelstaplers (in Figur nicht gezeigt) abgenommen wird. Die dargelegte Reihenfolge der mit der Anlage ausgeführten Arbeitsgänge gestattet es, eine Ladeeinheit einer hohen mechanischen Fest­ igkeit mit zum Ergreifen mit einer Klammergabel vorgesehenen Absätzen herzustellen, welche Ladeeinheit durch das Pressen des Schüttgutes gebildet und in Folienhüllen eingepackt ist, die unter Einwirkung einer senkrecht gerichteten, über die Oberkante der Ladeeinheit gleichmäßig verteilten Druckbe­ lastung geschrumpft worden sind; dadurch dann auf die Aus­ bildung einer Ladeeinheit (eines Stapels) durch die voran­ gehende Herstellung von verpackten Stückgütern und deren Einzelverpackung mit anschließender palettenloser Zusammen­ stellung verzichtet werden. Im Ergebnis werden die Verpac­ kungskosten gesenkt.

Claims (2)

1. Anlage zum palettenlosen Verpacken von Schüttgütern, umfassend ein System von Förderern (28, 29, 30, 31, 32, 33, 34), welche miteinander verbinden: eine Vorrichtung zur Ausbildung einer Ladeeinheit (1) mit Absätzen an den Seitenflächen der Oberkante zum Ergreifen mit einer Klammergabel, Vorrichtungen (4, 5) zum Überziehen der Ladeeinheit (1) mit Folienhüllen (6, 7 und 8), Wärmebehandlungsöfen (9, 10) für Heißluftschrumpfung, eine Vorrichtung zum Wenden der Ladeeinheit (1) um 180° um eine Horizontalachse (16), sowie hinter den Wärmebehandlungsöfen (9, 10) angeordnete Vorrichtungen (11, 12) zum Stauchen der Ladeeinheit (1), wobei eine dieser Vorrichtungen mit Andrückvorrichtungen (21, 24) zum Ausbilden der Absätze ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vorrichtung (11, 12) zum Stauchen der Ladeeinheit (1) mit einer waagerecht angeordneten Platte (18, 26) versehen ist, die derart montiert ist, daß sie hin- und hergehende Bewegungen in senkrechter Richtung ausführt, wobei die Andrückvorrichtungen (21, 24) zum Ausbilden der Absätze an der Platte (18) der Stauchvorrichtung (11) befestigt sind, welche sich hinter dem ersten Wärmebehandlungsofen (9) für die Heißluftschrumpfung befindet.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückvorrichtungen (21) an der Platte (18) angelenkt und mit starr befestigten Hebeln (22) versehen sind, welche relativ zu der Platte (18) abgefedert sind.