EP1574433B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Anbringen mit hoher Geschwindigkeit einer Verpackungshaube auf eine palettisierte Ladung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Anbringen mit hoher Geschwindigkeit einer Verpackungshaube auf eine palettisierte Ladung Download PDF

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EP1574433B1
EP1574433B1 EP20050354012 EP05354012A EP1574433B1 EP 1574433 B1 EP1574433 B1 EP 1574433B1 EP 20050354012 EP20050354012 EP 20050354012 EP 05354012 A EP05354012 A EP 05354012A EP 1574433 B1 EP1574433 B1 EP 1574433B1
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EP
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cover
shaping
pallet
fitting
sleeve
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Jean-Paul Charles Martin-Cocher
Georges Jaconelli
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Thimon SAS
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Thimon SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B9/00—Enclosing successive articles, or quantities of material, e.g. liquids or semiliquids, in flat, folded, or tubular webs of flexible sheet material; Subdividing filled flexible tubes to form packages
    • B65B9/10—Enclosing successive articles, or quantities of material, in preformed tubular webs, or in webs formed into tubes around filling nozzles, e.g. extruded tubular webs
    • B65B9/13—Enclosing successive articles, or quantities of material, in preformed tubular webs, or in webs formed into tubes around filling nozzles, e.g. extruded tubular webs the preformed tubular webs being supplied in a flattened state
    • B65B9/135—Enclosing successive articles, or quantities of material, in preformed tubular webs, or in webs formed into tubes around filling nozzles, e.g. extruded tubular webs the preformed tubular webs being supplied in a flattened state for palletised loads

Definitions

  • the document EP-A-1060988 discloses a device for overpacking a palletized load by means of a cover prepared from a gusseted sleeve wound flat on a storage spool.
  • a gripping robot comprises a motorized accumulator roller on which is wound a portion of the sheath, a transfer arm of the roller towards the filling station, and a mechanism of separation of the cover during the downward movement around the load.
  • the sheath previously welded in the transverse direction is held in vertical position with the bellows solicited opening by a positioning member, which is fixed and disposed with the coil in the vicinity of the ground.
  • the transfer arm of the robot is carried by a mobile slider in vertical translation on the frame.
  • the arm of the robot is thus animated with a first horizontal translational movement during the transfer, and a second downward movement to prepare the cover by welding and cutting after its winding around the accumulator roller.
  • This second vertical movement of the arm is essential, since the positioner member of the sheath is fixed. This combined movement of the robot lengthens the time of preparation and removal of the cover, and limits the packaging rates of the machine.
  • the document EP-A-395919 Refers to a palletized load wrapping machine with heat-shrinkable film, comprising four vertical bars equipped with film grippers that can move up and down the frame, an annular shrink oven, a pair of sleepers horizontal and two trolleys that can move horizontally along the sleepers.
  • the bars come closer when the carriage moves to the dispensing section, and move apart as the carriage moves over the load to be packaged. This mechanism also ensures the houssage.
  • the kinematics of such a machine does not reduce packaging rates, and is limited to loads of low heights.
  • the document EP 1106507 mentions a packaging machine, in which the heat-sealed connection instead of being arranged at the top, is oriented downwards. It is then necessary to turn upside down. The positioner and the welder remain in the lower part. Such a device is suitable for loads of low heights, but not for high heights.
  • a first object of the invention is to improve the method of preparing and removing a cover on a palletized load, to accelerate packaging cycles and increase production rates.
  • the positioner member is moved to an intermediate waiting position located just before said upper position of the film in the accumulator element. This results in a time saving corresponding to the duration of the upward stroke of a positioner member between the low position and the intermediate waiting position.
  • a second object of the invention is to provide a machine for shaping and removing a packaging cover on a palletized load, allowing high production rates, and can use either a heat shrinkable or stretchable plastic sheath.
  • the machine comprises a transfer and accumulation device comprising an accumulator element on which is wound a portion of the sheath, and a spacing mechanism of the open end of the sheath after transfer to the filling station.
  • the positioner member is movable in height in the preparation station by being coupled to an actuator, so as to moving the sheath between a low waiting position, and a high position of engagement of the heat-sealed connection in the accumulator element.
  • the transfer and accumulation device is pivotally mounted on a vertical axis of an actuating arm to position the heat-sealed connection parallel or perpendicular to the largest face of the load.
  • the positioner member is guided in vertical translation between the two low and high positions by a guide rod or slide secured to a support.
  • a preparation station 10 of a packaging cover comprises a pair of coils 11, 12 for storing a plastic sleeve 17, a pair of positioners 13, 14 for opening and positioning the sheath 17 from each coil 11, 12, a transfer and accumulation device 15, and welding and cutting means 16 to form from each coil 11, 12, a cover HO of a predetermined length and wound on the transfer and accumulation device 15.
  • the packaging sheath 17 is formed by a plastic film with double V-bellows, and folded flat after winding around each cylindrical coil 11, 12. This type of sheath is described in detail in the document EP-A-1060988 . It is then unrolled, passes over guide rollers 18, 18a, and is held in a vertical position with the bellows urged to open by the positioner members 13, 14. Previously, the middle portion of each sheath 17 has been welded transversely to its free end to obtain a sealed bottom thanks to the formation of a heat-sealed connection 19.
  • the casing 17 with bellows can also be replaced by a simple tubular sheath without bellows, and also folded flat on the reels 11, 12.
  • the film of the sheath 17 may be of heat-shrinkable plastic or stretchable plastic.
  • Figures 3 to 9 show an application with a heat-shrinkable film, while Figures 10 to 18 illustrate another application with a stretch film.
  • the steps of the process of forming the HO cover at the preparation station 10 are identical, regardless of the heat-shrinkable or stretchable nature of the film used.
  • the transfer and accumulation device 15 comprises an accumulator element 20 and a spacing mechanism 21 with four swinging arms 22.
  • the accumulator element 20 is provided as an example of a motorized rotary roller 23 on which is wound a portion of the sheath 17, which is held by a retaining clip 24 integrated in the roller 23.
  • the four rocking arms 22 of the spacer mechanism 21 are equipped with gripping tongs 25, arranged at each end to guide and grasp the sheath 17.
  • the welding and cutting means 16 comprise a welder with two movable jaws 27 capable of moving in a horizontal plane symmetrically with respect to the positioner members 13, 14.
  • the upper part of the welder comprises a linear cutting device 28 equipped with a straight cutting blade actuated by a jack.
  • the positioners 13, 14 are movable in the direction of the height, so as to move the heat-sealed connection 19 of the cover from a low position ( Figure 1) to a high position ( Figure 2) to introduce into the retaining clip 24 of the accumulator roller 23.
  • the high position corresponds to an altitude substantially equal to or greater than the level of the upper face of the load C H being on the side of the filling station 26.
  • the actuators 13a, 14a of the positioners 13, 14 are guided in translation by vertical rods 13b, 14b integral with a support 33, which is on a horizontal bridge 34 fixed to the frame 22.
  • the support 33 can slide along a horizontal crossbar arranged slightly above the bridge 34, so as to position alternatively one of the positioners 13, 14 opposite the retaining clamp 24.
  • the welding and cutting means 16 are interposed at an intermediate level between the gripping tongs 25 of the rocking arms 22 and the upper ends of the rods 13b, 14b of guide.
  • the palletised CH load is carried in the filling station 26 by a table 36 chain or roller.
  • a removal arm 37 of the HO cover can slide vertically along the frame 32, and is provided with shaping and pinching fingers 38 for the recovery of the open portion of the HO cover at the four corners when removing the load.
  • CH Figures 3 to 9
  • These fingers 38 are arranged to receive a HO cover of heat-shrinkable plastic film.
  • the charge CH coated with its HO cover is then moved to a downstream station, which is equipped with a hot air heating frame for heat shrinking of the cover HO on the load CH.
  • FIGS. 1 to 9 The operation of the overpack device with a heat-shrinkable sheath 17 is illustrated in FIGS. 1 to 9:
  • the two positioner members 13, 14 are waiting in the low position, ensuring the horizontal holding of the heat-sealed connection 19 of the two sheaths 17 coming from the two coils 11, 12.
  • the welding jaws 27 above rods 13b, 14b are spaced from each other, and the retaining clip 24 of the accumulator roller 23 is open to release the gripping zone of the heat-sealed connection 19 of the sheath 17 selected.
  • the support 33 is moved to the right so as to place the positioning member 13 opposite the retaining clip 24.
  • the rocking arms 22 are in the retracted position, and the actuating arm 31 is on the right above the preparation station 10 of the packaging cover. In this production standby position, the internal volume of the two sleeves 17 is protected by the associated heat-sealed connection 19, avoiding any penetration of ambient dust.
  • the positioner member 13 associated with the first coil 11 is moved to the upper position above the upper level of the load to be packaged. In its displacement in translation upwards, the positioner member 13 causes the unwinding of the coil 11, and causes the heat-sealed connection 19 in the retaining clamp 24.
  • the gripping tongs 25 of the four arms 22 are spaced, as well as the welding jaws 27.
  • the other positioner member 14 remains stationary in the low position, without unwinding the coil 12.
  • a new load CH is brought onto the table 36 to be wrapped by the cover in preparation on the roll 23 of the station 10.
  • the depositing arm 37 has been raised in translation above the load CH to be packaged , with transverse refocusing of the recovery fingers 38.
  • the welding jaws 27 approach each other to make a new heat-sealed connection 19 which will be used to make a new cover.
  • the cutting device 28 has been actuated to cut the cover HO to the desired length, while the jaws 27 remain in close position.
  • the actuating arm 31 is moved horizontally to the left above the stuffing station 26, and the translation of the transfer carriage 30 ensures the exact positioning of the roller 23 above the deposition arm 37.
  • the four rocking arms 22 are actuated towards the spaced position to cause the opening of the lower free end of the cover HO.
  • This end of the HO cover is then taken by the fingers 38 of the removal arm 37, which are spaced to be placed under the clamps 25 of the arms 22.
  • the roller 23 is motorized in the direction of unwinding.
  • the cover HO has left the gripping tongs 25 of the arms 22, and the removal arm 37 is coming down from the load CH in the stuffing station 26.
  • the actuating arm 31 and the carriage 30 back to the right above the preparation station 10, and the arms 22 are actuated to the retracted position.
  • the support 33 is moved in translation to the left along the crosspiece 35, so as to select the positioner member 14 associated with the second reel 12. The positioner member 14 can thus be actuated upward without waiting for the final return of the transfer and accumulation device 15.
  • the load CH is completely packed by the cover HO, and the positioning member 14 is in the raised position causing the insertion of the heat-sealed connection 19 in the retaining clip 24 of the accumulator roll 23.
  • the other positioner member 13 is waiting in the low position.
  • the removal arm 37 is being raised, and the device 15 coils and stores a predetermined length of sheath 17 around the rotary roller 23.
  • the positioner member 14 descends during this winding phase of the sheath.
  • FIGS. 10 to 18 The sequence of operation illustrated in FIGS. 10 to 18 is carried out with a stretch film sheath.
  • the members of the preparation station 10 of the HO cover are identical to those of FIGS. 1 to 9.
  • the structure of the deposition arm 37 in the filling station is different, and instead comprises shaping fingers and nip 38, pleating and drawing fingers 39 associated with motorized rollers 40.
  • the introduction of a stretchable sheath does not require a source of heat to heat-shrink, because it is sufficient to mechanically stretch beforehand the material of the plastic film in the horizontal transverse direction before enveloping the palletized load to be packaged.
  • Each finger 39 is mounted on a control member 41 driven by an actuator of the cylinder or geared motor type in a direction substantially coincident with the diagonal of the load CH.
  • FIG. 10 corresponding to the following sequence of FIG. 9, the positioning member 14 continues its downward movement towards the low position, and a new load CH to be packaged is brought onto the table 36 of the stuffing station.
  • the removal arm 37 is raised in translation above the load CH, with transverse refocusing of the pleating fingers 39.
  • the rollers 40 are spaced from the fingers 39, and the sheath 17 from the coil 12 is wound around the accumulator roller 23.
  • the actuating arm 31 is moved horizontally to the left above the stuffing station 26.
  • the transfer carriage 30 also moves in the same direction to ensure the exact positioning of the roller 23 over 37.
  • the four rocking arms 22 are actuated towards the spaced position to cause the opening of the lower free end of the cover HO.
  • the fingers 39 of the deposition arm 37 are spread apart to be placed under the forceps 25 of the rocking arms 22.
  • FIGS. 14 and 15 show the pleating and accumulation phase of the cover HO on the lower part of the fingers 39.
  • the accordion pleating of the cover HO takes place following the rotation of the motorized rollers 40 which are in contact with the four fingers 39.
  • the descent movement of the deposition arm 37 causes the progressive unfolding of the HO cover around the load CH.
  • the actuating arm 31 and the carriage 30 return to the preparation station 10, and the arms 22 are actuated to the retracted position.
  • the two positioner members 13, 14 are both in the low position.
  • the continued return travel of the accumulator element 20 is effected by a transverse sliding movement (FIG. 18), and the rocking arms 22 pass on either side of the positioner members 13, 14 (FIG. 19).
  • the positioner member 14 can thus be moved upwards to a waiting position (FIG. 20), located just before the end position.
  • the time saved is the duration of the rise stroke of a positioner member 13 or 14 between the low position and the waiting intermediate position.
  • Fig. 23 shows a variant of the accumulator element 20 of the device 15, in which the rotary roller 23 is replaced by a moving roller system.
  • the packing rate of the machine can be further increased by making use of two alternately moving storage systems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Claims (18)

  1. Verfahren zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH), welche Haube aus einem elastischen Kunststoffschlauch hergestellt wird, der auf mindestens eine Lagerungsspule (11, 12) aufgerollt ist, ein Verfahren, das in folgenden Schritten besteht,
    - Verschweißen des Schlauchs (17) an seinem freien Ende in Querrichtung, um eine warmverschweißte Verbindung (19) herzustellen, die von mindestens einem Positionierungselement (13, 14) in einer unteren Position gehalten wird,
    - Lagerung einer vorbestimmten Schlauchlänge auf einer Transport- und Aufrollvorrichtung (15) und Abschneiden des Schlauchs in Querrichtung, zur Herstellung der genannten Haube (HO),
    - Aufnahme des unteren freien Endes und Herablassen der Haube (HO) um den zu verpackenden Gutstapel (CH) herum, wobei erstere an ihren vier Ecken abgespreizt gehalten wird, und gekennzeichnet durch folgende Zwischenschritte:
    - vertikales Verfahren des Positionierungselements (13, 14) nach oben, wobei der Schlauch (17) bis zu einer oberen Position mitgenommen wird, in der die warmverschweißte Verbindung (19) in die Förder- und Aufrollvorrichtung (15) eingeführt wird,
    - horizontales Verfahren der Förder- und Aufrollvorrichtung (15) nur in horizontaler Bewegung, die bezüglich der Bewegung des Positionierungselements (13, 14) orthogonal gerichtet ist, um die Aufnahme des unteren Endes der Haube (HO) sicherzustellen.
  2. Verfahren zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Rückhubs der Förder- und Aufrollvorrichtung (15) das Positionierungselement (13, 14) in Richtung auf eine Warte-Zwischenposition bewegt, die sich kurz vor der oberen Position der Aufnahme der Folie in das Aufrollelement (21) befindet.
  3. Verfahren zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen der Haube (HO) ein Schlauch aus wärmeschrumpfbarem Kunststoff verwendet wird.
  4. Verfahren zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen der Haube (HO) ein Schlauch aus reckbarem Kunststoff verwendet wird.
  5. Verfahren zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein in doppelter V-Form gefältelter Schlauch verwendet wird, der auf mindestens eine Spule (11, 12) flach aufgerollt ist.
  6. Verfahren zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlauch ohne Falten verwendet wird, der auf mindestens eine Spule (11, 12) flach aufgerollt ist.
  7. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH), welche Haube aus einem elastischen Kunststoffschlauch hergestellt wird, der auf mindestens eine Lagerungsspule (11, 12) aufgerollt ist, welche Vorrichtung umfasst:
    - Schweiß- und Schneidvorrichtungen (16) für den Schlauch,
    - eine Förder- und Aufrollvorrichtung (15), die ein Aufrollelement (20) umfasst, auf das ein Teil des Schlauchs (17) aufgerollt wird, sowie einen Mechanismus zum Offenhalten (21) des offenen Endes des Schlauchs nach dem Transport zur Umhüllungsstation (26).
    - mindestens ein Positionierungselement (13, 14), das zwischen der Spule (11, 12) und dem Aufrollelement (20) zum Halten des Schlauchs (17) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierungselement (13, 14) in der Herstellungsstation in der Höhe beweglich ist, wobei es mit einem Betätigungselement (13a, 14a) verbunden ist, um den Schlauch (17) zwischen einer unteren Warteposition und einer oberen Position des Einführens der warmverschweißten Verbindung (19) in das Aufrollelement (20) zu bewegen.
  8. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Förder- und Aufrollvorrichtung (15) schwenkbar an eine vertikale Achse (29) eines Betätigungsarms (31) montiert ist, um die warmverschweißte Verbindung (19) parallel oder senkrecht zur Längsseite des Gutstapels (CH) zu positionieren.
  9. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierungselement (13, 14) zwischen einer unteren Position, eine Warte-Zwischenposition und einer oberen Position von einer fest mit einem Träger (33) verbundenen Führungsstange (13b, 14b) vertikal in Translation geführt wird.
  10. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (33) an einen horizontalen Querträger (35) anpassbar ist, der fest mit dem Rahmen (32) verbunden ist, und mit zwei Positionierungselementen (13, 14) versehen ist, die durch eine horizontale Translationsbewegung des Trägers (33) wechselweise gegenüber dem Aufrollelement (20) angeordnet werden können.
  11. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (33) der beiden Positionierungselemente (13, 14) auf einen starren, am Rahmen (32) befestigten Steg (34) unter dem Querträger (35) montiert ist.
  12. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungselemente (13, 14) Schläuche halten (17), die von zwei übereinander angeordneten Spulen (11, 12) kommen.
  13. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Spulen (11, 12) sich parallel zur Fördereinrichtung erstreckt.
  14. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Spulen (11, 12) sich quer zur Fördereinrichtung erstreckt.
  15. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Förder- und Aufrollvorrichtung (15) von einem Förderschlitten (30) getragen wird, der mit einem Betätigungsarm (31) verbunden ist, um das horizontale Bewegen der Haube (HO) zwischen der Herstellungsstation (10) und der Umhüllungsstation (10) vor der Aufnahme durch einen Umhüllungsarm (37) zu gewährleisten.
  16. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Umhüllungsarm (37) mit Formungs- und Greiffingern (38) zum Aufnehmen der vier Ecken des offenen Teils einer Haube (HO) aus wärmeschrumpfbarem Kunststoff versehen ist.
  17. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Umhüllungsarm (37) mit Fältel- und Streckfingern (39) versehen ist, die nach und nach das Fälteln der Haube (HO) aus reckbarer Kunststofffolie nach Drehung motorisierter Rollen (40) sicherstellen sollen, gefolgt von einem transversalen Recken an den vier Ecken vor dem Herablassen um den Gutstapel (CH).
  18. Vorrichtung zum Formen und Aufbringen einer Verpackungshaube (HO) auf einen palettierten Gutstapel (CH) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Positionierungsedemente (13, 14) mit einem Paar Förder- und Aufrollvorrichtungen (15) mit wechselnder Bewegung verbunden sind, um die Verpackungsrate der Maschine zu erhöhen.
EP20050354012 2004-03-11 2005-03-02 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Anbringen mit hoher Geschwindigkeit einer Verpackungshaube auf eine palettisierte Ladung Active EP1574433B1 (de)

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