EP4005936A1 - Verpackungsvorrichtung und verfahren zum herstellen von verpackungseinheiten - Google Patents

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Publication number
EP4005936A1
EP4005936A1 EP21205969.5A EP21205969A EP4005936A1 EP 4005936 A1 EP4005936 A1 EP 4005936A1 EP 21205969 A EP21205969 A EP 21205969A EP 4005936 A1 EP4005936 A1 EP 4005936A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
articles
packaging material
outer packaging
partially
anvil tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21205969.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP4005936A1 publication Critical patent/EP4005936A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B65B13/00—Bundling articles
    • B65B13/18—Details of, or auxiliary devices used in, bundling machines or bundling tools
    • B65B13/24—Securing ends of binding material
    • B65B13/32—Securing ends of binding material by welding, soldering, or heat-sealing; by applying adhesive
    • B65B13/325—Ultrasonic welding
    • 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
    • B65B27/00—Bundling particular articles presenting special problems using string, wire, or narrow tape or band; Baling fibrous material, e.g. peat, not otherwise provided for
    • B65B27/04—Bundling groups of cans or bottles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/60—Uniting opposed surfaces or edges; Taping
    • B31B50/64—Uniting opposed surfaces or edges; Taping by applying heat or pressure, e.g. by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F5/00—Attaching together sheets, strips or webs; Reinforcing edges
    • B31F5/008—Attaching together sheets, strips or webs; Reinforcing edges by friction, e.g. obtained ultrasonic vibrations

Definitions

  • the present invention relates to a packaging device and a method for producing packaging units according to the features of the independent claims.
  • beverage containers There are different types of packaging for the processing, assembly, grouping and packaging of articles such as beverage containers, for example the combination of articles or containers into portable, relatively handy packaging units or bundle units.
  • beverage containers are usually combined and packaged using shrink films to form bundles of four, six or more containers.
  • the production of containers is usually unavoidable, as they represent the most common variant of sales units for beverage containers or bottles made of PET plastic. Some of the containers are combined again for transport and/or put together in layers and palletized.
  • a variant in which the use of shrink film can generally be dispensed with is the so-called strapped bundle.
  • the containers are combined into a bundle and connected to one another by means of so-called straps.
  • strapping machines that work continuously or in cycles, containers, articles or bottles are grouped into formations and then strapped with one or more straps using strapping units.
  • Typical formations may include 1 x 2 arrays (two vessels in a row), 2 x 2 arrays (four vessels squared or in diamond formation), 3 x 2, 4 x 3 or, in principle, also variable nx m arrangements.
  • the object of the invention is to produce packaging units with an outer packaging made of paper or cardboard, in which preferably plastic-containing connecting means can be completely dispensed with.
  • a packaging unit comprises an arrangement of articles made up of at least two articles, which are combined by at least one outer packaging.
  • the articles are mechanically held together by the outer packaging.
  • the overwrap is preferably formed from an overwrap material formed at least in part from paper material or board material and partially encasing the assembly of articles.
  • the outer packaging material is preferably a pure paper material or cardboard material that does not contain any plastic components, as a result of which packaging units can be produced in a particularly environmentally friendly manner.
  • the packaging device can also be used to process an outer packaging material with a plastic content, for example to process a plastic-coated paper material or cardboard material, a paper-plastic composite material or the like.
  • the outer packaging is a strapping band, preferably a paper band or a band made of a flexible, for example thin, cardboard material.
  • the articles are, for example or preferably, beverage containers, in particular bottles made of PET or another suitable plastic, cans made of plastic and/or aluminum or the like.
  • the packaging device is also suitable for combining other suitable articles in a corresponding outer packaging as packaging units or bundles.
  • at least two identically designed articles are put together as a group of articles in a divider module or the like and combined into sales units or packaging units by means of outer packaging. So-called mixed bundles can be created by putting together differently designed articles.
  • the packaging device comprises an application device for attaching the outer packaging material to the article arrangement and also an ultrasonic joining device for forming a joint between at least two at least partially overlapping layers of the outer packaging material.
  • the ultrasonic joining device comprises at least one anvil tool and one sonotrode, with the anvil tool being designed to be at least partially inserted and arranged between at least two articles of the article arrangement that are partially encased by the outer packaging material, and with the sonotrode being designed to be at least partially between the articles arranged anvil tool to cooperate to form a joint with the at least two at least partially overlapping layers of the outer packaging material.
  • the packaging unit particularly preferably comprises at least two beverage containers, in particular bottles or cans, which are preferably held together by at least one strap formed from pure paper material.
  • the strapping band is applied to the assembly of articles via an application device designed as a strapping device or strapping module, which assembly of articles has been assembled in advance in a dividing module or the like in the desired manner.
  • the strapping is preferably tensioned by means of a suitable tensioning device around outwardly facing outer lateral surfaces of the articles.
  • the free ends of the strapping are arranged at least partially overlapping one another, in particular in an area which is laterally associated with a contact area of two adjacent articles of the article composition. Then the overlapping free end portions of the strapping are fixed to each other, the previously generated bias of the Strapping is maintained.
  • a mechanical cohesion of the articles is achieved by the outer packaging.
  • the overlapping free end regions of the strapping band are fixed to one another, in particular with the formation of a joint, with an ultra-welding process being used for this purpose, in particular an ultra-friction welding process.
  • the anvil tool of the ultrasonic joining device is inserted between at least two articles of the article arrangement partially covered with outer packaging material and arranged adjacent to the at least partially overlapping layers of the outer packaging material.
  • a sonotrode of the ultrasonic joining device is arranged adjacent to the at least partially overlapping layers of the outer packaging material and the overlapping layers are connected to one another by ultrasonic welding, in particular by ultrasonic friction welding.
  • the anvil tool of the ultrasonic joining device is adjustable in height.
  • the anvil tool is first introduced or inserted in an area at least partially between two articles arranged adjacent to one another, said area being formed and/or arranged above or below the position of the strapping material, in particular which area is above or below the position of the at least partially overlapping layers of the Outer packaging material is formed and / or arranged.
  • the anvil tool is first inserted and/or may be located in a region above or below the position of the overlapping free end regions of the strapping band.
  • the anvil tool is then positioned between the articles and the outer packaging material, for example the strapping, by moving it downwards or upwards, with the side of the anvil tool involved in the joining process being aligned in the direction of the outer packaging material and in particular being assigned to the at least partially overlapping layers of the outer packaging material, for example the overlapping free end areas of the strap.
  • At least one contour of the anvil tool is adapted to at least one contour of at least one of the two articles, between which articles the anvil tool can be inserted and arranged.
  • a first outline of the anvil tool is associated with a first article of the array of articles and a second outline of the anvil tool is associated with a second article of the array of articles.
  • the anvil tool is arranged at least partially between the first article and the second article of the article arrangement in order to form the joint connection.
  • the at least one adapted contour is thus formed in an area of the anvil tool, which area is not involved in the production of the joint.
  • the shape of the contour is designed in such a way that the anvil tool can advantageously be positioned at least partially between two articles of the arrangement of articles in order to produce the joint connection between the free end regions of the outer packaging material accordingly.
  • the contour area assigned to the respective article has a correspondingly concave curvature.
  • the anvil tool can have, for example, at least one triangular cross-sectional area, which can advantageously be at least partially inserted and arranged in the space between two adjacent articles with a cylindrical basic shape or the like.
  • the anvil tool has an at least partially structured surface, at least in the area of the contour.
  • the surface can have a rough structure, the surface can be wavy or have elevations and/or depressions or the like.
  • the sonotrode of the ultrasonic joining device is designed such that it can be moved laterally, so that the sonotrode can be positioned by means of a lateral infeed movement on the combination of articles partially covered with the outer packaging material.
  • the sonotrode assigned to the anvil tool which is partially positioned between two articles and in the area of the overlapping layers of the outer packaging material.
  • the sonotrode is preferably arranged to the side of the overlapping arrangement of free end regions of the outer packaging material. It is particularly preferred if the arrangement of free end areas of the outer packaging material is clamped between the anvil tool and the sonotrode.
  • a pressure is generated between the anvil tool and the sonotrode, for example they are pressed against one another in order to support the ultrasonic welding process.
  • the ultrasonic joining device is assigned a moistening device, with which the outer packaging material is moistened at least in the area of the at least two partially overlapping layers, for example with water or steam, in order to further promote the joining process.
  • the sonotrode can be designed and/or arranged to be height-adjustable, so that the sonotrode can be arranged in a suitable position on the combination of articles partially wrapped with the outer packaging material by means of a height adjustment.
  • the packaging device according to the invention and the method according to the invention can thus be used to produce packaging units with an outer packaging in which the outer packaging consists entirely of paper or cardboard and no other fasteners containing plastic components have to be used for the formation of joints.
  • the use of an adhesive for connecting free end areas of the outer packaging material can be dispensed with.
  • the packaging device is significantly cleaner due to the lack of gluing.
  • Figures 1 to 3 each show schematic representations of an embodiment of a packaging device and a method for producing packaging units.
  • Figures 5 and 6 each show different embodiments of an anvil tool.
  • the Figures 1 to 3 each show a schematic representation of an embodiment of a packaging device 1 and a method for producing packaging units 20.
  • the 4 shows the arrangement according to 3 in a top view.
  • the figure 5 also shows the overlap area Ü 4 in an enlarged view.
  • a packaging unit 20 includes an article arrangement 21 of at least two articles 22 in an outer packaging 25.
  • the outer packaging 25 is preferably made of an outer packaging material 26 which partially encloses the article arrangement 21 and, in particular, mechanically holds it together.
  • the outer packaging material 26 is preferably an outer packaging material 26 made of paper or cardboard, in particular a pure paper material or cardboard material that does not contain any plastic components.
  • the packaging device 1 can also be used to process an outer packaging material 26 with a plastic component, for example a plastic-coated paper material or cardboard material, a paper-plastic composite material or the like.
  • a plastic component for example a plastic-coated paper material or cardboard material, a paper-plastic composite material or the like.
  • the outer packaging 25 is a strapping band 28, in particular a paper banderole 29.
  • Cardboard material or a cellulose material or a paper- or cardboard-containing composite material of sufficient strength and stability is also suitable as the strapping band material, provided that after the production of the strapping band 28 the required Can meet strength requirements.
  • the items 22 are preferably beverage containers, in particular bottles made of PET or another suitable plastic, or cans 24 made of plastic and/or aluminum or the like.
  • the packaging device 1 is also suitable for combining other suitable articles 22 in a corresponding outer packaging 25 as packaging units 20 or bundles.
  • the packaging units 20 At least two articles 22 of the same type or at least two articles 22 of identical design can be provided as a group of articles 21.
  • the packaging unit 20 particularly preferably comprises at least two beverage containers, in particular bottles or cans 24, which are preferably held together by at least one strap made of pure paper material or a strap 28.
  • the articles 22 are designed as cans 24 and in a packaging unit 20, six cans 24 by means of a
  • Paper banderole 29 combined, with the cans 24 each being arranged in two parallel rows of three (cf. in particular the top view in 4 ).
  • the paper banderole 29 is stretched under tension around outwardly facing outer lateral surfaces of the cans 24 and in this way mechanically holds the cans 24 together.
  • free ends 30 of the paper banderole 29 are arranged in an at least partially overlapping manner.
  • the free ends 30 are arranged in an overlapping area Ü, which is assigned to an area in which two adjacent articles 22 make contact.
  • the two articles 22 are arranged side by side or adjacent to one another or abutting one another in the region.
  • the overlapping area Ü the free ends 30 of the paper banderole 29 are joined together to form a joint 40, this taking place in particular with a packaging device 1 according to the invention and/or according to the method according to the invention.
  • An outer packaging material 26 is arranged by an application device 8 on an article arrangement 21 assembled, for example, in a dividing module (not shown).
  • the application device 8 according to the embodiment shown here is formed by a strapping module 9, which is designed for attaching the outer packaging material 26 to the article arrangement 21, in particular for attaching a paper banderole 29, which is stretched under tension around the outer lateral surfaces of the cans 24.
  • the strapping module 9 can include a corresponding tensioning device, as is known from the prior art.
  • the packaging device 1 is equipped with an ultrasonic joining device 5 for forming a joint 40 .
  • the ultrasonic joining device 5 comprises at least one anvil tool 6 and at least one sonotrode 7.
  • the anvil tool 6 is at least partially inserted and arranged between the cans 24 of the article arrangement 21, in particular the anvil tool 6 is at least partially inserted between the cans 24 in an area below the strapping area.
  • the area in which the paper banderole 29 is arranged on the article arrangement 21 is referred to as the strapping area.
  • Anvil tool 6 is assigned to the side of the overlap area Ü, in which overlap area Ü the two free ends 30, 30-1, 30-2 of the paper band 29 are arranged overlapping one another.
  • the arrangement of the anvil tool 6 between the cans 24 takes place here, for example, at a point in time at which the outer packaging material 26 has not yet been applied to the article arrangement 21 .
  • the anvil tool 6 can also be arranged at the same time as the article arrangement 21 is wrapped around the paper banderole 29 .
  • the paper banderole 29 can first be stretched around the articles 22 and then the anvil tool 6 can be arranged below or above the strapping area between the cans 24 .
  • the anvil tool 6 is adjustable in height. By moving the anvil tool 6 upwards, it is arranged at the height of the paper band 29 and in particular is arranged adjacent to the overlapping free ends 30 of the paper band 29 stretched around the articles 22 .
  • the anvil tool 6 is arranged at a first height above the position of the paper banderole 29 and is assigned to the overlapping area Ü by being moved downwards, with the anvil tool 6 being located in particular between the articles 22 and the free end areas 30 of the strap 28 is arranged.
  • the sonotrode 7 of the ultrasonic joining device 5 is shown in schematic form. This is arranged to the side of the anvil tool 6, which is at least partially arranged between the cans 23, and to the side of the overlapping area Ü of the two free ends 30, 30-1, 30-2, so that the two free ends 30, 30-1, 30-2 of the paper banderole 29 are preferably clamped between the anvil tool 6 and the sonotrode 7.
  • the sonotrode 7 is designed to be movable laterally, so that the sonotrode 7 can be advanced laterally to the anvil tool 6 and the overlapping area Ü with the overlapping free ends 30 of the paper banderole 29 .
  • the sonotrode 7 is designed to be adjustable in height in order to adapt to the height at which the Paper banderole 20 is arranged on the article arrangement 21 to adjust in a simple and quick manner, so that the ultrasonic joining device 5 can be used for different products.
  • the overlapping free ends 30 By subjecting the overlapping free ends 30 to ultrasonic vibrations, they are joined together and connected using what is known as an ultrasonic welding process, in particular using what is known as an ultrasonic friction welding process.
  • anvil tool 6 and the sonotrode 7 can be pressed against one another in order to support the ultrasonic welding process.
  • the ultrasonic joining device 5 can be assigned a moistening device (not shown), with which the outer packaging material 26 is moistened with water or steam, for example, at least in the overlapping area of the two free ends 30-1, 30-2, in order to continue the joining process favor.
  • the anvil tool 6 is pulled out of the finished packaging unit 20 by moving it downwards and then moving it sideways.
  • the packaging unit 20 can now be supplied for further handling, for example to a palletizing device or the like.
  • FIG. 5 and 6 each show different embodiments of an anvil tool 6. Provision is made for at least one contour 10 of the anvil tool 6 to be adapted to the article 22 of the article arrangement 21.
  • a first contour 10 - 1 of the anvil tool 6 is assigned to a first article 22 - 1 of the article arrangement 21 and a second contour 10 - 2 of the anvil tool 6 is assigned to a second article 22 - 2 of the article arrangement 21 .
  • the adapted contour 10 of the anvil tool 6 is thus formed by a region of the anvil tool 6 which is not involved in the production of the joint connection 40 .
  • the shape of the contour 10 is in particular designed in such a way that the anvil tool 6 is advantageously positioned at least partially between the articles 22 can, in order to be able to produce the joint connection 40 between the free ends 30 of the paper banderole 29 accordingly.
  • the contour 10 has a correspondingly designed concave curvature.
  • a first contour area 10-1 with a first concave curvature and a second contour area 10-2 with a second concave curvature are provided ( 6 ).
  • the anvil tool 6 can have, for example, at least one triangular cross-sectional area 11, which can advantageously be at least partially inserted and arranged in the gap Z between two adjacent articles 22 (cf., for example, figure 5 ).
  • the anvil tool 6 has an at least partially structured surface at least in the area of the contour 10 .
  • the surface can have a rough structure, the surface can be wavy or have elevations and/or depressions or the like.
  • the structured surface can also contain a grid-like surface structure, have regular patterns of elevations and depressions or other surface configurations.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
  • Packages (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsvorrichtung (1) und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten (20).Die Verpackungseinheiten (20) umfassen jeweils eine Artikelanordnung (21) aus mindestens zwei Artikeln (22), wobei die Artikel (22) teilweise von einem aus Papier oder Karton bestehenden Umverpackungsmaterial (26) umhüllt sind.Die Verpackungsvorrichtung (1) umfasst eine Applikationseinrichtung zum Anbringen des Umverpackungsmaterials (26) an der Artikelanordnung (21) und eine Ultraschallfügevorrichtung (5) zur Ausbildung einer Fügeverbindung (40) zwischen mindestens zwei einander zumindest teilweise überlappenden Schichten (30) des Umverpackungsmaterials (26).Die Ultraschallfügevorrichtung (5) umfasst mindestens ein Ambosswerkzeug (6) und eine Sonotrode (7). Das Ambosswerkzeug (6) ist dazu ausgebildet, zwischen mindestens zwei von dem Umverpackungsmaterial (26) zumindest teilweise umhüllte Artikel (22) der Artikelanordnung (21) zumindest teilweise eingeführt und angeordnet zu werden. Die Sonotrode (7) ist dazu ausgebildet, mit dem mindestens einen zwischen den Artikeln (22) angeordneten Ambosswerkzeug (6) zur Ausbildung einer Fügeverbindung (40) zwischen den mindestens zwei zumindest teilweise überlappenden Schichten (30) des Umverpackungsmaterials (26) zusammenzuwirken.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Verpackungseinheiten gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
  • Für die Verarbeitung, Zusammenstellung, Gruppierung und Verpackung von Artikeln wie bspw. Getränkebehältern gibt es unterschiedliche Verpackungsarten, bspw. die Zusammenfassung der Artikel bzw. Behälter zu tragbaren, relativ handlichen Verpackungseinheiten oder Gebindeeinheiten. So werden bspw. Getränkebehälter meist mittels Schrumpffolien zu Gebinden von vier, sechs oder mehr Behältern zusammengefasst und verpackt. Die Herstellung von Gebinden ist meist unumgänglich, da sie die häufigste Variante von Verkaufseinheiten für Getränkebehälter oder Flaschen aus PET-Kunststoff darstellen. Die Gebinde werden für den Transport teilweise nochmals zusammengefasst und/oder in Lagen zusammengestellt und palettiert.
  • Bei der Herstellung von bekannten Gebindearten sind spezifische Fertigungsschritte erforderlich, um die üblicherweise eingesetzten Schrumpffolien verarbeiten zu können. Diese Fertigungsschritte erfordern einen relativ hohen Energieeinsatz. Zudem verursacht die verwendete Folie Kosten zur Herstellung, zur Bereitstellung, zur Handhabung sowie zur späteren Entsorgung, da sie nach dem Verkauf nicht mehr benötigt wird. Auch die Maschinenausstattung zur Bereitstellung der sog. Folieneinschlagmodule und anderer Handhabungsstationen verursacht hohe Investitionskosten. Schließlich erfordert auch die Bereitstellung des sog. Schrumpftunnels, bei dem die um die Gebinde geschlagene Folie mittels Heißluftbeaufschlagung um die Behälter geschrumpft wird, einen relativ hohen Kapitaleinsatz.
  • Eine Variante, bei der grundsätzlich auf den Einsatz von Schrumpffolien verzichtet werden kann, sind sog. Umreifungsgebinde. Hierbei werden die Behälter mittels sog. Umreifungsbänder zu einem Gebinde zusammengefasst und miteinander verbunden. In kontinuierlich oder taktweise arbeitenden Umreifungsmaschinen werden Behälter, Artikel oder Flaschen zu Formationen gruppiert und dann mit Hilfe von Umreifungsaggregaten mit einem Band oder mit mehreren Bändern umreift. Typische Formationen können bspw. 1 x 2-Anordnungen (zwei Behälter in Reihe), 2 x 2-Anordnungen (vier Behälter im Quadrat oder in Rautenformation), 3 x 2-, 4 x 3- oder grundsätzlich auch variable n x m-Anordnungen sein.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verpackungseinheiten mit einer Umverpackung aus Papier oder Karton herzustellen, bei der vorzugsweise komplett auf kunststoffhaltige Verbindungsmittel verzichtet werden kann.
  • Die obige Aufgabe wird durch eine Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Verpackungseinheiten gelöst, die die Merkmale in den unabhängigen Patentansprüchen umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
  • Die Erfindung betrifft eine Verpackungsvorrichtung zur Herstellung von Verpackungseinheiten. Eine Verpackungseinheit umfasst eine Artikelanordnung aus mindestens zwei Artikeln, welche mindestens zwei Artikel durch mindestens eine Umverpackung zusammengefasst sind. Insbesondere werden die Artikel durch die Umverpackung mechanisch zusammengehalten.
  • Die Umverpackung wird vorzugsweise aus einem Umverpackungsmaterial gebildet, das zumindest teilweise aus Papiermaterial oder Kartonmaterial gebildet wird und die Artikelanordnung teilweise umhüllt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Umverpackungsmaterial um ein reines Papiermaterial oder Kartonmaterial, das keine Kunststoffanteile enthält, wodurch Verpackungseinheiten in besonders umweltfreundlicher Weise hergestellt werden können.
  • Die Verpackungsvorrichtung kann jedoch auch zur Verarbeitung eines Umverpackungsmaterials mit Kunststoffanteil verwendet werden, beispielsweise um ein mit Kunststoff beschichtetes Papiermaterial oder Kartonmaterial, einen Papier-Kunststoff-Verbundmaterial o.ä. zu verarbeiten.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass es sich bei der Umverpackung um ein Umreifungsband handelt, vorzugsweise um eine Papierbanderole oder eine Banderole aus einem flexiblen, beispielsweise dünnen, Kartonmaterial.
  • Bei den Artikeln handelt es sich bspw. oder vorzugsweise um Getränkebehälter, insbesondere um Flaschen aus PET oder einem anderen geeigneten Kunststoff, um Dosen aus Kunststoff und/oder Aluminium o.ä.
  • Die Verpackungsvorrichtung ist jedoch auch geeignet, andere geeignete Artikel in einer entsprechenden Umverpackung als Verpackungseinheiten oder Gebinde zusammenzufassen. Vorzugsweise werden mindestens zwei identisch ausgebildete Artikel in einem Einteilmodul o.ä. als Artikelgruppe zusammengestellt und vermittels einer Umverpackung zu Verkaufseinheiten oder Verpackungseinheiten zusammengefasst. Durch Zusammenstellung von unterschiedlich ausgebildeten Artikeln können sogenannte Mischgebinde erzeugt werden.
  • Die Verpackungsvorrichtung umfasst eine Applikationseinrichtung zum Anbringen des Umverpackungsmaterial an der Artikelanordnung und weiterhin eine Ultraschallfügevorrichtung zur Ausbildung einer Fügeverbindung zwischen mindestens zwei einander zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials.
  • Die Ultraschallfügevorrichtung umfasst mindestens ein Ambosswerkzeug und eine Sonotrode, wobei das Ambosswerkzeug dazu ausgebildet ist, zwischen mindestens zwei von dem Umverpackungsmaterial teilweise umhüllte Artikel der Artikelanordnung zumindest teilweise eingeführt und angeordnet zu werden und wobei die Sonotrode dazu ausgebildet ist, mit dem mindestens einen zumindest teilweise zwischen den Artikeln angeordneten Ambosswerkzeug zur Ausbildung einer Fügeverbindung mit den mindestens zwei zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials zusammenzuwirken.
  • Besonders bevorzugt umfasst die Verpackungseinheit mindestens zwei Getränkebehälter, insbesondere Flaschen oder Dosen, die vorzugsweise von mindestens einer aus reinen Papiermaterial gebildeten Umreifung zusammengefasst werden. Das Umreifungsband wird über eine als Umreifungseinrichtung oder Umreifungsmodul ausgebildete Applikationseinrichtung an der Artikelzusammenstellung appliziert, welche Artikelzusammenstellung in einem Einteilmodul o.ä. vorab in gewünschter Weise zusammengestellt wurde.
  • Dabei wird die Umreifung vorzugsweise vermittels einer geeigneten Spanneinrichtung unter Spannung um nach außen weisende Außenmantelflächen der Artikel gespannt. Dabei werden die freien Enden der Umreifung einander zumindest teilweise überlappend angeordnet, insbesondere in einem Bereich, der einem Kontaktbereich zweier aneinandergrenzender Artikel der Artikelzusammenstellung seitlich zugeordnet ist. Anschließend werden die einander überlappenden freien Endbereiche des Umreifungsbandes aneinander fixiert, wobei die vorab erzeugte Vorspannung des Umreifungsbandes aufrechterhalten wird. Somit wird ein mechanischer Zusammenhalt der Artikel durch die Umverpackung erreicht.
  • Die überlappenden freien Endbereiche des Umreifungsbandes werden insbesondere unter Ausbildung einer Fügeverbindung aneinander fixiert, wobei hierfür ein Ultraschweißverfahren Verwendung findet, insbesondere ein Ultrareibschweißverfahren.
  • Zur Ausbildung der Fügeverbindung wird das Ambosswerkzeug der Ultraschallfügevorrichtung zwischen mindestens zwei Artikel der mit Umverpackungsmaterial teilweise umhüllten Artikelanordnung eingeführt und benachbart zu den zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials angeordnet.
  • Weiterhin wird eine Sonotrode der Ultraschallfügevorrichtung benachbart zu den zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials angeordnet und die überlappenden Schichten werden durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden, insbesondere durch Ultraschallreibschweißen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ambosswerkzeug der Ultraschallfügevorrichtung in der Höhe verstellbar ausgebildet. Das Ambosswerkzeug wird zuerst in einem Bereich zumindest teilweise zwischen zwei aneinandergrenzend angeordneten Artikeln eingebracht oder eingeschoben, wobei dieser genannte Bereich oberhalb oder unterhalb der Position des Umreifungsmaterials ausgebildet und/oder angeordnet ist, insbesondere welcher Bereich oberhalb oder unterhalb der Position der zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials ausgebildet und/oder angeordnet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Ambosswerkzeug zuerst in einem Bereich oberhalb oder unterhalb der Position der einander überlappenden freien Endbereiche des Umreifungsbands eingeführt und/oder kann dort angeordnet sein oder werden.
  • Anschließend wird das Ambosswerkzeug durch Verschieben nach unten oder nach oben zwischen den Artikeln und dem Umverpackungsmaterial, beispielsweise dem Umreifungsband, angeordnet, wobei die am Fügeprozess beteiligte Seite des Ambosswerkzeugs in Richtung des Umverpackungsmaterials ausgerichtet und insbesondere den zumindest teilweise überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials zugeordnet ist, beispielsweise den einander überlappenden freien Endbereichen des Umreifungsbands.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Kontur des Ambosswerkzeugs an mindestens eine Kontur mindestens eines der zwei Artikel angepasst ist, zwischen welchen Artikeln das Ambosswerkzeug einführbar und anordenbar ist.
  • Vorzugsweise ist eine erste Kontur des Ambosswerkzeugs einem ersten Artikel der Artikelanordnung zugeordnet und eine zweite Kontur des Ambosswerkzeugs ist einem zweiten Artikel der Artikelanordnung zugeordnet.
  • Das Ambosswerkzeug wird zur Ausbildung der Fügeverbindung insbesondere zumindest teilweise zwischen dem ersten Artikel und dem zweiten Artikel der Artikelanordnung angeordnet.
  • Die mindestens eine angepasst ausgebildete Kontur ist somit in einem Bereich des Ambosswerkzeugs ausgebildet, welcher Bereich nicht an der Herstellung der Fügeverbindung beteiligt ist. Die Form der Kontur ist derart ausgebildet, dass das Ambosswerkzeug in vorteilhafter Weise zumindest teilweise zwischen zwei Artikeln der Artikelanordnung positioniert werden kann, um die Fügeverbindung zwischen den freien Endbereichen des Umverpackungsmaterials entsprechend herzustellen.
  • Weisen die Artikel beispielsweise eine zylindrische Grundform auf, dann ist vorgesehen, dass der dem jeweiligen Artikel zugeordnete Konturbereich eine entsprechend konkav ausgebildete Wölbung aufweist.
  • Alternativ kann das Ambosswerkzeug beispielsweise zumindest einen dreieckigen Querschnittsbereich aufweisen, welcher vorteilhaft in den Zwischenraum zwischen zwei benachbart aneinandergrenzenden Artikeln mit einer zylindrischen Grundform o.ä. zumindest teilweise eingeführt und angeordnet werden kann.
  • Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Ambosswerkzeug zumindest im Bereich der Kontur eine zumindest teilweise strukturierte Oberfläche aufweist. Beispielsweise kann die Oberfläche eine raue Struktur aufweisen, die Oberfläche kann gewellt ausgebildet sein oder Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweisen o.ä.
  • Die Sonotrode der Ultraschallfügevorrichtung ist gemäß einer Ausführungsform seitlich verfahrbar ausgebildet, so dass die Sonotrode vermittels einer seitlichen Zustellbewegung an der mit dem Umverpackungsmaterial teilweise umhüllten Artikelzusammenstellung positioniert werden kann. Insbesondere wird die Sonotrode dabei dem Ambosswerkzeug zugeordnet, welches teilweise zwischen zwei Artikeln und im Bereich der überlappenden Schichten des Umverpackungsmaterials positioniert ist.
  • Vorzugsweise wird die Sonotrode hierbei seitlich der überlappenden Anordnung von freien Endbereichen des Umverpackungsmaterials angeordnet. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Anordnung von freien Endbereichen des Umverpackungsmaterials dabei zwischen dem Ambosswerkzeug und der Sonotrode geklemmt wird.
  • Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Ambosswerkzeug und der Sonotrode ein Druck erzeugt wird, beispielsweise werden diese gegeneinandergepresst, um den Ultraschweiß- Prozess zu unterstützen.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Ultraschallfügevorrichtung eine Befeuchtungseinrichtung zugeordnet ist, mit der das Umverpackungsmaterial zumindest Bereich der mindestens zwei teilweise überlappenden Schichten beispielsweise mit Wasser oder Wasserdampf angefeuchtet wird, um den Fügeprozess weiter zu begünstigen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Sonotrode in der Höhe verstellbar ausgebildet und/oder angeordnet sein, so dass die Sonotrode vermittels einer Höhenverstellung in geeigneter Position an der mit dem Umverpackungsmaterial teilweise umhüllten Artikelzusammenstellung angeordnet werden kann.
  • Mit der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit Verpackungseinheiten mit einer Umverpackung hergestellt werden, bei der die Umverpackung komplett aus Papier oder Karton besteht und auch für die Ausbildung von Fügeverbindungen kein anderes Kunststoffanteile enthaltendes Befestigungsmittel verwendet werden muss. Insbesondere kann auf die Verwendung eines Klebstoffes zum Verbinden von freien Endbereichen des Umverpackungsmaterials verzichtet werden. Die Verpackungsvorrichtung ist aufgrund fehlender Beleimung deutlich sauberer.
  • Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, so dass auch alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zum erfindungsgemäßen Verfahren von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
  • Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
  • Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils schematische Darstellungen einer Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten.
  • Fig. 4 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 3 in einer Draufsicht von oben.
  • Figuren 5 und 6 zeigen jeweils unterschiedliche Ausführungsformen eines Ambosswerkzeugs.
  • Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Verpackungsvorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Verpackungseinheiten ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
  • Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung 1 und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten 20. Die Fig. 4 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 3 in einer Draufsicht von oben. Die Fig. 5 zeigt zudem den Überlappungsbereich Ü aus Fig. 4 in vergrößerter Darstellung.
  • Eine Verpackungseinheit 20 umfasst eine Artikelanordnung 21 aus mindestens zwei Artikeln 22 in einer Umverpackung 25. Die Umverpackung 25 wird vorzugsweise aus einem Umverpackungsmaterial 26 gebildet, das die Artikelanordnung 21 teilweise umhüllt und insbesondere mechanisch zusammenhält.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem Umverpackungsmaterial 26 um ein aus Papier oder Karton bestehendes Umverpackungsmaterial 26, insbesondere um ein reines Papiermaterial oder Kartonmaterial, das keine Kunststoffanteile enthält.
  • Die Verpackungsvorrichtung 1 kann jedoch auch zur Verarbeitung eines Umverpackungsmaterials 26 mit Kunststoffanteil verwendet werden, beispielsweise um ein mit Kunststoff beschichtetes Papiermaterial oder Kartonmaterial, einen Papier-Kunststoff-Verbundmaterial o.ä.
  • Insbesondere handelt es sich bei der Umverpackung 25 um ein Umreifungsband 28, insbesondere eine Papierbanderole 29. Grundsätzlich eignet sich auch Kartonmaterial oder ein Zellstoffmaterial oder auch ein papier- oder kartonhaltiges Verbundmaterial ausreichender Stärke und Stabilität als Umreifungsbandmaterial, sofern es nach Herstellung des Umreifungsbandes 28 den erforderlichen Festigkeitsanforderungen genügen kann.
  • Bei den Artikeln 22 handelt es sich vorzugsweise um Getränkebehälter, insbesondere Flaschen aus PET oder einem anderen geeigneten Kunststoff oder um Dosen 24 aus Kunststoff und/oder Aluminium o.ä.
  • Die Verpackungsvorrichtung 1 ist jedoch auch geeignet, andere geeignete Artikel 22 in einer entsprechenden Umverpackung 25 als Verpackungseinheiten 20 oder Gebinde zusammenzufassen. Zur Herstellung der Verpackungseinheiten 20 können mindestens zwei gleichartigen oder mindestens zwei identisch ausgebildete Artikel 22 als Artikelgruppe 21 bereitgestellt werden.
  • Durch Zusammenstellung von unterschiedlich ausgebildeten Artikeln 22 können wahlweise auch sogenannte Mischgebinde erzeugt werden.
  • Besonders bevorzugt umfasst die Verpackungseinheit 20 mindestens zwei Getränkebehälter, insbesondere Flaschen oder Dosen 24, die vorzugsweise von mindestens einer aus reinen Papiermaterial gebildeten Umreifung oder einem Umreifungsband 28 zusammengefasst werden.
  • Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Artikel 22 als Dosen 24 ausgebildet und in einer Verpackungseinheit 20 werden sechs Dosen 24 vermittels einer
  • Papierbanderole 29 zusammengefasst, wobei die Dosen 24 jeweils in zwei parallelen Dreierreihen angeordnet sind (vgl. insbesondere die Draufsicht in Fig. 4). Die Papierbanderole 29 ist unter Spannung um nach außen weisende Außenmantelflächen der Dosen 24 gespannt und hält die Dosen 24 auf diese Weise mechanisch zusammen.
  • Im Zusammenhang mit der Umreifung werden freie Enden 30 der Papierbanderole 29 zumindest teilweise überlappend angeordnet. Insbesondere werden die freien Enden 30 in einem Überlappungsbereich Ü angeordnet, der einem Bereich zugeordnet ist, in dem sich zwei benachbarte Artikel 22 kontaktieren. Insbesondere sind die zwei Artikel 22 in dem Bereich nebeneinander bzw. benachbart zueinander bzw. aneinandergrenzend angeordnet. In dem Überlappungsbereich Ü werden die freien Enden 30 der Papierbanderole 29 unter Ausbildung einer Fügeverbindung 40 aneinandergefügt, wobei dies insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung 1 und/oder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt.
  • An einer beispielsweise in einem Einteilmodul (nicht dargestellt) zusammengestellten Artikelanordnung 21 wird durch eine Applikationseinrichtung 8 ein Umverpackungsmaterial 26 angeordnet. Insbesondere wird die Applikationseinrichtung 8 gemäß der hier dargestellten Ausführungsform durch ein Umreifungsmodul 9 gebildet, welches zum Anbringen des Umverpackungsmaterial 26 an der Artikelanordnung 21 ausgebildet ist, insbesondere zum Anbringen einer Papierbanderole 29, welche unter Spannung um die Außenmantelflächen der Dosen 24 gespannt wird. Zur Ausbildung der notwendigen Spannung kann das Umreifungsmodul 9 eine entsprechende Spanneinrichtung umfassen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist,
  • Zum Fixieren der freien Enden 30 der Papierbanderole 29 ist die Verpackungseinrichtung 1 mit einer Ultraschallfügevorrichtung 5 zur Ausbildung einer Fügeverbindung 40 ausgestattet. Die Ultraschallfügevorrichtung 5 umfasst hierfür mindestens ein Ambosswerkzeug 6 und mindestens eine Sonotrode 7.
  • Wie die in den Figuren 1 bis 4 in schematischer Weise dargestellt ist, wird das Ambosswerkzeug 6 dabei zumindest teilweise zwischen den Dosen 24 der Artikelanordnung 21 eingeführt und angeordnet, insbesondere wird das Ambosswerkzeug 6 zumindest teilweise zwischen den Dosen 24 in einem Bereich unterhalb des Umreifungsbereichs eingeschoben.
  • Als Umreifungsbereich wird hierbei der Bereich bezeichnet, in welchem die Papierbanderole 29 an der Artikelanordnung 21 angeordnet wird. Insbesondere wird das Ambosswerkzeug 6 seitlich dem Überlappungsbereich Ü zugeordnet, in welchem Überlappungsbereich Ü die beiden freien Enden 30, 30-1, 30-2 der Papierbanderole 29 einander überlappend angeordnet sind.
  • Die Anordnung des Ambosswerkzeugs 6 zwischen den Dosen 24 erfolgt hierbei beispielsweise zu einem Zeitpunkt, an dem das Umverpackungsmaterial 26 noch nicht an der Artikelanordnung 21 appliziert worden ist. Die Anordnung des Ambosswerkzeugs 6 kann jedoch auch zeitgleich mit dem Umspannen der Artikelanordnung 21 mit der Papierbanderole 29 erfolgen. Alternativ kann auch erst die Papierbanderole 29 um die Artikel 22 gespannt und nachfolgend das Ambosswerkzeug 6 unterhalb oder oberhalb des Umreifungsbereichs zwischen den Dosen 24 angeordnet werden.
  • Das Ambosswerkzeug 6 ist in der Höhe verstellbar ausgebildet. Durch Verschieben des Ambosswerkzeugs 6 nach oben wird dieses auf der Höhe der Papierbanderole 29 angeordnet und dabei insbesondere benachbart zu den überlappenden freien Enden 30 der um die Artikel 22 gespannten Papierbanderole 29 angeordnet.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Ambosswerkzeug 6 in einer ersten Höhe oberhalb der Position der Papierbanderole 29 angeordnet wird und durch Verschieben nach unten dem Überlappungsbereich Ü zugeordnet wird, wobei das Ambosswerkzeug 6 insbesondere zwischen den Artikeln 22 und den einander zumindest teilweise überlappenden freien Endbereichen 30 des Umreifungsbands 28 angeordnet wird.
  • Weiterhin ist in Fig. 3 die Sonotrode 7 der Ultraschallfügevorrichtung 5 in schematisierter Form dargestellt. Diese wird seitlich des zumindest teilweise zwischen den Dosen 23 angeordneten Ambosswerkzeugs 6 und seitlich des Überlappungsbereich Ü der beiden freien Enden 30, 30-1, 30-2 angeordnet, so dass die beiden freien Enden 30, 30-1, 30-2 der Papierbanderole 29 vorzugsweise zwischen dem Ambosswerkzeug 6 und der Sonotrode 7 geklemmt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sonotrode 7 seitlich verfahrbar ausgebildet ist, so dass die Sonotrode 7 seitlich zu dem Ambosswerkzeug 6 und dem Überlappungsbereich Ü mit den überlappenden freien Enden 30 der Papierbanderole 29 zugestellt werden kann.
  • Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Sonotrode 7 in der Höhe verstellbar ausgebildet ist, um eine Anpassung an die Höhe, in welcher die Papierbanderole 20 an der Artikelanordnung 21 angeordnet ist, auf einfach und schnelle Weise anzupassen, so dass das Ultraschallfügevorrichtung 5 für unterschiedliche Produkte eingesetzt werden kann.
  • Durch Beaufschlagen der überlappenden freien Enden 30 mit Ultraschallschwingung erfolgt ein Zusammenfügen und Verbinden derselben über ein sogenanntes Ultraschall- Schweißverfahren, insbesondere über ein sogenanntes Ultraschallreibschweißverfahren.
  • Zusätzlich können das Ambosswerkzeug 6 und die Sonotrode 7 gegeneinandergepresst werden, um den Ultraschweiß- Prozess zu unterstützen.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Ultraschallfügevorrichtung 5 eine Befeuchtungseinrichtung (nicht dargestellt) zugeordnet ist, mit der das Umverpackungsmaterial 26 zumindest im Überlappungsbereich der beiden freien Enden 30-1, 30-2 beispielsweise mit Wasser oder Wasserdampf angefeuchtet wird, um den Fügeprozess weiter zu begünstigen.
  • Nach Abschluss des Fügeprozesses wird das Ambosswerkzeug 6 durch Verfahren nach unten und anschließendes seitliches Verfahren aus der fertig gestellten Verpackungseinheit 20 herausgezogen. Die Verpackungseinheit 20 kann nunmehr der weiteren Handhabung zugeführt werden, beispielsweise einer Palettiervorrichtung o.ä..
  • Die schematischen Darstellungen der Figuren 5 und 6 zeigen jeweils unterschiedliche Ausführungsformen eines Ambosswerkzeugs 6. Es ist vorgesehen, dass mindestens eine Kontur 10 des Ambosswerkzeugs 6 an Artikel 22 der Artikelanordnung 21 angepasst ausgebildet ist.
  • Wie in der vergrößerten Darstellung des Überlappungsbereichs Ü in den Figuren 5 und deutlich zu erkennen ist, wird insbesondere eine erste Kontur 10-1 des Ambosswerkzeugs 6 einem ersten Artikel 22-1 der Artikelanordnung 21 zugeordnet und eine zweite Kontur 10-2 des Ambosswerkzeugs 6 wird einem zweiten Artikel 22-2 der Artikelanordnung 21 zugeordnet.
  • Die angepasst ausgebildete Kontur 10 des Ambosswerkzeugs 6 wird im Gegensatz zum Stand der Technik somit durch einen Bereich des Ambosswerkzeugs 6 gebildet, der nicht an der Herstellung der Fügeverbindung 40 beteiligt ist. Die Form der Kontur 10 ist insbesondere derart ausgebildet, dass das Ambosswerkzeug 6 in vorteilhafter Weise zumindest teilweise zwischen den Artikeln 22 positioniert werden kann, um die Fügeverbindung 40 zwischen den freien Enden 30 der Papierbanderole 29 entsprechend herstellen zu können.
  • Weisen die Artikel 22 beispielsweise eine zylindrische Form auf, dann ist beispielsweise vorgesehen, dass die Kontur 10 eine korrespondierend ausgebildete konkave Wölbung aufweist. Insbesondere ist ein erster Konturbereich 10-1 mit einer ersten konkaven Wölbung und ein zweiter Konturbereich 10-2 mit einer zweiten konkaven Wölbung vorgesehen (Fig. 6).
  • Alternativ kann das Ambosswerkzeug 6 beispielsweise zumindest einen dreieckigen Querschnittsbereich 11 aufweisen, welcher vorteilhaft in den Zwischenraum Z zwischen zwei benachbart aneinandergrenzenden Artikeln 22 zumindest teilweise eingeführt und angeordnet werden kann (vgl. beispielhaft die Fig. 5).
  • Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Ambosswerkzeug 6 zumindest im Bereich der Kontur 10 eine zumindest teilweise strukturierte Oberfläche aufweist. Beispielsweise kann die Oberfläche eine raue Struktur aufweisen, die Oberfläche kann gewellt ausgebildet sein oder Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweisen o.ä. Die strukturierte Oberfläche kann auch eine gitterartige Oberflächenstruktur enthalten, regelmäßige Muster von Erhebungen und Vertiefungen oder andere Oberflächengestaltungen aufweisen.
  • Die Ausführungsformen, Beispiele und Varianten der vorhergehenden Absätze, die Ansprüche oder die folgende Beschreibung und die Figuren, einschließlich ihrer verschiedenen Ansichten oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination verwendet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, sind für alle Ausführungsformen anwendbar, sofern die Merkmale nicht unvereinbar sind.
  • Wenn auch im Zusammenhang der vorstehenden Figurenbeschreibung generell von "schematischen" Darstellungen und Ansichten die Rede ist, so ist damit keineswegs gemeint, dass die Figurendarstellungen und deren Beschreibung hinsichtlich der Offenbarung der Erfindung von untergeordneter Bedeutung sein sollen. Der Fachmann ist durchaus in der Lage, aus den schematisch und abstrakt gezeichneten Darstellungen genug an Informationen zu entnehmen, die ihm das Verständnis der Erfindung erleichtern, ohne dass er etwa aus den gezeichneten und möglicherweise nicht exakt maßstabsgerechten Größenverhältnissen der Artikel und/oder Teilen der Verpackungsvorrichtung oder anderer gezeichneter Elemente in irgendeiner Weise in seinem Verständnis beeinträchtigt wäre. Die Figuren ermöglichen es dem Fachmann als Leser somit, anhand der konkreter erläuterten Umsetzungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der konkreter erläuterten Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein besseres Verständnis für den in den Ansprüchen sowie im allgemeinen Teil der Beschreibung allgemeiner und/oder abstrakter formulierten Erfindungsgedanken abzuleiten.
  • Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verpackungsvorrichtung
    5
    Ultraschallfügevorrichtung
    6
    Ambosswerkzeug
    7
    Sonotrode
    8
    Applikationseinrichtung
    9
    Umreifungsmodul
    10
    Kontur
    10-1
    erste Kontur, erster Konturbereich
    10-2
    zweite Kontur, zweiter Konturbereich
    11
    dreieckiger Querschnittsbereich
    20
    Verpackungseinheit
    21
    Artikelanordnung
    22
    Artikel
    24
    Dose
    25
    Umverpackung
    26
    Umverpackungsmaterial
    28
    Umreifungsband
    29
    Papierbanderole
    30, 30-1, 30-2
    freies Ende
    40
    Fügeverbindung
    Ü
    Überlappungsbereich
    Z
    Zwischenraum

Claims (13)

  1. Verpackungsvorrichtung (1) zur Herstellung von Verpackungseinheiten (20), die Verpackungseinheit (20) umfassend eine Artikelanordnung (21) aus mindestens zwei Artikeln (22), wobei die Artikel (22) teilweise von einem aus Papier oder Karton bestehenden Umverpackungsmaterial (26) umhüllt sind, die Verpackungsvorrichtung (1) umfassend zumindest
    - eine Applikationseinrichtung (8) zum Anbringen des Umverpackungsmaterial (26) an der Artikelanordnung (21),
    - eine Ultraschallfügevorrichtung (5) zur Ausbildung einer Fügeverbindung (40) zwischen mindestens zwei einander zumindest teilweise überlappenden Schichten (30) des Umverpackungsmaterials (26),
    - wobei die Ultraschallfügevorrichtung (5) mindestens ein Ambosswerkzeug (6) und eine Sonotrode (7) umfasst,
    - welches Ambosswerkzeug (6) dazu ausgebildet und dafür ausgestattet ist, zwischen mindestens zwei von dem Umverpackungsmaterial (26) zumindest teilweise umhüllte Artikel (22) der Artikelanordnung (21) zumindest teilweise eingeführt und angeordnet zu werden, und
    - wobei die Sonotrode (7) dazu ausgebildet und dafür ausgestattet ist, mit dem mindestens einen zwischen den Artikeln (22) angeordneten Ambosswerkzeug (6) zur Ausbildung einer Fügeverbindung (40) mit den mindestens zwei zumindest teilweise überlappenden Schichten (30) des Umverpackungsmaterials (26) zusammenzuwirken.
  2. Verpackungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 zur Herstellung einer Fügeverbindung (40) zwischen mindestens zwei einander teilweise überlappenden Schichten (30) des Umverpackungsmaterials (26) zur Herstellung einer Verpackungseinheit (20) nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13.
  3. Verpackungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Applikationseinrichtung (8) eine Umreifungseinrichtung (9) ist oder eine Umreifungseinrichtung (9) umfasst, welche Umreifungseinrichtung (9) dazu ausgebildet und dafür ausgestattet ist, mindestens ein Umreifungsband (28) an der Artikelanordnung (21) anzubringen, wobei die Umreifungseinrichtung (9) insbesondere Spanneinrichtungen umfasst, die ausgebildet und dafür ausgestattet sind, das Umreifungsband (28) unter Vorspannung um Außenmantelflächen der Artikel (22) zu legen.
  4. Verpackungsvorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Ambosswerkzeug (6) in der Höhe verstellbar ausgebildet ist, insbesondere in einer Höhe bezüglich der zu bildenden Verpackungseinheiten (20).
  5. Verpackungsvorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Kontur (10) des Ambosswerkzeugs (6) an mindestens eine Kontur (10) mindestens eines der zwei Artikel (22), zwischen welchen Artikeln (22) das Ambosswerkzeug (6) einführbar und anordenbar ist, angepasst ist.
  6. Verpackungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei das Ambosswerkzeug (6) zumindest im Bereich einer Kontur (10) oder einer seiner Konturen (10) eine zumindest teilweise strukturierte Oberfläche aufweist.
  7. Verpackungsvorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Sonotrode (7) seitlich verfahrbar ausgebildet ist und/oder wobei die Sonotrode (7) in der Höhe verstellbar ausgebildet ist, insbesondere seitlich und/oder in der Höhe, jeweils bezüglich der zu bildenden Verpackungseinheiten (20).
  8. Verfahren zum Herstellen von Verpackungseinheiten (20), umfassend zumindest folgende Verfahrensschritte:
    - Anbringen eines aus Papier oder Karton bestehenden Umverpackungsmaterials (26) an einer Artikelanordnung (21), die Artikelanordnung (21) umfassend mindestens zwei Artikel (22), so dass die Artikelanordnung (21) bereichsweise von Umverpackungsmaterial (26) umhüllt ist,
    - Einführen eines Ambosswerkzeugs (6) einer Ultraschallfügevorrichtung (5) zwischen mindestens zwei Artikel (22) der mit Umverpackungsmaterial (26) teilweise umhüllten Artikelanordnung (21),
    - Anordnen des Ambosswerkzeugs (6) benachbart zu mindestens zwei einander zumindest teilweise überlappenden Schichten (30) des Umverpackungsmaterials (26),
    - Anordnen einer Sonotrode (7) der Ultraschallfügevorrichtung (5) benachbart zu den mindestens zwei zumindest teilweise überlappenden Schichten (30) des Umverpackungsmaterials (26), sowie
    - Verbinden der überlappenden Anordnung der zumindest teilweise überlappenden Schichten (30) des Umverpackungsmaterials (26) durch Ultraschallschweißen oder Ultraschallreibschweißen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Sonotrode (7) in einem Arbeitsmodus seitlich zu der Anordnung der zumindest teilweise überlappenden Schichten (30) des Umverpackungsmaterials (26) und seitlich zum Ambosswerkzeug (6) positioniert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei mindestens zwei Artikel (22) mit einem als Umreifungsband (28) ausgebildeten Umverpackungsmaterial (26) teilweise umhüllt werden, wobei zwei freie Endbereiche des Umreifungsbands (28) einander zumindest teilweise überlappend in einem Bereich angeordnet werden, welcher Bereich zwei aneinandergrenzenden Artikeln (22) zugeordnet ist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Ambosswerkzeug (6) oberhalb oder unterhalb des Umverpackungsmaterials (26) zumindest teilweise zwischen zwei aneinandergrenzend angeordneten Artikeln (22) eingeführt wird und wobei das Ambosswerkzeug (6) durch Verschieben nach unten oder nach oben zwischen den Artikeln (22) und dem Umverpackungsmaterial (26) angeordnet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Umverpackungsmaterial (26) durch ein Umreifungsband (28) gebildet wird, und wobei das Ambosswerkzeug (6) durch Verschieben nach unten oder nach oben zwischen den Artikeln (22) und einander zumindest teilweise überlappenden freien Endbereichen des Umreifungsbands (28) angeordnet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Sonotrode (7) seitlich zu den einander zumindest teilweise überlappenden freien Endbereichen des Umreifungsbands (28) angeordnet wird.
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