EP4695163A1 - Applikationsvorrichtung und verfahren zur herstellung von verpackungseinheiten - Google Patents

Applikationsvorrichtung und verfahren zur herstellung von verpackungseinheiten

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Publication number
EP4695163A1
EP4695163A1 EP23764828.2A EP23764828A EP4695163A1 EP 4695163 A1 EP4695163 A1 EP 4695163A1 EP 23764828 A EP23764828 A EP 23764828A EP 4695163 A1 EP4695163 A1 EP 4695163A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strapping
articles
application
article
clamping
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
EP23764828.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Wimmer
Marcus KREIS
Philipp SCHARTNER
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 EP4695163A1 publication Critical patent/EP4695163A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B65B13/02—Applying and securing binding material around articles or groups of articles, e.g. using strings, wires, strips, bands or tapes
    • B65B13/022—Applying preformed bands of continuous-ring form, e.g. elastic
    • 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
    • B65B17/00—Other machines, apparatus, or methods for packaging articles or materials
    • B65B17/02—Joining articles, e.g. cans, directly to each other for convenience of storage, transport, or handling
    • 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
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B63/00—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on articles or materials to be packaged
    • B65B63/02—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on articles or materials to be packaged for compressing or compacting articles or materials prior to wrapping or insertion in containers or receptacles
    • B65B63/028—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on articles or materials to be packaged for compressing or compacting articles or materials prior to wrapping or insertion in containers or receptacles by pneumatic means

Definitions

  • the present invention relates to an application device for producing packaging units and a method for producing packaging units.
  • beverage containers are often combined and packaged using shrink film to form containers of four, six or more beverage containers.
  • shrink film In practice, the production of containers is usually unavoidable, as such containers are the most common type of sales unit for beverage containers (such as bottles made of PET plastic).
  • the containers are sometimes combined again for transport and/or arranged in layers and palletized.
  • shrink films used to produce known containers require specific production steps that require a relatively high amount of energy overall.
  • the shrink film used incurs costs for production, provision, handling and later disposal, as it is no longer needed after sale.
  • the machinery for providing the so-called film wrapping modules and other handling stations also incurs high investment costs.
  • the provision of the so-called shrink tunnel, in which the shrink film wrapped around the containers is shrunk around the bottles using hot air, also requires a relatively high capital investment.
  • strapping packages are known in which a number of articles are held together with a strapping stretched horizontally around the outside of the article, which strapping is placed around the articles during an uninterrupted conveying process and then fixed in place.
  • the strapping is formed by at least one band stretched around the outside of the article and then connected at its ends under pre-tension.
  • containers, articles or bottles are grouped into formations and then strapped with one band or several bands using strapping units.
  • Typical formations can be, for example, 1x2 arrangements (two containers in a row), 2x2 arrangements (four containers in a square or diamond formation), 3x2, 4x3 or basically variable nxm arrangements.
  • the disadvantage of the strapping packages described is that the strapping is connected to the articles to form a closed strapping ring.
  • additional process time is required to create a stable connection, which represents a significant disadvantage in terms of the necessary production time and the achievable machine performance, particularly in continuous processing.
  • every necessary function on the closing tool to produce the closed strapping increases the complexity of the packaging process and the strapping and closing tools used.
  • the aim of the present invention can be seen in optimizing a packaging process for producing packaging units such as, in particular, strapping packages, in particular to make it cost-efficient, safe and fast, and this even when flat material that is relatively difficult to process is used as the strapping material, such as paper or thin cardboard.
  • the invention proposes an application device for producing packaging units, which application device can in particular be part of a packaging machine.
  • the packaging units produced by means of the application device are each formed by at least two grouped articles held together by at least one strapping band, whereby normally more than two articles are held together by a strapping band, for example four or six grouped articles.
  • the application device is provided with at least one application head with a frame with variable opening width and an area for inserting at least a closed strapping band, wherein the application head with its frame together with the at least one strapping band fixed therein can enclose the grouped articles on the casing side, and wherein the frame of the application head contacts the grouped articles on their casing sides and compresses them at least slightly.
  • the strapping band can be released from the frame of the application head while simultaneously maintaining the compression of the grouped articles. After the at least one strapping band has been released and detached from its fixed position within the application head, the frame of the application head can be opened and the application head can be removed from the strapped article grouping.
  • the application device is assigned a movement and/or handling space for at least one application head for interaction with at least two articles grouped within the movement and/or handling space.
  • the frame of the at least one application head comprises a variant opening and an area for inserting at least one closed strapping band, wherein the frame can enclose the grouped articles on the casing side.
  • the application head together with the at least one strapping band fixed therein can be delivered to the articles located in the movement area by means of a delivery movement that runs approximately parallel to the longitudinal center axes of the articles, wherein the frame of the application head contacts the grouped articles on their casing sides and compresses them at least slightly, wherein the strapping band can be released from the cage while simultaneously further compressing the grouped articles.
  • the frame of the application head can be opened and removed from the strapped article grouping.
  • the frame of the application device according to the invention can be equipped with fixing devices for the strapping band, which hold the strapping band in the application head while it is pulled over the compressed articles or slipped over them.
  • These fixing devices can be formed, for example, by clamping devices, which can be activated and deactivated by means of suitable control devices and/or actuators. in order to reliably hold the strapping band during its application, and on the other hand to be able to release it after it has been positioned on an article grouping and to detach it from the application head.
  • the frame of the application device can have a contoured guide on its inner circumference, which is shaped at corner segments so that the frame can be pulled more easily over the article grouping and the articles can be compressed at least by a small amount.
  • the inner contour of the frame can be bevelled in the lowering direction onto the article grouping or in the application direction of the application head.
  • the articles to be combined are preferably plastic containers filled with a fluid content, the walls of which are deformable, these articles or containers are compressible to a certain extent when external forces act on the sides of the articles or containers.
  • Containers or beverage containers made from elastically deformable plastic material have the deformability or compressibility required here to form the packaging units.
  • the containers can be made from thin-walled PET plastic, for example, where the containers are brought into the desired shape, in particular by a blow molding process, and can then be filled with a beverage.
  • the frame parts of the application head can optionally also comprise a plurality of cooperating clamping devices which can be jointly controlled for the compression of a plurality of articles of the article grouping, in particular by a controllable mobility and deliverability perpendicular to the article or container shell sides.
  • the clamping devices of the application head must be designed in such a way that they can hold the strapping band in a clamped manner at least during its application to the article grouping, whereby they can preferably release the strapping band again after it has been applied to the article grouping.
  • the clamping devices of the application head can each be assigned to corner segments which can have a compressive effect on the article grouping at opposite corners of the article grouping at least during or at the time of application of the strapping band.
  • each of the clamping devices can be equipped with an adjustable compression element which, at least during or during the application of the strapping band, acts on the jacket side of the article of the article group assigned to it and compresses it, so that the entire article group can be compressed in the desired manner through the coordinated action of several of these adjustable compression elements.
  • the compression elements can be designed in different ways. For example, clamping jaws with a concave or rounded outer contour are suitable; these are pulled along the article or container surface and can compress it while the strapping is applied. However, such compression processes with sliding contact can under certain circumstances lead to impairment of the container surface or even damage to labels, which is why a gentler compression process can be useful.
  • the rotatable rollers of each clamping device each have outer shell surfaces with contours that correspond to a single-shell hyperboloid of revolution, whereby the constrictions in the middle area with their smaller diameter and the outer areas of larger diameter adjoining them on both sides in the direction of the axis of rotation are contoured in such a way that the shell surfaces lie almost flush against the cylindrical outer shell surface of the associated article or container and can roll there in a rotating manner with a defined feed when the application head with the strapping band held in several clamping devices is pulled in the application direction over the articles or containers of the group that have been slightly compressed by the rollers.
  • the compression processes can be carried out gently and in a way that protects the material when the application head equipped with the strap is lowered over the respective article grouping.
  • the rollers are generally freely rotatable about their respective axes of rotation in order to be able to roll unhindered and with as little resistance as possible on the outer surfaces of the contacted articles or containers when the application head is lowered in the application direction with the clamping devices simultaneously closed and the compression elements thus activated.
  • the rollers can be designed in two parts or in several parts, whereby the halves located on both sides of a cutting plane oriented transversely to the respective axes of rotation can preferably rotate independently of one another.
  • Such configurations can comprise several rotatable rollers or cylinders per compression element, whose axes of rotation lying within a plane perpendicular to the application direction can be aligned at an angle to one another, resulting in essentially the same mode of operation as explained above.
  • the above-mentioned shape of the rollers whose shell surfaces can correspond to or resemble a single-shell, i.e. undivided, rotational hyperboloid, is by no means the only possible or even the only sensible shape.
  • the shell surfaces of the rotating rollers that roll on the container shell surfaces can also be cylindrical or barrel-shaped, especially if more than two rollers are to be used per compression element.
  • any such or similar arrangement significantly reduces the friction when compressing the containers or articles.
  • the rolling elements formed by the rollers or rolls have the advantage that they can roll on the container shell surfaces without any grinding or rubbing effects, which largely avoids the risk of damage or visual impairment of the containers in the form of annoying grinding marks or even damage to the label.
  • the present invention proposes that, in order to produce strapping bundles, the straps used for this purpose are no longer produced directly in the strapping heads that are placed around the article groups provided or placed over these article groups from above and that the strappings are also subjected to the strappings there with the band tension required for the stable cohesion of the articles in the bundle, but that these processes are separated from one another both spatially and temporally.
  • the strapping is optionally manufactured and prepared as closed strapping bands or strapping rings with a suitable loop length immediately before it is applied to or on the article groups to be strapped, but that this manufacturing and/or preparation process no longer takes place directly at the article grouping, but is spatially separated from the location where the article groups are provided.
  • the manufacturing and/or preparation process for the closed strapping bands does not take place during the application and thus directly at the article grouping, but is in advance in terms of time and thus takes place separately from the point in time at which article grouping and strapping are combined.
  • the invention therefore proposes producing closed strapping rings made of paper, cardboard and/or cellulose-containing or other suitable strapping band material in the required circumferential length by means of appropriately configured functional modules in an appropriately equipped packaging machine and by means of appropriately designed or modified process steps, in order to then apply them to article groups, which are compressed in a suitable manner in order to impart the desired band tension to the strapping band for secure cohesion of the articles in the strapping package.
  • the strapping material used for the strapping rings can preferably be drawn off and processed from supply units wound endlessly on rolls.
  • the packaging units produced by means of the application device according to the invention and by means of the method according to the invention are each formed by at least two grouped articles which are combined and mechanically held together by at least one strapping ring.
  • the strapping ring as used in the packaging machine according to the invention and in the method according to the invention can be made of any paper or cardboard material, optionally of a paper-like material, a plastic material, a composite material or similar.
  • the strapping ring spans the group of articles, with the strapping ring being arranged in a tensioned manner around suitable areas of the outer surface of the articles.
  • the circumference of the strapping rings can be chosen in such a way that a single paper or cardboard ring can be pulled over a certain number of items provided, whereby these are pressed together in such a way that a compact bundle or strapping bundle is created.
  • this can also be several strapping rings that are pulled and tensioned over individual article groups at reasonable intervals.
  • the strapping ring In order to be able to apply the strapping ring to the article group at all, it is applied in the manner described above. compressed and slightly squeezed, which is technically possible with flexibly deformable plastic containers.
  • the present invention also relates to a packaging machine which comprises at least one application device according to one of the above-mentioned embodiments.
  • This packaging machine serves to form and produce strapping packages using at least one application device.
  • the compression means can in particular be part of the contoured guide.
  • the fixing or clamping devices can also optionally be part of the contoured guide.
  • the compression means and/or the fixing or clamping devices can - seen in a horizontal cutting plane through the contact points with the articles - be adapted to an outer diameter of the article assembly or to an outer diameter of individual articles.
  • the compression means and/or the fixing or clamping devices can have an inward radius whose center lies within (within the subsequent strapping band - projected onto the above-mentioned horizontal cutting plane) of the article assembly, preferably in the center (area center of gravity in the above-mentioned horizontal cutting plane) of the article assembly.
  • the radii of the inner contours of the compression means and/or the fixing or clamping devices can be arranged within those articles which are touched by the respective compression means and/or the respective fixing or clamping device, preferably in the centre of the respective article (centre of gravity of the article in the above-mentioned horizontal cutting plane).
  • the invention further proposes a method for producing packaging units, each of which is formed by at least two grouped articles held together by at least one strapping band.
  • This method according to the invention comprises at least the following method steps. First, a prefabricated strapping band is provided in the method. This prefabricated Strapping tape is picked up by or inserted into an application head and clamped or held in place in the application head.
  • the application head together with the strapping band clamped in it, is then positioned over the article grouping in order to be able to apply the strapping band to the article grouping.
  • the article grouping can stand on a staging area or can be moved continuously, e.g. on a horizontal conveyor level, a conveyor belt or similar. This means that the strapping band can be applied either to a stationary article grouping or to a continuously moving article grouping.
  • the strapping band is applied to the article grouping while the article grouping is simultaneously compressed by the article grouping, in particular by the frame parts of the application head that surround the casing side, whereby the compression can be carried out, for example, by means of suitable compression means.
  • the clamping of the strapping band can then be released and the compression of the article grouping by the compression means can be removed.
  • a compression of the article group can now be carried out by the strapping band.
  • the residual compression can be smaller in terms of pressure or larger in terms of the circumference of the package.
  • the application head can be lifted or removed from the strapped article grouping that forms a finished packaging unit.
  • the frame parts of the application head can in particular comprise a plurality of cooperating clamping devices which are jointly controlled for compressing a plurality of articles of the article grouping.
  • these clamping devices of the application head hold the strapping band clamped at least during its application to the article grouping.
  • the clamping devices are each assigned to corner segments which have a compressive effect on the article grouping at opposite corners, at least during or at the time of application of the strapping band.
  • each of the clamping devices is equipped with an adjustable compression element which, at least during or during application, acts on the jacket side of the article of the article group assigned to it and compresses it.
  • the fixing or clamping devices and compression means mentioned can be arranged in pairs (e.g. one fixing or clamping device and one compression means per carriage) on a common carriage, which is arranged to be movable in a direction away from the container.
  • the movement can be carried out, for example, via a drive, e.g. via a switchable pneumatic cylinder.
  • one carriage can be arranged on or at the other carriage.
  • the slide(s) can be locked in a compression position by mechanical means, at least during compression. This means that force absorption by the drive(s) is not necessary.
  • the locking(s) can be achieved, for example, by levers with a pawl, or alternatively, for example, by a worm gear with self-locking or similar.
  • the carriage or carriages can be moved back from the locked compression position to a relief position.
  • the fixing devices can also be called fixing means and fixing elements.
  • the height of the strapping can be between 1/10 and 10/10 of the height of the article composition (measured along a longitudinal axis of standing articles), preferably between 2/10 and 8/10 for bottles.
  • the strapping can have a height between 3 cm and 30 cm, preferably between 5 cm and 20 cm.
  • the band could also be called a banderole.
  • the method for producing packaging units could therefore provide for the following steps: a) providing a prefabricated strapping band, b) receiving the strapping band by an application head, c) clamping the strapping band in the application head, d) positioning the application head with the strapping band over the article grouping, e) applying the strapping band to the article grouping while simultaneously compressing the article grouping by frame parts of the application head, f) releasing the clamping of the strapping band, g) releasing the compression of the article grouping and h) lifting the application head from the strapped article grouping forming a completed packaging unit.
  • the steps are carried out one after the other in the order given, although temporary overlaps cannot be ruled out.
  • the second step (b) and the third step (c) can take place essentially simultaneously.
  • a further step of lowering the application head can optionally be provided.
  • the article assembly could be raised.
  • the seventh step (g) only refers to the compression by the application head or by its frame or by the compression means, not to the compression by the strapping.
  • the sixth step (f) could therefore be also referred to as “termination of contact between compression means or frame and article assembly”.
  • a strapping band may be manufactured, which may include cutting a portion of a band from a supply roll and joining two ends of the cut band together.
  • the strapping band can also be rotated into the ready position.
  • Fig. 1 shows in a highly schematic view some components of an embodiment of a packaging machine according to the invention.
  • Fig. 2A shows a more concrete embodiment of a packaging machine in a schematic plan view from above.
  • Fig. 2B shows the embodiment of the packaging machine according to Fig. 2A in perspective view.
  • Fig. 3 shows a schematic side view of a combined module for pre-assembling strapping and for applying it to article groups, whereby the module can be part of a packaging machine according to Fig. 2A or Fig. 2B.
  • Figures 4A and 4B show a packaging unit for forming strapping rings in schematic and perspective views.
  • Figures 5A and 5B show a winding and pushing unit in schematic and perspective views, wherein the winding and pushing unit can be part of an assembly unit for forming strapping rings according to Figures 4A and 4B.
  • Figures 6A and 6B show a clamping and supply device for strapping rings in schematic and perspective views, wherein the clamping and supply device can be part of an assembly unit for forming strapping rings according to Figures 4A and 4B.
  • Figures 7A and 7B show an embodiment variant of a strapping unit, which can in particular be part of an application device or an application head according to Figures 1 to 3.
  • Figure 8 shows a perspective view of a clamping frame for providing pre-assembled closed strapping rings.
  • Figures 9A to 9D show various components for clamping the strapping rings provided in an application device or an application head.
  • FIGS 10A to 10C show the clamping devices that can be used as examples for handling the strapping rings in various schematic detailed views.
  • FIGS 11A and 11B show further detailed views of the clamping devices according to Figures 9A to 10C.
  • Figures 12A to 12C show successive process phases of strapping article groups using several clamping devices that are part of an application device.
  • Fig. 13A shows in a perspective detailed view the phase of the release of a strapping ring applied to an article grouping from one of the clamping devices.
  • Fig. 13B shows a schematic plan view of a strapping package and four clamping devices arranged at the corners thereof, which are separated from the strapping package.
  • Fig. 14A shows a schematic and perspective view of parts of another embodiment of an application head for equipping article groups with a strapping band.
  • Fig. 14B shows a schematic and perspective view of an embodiment variant of a clamping device that can be used in the application head according to Fig. 14A.
  • Fig. 14C shows the clamping device according to Fig. 14B in a schematic plan view from above.
  • Fig. 14D shows, in a schematic perspective view, parts of the application head according to Fig. 14A, which has applied a strapping band over several articles of an article grouping.
  • Figures 15A to 15C show various views of a clamping device and the mode of operation of a mechanical stop which can become effective during relative movements of various parts of the clamping device which are movable relative to one another.
  • Fig. 1 shows in a highly schematic view the basic sequence of a possible embodiment of a method according to the invention for producing packaging units 12 as well as the structure of a packaging machine 10 in which an application device according to the present invention can be used. At least some of the components or subassemblies that interact in the method and in the packaging machine 10 are shown schematically.
  • the packaging machine 10 is intended to produce packaging units 12 (only indicated here) or bundles, wherein these packaging units 12 or bundles are each formed by at least two articles 16 combined by means of a strapping 14.
  • a packaging machine 10 comprises, as indicated schematically here, a dividing and/or grouping module 18, in which at least two individual articles 16 are combined as an article grouping 20.
  • the individual articles 16 can be fed from the outside, for example by means of suitable conveyor devices (not shown here) to reach the manipulation area of the dividing and/or grouping module 18, which is a component of the packaging machine 10.
  • suitable conveyor devices not shown here
  • this can mean, for example, a filling system or the like arranged upstream of the packaging machine 10 in terms of conveyor technology, which can serve to fill a large number of articles 16 with liquid, in particular with a liquid beverage.
  • the articles 16 to be combined and grouped in the area of the dividing and/or grouping module 18 can thus preferably be containers 22 filled with a fluid content, for example bottles or cans, in particular beverage containers 22, namely those containers or beverage containers 22 whose walls are deformable under external influences, so that they are compressible to a certain extent when external adjusting or compressive forces act on the shell sides of the articles 16 or containers 22.
  • a fluid content for example bottles or cans, in particular beverage containers 22, namely those containers or beverage containers 22 whose walls are deformable under external influences, so that they are compressible to a certain extent when external adjusting or compressive forces act on the shell sides of the articles 16 or containers 22.
  • a conveying or transport direction TR of the articles 16 or beverage containers 22 should run from left to right.
  • Containers 22 or beverage containers 22 made of elastically deformable plastic material have such deformability or compressibility as is required here to form the packaging units 12.
  • the containers 22 can, for example, be made of thin-walled PET plastic, in which the containers 22 are brought into the desired shape in particular by a blow molding process and can then be filled with a liquid beverage.
  • the deformable bottles, beverage containers 22, cans or similar containers 22 can also be filled with liquid cosmetics such as shampoo or similar.
  • the bottles, beverage containers 22, cans or similar containers 22 can also contain granular filling material.
  • the reference to a liquid filling of the containers 22 or Article 16 should therefore not be understood in a restrictive manner.
  • the packaging machine 10 comprises a feed area 24 for providing strapping material from a supply (not shown here).
  • a supply of strapping material can be, in particular, a continuous supply that contains and provides the strapping material in an amount that corresponds to a large number of individual straps 14 to be produced from it.
  • the feed area 24 can be formed, for example, by a magazine or the like or can comprise one in which magazine packaging material is provided, in particular as strap material.
  • a preferred embodiment of the packaging machine 10 is characterized in that the feed area 24 with the supply of strapping material provided there can communicate or communicates with a packaging module 26.
  • the feed area 24 communicating with the packaging module 26 is supplied with strapping material from the supply not shown or designated here, which is kept ready there and preferably provided to the feed area 24 in a suitable manner.
  • the magazine that supplies the feed area 24 with strapping material can, for example, have one magazine unit or, optionally, two or more magazine units that can be removed individually and independently of one another from the magazine, whereby these magazine units can be formed, for example, by suitable magazine drawers.
  • These magazine units which are also not shown in detail here, can be filled with new consumable units of strapping material when removed from the magazine and in particular after the supply of strapping material previously contained therein has been used up.
  • the strapping material is kept in stock in the magazine wound up on a roll and made available to the feed area 24, such a roll being unwound during operation of the packaging machine 10 to supply the feed area 24 and the assembly module 26 communicating therewith, with the strapping material being continuously consumed.
  • An embodiment not shown in detail here can optionally provide for a buffer area for variable intermediate buffering of strapping material to be located between the feed area 24 and the assembly module 26, which combines irregular, clocked and/or regular or irregular intermittent operation of the assembly module 26 with continuous feeding and provision of the strapping material from the supply stored in the magazine.
  • a further embodiment can also provide for such a buffer area to be assigned to the magazine.
  • individual strappings 14 in the form of individual pre-assembled and closed strapping rings 28 are formed from the stock or endless stock with the strapping band material provided, wherein the circumferential length of each individual closed strapping ring 28, which forms a strapping 14 for the article groupings 20, corresponds to the circumference of the respective Article grouping 20 or with the circumference of the respective packaging unit 12 to be formed in such a way that the circumference of the individual strapping ring 28 is minimally smaller than the horizontal outer circumference of the respective article grouping 20 in which the individual containers 22 are not compressed.
  • the respective strapping ring 28 is applied while simultaneously compressing the respective article grouping 20 by pressing the individual containers 22 together on their shell sides in such a way that the strapping ring 28 can be pulled over the article grouping 20.
  • strapping band can also be used instead.
  • strapping band it is also assumed that there is a closed and pre-assembled strapping 14 or a closed or pre-assembled strapping ring 28, so that the terms can normally be understood as synonyms and considered interchangeable.
  • each article group 20 or the horizontal circumference of the packaging unit 12 to be formed depends in particular on a number and size of the articles 16 or containers 22 combined in the packaging unit 12 and also corresponds to a dimension of the packaging unit 12 to be formed.
  • the strapping material for the prefabricated closed strapping rings 28 can in particular be made of a paper material, a cardboard material, a paper or cardboard-like material, a plastic material, a composite material or the like.
  • the strapping 14 spans the article group 20 equipped with the strapping ring 28, wherein the strapping ring 28 forming the strapping 14 is arranged tensioned around areas of the outer surface of the articles 16 or containers 22.
  • the strapping ring 28 or the strapping 14 has a circumference that provides sufficient band tension to hold together and to mechanically stabilize the article group 20 and thus the packaging unit 12 formed in this way.
  • the closed strapping rings 28 are formed in particular within the packaging machine 10 and applied to article groups 20. It is therefore no longer necessary to make a connection between free end areas of the strapping material on the article group 20.
  • the closed and preferably pre-assembled strapping ring 28 is produced within the assembly module 26 from the stock or endless stock and is thus provided as a pre-assembled strapping 14.
  • the assembly module 26 is assigned a cutting unit (not shown in Fig. 1) for cutting the strapping band sections required for individual strappings 14 from the endlessly provided strapping band material, or the cutting unit is arranged upstream of the assembly module 26 in a conveying direction of the strapping band material.
  • a cutting unit - which is optional but preferably present - strapping band sections of suitable length can be formed, whereby the strapping band sections should each have a length suitable for producing the strappings 14.
  • the length of the strapping band sections is preferably longer than the circumferential length of the prefabricated strappings 14 by an overlap area.
  • the overlap area corresponds to the area of the start and end areas of the strapping band section that are connected to one another in a closed prefabricated strapping 14.
  • the assembly module 26 comprises at least one winding device (also not shown here), wherein such a winding device can be designed to join the strapping band sections of the strapping band material together to form pre-assembled and closed strapping rings 28, wherein the meeting or partially overlapping start and end regions of the strapping band sections are connected to one another, for example by gluing and/or clamping or possibly in another suitable manner.
  • a winding device can be designed to join the strapping band sections of the strapping band material together to form pre-assembled and closed strapping rings 28, wherein the meeting or partially overlapping start and end regions of the strapping band sections are connected to one another, for example by gluing and/or clamping or possibly in another suitable manner.
  • two or more winding devices in the assembly module 26 are supplied by means of a distribution device, which distribution device can expediently be located between the cutting unit and the winding devices, wherein the distribution device can supply the winding devices with appropriately cut strapping band sections as required.
  • the packaging machine 10 further comprises an application module 30, which is only indicated schematically here and is preferably designed and equipped in such a way as to attach the pre-assembled closed strapping rings 28 produced in the assembly module 26 to article groups 20 respectively provided for this purpose.
  • the application module 30 communicates with the assembly module 26 and is supplied by the latter with appropriately prepared strappings 14, each formed by the pre-assembled closed strapping rings 28.
  • the application module 30 comprises at least one application device 32 with an application head 34.
  • This application device 32 which is also only indicated schematically here, is designed to equip a prepared and provided article grouping 20 with at least one pre-assembled strapping 14 and thus to form the required packaging units 12, which ultimately form the finished strapping packages 36.
  • the strapping packages 36 thus completed which form the packaging units 12 to be produced, can be conveyed out of the packaging machine 12 in order to be subjected to further handling and/or packaging processes, for example by being assembled into palletizable layers and then palletized.
  • the packaging machine 10 comprises a defined number of such application devices 32, wherein the number of application devices 32 in the at least one application module 30 preferably corresponds to the number of winding devices in the at least one packaging module 28, wherein two or more application devices 32 communicate with the corresponding winding devices.
  • several application modules 30, each with at least one associated application device 32 can also be present.
  • the packaging machine 10 comprises at least one tensioning device (not shown in Fig. 1; however, see Fig. 8) for receiving the strappings 14 or the individual strapping rings 28, which tensioning device brings the respective strapping 14 or the respective strapping ring 28 into a shape that enables assembly with the prepared and provided article grouping 20.
  • at least one tensioning device (not shown in Fig. 1; however, see Fig. 8) for receiving the strappings 14 or the individual strapping rings 28, which tensioning device brings the respective strapping 14 or the respective strapping ring 28 into a shape that enables assembly with the prepared and provided article grouping 20.
  • the tensioning device can transfer the correspondingly shaped strapping 14 to the application device 32 in the application module 30, so that the application head 34 can complete the individual strapping package 36, the strapping ring 28, while simultaneously compressing the article grouping 20 to be equipped with the strapping 14.
  • the tensioning device can also be designed as a component of the application device 32, so that the strapping 14 is converted into the applicable form within the application module 30.
  • the application device 32 which is not specified in more detail here, preferably comprises at least one application head 34 or tool head which is movable within a defined movement space and is equipped with controllable manipulation tools in order to pull the strappings 14 over the respective article groups 20 which are ready and to convert them into strapping packages 36.
  • the application head 34 can also be equipped with frame parts (not shown in detail here) which enclose each article grouping 20 to be strapped on the casing side in order to apply the strapping 14 there, while at the same time a compression of the article grouping 20 or individual articles 16 of the article grouping 20 takes place, in particular by means of the frame parts and/or by means of Compression devices or compression elements (see Figures 9A to 13B).
  • strapping material is provided in a supply, in particular as an endless supply, which contains and provides the strapping material in an amount that corresponds to a large number of individual strappings 14.
  • the strapping material is fed from the supply to the assembly module 26, preferably via a continuous conveying process and/or via the feed area 24.
  • individual strapping rings 28 are formed from the strapping material provided, the circumferential length of each individual strap 14 or each individual strapping ring 28 corresponding to the circumference, in particular to a number of articles 16 to be combined in a packaging unit 20 or to a dimension of the packaging unit 12 to be formed in each case.
  • the compression of the article groups 20 when attaching the straps 14 must be taken into account in order to be able to guarantee the desired strapping tension in the finished strapping packages 36, which is necessary for reliable mechanical cohesion of the articles 16 in the packaging unit 12.
  • the article groups 20 provided by the dividing and/or grouping module 18 are mechanically combined with a strapping 14 provided by the assembly module 26 by slipping the strapping 14 over the article grouping 20 using suitable devices or manipulation tools of the application module 30 and thereby securing it to the articles 16 of the article group 20.
  • the packaging units 12 formed in this way are generally referred to as strapping packages 36, as well as in the context of the description.
  • the article group 20 is positioned in the movement and handling space of an application head 34 of the application module 30.
  • At least one prefabricated closed strapping ring 28 is inserted into this application head 34 and fixed in a defined position so that it over the compressed article grouping 20 and can be slipped over it.
  • the application head 34 comprises a cage, frame or clamping frame with a variable opening width, so that the cage, frame or clamping frame can enclose the article group 20 on the jacket side.
  • the application head 34 of the application device 32 which is equipped with at least one prefabricated strapping 14, can be fed over the article group 20 by means of a feed movement, wherein the feed movement runs approximately parallel to the longitudinal center axes of the articles 16, which are preferably formed by deformable and compressible containers 22.
  • the cage or frame of the application head 34 contacts the grouped articles 16 on their shell sides and ensures at least a slight compression of the contacted articles 16 or containers 22.
  • this delivering of the application head 34 to the article grouping 20 could also describe a relative movement between the application head 34 and the article group 20, which can be carried out by lifting the article group 20 and threading it into the application head 34 from below.
  • the compression applied to the outer surfaces of the articles 16 increases with increasing depth of the stroke until the desired compression is achieved.
  • the stroke required for this is achieved, for example, by designing a compression slope on Contour pieces of the application head 34 or by corresponding positions of rolling elements rolling on the container shell surfaces.
  • a further embodiment can provide that the article group 20 is inserted from above into a clamped strapping 14 or into a clamped strapping ring 28.
  • the above also applies analogously if the article group 20 is introduced into the application head 34 by lifting it from below.
  • the strapping ring 28 is positioned at a predetermined position on the articles 16 of the article group 20, for example in the area of a recessed grip or similar of the beverage containers 22 forming the articles 16. In addition, this ensures a necessary or technically expedient band tension of the strapping 14.
  • the assembly module 26 and the application module 30 are combined as an integrated assembly application module, wherein, for example, the assembly area for producing a pre-assembled strapping 14 can be arranged below or next to a transport device for the article groups 20.
  • the integrated assembly application module is equipped with at least one application head 34, which can receive a pre-assembled strapping 14 from the assembly area and can slip it over an article group 20 arranged on the transport device.
  • FIG. 2A shows in a schematic plan view from above how an embodiment of such a packaging machine 10 can be designed.
  • Fig. 2B shows this embodiment variant of the packaging machine 10 according to Fig. 2A in a perspective view obliquely from the front.
  • the packaging machine 10 shown as an example in Figures 2A and 2B comprises an infeed module 38 in which containers 22, bottles (see Fig. 1) or other articles 16 (see Fig. 1) are moved in the transport direction TR, as shown by the arrow pointing from left to right.
  • the articles 16 or containers 22 (see Fig. 1) which cannot be seen in detail here, are moved in multiple rows and in lanes.
  • a Article feeding can take place in an ordered or unordered mass flow or in another way.
  • Article groups 20 are formed from the supplied articles 16 or containers 22 in the dividing and/or grouping module 18, which is arranged downstream in the transport direction TR, and each group comprises at least two articles 16.
  • the article groups 20 comprise in particular a number and arrangement of articles 16, as they are subsequently combined in packaging units 12 to be formed (see Fig. 1).
  • the article groups 20 are each equipped with a strapping 14 (see Fig. 1) and thus combined to form strapping packages 36 (see Fig. 1).
  • the embodiment shown comprises two combined assembly application modules 40 arranged one after the other in the transport direction TR, whereby a comparatively high product throughput can be achieved.
  • the design of such a combined assembly application module 40 is shown in more detail below with reference to Figures 2A to 13B.
  • the two assembly application modules 40 arranged one after the other in the transport direction TR can in particular be similar modules 40 which do not differ from one another in their structure and mode of operation.
  • packaging cut application modules 42 arranged one behind the other in the transport direction TR are also provided, with which an upper gripping cardboard packaging can also be applied to the strapping bundles 36 in order to additionally secure and stabilize them.
  • these packaging cut application modules 42 are to be understood as merely optional and are not intended to represent an aspect that is essential to the invention or indispensable for the packaging machine 10.
  • the packaging blanks which are to be understood as optional and which are to be applied to the article groups 20 or to the finished strapping packages 36 in addition to the strapping 14, can preferably be so-called upper gripping cardboard packaging.
  • the packaging blanks which are to be understood as optional, can preferably be made of a paper or cardboard material, a Plastic material, a cardboard-plastic composite material or similar.
  • Each of the optional packaging blanks preferably has passage openings for the articles 16 to be combined via the packaging blank, whereby these passage openings correspond to the longitudinal center axes of the articles 16 or containers 22 to be combined and accommodate them as required, optionally by producing a positive connection.
  • Such a packaging blank if present, is attached to the articles 16 in such a way that the articles 16 partially pass through the through openings of the packaging blank and are thus held together by the packaging blank.
  • the packaging blank is locked to the articles 16 in this way.
  • the packaging blank is fixed to the articles 16 in such a way that the articles 16 are held in a clamped manner within a through opening of the packaging blank in the region of an upper taper.
  • bottles or containers 22 are held in a clamped manner below a so-called neck ring or neck ring and cans are held in a clamped manner below a flanged edge forming the edge of the can, whereby an effective locking is provided between the packaging blank and the articles 16 or containers 22.
  • FIG. 3 shows a useful and practically relevant embodiment of a combined assembly application module 40, as shown in Figures 2A and 2B in a highly schematic manner as part of the embodiment of the packaging machine 10 shown there.
  • the transport direction TR illustrated in Figures 2A and 2B through the packaging machine 10 and through the assembly application module 40 located between the upstream dividing and/or grouping module 18 and the downstream optional packaging blank application module 42 is aligned perpendicular to the drawing plane in Fig. 3, with the transport direction pointing out of the drawing plane of Fig. 3 and directed towards the viewer.
  • the combined assembly application module 40 is also referred to below as strapping module 44.
  • Such a strapping module 44 is designed in the illustrated embodiment for the parallel processing of two article groups (not shown here) and for this purpose comprises two application heads 34, which are e.g. movably attached to so-called tripods 46 (Parallel kinematics suspensions or parallel kinematics robots) are arranged in a hanging manner in order to be able to position and drive the application heads 34 in the manner required within a defined movement space.
  • tripods 46 Parallel kinematics suspensions or parallel kinematics robots
  • the drive units of these tripods 46 or parallel kinematics robots are preferably located in the manner shown above the transport plane, in particular on an upper side of a machine frame, as is illustrated by way of example in Fig. 3.
  • the pre-assembly of the respective strappings (also not shown here) is carried out by the devices of the assembly unit 48, which are arranged on a common base plate 50 and are explained in more detail in connection with Figures 4A and 4B.
  • the strapping material for the pre-assembly of the closed strapping rings 28 can, for example, be provided as a supply in a magazine 52, which magazine 52, however, does not need to be explained in more detail here.
  • closed strapping rings 28 with a circumference that is desired or required for the production of the packaging units 12 are produced from strapping material wound endlessly on rolls.
  • closed paper rings with a desired circumference can be produced from paper wound endlessly on rolls.
  • the circumference length is to be selected so that a single paper ring can be pulled over a certain number of articles 16, containers 22 or the like, whereby these are pressed together in such a way that a compact strapping package 36 is created.
  • the magazine 52 can accommodate rolls of strapping material made of various suitable materials such as paper or plastic or a composite material.
  • the diameter and width of the rolls can also be flexibly selected up to a construction-related maximum.
  • the magazine 52 can be equipped to accommodate rolls with a diameter of ⁇ 800 mm and a width of around 40 to 150 mm. If rolls other than these are to be processed, the dimensions of the magazine 52 must be adjusted accordingly.
  • Figures 4A and 4B show a possible embodiment of a packaging unit 48 in two different perspective views.
  • the assembly unit 48 shown forms a component of a combined assembly application module 40, as illustrated in Fig. 3.
  • the assembly unit 48 shown as an example in Figures 4A and 4B can in particular comprise the following additional sub-functional units, all of which are arranged on a base plate 50 and can be accommodated there.
  • the base plate 50 facilitates the modular construction and the joint installation of the components arranged thereon in the assembly unit 48 and thus in the corresponding module 40 of the packaging machine 10 (see Figures 2A and 2B), but the base plate 50 is by no means to be regarded as an indispensable component, but can be viewed as an exemplary construction variant.
  • the sub-functional units mentioned which can be arranged as subassemblies of the assembly unit 48 on the base plate 50, comprise a cutting device 54, which serves to cut the strapping band sections required for the strapping rings 28 to the appropriate length, a conveyor unit 56 with a band conveyor and associated switch 58, a feeder 60 with the option of ejecting, for example, faulty band sections, a winding and pushing-off unit 62 (see Figures 5A and 5B), an adhesive device 64 and a clamping and supply device 66 (see Figures 6A and 6B).
  • the strapping material is removed from the magazine 52 (see Fig. 3) via the storage device, if present, preferably guided via a strap alignment and transferred to the cutting device 54 via a strap feed (not shown here). In the cutting device 54, strapping sections of suitable length are separated.
  • the strapping material is provided with cutting marks, which can be recognized, for example, by a cutting mark recognition system assigned to the cutting device 54, whereupon the cutting function is activated.
  • the cutting mechanism of the cutting device 54 cuts according to freely defined length units, whereby the length is determined by the circumference and the number of revolutions of the strap feed unit.
  • a cutting mechanism equipped with a cutting knife another suitable cutting device can also be used, for example a perforation knife, a cutting wire or similar.
  • the strapping band sections produced in the cutting device 54 are conveyed via a suitable cutting feed 60 and the conveyor unit 56 to the centrally arranged switch 58 mentioned above.
  • the switch 58 preferably comprises a deflection for dividing the strapping band sections.
  • the switch 58 distributes the strapping band sections alternately to two winding and pushing units 62, wherein one of the two winding and pushing units 62 can be arranged, for example, on an operating side of the packaging machine 10, while the other of the two winding and pushing units 62 can be arranged on the service side of the packaging machine 10.
  • the conveyor device 56 mentioned here can be used to eject faulty strapping band sections. For example, when a strapping band section with connection points or when a strapping band section with other defects or a faulty alignment of a strapping band section or similar is detected, it can be provided that this faulty strapping band section is ejected before further processing.
  • Figures 5A and 5B show different perspective views of an embodiment variant of the winding and pushing-off unit 62 of the assembly unit 48 of the combined assembly application module 40 according to Figures 2A, 2B and Fig. 3, already mentioned above.
  • the free initial area of a strapping band section to be processed is introduced into the winding drum 68 and clamped there by a clamping jaw 70.
  • the winding drum 68 rotates, whereby a pressure roller (not visible here) ensures that the strapping band material of the strapping band section in question is applied to the winding drum 68 and that the diameter of the strapping produced corresponds to the outer diameter of the winding drum 68.
  • the free end area of the strapping band section can now be clamped in the band feed device and coated or glued with a sufficient amount of adhesive by means of an adhesive device (not shown here).
  • the winding drum 68 continues to rotate so that the free end area of the strapping band section is pulled past the pressure roller, whereby the Glue point is squeezed out and thus an adhesive connection between the
  • the winding drum 68 can now optionally be rotated back to the starting position, whereby the glue point is pressed out again by the pressure roller, now in the opposite direction.
  • a particularly strong and secure adhesive connection can be formed between the start area and the end area of the strapping band section.
  • the prefabricated strapping thus finished can now be pushed over a pusher 72 onto the clamping and preparation device 66, which is shown and explained in more detail below in connection with Figures 6A and 6B.
  • the pusher 72 pushes the finished strapping horizontally over to the clamping and preparation device 66.
  • the clamping and preparation device 66 represents an embodiment of a clamping and/or spreading device described in connection with Figure 1.
  • the pusher 72 can preferably be driven electrically, for example via a linear motor 74.
  • the winding drum 68 for example, is an exchangeable format part that is exchanged depending on the size of the strapping to be produced, in particular depending on the circumference of the desired strapping. Depending on the circumference of the desired strapping, the respective winding drum 68 to be selected has a certain diameter.
  • the winding drum 68 can be designed to be adjustable, in particular with an adjustable circumference. It can be provided that the circumference length and/or the circumference shape can be changed. Such an adjustment can be made, for example, via a so-called adjustment point, which allows the size and/or shape of the winding drum 68 to be adapted to the size and shape of the article combinations to be strapped.
  • the circumference of the winding drum 68 is reduced in order to facilitate pushing off.
  • the clamping jaw 70 can be designed on the winding drum 68 in such a way that, in the closed state, the winding drum 68 precisely covers the desired circumference of the strapping By opening the clamping jaw 70, the circumference of the winding drum 68 is reduced so that the finished strapping can be easily removed by pushing it off.
  • the winding drum 68 reduces its circumference by a few millimeters as soon as the clamping of the initial area is opened. This allows the fully wound and glued strapping to be pushed off the winding drum 68.
  • the winding and pushing-off unit 62 is equipped with a height adjustment 76 in order to be able to make an optimized adjustment to the feed of the strapping band section when changing the winding drum 68, in particular to the associated band feed device of the upstream conveyor unit 56 (see Figures 4A and 4B).
  • Figures 6A and 6B also show different perspective views of a clamping and provision device 66 of the assembly unit 48 of the combined assembly application module 40 according to Figures 2A, 2B and 3.
  • This combined assembly application module 40 comprises a format part 78 with a clamping and provision unit 80.
  • the format part 78 with the clamping and provision unit 80 can assume a first removal and clamping position AP and a second provision position BP.
  • the clamping and provision unit 80 is designed in such a way that its circumference is adjustable.
  • the corners or side areas of the clamping and provision unit 80 can be moved and adjusted pneumatically.
  • the corners or side areas of the clamping and provision unit 80 can be moved apart pneumatically, whereby the prefabricated, closed strapping is brought into the shape with the circumference of the corresponding article group or into the shape with the circumference of an at least partially compressed article group and is clamped and fixed by a slight overstroke of the pneumatic cylinder.
  • the strapping is picked up and shaped in particular by a clamping and preparation unit 80 arranged in the first removal and clamping position AP.
  • a clamping and preparation unit 80 By rotating the clamping and provision unit 80, the format part 78 is transferred with the clamping and provision unit 80 into the second provision position BP.
  • the clamped strapping is brought from a vertical to a horizontal position and thus made available for the application head 34 (see Fig. 3).
  • the rotation takes place about a rotation axis 82, which is arranged at an angle of approximately 45° to the vertical.
  • the clamping and supply device 66 can also be arranged movably on a guide 84, which is in particular horizontally aligned.
  • the clamping and supply device 66 can be moved within the assembly unit 48 via the guide 84 in order to enable access to the other components of the assembly unit 48, for example in order to enable access to the winding and pushing-off unit 62 for replacing the winding drum 68 or similar.
  • the clamping and provision unit 80 can be designed to be adjustable, in particular with an adjustable circumference. It can be provided that the circumference length and/or the circumference shape can be changed. For example, this can be done via a so-called adjustment point, which allows the size and/or shape of the clamping and provision unit 80 to be adapted to the size and shape of the article combinations to be strapped.
  • two combined assembly application modules 40 are present, wherein within each of the combined assembly application modules 40 two straps can be produced in parallel and attached to two provided article groups via the application heads 34.
  • the remaining modules can continue to produce, provided the product flow is not otherwise disrupted. This ensures continuous production.
  • FIGs 7A and 7B are perspective views from above to illustrate an exemplary embodiment of a strapping unit 86, which as such can be a component of the previously described application head 34 (see Fig. 3) which is used for the production of packaging units 12.
  • This application head 34 or these application heads 34, of which Packaging machine 10 according to Figures 1 to 3B, of which several can be present, is also part of an application device 32 not described in more detail here (cf. Fig. 1).
  • Fig. 7B shows the strapping unit 86 of the application head 34 with the article grouping 20 arranged therein, which is to be strapped to produce a packaging unit 12, while in Fig. 7A the strapping unit 86 is shown without such an article grouping.
  • the application head 34 with its strapping unit 86 shown in Figures 7A and 7B and whose structural design is to be understood merely as an example is intended and structurally designed to attach at least one strapping band or a prefabricated closed strapping ring 28 to an article group 20, which here is formed by a total of six articles 16 in the form of beverage containers 22.
  • the strapping ring 28 can be attached to the outer casing surfaces of the articles 16, which are at least slightly compressible in their circumference, in such a way that they are at least partially encircled by the strapping ring 28, whereby the entire article group 20 is also encircled and held together by the strapping ring 28.
  • the strapping unit 86 shown here has a cage 88 with a variable opening width that can be adjusted using suitable actuators and which can completely enclose the grouped articles 16 on the casing side.
  • the opening width of the cage 88 can be changed by feed movements of several corner segments 90 that are coupled to one another but whose relative positions can be adjusted.
  • These four corner segments 90 are each located at the corners of the cage 88 and their shape corresponds to the outer contours of the article grouping 20 to be processed with the application head 34, i.e. the outer radius of the articles 16 or beverage containers 22 located at the corners of the article grouping 20.
  • the corner segments 90 are each equipped with compression slopes 92, referred to here as such, the geometry of which is selected such that a downward movement of the strapping unit 86 in a direction parallel to the article longitudinal axes 94 or an upward movement of the article group 20 in a direction parallel to the article longitudinal axes 94 results in a compression on the inside of the strapping unit 86 arranged grouped articles 16 and in the course of which a closed pre-produced strapping ring 28 can be applied to the grouped articles 16.
  • This means that the compression slopes 92 form an overall conical or widening towards a lower opening course of the opening cross-section of the cage 88.
  • the cage 88 of the strapping unit 86 comprises not only the corner segments 90, but also the cage elements 96 located between them.
  • the corner segments 90 and the cage elements 96 located between them are connected to one another, but can perform relative movements to one another in order to be able to vary the opening width of the cage 88 as required.
  • the cage 88 has a contoured guide on its inner circumference, which is formed in particular on the corner radii of the corner segments 90.
  • the inner contour of the cage 88 is beveled in the lowering direction onto the article group 20, at least in the area of the corner segments 90.
  • the positioning and fixing of the strapping ring 28 held in the cage 88 can be carried out in different ways, for example by means of suction elements or the like.
  • the fixing of the strapping ring 28 forming the strapping 14 should be carried out by mechanical clamping in the area of all four corner segments 90.
  • Fig. 8 shows a schematic perspective view of an embodiment variant of a clamping frame 98 which can form part of the clamping and supply device 66, as already explained above with reference to Figs. 4A and 4B and to Figs. 6A and 6B.
  • the clamping frame 98 shown in Fig. 8 differs in its design and configuration from the variant of the clamping and supply device 66 shown in Figures 4A, 4B, 6A and 6B as well as from the variant of the format parts 78 and the clamping and supply unit 80 shown in Figures 6A and 6B, even if the pivotable suspension of the clamping frame 98 is fundamentally can be the same as shown in Figures 6A and 6B with the removal and clamping positions AP and the provision positions BP.
  • the clamping frame 98 shown has a total of six radially outwardly movable clamping jaws 100, on whose rounded outer sides a wide strapping ring 28 is clamped, the contour of which, when clamped on the clamping frame 98, corresponds exactly to the shape that the strapping ring 28 takes on in a finished strapping package 36 when it is clamped around the outer surfaces of a total of six articles 16 or beverage containers 22 of an article assembly 20 in a 2x3 rectangular formation.
  • the clamping jaws 100 can be adjusted at least slightly in a direction perpendicular to the surface of the strapping ring 28 in order to clamp or release it when it is grasped by means of the clamping devices 102 of the corner segments 90 described below (see Figures 9A to 11B) and removed from the clamping frame 98 in order to pull it over a ready article grouping 20 (see Figures 12A to 13B) in order to form a strapping bundle 36 in this way.
  • This means that the total of six clamping jaws 100 are moved inwards in a horizontal direction and towards each other in pairs, for example by means of linear motors provided for this purpose, which can be formed by hydraulic or pneumatic cylinders, for example.
  • linear motors provided for this purpose, which can be formed by hydraulic or pneumatic cylinders, for example.
  • Fig. 9A illustrates the access of four
  • Corner segments 90 each formed by clamping devices 102 with which the The strapping ring 28, which is clamped onto the clamping frame 98 (omitted here for the sake of better clarity) and brought into the required shape, can be grasped while precisely maintaining its contour in order to equip a ready article grouping 20 with it (cf. Figures 12A to 13B and Figures 14A to 14E).
  • a holding frame, cage or the like which is necessary per se for fixing the four corner segments 90 is not shown in Figures 9A to 13B, since its design and shape are of secondary importance.
  • such a holding frame for fixing and determining the position of the four corner segments 90 attached to it is shown as an example in Figures 14C to 14E.
  • Such a holding frame, cage or the like for fixing and determining the position of the four corner segments 90 can normally be movably suspended on the application head 34 according to Fig. 3 and can be moved there, for example by means of the tripods 46 shown, over the ready article groups 20 in order to pull the strapping 16 held on the clamping devices 102 of the corner segments 90 over the respective article grouping 20 and to fasten it there.
  • the four corner segments 90 according to Figures 9A to 13B can be components of an application device 32 (see Fig. 1), which is not described in more detail here, which in turn can be part of a packaging machine 10 for producing packaging units 12 in the form of strapping packages 36.
  • Each of the units with four corner segments 90 shown in Fig. 9A, for example, can be part of an application head 34 (see Fig. 3), wherein the application device 32 of the packaging machine 10 can comprise, for example, two or more such application heads 34.
  • the corner segments 90 with their associated clamping devices 102 are each positioned in such a way that they can grip the strapping 14, formed by the strapping ring 28 clamped onto the clamping frame 98, by gripping the strapping ring 28, which consists of flat material such as paper, cardboard or plastic film or the like, at its rounded corner areas, specifically at the lower edges of the corner areas.
  • the strapping ring 28 sensibly projects downwards beyond the clamping jaws 100 by a small amount, which is at least sufficient to be able to attach the clamping devices 102 there.
  • the total of four clamping devices 102 are all constructed in the same way and are mounted together on a carrier, on a tool head, in particular in the application head 34, and each work synchronously when clamping the strapping ring 28 and when applying the strapping ring 28 to the respective article grouping 20 that is available. For this reason, the following explanations, which deal with the interaction of the individual elements of one of the clamping devices 102, refer to all four existing clamping devices 102.
  • FIG. 9A The overall perspective view of Fig. 9A already shows the interacting assemblies of the synchronously operating clamping devices 102 of all four corner segments 90 in order to be able to realize the desired functionality of the application head 34 (see Fig. 3).
  • the detailed perspective views of Figs. 9B and 9C as well as the schematic plan view from above in Fig. 9D also each show a single corner segment 90, so that the following explanations should refer equally to Figs. 9A, 9B, 9C and 9D.
  • each of the clamping devices 102 comprises an anchor 104 in the application head 34 (not shown here), whereby the position of each individual clamping device 102 is fixed in the application head 34.
  • the positioning of the corner segments 90 with their associated clamping devices 102 within the application head 34 depends on the respective dimensions of the strapping ring 28 to be handled there, the dimensions of which in turn depend on the article grouping 20 to be strapped. The selected dimensions can vary with different article or container sizes and different numbers of articles 16 or containers 22 assembled in the grouping 20.
  • the positioning of the anchors 104 define the movement and displacement spaces of the movable components of each of the clamping devices 102.
  • the strapping ring 28 can be gripped and held in its four rounded corner areas by two interacting components of the clamping device 102 while it is applied to the article grouping 20 and pulled from above over the article grouping 20.
  • a third component, which interacts with the clamping components, ensures the necessary compression of the elastically evasive outer surfaces of the containers 22 forming the articles 16 to be strapped, so that the strapping ring 28 can initially be pulled over the containers 22 without great resistance.
  • the strapping ring 28 is thus compressive forces are placed under defined prestress and thereby hold the containers 22 together in the strapping package 36 with sufficient tensioning forces and can thus provide the necessary holding forces to make the strapping package 36 mechanically stable.
  • a slide 106 that is movable relative to the anchor 104 carries all the components that interact and are required for the desired functionality of the clamping device 102.
  • the direction of displacement of the movable slide 106 of each clamping device 102 is shown in Figures 9A, 9B, 9C and 9D by double arrows and is designated by the reference numerals 108.
  • the directions of displacement 108 each point in a vertical direction to the outside of the strapping ring 28, which is rounded by 90° in the corner areas and which exactly follows the contours of the outer surface of the articles 16 or containers 22 located there, which in the embodiment shown here each have cylindrical outer surface.
  • the movable carriage 106 On the front side facing the outside of the strapping ring 28, the movable carriage 106 is equipped with a circular segment-shaped compression element 110, which, if required, ensures the compression of the articles 16 or containers 22 located on the corner segments 90 during the application of the strapping ring 28 to the article grouping 20.
  • the compression element 110 which can be seen particularly clearly in Fig. 9B, comprises a circular segment-shaped contact surface 112 facing the outside of the strapping ring 28 with a concave curvature that corresponds to the convex curvature of the container shell surface in any cutting plane transverse to the article longitudinal axis 94 (cf. Fig. 7B).
  • the contact surface 112 of the compression element 110 is beveled in an application direction 114 (see Fig. 9B) of the clamping device 102, whereby the compression processes can be carried out gently when the application head 34 equipped with the strapping 14 is lowered over the article grouping 20, in that the retracted lower area of the contact surface 112 first comes into contact with the container shell surfaces and only when the clamping device 102 is lowered further in the application direction 114 does the actual compression take place by means of the contact surfaces 112.
  • the application direction 114 points downwards in Fig. 9B, i.e.
  • the contact surfaces 112 of the compression elements 110 which slide along the outer surface of the containers 22 in the application direction 114 and thereby compress the containers 22, can each describe a circular segment of 90°, based on the corresponding transverse plane to the associated article longitudinal axis 94 (see Fig. 9C and Fig. 9D).
  • the circular segment normally does not describe an angle greater than 90°, since otherwise the end edges of the compression element 110 would compress the container 22 in the area of a circumference greater than 90°, which would not be necessary or useful for the application of the strapping 14.
  • the angle of the circular segment over which the compression elements 110 extend should not be significantly smaller than the approximately 90° shown here, since otherwise the compression process to which the containers 22 are subjected would not be as complete and comprehensive as is reasonable for the trouble-free application of the strapping 14.
  • a clamping jaw 116 Above the compression element 110 and at a distance from it there is a clamping jaw 116, the front side of which facing the outside of the strapping ring 28 has a comparable semicircular curvature as is the case with the contact surface 112 of the compression element 110, i.e. the front side of the clamping jaw 116 facing the articles 14 of the article grouping 20 also describes a circular segment of approximately 90°, wherein the distance of the front side of the clamping jaw 116 to the associated article longitudinal axis 94 is slightly greater in each set position than with the contact surface 112 of the compression element 110 (cf. the top view of Fig. 9D).
  • the clamping jaw 116 is also located on the movable carriage 106, but is movable parallel to the displacement direction 108 by a defined small amount relative to the carriage 106 and thus to the compression element 110, which will be explained in more detail with reference to Figures 10A ff. described below.
  • the clamping jaw 116 can thus be moved in the same way as the movable carriage 106 in a direction perpendicular to the article's longitudinal axis 94, but not independently of the carriage 106, but together with it.
  • the aforementioned slight displacement relative to the carriage 106 is provided, which in conjunction with the compression element 110 and with the third movable active element of the clamping device 102 described below contributes to its desired functionality.
  • This third movable active element is a pivotable clamping bracket 118, which is located between the compression element 110 located underneath and the clamping jaw 116 located above.
  • the clamping bracket 118 is also assigned to the carriage 106 and is mounted there in an articulated manner, namely with a pivot axis 121 (see Fig. 9D) which is oriented perpendicular to the displacement direction 108 of the carriage 106 and also perpendicular to the article longitudinal axes 94, whereby the pivot axis 121 runs approximately horizontally when the article grouping 20 is standing upright on a horizontal base and the application head 34 is positioned above it, as do the displacement directions 108 oriented perpendicularly thereto.
  • the pivot axis 121 of the clamping bracket 118 cannot be moved relative to the carriage 106, while the clamping jaw 116 can be moved slightly in the horizontal direction or along the displacement direction 108, whereby in combination a clamping capability for the strapping ring 28 can be realized when it is to be pulled in the application direction 114 over the article grouping 20 provided for this purpose, i.e. normally in an application direction 114 from top to bottom.
  • the clamping bracket 118 also has a comparable semicircular curvature on a front side facing the outside of the strapping ring 28, as is the case with both the contact surface 112 of the compression element 110 and the front side of the clamping jaw 116, i.e. the front side of the pivotable clamping bracket 118 facing the articles 14 of the article grouping 20 also describes a circular segment of approximately 90°, wherein the distance of the front side of the clamping bracket 118 to the associated article longitudinal axis 94 corresponds approximately to the distance of the contact surface 112 of the compression element 110 to the article longitudinal axis 94 due to the assignment of the pivot axis 121 to the slide 106 (cf. the top view of Fig. 9D).
  • FIG. 9B The perspective view of Fig. 9B, on the other hand, shows the clamping bracket 118 pivoted upwards towards the clamping jaw 116, which is thus spaced from the compression element 110 arranged underneath and completely out of its Receiving recess 120 is pivoted out.
  • the clamping jaw 116 which is movable relative to the carriage 106 and thus also relative to the compression element 110 along the displacement direction 108, is retracted so that a distance of a few millimeters is formed between the clamping jaw 116 and the clamping bracket 118 in a direction parallel to the displacement direction 108.
  • the clamping bracket 118 is not designed to be constant, but is stepped on its rear side 122 facing the clamping jaw 116 and can be placed against the clamping jaw 116 without the concavely curved front side of the latter being completely covered by the clamping bracket 118 placed there.
  • the clamping bracket 118 with its stepped rear side is placed very closely against the clamping jaw 116 in its upwardly pivoted position and when the clamping jaw 116 is moved to its front stop on the stepped rear side 122 of the clamping bracket 118, which enables the strapping ring 28 to be clamped between the stepped rear side 122 of the clamping bracket 118 and the front side of the clamping jaw 116 that is adjacent to it, as shown in Figures 10A ff.
  • the clamping devices 102 arranged in the application head 34 as corner segments 90 can take over a strapping ring 28 from the clamping frame 98 (see Fig. 8) if and as soon as its clamping jaws 100 release the strapping ring 28 and the four clamping devices 102 (see Fig. 9A) grasp and clamp the strapping ring 28 by means of their respective cooperating clamping jaws 116 and clamping bracket 118 (see Fig. 12A), so that the strapping ring 28 can be pulled over the waiting article grouping 20 from above in the application direction 114 with additional use of the compression element 110 (see Figures 12B and 12C). Finally, the clamping devices 102 can be released again from the strapping ring 28 (see Figures 13A and 13B) before the application head 34 can detach itself from the completed strapping package 36 and equip further article groups 20 with strappings 14 in the same way.
  • Figures 9C and 9D each show a clamping device 102 which is positioned at a corner region of a strapping ring 28 in such a way that a lower edge of the clamping jaw 116 approximately ends with a lower edge of the strapping ring 28, so that both the downwardly directed into the receiving recess 120 of the Compression element 110 lowered clamping bracket 118 and the compression element 110 are located below the level of the strapping ring 28 and thus below its lower edge. Since both the clamping bracket 118 lowered downwards into the receiving recess 120 of the compression element 110 and the compression element 110 protrude into the circumference of the strapping ring 28, as can be seen from the top view of Fig.
  • such positioning ensures that the strapping ring 28 can be precisely fixed and clamped between the stepped rear side 122 of the clamping bracket 118 and the front side of the clamping jaw 116 resting against the strapping ring 28 by pivoting the clamping bracket 118.
  • FIG. 9A and the detailed view of Fig. 9B show a positioning of the carriage 106 in which both the clamping jaw 116 and the compression element 110 are at the greatest possible distance from the strapping ring 28
  • the views of Figs. 9C and 9D show a compression element 110 advanced in the displacement direction 108 towards the strapping ring 28, but while the clamping jaw 116 has not moved out of the carriage 106 and continues to have the distance from the strapping ring 28 as shown in Fig. 9D.
  • This displacement of the carriage 106 in the displacement direction 108 relative to the anchoring 104 on the application head 34 (not shown) and of the clamping jaw 116 in the displacement direction 108 relative to the carriage 106 with the compression element 110 anchored thereto can be carried out, for example, by means of a linear drive 124 or two coupled and in particular aligned linear drives 124 which are located on one side of the carriage 106 and can move the carriage 106 by a few millimeters in the displacement direction 108.
  • the at least one linear drive 124 can be fully extended, whereby the positioning of the compression element 110 and the clamping jaw 116 can be triggered. Furthermore, a swivel drive 126 can ensure that the clamping bracket 118 is swiveled down into the lowered position, in which it partially dips into the receiving recess 120 on the top of the compression element 110.
  • the at least one linear drive 124 which is responsible for the displacement of the carriage 106 in the displacement direction 108, can optionally be formed by a compact pneumatic cylinder. If two such linear drives are present, these two linear drives 124, which are responsible for the displacement of the carriage 106 in Displacement direction 108 and/or responsible for the relative displacement of the clamping jaw in displacement direction 108, for example, be formed by compact pneumatic cylinders, as is illustrated in Figures 9A to 13B.
  • the swivel drive 126 for swiveling the clamping bracket 118 can also be formed by such a compact pneumatic cylinder. Electromotive linear drives or hydraulic cylinders are also conceivable and can be used for the purpose described.
  • the strapping ring 28 can be clamped in the manner shown at its lower edge between the clamping jaw 116 resting on the outside of the corner area of the strapping ring 28 and the stepped rear side 122 of the pivotable clamping bracket 118.
  • the clamping bracket 118 grips under the strapping ring 28 from its inside so that its lower edge rests on the horizontal section of the stepped rear side 122 of the clamping bracket.
  • FIG. 10C and the perspective detailed view of Fig. 11A show that the clamping jaw 116 is advanced relative to the carriage 106 in the displacement direction 108 onto the strapping ring 28, which, in comparison to the top view of Fig. 9D, illustrates the relative position of the clamping jaw 116 relative to the compression element 110 and thus the clamping of the strapping ring 28.
  • One of the two linear drives 124 is retracted or retracted by a defined amount, which can ensure the desired displacement of the clamping jaw 116 relative to the carriage 106.
  • FIGS. 10B and 11B show an L-shaped latch 130, one leg of which is mounted twice on the slide 106 and on a suspension of the clamping jaw 116, which can be moved relative to the slide 106, and whose L-shaped, angled other leg can be moved against a mechanical stop 132 when the clamping bracket 118 is pressed against the clamping jaw 116 on the underside (see Fig. 11B) and/or when the compression element 110 is retracted from the container shell surface under slight compression of the linear drive 124.
  • FIG. 12A further illustrates the positioning of an application head 34, which is not shown in detail here but is symbolically designated by a corresponding reference number and is equipped with four corner segments 90, each of which is formed by clamping devices 102, as shown by way of example in Figs. 9A to 11B and described above.
  • the total of four clamping devices 102 hold a strapping 14, formed by a relatively wide strapping ring 28 made of paper, cardboard or plastic film.
  • the clamping of the closed strapping ring 28, prefabricated according to the above description, at its four rounded corner areas can be carried out in particular in the manner described above, as was illustrated with reference to Figs. 10A to 11B.
  • the strapping ring 28 is dimensioned such that it can be pulled over the article grouping 20 shown as an example with a total of six articles 16 or beverage containers 22, which are grouped in a 3x2 rectangular arrangement, in the application direction shown, which points vertically downwards from above.
  • FIG. 12B and the schematic side view of Fig. 12C illustrate the fully positioned strapping ring 28, which was pulled downwards over the outer surfaces of the containers 22 in the application direction 114.
  • the corner containers 22 were compressed using the compression element 110, as was illustrated by the detailed representations of Figures 10A to 11B. Since the containers 22 are equipped with compressible walls, as is the case with relatively thin-walled PET plastic containers, for example, they can be compressed by a few millimeters using the compression elements 110 of the clamping devices 102, while the strapping 14 is pulled over the article grouping 20.
  • Fig. 12B and Fig. 12C illustrate the finished assembly state of the strapping ring 28, whereby a strapping bundle 36 has been formed.
  • the clamping devices 102 of the corner segments 90 are not yet deactivated and continue to clamp the strapping ring 28 in the manner necessary for its assembly.
  • the perspective detailed view of Fig. 13A shows how the clamping devices 102 are released from the strapping ring 28.
  • the pivot drives 126 acting on the rocker levers 128 coupled thereto are activated and extended, whereby the clamping brackets 128 are pivoted downwards and partially lowered into the respective receiving recesses 120 on the upper sides of the compression elements 110.
  • the clamping jaws 116 are retracted from the strapping ring 28 along the displacement directions 108, the latter is no longer contacted by the clamping devices 102 and is thus released.
  • Figures 14A to 14D show, in various schematic views, an alternative embodiment of an application head 34 for equipping article groups 20 with prepared strapping bands 28.
  • a total of four clamping devices 102 which essentially form the above-mentioned corner segments 90, are positioned on a flat holding frame 134 of the application head 34 in such a way that they can grip the strapping 14, formed by the strapping ring 28 clamped onto the clamping frame 98 (see Fig. 8). This is done in the same way as already described above, by gripping the strapping ring 28 at the lower edges of its rounded corner areas.
  • the holding frame 134 has a lower flat frame plate 136, the top of which accommodates the total of four clamping devices 102 in the manner shown in Fig. 14A.
  • a recessed inner area 138 is sufficiently large to be able to move the holding frame 134 from above over a waiting article grouping 28 until the clamping devices 102 are positioned at the correct height.
  • Column-like connecting struts 140 run in the vertical direction and connect the frame plate 136 to an upper flange plate 142 arranged above it, which is smaller in size than the frame plate 136 suspended from it by means of the connecting struts 140. - M -
  • the upper flange plate 142 can in particular enable a connection and suspension to a parallel kinematics robot 46, as shown by way of example in Fig. 3.
  • the flange plate 142 can be connected to a movable tool head of a parallel kinematics robot 46, in particular by means of screw connections not shown in detail here.
  • each of the clamping devices 102 shown in detail in Figures 14B and 14C comprises an anchor 104 on the frame plate 136 of the application head 34, whereby the position of each individual clamping device 102 in the application head 34 is fixed.
  • the anchors 104 are formed by a series of screw connections with which the clamping devices 102 are fixed on the frame plate 136.
  • the exact positioning depends on the requirements, in particular the outer circumference of the article grouping 20 to be strapped.
  • the positioning of the anchors 104 defines the movement and displacement spaces of the movable components of each of the clamping devices 102.
  • the strapping ring 28 can be grasped and held in its four rounded corner areas by two cooperating components of the clamping device 102 while it is applied to the article grouping 20 and pulled over the article grouping 20 from above.
  • the slide 106 which is movable relative to the anchoring 104, carries the interacting components required for the desired functionality of the clamping device 102.
  • the direction of displacement of the movable slide 106 of the clamping device 102 is illustrated in Figures 14B and 14C by double arrows and is designated by the reference numerals 108.
  • the displacement directions 108 each point in a vertical direction to the outside of the strapping ring 28, which is rounded by 90° in the corner areas and which exactly follows the contours of the outer surface of the articles 16 or containers 22 located there, which in the The embodiment shown and described here each have cylindrical outer casing surfaces.
  • the movable carriage 106 is equipped with the compression element 110, which, if required, ensures the compression of the articles 16 or containers 22 located on the corner segments 90 during the application of the strapping ring 28 to the article grouping 20.
  • the compression element 110 shown in Figures 14B and 14C comprises two rotatable rollers 144, which are mounted on a holder 146 (only visible in Figure 14B) in such a way that their axes of rotation 148 meet at an angle of approximately 90° in the area of the holder 146.
  • the axes of rotation 148 are aligned perpendicular to the longitudinal center axis of the container 22 to be contacted, as can be clearly seen in Figures 14C and 14D.
  • each clamping device 102 each have outer jacket surfaces 150 with contours that correspond to a single-shell hyperboloid of revolution, wherein the constrictions in the middle area with their smaller diameter as well as the outer areas of larger diameter adjoining them on both sides in the direction of the axis of rotation 148 are contoured overall in such a way that the jacket surfaces 150 lie almost flush against the cylindrical outer jacket surface of the associated container 22 and can roll there in a rotating manner with a defined feed (displacement direction 108) when the application head 34 with the strapping band 28 held in the four clamping devices 102 is pulled in the application direction 114 (cf. Fig. 12A and Fig. 14D) over the containers 22 of the grouping 20 that are slightly compressed by means of the rollers 144.
  • the contours of the end faces of the rollers 144 are of no further importance for their function. It makes sense for the outer surfaces 150 in their outer areas, where they have the largest diameter, to be provided with a rounding radius 152 in the direction of the end faces in order to avoid sharp-edged contact of the container surfaces in these areas.
  • the respective transitions of the outer surfaces 150 which are designed as single-shell rotation hyperboloids
  • the rounding radii 152 formed on the rollers 144 towards the front sides can ensure a uniform pressure distribution when compressing the container shell surfaces when the movable carriages 106 are each moved in their displacement directions 108 against the shell surfaces of the containers 22 standing there that are in contact at the corners and the entire application head 34 is lowered vertically downwards in the application direction 114 - while simultaneously applying the respective strapping band 28 - and the strapping band 28 is pulled over the article grouping 20.
  • the application direction 114 points vertically downwards in Fig. 14D (see also Figures 9B and 12A), i.e. in a direction parallel to the article longitudinal axes 94 not shown here (see Figures 9C and 9D) and thus perpendicular to the displacement directions 108 of the movable carriages 106 of the clamping devices 102.
  • the lateral surfaces 150 of the pairs of rollers 144 forming the compression elements 110 which roll in the application direction 114 on the outer lateral surfaces of the containers 22 and thereby compress the containers 22, can, according to Figures 14A to 14D, each sweep over a circular segment interrupted between the rollers 144 of slightly more than 90°, in particular of approximately 100°, relative to the corresponding transverse plane to the associated article longitudinal axis 94 (cf. Fig. 9C and Fig. 9D).
  • the circular segment normally does not describe an angle significantly larger than approximately 90° to 100°, since otherwise the end areas of the compression elements 110 formed by the rollers 144 arranged in pairs would compress the respective container 22 in the area of a circumference larger than 90°, which would not be necessary or useful for the application of the strapping 14, particularly in connection with the attachment of the respective strapping 14.
  • the angle of the circular segment over which the compression elements 110 extend should not be significantly smaller than the approximately 90° to 100° shown here, since otherwise the compression process to which the containers 22 are subjected would not be as complete and comprehensive as is reasonable for the trouble-free application of the strapping 14.
  • the rollers 144 can have a useful length along their axes of rotation 148 of approximately 35% to 70% of this diameter of the containers 22, in particular approximately 40% to 60%, whereby the effective length of the outer surfaces 150 of the rollers 144 that contact the container outer surfaces should normally be somewhat less than 50% of the container diameter.
  • the effective length of the outer surface 150 of a roller 144 that contact the container outer surfaces can be in the order of magnitude of approximately 30mm.
  • the rollers 144 can have a reasonable diameter in the constricted central region of the shell surface 150, which is shaped as a single-shell hyperboloid of revolution, of approximately 15% to 25% of this diameter of the container 22, in particular approximately 20%. Accordingly, the rollers 144 can each have a reasonable diameter of approximately 25% to 40%, in particular approximately 30% to 35% of the container diameter in the outer regions of their shell surface 150, near the frontal rounding radii 152.
  • the diameter of the shell surfaces 150 of the rollers 144 that contact the container shell surfaces can be in the order of approximately 15mm (in the middle) or slightly more than 20mm (outside).
  • rollers 144 For example, a non-compressible or only slightly elastic plastic can be selected as the material for the rollers 144. If the rollers 144 are too elastic, it would be difficult to precisely specify the compression of the containers 22 and would call into question the reproducibility of the compression processes, so that the rollers 144 should tend to have a rigid and almost unyielding roller surface.
  • the rollers 144 are basically freely rotatable about their respective axes of rotation 148 in order to be able to roll unhindered and with as little resistance as possible on the lateral surfaces of the contacted articles 16 or containers 22 when the application head 34 is lowered in the application direction 114 with the carriage 106 of the clamping devices 102 simultaneously fed and the compression elements 110 thus activated.
  • the rollers 144 can each be divided into two parts or into several parts, wherein the halves located on both sides of a cutting plane oriented transversely to the respective axes of rotation 148 can preferably rotate independently of one another.
  • each of the compression elements 110 acting as part of the clamping devices 102 is formed by a pair of rotatable rollers 144, the axes of rotation 148 of which are arranged in particular at an angle of approximately 90° to one another and in the same plane, which plane is perpendicular to the downward application direction 114 of the application head 34 moved over a group of articles 20 to be strapped, other configurations are also conceivable and practically applicable.
  • Such configurations may comprise, for example, several rotatable rollers or cylinders per compression element 110, the axes of rotation of which may be aligned at an angle to one another within a plane perpendicular to the application direction 114, so that essentially a comparable mode of operation results, as is illustrated in Figures 14A to 14D.
  • rollers 144 whose lateral surfaces 150 correspond to or resemble a single-shell, i.e. undivided, rotational hyperboloid, is by no means the only possible or even the only sensible shape.
  • the lateral surfaces 150 of the rotatable rollers 144 rolling on the container lateral surfaces can also be cylindrical or barrel-shaped, in particular if more than two rollers 144 are to be used per compression element 110.
  • the friction when compressing the containers 22 is significantly reduced.
  • the rolling elements formed by the rollers 144 or rolls have the advantage that they can roll on the container shell surfaces without any grinding or rubbing effects, whereby the risk of damage or optical impairment of the containers 22 in the form of annoying grinding marks or even label damage can be largely avoided.
  • the clamping jaws 116 arranged above the compression elements 110 and at a distance from them differ in their dimensions, Embodiments and their respective mode of operation do not differ from the clamping jaws 116 of the first embodiment variant of the clamping devices 102 shown in Figures 9A to 13B, so that a repeated description is omitted at this point and reference can be made to the above explanations.
  • the clamping devices 102 arranged in the application head 34 as corner segments 90 can take over a strapping ring 28 from the clamping frame 98 (see Fig. 8) if and as soon as its clamping jaws 100 release the strapping ring 28 and the four clamping devices 102 (see Fig. 14A and Fig. 14D) grasp and clamp the strapping ring 28 by means of their respective cooperating clamping jaws 116 and clamping brackets 118 (see Fig. 14D), so that the strapping ring 28 can be pulled from above in the application direction 114 over the waiting article grouping 20 with the additional use of the compression elements 110 formed by the rollers 144 arranged in pairs in each clamping device 102 and mounted so as to be rotatable.
  • this article grouping 20 only one container 22 is shown in Fig. 14D, while the five other containers 22 have been omitted from the drawing.
  • clamping devices 102 can be released again from the strapping ring 28, which is shown in Figures 13A and 13B using the first embodiment of the clamping devices 102 with the compression elements 110 guided along the container shell surfaces, before the application head 34 can be released from the completed strapping container 36 and can equip further article groups 20 with strapping 14 in the same way.
  • the second embodiment of the clamping devices 102 shown in Figures 14A to 14D with the rotating rollers 144 forming the compression elements 110, which can roll gently on the container shell surfaces during the lowering of the application head 34, does not differ in its function and mode of operation from the first embodiment described above, except for the different mode of operation of these compression elements 110, so that reference is made to the statements made above. This applies equally to the design and dimensioning of the strapping ring 28 to be used.
  • the locking functions are described using the first embodiment of the clamping device 102 ( Figures 9A to 13B), but are also present in the second embodiment ( Figures 14A to 14D) and in the same design and mode of operation.
  • the compression elements 110 differ in the two embodiments, but not the lateral locking mechanisms, in which the linear drive 124, the swivel drive 126, the rocker arm 128, and the L-shaped latch 130 engaging in the mechanical stop 132 work together.
  • FIG. 15A The schematic detailed view of Fig. 15A first shows the clamping device 102, which is ready to take over a strapping ring 28, which is positioned at the lower corner area of a strapping 14 to be gripped and contacts the strapping ring 28 in the area of its lower edge by the flat contact of the correspondingly concavely contoured clamping jaw 116. While the clamping jaw 116 approaches the outside of the strapping, which is done by advancing the movable carriage 106, the strapping 14 is still fixed in the clamping frame 98 between the clamping jaws 100 (see Fig. 8). Fig. 15A thus shows the situation already shown in Fig. 9A in overall view using the clamping device 102 highlighted in detail.
  • the described approach in the direction of displacement 108 is indicated by the two directional arrows pointing to the left in Fig. 15A, namely a directional arrow on the slide 106 and a parallel and aligned arrow on the clamping jaw 116.
  • the displacement of the slide 106 and the relative displacement of the clamping jaw 116 with respect to the slide 106 are carried out by corresponding activation of the linear drives 124.
  • the Displacement direction 108 is generally oriented perpendicular to the marked article longitudinal axis 94.
  • the clamping jaw 116 As soon as the clamping jaw 116 is in full contact with the strapping ring 28 and the clamping bracket 118, which is initially still open and pivoted downwards, is activated and pivoted upwards (cf. Fig. 15C), the clamping jaws 100 can be pulled against each other and inwards (cf. Fig. 8), whereby the strapping 14 can be removed from the clamping frame 98 and this can be separated from the strapping ring 28.
  • Figures 15A and 15B each show the clamping device 102, which is positioned at a corner region of the strapping ring 28 to be fixed in such a way that a lower edge of the clamping jaw 116 approximately ends with a lower edge of the strapping ring 28, so that both the clamping bracket 118 lowered downwards into the receiving recess 120 of the compression element 110 and the compression element 110 are below the level of the strapping ring 28 and thus below its lower edge.
  • the compression element 110 and the clamping jaw 116 are positioned. Furthermore, the swivel drive 126, which is fully extended, ensures that the clamping bracket 118 is in the lowered position shown, in which it partially dips into the receiving recess 120 on the top of the compression element 110.
  • FIG. 15A While in the illustration of Fig. 15A the swivel drive 126 is expanded and brought to its greatest length, whereby the clamping bracket 118, which can be swiveled together with the rocker arm 128 moved upwards by the swivel drive 126, is lowered in the direction of the receiving recess 120 on the upper side of the clamping jaw 116
  • Figures 15B and 15C each illustrate a compressed swivel drive 126, so that it is shown there how the swiveling clamping bracket 118 is lifted out of the receiving recess 120 on the upper side of the clamping jaw 116 in order to hold the strapping band 28 at its lower edge between clamping jaw 116 and clamping bracket 118 in order to be able to pull it over the article grouping 20.
  • Figures 15B and 15C show different sliding states of the compression element 110, which in the illustration of Figure 15B is moved against the container shell side located there with the linear drive 124 maximally expanded in order to compress the container 22 in question by the desired amount.
  • This compression process is required during the lowering movement of the application head 34 in the application direction 114 in order to be able to pull the strapping band 28 held between the clamping jaw 116 and the clamping bracket 118 along without any problem by means of the clamping device 102 and to be able to apply it to the article grouping 20.
  • the L-shaped latch 130 already described above which is mounted with its vertically extending leg twice on the slide 106 and on a suspension of the clamping jaw 116 that can be moved relative to the slide 106 and whose L-shaped angled horizontal leg can be moved against a mechanical stop 132, can, in cooperation with the stop 132, both define an end position for the compression element 110 that can be moved relative to the slide 106 and also bring about a certain locking function as soon as the compression element 110 has been retracted relative to the clamping jaw 116 against the direction of displacement 108 according to Fig. 15B in the opposite direction according to Fig. 15C.
  • the horizontal leg 156 of the L-shaped latch 130 has a rounded pin at its free end, which can engage in a locking recess 158 of the stop 132 as soon as the compression element 110 has been moved away from the container shell surface in the displacement direction 108 and retracted according to Fig. 15C.
  • a further return movement by further compression of the linear drive 124 is not possible due to the locking process visible in Fig. 15C between the pin located at the end of the horizontal leg 156 and the locking recess 158 that receives it flush, so that the relative end position between the clamping jaw 116 and the compression element 110 is defined.
  • the mechanical locking mechanism formed in this way formed by the pivotable latch 130 cooperating with the stop 132, thus ensures a defined end position of the compression element 110, which is particularly important in In conjunction with the typically used pneumatic actuators 124 and 126, it can relieve the load on them and ensure precise reproducibility of the actuating movements.

Landscapes

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Abstract

Es sind eine Applikationsvorrichtung (32) sowie ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten (12) offenbart. Die Verpackungseinheiten (12) sind oder werden jeweils durch mindestens zwei gruppierte und durch mindestens ein Umreifungsband (28) zusammengehaltene Artikel (16) gebildet. Der Applikationsvorrichtung (32) ist ein Applikationskopf (34) mit einem Rahmen mit variabler Öffnungsweite sowie einem Bereich zum Einlegen mindestens eines geschlossenen Umreifungsbandes (28) zugeordnet. Der Applikationskopf (34) mit seinem Rahmen mitsamt dem mindestens einen darin fixierten Umreifungsband (28) kann die gruppierten Artikel (16) mantelseitig umfangen. Hierbei kontaktiert der Rahmen des Applikationskopfes (34) die gruppierten Artikel (16) an ihren Mantelseiten und komprimiert die Artikel (16) zumindest geringfügig. Das Umreifungsband (26) kann vom Rahmen des Applikationskopfes (34) unter Aufrechterhaltung der Komprimierung der gruppierten Artikel (16) freigegeben werden. Der Rahmen (16) des Applikationskopfes (34) kann nach vorheriger Freigabe und Ablösen des mindestens einen Umreifungsbandes (28) von seiner fixierten Position innerhalb des Applikationskopfes (34) geöffnet werden.

Description

Applikationsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Applikationsvorrichtung zur Herstellung von Verpackungseinheiten sowie ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten.
Dem Anwender stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, einzelne Artikel zu größeren Gebinden zusammenzufassen. So werden bspw. Getränkebehälter oftmals mittels Schrumpffolien zu Gebinden von vier, sechs oder mehr Getränkebehältern zusammengefasst und verpackt. Die Herstellung von Gebinden ist in der Praxis meist unumgänglich, da derartige Gebinde die häufigste Variante von Verkaufseinheiten für Getränkebehälter (wie beispielsweise Flaschen aus PET- Kunststoff) darstellen. Die Gebinde werden für den Transport teilweise nochmals zusammengefasst und/oder in Lagen zusammengestellt und palettiert.
Die zur Herstellung von bekannten Gebinden verwendeten Schrumpffolien benötigen spezifische Fertigungsschritte, die insgesamt einen relativ hohen Energiebedarf haben. Zudem verursacht die verwendete Schrumpffolie 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 sind auch für die Bereitstellung des sog. Schrumpftunnels, bei dem die um die Gebinde geschlagene Schrumpffolie mittels Heißluftbeaufschlagung um die Flaschen geschrumpft wird, einen relativ hohen Kapitaleinsatz.
Als Alternative hierzu sind Umreifungsgebinde bekannt, bei welchen eine Mehrzahl von Artikeln mit einer horizontal um die Außenseiten der Artikel gespannten Umreifung zusammengehalten wird, welche Umreifung während eines ununterbrochenen Förderprozesses um die Artikel gelegt und anschließend fixiert wird. Dabei wird die Umreifung durch wenigstens ein um die Außenseiten der Artikel gespanntes und anschließend unter Vorspannung an seinen Enden verbundenes Band gebildet. Beispielsweise werden in kontinuierlich oder taktweise arbeitenden Umreifungsmaschinen 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. 1x2-Anordnungen (zwei Behälter in Reihe), 2x2-Anordnungen (vier Behälter im Quadrat oder in Rautenformation), 3x2-, 4x3- oder grundsätzlich auch variable nxm-Anordnungen sein.
Die Herstellung von Umreifungsgebinden wird beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 102009 040 700 A1 beschrieben.
Nachteilig bei den beschriebenen Umreifungsgebinden ist jedoch, dass die Verbindung der Umreifung zu einem geschlossenen Umreifungsring an den Artikeln erfolgt. Insbesondere ist zum Erzeugen einer stabilen Verbindung zusätzliche Prozesszeit notwendig, was insbesondere bei einer kontinuierlichen Verarbeitung einen bedeutenden Nachteil hinsichtlich der notwendigen Produktionszeit und der erzielbaren Maschinenleistung darstellt. Zudem bedingt jede notwendige Funktion am Verschließerwerkzeug zum Herstellen der geschlossenen Umreifung eine Steigerung der Komplexität des Verpackungsprozesses und der ausführenden Umreifungs- und Verschließerwerkzeuge.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, einen Verpackungsprozess zur Herstellung von Verpackungseinheiten wie insbesondere von Umreifungsgebinden zu optimieren, insbesondere kosteneffizient, sicher und schnell zu gestalten, und dies auch dann, wenn als Umreifungsbandmaterial relativ schwer zu verarbeitendes Flachmaterial verwendet wird, etwa Papier oder dünner Karton.
Das Ziel wird durch ein Verfahren sowie durch eine Applikationsvorrichtung zur Herstellung von Verpackungseinheiten erreicht, welche die Merkmale der jeweiligen unabhängigen Ansprüche umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die jeweiligen abhängigen Ansprüche beschrieben.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die Erfindung eine Applikationsvorrichtung zur Herstellung von Verpackungseinheiten vor, welche Applikationsvorrichtung insbesondere Teil einer Verpackungsmaschine sein kann. Die mittels der Applikationsvorrichtung hergestellten Verpackungseinheiten werden jeweils durch mindestens zwei gruppierte und durch mindestens ein Umreifungsband zusammengehaltene Artikel gebildet, wobei normalerweise mehr als zwei Artikel durch ein Umreifungsband zusammengehalten werden, bspw. vier oder sechs gruppierte Artikel.
Der Applikationsvorrichtung ist mindestens ein Applikationskopf mit einem Rahmen mit variabler Öffnungsweite sowie einem Bereich zum Einlegen mindestens eines geschlossenen Umreifungsbandes zugeordnet, wobei der Applikationskopf mit seinem Rahmen mitsamt dem mindestens einen darin fixierten Umreifungsband die gruppierten Artikel mantelseitig umfangen kann, und wobei der Rahmen des Applikationskopfes die gruppierten Artikel an ihren Mantelseiten kontaktiert und zumindest geringfügig komprimiert. Das Umreifungsband kann vom Rahmen des Applikationskopfes unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Komprimierung der gruppierten Artikel freigegeben werden. Nachdem das mindestens eine Umreifungsband von seiner fixierten Position innerhalb des Applikationskopfes freigegeben und abgelöst wurde, kann der Rahmen des Applikationskopfes geöffnet und der Applikationskopf von der umreiften Artikelgruppierung abgenommen werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung ein Bewegungs- und/oder Handhabungsraum für mindestens einen Applikationskopf zur Zusammenwirkung mit mindestens zwei innerhalb des Bewegungs- und/oder Handhabungsraumes gruppierten Artikeln zugeordnet ist. Zudem kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Rahmen des mindestens einen Applikationskopfes eine Variante Öffnungsweise sowie einen Bereich zum Einlegen mindestens eines geschlossenen Umreifungsbandes umfasst, wobei der Rahmen die gruppierten Artikel mantelseitig umfangen kann.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Applikationskopf mitsamt dem mindestens einen darin fixierten Umreifungsband zu den im Bewegungsraum befindlichen Artikeln mittels einer Zustellbewegung zustellbar ist, die in etwa parallel zu Längsmittelachsen der Artikel verläuft, wobei der Rahmen des Applikationskopfes die gruppierten Artikel an ihren Mantelseiten kontaktiert und zumindest geringfügig komprimiert, wobei das Umreifungsband vom Käfig Unter gleichzeitiger weiterer Komprimierung der gruppierten Artikel freigebbar ist. Abschließend kann der Rahmen des Applikationskopfes nach vorheriger Freigabe und Ablösen des mindestens einen Umreifungsbandes von seiner fixierten Position innerhalb des Applikationskopfes geöffnet und von der umreiften Artikelgruppierung entfernt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann der Rahmen der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung mit Fixierungseinrichtungen für das Umreifungsband ausgestattet, die das Umreifungsband im Applikationskopf halten, während es über die komprimierten Artikel gezogen oder diesen übergestreift wird. Diese Fixierungseinrichtungen können bspw. durch Klemmeinrichtungen gebildet sein, die mittels geeigneter Steuereinrichtungen und/oder Aktoren aktiviert und deaktiviert werden können, um solchermaßen das Umreifungsband während seines Applizierens zuverlässig zu halten, um es andererseits nach seiner Positionierung auf einer Artikelgruppierung freigeben und vom Applikationskopf ablösen zu können.
Außerdem kann der Rahmen der Applikationsvorrichtung an seinem inneren Umfang eine konturierte Führung aufweisen, die an Ecksegmenten so ausgeformt ist, dass der Rahmen leichter über die Artikelgruppierung gestreift werden kann und die Artikel dabei zumindest um einen geringen Betrag komprimiert werden können. Wahlweise kann die Innenkontur des Rahmens in Absenkrichtung auf die Artikelgruppierung oder in Applikationsrichtung des Applikationskopfes abgeschrägt sein.
Da es sich bei den zusammenzufassenden Artikeln vorzugsweise um mit einem fluiden Inhalt befüllte Kunststoffbehälter handelt, deren Wandungen verformbar sind, sind diese Artikel oder Behälter in gewissem Umfang komprimierbar, wenn äußere Kräfte auf die Mantelseiten der Artikel oder Behälter einwirken. Aus elastisch verformbarem Kunststoffmaterial gefertigte Behälter oder Getränkebehälter weisen eine solche Verformbarkeit oder Komprimierbarkeit auf, wie sie hier zur Ausbildung der Verpackungseinheiten erforderlich ist. Die Behälter können bspw. aus dünnwandigem PET- Kunststoff gefertigt sein, bei dem die Behälter insbesondere durch ein Blasformverfahren in die gewünschte Form gebracht werden und anschließend mit einem Getränk befüllt werden können.
Bei der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung können die Rahmenteile des Applikationskopfes wahlweise auch mehrere zusammenwirkende Klemmeinrichtungen umfassen, die gemeinsam zur Kompression von mehreren Artikeln der Artikelgruppierung ansteuerbar sind, insbesondere durch eine steuerbare Beweglichkeit und Zustellbarkeit senkrecht zu den Artikel- oder Behältermantelseiten.
Die Klemmeinrichtungen des Applikationskopfes sind so auszugestalten, dass sie das Umreifungsband zumindest während seiner Applikation auf der Artikelgruppierung klemmend halten können, wobei sie das Umreifungsband nach erfolgter Applizierung an der Artikelgruppierung vorzugsweise wieder freigeben können.
Insbesondere können die Klemmeinrichtungen des Applikationskopfes jeweils Ecksegmenten zugeordnet sein, welche an gegenüberliegenden Ecken der Artikelgruppierung zumindest bei oder während der Applikation des Umreifungsbandes auf die Artikelgruppierung komprimierend einwirken können. Außerdem kann jede der Klemmeinrichtung mit einem verstellbaren Komprimierungselement ausgestattet sein, das zumindest während oder bei der Applikation des Umreifungsbandes mantelseitig auf den jeweils ihm zugeordneten Artikel der Artikelgruppierung einwirkt und diesen komprimiert, so dass durch die abgestimmte Wirkungsweise mehrerer dieser verstellbaren Komprimierungselemente die gesamte Artikelgruppierung in der gewünschten Weise komprimiert werden kann.
Die Komprimierungselemente können auf unterschiedliche Weise ausgestaltet sein. So eignen sich bspw. Klemmbacken mit konkaver bzw. gerundeter Außenkontur, die entlang der Artikel- oder Behältermantelflächen gezogen werden und diese dabei komprimieren können, während die Umreifung aufgebracht wird. Allerdings können solche Komprimierungsvorgänge mit schleifender Kontaktierung unter Umständen zu Beeinträchtigungen der Behälteroberflächen oder auch zu Beschädigungen von Etiketten führen, weshalb ein schonenderer Komprimierungsvorgang sinnvoll sein kann.
Um dies zu erreichen, kann bspw. vorgesehen sein, am Komprimierungselement drehbare Walzen vorzusehen, die beim Komprimieren der Behälter während der Bewegung des Applikationskopfes parallel zu den Artikel- oder Behälterlängsachsen an den Artikel- oder Behältermantelflächen abwälzen, ohne das schleifende Bewegungen notwendig sind. Wahlweise kann vorgesehen sein, dass die drehbaren Walzen jeder Klemmeinrichtung jeweils äußere Mantelflächen mit Konturen aufweisen, die einem einschaligen Rotationshyperboloid entsprechen, wobei die Einschnürungen im mittleren Bereich mit ihrem kleineren Durchmesser sowie die sich in Richtung der Drehachse beidseitig daran anschließenden äußeren Bereiche größeren Durchmessers insgesamt so konturiert sind, dass die Mantelflächen annähernd bündig an der zylindrischen Außenmantelfläche des zugeordneten Artikels oder Behälters anliegen und dort unter definierter Zustellung rotierend abwälzen können, wenn der Applikationskopf mit dem in mehreren Klemmeinrichtungen gehaltenen Umreifungsband in Applikationsrichtung über die mittels der Walzen leicht komprimierten Artikel oder Behälter der Gruppierung gezogen wird.
Durch eine solche Formgebung der Mantelflächen der insgesamt mindestens acht drehbaren Walzen von insgesamt mindestens vier Komprimierungselementen sowie durch deren freie Drehbarkeit um ihre jeweiligen - senkrecht zu den Artikellängsachsen und senkrecht zur Applikationsrichtung stehenden - Drehachsen lassen sich die Komprimierungsvorgänge beim Absenken des mit der Umreifung ausgestatteten Applikationskopfes über die jeweilige Artikelgruppierung sanft und materialschonend ausgestalten. Die Walzen sind grundsätzlich um ihre jeweiligen Drehachsen frei drehbar, um beim Absenken des Applikationskopfes in Applikationsrichtung bei gleichzeitig zugestellten Klemmeinrichtungen und damit aktivierten Komprimierungselementen ungehindert und möglichst widerstandsarm auf den Mantelflächen der kontaktierten Artikel oder Behälter abwälzen zu können.
Wahlweise können die Walzen jeweils zweigeteilt oder auch mehrteilig ausgebildet sein, wobei sich die beidseitig zu einer quer zu den jeweiligen Drehachsen orientierten Schnittebene befindlichen Hälften vorzugsweise unabhängig voneinander drehen können.
Daneben sind jedoch auch andere Konfigurationen denkbar und praktisch anwendbar. Solche Konfigurationen können etwa mehrere drehbare Rollen oder Walzen je Komprimierungselement umfassen, deren innerhalb einer zur Applikationsrichtung senkrechten Ebene liegende Drehachsen winkelig zueinander ausgerichtet sein können, woraus eine im Wesentlichen gleiche Wirkungsweise resultiert, wie oben erläutert.
Es soll zudem nicht unerwähnt bleiben, dass die genannte Formgebung der Walzen, deren Mantelflächen jeweils einem einschaligen, d.h. ungeteilten Rotationshyperboloid entsprechen bzw. ähneln kann, keineswegs die einzig mögliche oder auch einzig sinnvolle Formgebung ist. Die auf den Behältermantelflächen abwälzenden Mantelflächen der drehbaren Walzen können auch zylindrisch oder tonnenförmig sein, insbesondere wenn mehr als zwei Walzen je Komprimierungselement zum Einsatz kommen sollen.
Im Wesentlichen wird mit jeglicher solcher oder vergleichbarer Anordnung die Reibung beim Komprimieren der Behälter oder Artikel deutlich reduziert. Zudem haben die durch die Walzen oder Rollen gebildeten Wälzkörper den Vorteil, dass sie ohne schleifende oder reibende Effekte auf den Behältermantelflächen abwälzen können, wodurch sich die Gefahr von Beschädigungen oder optischen Beeinträchtigungen der Behälter in Form von störenden Schleifspuren oder gar von Etikettenbeschädigungen weitgehend vermeiden lassen.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass die initiale Herstellung und Anbringung geschlossener und mit ausreichender Vorspannung ausgestatteter Umreifungsbänder an bereitstehende Artikelgruppierungen mit einigen Unsicherheiten behaftet ist, da bei den bisher verwendeten Umreifungsköpfen sowohl eine präzise gesteuerte Zuführung des für die Umreifung verwendeten Umreifungsbandes von einem Vorrat als auch eine sensible Handhabung und Lenkung des Bandmaterials innerhalb der Umreifungsköpfe erforderlich ist, um die gewünschten Ergebnisse bei der Herstellung von Verpackungseinheiten oder Umreifungsgebinden zu erhalten. Hinzu kommen die üblichen hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten innerhalb der Umreifungsbereiche von Verpackungsmaschinen, was eine präzise Bandführung und insgesamt die Handhabung der innerhalb der Umreifungsköpfe zu führenden Bandabschnitte zusätzlich erschwert.
Während die bestehenden Erfordernisse bei der Verwendung relativ steifen Kunststoffmaterials als Umreifungsband noch gut zu erfüllen sind, so dass erprobte Techniklösungen für die Handhabung und Verarbeitung von Umreifungsbandmaterial aus Kunststoff zur Verfügung stehen, verursachen dünnere und weniger biegesteife Materialien zunehmende Probleme, wodurch sich unter ungünstigen Umständen Störungen im Produktionsablauf häufen können. Insbesondere bei der Verwendung von zellulosebasiertem Umreifungsbandmaterial, etwa bei dünnerem Karton- oder Papiermaterial kommen Unwägbarkeiten im Produktionsablauf hinzu, wie sie etwa durch variable Umgebungstemperaturen sowie insbesondere auch durch schwer kalkulierbare oder stark schwankende Luftfeuchtigkeitswerte am Produktionsstandort gegeben sein können.
Aus den genannten Gründen wird mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, zur Herstellung von Umreifungsgebinden die hierfür verwendeten Umreifungen nicht mehr unmittelbar in den sich um die bereitgestellten Artikelgruppierungen legenden oder von oben über diese Artikelgruppierungen gestülpten Umreifungsköpfen herzustellen und dort den Umreifungen auch die für den stabilen Zusammenhalt der Artikel im Gebindeverbund erforderliche Bandspannung aufzuprägen, sondern diese Prozesse sowohl in räumlicher als auch in zeitlicher Hinsicht voneinander zu trennen.
Damit soll ausgesagt werden, dass die Umreifungen zwar wahlweise unmittelbar vor ihrem Applizieren an oder auf die jeweils zu umreifenden Artikelgruppierungen als geschlossene Umreifungsbänder oder Umreifungsringe mit passender Schlaufenlänge hergestellt und vorbereitet werden, dass aber dieser Herstellungs- und/oder Vorbereitungsprozess nicht mehr unmittelbar an der Artikelgruppierung erfolgt, sondern in räumlicher Hinsicht vom Ort der Bereitstellung der Artikelgruppierungen separiert ist.
Zudem findet der Herstellungs- und/oder Vorbereitungsprozess für die geschlossenen Umreifungsbänder auch nicht während des Applizierens statt und damit unmittelbar an der Artikelgruppierung, sondern ist in zeitlicher Hinsicht vorgelagert und findet somit separiert vom Zeitpunkt der Zusammenführung von Artikelgruppierung und Umreifung statt.
Somit schlägt die Erfindung vor, mittels entsprechend konfigurierter Funktionsmodule in einer entsprechend ausgestatteten Verpackungsmaschine sowie mittels entsprechend ausgestalteter bzw. modifizierter Verfahrensschritte geschlossene Umreifungsringe aus Papier, aus Karton und/oder aus zellulosehaltigem oder auch aus anderem geeignetem Umreifungsbandmaterial in jeweils benötigter Umfangslänge herzustellen, um diese anschließend an Artikelgruppierungen zu applizieren, die hierbei in geeigneter Weise komprimiert werden, um dem Umreifungsband die gewünschte Bandspannung für einen sicheren Zusammenhalt der Artikel im Umreifungsgebinde aufzuprägen.
Das für die Umreifungsringe verwendete Umreifungsbandmaterial kann vorzugsweise von endlos auf Rollen aufgewickelten Vorratseinheiten abgezogen und verarbeitet werden.
Die mittels der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung und mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Verpackungseinheiten werden jeweils durch mindestens zwei gruppierte und durch mindestens einen Umreifungsring zusammengefasste und mechanisch zusammengehaltene Artikel gebildet.
Grundsätzlich kann der Umreifungsring, wie er in der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine und beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, aus jeglichem Papier- oder Kartonmaterial, wahlweise aus einem papierähnlichen Material, einem Kunststoffmaterial, einem Verbundmaterial o.ä. gebildet sein. Der Umreifungsring umspannt die Artikelgruppe, wobei der Umreifungsring um hierfür geeignete Bereiche der Außenmantelflächen der Artikel gespannt angeordnet ist.
Der Umfang der Umreifungsringe kann sinnvollerweise jeweils so gewählt werden, dass ein einzelner Papier- oder Kartonring über eine bestimmte Anzahl an bereitgestellten Artikeln gezogen werden kann, wodurch diese derart aneinandergedrückt werden, dass ein kompaktes Gebinde oder Umreifungsgebinde entsteht. Wenn hier von einzelnen Umreifungsringen gesprochen wird, so können dies auch jeweils mehrere Umreifungsringe sein, die in sinnvollen Abständen über einzelne Artikelgruppierungen gezogen und gespannt werden. Um den Umreifungsring überhaupt an die Artikelgruppierung applizieren zu können, wird diese in der oben beschriebenen Weise komprimiert und leicht zusammengedrückt, was bei flexibel verformbaren Kunststoffbehältern grundsätzlich technisch möglich ist.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass sich die vorliegende Erfindung auch auf eine Verpackungsmaschine bezieht, die mindestens eine Applikationsvorrichtung gemäß einer der oben genannten Ausführungsvarianten umfasst. Diese Verpackungsmaschine dient der Ausbildung und Herstellung von Umreifungsgebinden unter Einsatz mindestens einer Applikationsvorrichtung.
Die Kompressionsmittel können insbesondere Teil der konturierten Führung sein.
Auch die Fixier- bzw. Klemmeinrichtungen können wahlweise Teil der konturierten Führung sein.
Die Kompressionsmittel und/oder die Fixier- bzw. Klemmeinrichtungen können - in einer horizontalen Schnittebene durch die Berührungspunkte zu den Artikeln gesehen - an einen Außendurchmesser der Artikelzusammenstellung oder an einen Außendurchmesser einzelner Artikel angepasst sein.
Im Fall einer Anpassung an den Außendurchmesser der Artikelzusammenstellung können die Kompressionsmittel und/oder die Fixier- bzw. Klemmeinrichtungen nach innen einen Radius aufweisen, dessen Mittelpunkt innerhalb (innerhalb des späteren Umreifungsbandes - projiziert auf die o.g. horizontale Schnittebene) der Artikelzusammenstellung liegt, vorzugsweise im Mittelpunkt (Flächenschwerpunkt in der o.g. horizontalen Schnittebene) der Artikelzusammenstellung.
Im Fall einer Anpassung an den Außendurchmesser von Artikeln können die Radien der Innenkonturen der Kompressionsmittel und/oder die Fixier- bzw. Klemmeinrichtungen innerhalb derjenigen Artikel angeordnet sein, welche durch das jeweilige Kompressionsmittel und/oder die jeweilige Fixier- bzw. Klemmeinrichtung berührt werden, vorzugsweise im Mittelpunkt des jeweiligen Artikels (Flächenschwerpunkt des Artikels in der o.g. horizontalen Schnittebene).
Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten vor, die jeweils durch mindestens zwei gruppierte und durch mindestens ein Umreifungsband zusammengehaltene Artikel gebildet werden. Dieses erfindungsgemäße Verfahren umfasst zumindest die nachfolgenden Verfahrensschritte. Zunächst wird bei dem Verfahren ein vorkonfektioniertes Umreifungsband bereitgestellt. Dieses vorkonfektionierte Umreifungsband wird durch einen Applikationskopf aufgenommen oder dort eingelegt und im Applikationskopf geklemmt bzw. klemmend gehalten.
Anschließend wird der Applikationskopf mitsamt dem darin geklemmten Umreifungsband über der Artikelgruppierung positioniert, um das Umreifungsband an die Artikelgruppierung applizieren zu können. Die Artikelgruppierung kann hierbei auf einem Bereitstellungsplatz stehen oder wahlweise kontinuierlich bewegt werden, bspw. auf einer horizontalen Förderebene, einem Transportband o. dgl. D.h., die Applikation des Umreifungsbandes kann wahlweise bei stationär stehender Artikelgruppierung oder bei sich kontinuierlich bewegenden Artikelgruppierungen erfolgen.
Die Applikation des Umreifungsbandes auf die Artikelgruppierung erfolgt bei gleichzeitiger Kompression der Artikelgruppierung durch die Artikelgruppierung insbesondere mantelseitig umfangende Rahmenteile des Applikationskopfes, wobei die Kompression bspw. über geeignete Kompressionsmittel erfolgen kann.
Anschließend kann die Klemmung des Umreifungsbandes gelöst und die Kompression der Artikelgruppierung durch die Kompressionsmittel aufgehoben werden.
Eine Kompression der Artikelgruppe kann nun durch das Umreifungsband übernommen werden.
Es lässt sich am Ende von einer Restkompression sprechen, welche nach dem Prozess bestehen bleibt und von der Umreifung aufrechterhalten wird. Die Restkompression kann druckmäßig kleiner bzw. hinsichtlich des Gebindeumfangs auch größer sein.
Abschließend kann der Applikationskopf von der eine fertiggestellte Verpackungseinheit bildenden umreiften Artikelgruppierung abgehoben oder abgenommen werden.
Die Rahmenteile des Applikationskopfes können insbesondere mehrere zusammenwirkende Klemmeinrichtungen umfassen, die gemeinsam zur Kompression von mehreren Artikeln der Artikelgruppierung angesteuert werden. Außerdem ist vorzugsweise vorgesehen, dass diese Klemmeinrichtungen des Applikationskopfes das Umreifungsband zumindest während seiner Applikation auf der Artikelgruppierung klemmend halten. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann zudem vorgesehen sein, dass die Klemmeinrichtungen jeweils Ecksegmenten zugeordnet sind, welche an gegenüberliegenden Ecken der Artikelgruppierung zumindest bei oder während der Applikation des Umreifungsbandes auf die Artikelgruppierung komprimierend einwirken.
Zudem kann das Verfahren wahlweise vorsehen, dass jede der Klemmeinrichtungen mit einem verstellbaren Komprimierungselement ausgestattet ist, das zumindest während oder bei der Applikation mantelseitig auf den ihm zugeordneten Artikel der Artikelgruppierung einwirkt und diesen komprimiert.
Die genannten Fixier- bzw. Klemmeinrichtungen und Kompressionsmittel können jeweils paarweise (z.B. pro Schlitten jeweils ein Fixier- bzw. Klemmeinrichtung und ein Kompressionsmittel) auf einem gemeinsamen Schlitten angeordnet sein, welcher in einer Richtung weg vom Gebinde bewegbar angeordnet ist. Die Bewegung kann beispielsweise über einen Antrieb, z.B. über einen schaltbaren Pneumatikzylinder, erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, die Fixier- bzw. Klemmeinrichtungen und Kompressionsmittel auf separat bewegbaren (z.B. durch einen weiteren Antrieb, z.B. einen weiteren schaltbaren Pneumatikzylinder) Schlitten zu lagern.
Im Fall von separat bewegbaren Schlitten kann ein Schlitten auf bzw. an dem anderen Schlitten angeordnet sein.
Der oder die Schlitten kann (können) zumindest während der Kompression durch mechanische Mittel in einer Kompressionsposition verrastet werden. Somit ist eine Kraftaufnahme durch den oder die Antrieb(e) nicht nötig. Die Verrastung(en) kann (können) beispielsweise durch Hebel mit Sperrklinke erfolgen, alternativ z.B. durch ein Schneckengetriebe mit Selbsthemmung o. dgl.
Nach dem Öffnen der Umreifungs-Fixier- bzw. Klemmeinrichtungen kann der Schlitten bzw. können die Schlitten aus der eingerasteten Kompressionsstellung in eine Entlastungsstellung zurückgefahren werden.
Die Fixiereinrichtungen können auch Fixierungsmitteln und Fixierelemente genannt werden.
Die Höhe der Umreifung kann insbesondere zwischen 1/10 und 10/10 der Höhe der Artikelzusammenstellung betragen (also entlang einer Längsachse von stehenden Artikeln gemessen), bei Flaschen vorzugsweise zwischen 2/10 und 8/10. Beispielsweise kann die Umreifung eine Höhe zwischen 3 cm und 30 cm, vorzugsweise zwischen 5 cm und 20 cm betragen. Anstatt des hier verwendeten Begriffes der Umreifung könnte man das Band auch Banderole nennen.
Zusammengefasst könnte das Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten, die jeweils durch mindestens zwei gruppierte und durch mindestens ein Umreifungsband zusammengehaltene Artikel gebildet werden, also folgende Schritte vorsehen: a) Bereitstellen eines vorkonfektionierten Umreifungsbandes, b) Aufnahme des Umreifungsbandes durch einen Applikationskopf, c) Klemmen des Umreifungsbandes im Applikationskopf, d) Positionieren des Applikationskopfes mit dem Umreifungsband über der Artikelgruppierung, e) Applikation des Umreifungsbandes auf die Artikelgruppierung bei gleichzeitiger Kompression der Artikelgruppierung durch Rahmenteile des Applikationskopfes, f) Lösen der Klemmung des Umreifungsbandes, g) Aufheben der Kompression der Artikelgruppierung und h) Abheben des Applikationskopfes von der eine fertiggestellte Verpackungseinheit bildenden umreiften Artikelgruppierung.
Bevorzugt werden die Schritte in der angegebenen Reihenfolge nacheinander durchgeführt, wobei zeitweise Überschneidungen nicht ausgeschlossen sind. Der zweite Schritt (b) und der dritte Schritt (c) können im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen.
Zwischen dem vierten Schritt (d) und dem fünften Schritt (e) kann wahlweise ein weiterer Schritt eines Absenkens des Applikationskopfes vorgesehen sein. Alternativ hierzu könnte das Anheben der Artikelzusammenstellung erfolgen.
Der siebte Schritt (g) ist lediglich auf die Komprimierung durch den Applikationskopf bzw. durch seinen Rahmen bzw. durch die Kompressionsmittel bezogen, nicht auf die Kompression durch die Umreifung. Man könnte den sechsten Schritt (f) also auch als „Beendigung des Kontakts zwischen Kompressionsmittel bzw. Rahmen und Artikelzusammenstellung“ bezeichnen.
Neben dem Bereitstellen des Umreifungsbandes erfolgt natürlich auch ein Bereitstellen einer Artikelzusammenstellung.
Vor dem Bereitstellen des Umreifungsbandes kann noch ein Herstellen eines Umreifungsbandes erfolgen, was ein Abschneiden eines Teils eines Bandes von einer Vorratsrolle und ein Verbinden zweier Enden des abgeschnittenen Bandes miteinander umfassen kann.
Ebenfalls kann eine Drehung des Umreifungsbandes in die Bereitstellungsposition durchgeführt werden.
Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Verpackungseinheiten betreffen oder bilden können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zur erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung 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 Applikationsvorrichtung 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 Applikationsvorrichtung.
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.
Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Ansicht einige Komponenten einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine. Fig. 2A zeigt eine konkreter gestaltete Ausführungsform einer Verpackungsmaschine in einer schematischen Draufsicht von oben.
Fig. 2B zeigt die Ausführungsform der Verpackungsmaschine gemäß Fig. 2A in perspektivischer Darstellung.
Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines kombinierten Moduls zur Vorkonfektionierung von Umreifungen und zu deren Applikation an Artikelgruppierungen, wobei das Modul Teil einer Verpackungsmaschine gemäß Fig. 2A oder Fig. 2B sein kann.
Figuren 4A und 4B zeigen eine Konfektionierungseinheit zur Ausbildung von Umreifungsringen in schematischen und perspektivischen Ansichten.
Figuren 5A und 5B zeigen eine Wickel- und Abschiebeeinheit in schematischen und perspektivischen Ansichten, wobei die Wickel- und Abschiebeeinheit Bestandteil einer Konfektionierungseinheit zur Ausbildung von Umreifungsringen gemäß Figuren 4A und 4B sein kann.
Figuren 6A und 6B zeigen eine Aufspann- und Bereitstelleinrichtung für Umreifungsringe in schematischen und perspektivischen Ansichten, wobei die Aufspann- und Bereitstelleinrichtung Bestandteil einer Konfektionierungseinheit zur Ausbildung von Umreifungsringen gemäß Figuren 4A und 4B sein kann.
Figuren 7A und 7B zeigen eine Ausführungsvariante einer Umreifungseinheit, die insbesondere Teil einer Applikationsvorrichtung bzw. eines Applikationskopfes gemäß Figuren 1 bis 3 sein kann.
Figur 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Spannrahmens zur Bereitstellung vorkonfektionierter geschlossener Umreifungsringe.
Figuren 9A bis 9D zeigen verschiedene Komponenten zur klemmenden Handhabung der bereitgestellten Umreifungsringe in einer Applikationsvorrichtung oder einem Applikationskopf.
Figuren 10A bis 10C zeigen die für die Handhabung der Umreifungsringe beispielhaft einsetzbaren Klemmeinrichtungen in verschiedenen schematischen Detailansichten.
Figuren 11A und 11 B zeigen weitere Detailansichten der Klemmeinrichtungen gemäß Figuren 9A bis 10C. Figuren 12A bis 12C zeigen aufeinanderfolgende Prozessphasen der Umreifung von Artikelgruppierungen unter Einsatz von mehreren Klemmeinrichtungen, die Teil einer Applikationsvorrichtung sind.
Fig. 13A zeigt in einer perspektivischen Detailansicht die Phase der Freigabe eines an einer Artikelgruppierung applizierten Umreifungsringes von einer der Klemmeinrichtungen.
Fig. 13B zeigt eine schematische Draufsicht von oben auf ein Umreifungsgebinde und vier eckseitig daran angeordneter Klemmeinrichtungen, die vom Umreifungsgebinde getrennt sind.
Fig. 14A zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht von Teilen einer weiteren Ausführungsvariante eines Applikationskopfes zur Ausstattung von Artikelgruppierungen mit einem Umreifungsband.
Fig. 14B zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht einer Ausführungsvariante einer der im Applikationskopf gemäß Fig. 14A einsetzbaren Klemmeinrichtung.
Fig. 14C zeigt die Klemmeinrichtung gemäß Fig. 14B in einer schematischen Draufsicht von oben.
Fig. 14D zeigt in einer schematischen Perspektivansicht Teile des Applikationskopfes gemäß Fig. 14A, der ein Umreifungsband über mehrere Artikel einer Artikelgruppierung aufgebracht hat.
Figuren 15A bis 15C zeigen anhand verschiedener Ansichten eine Klemmeinrichtung und die Wirkungsweise eines mechanischen Anschlags, der bei Relativbewegungen verschiedener gegeneinander beweglicher Teile der Klemmeinrichtung wirksam werden kann.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren 1 bis 15C normalerweise gleiche Bezugsziffern verwendet. Ferner werden der Übersicht halber an mancher Stelle nur solche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die Erfindung, d.h. insbesondere die erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
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.
Die Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Ansicht den grundsätzlichen Ablauf einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Verpackungseinheiten 12 sowie den Aufbau einer Verpackungsmaschine 10, in der eine Applikationsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung zum Einsatz kommen kann. Gezeigt sind in schematischer Weise zumindest einige der im Verfahren sowie in der Verpackungsmaschine 10 zusammenwirkenden Komponenten oder Unterbaugruppen.
Die Verpackungsmaschine 10 soll der Herstellung von Verpackungseinheiten 12 (hier nur angedeutet) oder Gebinde dienen, wobei diese Verpackungseinheiten 12 oder Gebinde jeweils durch mindestens zwei mittels einer Umreifung 14 zusammengefasste Artikel 16 gebildet sind. Normalerweise umfasst eine solche Verpackungsmaschine 10, wie hier schematisch angedeutet, ein Einteil- und/oder Gruppiermodul 18, in welchem mindestens zwei einzelne Artikel 16 als Artikelgruppierung 20 zusammengestellt werden.
Wie es die Fig. 1 in schematischer Weise andeutet, können die einzelnen Artikel 16 von außen zugeführt werden, um bspw. mittels geeigneter Fördereinrichtungen (hier nicht dargestellt) in den Manipulationsbereich des Einteil- und/oder Gruppiermoduls 18 zu gelangen, das ein Bestandteil der Verpackungsmaschine 10 ist. Wenn hier von einer Zuführung der Artikel 16 von außen die Rede ist, so kann damit bspw. eine der Verpackungsmaschine 10 fördertechnisch vorgeordnete Abfüllanlage o. dgl. gemeint sein, die der Befüllung einer Vielzahl von Artikeln 16 mit Flüssigkeit, insbesondere mit einem flüssigen Getränk dienen kann.
Bei den zusammenzufassenden und im Bereich des Einteil- und/oder Gruppiermoduls 18 zu gruppierenden Artikeln 16 kann es sich somit vorzugsweise um mit einem fluiden Inhalt befüllte Behälter 22, beispielsweise um Flaschen oder Dosen, insbesondere um Getränkebehälter 22 handeln, und zwar um solche Behälter oder Getränkebehälter 22, deren Wandungen unter äußerer Einwirkung verformbar sind, so dass sie in gewissem Umfang komprimierbar sind, wenn äußere Stell- oder Druckkräfte auf die Mantelseiten der Artikel 16 oder Behälter 22 einwirken.
Wie es die Richtungspfeile in der Fig. 1 erkennen lassen, soll eine Förder- oder Transportrichtung TR der Artikel 16 oder Getränkebehälter 22, der mittels des Einteil- und/oder Gruppiermoduls 18 gebildeten Artikelgruppierungen 20 sowie der umreiften Verpackungseinheiten 12 oder Gebinde innerhalb der Verpackungsmaschine 10 von links nach rechts verlaufen.
Aus elastisch verformbarem Kunststoffmaterial gefertigte Behälter 22 oder Getränkebehälter 22 weisen eine solche Verformbarkeit oder Komprimierbarkeit auf, wie sie hier zur Ausbildung der Verpackungseinheiten 12 erforderlich ist. Die Behälter 22 können bspw. aus dünnwandigem PET-Kunststoff gefertigt sein, bei dem die Behälter 22 insbesondere durch ein Blasformverfahren in die gewünschte Form gebracht werden und anschließend mit einem flüssigen Getränk befüllt werden können.
Die verformbaren Flaschen, Getränkebehälter 22, Dosen oder ähnlichen Behälter 22 können aber auch bspw. mit fluiden Kosmetika wie Shampoo o.ä. befüllt sein. Wahlweise können die Flaschen, Getränkebehälter 22, Dosen oder ähnlichen Behälter 22 auch granulatartiges Füllgut enthalten. Der Verweis auf eine flüssige Befüllung der Behälter 22 oder Artikel 16 soll damit keineswegs einschränkend verstanden werden.
Weiterhin umfasst die Verpackungsmaschine 10 einen Zuführbereich 24 zur Bereitstellung von Umreifungsbandmaterial von einem Vorrat (hier nicht gezeigt). Bei einem solchen Vorrat für Umreifungsbandmaterial kann es sich praktischerweise insbesondere um einen Endlos-Vorrat handeln, der das Umreifungsbandmaterial in einem Umfang enthält und bereitstellt, welcher einer Vielzahl an daraus zu fertigenden einzelnen Umreifungen 14 entspricht. Der Zuführbereich 24 kann beispielsweise durch ein Magazin o.ä. gebildet werden oder ein solches umfassen, in welchem Magazin Verpackungsmaterial bereitgestellt wird, insbesondere als Bandmaterial.
Auch dieser Hinweis auf einen Endlos-Vorrat im Zuführbereich 24 ist jedoch wiederum nicht einschränkend gemeint, da die Umreifungen 14 ebenso in vorkonfektionierter und passend abgelängter Form zur Verfügung gestellt werden können, so dass das nachfolgend erwähnte Konfektionierungsmdoul 26 nicht zwingend Bestandteil der Verpackungsmaschine 10 sein muss, sondern sich wahlweise an anderer Stelle befinden und die vorkonfektionierten Umreifungen 14 zu anderen Zeitpunkten vorbereiten und herstellen kann. Eine bevorzugte Ausführungsform der Verpackungsmaschine 10 zeichnet sich dadurch aus, dass der Zuführungsbereich 24 mit dem dort bereitgestellten Vorrat an Umreifungsbandmaterial mit einem Konfektionierungsmodul 26 kommunizieren kann oder kommuniziert. Der mit dem Konfektionierungsmodul 26 kommunizierende Zuführungsbereich 24 wird aus dem hier nicht näher dargestellten oder bezeichneten Vorrat mit Umreifungsbandmaterial versorgt, welches dort bereitgehalten und dem Zuführbereich 24 vorzugsweise in geeigneter Weise bereitgestellt wird.
Das den Zuführbereich 24 mit Umreifungsbandmaterial versorgende Magazin kann bspw. eine Magazineinheit oder wahlweise auch zwei oder mehr einzeln und unabhängig voneinander aus dem Magazin entnehmbare Magazineinheiten aufweisen, wobei diese Magazineinheiten bspw. durch geeignete Magazinschubladen gebildet sein können. Diese hier ebenfalls nicht näher dargestellten Magazineinheiten können in einem aus dem Magazin entnommenen Zustand und insbesondere nach einem Verbrauch des Vorrats an zuvor darin enthaltenem Umreifungsbandmaterials jeweils mit neuen Verbrauchseinheiten an Umreifungsbandmaterial bestückt werden.
Vorzugsweise wird das Umreifungsbandmaterial auf einer Rolle aufgewickelt im Magazin als Vorrat bereitgehalten und dem Zuführbereich 24 bereitgestellt, wobei eine solche Rolle während des Betriebes der Verpackungsmaschine 10 zur Versorgung des Zuführbereiches 24 und des damit kommunizierenden Konfektionierungsmoduls 26 unter ständigem Verbrauch des Umreifungsbandmaterials abgewickelt wird.
Eine an dieser Stelle nicht näher dargestellte Ausführungsform kann wahlweise vorsehen, dass sich zwischen dem Zuführbereich 24 und dem Konfektionierungsmodul 26 ein Pufferbereich zum variablen Zwischenpuffern von Umreifungsbandmaterial befindet, der einen unregelmäßigen, einen getakteten und/oder einen regelmäßig oder unregelmäßig intermittierenden Betrieb des Konfektionierungsmoduls 26 mit einer kontinuierlichen Zuführung und Bereitstellung des Umreifungsbandmaterials vom im Magazin gespeicherten Vorrat kombiniert. Eine weitere Ausführungsform kann außerdem vorsehen, dass ein solcher Pufferbereich dem Magazin zugeordnet ist.
In dem Konfektionierungsmodul 26 werden aus dem Vorrat oder Endlos-Vorrat mit dem bereitgestellten Umreifungsbandmaterial einzelne Umreifungen 14 in Gestalt einzelner vorkonfektionierter und geschlossener Umreifungsringe 28 gebildet, wobei die Umfangslänge jedes einzelnen geschlossenen Umreifungsringes 28, der jeweils eine Umreifung 14 für die Artikelgruppierungen 20 bildet, mit dem Umfang der jeweiligen Artikelgruppierung 20 bzw. mit dem Umfang der jeweils zu bildenden Verpackungseinheit 12 in einer Weise korrespondiert, dass der Umfang des einzelnen Umreifungsringes 28 minimal kleiner ist als der horizontale Außenumfang der jeweiligen Artikelgruppierung 20, bei denen die einzelnen Behälter 22 nicht komprimiert sind. Da es sich bei den Artikeln 16, aus denen durch Gruppierung und Anbringung jeweils mindestens einer Umreifung 14 die Verpackungseinheiten 12 hergestellt werden, um komprimierbare Behälter 22 handelt, wird der jeweilige Umreifungsring 28 unter gleichzeitiger Komprimierung der jeweiligen Artikelgruppierung 20 aufgebracht, indem die einzelnen Behälter 22 an ihren Mantelseiten so zusammengedrückt werden, dass der Umreifungsring 28 über die Artikelgruppierung 20 gezogen werden kann.
Wenn im vorliegenden Zusammenhang von Umreifungsringen 28 gesprochen wird, welche die geschlossene Umreifung 14 für die Verpackungseinheiten 12 bilden, so kann stattdessen auch der Begriff des Umreifungsbandes verwendet werden. Auch bei der Verwendung dieses Begriffes ist von einer geschlossenen und vorkonfektionierten Umreifung 14 oder von einem geschlossenen oder vorkonfektionierten Umreifungsring 28 auszugehen, so dass die Begrifflichkeiten normalerweise als Synonyme verstanden und als austauschbar betrachtet werden dürfen.
Der horizontale Umfang jeder Artikelgruppe 20 bzw. der horizontale Umfang der zu bildenden Verpackungseinheit 12 ist insbesondere von einer Anzahl und der Größe der in der Verpackungseinheit 12 zusammengefassten Artikel 16 bzw. Behälter 22 abhängig und korrespondiert außerdem mit einer Dimension der jeweils zu bildenden Verpackungseinheit 12.
Da im vorliegenden Zusammenhang vom horizontalen Umfang der Artikelgruppen 20 oder Verpackungseinheiten 12 gesprochen wird, handelt es sich zwangsläufig um horizontal um die Artikelgruppierungen 20 gespannte Umreifungsringe 28, d.h. um horizontal verlaufende Umreifungen 14. Dies schließt nicht aus, dass weitere Umreifungen in vertikaler oder diagonaler Richtung um die Artikelgruppierungen 20 gespannt werden können, doch behandelt das vorliegend erläuterte Verfahren lediglich die Anbringung mindestens einer horizontal verlaufenden Umreifung 14, die mittels einer nachfolgend noch näher zu erläuternden Applikationsvorrichtung aufgebracht wird, während die einzelnen Artikel 16 der Artikelgruppierung 20 verformt und dabei komprimiert werden, um der Umreifung 14 eine gewünschte definierte Vorspannung aufzuprägen. Das Umreifungsbandmaterial für die vorkonfektionierten geschlossenen Umreifungsringe 28 kann hierbei insbesondere aus einem Papiermaterial, einem Kartonmaterial, einem papier- oder kartonähnlichen Material, einem Kunststoffmaterial, einem Verbundmaterial o.ä. gebildet sein.
Bei jeder fertigen Verpackungseinheit 12 umspannt die Umreifung 14 die mit dem Umreifungsring 28 ausgestattete Artikelgruppe 20, wobei der die Umreifung 14 jeweils bildende Umreifungsring 28 um Bereiche der Außenmantelflächen der Artikel 16 oder Behälter 22 gespannt angeordnet ist. Dabei weist der Umreifungsring 28 bzw. die Umreifung 14 einen Umfang auf, der eine ausreichende Bandspannung zum Zusammenhalten und zum mechanischen Stabilisieren der Artikelgruppe 20 und damit der solchermaßen gebildeten Verpackungseinheit 12 bewirkt.
Im Unterschied zu den bisher angewandten und aus dem Stand der Technik bekannten Umreifungsverfahren werden insbesondere innerhalb der Verpackungsmaschine 10 jeweils die geschlossenen Umreifungsringe 28 ausgebildet und an Artikelgruppen 20 appliziert. Somit ist es nicht mehr notwendig, eine Verbindung zwischen freien Endbereichen des Umreifungsbandmaterials an der Artikelgruppe 20 vorzunehmen. Insbesondere wird der geschlossene und vorzugsweise vorkonfektionierte Umreifungsring 28 innerhalb des Konfektionierungsmoduls 26 aus dem Vorrat oder Endlos-Vorrat hergestellt und somit als vorkonfektionierte Umreifung 14 bereitgestellt.
Vorzugsweise ist dem Konfektionierungsmodul 26 eine Schneideinheit (in Fig. 1 nicht dargestellt) zur Ablängung der jeweils für einzelne Umreifungen 14 benötigten Umreifungsbandabschnitte vom endlos bereitgestellten Umreifungsbandmaterial zugeordnet, oder die Schneideinheit ist dem Konfektionierungsmodul 26 in einer Förderrichtung des Umreifungsbandmaterials vorgeordnet.
In einer solchen - optional zu verstehenden, aber bevorzugt vorhandenen - Schneideinheit können Umreifungsbandabschnitte passender Länge gebildet werden, wobei die Umreifungsbandabschnitte jeweils eine zur Herstellung der Umreifungen 14 geeignete Länge aufweisen sollten. Die Länge der Umreifungsbandabschnitte ist vorzugsweise um einen Überlappungsbereich länger als die Umfangslänge der vorkonfektionierten Umreifungen 14. Der Überlappungsbereich entspricht hierbei dem Bereich der in einer geschlossenen vorkonfektionierten Umreifung 14 miteinander verbundenen Anfangs- und Endbereiche des Umreifungsbandabschnitts. Vorzugsweise umfasst das Konfektionierungmodul 26 mindestens eine Wickeleinrichtung (hier ebenfalls nicht dargestellt), wobei eine solche Wickeleinrichtung dazu ausgebildet sein kann, die Umreifungsbandabschnitte des Umreifungsbandmaterials zu vorkonfektionierten und geschlossenen Umreifungsringen 28 zusammenzufügen, wobei die aufeinandertreffenden oder sich teilweise überlappenden Anfangs- und Endbereiche der Umreifungsbandabschnitte miteinander verbunden werden, etwa durch Verklebung und/oder Verklammerung oder ggf. auf andere geeignete Weise.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Wickeleinrichtungen im Konfektionierungsmodul 26 mittels einer Verteileinrichtung versorgt werden, welche Verteileinrichtung sich zweckmäßigerweise zwischen der Schneideinheit und den Wickeleinrichtungen befinden kann, wobei die Verteileinrichtung die Wickeleinrichtungen jeweils bedarfsgerecht mit passend abgelängten Umreifungsbandabschnitten versorgen kann.
Die Verpackungsmaschine 10 umfasst weiterhin ein hier nur schematisch angedeutetes Applikationsmodul 30, das vorzugsweise dazu ausgebildet und in einer Weise ausgestattet ist, um die im Konfektionierungsmodul 26 hergestellten vorkonfektionierten geschlossenen Umreifungsringe 28 an jeweils dafür bereitgestellten Artikelgruppen 20 anzubringen.
Das Applikationsmodul 30 kommuniziert mit dem Konfektionierungsmodul 26 und wird von diesem mit entsprechend vorbereiteten Umreifungen 14, gebildet jeweils durch die vorkonfektionierten geschlossenen Umreifungsringe 28, versorgt. Das Applikationsmodul 30 umfasst mindestens eine Applikationsvorrichtung 32 mit einem Applikationskopf 34. Diese hier ebenfalls lediglich schematisch angedeutete Applikationsvorrichtung 32 ist dazu ausgebildet, eine jeweils vorbereitete und bereitgestellte Artikelgruppierungen 20 mit jeweils mindestens einer vorkonfektionierten Umreifung 14 auszustatten und solchermaßen die benötigten Verpackungseinheiten 12 auszubilden, welche schließlich die fertigen Umreifungsgebinde 36 bilden.
Wie es die Fig. 1 andeutet, können die solchermaßen fertiggestellten Umreifungsgebinde 36, welche die herzustellenden Verpackungseinheiten 12 bilden, aus der Verpackungsmaschine 12 herausbefördert werden, um weiteren Handhabungs- und/oder Verpackungsprozessen unterzogen zu werden, bspw. indem sie zu palettierbaren Lagen zusammengestellt und anschließend palettiert werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Verpackungsmaschine 10 eine definierte Anzahl an solchen Applikationsvorrichtungen 32 umfasst, wobei die Anzahl an Applikationsvorrichtungen 32 in dem mindestens einen Applikationsmodul 30 vorzugsweise der Anzahl an Wickeleinrichtungen in dem mindestens einen Konfektionierungsmodul 28 entspricht, wobei zwei oder mehr Applikationsvorrichtungen 32 mit den entsprechenden Wickeleinrichtungen kommunizieren. Wahlweise können auch mehrere Applikationsmodule 30 mit jeweils mindestens einer zugeordneten Applikationseinrichtung 32 vorhanden sein.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verpackungsmaschine 10 mindestens eine Spanneinrichtung (in Fig. 1 nicht dargestellt; vgl. hierzu aber die Fig. 8) zur Aufnahme der Umreifungen 14 oder der einzelnen Umreifungsringe 28 umfasst, welche Spanneinrichtung die jeweilige Umreifung 14 oder den jeweiligen Umreifungsring 28 in eine Gestalt bringt, die das Zusammenfügen mit der vorbereiteten und bereitgestellten Artikelgruppierung 20 ermöglicht.
Die Spanneinrichtung kann die entsprechend geformte Umreifung 14 an die Applikationvorrichtung 32 im Applikationsmodul 30 übergeben, so dass der Applikationskopf 34 den Umreifungsring 28 unter gleichzeitiger Komprimierung der mit der Umreifung 14 auszustattenden Artikelgruppierung 20 das einzelne Umreifungsgebinde 36 fertigstellen kann. Alternativ kann die Spanneinrichtung auch als ein Bestandteil der Applikationsvorrichtung 32 ausgebildet sein, so dass die Umreifung 14 innerhalb des Applikationsmoduls 30 in die applizierbare Form überführt wird.
Wie dies weiter unten noch im Detail erläutert wird, umfasst die hier nicht näher spezifizierte Applikationsvorrichtung 32 vorzugsweise mindestens einen innerhalb eines definierten Bewegungsraumes beweglichen Applikationskopf 34 oder Werkzeugkopf, der mit steuerbaren Manipulationswerkzeugen ausgestattet ist, um die Umreifungen 14 über die jeweils bereitstehenden Artikelgruppierungen 20 zu ziehen und diese zu Umreifungsgebinden 36 umzuarbeiten.
Der Applikationskopf 34 kann zudem mit hier nicht näher dargestellten Rahmenteilen ausgestattet sein, welche jede zu umreifende Artikelgruppierung 20 mantelseitig umfangen, um dort die Umreifung 14 anzubringen, während gleichzeitig eine Kompression der Artikelgruppierung 20 bzw. einzelner Artikel 16 der Artikelgruppierung 20 erfolgt, insbesondere mittels der Rahmenteile und/oder mittels dort befindlicher Kompressionseinrichtungen oder Kompressionselemente (vgl. hierzu die Figuren 9A bis 13B).
Anhand der Fig. 1 lässt sich zudem eine bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Verpackungseinheiten 12 unter Verwendung der beschriebenen Verpackungsmaschine 10 erläutern. Bei dem Verfahren wird Umreifungsbandmaterial in einem Vorrat bereitgestellt, insbesondere als Endlos- Vorrat, der das Umreifungsbandmaterial in einem Umfang enthält und bereitstellt, der einer Vielzahl an einzelnen Umreifungen 14 entspricht.
Das Umreifungsbandmaterial wird ausgehend von dem Vorrat dem Konfektionierungsmodul 26 zugeführt, vorzugsweise über einen kontinuierlichen Fördervorgang und/oder über den Zuführbereich 24. Innerhalb des Konfektionierungsmoduls 26 werden aus dem bereitgestellten Umreifungsbandmaterial einzelne Umreifungsringe 28 gebildet, wobei die Umfangslänge jeder einzelnen Umreifung 14 oder jedes einzelnen Umreifungsrings 28 mit dem Umfang, insbesondere mit einer Anzahl der in einer Verpackungseinheit 20 zusammenzufassenden Artikel 16 oder mit einer Dimension der jeweils zu bildenden Verpackungseinheit 12 korrespondiert. In dieser Längenabstimmung der einzelnen Umreifungen 14 ist die Komprimierung der Artikelgruppierungen 20 beim Anbringen der Umreifungen 14 zu berücksichtigen, um in den fertigen Umreifungsgebinden 36 die angestrebte Umreifungsbandspannung, die für einen zuverlässigen mechanischen Zusammenhalt der Artikel 16 in der Verpackungseinheit 12 notwendig ist, gewährleisten zu können.
Im oben bereits erwähnten Applikationsmodul 30 werden die durch das Einteil- und/oder Gruppiermodul 18 bereitgestellten Artikelgruppen 20 mit einer vom Konfektionierungsmodul 26 bereitgestellten Umreifung 14 mechanisch zusammengefasst, indem die Umreifung 14 unter Verwendung hierfür geeigneter Einrichtungen oder Manipulationswerkzeuge des Applikationsmoduls 30 über die Artikelgruppierung 20 übergestreift und dadurch an den Artikeln 16 der Artikelgruppe 20 festgelegt wird. Die dabei ausgebildeten Verpackungseinheiten 12 werden allgemein sowie im vorliegenden Beschreibungszusammenhang auch als Umreifungsgebinde 36 bezeichnet.
In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass die Artikelgruppe 20 im Bewegungs- und Handhabungsraum eines Applikationskopfes 34 des Applikationsmoduls 30 positioniert wird. In diesen Applikationskopf 34 wird mindestens ein vorkonfektionierter geschlossener Umreifungsring 28 eingelegt und in definierter Position fixiert, so dass er über die komprimierte Artikelgruppierung 20 gezogen und dieser übergestreift werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Applikationskopf 34 einen Käfig, Rahmen oder Spannrahmen mit einer variablen Öffnungsweite, so dass der Käfig, Rahmen oder Spannrahmen die Artikelgruppe 20 mantelseitig umfangen kann.
Der mit mindestens einer vorkonfektionierten Umreifung 14 ausgestattete Applikationskopf 34 der Applikationsvorrichtung 32 kann über die Artikelgruppe 20 mittels einer Zustellbewegung zugestellt werden, wobei die Zustellbewegung in etwa parallel zu Längsmittelachsen der vorzugsweise durch verformbare und komprimierbare Behälter 22 gebildeten Artikel 16 verläuft. Bei dieser Zustellbewegung kontaktiert der Käfig oder Rahmen des Applikationskopfes 34 die gruppierten Artikel 16 an ihren Mantelseiten und sorgt für eine zumindest geringfügige Komprimierung der kontaktierten Artikel 16 oder Behälter 22.
Die Kontaktierung und Komprimierung der zu umreifenden Artikel 16 oder Behälter 22 der jeweiligen Gruppierungen 20 kann wahlweise gemäß Figuren 9A bis 13B durch gleitende Bewegung von backenartig geformten Komprimierungselementen 110 erfolgen (vgl. dort die Figuren 9A bis 13B). Denkbar ist es jedoch auch, anstelle solcher an den Mantelflächen der Behälter 22 entlanggleitenden Komprimierungselemente 110 Wälzelemente mit Rollen zu verwenden, wie dies beispielhaft in den Figuren 14A bis 14E gezeigt und weiter unten im Detail erläutert wird.
Wenn von einem Zustellen des Applikationskopfes 34 zu den Artikeln 16 oder an die Artikel 16 bzw. Behälter 22 die Rede ist, so ist, so ist damit in aller Regel ein Absenken des mit der mindestens einen Umreifung 14 ausgestatteten Applikationskopfes 34 über die Artikel 16 gemeint. Alternativ könnte dieses Zustellen des Applikationskopfes 34 zur Artikelgruppierung 20 auch eine Relativbewegung zwischen dem Applikationskopf 34 und der Artikelgruppe 20 beschreiben, welche durch ein Anheben der Artikelgruppe 20 und Einfädeln derselben von unten in den Applikationskopf 34 erfolgen kann.
Sinnvollerweise ist im Zusammenhang mit dem Einsatz des Applikationskopfes 34 vorgesehen, dass bei einem definierten Absenken des Applikationskopfes 34 mit zunehmender Tiefe des Hubs die auf den Mantelflächen der Artikel 16 anliegende Kompression steigt, bis die gewünschte Kompression erreicht wird. Der dafür benötigte Hub wird beispielsweise über die Ausgestaltung einer Kompressionsschräge an Konturstücken des Applikationskopfes 34 oder auch durch entsprechende Positionen von an den Behältermantelflächen abrollenden Wälzelementen festgelegt. Mit fortschreitender Abwärtsbewegung wird dabei die in den Applikationskopf 34 eingelegte Umreifung 14 über die komprimierte Artikelgruppe 20 geschoben.
Eine weitere Ausführungsform kann vorsehen, dass die Artikelgruppe 20 von oben in eine aufgespannte Umreifung 14 oder in einen aufgespannten Umreifungsring 28 eingeschoben wird. Analog gilt das oben Gesagte auch, wenn die Artikelgruppe 20 durch Anheben derselben von unten in den Applikationskopf 34 eingeführt wird.
Durch ein definiertes Zustellen des die Artikel 16 gleichzeitig komprimierenden Applikationskopfes 34 wird der Umreifungsring 28 an einer vorgesehenen Position an den Artikeln 16 der Artikelgruppe 20 positioniert, bspw. im Bereich einer Griffmulde o.ä. der die Artikel 16 bildenden Getränkebehälter 22. Zusätzlich wird hierbei für eine notwendige oder technisch sinnvolle Bandspannung der Umreifung 14 gesorgt.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Konfektionierungsmodul 26 und das Applikationsmodul 30 als integriertes Konfektionier-Applikationsmodul zusammengefasst sind, wobei bspw. der Konfektionierbereich für die Herstellung einer vorkonfektionierten Umreifung 14 unterhalb oder neben einer Transporteinrichtung für die Artikelgruppen 20 angeordnet sein kann. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das integrierte Konfektionier-Applikationsmodul mit mindestens einem Applikationskopf 34 ausgestattet ist, welcher eine vorkonfektionierte Umreifung 14 aus dem Konfektionierbereich aufnehmen kann und über eine auf der Transporteinrichtung angeordnete Artikelgruppe 20 überstreifen kann.
Die Fig. 2A verdeutlicht in einer schematischen Draufsicht von oben, wie eine Ausführungsform einer solchen Verpackungsmaschine 10 ausgestaltet sein kann. Die Fig. 2B verdeutlicht diese Ausführungsvariante der Verpackungsmaschine 10 gemäß Fig. 2A in einer perspektivischen Darstellung von schräg vorne.
Die in den Figuren 2A und 2B beispielhaft gezeigte Verpackungsmaschine 10 umfasst ein Zulaufmodul 38, in dem Behälter 22, Flaschen (vgl. Fig. 1) oder andere Artikel 16 (vgl. Fig. 1) in Transportrichtung TR bewegt werden, wie es der von links nach rechts weisende Richtungspfeil jeweils verdeutlicht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die hier nicht im einzelnen erkennbaren Artikel 16 oder Behälter 22 (vgl. Fig. 1) mehrreihig und gassengeführt bewegt. Es kann wahlweise aber auch eine Artikelzuführung im geordneten oder ungeordneten Massenstrom oder auf andere Weise erfolgen.
Aus den zugeführten Artikeln 16 oder Behältern 22 werden im - in Transportrichtung TR nachgeordneten - Einteil- und/oder Gruppiermodul 18 Artikelgruppen 20 (vgl. Fig. 1) gebildet, welche jeweils mindestens zwei Artikel 16 umfassen. Die Artikelgruppen 20 umfassen insbesondere eine Anzahl und Anordnung an Artikeln 16, wie sie nachfolgend in zu bildenden Verpackungseinheiten 12 (vgl. Fig. 1) zusammengefasst werden.
In einem in Transportrichtung TR dem Einteil- und/oder Gruppiermodul 18 nachfolgenden kombinierten Konfektionier-Applikationsmodul 40 werden die Artikelgruppen 20 jeweils mit einer Umreifung 14 (vgl. Fig. 1) ausgestattet und somit zu Umreifungsgebinden 36 (vgl. Fig. 1) zusammengefasst. Die dargestellte Ausführungsform umfasst zwei in Transportrichtung TR nacheinander angeordnete kombinierte Konfektionier-Applikationsmodule 40, wodurch ein vergleichsweise hoher Produktdurchsatz erzielt werden kann.
Die Ausbildung eines solchen kombinierten Konfektionier-Applikationsmoduls 40 wird nachfolgend anhand der Figuren 2A bis 13B näher dargestellt. Die beiden in Transportrichtung TR nacheinander angeordneten Konfektionier-Applikationsmodule 40 können insbesondere gleichartige Module 40 sein, die sich in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise nicht voneinander unterscheiden.
Bei dieser in den Figuren 2A und 2B beispielhaft dargestellten Verpackungsmaschine 10 sind weiterhin zwei in Transportrichtung TR hintereinander angeordnete Verpackungszuschnitts-Applikationsmodule 42 vorgesehen, mit denen zusätzlich eine obere Greifkartonverpackung auf die Umreifungsgebinde 36 aufgebracht werden kann, um diese zusätzlich zu sichern und zu stabilisieren. Diese Verpackungszuschnitts-Applikationsmodule 42 sind jedoch lediglich als optional zu verstehen und sollen keinen erfindungswesentlichen oder für die Verpackungsmaschine 10 unverzichtbaren Aspekt darstellen.
Bei den optional zu verstehenden und ergänzend zu den Umreifung 14 an die Artikelgruppierungen 20 bzw. an die fertiggestellten Umreifungsgebinde 36 zu applizierenden Verpackungszuschnitten kann es sich vorzugsweise um sogenannte obere Greifkartonverpackungen handeln. Die optional zu verstehenden Verpackungszuschnitte können jeweils vorzugsweise aus einem Papier- oder Kartonmaterial, einem Kunststoffmaterial, einem Karton-Kunststoffverbundmaterial o.ä. bestehen. Jeder der optional zu verstehenden Verpackungszuschnitte weist vorzugsweise jeweils Durchtrittsöffnungen für die über den Verpackungszuschnitt zusammenzufassenden Artikel 16 auf, wobei diese Durchtrittsöffnungen mit Längsmittelachsen der zusammenzufassenden Artikel 16 oder Behälter 22 korrespondieren und diese bedarfsweise aufnehmen, wahlweise unter Herstellung einer formschlüssigen Verbindung.
Ein solcher Verpackungszuschnitt, sofern vorhanden, wird jeweils derart an den Artikeln 16 angebracht, dass die Artikel 16 teilweise durch die Durchtrittsöffnungen des Verpackungszuschnittes hindurchtreten und somit über den Verpackungszuschnitt aneinandergehalten werden. Insbesondere wird der Verpackungszuschnitt auf diese Weise mit den Artikeln 16 verrastet. Besonders bevorzugt wird der Verpackungszuschnitt jeweils an Artikeln 16 in einer Weise festgelegt, dass die Artikel 16 im Bereich einer oberen Verjüngung jeweils klemmend innerhalb einer Durchtrittsöffnung des Verpackungszuschnitts gehalten werden. Insbesondere werden Flaschen oder Behälter 22 unterhalb eines sogenannten Neckrings oder Halsrings und Dosen unterhalb eines den Dosenrand bildenden Bördelrands klemmend gehalten, wodurch jeweils eine effektive Verrastung zwischen Verpackungszuschnitt und den Artikeln 16 oder Behältern 22 gegeben ist.
Die schematische Seitenansicht der Fig. 3 zeigt eine sinnvolle und praxisrelevante Ausführungsvariante eines kombinierten Konfektionier-Applikationsmoduls 40, wie es in den Figuren 2A und 2B in stark schematisierter Weise als Teil der dort gezeigten Ausführungsvariante der Verpackungsmaschine 10 gezeigt ist. Die in den Figuren 2A und 2B verdeutlichte Transportrichtung TR durch die Verpackungsmaschine 10 hindurch und durch das zwischen dem stromaufwärts angeordneten Einteil- und/oder Gruppiermodul 18 und dem stromabwärts folgenden optionalen Verpackungszuschnitt-Applikationsmodul 42 befindliche Konfektionier-Applikationsmodul 40 verlaufend ist in Fig. 3 senkrecht zur Zeichnungsebene ausgerichtet, wobei die Transportrichtung aus der Zeichnungsebene der Fig. 3 heraus weist und auf den Betrachter gerichtet ist.
Das kombinierte Konfektionier-Applikationsmodul 40 wird nachfolgend der Einfachheit halber auch als Umreifungsmodul 44 bezeichnet.
Ein solches Umreifungsmodul 44 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils zur parallelen Verarbeitung von zwei Artikelgruppen (hier nicht gezeigt) ausgelegt und umfasst hierfür zwei Applikationsköpfe 34, welche bspw. beweglich an sog. Tripoden 46 (Parallelkinematik-Aufhängungen bzw. Parallelkinematik-Roboter) hängend angeordnet sind, um die Applikationsköpfe 34 in der jeweils benötigten Weise innerhalb eines definierten Bewegungsraumes positionieren und antreiben zu können. Die Antriebseinheiten dieser Tripoden 46 oder Parallelkindematik-Roboter befinden sich vorzugsweise in der gezeigten Weise oberhalb der Transportebene, insbesondere an einer Oberseite eines Maschinenrahmens, wie dies in Fig. 3 beispielhaft verdeutlicht ist.
Die Vorkonfektionierung der jeweiligen Umreifungen (hier ebenfalls nicht gezeigt) erfolgt durch die Einrichtungen der Konfektionierungseinheit 48, die auf einer gemeinsamen Grundplatte 50 angeordnet sind und im Zusammenhang mit den Figuren 4A und 4B näher erläutert werden.
Das Umreifungsbandmaterial für die Vorkonfektionierung der geschlossenen Umreifungsringe 28 (vgl. Fig. 1) kann bspw. als Vorrat in einem Magazin 52 bereitgestellt werden, welches Magazin 52 hier jedoch nicht näher erläutert zu werden braucht.
In einem Funktionsmodul, das die Konfektionierungseinheit 48 und das Magazin 52 umfasst, bzw. in einem Konfektionierungsmodul 26 gemäß Fig. 1 werden von endlos auf Rollen aufgewickeltem Umreifungsmaterial geschlossene Umreifungsringe 28 mit einem jeweils gewünschten bzw. für die Herstellung der Verpackungseinheiten 12 benötigten Umfang hergestellt. So können auf diese Weise von endlos auf Rollen aufgewickeltem Papier geschlossene Papierringe mit einem gewünschten Umfang hergestellt werden. Die Umfangslänge ist dabei so zu wählen, dass ein einzelner Papierring über eine bestimmte Anzahl an Artikeln 16, Behältern 22 o.ä. gezogen werden kann, wodurch diese derart aneinandergedrückt werden, dass ein kompaktes Umreifungsgebinde 36 entsteht.
Das Magazin 52 kann Rollen an Umreifungsbandmaterial aus unterschiedlichen geeigneten Materialien wie bspw. Papier oder Kunststoff oder einem Verbundmaterial aufnehmen. Auch der Durchmesser der Rollen und die Breite der Rollen sind bis zu einem baubedingten Maximum flexibel wählbar. So kann das Magazin 52 bspw. zur Aufnahme von Rollen mit einem Durchmesser < 800 mm und einer Breite von etwa 40 bis 150 mm ausgestattet sein. Sollen hiervon abweichende Rollen verarbeitet werden, sind die Dimensionen des Magazins 52 entsprechend anzupassen.
Die Figuren 4A und 4B zeigen eine mögliche Ausführungsvariante einer Konfektionierungseinheit 48 in zwei unterschiedlichen Perspektivansichten. Die hier gezeigte Konfektionierungseinheit 48 bildet einen Bestandteil eines kombinierten Konfektionier-Applikationsmoduls 40, wie es die Fig. 3 verdeutlicht hat.
Die in den Figuren 4A und 4B beispielhaft dargestellte Konfektionierungseinheit 48 kann insbesondere die folgenden weiteren Unterfunktionseinheiten umfassen, die allesamt auf einer Grundplatte 50 angeordnet sind und dort Platz finden. Die Grundplatte 50 erleichtert den modularen Aufbau und den gemeinsamen Einbau der darauf angeordneten Komponenten in die Konfektionierungseinheit 48 und damit in das entsprechende Modul 40 der Verpackungsmaschine 10 (vgl. hierzu die Figuren 2A und 2B), doch ist die Grundplatte 50 keinesfalls als unabdingbare Komponente anzusehen, sondern kann als beispielhafte Aufbauvariante betrachtet werden.
Die genannten Unterfunktionseinheiten, die als Unterbaugruppen der Konfektionierungseinheit 48 auf der Grundplatte 50 angeordnet sein können, umfassen eine Schneideinrichtung 54, die der passenden Ablängung der jeweils für die Umreifungsringe 28 benötigten Umreifungsbandabschnitte dienen, eine Fördereinheit 56 mit einer Bandförderung und zugehöriger Weiche 58, eine Zuführung 60 mit Möglichkeit zum Ausschleusen von z.B. fehlerhaften Bandabschnitten, eine Wickel- und Abschiebeeinheit 62 (vgl. hierzu die Figuren 5A und 5B), eine Klebeeinrichtung 64 sowie eine Aufspann- und Bereitstelleinrichtung 66 (vgl. hierzu die Figuren 6A und 6B).
Das Umreifungsbandmaterial wird aus dem Magazin 52 (vgl. Fig. 3) über die ggf. vorhandene Speichereinrichtung entnommen, vorzugsweise über eine Bandausrichtung geführt und über eine hier nicht darstellte Bandzuführung in die Schneideinrichtung 54 überführt. In der Schneideinrichtung 54 werden Umreifungsbandabschnitte geeigneter Länge vereinzelt.
Wahlweise ist das Umreifungsbandmaterial mit Schnittmarken ausgestattet, welche bspw. durch eine der Schneideinrichtung 54 zugeordnete Schnittmarkenerkennung erkannt werden können, woraufhin die Schnittfunktion aktiviert wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Schneidwerk der Schneideinrichtung 54 nach jeweils frei definierten Längeneinheiten schneidet, wobei die Länge durch den Umfang und die Anzahl der Umdrehungen der Bandzuführeinheit bestimmt wird. Anstelle eines mit einem Schneidmesser ausgestatteten Schneidwerkes kann auch eine andere geeignete Trenneinrichtung verwendet werden, bspw. ein Perforationsmesser, ein Schneiddraht o.ä. Die in der Schneideinrichtung 54 hergestellten Umreifungsbandabschnitte werden über eine geeignete Zuschnittzuführung 60 und die Fördereinheit 56 zu der schon oben erwähnten mittig angeordneten Weiche 58 gefördert. Die Weiche 58 umfasst vorzugsweise eine Umlenkung zur Aufteilung der Umreifungsbandabschnitte. Insbesondere verteilt die Weiche 58 die Umreifungsbandabschnitte alternierend auf zwei Wickel- und Abschiebeeinheiten 62, wobei eine der zwei Wickel- und Abschiebeeinheiten 62 bspw. auf einer Bedienseite der Verpackungsmaschine 10 angeordnet sein kann, während die andere der beiden Wickel- und Abschiebeeinheiten 62 auf der Serviceseite der Verpackungsmaschine 10 angeordnet sein kann.
Mittels der hier erwähnten Fördereinrichtung 56 kann eine Ausschleusung von fehlerhaften Umreifungsbandabschnitten durchgeführt werden. Beispielsweise kann beim Erkennen eines Umreifungsbandabschnittes mit Verbindungsstellen oder beim Erkennen eines Umreifungsbandabschnittes mit anderen Fehlstellen oder bei einer fehlerhaften Ausrichtung eines Umreifungsbandabschnitts o.ä. vorgesehen sein, dass dieser fehlerhafte Umreifungsbandabschnitt vor der weiteren Verarbeitung ausgeschleust wird.
Die Figuren 5A und 5B zeigen unterschiedliche perspektivische Darstellungen einer Ausführungsvariante der schon oben erwähnten Wickel- und Abschiebeeinheit 62 der Konfektioniereinheit 48 des kombinierten Konfektionier-Applikationsmoduls 40 gemäß Figuren 2A, 2B und Fig. 3.
Der freie Anfangsbereich eines zu verarbeitenden Umreifungsbandabschnittes wird in die Wickeltrommel 68 eingeführt und dort über eine Klemmbacke 70 geklemmt. Die Wickeltrommel 68 dreht sich, wobei mittels einer hier nicht erkennbaren Andrückrolle sichergestellt wird, dass sich das Umreifungsbandmaterial des betreffenden Umreifungsbandabschnittes an die Wickeltrommel 68 anlegt und der Durchmesser der erzeugten Umreifung dem Außendurchmesser der Wickeltrommel 68 entspricht.
Kurz bevor der freie Endbereich des Umreifungsbandabschnittes aus der Bandzuführungseinrichtung rutscht, stoppt die Drehung der Wickeltrommel 68.
Optional kann nunmehr der freie Endbereich des Umreifungsbandabschnittes in der Bandzuführungseinrichtung geklemmt und vermittels einer Klebeeinrichtung (hier nicht gezeigt) mit einer ausreichenden Menge an Haftmittel belegt bzw. beleimt werden. Die Wickeltrommel 68 dreht weiter, so dass der freie Endbereich des Umreifungsbandabschnittes an der Andrückrolle vorbeigezogen wird, wodurch die Leimstelle ausgepresst wird und somit eine klebende Verbindung zwischen dem
Anfangsbereich und dem Endbereich des Umreifungsbandabschnittes ausgebildet wird.
Die Wickeltrommel 68 kann nunmehr optional zurück in die Ausgangsposition gedreht werden, wodurch die Leimstelle erneut durch die Andrückrolle ausgepresst wird, nun in entgegengesetzter Richtung. Vermittels der optionalen Rückführbewegung kann eine besonders feste und sichere klebende Verbindung zwischen dem Anfangsbereich und dem Endbereich des Umreifungsbandabschnittes ausgebildet werden.
Die solchermaßen fertige vorkonfektionierte Umreifung kann nunmehr über einen Abschieber 72 auf die Aufspann- und Bereitstelleinrichtung 66 übergeschoben werden, welche nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren 6A und 6B näher dargestellt und erläutert wird. Insbesondere schiebt der Abschieber 72 die fertige Umreifung horizontal zur Aufspann- und Bereitstelleinrichtung 66 über. Die Aufspann- und Bereitstelleinrichtung 66 stellt eine Ausführungsform einer im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen Spann- und/oder Aufspreizeinrichtung dar.
Der Abschieber 72 kann vorzugsweise elektrisch angetrieben werden, so bspw. über einen Linearmotor 74.
Bei der Wickeltrommel 68 handelt es sich beispielsweise um ein austauschbares Formatteil, dass je nach Abhängigkeit der Größe der herzustellenden Umreifung, insbesondere abhängig vom Umfang der gewünschten Umreifung, entsprechend ausgetauscht wird. In Abhängigkeit vom Umfang der gewünschten Umreifung weist die jeweilig zu wählende Wickeltrommel 68 einen bestimmten Durchmesser auf.
Alternativ kann vorgesehen sein, die Wickeltrommel 68 verstellbar auszugestalten, insbesondere mit einem verstellbaren Umfang. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Umfangslänge und/oder die Umfangsform verändert werden kann/können. Eine solche Verstellung kann bspw. über einen sogenannten Verstellpunkt erfolgen, der es erlaubt, die Größe und/oder Form der Wickeltrommel 68 an die Größe und Form der zu umreifenden Artikelzusammenstellungen anzupassen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann beim Abschieben der fertigen vorkonfektionierten Umreifung bevorzugt vorgesehen sein, dass der Umfang der Wickeltrommel 68 verkleinert wird, um das Abschieben zu erleichtern. Wahlweise kann hierfür die Klemmbacke 70 derart an der Wickeltrommel 68 ausgeführt sein, dass im geschlossenen Zustand die Wickeltrommel 68 genau den Sollumfang der Umreifung aufweist. Durch Öffnen der Klemmbacke 70 verkleinert sich der Umfang der Wickeltrommel 68, so dass die fertige Umreifung leicht durch Abschieben entnommen werden kann.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Wickeltrommel 68 ihren Umfang konstruktionsbedingt um wenige Millimeter verringert, sobald die Klemmung des Anfangsbereichs geöffnet wird. Dadurch kann die fertig gewickelte und geklebte Umreifung von der Wickeltrommel 68 abgeschoben werden.
Weiterhin kann wahlweise vorgesehen sein, dass die Wickel- und Abschiebeeinheit 62 mit einer Höhenverstellung 76 ausgestattet ist, um bei einem Wechsel der Wickeltrommel 68 jeweils eine optimierte Anpassung an die Zuführung des Umreifungsbandabschnittes vornehmen zu können, insbesondere an die zugehörige Bandzuführungseinrichtung der vorgeordneten Fördereinheit 56 (vgl. Figuren 4A und 4B).
Die Figuren 6A und 6B zeigen weiterhin unterschiedliche perspektivische Darstellungen einer Aufspann- und Bereitstelleinrichtung 66 der Konfektionierungseinheit 48 des kombinierten Konfektionier-Applikationsmoduls 40 gemäß Figuren 2A, 2B und 3.
Dieses kombinierte Konfektionier-Applikationsmoduls 40 umfasst ein Formatteil 78 mit einer Aufspann- und Bereitstellungseinheit 80. Das Formatteil 78 mit der Aufspann- und Bereitstellungseinheit 80 kann eine erste Abnahme- und Aufspannposition AP und eine zweite Bereitstellungsposition BP einnehmen.
Die Aufspann- und Bereitstellungseinheit 80 ist derart ausgebildet, dass deren Umfang einstellbar ist. Beispielsweise können die Ecken oder Seitenbereiche der Aufspann- und Bereitstellungseinheit 80 pneumatisch bewegt und verstellt werden. Insbesondere können die Ecken oder Seitenbereiche der Aufspann- und Bereitstellungseinheit 80 pneumatisch auseinandergefahren werden, wodurch die vorkonfektionierte, geschlossene Umreifung in die Form mit dem Umfang der entsprechenden Artikelgruppe oder in die Form mit dem Umfang einer zumindest teilweise komprimierten Artikelgruppe gebracht und durch einen leichten Überhub der Pneumatikzylinder aufgespannt und fixiert wird.
Die Umreifung wird insbesondere von einer in der ersten Abnahme- und Aufspannposition AP angeordneten Aufspann- und Bereitstellungseinheit 80 aufgenommen und in Form gebracht. Durch Drehen der Aufspann- und Bereitstellungseinheit 80 wird das Formatteil 78 mit der Aufspann- und Bereitstellungseinheit 80 in die zweite Bereitstellungsposition BP überführt. Hierbei wird die aufgespannte Umreifung aus einer vertikalen in eine horizontale Position gebracht und so für den Applikationskopf 34 (vgl. hierzu die Fig. 3) bereitgestellt. Insbesondere erfolgt die Drehung um eine Rotationsachse 82, die in einem Winkel von etwa 45° zur Vertikalen angeordnet ist.
Die Aufspann- und Bereitstelleinrichtung 66 kann weiterhin beweglich an einer insbesondere horizontal ausgerichteten Führung 84 angeordnet sein. Über die Führung 84 kann die Aufspann- und Bereitstelleinrichtung 66 innerhalb der Konfektionierungseinheit 48 verfahren werden, um die Zugänglichkeit zu den anderen Baueinheiten der Konfektionierungseinheit 48 zu ermöglichen, bspw. um die Zugänglichkeit der Wickel- und Abschiebeeinheit 62 zum Austausch der Wickeltrommel 68 o.ä.
Alternativ kann vorgesehen sein, die Aufspann- und Bereitstellungseinheit 80 verstellbar auszugestalten, insbesondere mit einem verstellbaren Umfang. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Umfangslänge und/oder die Umfangsform verändert werden kann/können. Beispielsweise kann dies über einen sogenannten Verstellpunkt erfolgen, der es erlaubt, die Größe und/oder Form der Aufspann- und Bereitstellungseinheit 80 an die Größe und Form der zu umreifenden Artikelzusammenstellungen anzupassen.
Bei der dargestellten Verpackungsmaschine 10 gemäß den Figuren 2A und 2B sowie gemäß der Fig. 3 sind zwei kombinierte Konfektionier-Applikationsmodule 40 vorhanden, wobei innerhalb jedes der kombinierten Konfektionier-Applikationsmodule 40 jeweils parallel zwei Umreifungen hergestellt und über die Applikationsköpfe 34 an zwei bereitgestellten Artikelgruppen befestigt werden können.
Bei einer Störung oder Wartung eines der kombinierten Konfektionier- Applikationsmodule 40 können die verbleibenden Module weiter produzieren, sofern der Produktfluss nicht anderweitig gestört ist. Somit kann eine fortlaufende Produktion sichergestellt werden.
Anhand der Figuren 7A und 7B soll in perspektivischen Darstellungen von schräg oben eine beispielhafte Ausführungsvariante einer Umreifungseinheit 86 verdeutlicht werden, die als solche ein Bestandteil des zuvor schon beschriebenen Applikationskopfes 34 (vgl. Fig. 3) sein kann, der für die Herstellung von Verpackungseinheiten 12 eingesetzt wird. Dieser Applikationskopf 34 oder diese Applikationsköpfe 34, von denen in der Verpackungsmaschine 10 gemäß Figuren 1 bis 3B mehrere vorhandenen sein können, ist zudem Bestandteil einer hier nicht näher bezeichneten Applikationsvorrichtung 32 (vgl. Fig. 1).
Dabei zeigt die Fig. 7B die Umreifungseinheit 86 des Applikationskopfes 34 mit darin angeordneter Artikelgruppierung 20, die zur Herstellung einer Verpackungseinheit 12 umreift werden soll, während in Fig. 7A die Umreifungseinheit 86 ohne eine solche Artikelgruppierung gezeigt ist.
Der in den Figuren 7A und 7B gezeigte und in seinem konstruktiven Aufbau lediglich beispielhaft zu verstehende Applikationskopf 34 mit seiner Umreifungseinheit 86 ist dafür vorgesehen und konstruktiv dazu ausgebildet, mindestens ein Umreifungsband oder einen vorkonfektionierten geschlossenen Umreifungsring 28 an einer Artikelgruppe 20 anzubringen, die hier durch insgesamt sechs Artikel 16 in Gestalt von Getränkebehältern 22 gebildet ist. Mit Hilfe der Umreifungseinheit 86 kann der Umreifungsring 28 in einer Weise an die Außenmantelflächen der in ihrem Umfang zumindest geringfügig komprimierbaren Artikel 16 angebracht werden, dass diese zumindest teilweise vom Umreifungsring 28 umspannt werden, wodurch auch die gesamte Artikelgruppe 20 vom Umreifungsring 28 umspannt und zusammengehalten wird.
Die hier gezeigte Umreifungseinheit 86 weist einen Käfig 88 mit einer variablen und mit Hilfe geeigneter Aktoren verstellbaren Öffnungsweite auf, welcher die gruppierten Artikel 16 mantelseitig vollständig umfangen kann. Insbesondere kann die Öffnungsweite des Käfigs 88 durch Zustellbewegungen von mehreren miteinander gekoppelten, aber in ihren Relativpositionen zueinander verstellbaren Ecksegmenten 90 verändert werden. Diese insgesamt vier Ecksegmente 90 befinden sich jeweils an den Ecken des Käfigs 88 und entsprechen in ihrer Formgebung den Außenkonturen der jeweils mit dem Applikationskopf 34 zu bearbeitenden Artikelgruppierung 20, d.h. dem Außenradius der jeweils an den Ecken der Artikelgruppierung 20 befindlichen Artikel 16 oder Getränkebehälter 22.
Die Ecksegmente 90 sind jeweils mit hier so bezeichneten Kompressionsschrägen 92 ausgestattet, deren Geometrie derart gewählt ist, dass durch eine Abwärtsbewegung der Umreifungseinheit 86 in einer Richtung parallel zu den Artikellängsachsen 94 oder eine Aufwärtsbewegung der Artikelgruppe 20 in einer Richtung parallel zu den Artikellängsachsen 94 eine Kompression auf die innerhalb der Umreifungseinheit 86 angeordneten gruppierten Artikel 16 ausgeübt wird und im Zuge dessen ein geschlossener vorproduzierter Umreifungsring 28 auf die gruppierten Artikel 16 aufgebracht werden kann. Damit ist gemeint, dass die Kompressionsschrägen 92 einen insgesamt konischen oder sich zu einer unteren Öffnung sich weitenden Verlauf des Öffnungsquerschnittes des Käfigs 88 bilden.
Die typische Absenkbewegung des Käfigs 88 in Richtung der Artikellängsachsen 94 über die auf einer hier nicht dargestellten Unterlage oder Auflage stehende Artikelgruppierung 20 ist in Fig. 7B durch Richtungspfeile verdeutlicht, die jeweils zu beiden Seiten des Käfigs 88 nach unten weisen.
Der Käfig 88 der Umreifungseinheit 86 umfasst im dargestellten Beispiel nicht nur die Ecksegmente 90, sondern auch jeweils dazwischen befindliche Käfigelemente 96. Die Ecksegmente 90 sowie die dazwischen angeordneten Käfigelemente 96 sind untereinander verbunden, können aber Relativbewegungen zueinander ausführen, um die Öffnungsweite des Käfigs 88 bedarfsweise variieren zu können. Insbesondere weist der Käfig 88 an seinem inneren Umfang eine konturierte Führung auf, welche insbesondere an den Eckradien der Ecksegmente 90 ausgeformt ist. Weiterhin ist die Innenkontur des Käfigs 88 zumindest im Bereich der Ecksegmente 90 in Absenkrichtung auf die Artikelgruppe 20 abgeschrägt ausgebildet.
Die Positionierung und Festsetzung des im Käfig 88 gehaltenen Umreifungsringes 28 kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, bspw. durch Ansaugelemente o. dgl. Wie es die Figuren 8 bis 13B jedoch anhand einer bevorzugten Ausführungsvariante verdeutlichen, soll die Fixierung des die Umreifung 14 bildenden Umreifungsringes 28 durch mechanische Klemmung im Bereich aller vier Ecksegmente 90 erfolgen.
Die Fig. 8 zeigt in schematischer Perspektivansicht eine Ausführungsvariante eines Spannrahmens 98, der einen Teil der Aufspann- und Bereitstelleinrichtung 66 bilden kann, wie sie bereits weiter oben unter Bezugnahme auf die Figuren 4A und 4B sowie auf die Figuren 6A und 6B erläutert wurde.
Der in Fig. 8 gezeigte Spannrahmen 98 unterscheidet sich jedoch in seiner Ausführung und Gestaltung von der in den Figuren 4A, 4B, 6A und 6B dargestellten Variante der Aufspann- und Bereitstelleinrichtung 66 sowie von der in den Figuren 6A und 6B gezeigten Variante der Formatteile 78 und der Aufspann- und Bereitstellungseinheit 80, auch wenn die schwenkbare Aufhängung des Spannrahmens 98 grundsätzlich dieselbe sein kann, wie in den Figuren 6A und 6B mit den Abnahme- und Aufspannpositionen AP und den Bereitstellungspositionen BP dargestellt.
Der dargestellte Spannraumen 98 weist insgesamt sechs radial nach außen bewegliche Spannbacken 100 auf, auf deren abgerundeten Außenseiten sich ein breiter Umreifungsring 28 aufgespannt befindet, wobei dessen Kontur im auf dem Spannrahmen 98 aufgespannten Zustand exakt jener Form entspricht, die der Umreifungsring 28 bei einem fertiggestellten Umreifungsgebinde 36 einnimmt, wenn er um die Mantelflächen von insgesamt sechs Artikeln 16 oder Getränkebehältern 22 einer Artikelzusammenstellung 20 in 2x3-Rechteckformation gespannt ist.
In jedem abgerundeten Eckabschnitt der Umreifung 14 sorgt eine dort angeordnete Spannbacke 100 von insgesamt vier eckseitig und auf selber Höhe positionierten Spannbacken 100, deren Außenseite in etwa denselben Rundungsradius aufweist wie die zu umreifenden Artikel 16 oder Behälter 22, für die Formgebung des Umreifungsringes 28. Neben diesen insgesamt vier radial nach außen wirkenden Spannbacken 100 in den Eckabschnitten des Spannrahmens 98 befinden sich zwei weitere Spannbacken 100 an den jeweiligen Längsseiten des Umreifungsringes 28, während jeweils zwischen den beiden benachbarten Spannbacken 100 an den beiden gegenüberliegenden Schmalseiten des Umreifungsringes 28 keine zusätzlichen Spannbacken 100 vorgesehen sind.
Die Spannbacken 100 können zumindest geringfügig in senkrechter Richtung zur Oberfläche des Umreifungsringes 28 verstellt werden, um diesen zu spannen oder freizugeben, wenn er mittels der nachfolgend beschriebenen Klemmeinrichtungen 102 der Ecksegmente 90 (vgl. Figuren 9A bis 11B) erfasst und vom Spannrahmen 98 entnommen wird, um ihn über eine bereitstehende Artikelgruppierung 20 zu ziehen (vgl. Figuren 12A bis 13B), um solchermaßen ein Umreifungsgebinde 36 auszubilden. Damit ist gemeint, dass die insgesamt sechs Spannbacken 100 hierzu in horizontaler Bewegungsrichtung nach innen und paarweise aufeinander zu bewegt werden, bspw. mittels hierfür vorgesehener Linearmotoren, die bspw. durch Hydraulik- oder Pneumatikzylinder gebildet sein können. Durch das Auseinanderbewegen der Spannbacken 100 wird der Umreifungsring 28 in der in Fig. 8 gezeigten Weise zwischen ihnen aufgespannt und in die benötigte Gestalt zum Aufbringen auf eine Artikelzusammenstellung 20 gebracht.
Die perspektivische Gesamtansicht der Fig. 9A verdeutlicht den Zugriff von vier
Ecksegmenten 90, die jeweils durch Klemmeinrichtungen 102 gebildet sind, mit denen der auf dem Spannrahmen 98 (hier der besseren Übersichtlichkeit halber weggelassen) aufgespannte und in die benötigte Form gebrachte Umreifungsring 28 unter exakter Aufrechterhaltung seiner Kontur erfasst werden kann, um damit eine bereitstehende Artikelgruppierung 20 auszustatten (vgl. hierzu die Figuren 12A bis 13B sowie die Figuren 14A bis 14E).
Ein an sich notwendiger Halterahmen, Käfig o. dgl. zur Fixierung der vier Ecksegmente 90 ist in den Figuren 9A bis 13B jeweils nicht dargestellt, da seine Ausgestaltung und Formgebung von nachrangiger Bedeutung sind. Ein solcher Halterahmen zur Fixierung und Lagefestlegung der vier darauf befestigten Ecksegmente 90 ist jedoch in den Figuren 14C bis 14E beispielhaft gezeigt.
Ein solcher Halterahmen, Käfig o. dgl. zur Fixierung und Lagefestlegung der vier Ecksegmente 90 kann normalerweise am Applikationskopf 34 gemäß Fig. 3 beweglich aufgehängt sein und dort bspw. mittels der gezeigten Tripoden 46 jeweils über die bereitstehenden Artikelgruppierungen 20 bewegt werden, um die an den Klemmeinrichtungen 102 der Ecksegmente 90 gehaltene Umreifung 16 über die jeweilige Artikelgruppierung 20 zu ziehen und dort zu befestigen.
Zudem können die vier Ecksegmente 90 gemäß Figuren 9A bis 13B Bestandteile einer hier nicht näher bezeichneten Applikationsvorrichtung 32 sein (vgl. Fig. 1), die wiederum Teil einer Verpackungsmaschine 10 zur Herstellung von Verpackungseinheiten 12 in Gestalt von Umreifungsgebinden 36 sein kann. Jede der z.B. in Fig. 9A gezeigte Einheit mit vier Ecksegmenten 90 kann Bestandteil eines Applikationskopfes 34 sein (vgl. Fig. 3), wobei die Applikationsvorrichtung 32 der Verpackungsmaschine 10 bspw. zwei oder mehr solche Applikationsköpfe 34 umfassen kann.
Wie es die Fig. 9A erkennen lässt, sind die Ecksegmente 90 mit ihren zugeordneten Klemmeinrichtungen 102 jeweils so positioniert, dass sie die Umreifung 14, gebildet durch den auf dem Spannrahmen 98 aufgespannten Umreifungsring 28, von diesem ergreifen können, indem sie den Umreifungsring 28, der aus Flachmaterial wie Papier, Karton oder Kunststofffolien o. dgl. besteht, an seinen gerundeten Eckbereichen ergreifen, und zwar jeweils an den Unterkanten der Eckbereiche. Um dies zu ermöglichen, überragt der Umreifungsring 28 sinnvollerweise die Spannbacken 100 nach unten um ein geringes Stück, das zumindest dafür ausreicht, um dort die Klemmeinrichtungen 102 ansetzen zu können. Die insgesamt vier Klemmeinrichtungen 102 sind allesamt gleichartig aufgebaut und sind gemeinsam an einem Träger, an einem Werkzeugkopf, insbesondere im Applikationskopf 34 montiert und arbeiten jeweils synchron beim Klemmen des Umreifungsringes 28 und beim Appplizieren des Umreifungsringes 28 an der jeweils bereitstehenden Artikelgruppierung 20. Aus diesem Grund beziehen sich die folgenden Ausführungen, die sich mit dem Zusammenwirken der einzelnen Elemente einer der Klemmeinrichtungen 102 befassen, jeweils auf alle vier vorhandenen Klemmeinrichtungen 102.
Bereits anhand der perspektivischen Gesamtansicht der Fig. 9A lassen sich die zusammenwirkenden Baugruppen der synchron arbeitenden Klemmeinrichtungen 102 aller vier Ecksegmente 90 erkennen, um die gewünschte Funktionalität des Applikationskopfes 34 (vgl. Fig. 3) realisieren zu können. Die perspektivischen Detailansichten der Figuren 9B und 90 sowie die schematische Draufsicht von oben der Fig. 9D zeigen zudem jeweils ein einzelnes Ecksegment 90, so dass sich die folgenden Ausführungen gleichermaßen auf die Figuren 9A, 9B, 9C und 9D beziehen sollen.
So umfasst jede der Klemmeinrichtungen 102 eine Verankerung 104 im hier nicht dargestellten Applikationskopf 34, wodurch die Lage jeder einzelnen Klemmeinrichtung 102 im Applikationskopf 34 festgelegt ist. Die Positionierung der Ecksegmente 90 mit ihren zugeordneten Klemmeinrichtungen 102 innerhalb des Applikationskopfes 34 richtet sich nach der jeweiligen Dimensionierung des dort zu handhabenden Umreifungsringes 28, dessen Dimensionierung wiederum abhängt von der jeweils zu umreifenden Artikelgruppierung 20. Die gewählte Dimensionierung kann mit unterschiedlichen Artikeloder Behältergrößen und unterschiedlichen Anzahlen der jeweils in der Gruppierung 20 zusammengestellten Artikel 16 oder Behälter 22 variieren.
Die Positionierungen der Verankerungen 104 definieren die Bewegungs- und Verschiebungsräume der beweglichen Komponenten jeder der Klemmeinrichtungen 102. Der Umreifungsring 28 kann in seinen vier abgerundeten Eckbereichen von zwei zusammenwirkenden Komponenten der Klemmeinrichtung 102 ergriffen und gehalten werden, während er auf die Artikelgruppierung 20 appliziert und von oben her über die Artikelgruppierung 20 gezogen wird. Eine dritte Komponente, die mit den klemmenden Komponenten zusammenwirkt, sorgt für die notwendige Komprimierung der elastisch ausweichenden Mantelflächen der die zu umreifenden Artikel 16 bildenden Behälter 22, so dass der Umreifungsring 28 zunächst ohne größeren Widerstand über die Behälter 22 gezogen werden kann. Der Umreifungsring 28 ist auf diese Weise nach Aufhebung der komprimierenden Kräfte unter definierte Vorspannung gesetzt und hält dadurch die Behälter 22 im Umreifungsgebinde 36 mit ausreichenden Spannkräften zusammen und kann somit für die erforderlichen Haltekräfte sorgen, um das Umreifungsgebinde 36 mechanisch stabil zu machen.
Ein gegenüber der Verankerung 104 beweglicher Schlitten 106 trägt alle zusammenwirkenden und für die gewünschte Funktionalität der Klemmeinrichtung 102 erforderlichen Komponenten. Die Verschieberichtung der beweglichen Schlitten 106 jeder Klemmeinrichtung 102 ist in den Figuren 9A, 9B 9C und 9D jeweils durch Doppelpfeile verdeutlicht und mit den Bezugsziffern 108 bezeichnet. Die Verschieberichtungen 108 weisen jeweils in senkrechte Richtung auf die Außenseite des in den Eckbereichen um 90° gerundeten Umreifungsringes 28, der dort exakt den Konturen der Außenmantelflächen der dort jeweils befindlichen Artikel 16 oder Behälter 22 folgt, die im hier gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils zylindrische Außenmantelflächen aufweisen.
An der zur Außenseite des Umreifungsringes 28 weisenden Vorderseite ist der bewegliche Schlitten 106 mit einem kreissegmentförmigen Komprimierungselement 110 ausgestattet, der bedarfsweise während des Applizierens des Umreifungsringes 28 an der Artikelgruppierung 20 für die Komprimierung der an den Ecksegmenten 90 befindlichen Artikel 16 oder Behälter 22 sorgt. Das in Fig. 9B besonders deutlich erkennbare Komprimierungselement 110 umfasst eine zur Außenseite des Umreifungsringes 28 weisende kreissegmentförmige Kontaktfläche 112 mit einer konkaven Krümmung, die mit der konvexen Krümmung der Behältermantelfläche in beliebigen Schnittebene quer zur Artikellängsachse 94 (vgl. Fig 7B) korrespondiert.
Die Kontaktfläche 112 des Komprimierungselements 110 ist in einer Applikationsrichtung 114 (vgl. Fig. 9B) der Klemmeinrichtung 102 abgeschrägt, wodurch sich die Komprimierungsvorgänge beim Absenken des mit der Umreifung 14 ausgestatteten Applikationskopfes 34 über die Artikelgruppierung 20 sanft ausgestalten lassen, indem zunächst der zurückgezogene untere Bereich der Kontaktfläche 112 mit den Behältermantelflächen in Kontakt kommt und erst beim weiteren Absenken der Klemmeinrichtung 102 in Applikationsrichtung 114 die eigentliche Komprimierung mittels der Kontaktflächen 112 erfolgt. Die Applikationsrichtung 114 weist in Fig. 9B nach unten, d.h. in paralleler Richtung zu der hier nicht gezeigten Artikellängsachse 94 (vgl. aber Figuren 9C und 9D) und damit senkrecht zu den Verschieberichtungen 108 der beweglichen Schlitten 106 der Klemmeinrichtungen 102. Die in Applikationsrichtung 114 auf den Außenmantelflächen der Behälter 22 entlanggleitenden und die Behälter 22 dabei komprimierenden Kontaktflächen 112 der Komprimierungselemente 110 können jeweils ein Kreissegment von 90°, bezogen auf die entsprechende Querebene zur zugehörigen Artikellängsachse 94 (vgl. Fig. 9C und Fig. 9D) beschreiben. Das Kreissegment beschreibt normalerweise keinen größeren Winkel als 90°, da ansonsten die endseitigen Kanten des Komprimierungselements 110 den Behälter 22 im Bereich eines größeren Umfangs als 90° komprimieren würden, was für die Applikation der Umreifung 14 jedoch nicht erforderlich oder sinnvoll wäre. Allerdings sollte der Winkel des Kreissegments, über das sich die Komprimierungselemente 110 erstrecken, nicht wesentlich kleiner sein als die hier gezeigten ungefähr 90°, da ansonsten der Komprimierungsvorgang, dem die Behälter 22 unterzogen werden, nicht so vollständig und umfassend wäre, wie es für die störungsfreie Applikation der Umreifung 14 sinnvoll ist.
Oberhalb des Komprimierungselementes 110 und beabstandet zu diesem befindet sich eine Klemmbacke 116, deren zur Außenseite des Umreifungsringes 28 weisende Vorderseite eine vergleichbare halbrundartige Krümmung aufweist, wie dies bei der Kontaktfläche 112 des Komprimierungselementes 110 der Fall ist, d.h. auch die zu den Artikeln 14 der Artikelgruppierung 20 weisende Vorderseite der Klemmbacke 116 beschreibt ein Kreissegment von etwa 90°, wobei der Abstand der Vorderseite der Klemmbacke 116 zur zugehörigen Artikellängsachse 94 in jeder eingestellten Position geringfügig größer ist als bei der Kontaktfläche 112 des Komprimierungselementes 110 (vgl. hierzu die Draufsicht der Fig. 9D).
Die Klemmbacke 116 befindet sich ebenfalls am beweglichen Schlitten 106, ist hierbei jedoch parallel zur Verschieberichtung 108 um einen definierten geringen Betrag relativ zum Schlitten 106 und damit zum Komprimierungselement 110 beweglich, was anhand der nachfolgend beschriebenen Figuren 10A ff. noch näher zu erläutern sein wird. Die Klemmbacke 116 ist somit in gleicher Weise wie der bewegliche Schlitten 106 in senkrechter Richtung zur Artikellängsachse 94 verschiebbar, jedoch nicht unabhängig vom Schlitten 106, sondern gemeinsam mit diesem. Zudem ist die erwähnte geringfügige Verschiebung relativ zum Schlitten 106 gegeben, was in Zusammenwirkung mit dem Komprimierungselement 110 sowie mit dem nachfolgend beschriebenen dritten beweglichen Wirkelement der Klemmeinrichtung 102 zu deren gewünschter Funktionalität beiträgt. Bei diesem dritten beweglichen Wirkelement handelt es sich um einen verschwenkbaren Klemmbügel 118, der sich zwischen dem darunter befindlichen Komprimierungselement 110 und der darüber befindlichen Klemmbacke 116 befindet. Der Klemmbügel 118 ist ebenfalls dem Schlitten 106 zugeordnet und dort gelenkig gelagert, und zwar mit einer Schwenkachse 121 (vgl. Fig. 9D), die senkrecht zur Verschieberichtung 108 des Schlittens 106 sowie auch senkrecht zu den Artikellängsachsen 94 orientiert ist, womit die Schwenkachse 121 bei über einer aufrecht auf einer horizontalen Unterlage stehender Artikelgruppierung 20 und darüber positioniertem Applikationskopf 34 in etwa horizontal verläuft, ebenso wie die senkrecht hierzu orientierten Verschieberichtungen 108.
Die Schwenkachse 121 des Klemmbügels 118 ist gegenüber dem Schlitten 106 nicht bewegbar, während die Klemmbacke 116 geringfügig in horizontaler Richtung bzw. entlang der Verschieberichtung 108 verschiebbar ist, wodurch sich in Zusammenwirkung eine Klemmbarkeit für den Umreifungsring 28 realisieren lässt, wenn dieser in Applikationsrichtung 114 über die hierfür bereitstehende Artikelgruppierung 20 gezogen werden soll, d.h. normalerweise in einer Applikationsrichtung 114 von oben nach unten.
Auch der Klemmbügel 118 besitzt an einer zur Außenseite des Umreifungsringes 28 weisenden Vorderseite eine vergleichbare halbrundartige Krümmung, wie dies sowohl bei der Kontaktfläche 112 des Komprimierungselementes 110 als auch bei der Vorderseite der Klemmbacke 116 der Fall ist, d.h. auch die zu den Artikeln 14 der Artikelgruppierung 20 weisende Vorderseite des verschwenkbaren Klemmbügels 118 beschreibt ein Kreissegment von etwa 90°, wobei der Abstand der Vorderseite des Klemmbügels 118 zur zugehörigen Artikellängsachse 94 aufgrund der Zuordnung der Schwenkachse 121 zum Schlitten 106 in etwa dem Abstand der Kontaktfläche 112 des Komprimierungselementes 110 zur Artikellängsachse 94 entspricht (vgl. hierzu die Draufsicht der Fig. 9D). Lediglich in einer nach unten, in Richtung zum Komprimierungselement 110 geschwenkten Position entsteht eine geringfügige Abstandsdifferenz des hierbei teilweise in einer oberseitig am Komprimierungselement 110 vorgesehenen Aufnahmemulde 120 eintauchenden Klemmbügels 118, was in der perspektivischen Gesamtansicht der Fig. 9A sowie in der perspektivischen Detailansicht der Fig. 9C erkennbar ist.
Die perspektivische Ansicht der Fig. 9B lässt dagegen den nach oben in Richtung zur Klemmbacke 116 geschwenkten Klemmbügel 118 erkennen, der somit vom darunter angeordneten Komprimierungselement 110 distanziert ist und vollständig aus dessen Aufnahmemulde 120 herausgeschwenkt ist. Zudem ist hierbei die gegenüber dem Schlitten 106 und damit auch gegenüber dem Komprimierungselement 110 entlang der Verschieberichtung 108 bewegliche Klemmbacke 116 zurückgezogen, so dass in paralleler Richtung zur Verschieberichtung 108 ein Abstand von einigen Millimetern zwischen Klemmbacke 116 und Klemmbügel 118 gebildet ist.
In seinem Querschnitt ist der Klemmbügel 118 nicht konstant gestaltet, sondern an seiner zur Klemmbacke 116 weisenden Rückseite 122 gestuft und an die Klemmbacke 116 anlegbar, ohne dass dadurch deren konkav gekrümmte Vorderseite vom dort angelegten Klemmbügel 118 vollständig abgedeckt wäre. Hierdurch ist der rückseitig gestufte Klemmbügel 118 in seiner nach oben geschwenkter Lage und bei zur gestuften Rückseite 122 des Klemmbügels 118 an ihren vorderen Anschlag verschobener Klemmbacke 116 sehr eng an diese gelegt, was ein Einklemmen des Umreifungsringes 28 zwischen der gestuften Rückseite 122 des Klemmbügels 118 und der daran anliegenden Vorderseite der Klemmbacke 116 ermöglicht, wie es in den Figuren 10A ff. gezeigt ist.
Wie zuvor schon beschrieben, können die im Applikationskopf 34 als Ecksegmente 90 angeordneten Klemmeinrichtung 102 einen Umreifungsring 28 vom Spannrahmen 98 (vgl. Fig. 8) übernehmen, wenn und sobald dessen Spannbacken 100 den Umreifungsring 28 freigeben und die vier Klemmeinrichtungen 102 (vgl. Fig. 9A) den Umreifungsring 28 mittels ihrer jeweils zusammenwirkenden Klemmbacken 116 und Klemmbügel 118 erfassen und festklemmen (vgl. Fig. 12A), so dass der Umreifungsring 28 unter zusätzlichem Einsatz des Komprimierungselementes 110 von oben in Applikationsrichtung 114 über die bereitstehende Artikelgruppierung 20 gezogen werden kann ( vgl. Figuren 12B und 12C). Abschließend können die Klemmeinrichtungen 102 wieder vom Umreifungsring 28 gelöst werden (vgl. Figuren 13A und 13B), bevor der Applikationskopf 34 sich vom fertiggestellten Umreifungsgebinde 36 lösen und weitere Artikelgruppierungen 20 in derselben Weise mit Umreifungen 14 ausstatten kann.
Diese einzelnen Applikationsschritte sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 9C bis 13B erläutert werden.
So zeigen die Figuren 9C und 9D jeweils eine Klemmeinrichtung 102, die an einem Eckbereich eines Umreifungsringes 28 so positioniert ist, dass eine Unterkante der Klemmbacke 116 ungefähr mit einer Unterkante des Umreifungsringes 28 abschließt, so dass sich sowohl der nach unten in die Aufnahmemulde 120 des Komprimierungselementes 110 abgesenkte Klemmbügel 118 als auch das Komprimierungselement 110 unterhalb des Niveaus des Umreifungsringes 28 und damit unterhalb seiner Unterkante befinden. Da sowohl der nach unten in die Aufnahmemulde 120 des Komprimierungselementes 110 abgesenkte Klemmbügel 118 als auch das Komprimierungselement 110 in den Umfang des Umreifungsringes 28 hineinragen, wie es die Draufsicht der Fig. 9D erkennen lässt, sorgt eine solche Positionierung dafür, dass sich der Umreifungsring 28 durch das Verschwenken des Klemmbügels 118 präzise zwischen der gestuften Rückseite 122 des Klemmbügels 118 und der am Umreifungsring 28 anliegenden Vorderseite der Klemmbacke 116 fixieren und festklemmen lässt.
Während die Gesamtdarstellung der Fig. 9A sowie die Detailansicht der Fig. 9B eine Positionierung des Schlittens 106 zeigen, bei dem sowohl die Klemmbacke 116 als auch das Komprimierungselement 110 die weitestmögliche Entfernung vom Umreifungsring 28 aufweisen, zeigen die Ansichten der Figuren 9C und 9D ein in Verschieberichtung 108 zum Umreifungsring 28 zugestelltes Komprimierungselement 110, während aber die Klemmbacke 116 nicht aus dem Schlitten 106 herausgefahren ist und weiterhin den in Fig. 9D erkennbaren Abstand zum Umreifungsring 28 aufweist.
Diese Verschiebung des Schlittens 106 in Verschieberichtung 108 gegenüber der Verankerung 104 am Applikationskopf 34 (nicht gezeigt) sowie der Klemmbacke 116 in Verschieberichtung 108 gegenüber dem Schlitten 106 mit dem daran verankerten Komprimierungselement 110 kann bspw. mittels eines Linearantriebes 124 oder zweier gekoppelter und insbesondere in Fluchtung befindlicher Linearantriebe 124 durchgeführt werden, die sich an einer Seite des Schlittens 106 befinden und den Schlitten 106 um wenige Millimeter in Verschieberichtung 108 bewegen können.
Gemäß Figuren 9C und 9D kann der mindestens eine Linearantrieb 124 vollständig ausgefahren sein, wodurch die Positionierung des Komprimierungselements 110 sowie der Klemmbacke 116 ausgelöst sein kann. Weiterhin kann ein Schwenkantrieb 126 für das Hinunterschwenken des Klemmbügels 118 in die abgesenkte Position sorgen, bei der er teilweise in die Aufnahmemulde 120 an der Oberseite des Komprimierungselementes 110 eintaucht.
Der mindestens eine Linearantrieb 124, der für die Verschiebung des Schlittens 106 in Verschieberichtung 108 verantwortlich ist, kann wahlweise durch einen kompakten Pneumatikzylinder gebildet sein. Sofern zwei solcher Linearantriebe vorhanden sind, können diese beiden Linearantriebe 124, die für die Verschiebung des Schlittens 106 in Verschieberichtung 108 und/oder für die Relativverschiebung der Klemmbacke in Verschieberichtung 108 verantwortlich sind, bspw. durch kompakte Pneumatikzylinder gebildet sein, wie dies durch die Figuren 9A bis 13B veranschaulicht ist. Zudem kann auch der Schwenkantrieb 126 für die Verschwenkung des Klemmbügels 118 durch einen solchen kompakten Pneumatikzylinder gebildet sein. Ebenso denkbar sind elektromotorische Linearantriebe oder Hydraulikzylinder, die für den beschriebenen Zweck eingesetzt werden können.
Gemäß Fig. 10A kann durch Kompression des Schwenkantriebes 126, der über einen Kipphebel 128 auf den Klemmbügel 118 wirkt und diesen um die Schwenkachse 121 nach oben verschwenkt, der Umreifungsring 28 in der gezeigten Weise an seiner Unterkante zwischen der außenseitig am Eckbereich des Umreifungsringes 28 anliegenden Klemmbacke 116 und der gestuften Rückseite 122 des schwenkbaren Klemmbügels 118 festgeklemmt werden. Hierzu untergreift der Klemmbügel 118 den Umreifungsring 28 von seiner Innenseite, so dass seine Unterkante auf dem horizontalen Abschnitt der gestuften Rückseite 122 des Klemmbügels anliegt.
Die Draufsicht der Fig. 10C sowie die perspektivische Detailansicht der Fig. 11A lassen hierbei erkennen, dass die Klemmbacke 116 gegenüber dem Schlitten 106 in Verschieberichtung 108 auf den Umreifungsring 28 zugestellt ist, was im Vergleich zur Draufsicht der Fig. 9D die relative Lage der Klemmbacke 116 gegenüber dem Komprimierungselement 110 und damit die Klemmung des Umreifungsringes 28 verdeutlicht. Einer der beiden Linearantriebe 124 ist hierbei um einen definierten Betrag eingezogen bzw. eingefahren, was für die gewünschte Verschiebung der Klemmbacke 116 gegenüber dem Schlitten 106 sorgen kann.
Die perspektivischen Ansichten der Figuren 10B und 11 B lassen eine L-förmige Klinke 130 erkennen, die mit einem Schenkel zweifach am Schlitten 106 sowie an einer Aufhängung der relativ zum Schlitten 106 verschiebbaren Klemmbacke 116 gelagert ist und deren L-förmig abgewinkelter anderer Schenkel gegen einen mechanischen Anschlag 132 bewegbar ist, wenn der Klemmbügel 118 unterseitig gegen die Klemmbacke 116 gedrückt ist (vgl. Fig. 11 B) und/oder wenn das Komprimierungselement 110 unter leichter Kompression des Linearantriebs 124 von der Behältermantelfläche zurückgezogen ist. Auf diese mechanische Verriegelung, gebildet durch die mit dem Anschlag 132 zusammenwirkenden Klinke 130, könnte zwar prinzipiell auch verzichtet werden, doch sorgen diese unterstützenden Einrichtungen im Zusammenhang mit den typischerweise verwendeten pneumatischen Stellantrieben 124 und 126 für eine definierte Endlage des verschwenkbaren Klemmbügels 118 und erfordern daher keine zusätzlichen Sicherungsmaßnahmen in den Antrieben 124 und/oder 126 selbst.
Die schematische und perspektivische Ansicht der Fig. 12A verdeutlicht weiterhin die Positionierung eines hier nicht näher dargestellten, aber durch eine entsprechende Bezugsziffer symbolisch bezeichneten Applikationskopfes 34, der mit vier Ecksegmenten 90 ausgestattet ist, die jeweils durch Klemmeinrichtungen 102 gebildet sind, wie sie beispielhaft in den Figuren 9A bis 11 B gezeigt und oben beschrieben sind. Die insgesamt vier Klemmeinrichtungen 102 halten eine Umreifung 14, gebildet durch einen relativ breiten Umreifungsring 28 aus Papier, Karton oder Kunststofffolie. Die Klemmung des geschlossenen und gemäß obiger Beschreibung vorkonfektionierten Umreifungsringes 28 an seinen vier abgerundeten Eckbereichen kann insbesondere auf die oben beschriebene Weise erfolgen, wie es anhand der Figuren 10A bis 11B verdeutlicht wurde.
Der Umreifungsring 28 ist so dimensioniert, dass er über die beispielhaft dargestellte Artikelgruppierung 20 mit den insgesamt sechs Artikeln 16 bzw. Getränkebehältern 22, die in einer 3x2-Rechteckanordnung gruppiert sind, gezogen werden kann, und zwar in der dargestellten Applikationsrichtung, die von oben senkrecht nach unten weist.
Die schematische und perspektivische Ansicht der Fig. 12B und die schematische Seitenansicht der Fig. 12C verdeutlichen den fertig positionierten Umreifungsring 28, der über die Mantelflächen der Behälter 22 in Applikationsrichtung 114 nach unten gezogen wurde. Um den straffen Sitz des hierbei um die zusammengehaltenen Behälter 22 gespannten Umreifungsringes 28 zu ermöglichen, wurden die eckseitigen Behälter 22 mittels des Komprimierungselementes 110 zusammengedrückt, wie dies anhand der Detaildarstellungen der Figuren 10A bis 11 B verdeutlicht wurde. Da die Behälter 22 mit komprimierbaren Wänden ausgestattet sind, wie dies bspw. bei relativ dünnwandigen PET-Kunststoffbehältern der Fall ist, lassen sie sich mittels der Komprimierungselemente 110 der Klemmeinrichtungen 102 um wenige Millimeter komprimieren, während die Umreifung 14 über die Artikelgruppierung 20 gezogen wird.
Die Fig. 12B und die Fig. 12C verdeutlichen den fertigen Montagezustand des Umreifungsringes 28, wodurch ein Umreifungsgebinde 36 ausgebildet wurde. Hierbei sind die Klemmeinrichtungen 102 der Ecksegmente 90 jedoch noch nicht deaktiviert und klemmen den Umreifungsring 28 nach wie vor in der Weise, wie es für seine Montage notwendig war. Die perspektivische Detailansicht der Fig. 13A verdeutlicht, wie die Klemmeinrichtungen 102 vom Umreifungsring 28 gelöst werden. Hierzu werden jeweils die auf die damit gekoppelten Kipphebel 128 wirkenden Schwenkantriebe 126 aktiviert und ausgefahren, wodurch die Klemmbügel 128 nach unten verschwenkt und teilweise in die jeweiligen Aufnahmemulden 120 an den Oberseiten der Komprimierungselemente 110 hineingesenkt werden. Wenn zudem die Klemmbacken 116 entlang der Verschieberichtungen 108 von dem Umreifungsring 28 zurückgezogen werden, wird dieser nicht mehr von den Klemmeinrichtungen 102 kontaktiert und ist damit freigegeben.
Abschließend können die Linearantriebe 124 vollständig eingezogen werden, was zur Distanzierung der Komprimierungselemente 110 von den eckseitig am Umreifungsgebinde 36 angeordneten Behältern 22 führt. Dieser Endzustand bei deaktivierten Klemmeinrichtungen 102 des Applikationskopfes 34 ist in der schematischen Draufsicht der Fig. 13B verdeutlicht.
Die Figuren 14A bis 14D zeigen in verschiedenen schematischen Ansichten eine alternative Ausführungsvariante eines Applikationskopfes 34 zur Ausstattung von Artikelgruppierungen 20 mit vorbereiteten Umreifungsbändern 28. Wie es die schematische Perspektivansicht der Fig. 14A erkennen lässt, sind an einem flachen Halterahmen 134 des Applikationskopfes 34 insgesamt vier Klemmeinrichtungen 102, welche im Wesentlichen die oben erwähnten Ecksegmente 90 bilden, jeweils so positioniert, dass sie die Umreifung 14, gebildet durch den auf dem Spannrahmen 98 (vgl. Fig. 8) aufgespannten Umreifungsring 28, von diesem ergreifen können. Dies erfolgt in gleicher Weise wie bereits oben beschrieben, indem sie den Umreifungsring 28 an den Unterkanten seiner gerundeten Eckbereiche ergreifen.
Der Halterahmen 134 weist ein unteres flaches Rahmenblech 136 auf, dessen Oberseite die insgesamt vier Klemmeinrichtungen 102 in der in Fig. 14A gezeigten Weise aufnimmt. Ein ausgesparter Innenbereich 138 ist ausreichend groß bemessen, um den Halterahmen 134 von oben über eine bereitstehende Artikelgruppierung 28 bewegen zu können, bis die Klemmeinrichtungen 102 in der jeweils richtigen Höhe positioniert sind. Säulenartige Verbindungsstreben 140 verlaufen in vertikale Richtung und verbinden das Rahmenblech 136 mit einem darüber angeordneten oberen Flanschblech 142, das kleiner dimensioniert ist als das daran mittels der Verbindungsstreben 140 aufgehängte Rahmenblech 136. - M -
Das obere Flanschblech 142 kann insbesondere einen Anschluss und eine Aufhängung an einem Parallelkinematik-Roboter 46 ermöglichen, wie dieser beispielhaft in Fig. 3 gezeigt ist. Vorzugsweise lässt sich das Flanschblech 142 mit einem beweglichen Werkzeugkopf eines Parallelkinematik-Roboters 46 verbinden, insbesondere mittels hier nicht näher gezeigter Verschraubungen.
Die Funktionalitäten und die Wirkungsweise der zusammenwirkenden Baugruppen der synchron arbeitenden Klemmeinrichtungen 102 aller vier Ecksegmente 90 im Zusammenhang mit der Fixierung und Applikation eines Umreifungsringes 28 wurden bereits oben beschrieben. Der Applikationskopf gemäß Fig. 14A unterscheidet sich in seiner Wirkungsweise und Funktion grundsätzlich nicht von der bereits oben beschriebenen ersten Ausführungsvariante (vgl. Figuren 9A ff.). So umfasst jede der in den Figuren 14B und 14C im Detail erkennbaren Klemmeinrichtungen 102 eine Verankerung 104 auf dem Rahmenblech 136 des Applikationskopfes 34, wodurch die Lage jeder einzelnen Klemmeinrichtung 102 im Applikationskopf 34 festgelegt ist. Die Verankerungen 104 werden im gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Reihe von Verschraubungen gebildet, mit denen die Klemmeinrichtungen 102 auf dem Rahmenblech 136 festgelegt sind.
Die exakte Positionierung richtet sich nach den Erfordernissen, insbesondere des Außenumfangs der jeweils zu umreifenden Artikelgruppierung 20. Die Positionierungen der Verankerungen 104 definieren die Bewegungs- und Verschiebungsräume der beweglichen Komponenten jeder der Klemmeinrichtungen 102. Der Umreifungsring 28 kann in seinen vier abgerundeten Eckbereichen von zwei zusammenwirkenden Komponenten der Klemmeinrichtung 102 ergriffen und gehalten werden, während er auf die Artikelgruppierung 20 appliziert und von oben her über die Artikelgruppierung 20 gezogen wird.
Der gegenüber der Verankerung 104 bewegliche Schlitten 106 trägt die zusammenwirkenden und für die gewünschte Funktionalität der Klemmeinrichtung 102 erforderlichen Komponenten. Die Verschieberichtung der beweglichen Schlitten 106 der Klemmeinrichtung 102 ist in den Figuren 14B und 14C jeweils durch Doppelpfeile verdeutlicht und mit den Bezugsziffern 108 bezeichnet. Die Verschieberichtungen 108 weisen jeweils in senkrechte Richtung auf die Außenseite des in den Eckbereichen um 90° gerundeten Umreifungsringes 28, der dort exakt den Konturen der Außenmantelflächen der dort jeweils befindlichen Artikel 16 oder Behälter 22 folgt, die im hier gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel jeweils zylindrische Außenmantelflächen aufweisen.
Zur besseren Verdeutlichung der Positionierung der Klemmeinrichtungen 102 gegenüber den Artikeln 16 oder Behältern 22 sind deren Umrisse im Bereich ihrer zylindrischen Mantelflächen in den Figuren 14B und 14C jeweils durch Kreislinien mit darauf verweisenden Bezugsziffern 16 und 22 gekennzeichnet.
An der zur Außenseite des Umreifungsringes 28 weisenden Vorderseite ist der bewegliche Schlitten 106 mit dem Komprimierungselement 110 ausgestattet, das bedarfsweise während des Applizierens des Umreifungsringes 28 an der Artikelgruppierung 20 für die Komprimierung der an den Ecksegmenten 90 befindlichen Artikel 16 oder Behälter 22 sorgt. Das in den Figuren 14B und 14C gezeigte Komprimierungselement 110 umfasst zwei drehbare Walzen 144, die an einem Halter 146 (nur in Fig. 14B erkennbar) in einer Weise gelagert sind, dass sich ihre Drehachsen 148 in einem Winkel von etwa 90° im Bereich des Halters 146 treffen. Außerdem sind die Drehachsen 148 senkrecht zur Längsmittelachse des zu kontaktierenden Behälters 22 ausgerichtet, wie dies in den Figuren 14C und 14D deutlich erkennbar ist.
Die drehbaren Walzen 144 jeder Klemmeinrichtung 102 weisen jeweils äußere Mantelflächen 150 mit Konturen auf, die einem einschaligen Rotationshyperboloid entsprechen, wobei die Einschnürungen im mittleren Bereich mit ihrem kleineren Durchmesser sowie die sich in Richtung der Drehachse 148 beidseitig daran anschließenden äußeren Bereiche größeren Durchmessers insgesamt so konturiert sind, dass die Mantelflächen 150 annähernd bündig an der zylindrischen Außenmantelfläche des zugeordneten Behälters 22 anliegen und dort unter definierter Zustellung (Verschieberichtung 108) rotierend abwälzen können, wenn der Applikationskopf 34 mit dem in den vier Klemmeinrichtungen 102 gehaltenen Umreifungsband 28 in Applikationsrichtung 114 (vgl. Fig. 12A sowie Fig. 14D) über die mittels der Walzen 144 leicht komprimierten Behälter 22 der Gruppierung 20 gezogen wird.
Die Konturen der Stirnflächen der Walzen 144 sind für ihre Funktion ohne weiteren Belang. Sinnvollerweise können die Mantelflächen 150 in ihren äußeren Bereichen, wo sie den größten Durchmesser aufweisen, in Richtung zu den Stirnflächen jeweils mit einem Rundungsradius 152 versehen sein, um eine scharfkantige Kontaktierung der Behältermantelflächen an diesen Bereichen zu vermeiden. Die jeweils an den Übergängen der als einschalige Rotationshyperboloide ausgebildeten Mantelflächen 150 der Walzen 144 zu den Stirnseiten ausgeformten Rundungsradien 152 können eine gleichmäßige Druckverteilung bei der Komprimierung der Behältermantelflächen gewährleisten, wenn die beweglichen Schlitten 106 jeweils in ihren Verschieberichtungen 108 gegen die eckseitig kontaktierten Mantelflächen der dort stehenden Behälter 22 zugestellt und der gesamte Applikationskopf 34 dabei - unter gleichzeitiger Anbringung des jeweiligen Umreifungsbandes 28 - in Applikationsrichtung 114 senkrecht nach unten abgesenkt und das Umreifungsband 28 dabei über die Artikelgruppierung 20 gezogen wird.
Durch die beschriebene Formgebung der Mantelflächen 150 der insgesamt acht drehbaren Walzen 144 der vier Komprimierungselemente 110 sowie durch deren freie Drehbarkeit um ihre jeweiligen Drehachsen 148 lassen sich die Komprimierungsvorgänge beim Absenken des mit der Umreifung 14 ausgestatteten Applikationskopfes 34 über die Artikelgruppierung 20 sanft und materialschonend ausgestalten. Die Applikationsrichtung 114 weist in Fig. 14D senkrecht nach unten (vgl. hierzu auch Figuren 9B und 12A), d.h. in paralleler Richtung zu den hier nicht gezeigten Artikellängsachsen 94 (vgl. hierzu Figuren 9C und 9D) und damit senkrecht zu den Verschieberichtungen 108 der beweglichen Schlitten 106 der Klemmeinrichtungen 102.
Die in Applikationsrichtung 114 auf den Außenmantelflächen der Behälter 22 abwälzenden und die Behälter 22 dabei komprimierenden Mantelflächen 150 der die Komprimierungselemente 110 bildenden Paare von Walzen 144 können gemäß Figuren 14A bis 14D jeweils ein zwischen den Walzen 144 unterbrochenes Kreissegment von etwas mehr als 90°, insbesondere von ca. 100°, bezogen auf die entsprechende Querebene zur zugehörigen Artikellängsachse 94 (vgl. Fig. 9C und Fig. 9D) überstreichen. Das Kreissegment beschreibt normalerweise keinen wesentlich größeren Winkel als ca. 90° bis 100°, da ansonsten die endseitigen Bereiche der jeweils durch die paarweise angeordneten Walzen 144 gebildeten Komprimierungselemente 110 den betreffenden Behälter 22 im Bereich eines größeren Umfangs als 90° komprimieren würden, was für die Applikation der Umreifung 14 jedoch nicht erforderlich oder sinnvoll wäre, insbesondere im Zusammenhang mit der Anbringung der jeweiligen Umreifung 14.
Allerdings sollte der Winkel des Kreissegments, über das sich die Komprimierungselemente 110 erstrecken, nicht wesentlich kleiner sein als die hier gezeigten ungefähr 90° bis 100°, da ansonsten der Komprimierungsvorgang, dem die Behälter 22 unterzogen werden, nicht so vollständig und umfassend wäre, wie es für die störungsfreie Applikation der Umreifung 14 sinnvoll ist. Bei einem typischen Behälterdurchmesser an seiner zu komprimierenden Mantelfläche der in der Artikelgruppierung 20 zusammengefassten gleichartigen Behälter 22 von normalerweise mindestens 50mm und oftmals bis zu 80 oder 90mm können die Walzen 144 eine sinnvolle Länge entlang ihrer Drehachsen 148 von etwa 35% bis 70% dieses Durchmessermaßes der Behälter 22 aufweisen, insbesondere etwa 40% bis 60%, wobei die effektive Länge der die Behältermantelflächen kontaktierenden Mantelflächen 150 der Walzen 144 normalerweise etwas weniger als 50% des Behälterdurchmessers betragen sollte. D.h. bei einem typischen Durchmesser eines Behälters 22 an seiner zylindrischen Mantelfläche von ca. 70mm kann die effektive Länge der die Behältermantelflächen kontaktierenden Mantelfläche 150 einer Walze 144 in einer Größenordnung von etwa 30mm liegen.
Außerdem können die Walzen 144 bei den genannten Maßen der Behälter 22 einen sinnvollen Durchmesser im eingeschnürten mittigen Bereich der als einschaliger Rotationshyperboloid ausgeformten Mantelfläche 150 von etwa 15% bis 25% dieses Durchmessermaßes des Behälters 22 aufweisen, insbesondere etwa 20%. Entsprechend können die Walzen 144 an den äußeren Bereichen ihrer Mantelfläche 150, in Nähe der stirnseitigen Rundungsradien 152, jeweils einen sinnvollen Durchmesser von etwa 25% bis 40%, insbesondere etwa 30% bis 35% des Behälterdurchmessers aufweisen. D.h. bei einem typischen Durchmesser eines Behälters 22 an seiner zylindrischen Mantelfläche von ca. 70mm kann der Durchmesser der die Behältermantelflächen kontaktierenden Mantelflächen 150 der Walzen 144 in einer Größenordnung von etwa 15mm (mittig) bzw. etwas mehr als 20mm (außenseitig) liegen.
Als Material für die Walzen 144 kann bspw. ein nicht komprimierbarer oder nur schwach elastischer Kunststoff gewählt werden. Eine zu hohe Elastizität der Walzen 144 würde die exakte Vorgabe der Komprimierung der Behälter 22 erschweren und die Reproduzierbarkeit der Komprimierungsvorgänge in Frage stellen, so dass die Walzen 144 tendenziell eine starre und nahezu unnachgiebige Walzenoberfläche aufweisen sollten.
Die Walzen 144 sind grundsätzlich um ihre jeweiligen Drehachsen 148 frei drehbar, um beim Absenken des Applikationskopfes 34 in Applikationsrichtung 114 bei gleichzeitig zugestellten Schlitten 106 der Klemmeinrichtungen 102 und damit aktivierten Komprimierungselementen 110 ungehindert und möglichst widerstandsarm auf den Mantelflächen der kontaktierten Artikel 16 oder Behälter 22 abwälzen zu können. Wahlweise können die Walzen 144 jeweils zweigeteilt oder auch mehrteilig ausgebildet sein, wobei sich die beidseitig zu einer quer zu den jeweiligen Drehachsen 148 orientierten Schnittebene befindlichen Hälften vorzugsweise unabhängig voneinander drehen können.
Neben der gezeigten Anordnung, bei der jedes der als Teil der Klemmeinrichtungen 102 fungierenden Komprimierungselemente 110 durch ein Paar von drehbaren Walzen 144 gebildet ist, deren Drehachsen 148 insbesondere in einem Winkel von ca. 90° zueinander und in derselben Ebene angeordnet sind, welche Ebene senkrecht zur nach unten weisenden Applikationsrichtung 114 des über eine zu umreifende Artikelgruppierung 20 bewegten Applikationskopfes 34 liegt, sind auch andere Konfigurationen denkbar und praktisch anwendbar.
Solche Konfigurationen können etwa mehrere drehbare Rollen oder Walzen je Komprimierungselement 110 umfassen, deren innerhalb einer zur Applikationsrichtung 114 senkrechten Ebene liegende Drehachsen winkelig zueinander ausgerichtet sein können, so dass im Wesentlichen eine vergleichbare Wirkungsweise resultiert, wie sie sich in den Figuren 14A bis 14D verdeutlicht findet.
In diesem Zusammenhang soll nicht unerwähnt bleiben, dass die gezeigte Formgebung der Walzen 144, deren Mantelflächen 150 einem einschaligen, d.h. ungeteilten Rotationshyperboloid entsprechen bzw. ähneln, keineswegs die einzig mögliche oder auch einzig sinnvolle Formgebung ist. Die auf den Behältermantelflächen abwälzenden Mantelflächen 150 der drehbaren Walzen 144 können auch zylindrisch oder tonnenförmig sein, insbesondere wenn mehr als zwei Walzen 144 je Komprimierungselement 110 zum Einsatz kommen sollen.
Im Wesentlichen wird mit einer Anordnung, wie sie durch die Walzenpaare gemäß Figuren 14A bis 14D oder durch eine jeweils größere Anzahl kleinerer Rollen oder Walzen gebildet ist, die Reibung beim Komprimieren der Behälter 22 deutlich reduziert. Zudem haben die durch die Walzen 144 oder Rollen gebildeten Wälzkörper den Vorteil, dass sie ohne schleifende oder reibende Effekte auf den Behältermantelflächen abwälzen können, wodurch sich die Gefahr von Beschädigungen oder optischen Beeinträchtigungen der Behälter 22 in Form von störenden Schleifspuren oder gar von Etikettenbeschädigungen weitgehend vermeiden lassen.
Die jeweils oberhalb der Komprimierungselemente 110 und beabstandet zu diesen angeordneten Klemmbacken 116 unterscheiden sich in ihren Dimensionierungen, Ausgestaltungen und in ihrer jeweiligen Wirkungsweise nicht von den Klemmbacken 116 der in den Figuren 9A bis 13B gezeigten ersten Ausführungsvariante der Klemmeinrichtungen 102, so dass auf die nochmalige Beschreibung an dieser Stelle verzichtet und hierzu auf die obigen Ausführungen verwiesen werden kann.
Wie zuvor schon beschrieben, können die im Applikationskopf 34 als Ecksegmente 90 angeordneten Klemmeinrichtung 102 einen Umreifungsring 28 vom Spannrahmen 98 (vgl. Fig. 8) übernehmen, wenn und sobald dessen Spannbacken 100 den Umreifungsring 28 freigeben und die vier Klemmeinrichtungen 102 (vgl. Fig. 14A und Fig. 14D) den Umreifungsring 28 mittels ihrer jeweils zusammenwirkenden Klemmbacken 116 und Klemmbügel 118 erfassen und festklemmen (vgl. Fig. 14D), so dass der Umreifungsring 28 unter zusätzlichem Einsatz der durch die paarweise in jeder Klemmeinrichtung 102 angeordneten und drehbar gelagerten Walzen 144 gebildeten Komprimierungselemente 110 von oben in Applikationsrichtung 114 über die bereitstehende Artikelgruppierung 20 gezogen werden kann. Von dieser Artikelgruppierung 20 ist in Fig. 14D lediglich ein Behälter 22 gezeigt, während die fünf anderen Behälter 22 in der zeichnerischen Darstellung weggelassen wurden.
Abschließend können die Klemmeinrichtungen 102 wieder vom Umreifungsring 28 gelöst werden, was anhand der ersten Ausführungsvariante der Klemmeinrichtungen 102 mit den schleifend entlang der Behältermantelflächen geführten Komprimierungselementen 110 in den Figuren 13A und 13B gezeigt ist, bevor der Applikationskopf 34 sich vom fertiggestellten Umreifungsgebinde 36 lösen und weitere Artikelgruppierungen 20 in derselben Weise mit Umreifungen 14 ausstatten kann. Diese einzelnen Applikationsschritte wurden oben bereits unter Bezugnahme auf die Figuren 9C bis 13B im Detail erläutert, so dass auf die entsprechenden Beschreibungspassagen verwiesen werden kann.
Die in den Figuren 14A bis 14D gezeigte zweite Ausführungsvariante der Klemmeinrichtungen 102 mit den die Komprimierungselemente 110 bildenden rotierenden Walzen 144, die während der Absenkung des Applikationskopfes 34 schonend auf den Behältermantelflächen abwälzen können, unterscheidet sich bis auf die andere Wirkungsweise dieser Komprimierungselemente 110 in ihrer Funktions- und Wirkungsweise nicht von der oben beschriebenen ersten Ausführungsvariante, so dass auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen wird. Dies gilt gleichermaßen für die Ausgestaltung und Dimensionierung des zu verwendenden Umreifungsringes 28. Nachfolgend soll anhand der schematischen und perspektivischen Detailansichten der Figuren 15A, 15B und 15C die genaue Wirkungsweise der bereits anhand der Figuren 10B und 11 B beschriebenen L-förmigen Klinke 130 beim Verriegeln des vom Schwenkantrieb 126 betätigten Kipphebels 128 im Zusammenhang mit der Fixierung und Festklemmung des in der Klemmeinrichtung 102 gehaltenen und dort fixierten Umreifungsringes 28 näher betrachtet werden. Mit Hilfe dieser Klinke 130 soll unter allen auftretenden Umständen verhindert werden, dass sich der Umreifungsring 28 beim Überstreifen über die hierfür vorbereitete Artikelgruppierung 20 von der Klemmeinrichtung 102 lösen und aus der Fixierung zwischen der Klemmbacke 116 und dem schwenkbaren Klemmbügel 118 herausrutschen kann, während die Umreifung 14 an der Gruppierung 20 appliziert wird.
Die Verriegelungsfunktionen werden anhand der ersten Ausführungsvariante der Klemmeinrichtung 102 beschrieben (Figuren 9A bis 13B), sind jedoch bei der zweiten Ausführungsvariante (Figuren 14A bis 14D) ebenso und in derselben Ausgestaltung und Wirkungsweise vorhanden. Die Komprimierungselemente 110 unterscheiden sich zwar bei den beiden Ausführungsvarianten, nicht jedoch die seitlichen Verriegelungen, bei denen der Linearantrieb 124, der Schwenkantrieb 126, der Kipphebel 128, und die in den mechanischen Anschlag 132 eingreifende L-förmige Klinke 130 Zusammenwirken.
Die schematische Detailansicht der Fig. 15A zeigt zunächst die sich für die Übernahme eines Umreifungsringes 28 in Bereitschaft befindliche Klemmeinrichtung 102, die am unteren Eckbereich einer zu ergreifenden Umreifung 14 ansetzt und den Umreifungsring 28 im Bereich seiner unteren Kante durch flächige Anlage der entsprechend konkav konturierten Klemmbacke 116 kontaktiert. Während der Annäherung der Klemmbacke 116 an die Außenseite der Umreifung, die durch Zustellung des beweglichen Schlittens 106 erfolgt, ist die Umreifung 14 noch im Spannrahmen 98 zwischen den Spannbacken 100 fixiert (vgl. Fig. 8). Die Fig. 15A zeigt somit die bereits in der Fig. 9A in Gesamtansicht gezeigte Situation anhand der in Detailansicht herausgehobenen Klemmeinrichtung 102.
Die beschriebene Annäherung in Verschieberichtung 108 ist durch die beiden in Fig. 15A nach links weisenden Richtungspfeile kenntlich gemacht, nämlich einen Richtungspfeil am Schlitten 106 sowie einen parallelen und gleichgerichteten Pfeil an der Klemmbacke 116. Wie dies oben bereits beschrieben wurde, erfolgt die Verschiebung des Schlittens 106 sowie die Relativverschiebung der Klemmbacke 116 gegenüber dem Schlitten 106 durch entsprechende Aktivierung der Linearantriebe 124. Die Verschieberichtung 108 ist grundsätzlich senkrecht zur eingezeichneten Artikellängsachse 94 orientiert.
Sobald die Klemmbacke 116 vollständig und vollflächig am Umreifungsring 28 anliegt und der zunächst noch geöffnete und nach unten geschwenkte Klemmbügel 118 aktiviert und nach oben geschwenkt ist (vgl. Fig. 15C), können die Spannbacken 100 gegeneinander und nach innen gezogen werden (vgl. Fig. 8), wodurch die Umreifung 14 aus dem Spannrahmen 98 entnommen und dieser vom Umreifungsring 28 getrennt werden kann.
Hierbei zeigen die Figuren 15A und 15B jeweils die Klemmeinrichtung 102, die an einem Eckbereich des zu fixierenden Umreifungsringes 28 so positioniert ist, dass eine Unterkante der Klemmbacke 116 ungefähr mit einer Unterkante des Umreifungsringes 28 abschließt, so dass sich sowohl der nach unten in die Aufnahmemulde 120 des Komprimierungselementes 110 abgesenkte Klemmbügel 118 als auch das Komprimierungselement 110 unterhalb des Niveaus des Umreifungsringes 28 und damit unterhalb seiner Unterkante befinden. Da sowohl der nach unten in die Aufnahmemulde 120 des Komprimierungselementes 110 abgesenkte Klemmbügel 118 als auch das Komprimierungselement 110 in den Umfang des Umreifungsringes 28 hineinragen, sorgt eine solche Positionierung dafür, dass sich der Umreifungsring 28 durch das Verschwenken des Klemmbügels 118 präzise zwischen der gestuften Rückseite 122 des Klemmbügels 118 und der am Umreifungsring 28 anliegenden Vorderseite der Klemmbacke 116 fixieren und festklemmen lässt.
Sobald der Linearantrieb 124 vollständig ausgefahren ist, wird das Komprimierungselement 110 sowie die Klemmbacke 116 positioniert. Weiterhin sorgt der in volle Länge ausgefahrene Schwenkantrieb 126 dafür, dass sich der Klemmbügel 118 in der gezeigten abgesenkten Position befindet, bei der er teilweise in die Aufnahmemulde 120 an der Oberseite des Komprimierungselementes 110 eintaucht.
Während bei der Darstellung der Fig. 15A der Schwenkantrieb 126 expandiert und in seine größte Länge gebracht ist, wodurch der mitsamt dem vom Schwenkantrieb 126 nach oben bewegtem Kipphebel 128 schwenkbare Klemmbügel 118 in Richtung der Aufnahmemulde 120 an der Oberseite der Klemmbacke 116 abgesenkt ist, verdeutlichen die Figuren 15B und 15C jeweils einen komprimierten Schwenkantrieb 126, so dass dort gezeigt ist, wie der schwenkbare Klemmbügel 118 aus der Aufnahmemulde 120 an der Oberseite der Klemmbacke 116 herausgehoben ist, um das Umreifungsband 28 an seiner unteren Kante zwischen Klemmbacke 116 und Klemmbügel 118 festzuklemmen, um es über die Artikelgruppierung 20 ziehen zu können.
Die beiden perspektivischen Detailansichten der Figuren 15B und 15C lassen jeweils unterschiedliche Schiebezustände des Komprimierungselements 110 erkennen, das in der Darstellung der Fig. 15B bei maximal expandiertem Linearantrieb 124 gegen die dort befindliche Behältermantelseite bewegt ist, um den betreffenden Behälter 22 solchermaßen um das gewünschte Maß zu komprimieren. Dieser Komprimierungsvorgang ist während der Absenkbewegung des Applikationskopfes 34 in Applikationsrichtung 114 erforderlich, um das zwischen Klemmbacke 116 und Klemmbügel 118 gehaltene Umreifungsband 28 problemlos mittels der Klemmeinrichtung 102 mitziehen und an der Artikelgruppierung 20 applizieren zu können.
Die oben bereits beschriebene L-förmige Klinke 130, die mit ihrem sich vertikal erstreckenden Schenkel zweifach am Schlitten 106 sowie an einer Aufhängung der relativ zum Schlitten 106 verschiebbaren Klemmbacke 116 gelagert ist und deren L-förmig abgewinkelter horizontaler Schenkel gegen einen mechanischen Anschlag 132 bewegbar ist, kann in Zusammenwirkung mit dem Anschlag 132 sowohl eine Endlage für das relativ zum Schlitten 106 verschiebbare Komprimierungselement 110 definieren als auch eine gewisse Verrastungsfunktion bewirken, sobald das Komprimierungselement 110 gegenüber der Klemmbacke 116 entgegen der Verschieberichtung 108 gemäß Fig. 15B in die entgegengesetzte Richtung gemäß Fig. 15C zurückgezogen wurde.
Der horizontale Schenkel 156 der L-förmigen Klinke 130 weist an seinem freien Ende einen abgerundeten Zapfen auf, der in einer Rastmulde 158 des Anschlags 132 einrasten kann, sobald das Komprimierungselement 110 gemäß Fig. 15C in Verschieberichtung 108 von der Behältermantelfläche wegbewegt und zurückgezogen wurde. Eine noch weitergehende Rückbewegung durch weitere Komprimierung des Linearantriebs 124 (vgl. Fig. 15A) ist aufgrund des in Fig. 15C erkennbaren Rastvorgangs zwischen dem endseitig am horizontalen Schenkel 156 befindlichen Zapfen und der diesen bündig aufnehmenden Rastmulde 158 nicht möglich, so dass damit die relative Endlage zwischen der Klemmbacke 116 und dem Komprimierungselement 110 definiert ist.
Die solchermaßen gebildete mechanische Verriegelung, gebildet durch die mit dem Anschlag 132 zusammenwirkende schwenkbare Klinke 130, sorgt somit für eine definierte Endlage des Komprimierungselements 110, was insbesondere im Zusammenhang mit den typischerweise verwendeten pneumatischen Stellantrieben 124 und 126 für deren Entlastung sowie für eine genaue Reproduzierbarkeit der Stellbewegungen sorgen kann.
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.
Bezuqszeichenliste
10 Verpackungsmaschine
12 Verpackungseinheit, Gebinde
14 Umreifung
16 Artikel
18 Einteilmodul, Gruppiermodul, Einteil- und/oder Gruppiermodul
20 Artikelgruppe, Artikelgruppierung
22 Behälter, Getränkebehälter, Flasche
24 Zuführbereich
26 Konfektionierungsmodul
28 Umreifungsring, Umreifungsband, geschlossener Umreifungsring
30 Applikationsmodul
32 Applikationsvorrichtung
34 Applikationskopf
36 Umreifungsgebinde
38 Zulaufmodul
40 kombiniertes Konfektionier-Applikationsmodul
42 Verpackungszuschnitt-Applikationsmodul
44 Umreifungsmodul
46 Tripod, Parallelkinematik-Roboter
48 Konfektionierungseinheit
50 Grundplatte, Basisplatte
52 Magazin
54 Schneideinrichtung
56 Fördereinheit
58 Weiche
60 Zuführung
62 Wickel- und Abschiebeeinheit
64 Klebeeinrichtung
66 Aufspann- und Bereitstelleinrichtung
68 Wickeltrommel
70 Klemmbacke
72 Abschieber
74 Linearmotor
76 Höhenverstellung Formatteil
Aufspann- und Bereitstelleinheit
Rotationsachse
Führung
Umreifungseinheit
Käfig, Rahmen
Ecksegment
Kompressionsschräge
Artikellängsachse, Behälterlängsachse
Käfigelement
Spannrahmen
Spannbacke
Klemmeinrichtung
Verankerung
Schlitten, beweglicher Schlitten
Verschieberichtung
Komprimierungselement
Kontaktfläche
Applikationsrichtung
Klemmbacke
Klemmbügel
Aufnahmemulde
Schwenkachse
Rückseite, gestufte Rückseite
Linearantrieb
Schwenkantrieb
Kipphebel
Klinke, L-förmige Klinke
Anschlag, mechanischer Anschlag
Halterahmen
Rahmenblech
Innenbereich
Verbindungsstreben
Verbindungsflansch, Flanschblech
Walze
Halter 48 Drehachse 50 Mantelfläche 52 Rundungsradius 54 vertikaler Schenkel 56 horizontaler Schenkel 58 Rastmulde
AP Abnahme- und Aufspannposition, erste Abnahme- und Aufspannposition
BP Bereitstellungsposition, zweite Bereitstellungsposition
TR Transportrichtung, Förderrichtung

Claims

Ansprüche
1. Applikationsvorrichtung (32) zur Herstellung von Verpackungseinheiten (12), die jeweils durch mindestens zwei gruppierte und durch mindestens ein Umreifungsband (28) zusammengehaltene Artikel (16) gebildet sind oder werden,
- wobei der Applikationsvorrichtung (32) ein Applikationskopf (34) mit einem Rahmen mit variabler Öffnungsweite sowie einem Bereich zum Einlegen mindestens eines geschlossenen Umreifungsbandes (28) zugeordnet ist,
- wobei der Applikationskopf (34) mit seinem Rahmen mitsamt dem mindestens einen darin fixierten Umreifungsband (28) die gruppierten Artikel (16) mantelseitig umfangen kann,
- wobei der Rahmen des Applikationskopfes (34) die gruppierten Artikel (16) an ihren Mantelseiten kontaktiert und zumindest geringfügig komprimiert,
- wobei das Umreifungsband (26) vom Rahmen des Applikationskopfes (34) unter Aufrechterhaltung der Komprimierung der gruppierten Artikel (16) freigebbar ist,
- und wobei der Rahmen (16) des Applikationskopfes (34) nach vorheriger Freigabe und Ablösen des mindestens einen Umreifungsbandes (28) von seiner fixierten Position innerhalb des Applikationskopfes (34) öffenbar ist.
2. Applikationsvorrichtung (32) nach Anspruch 1 , deren Rahmen mit Fixierungseinrichtungen für das Umreifungsband (28) ausgestattet ist, wobei die Fixierungseinrichtungen durch Klemmeinrichtungen (102) gebildet sind.
3. Applikationsvorrichtung (32) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Rahmen an seinem inneren Umfang eine konturierte Führung aufweist, die an Ecksegmenten (90) ausgeformt ist und/oder bei welcher die Innenkontur des Rahmens in Absenkrichtung auf die Artikelgruppierung (20) oder in Applikationsrichtung (114) des Applikationskopfes (34) abgeschrägt ist.
4. Applikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Rahmenteile des Applikationskopfes (34) mehrere zusammenwirkende Fixierungs- bzw. Klemmeinrichtungen (102) umfassen, die gemeinsam zur Kompression von mehreren Artikeln (16) der Artikelgruppierung (20) ansteuerbar sind.
5. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Fixierungs- bzw. Klemmeinrichtungen (102) des Applikationskopfes (34) das Umreifungsband (28) zumindest während seiner Applikation auf der Artikelgruppierung (20) klemmend halten können.
6. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Fixierungs- bzw. Klemmeinrichtungen (102) jeweils Ecksegmenten (90) zugeordnet sind, welche an gegenüberliegenden Ecken der Artikelgruppierung (20) zumindest bei oder während der Applikation des Umreifungsbandes (28) auf die Artikelgruppierung (20) komprimierend einwirken können.
7. Applikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der jede der Fixierungs- bzw. Klemmeinrichtungen (102) mit einem verstellbaren Komprimierungselement (110) ausgestattet ist, das zumindest während oder bei der Applikation an der Artikelgruppierung (20) mantelseitig auf den ihm zugeordneten Artikel (16) der Artikelgruppierung (20) einwirkt und diesen komprimiert.
8. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 7, bei dem die verstellbaren Komprimierungselemente (110) jeweils zu den Mantelflächen der Artikel (16) weisende Klemmbacken (116) mit Kontaktflächen (112) umfassen, deren Außenkonturen mit den Mantelflächen der Artikel (16) korrespondieren und dort beim Applizieren des Umreifungsbandes (28) an der Artikelgruppierung (20) parallel zu Artikellängsachsen (94) der Artikel (16) an deren Mantelflächen entlanggleiten, wobei und wodurch die kontaktierten Artikel (16) zumindest geringfügig komprimiert werden.
9. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 7, bei dem die verstellbaren Komprimierungselemente (110) jeweils zu den Mantelflächen der Artikel (16) weisende rotierbare Walzen (144) mit Kontaktflächen (112) umfassen, deren Außenkonturen mit den Mantelflächen der Artikel (16) korrespondieren und dort beim Applizieren des Umreifungsbandes (28) an der Artikelgruppierung (20) parallel zu Artikellängsachsen (94) der Artikel (16) an deren Mantelflächen rotierend abwälzen, wobei und wodurch die kontaktierten Artikel (16) zumindest geringfügig komprimiert werden.
10. Applikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, bei der die Kompressionsmittel und/oder die Fixierungs- bzw. Klemmeinrichtungen (102) an einen Außendurchmesser der Artikelzusammenstellung (20) oder an einen Außendurchmesser einzelner Artikel (16) angepasst sind.
11. Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten (12), die jeweils durch mindestens zwei gruppierte und durch mindestens ein Umreifungsband (28) zusammengehaltene Artikel (16) gebildet werden, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Verfahrensschritte vorsieht:
- Bereitstellen eines vorkonfektionierten Umreifungsbandes (28),
- Aufnahme des Umreifungsbandes (28) durch einen Applikationskopf (34),
- Klemmen des Umreifungsbandes (28) im Applikationskopf (34),
- Positionieren des Applikationskopfes (34) mit dem Umreifungsband (28) über der Artikelgruppierung (20),
- Applikation des Umreifungsbandes (28) auf die Artikelgruppierung (20) bei gleichzeitiger Kompression der Artikelgruppierung (28) durch Rahmenteile des Applikationskopfes (34),
- Lösen der Klemmung des Umreifungsbandes (28),
- Aufheben der Kompression der Artikelgruppierung (20),
- Abheben des Applikationskopfes (34) von der eine fertiggestellte Verpackungseinheit (12) bildenden umreiften Artikelgruppierung (20).
12. Verfahren nach Anspruch 11 , bei dem die Rahmenteile des Applikationskopfes (34) mehrere zusammenwirkende Fixierungs- bzw. Klemmeinrichtungen (102) umfassen, die gemeinsam zur Kompression von mehreren Artikeln (16) der Artikelgruppierung (20) angesteuert werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Fixierungs- bzw. Klemmeinrichtungen (102) des Applikationskopfes (34) das Umreifungsband (28) zumindest während seiner Applikation auf der Artikelgruppierung (20) klemmend halten.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem die Fixierungs- bzw. Klemmeinrichtungen (102) jeweils Ecksegmenten (90) zugeordnet sind, welche an gegenüberliegenden Ecken der Artikelgruppierung (20) zumindest bei oder während der Applikation des Umreifungsbandes (28) auf die Artikelgruppierung (20) komprimierend einwirken.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem jede der Fixierungs- bzw. Klemmeinrichtungen (102) mit einem verstellbaren Komprimierungselement (110) ausgestattet ist, das zumindest während oder bei der Applikation mantelseitig auf den ihm zugeordneten Artikel (16) der Artikelgruppierung (20) einwirkt und diesen komprimiert.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die verstellbaren Komprimierungselemente (110) jeweils zu den Mantelflächen der Artikel (16) weisende Klemmbacken (116) mit Kontaktflächen (112) umfassen, deren Außenkonturen mit den Mantelflächen der Artikel (16) korrespondieren und dort beim Applizieren des Umreifungsbandes (28) an der Artikelgruppierung (20) parallel zu Artikellängsachsen (94) der Artikel (16) an deren Mantelflächen entlanggleiten, wobei und wodurch die kontaktierten Artikel (16) zumindest geringfügig komprimiert werden.
17. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die verstellbaren Komprimierungselemente (110) jeweils zu den Mantelflächen der Artikel (16) weisende rotierbare Walzen (144) mit Kontaktflächen (112) umfassen, deren Außenkonturen mit den Mantelflächen der Artikel (16) korrespondieren und dort beim Applizieren des Umreifungsbandes (28) an der Artikelgruppierung (20) parallel zu Artikellängsachsen (94) der Artikel (16) an deren Mantelflächen rotierend abwälzen, wobei und wodurch die kontaktierten Artikel (16) zumindest geringfügig komprimiert werden.
18. Verpackungsmaschine (10) mit mindestens einer Applikationsvorrichtung (32) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung von Verpackungseinheiten (12), die jeweils durch mindestens zwei gruppierte und durch mindestens ein Umreifungsband (28) zusammengehaltene Artikel (16) gebildet sind.
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