WO2015193136A1 - Verfahren und vorrichtung zur verbindung von endbereichen aus kunststoff bestehender umreifungsbaender - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur verbindung von endbereichen aus kunststoff bestehender umreifungsbaender Download PDF

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    • B29C66/0242—Heating, or preheating, e.g. drying
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    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B51/00—Devices for, or methods of, sealing or securing package folds or closures; Devices for gathering or twisting wrappers, or necks of bags
    • B65B51/10—Applying or generating heat or pressure or combinations thereof
    • B65B2051/105—Heat seal temperature control

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for
  • the articles may, for example, be objects such as packaged or unpackaged articles, cardboard boxes, containers such as beverage bottles or cans, or packages of multiple objects, the objects of a package being self-adhesive by itself, for example by means of a strapping about a wrap, a shrink tube or a carton or a support frame can be held together, to name just a few conceivable embodiments.
  • the articles are first selected according to a desired
  • Strapping can be introduced to protect the article edge protection.
  • the strapping is then tensioned, secured and cut with the aid of a strapping device.
  • the strapped tape is secured and cut after clamping by staples, sleeves, seals or welding techniques.
  • a first cost factor when dealing with articles, for example in packaging technology and in the packaging industry, is the timing, with which as many articles as possible can be handled within the shortest possible time. The higher the timing, the higher is the article turnover and the higher and thus better is the utilization of the machines, systems and equipment intended for this purpose
  • the clocking can thus be described as the quotient of the number of articles and the length of time within which this number of articles is handled.
  • Fully automatic strapping devices are used in packaging technology and in the packaging industry in order to be able to achieve high speeds, which, in connection with strapping bands made of plastic, place the strapping band around an article group within a fraction of a second, lash and cut it and weld it within milliseconds to secure it.
  • the production of a strapping with a strapping band made of plastic, which is placed around an article group, stretched, clamped and cut by means of a fully automatic strapping device and welded by heating, is known for example from DE 10 2007 022 438 B3.
  • the strapping device comprises a welding device with a movably arranged welding tongue, a stamp and a counterpressure plate.
  • the welding tongue first protrudes between the overlapping ends of the strapping band. After the strapping band has melted, the welding tongue is withdrawn, whereupon the punch seals the two overlapping ends of the strap
  • Strapping bands press against the platen to overlap the two
  • the quality that can be achieved during any handling of articles within a chain of passages with articles represents the quality with which each article handling occurs or is completed before any other dealings with articles in the chain.
  • Umreif ungsvorraum designated device for welding Umreif ungsb selectedn to specify plastic, which at any time of a Umreifungsreaes, especially at the beginning of a Umreifungsreaes, a consistently high quality to be achieved
  • a first subject of the invention accordingly relates to a method for
  • inventive method can be carried out via a strapping device
  • Umreifungsbandes be positioned opposite each other. For example, this may be provided a tape guide element, which previously a
  • overlapping own ends leads or positions the end regions opposite each other. Furthermore, a welding head is moved in the direction of the end region of the strapping band.
  • Umreifungsbandes can thus possibly be moved relative to each other.
  • the strapping band possibly in surface contact with the welding head, it can be provided that a first end region of the strapping band with its the
  • the preheating of the pressure plate possibly facing part of the punch can be done by heated and / or hot welding head of the punch preferably without a strapping is therebetween, is moved against the welding head, so that heat conduction between the welding head and the punch takes place.
  • the method may provide at least and / or at least at the beginning of a strapping process preferably to preheat all components of the device that come into contact and / or stand in contact with the two overlapping ends of the strapping band when heated.
  • the welding head can be moved to a retreat position.
  • Strapping is performed, so that these end portions of the strapping band resulting from their temperature and the kraftbeaufschlagten system are materially connected together. It may be that the punch is moved in the direction of the pressure plate, the pressure plate, however, remains in position.
  • Pressure plate can also be designed as a movable punch.
  • one or more physical parameters of the welding head, a strapping band and / or the cohesive connection of interconnected end regions are sensed and / or sensory detected.
  • an actual temperature of the welding head as a physical
  • Parameters are detected and / or an actual temperature of the strap can be detected as a physical parameter.
  • a sensor for example, a
  • Non-contact sensor and in particular a pyrometer find use.
  • the respective actual parameters are then sent to a computer-aided
  • an algorithm may be stored, by means of which a temperature level of the welding head and / or the residence time of the welding head in surface contact with strapping bands and / or a duration and / or force of the guide of the punch against the printing plate, taking into account the one or more physical actual Parameter is specified and / or controlled.
  • inventive method especially proven to at the beginning of a
  • an actual temperature of the welding head and / or the strapping band is sensory detected as a physical parameter.
  • one or more temperature sensors can be provided which are arranged, for example, on the strapping device.
  • the interconnected end regions of the respective strapping band are disassembled until the material connection is released, whereby the force for releasing the integral connection is sensed and / or sensory determined and as a physical parameter to the
  • the temperature level of the welding head could be lowered and / or the determined dwell time during which the welding head could be brought into contact with the end regions of strapping bands
  • the force for releasing the respective cohesive connection can be detected and / or determined indirectly and with the aid of one or more cameras.
  • the strength and / or a volume of a respective cohesive connection can be detected and / or determined via the one or more cameras and transmitted or transmitted as a physical parameter to the control device.
  • a residence time of the temperature application and / or a force of the system of the stamp on the pressure plate and / or a temperature level of the welding head can - as previously described - by means of Control device and the detected by the one or more cameras
  • Connection can be detected by a pair of pliers and / or a finger, wherein
  • a loop is formed in the strapping.
  • a loop is disclosed, for example, by EP 2 488 420 B1.
  • the strapping band can be held by the forceps or the finger, wherein by means of two pliers or the finger on opposite sides of adjacent punch each a cohesive connection is made by clamping the strapping.
  • the loop may be interposed by cohesive connection between the two cohesive connections.
  • the force for releasing the cohesive connection of a first of a plurality of strapping bands whose respective free end regions are connected one behind the other can be detected, the first strapping band subsequently being sorted out and the other strapping bands following the first strapping band in each case via a plurality of beverage containers for the purpose of their Summary be led as a container.
  • the first of the several strapping bands, which is sorted out, can hereby be located in a test area, which is arranged on the side of a horizontal conveying device possibly conveying the beverage containers.
  • Strapping device may be for detecting physical parameters of the material connection in the direction of the test area and possibly away from the
  • an input mask for example, a display, designed as a touch screen or the like, be present, by means of which an operator Deposit or set control logic for the process or the device.
  • the respectively detected physical parameters can be selectively freely assigned to a temperature level of the respective welding head and / or a duration of the temperature loading of respective free end regions and / or a force and / or duration of abutment of the stamp on the respective printing plate.
  • the assignment here can be stored and adapted by an input device in the control device.
  • new manipulated variables and measured variables can be included in the control and assigned to other already existing or also new control or measured variables.
  • an influence value (weighting) and / or a calculation rule can be set for each assignment.
  • the calculation rule may, for example, be a factor with which a difference from the desired force to the measured force is multiplied in order to specify the required residence time or temperature.
  • Adjacent discharge loop applied by the finger and / or the pliers, which also pulls the discharge loop.
  • the individual containers are preferably in the container stream in front of the device for strapping
  • the invention further relates to a device for the connection of
  • inventive device can be used. Also features that are described below to various embodiments of the device according to the invention may be formed in conceivable embodiments of the method according to the invention.
  • the device has at least one positioning device which aligns end regions of a respective strapping band opposite one another. Further, a movable welding head, with which for the purpose of heating a temperature application of end regions of the respective strapping band can be effected.
  • the free end areas can in this case with the welding head in
  • the device comprises at least one clamping device which has a
  • Stamp and a stamp associated with the pressure plate has. Stamp and / or printing plate can be tempered in addition to the welding head and are for a clamping interposed end portions of the respective strapping together with each other brought into contact.
  • Stamp and / or printing plate can be tempered in addition to the welding head and are for a clamping interposed end portions of the respective strapping together with each other brought into contact.
  • Control device provided, which is brought into connection with the clamping device and with the welding head.
  • the device also has at least one sensor for detecting one or more physical parameters of the strap, the welding head and / or a cohesive connection of the end portions.
  • Control device is brought into operative connection with the at least one sensor system such that the duration of a force-bearing contact of the punch on the pressure plate for the purpose of a
  • Welding head, the at least one stamp, the at least one stamp assigned pressure plate and the at least one sensor as part of a raised and lowered strapping head or as part of a raised and lowered
  • Strapping device be formed.
  • the device according to the invention may also include a horizontal conveyor for transporting beverage containers.
  • the strapping head or the strapping device can be movably guided along the horizontal conveying device via a suspension extending along the horizontal conveying device.
  • the at least one sensor, the heatable welding head and the at least one stamp can in this case together with the strapping device or the
  • Umreifungskopf be moved by means of the suspension along the horizontal conveyor.
  • the at least one sensor may comprise a pair of pliers and / or a finger which can be brought into surface contact for the detection or determination of one or more physical parameters of the strapping band and / or the integral connection with the strapping band.
  • the device can have at least one temperature sensor for detecting a temperature of the welding head and / or the strapping band as a physical actual parameter.
  • the at least one temperature sensor can likewise be fixed on the strapping head or on the strapping device and moved together with the strapping device or the strapping head.
  • Figure 1 shows an embodiment of a strapping head, as it can be used for various embodiments of a device according to the invention
  • Figure 2 shows a schematic plan view of an embodiment of a device according to the invention
  • Figure 3 shows a detailed schematic view of the position A of Figure 2
  • Figure 4 shows a further detailed schematic view of the position A of Figures 2 and 3;
  • FIG. 5 shows a further detailed schematic view of the position A of Figures 2 to 4;
  • FIG. 6 shows a further detailed schematic view of position A from FIGS
  • FIG. 1 shows an embodiment of a strapping head 11 as it can be used for various embodiments of a device 10 according to the invention.
  • strapping articles such as packaged goods, magazines,
  • the strapping head 1 1 comprises a positioning device 4 or a band guide, in which the strapping band 5 is guided, so that end regions 22 and 23 of the strapping band 5 are arranged opposite one another. Further, a heatable welding head 1, which is brought to the melting between the overlapping strapping 5 and between the end portions 22 and 23, one or more punches 3, which can press the strapping 5 against the heatable welding head 1 during the melting of the strapping 5 and, after the heatable welding head 1 is removed between the overlapping strapping band 5, press it against a pressure plate 2, whereby a fuse of the Strapping ungsbands 5 by welding the overlapping end portions 22 and 23 takes place. Following this or earlier, the strapping band 5 is cut off.
  • Plastic comprises in the embodiment of Figure 1 and in the embodiment of the remaining figures below: at least one positioning device 4, which overlaps the previously placed around an article group and possibly strapped strapping 5 on its own ends or the end portions 22 and 23 of the strapping. 5
  • a heatable welding head 1 which projects between a working position in which the welding head 1 between the overlapping end portions 22 and 23 of the strapping band 5 previously laid around the group of items and possibly tensioned to melt this, and a retraction position, in which the welding head 1 between is pulled out of the two overlapping ends of the strapping band 5, is movably arranged,
  • Plastic may also include jaws 6, and 7, which are against the
  • Pressure plate 2 can be moved to the overlapping ends of the
  • the jaws 6, 7 preferably press against other parts of the pressure plate 2, as the punch 3, or they can alternatively against another, common or against each
  • control device 80 which with the
  • Welding head 1 is in communication.
  • the compound is shown in FIG. 1 via phantom lines
  • the sensors S1 and S2 are in the present case formed by temperature sensors.
  • control device 80 Via the control device 80, the entire process of welding the two end regions 22 and 23 is predetermined or controlled. About the
  • Control device 80 is thus given a temperature of the welding head 1, the punch 3 moves against the pressure plate 2 and the jaws 6 and 7 actuated.
  • the welding head 1 is moved to a retracted position. Immediately thereafter, a movement of the punch 3 in the direction of the pressure plate 2 to clamp the strap 5 and the heated end portions 22 and 23 of the strap 5 between punch 3 and pressure plate 2 and thereby cause a welding of the end portions 22 and 23.
  • the dwell time is set via the control device 80, in addition, the movement of the punch 3 is initiated via the control device 80.
  • the retraction movement of the welding head 1 is also carried out at the instigation of the control device 80th Die
  • Controller 80 is therefore single for the entire coordination
  • the welding head 1 can also be formed by a laser or a friction welding device.
  • thermosensor S1 is an actual temperature of the strapping band 5 in FIG. 1
  • Control device 80 transmits or passes on and - the temperature sensor S2 detects an actual temperature of the welding head 1
  • control device 80 and / or detects and transmits information about the respective detected actual temperature to the control device 80.
  • the control device 80 compares the information about the respective actual temperature of the welding head 1 and the respective actual temperature of the at least one end region 22 or 23 of the strapping band 5 with target values stored in the control device 80 for the respective actual temperature. If the respective actual temperatures deviate from the stored nominal values, the control device 80 can react thereto and adapt certain parameters of the welding in order, if necessary, to match the respective actual temperatures to those in the
  • Control device 80 to cause stored target values and desired
  • the control device 80 when the actual temperature of the desired values stored in the control device 80 deviates, a temperature level of the welding head 1 and / or the residence time of the welding head 1 is raised or lowered in the case of surface contact with the end regions 22 and 23. It is also conceivable that the duration of the force-applied installation of the punch 3 on the pressure plate 2 is lengthened or shortened by the computer-aided control device 80, taking into account a respective deviation of the actual temperature from the target values stored in the control device 80. Alternatively or additionally, it may also be provided that the clamping force between punch 3 and pressure plate 2 is increased or reduced with intermediate end regions 22 and 23, taking into account in each case a deviation of the actual temperatures from desired values stored in control device 80. It can be provided here that the sensors S1 and S2 are continuous
  • Values for the actual temperature of the respective strapping band 5 or of the welding head 1 are transmitted to the control device 80 and one or more of the previously mentioned possibilities for influencing any process parameters of the Welding at least approximately in real time by the controller 80 are performed.
  • Processing sequence is adjusted until the actual temperatures match the stored target values. For example, the temperature level of the
  • FIG. 2 shows a schematic top view of an embodiment of a device 10 according to the invention.
  • the device 10 comprises a feed belt 30 for beverage containers not shown in FIG. 2 and a discharge belt 32 aligned with the feed belt 30 in the direction of transport of the beverage containers Conveyed bundled items transported in the direction of a palletization.
  • a plurality of strapping heads 1 Interposed between the feed belt 30 and the discharge belt 32 are a plurality of strapping heads 1 1, which may for example have a structure according to the embodiment of the previous figure 1 and / or a structure according to the embodiment of FIGS. 3 to 6.
  • the strapping heads 32 can move along a horizontal conveyor 34.
  • the strapping heads 1 By means of the sensors S1 and S2 shown in Figure 1, the strapping heads 1 1, which as part of the
  • Welding head 1 as a physical actual parameter capture and to the
  • Control device 80 transmitted.
  • An adaptation of process parameters when welding the strapping 5 over the respective strapping head 1 1 takes place here as previously described for Figure 1.
  • Position A which is arranged laterally of the feed belt 30 and the discharge belt 32 between horizontal conveyor 34.
  • the Position A is designed as a test area, within which physical actual parameters of the integral connection 13, as described in detail in the following figures 3 to 6, are determined or detected.
  • the position A or the test area can present the two in
  • Transport direction of the horizontal conveyor 34 right hand arranged gripping heads 1 1.
  • a further test area is arranged, which the two in the transport direction of the
  • Horizontal conveyor 34 left side arranged gripping heads 1 1 can approach.
  • the number of gripping heads 1 1 shown in FIG. 2 as well as test areas is only to be understood as an example. Also, if necessary, an alternative position for the test area, which differs from the position A of Figure 2, may be provided.
  • test area A strapping with and / or without containers is allowed
  • Test purposes performed or at least the tested materials such as
  • the destructive tests may also be performed over the conveyor 34. In that case, either an operator has to remove the destroyed strapping bands 5 and / or they are laterally slid off the belt with a rake or slider (not shown)
  • Conveying direction and / or the belts 5 are transported by the conveyor 34 via the conveyor 32 to a sink after the conveyor 32.
  • FIG. 3 shows a detailed schematic view of the position A from FIG. 2.
  • the gripping head 1 1 of the embodiment of Figure 3 has a further welding head 1 or a total of two welding heads ß 1 and a further punch 3 or a total of two stamp 3. Each of the stamp 3 is thus assigned a welding head 1.
  • Welding heads 1 bind in Figure 3 already in a retreat position behind the image plane, which retraction position is indicated by phantom lines.
  • a first end region 22 Prior to welding, a first end region 22 is moved away from the second end region 23 by means of a finger 15, which is also formed as part of the respective gripping head 1 1.
  • 3 shows a position in which the end regions 22 and 23 have already been tempered via the welding heads 1 and are now guided in a clamping manner against a pressure plate 2 via the punches 3. With the cohesive connection 13 (see FIG. 4) formed thereby, the two end regions 22 and 23 are held together.
  • a control device 80 can be seen, which predetermines the movement of the finger 15 for separating the end regions 22 and 23 from each other. Furthermore, the return movement of the welding heads 1 is specified via the control device 80 and the respective punch 3 is guided against the pressure plate 2. The movement of both punches 3 can be done synchronously.
  • FIG. 4 shows a further detailed schematic view of the position A of Figures 2 and 3.
  • the cohesive connections 13 between the end portions 23 and 25 are now formed.
  • the two punches 3 were withdrawn starting from the position of FIG. 3 from the free ends 22 and 23 of the strapping band.
  • a movement of the finger 15 takes place substantially parallel to the retraction movement of the punches 3 after the material-bonded connections 13 have been produced.
  • the direction of movement of the finger 15 is indicated by means of an arrow.
  • FIG. 4 shows a strain measuring strip 17, which is connected to the strapping band 5.
  • the respective actual voltage of the strapping band 5 is detected and to the Control device 80 transmitted.
  • the strain gauge 17 is arranged in the region of the relief loop 25.
  • FIG. 5 shows a further detailed schematic view of the position A from FIGS. 2 to 4.
  • FIG. 5 shows a maximum tension or elongation of the strapping band 5 before breakage of one or both integral connections 13.
  • the strain or voltage is further detected via the measuring strip 17 and information is transmitted to the control device 80.
  • the movement of the finger 17 continues to be in the direction of the arrow.
  • the punches 3 remain in their already shown in Figure 4 retreat position.
  • FIG. 6 shows a further detailed schematic view of position A from FIGS.
  • FIGS. 2 to 5 Starting from the maximum elongation of FIG. 5, the finger 15 has been moved further in the direction away from the pressure plate 2, resulting in a break of the cohesive connection 13 still recognizable on the right side in FIG. Since the tension of the strapping band 5 at break of one or more of cohesive
  • the control device 80 can recognize in this case, at which maximum elongation of the strapping band 5, a break of the respective cohesive connection 13 was carried out. A tearing of the tape usually does not happen. The maximum possible strain as well as its detection via the
  • Strain gauge 17 allow predicting the characteristics of the
  • setpoint values for the maximum elongation or maximum tension of the strapping band 5 can be stored in the control device 80. If the maximum elongation or tension of the strapping band 5 detected by means of the extensional measuring strip 17 as a physical actual parameter deviates until fracture of one or more of the integral connections 13 from that in FIG.
  • Control device 80 deposited target values an adaptation of one or more processes in welding the end portions 22 and 23 can be carried out to the desired characteristics of the material connection 13 in more
  • both welds 13 can be tested separately from each other. For this purpose, it would be conceivable to cut the tape 5 between the two welding points 13 before the test and to pull with two gripping tongs at the respective ends. Alternatively or additionally, the pliers could each attract from one side of the respective welding point 13, which faces away from the other welding point 13.
  • the tensile tests can be carried out in consideration of gravity.
  • a container including strapping 5 can be raised before the test, so that the weight of the article in addition to the test force acts.
  • Welding point 13 (which loosely holds together the container in the unloaded state after the breakage of the first welding point 13) are higher than that of the first one.
  • the test according to FIGS. 3 to 6 does not have to be carried out in the area A but can also be carried out at the normal operating position.
  • the test can be carried out with pincer-like elements which are placed in the
  • Tear forces and / or even tensile profiles are transferred to the controller 80 following the test. If a welding point 13 tears when the test force is too low, in particular the heat output applied to the strip 5 (the duration of the heating and / or the heat applied to the strip 5 per
  • a test mode can be implemented in the controller 80 which finds out exactly the limit up to which heat input and / or pressure force of the punch 3 a welded connection 13 becomes stronger and from which heat input and / or compressive force a weld 13 is weakened again.
  • a test operation can also be carried out during regular production in which the minimum limits of the tear strength of the weld points 13 are tested continuously (with each container) or at regular intervals by a test force. This can be done in particular by the finger, the

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Abstract

Es ist ein Verfahren zur Verbindung von Endbereichen (22, 23) aus Kunststoff bestehender Umreifungsbänder (5) offenbart. Im Rahmen des Verfahrens werden Endbereiche (22, 23) eines jeweiligen Umreifungsbandes (5) einander gegenüberliegend positioniert. Weiter wird ein Schweißkopf (3) in Richtung der Endbereiche (22, 23) des Umreifungsbandes (5) bewegt. Über eine bestimmte Verweildauer wird zum Zwecke ihrer Erwärmung eine Temperaturbeaufschlagung der Endbereiche (22, 23) des jeweiligen Umreifungsbandes (5) über den Schweißkopf bewirkt. Nachfolgend wird der Schweißkopf (1) von den sich gegenüberliegenden Endbereichen (22, 23) des jeweiligen Umreifungsbandes (5) wegbewegt. Hierauf folgend wird ein Stempel (3) kraftbeaufschlagt gegen eine Druckplatte (2) bei zwischengeordneten Endbereichen (22, 23) des jeweiligen Umreifungsbandes (5) geführt, so dass diese Endbereiche (22, 23) des Umreifungsbandes (5) aus ihrer Temperierung und der kraftbeaufschlagten Anlage resultierend stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Weiter werden ein oder mehrere physikalische Ist-Parameter des Schweißkopfes (1), eines Umreifungsbandes (5) und/oder der stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbundener Endbereiche (22, 23) sensorisch erfasst und/oder sensorisch festgestellt, die ein oder mehreren physikalischen Ist-Parameter an eine rechnergestützte Steuerungseinrichtung (80) übertragen und ein Temperaturniveau des Schweißkopfes (1) und/oder die Verweildauer der Temperaturbeaufschlagung von Endbereichen (22, 23) über den Schweißkopf (1) und/oder eine Dauer und/oder Kraft der Anlage des Stempels (3) an der Druckplatte (2) über die rechnergestützte Steuerungseinrichtung (80) unter Berücksichtigung der ein oder mehreren physikalischen Ist-Parameter vorgegeben und/oder gesteuert.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR VERBINDUNG VON
ENDBEREICHEN AUS KUNSTSTOFF BESTEHENDER UMREIFUNGSBAENDER
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Verbindung von Endbereichen aus Kunststoff bestehender Umreifungsbänder.
Zur Sicherung von mehreren zu einer Artikelgruppe gruppierten Artikeln ist
bekannt, diese mit einer so genannten Umreifung zu versehen.
Bei den Artikeln kann es sich beispielsweise um Objekte, wie etwa verpackte oder unverpackte Gegenstände, Kartonagen, Behälter, wie etwa Getränkeflaschen oder Dosen, oder um Gebinde aus mehreren Objekten handeln, wobei die Objekte eines Gebindes beispielsweise selbst vermittels einer Umreifung, einer Umverpackung, wie etwa einer Umwickelung, einem Schrumpfschlauch oder eines Kartons oder eines Tragegestells zusammengehalten werden können, um nur einige denkbare Ausgestaltungen zu nennen. Vor der Umreifung werden die Artikel zunächst entsprechend einer gewünschten
Anordnung innerhalb einer Artikelgruppe zusammengestellt und anschließend bei der Umreifung mit einem Verschlussband, dem so genannten Umreifungsband umlegt. Unter das
Umreifungsband kann zur Schonung der Artikel ein Kantenschutz eingebracht werden. Das Umreifungsband wird dann mit Hilfe einer Umreifungsvorrichtung gespannt, gesichert und abgeschnitten.
Je nach erforderlicher Kraft, Zeitspanne, innerhalb der zwei aufeinander folgende Umreifungen erfolgen, sowie Größe der Artikel und der aus mehreren
zusammengestellten Artikel gebildeten und zu umreifenden Artikelgruppe, werden
entweder manuelle Umreifungsgeräte eingesetzt, bei denen das Band von einer Person über einen Spannhebel festgezurrt wird, oder es kommen Umreifungsmaschinen zur
Anwendung, die den Vorgang automatisieren und die sowohl hohe Kräfte aufbringen, als auch eine hohe Taktung erzielen können. Als Umreifungsband wird je nach benötigter
Festigkeit ein Kunststoff- oder Stahlband verwendet. Das festgezurrte Band wird nach dem Spannen durch Klammern, Hülsen, Plomben oder Schweißtechniken gesichert und abgeschnitten. Einen ersten Kostenfaktor beim Umgang mit Artikeln, beispielsweise in der Verpackungstechnik und in der Verpackungsindustrie, stellt die Taktung dar, mit der innerhalb möglichst kurzer Zeit mit möglichst vielen Artikeln umgegangen werden kann. Je höher die Taktung, desto höher ist dabei der Artikelumsatz und umso höher und damit besser ist die Auslastung der hierfür vorgesehenen Maschinen, Anlagen und
Einrichtungen. Die Taktung kann somit als Quotient der Anzahl von Artikeln und der Zeitdauer, innerhalb der mit dieser Anzahl von Artikeln umgegangen wird, beschrieben werden.
Um hohe Taktungen erzielen zu können, werden in der Verpackungstechnik und in der Verpackungsindustrie vollautomatische Umreifungsvorrichtungen verwendet, welche in Verbindung mit Umreifungsbändern aus Kunststoff innerhalb von Bruchteilen von Sekunden das Umreifungsband um eine Artikelgruppe legen, festzurren und abschneiden und zur Sicherung innerhalb von Millisekunden verschweißen.
Die Herstellung einer Umreifung mit einem Umreifungsband aus Kunststoff, welches vermittels einer vollautomatischen Umreifungsvorrichtung um eine Artikelgruppe gelegt, gespannt, geklemmt und geschnitten sowie durch Erhitzen verschweißt wird, ist beispielsweise durch DE 10 2007 022 438 B3 bekannt. Die Umreifungsvorrichtung umfasst eine Schweißeinrichtung mit einer beweglich angeordneten Schweißzunge, einen Stempel und eine Gegendruckplatte. Um das Umreifungsband aus Kunststoff zu verschweißen ragt die Schweißzunge zunächst zwischen die überlappenden Enden des Umreifungsbands. Nach dem Anschmelzen des Umreifungsbands wird die Schweißzunge zurückgezogen, woraufhin der Stempel die beiden überlappenden Enden des
Umreifungsbands gegen die Gegendruckplatte presst, wodurch die beiden überlappenden Enden miteinander verschweißt und dadurch stoffschlüssig verbunden werden. Durch WO 2012/052312 A1 ist bekannt, einen Tragegriff an einem durch eine
Umreifung zusammengehaltenen Gebinde vorzusehen, welcher am Umreifungsband befestigt ist oder das Umreifungsband zumindest zum Teil umgreift. Die Befestigung des Tragegriffs am Umreifungsband kann ebenfalls wie das Sichern des Umreifungsbands durch Verschweißen erfolgen. Schweißeinrichtungen zur Sicherung von Umreifungen durch Verschweißen der überlappenden Enden von Umreifungsbändern aus Kunststoff und/oder zur zuvor erwähnten Befestigung eines Tragegriffs an einem Umreifungsband, sind beispielsweise durch EP 1 970 31 1 A2, DE 103 23 153 A1 und durch DE 103 23 171 A1 bekannt. Diese umfassen jeweils eine beweglich angeordnete Schweißzunge, einen Stempel und eine
Gegendruckplatte. Um das Umreif ungsband aus Kunststoff zu verschweißen ragt die
heiße Schweißzunge zunächst zwischen die sich gegenseitig überlappenden Enden des Umreif ungsbands. Nach dem Anschmelzen des Umreif ungsbands wird die Schweißzunge zurückgezogen, woraufhin der Stempel die beiden überlappenden Enden des
Umreifungsbands gegen die Gegendruckplatte presst, um die beiden überlappenden
Enden miteinander zu verschweißen und dadurch stoffschlüssig miteinander zu
verbinden.
Durch DE 199 48 880 A1 ist bekannt, die beiden überlappenden Enden eines
Umreifungsbands aus Kunststoff vermittels Laserschweißens zu sichern.
Durch DE 602 01 785 T2 ist bekannt, die beiden überlappenden Enden eines
Umreifungsbands aus Kunststoff vermittels Reibschweißens zu sichern.
Damit ein Umreifungsband aus Kunststoff, dessen überlappenden Enden um es zu sichern stoffschlüssig miteinander verbunden sind, immer unter der gleichen
Krafteinwirkung entfernt werden kann, ist durch DE 10 2004 022 418 A1 bekannt, eine
Sollbruchstelle im Umreifungsband vorzusehen.
Einen zweiten Kostenfaktor beim Umgang mit Artikeln, beispielsweise in der
Verpackungstechnik und in der Verpackungsindustrie, stellt die während jeden Umgangs mit Artikeln innerhalb einer Kette von Umgängen mit Artikeln erzielbare Qualität dar, mit welcher Qualität ein jeder Umgang mit Artikeln erfolgt oder abgeschlossen wird, bevor ein anderer Umgang mit Artikeln in der Kette erfolgt.
Im Hinblick auf eine zu jedem Zeitpunkt eines Umreifungsprozesses gleichbleibende Qualität einer durch Verschweißen gesicherten Umreifung mit einem Umreifungsband aus Kunststoff sind bislang keine zufriedenstellenden Lösungen gefunden worden, egal ob es sich um ein Laser-, Reib- oder gewöhnliches Schweißverfahren mittels einer heißen Schweißzunge handelt, mit dem das Umreifungsband aus Kunststoff nach dem Festzurren gesichert wird.
Dabei hat sich herausgestellt, dass vor allem zu Beginn eines Umreifungsprozesses die erzielbare Qualität sehr stark von Umgebungsfaktoren, wie beispielsweise
Umgebungstemperatur, Luftbewegung, Luftfeuchtigkeit abhängig ist, um nur einige
Einflussfaktoren zu nennen.
Läuft ein Umreifungsprozess für längere Zeit, beispielsweise für eine halbe Stunde, verlieren die genannten Umgebungsfaktoren an Einfluss, bis sie nach etwas längerer Zeit nach Beginn des Umreifungsprozesses, beispielsweise nach einer Stunde, überhaupt keine
Auswirkungen auf die erzielte Qualität mehr haben. Insbesondere hinsichtlich des Beginns eines Umreifungsprozesses besteht daher in der Praxis die Notwendigkeit Verfahren und Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, bei welchen die stoffschlüssige Verbindung dieser Umreifungen mit konstanter und definierter Qualität ausgebildet sind. So sind Umreifungen nicht gewünscht, bei welchen die stoffschlüssige Verbindung beispielsweise zu stark und zu schwach ausgebildet ist. Aus den genannten Gründen kann die gewünschte Qualität von stoffschlüssigen Verbindungen insbesondere bei Beginn eines Umreifungsprozesses nicht mit Gewissheit zur Verfügung gestellt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine auch als
Umreif ungsvorrichtung bezeichnete Vorrichtung zur Verschweißung von Umreif ungsbändern aus Kunststoff anzugeben, welche zu jedem Zeitpunkt eines Umreifungsprozesses, insbesondere zu Beginn eines Umreifungsprozesses, eine konstant hohe Qualität der zu erzielenden
Verschweißung garantieren. Die Aufgabe wird jeweils gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur
Verbindung von Endbereichen aus Kunststoff bestehender Umreifungsbänder. Die
jeweiligen Umreifungsbänder können in denkbaren Ausführungsformen bereits vor
Verbindung ihrer Endbereiche abgelängt sein, vorstellbar ist jedoch auch, dass eine
Verbindung im Endlosbahnmaterial erfolgt und das jeweilige Umreifungsband nach
stoffschlüssiger Verbindung abgelängt wird.
Sämtliche nachfolgend beschriebenen Schritte von Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Verfahrens können via eine Umreifungsvorrichtung durchgeführt
werden. Vorgesehen ist hierbei, dass die Endbereiche eines jeweiligen
Umreifungsbandes einander gegenüberliegen positioniert werden. Beispielsweise kann hierzu ein Bandführungselement vorgesehen sein, welches das zuvor um eine
Artikelgruppe gelegte und gegebenenfalls gespannte Umreifungsband über dessen
eigene Enden überlappend führt bzw. die Endbereiche gegenüberliegend positioniert. Weiter wird ein Schweißkopf in Richtung der Endbereich des Umreifungsbandes bewegt. Hierbei kann der Schweißkopf mit den Enbereichen in Anlage bzw. in
Oberflächenkontakt gebracht werden. Auch ist denkbar, dass kein Oberflächenkontakt zwischen den Endbereichen und dem Schweißkopf hergestellt wird, der bewegbare Schweißkopf jedoch in einen Bereich verfahren wird, in welchem die Endbereiche über den Schweißkopf mit Temperatur beaufschlagbar sind.
In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt über eine bestimmte Verweildauer und zum Zwecke ihrer Erwärmung eine Temperaturbeaufschlagung der Endbereichen des jeweiligen Umreif ungsbandes über den temperierten Schweißkopf. Vorstellbar ist hierbei, dass der Schweißkopf zwischen einer Arbeitsposition, in welcher der Schweißkopf
zwischen die gegenüberliegend positionierten Endbereiche des zuvor um eine
Artikelgruppe gelegten und gegebenenfalls gespannten Umreifungsbandes ragt, um
dieses anzuschmelzen und einer Rückzugsposition, bei welcher der Schweißkopf
zwischen den gegenüberliegend positionierten Endbereichen des Umreifungsbandes herausgezogen ist, beweglich angeordnet ist. Schwei ßkopf sowie das jeweilige
Umreif ungsband bzw. Schweißkopf sowie die jeweiligen Endbereiche des
Umreifungsbandes können somit ggf. relativ zueinander bewegt werden.
Ist das Umreifungsband ggf. in Oberflächenkontakt mit dem Schweißkopf, so kann vorgesehen sein, dass ein erster Endbereich des Umreifungsbandes mit seiner dem
Schweißkopf abgewandten Breitseitenfläche mit einem Stempel in Oberflächenkontakt steht. Weiter kann ein weiterer Endbereich des Umreifungsbandes mit seiner dem
Schweißkopf abgewandten Breitseitenfläche mit einer nachfolgend noch näher
beschriebenen Druckplatte in Kontakt gebracht sein. In denkbaren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens können ebenso der Stempel und/oder die Druckplatte für eine Verschweißung bzw. zum
Unterstützen einer Verschweißung der Endbereiche des jeweiligen Umreifungsbandes beheizt werden.
Die Vorheizung des der Druckplatte ggf. zugewandten Teils des Stempels kann erfolgen, indem bei beheiztem und/oder heißem Schweißkopf der Stempel vorzugsweise ohne dass sich ein Umreifungsband dazwischen befindet, gegen den Schweißkopf bewegt wird, so dass Wärmeleitung zwischen dem Schweißkopf und dem Stempel stattfindet.
Das Verfahren kann demnach vorsehen, spätestens und/oder zumindest zu Beginn eines Umreif ungsprozesses vorzugsweise sämtliche beim Verschweißen der beiden überlappenden Enden des Umreifungsbands durch Erhitzung mit diesen in Kontakt kommende und/oder stehende und/oder sich in deren Nähe befindliche Komponenten der Vorrichtung vorzuheizen. In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Schweißkopf von den sich
gegenüberliegenden Endbereichen wegbewegt. Hierbei kann der Oberflächenkontakt zwischen dem Schweißkopf und den sich gegenüberliegenden Endbereichen des jeweiligen Umreifungsbandes ggf. aufgehoben. Weiter kann, wie vorhergehend bereits erwähnt, der Schweißkopf in eine Rückzugsposition gefahren werden.
Es ist weiter vorgesehen, dass hierauf folgend ein Stempel kraftbeaufschlagt gegen eine Druckplatte bei zwischengeordneten Endbereichen des jeweiligen
Umreifungsbandes geführt wird, so dass diese Endbereiche des Umreifungsbandes aus ihrer Temperierung und der kraftbeaufschlagten Anlage resultierend stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Hierbei kann es sein, dass der Stempel in Richtung der Druckplatte bewegt wird, die Druckplatte hingegen in ihrer Position verbleibt. Die
Druckplatte kann ebenfalls als beweglicher Stempel ausgebildet sein.
Zudem werden ein oder mehrere physikalische Parameter des Schweißkopfes, eines Umreifungsbandes und/oder der stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbundener Endbereiche sensorisch erfasst und/oder sensorisch festgestellt.
Beispielsweise kann eine Ist-Temperatur des Schweißkopfes als physikalischer
Parameter erfasst werden und/oder eine Ist-Temperatur des Umreifungsbandes als physikalischer Parameter erfasst werden. Als Sensor kann beispielsweise ein
berührungslos arbeitender Sensor und insbesondere ein Pyrometer Verwendung finden. Die jeweiligen Ist-Parameter werden sodann an eine rechnergestützte
Steuerungseinrichtung übertragen. Auf der Steuerungseinrichtung kann ein Algorithmus abgelegt sein, mittels welchem ein Temperaturniveau des Schweißkopfes und/oder die Verweildauer des Schweißkopfes bei Oberflächenkontakt mit Umreifungsbändern und/oder eine Dauer und/oder Kraft der Führung des Stempels gegen die Druckplatte unter Berücksichtigung der ein oder mehreren physikalischen Ist-Parameter vorgegeben und/oder gesteuert wird.
Da im Verlauf eines Umreifungsprozesses nach gewisser Zeit die physikalischen Parameter zumindest näherungsweise eine Konstanz ausbilden, hat sich das
erfindungsgemäße Verfahren insbesondere bewährt, um bei Beginn eines
Umreifungsprozesses eine stoffschlüssige Verbindung der Endbereiche der
Umreifungsbänder mit hoher und gleichbleibender Qualität fertigen zu können.
Denkbar ist beispielsweise, dass eine Ist-Temperatur des Schweißkopfes und/oder des Umreifungsbandes als physikalischer Parameter sensorisch erfasst wird. Hierzu können ein oder mehrere Temperatursensoren vorgesehen sein, welche beispielsweise an der Umreifungsvorrichtung angeordnet sind.
Im Rahmen diverser Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zudem denkbar, dass eine Vielzahl an sensorischen Erfassungen physikalischer Ist- Parameter in bestimmten zeitlichen Abständen durchgeführt werden und bei ein oder mehreren Abweichungen der jeweiligen ein oder mehreren erfassten physikalischen Ist- Parameter von in der Steuerungseinrichtung hinterlegten Soll-Parametern der zeitliche Abstand mehrerer aufeinanderfolgender sensorischer Erfassungen verkürzt wird.
Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die jeweiligen Ist-Parameter innerhalb kürzester Zeit bzw. innerhalb weniger Schritte im Umreifungsprozess an gewünschte Soll- Parameter angepasst werden. Die Verkürzung der zeitlichen Abstände kann erfolgen, bis die jeweiligen erfassten Ist-Parameter den in der Steuerungseinrichtung ggf. hinterlegten Soll-Parametern entsprechen.
Auch kann es sein, dass zum Zwecke einer sensorischen Erfassung von physikalischen Parametern die miteinander verbundenen Endbereiche des jeweiligen Umreifungsbandes bis zum Lösen der stoffschlüssigen Verbindung auseinandergeführt werden, wobei die Kraft zum Lösen der stoffschlüssigen Verbindung sensorisch erfasst und/oder sensorisch festgestellt wird und als physikalischer Parameter an die
rechnergestützte Steuerungseinrichtung übertragen wird. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass eine nicht ausreichende oder zu feste stoffschlüssige Verbindung erkannt wird und dieser ggf. mittels der Steuerungseinrichtung entgegengewirkt wird.
Beispielsweise könnte bei zu fester stoffschlüssiger Verbindung das Temperaturniveau des Schweißkopfes gesenkt werden und/oder die bestimmte Verweildauer, während welcher der Schweißkopf mit den Endbereichen von Umreifungsbändern in
Oberflächenkontakt gebracht ist, zeitlich verkürzt werden.
Weiter kann die Kraft zum Lösen der jeweiligen stoffschlüssigen Verbindung indirekt und unter Zuhilfenahme einer oder mehrerer Kameras erfasst und/oder festgestellt werden. Über die ein oder mehreren Kameras kann die Stärke und/oder ein Volumen einer jeweiligen stoffschlüssigen Verbindung erfasst und/oder festgestellt werden und als physikalischer Parameter an die Steuerungseinrichtung weitergegeben bzw. übertragen werden. Eine Verweildauer der Temperaturbeaufschlagung und/oder eine Kraft der Anlage des Stempels an der Druckplatte und/oder ein Temperaturniveau des Schweißkopfes kann - wie vorhergehend bereits beschrieben - mittels der Steuerungseinrichtung und der durch die ein oder mehreren Kameras erfassten
Informationen definiert vorgegeben bzw. gesteuert werden.
Insbesondere kann die Kraft zum Lösen der jeweiligen stoffschlüssigen
Verbindung über eine Zange und/oder einen Finger erfasst werden, wobei unter
Zuhilfenahme der Zange und/oder des Fingers bei stoffschlüssiger Verbindung der
Endbereiche eine Schlaufe im Umreifungsband ausgebildet wird. Eine derartige Schlaufe wird beispielsweise durch die EP 2 488 420 B1 offenbart. Bei Ausbildung der Schlaufe kann das Umreifungsband durch die Zange bzw. den Finger gehalten werden, wobei mittels zweier der Zange bzw. dem Finger auf gegenüberliegenden Seiten benachbarter Stempel jeweils eine stoffschlüssige Verbindung durch Klemmung des Umreifungsbandes hergestellt wird. Die Schlaufe kann nach stoffschlüssiger Verbindung den beiden stoffschlüssigen Verbindungen zwischengeordnet sein.
Weiter kann die Kraft zum Lösen der stoffschlüssigen Verbindung eines ersten von mehreren Umreifungsbändern, deren jeweilige freie Endbereiche zeitlich nacheinander verbunden werden, erfasst werden, das erste Umreifungsband hierauf folgend aussortiert werden und die auf das erste Umreifungsband folgenden weiteren Umreifungsbänder jeweils über mehrere Getränkebehältnisse zum Zwecke ihrer Zusammenfassung als Gebinde geführt werden. Das erste der mehreren Umreifungsbänder, welches aussortiert wird, kann sich hierbei in einem Testbereich, der seitlich einer ggf. die Getränkbehältnisse transportierenden Horizontalfördereinrichtung angeordnet ist, befinden. Die
Umreifungsvorrichtung kann sich zum Erfassen von physikalischen Ist-Parametern der stoffschlüssigen Verbindung in Richtung des Testbereichs und ggf. weg von der
Horizontalfördereinrichtung bewegen.
Weiter kann es sein, dass zeitlich nacheinander jeweilige Endbereiche mehrerer Umreifungsbänder verbunden werden und in der rechnergestützten
Steuerungseinrichtung eine Zuordnung hinterlegt ist, welche unter Berücksichtigung einer Bearbeitungsreihenfolge der mehreren Umreifungsbänder ein Temperaturniveau des Schweißkopfes und/oder die Verweildauer des Schweißkopfes bei Oberflächenkontakt mit Umreifungsbändern und/oder eine Dauer und/oder Kraft der Anlage des Stempels an der Druckplatte über die rechnergestützte Steuerungseinrichtung für wenigstens zwei der mehreren Umreifungsbänder unterschiedlich vorgibt und/oder steuert.
Auch kann eine Eingabemaske - beispielsweise ein Display, ausgebildet als Touchscreen oder dergleichen, vorhanden sein, mittels welcher ein Bediener Regelungslogiken für das Verfahren bzw. die Vorrichtung hinterlegen bzw. einstellen kann. Insbesondere können die jeweils erfassten physikalischen Parameter selektiv einem Temperaturniveau des jeweiligen Schweißkopfes und/oder einer Dauer der Temperaturbeaufschlagung jeweiliger freier Endbereiche und/oder einer Kraft und/oder Dauer der Anlage des Stempels an der jeweiligen Druckplatte frei zugeordnet werden. Die Zuordnung ist hierbei durch eine Eingabevorrichtung in der Steuerungseinrichtung hinterlegbar und anpassbar.
Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn nachträglich neue Sensoren oder Aktoren in die Vorrichtung eingebaut werden. Auch bei einem Einsatz von neuen Bandmaterialien kann eine komplette Überholung einer Regelung vorgegeben werden. In anderen Worten kann die Regelung nach einer gewissen Produktionsbetriebszeit angepasst werden.
Insbesondere können neue Stell- und Messgrößen in die Regelung aufgenommen und anderen bereits vorhandenen oder ebenfalls neuen Stell- bzw. Messgrößen zugeordnet werden. Insbesondere sind zu jeder Zuordnung ein Einflusswert (Gewichtung) und/oder eine Rechenvorschrift einstellbar. Bei der Rechenvorschrift kann es sich beispielsweise um einen Faktor handeln, mit welchem eine Differenz von der Sollkraft zur gemessenen Kraft multipliziert wird, um die benötigte Verweilzeit oder Temperatur vorzugeben.
Insbesondere ist das Regelungskonzept bzw. die Eingabemaske in der
rechnergestützten Steuerung hinterlegt und auf einem Display der Vorrichtung aufruf- und bedienbar.
Insbesondere werden die Gebinde während der Umreifung und der
Verschweißung kontinuierlich transportiert und von einem Umreifungskopf, an dem der Schweißkopf montiert ist, entlang eines Teils der Wegstrecke des Gebindes begleitet. Insbesondere wird eine Prüfkraft auf einen oder beide Schweißpunkte, die an der
Entlastungsschlaufe angrenzen, von dem Finger und/oder der Zange aufgebracht, der auch die Entlastungsschlaufe zieht.
Wird eine Prüfung mit Zerstörung der stoffschlüssigen Verbindung des jeweiligen Umreifungsbandes an bereits umreiften Gebinden durchgeführt, so werden die einzelnen Behälter vorzugsweise in den Behälterstrom vor der Vorrichtung zur Umreifung
zurückgeführt. Dies kann automatisch über eine Weiche und ein Förderband oder manuell geschehen. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Verbindung von
Endbereichen aus Kunststoff bestehender Umreifungsbänder. Hierzu sei erwähnt, dass Merkmale, welche vorhergehend zu Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens genannt wurden, ebenso bei denkbaren Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung Verwendung finden können. Auch können Merkmale, welche nachfolgend zu diversen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden, bei denkbaren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein.
Die Vorrichtung besitzt wenigstens eine Positionierungseinrichtung, welche Endbereiche eines jeweiligen Umreifungsbandes einander gegenüberliegend ausrichtet. Weiter einen bewegbaren Schweißkopf, mit welchem zum Zwecke einer Erwärmung eine Temperaturbeaufschlagung von Endbereichen des jeweiligen Umreifungsbandes bewirkbar ist. Die freien Endbereiche können hierbei mit dem Schweißkopf in
Oberflächenkontakt sein bzw. auf gegenüberliegenden Seiten am Schweißkopf anliegen. Weiter umfasst die Vorrichtung wenigstens eine Klemmeinrichtung, die einen
Stempel sowie eine dem Stempel zugeordnete Druckplatte besitzt. Stempel und/oder Druckplatte können ergänzend zum Schweißkopf temperierbar sein und sind für eine Klemmung zwischengeordneter Endbereiche des jeweiligen Umreifungsbandes miteinander in Anlage bringbar. Weiter ist für die erfindungsgemäße Vorrichtung eine rechnergestützte
Steuerungseinrichtung vorgesehen, welche mit der Klemmeinrichtung sowie mit dem Schweißkopf in Verbindung gebracht ist.
Die Vorrichtung besitzt zudem wenigstens eine Sensorik zur Erfassung eines oder mehrerer physikalischer Parameter des Umreifungsbandes, des Schweißkopfes und/oder einer stoffschlüssigen Verbindung der Endbereiche. Mit der rechnergestützten
Steuerungseinrichtung ist die wenigstens eine Sensorik derart in Wirkverbindung gebracht, dass über die rechnergestützte Steuerungseinrichtung die Dauer einer kraftbeaufschlagten Anlage des Stempels an der Druckplatte zum Zwecke einer
Klemmung von Endbereichen, eine Klemmkraft bei Anlage des Stempels an der
Druckplatte, ein Temperaturniveau des Schweißkopfes und/oder eine Dauer der
Temperaturbeaufschlagung der freien Endbereiche über den Schweißkopf definiert vorgebbar und/oder steuerbar ist. In besonders bevorzugten Ausführungsformen können der bewegbare
Schweißkopf, der wenigstens eine Stempel, die dem wenigstens einen Stempel zugeordnete Druckplatte sowie die wenigstens eine Sensorik als Bestandteil eines heb- und senkbaren Umreifungskopfes bzw. als Bestandteil einer heb- und senkbaren
Umreifungsvorrichtung ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zudem eine Horizontalfördereinrichtung zum Transport von Getränkebehältnissen umfassen. Der Umreifungskopf bzw. die Umreifungsvorrichtung kann entlang der Horizontalfördereinrichtung via eine sich entlang der Horizontalfördereinrichtung erstreckende Aufhängung bewegbar geführt sein. Die wenigstens eine Sensorik, der temperierbare Schweißkopf und der wenigstens eine Stempel können hierbei zusammen mit der Umreifungsvorrichtung bzw. dem
Umreifungskopf mittels der Aufhängung entlang der Horizontalfördereinrichtung bewegt werden.
In denkbaren Ausführungsformen kann die wenigstens eine Sensorik eine Zange und/oder einen Finger umfassen, welcher zur Erfassung bzw. Ermittlung eines oder mehrerer physikalischer Parameter des Umreifungsbandes und/oder der stoffschlüssigen Verbindung mit dem Umreifungsband in Oberflächenkontakt bringbar ist.
Weiter kann die Vorrichtung wenigstens einen Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur des Schweißkopfes und/oder des Umreifungsbandes als physikalischen Ist-Parameter aufweisen. Der wenigstens eine Temperatursensor kann ebenso am Umreifungskopf bzw. an der Umreifungsvorrichtung fixiert und zusammen mit der Umreifungsvorrichtung bzw. dem Umreifungskopf bewegt werden.
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.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines Umreifungskopfes, wie er für diverse Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Verwendung finden kann; Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 3 zeigt eine detaillierte schematische Ansicht der Position A aus Figur 2; Figur 4 zeigt eine weitere detaillierte schematische Ansicht der Position A aus den Figuren 2 und 3;
Figur 5 zeigt eine weitere detaillierte schematische Ansicht der Position A aus den Figuren 2 bis 4; Figur 6 zeigt eine weitere detaillierte schematische Ansicht der Position A aus den
Figuren 2 bis 5;
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines Umreifungskopfes 1 1 wie er für diverse Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 Verwendung finden kann. Zum Umreifen von Artikeln, wie beispielsweise Packgütern, Zeitschriften,
Magazinen und geschlossenen Behältern, werden diese mit einem Umreifungsband aus Kunststoff umreift. Je nach Art des zu umreifenden Gutes wird das Umreifungsband stärker oder schwächer gespannt. Zum Verschweißen des Umreif ungsbands 5 wird zu Beginn der Produktion bzw. des Umreif ungsprozesses ein beheizbarer Schweißkopf 1 eines Umreifungskopfes 1 1 zum Verschweißen von Umreifungsbändern 5 aus Kunststoff auf die nötige Schweißtemperatur aufgeheizt. Ist diese Temperatur erreicht, wird das sich überlappende Umreifungsband 5 via den Umreif ungskopf 1 1 zum Verschweißen von Umreifungsbändern 5 aus Kunststoff verschweißt und geschnitten.
Der Umreifungskopf 1 1 umfasst eine Positionierungseinrichtung 4 bzw. eine Bandführung, in der das Umreifungsband 5 geführt wird, so dass Endbereiche 22 und 23 des Umreifungsbandes 5 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Weiter einem beheizbaren Schweißkopf 1 , welcher zum Anschmelzen zwischen das sich überlappende Umreifungsband 5 bzw. zwischen die Endbereiche 22 und 23 gebracht wird, einem oder mehren Stempeln 3, die während des Anschmelzens des Umreifungsbands 5 das Umreifungsband 5 gegen den beheizbaren Schweißkopf 1 pressen können, und, nach dem der beheizbare Schweißkopf 1 zwischen dem überlappenden Umreifungsband 5 entfernt ist, dies gegen eine Druckplatte 2 pressen, wodurch eine Sicherung des Umreif ungsbands 5 durch Verschweißen dessen überlappender Endbereiche 22 und 23 erfolgt. Im Anschluss hieran oder bereits zuvor wird das Umreifungsband 5 abgeschnitten.
Ein Umreifungskopf 1 1 zur Verschweißung von Umreif ungsbändern 5 aus
Kunststoff umfasst im Ausführungsbeispiel aus Figur 1 sowie im Ausführungsbeispiel der verbleibenden nachfolgenden Figuren mitunter: wenigstens eine Positionierungseinrichtung 4, welches das zuvor um eine Artikelgruppe gelegte und gegebenenfalls gespannte Umreifungsband 5 über dessen eigene Enden überlappend führt bzw. die Endbereiche 22 und 23 des Umreifungsbandes 5
gegenüberliegend anordnet,
einen beheizbaren Schweißkopf 1 , der zwischen einer Arbeitsposition, in welcher der Schweißkopf 1 zwischen die einander überlappenden Endbereiche 22 und 23 des zuvor um die Artikelgruppe gelegten und gegebenenfalls gespannten Umreifungsbands 5 ragt, um dieses anzuschmelzen, und einer Rückzugsposition, bei welcher der Schweißkopf 1 zwischen den beiden überlappenden Enden des Umreifungsbands 5 herausgezogen ist, beweglich angeordnet ist,
zumindest eine Druckkplatte 2, und
mindestens einen Stempel 3, der nach dem Zurückziehen des Schweißkopfes aus deren Arbeitsposition in deren Rückzugsposition die beiden überlappenden Endbereiche 22 und 23 des Umreifungsbands 5 gegen zumindest eine Partie der Druckplatte 2 und dabei gegeneinander presst und so die überlappenden Endbereiche 22 und 23 des
angeschmolzenen Umreifungsbands 5 miteinander verschweißt.
Der Umreifungskopf 1 1 zum Verschweißen von Umreifungsbändern 5 aus
Kunststoff kann darüber hinaus Klemmbacken 6, und 7 umfassen, die gegen die
Druckplatte 2 bewegt werden können, um die überlappenden Enden des
Umreifungsbandes 5 zwischen ihnen und der Gegendruckplatte 2 zumindest für die Dauer des Verschweißens der überlappenden Enden 22 und 23 zu klemmen. Die Klemmbacken 6, 7 pressen dabei vorzugsweise gegen andere Partien der Druckplatte 2, als der Stempel 3, oder sie können alternativ gegen eine weitere, gemeinsame oder gegen jeweils
weitere, eigene Druckplatten pressen.
Zu erkennen ist weiterhin eine Steuerungseinrichtung 80, welche mit dem
Schweißkopf 1 in Verbindung steht. Die Verbindung ist in Figur 1 via Phantomlinien
angedeutet und kann in der Praxis durch eine jeweilige Kabelverbindung oder kabellos ausgebildet sein. Weiter ist eine Verbindung der Steuerungseinrichtung 80 zu den Klemmbacken 6 und 7, zum Stempel 3 sowie zu einer Sensorik bzw. zu einem ersten Sensor S1 und einem zweiten Sensor S2 hergestellt. Die Sensoren S1 und S2 sind vorliegend durch Temperatursensoren ausgebildet.
Über die Steuerungseinrichtung 80 wird der gesamte Prozess des Verschweißens der beiden Endbereiche 22 und 23 vorgegeben bzw. gesteuert. Über die
Steuerungseinrichtung 80 wird somit eine Temperierung des Schweißkopfes 1 vorgegeben, der Stempel 3 gegen die Druckplatte 2 bewegt sowie die Klemmbacken 6 und 7 betätigt.
Sind die Endbereiche 22 und 23, wie in Figur 1 gezeigt, gegenüberliegend positioniert und ist der Schweißkopf 1 mit den Endbereichen 22 und 23 in
Oberflächenkontakt gebracht, so bleibt der Oberflächenkontakt über eine gewisse Verweildauer erhalten, um die Endbereiche 22 und 23 für ihre Verschweißung auf definiertes Temperaturniveau zu erwärmen.
Nach bestimmter Verweildauer wird der Oberflächenkontakt zwischen dem Schweißkopf 1 und den sich gegenüberliegenden Endbereichen 22 und 23 des
Umreifungsbandes 5 aufgehoben, wobei der Schweißkopf 1 in eine Rückzugsposition bewegt wird. Unmittelbar hierauf erfolgt eine Bewegung des Stempels 3 in Richtung der Druckplatte 2 um das Umreifungsband 5 bzw. die erwärmten Endbereiche 22 und 23 des Umreifungsbandes 5 zwischen Stempel 3 und Druckplatte 2 zu klemmen und hierbei eine Verschweißung der Endbereiche 22 und 23 zu bewirken. Die Verweildauer wird über die Steuerungseinrichtung 80 vorgegeben, zudem wird über die Steuerungseinrichtung 80 die Bewegung des Stempels 3 initiiert. Auch die Rückzugsbewegung des Schweißkopfes 1 erfolgt weiterhin auf Veranlassung der Steuerungseinrichtung 80. Die
Steuerungseinrichtung 80 ist daher für die gesamte Koordination einzelner
Prozessschritte des Verschweißens zuständig. Anstelle eines Oberflächenkontaktes zwischen den Endbereichen 22 und 23 mit dem Schweißkopf 1 kann es auch ausreichen, den Schweißkopf 1 lediglich in die Nähe bzw. in den Bereich der Endbereiche 22 und 23 zu bewegen, ohne dass der Schweißkopf 1 mit den Endbereichen 22 und 23 in
Oberflächenkontakt tritt. Der Schweißkopf 1 kann auch durch einen Laser oder eine Reibschweißvorrichtung gebildet werden.
Im Ausführungsbeispiel aus Figur 1 sind zwei Sensoren S1 und S2 bzw. zwei Temperatursensoren vorgesehen, wobei - der Temperatursensor S1 eine Ist-Temperatur des Umreifungsbandes 5 im
Bereich wenigstens eines seiner Endbereiche 22 bzw. 23 erfasst und/oder feststellt und Informationen zur jeweiligen erfassten Ist-Temperatur an die
Steuerungseinrichtung 80 übertragt bzw. weitergibt und - der Temperatursensor S2 eine Ist-Temperatur des Schweißkopfes 1 erfasst
und/oder feststellt und Informationen zu jeweiligen erfassten Ist-Temperatur an die Steuerungseinrichtung 80 übertragt bzw. weitergibt.
Die Steuerungseinrichtung 80 vergleicht die Informationen zur jeweiligen Ist- Temperatur des Schweißkopfes 1 sowie zur jeweiligen Ist-Temperatur des wenigstens einen Endbereichs 22 bzw. 23 des Umreifungsbandes 5 mit in der Steuerungseinrichtung 80 hinterlegten Soll-Werten zur jeweiligen Ist-Temperatur. Sofern die jeweiligen Ist- Temperaturen von hinterlegten Soll-Werten abweichen, kann die Steuerungseinrichtung 80 hierauf reagieren und bestimmte Parameter der Verschweißung anpassen, um ggf. eine Übereinstimmung der jeweiligen Ist-Temperaturen zu den in der
Steuerungseinrichtung 80 hinterlegten Soll-Werten zu bewirken und gewünschte
Charakteristika der mittels Verschweißung hergestellten stoffschlüssigen Verbindung zu erreichen.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei Abweichen der Ist-Temperatur von in der Steuerungseinrichtung 80 hinterlegten Soll-Werten ein Temperaturniveau des Schweißkopfes 1 und/oder die Verweildauer des Schweißkopfes 1 bei Oberflächenkontakt mit den Endbereichen 22 und 23 angehoben oder gesenkt wird. Auch ist vorstellbar, dass die Dauer der kraftbeaufschlagten Anlage des Stempels 3 an der Druckplatte 2 über die rechnergestützte Steuerungseinrichtung 80 unter Berücksichtigung einer jeweiligen Abweichung der Ist-Temperatur von in der Steuerungseinrichtung 80 hinterlegten Soll- Werten verlängert oder verkürzt wird. Alternativ oder ergänzend kann zudem vorgesehen sein, dass die Klemmkraft zwischen Stempel 3 und Druckplatte 2 mit zwischengeordneten Endbereichen 22 und 23 unter jeweiliger Berücksichtigung einer Abweichung der Ist- Temperaturen von in der Steuerungseinrichtung 80 hinterlegten Soll-Werten vergrößert bzw. verkleinert wird. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass die Sensoren S1 und S2 durchgehend
Werte zur Ist-Temperatur des jeweiligen Umreifungsbandes 5 bzw. des Schweißkopfes 1 an die Steuerungseinrichtung 80 übertragen und eine oder mehreren der vorhergehend bereits erwähnten Möglichkeiten zur Beeinflussung etwaiger Prozessparameter der Verschweißung zumindest näherungsweise in Echtzeit durch die Steuerungseinrichtung 80 durchgeführt werden.
Auch kann vorgesehen sein, dass bei Abweichung der jeweiligen Ist-Temperatur von in der Steuerungseinrichtung 80 hinterlegten Soll-Werten ein Temperaturniveau des Schweißkopfes 1 und/oder die Verweildauer des Schweißkopfes 1 bei Oberflächenkontakt mit Umreifungsbändern 5 und/oder die Dauer und/oder Kraft der Führung des Stempels 3 gegen die Druckplatte 2 sukzessive und unter Berücksichtigung einer
Bearbeitungsreihenfolge angepasst wird, bis die Ist-Temperaturen mit den hinterlegten Soll-Werten übereinstimmen. Beispielsweise kann das Temperaturniveau des
Schweißkopfes 1 für ein folgendes Umreifungsband 5 zunächst stark angehoben werden und für weitere nachgeordnete Umreifungsbänder 5 in kleineren Schritten angehoben werden, bis die Ist-Temperaturen mit den vorgegebenen Soll-Werten übereinstimmen und die gewünschten Charakteristika der stoffschlüssigen Verbindung der freien Endbereiche 22 und 23 hergestellt sind. Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Zuführband 30 für in Figur 2 nicht mit dargestellte Getränkebehältnisse sowie ein mit dem Zuführband 30 in Transportrichtung der Getränkebehältnisse fluchtendes Abführband 32, welches die mit einer Umreifung 5 zu Gebinden zusammengefassten Artikel in Richtung einer Palettierung befördert.
Dem Zuführband 30 und dem Abführband 32 zwischengeordnet sind mehrere Umreifungsköpfe 1 1 , die beispielsweise einen Aufbau gemäß Ausführungsbeispiel der vorherigen Figur 1 und/oder einen Aufbau gemäß Ausführungsbeispiel aus den nachfolgenden Figuren 3 bis 6 besitzen können. Die Umreifungsköpfe 32 können sich entlang einer Horiziontalfördereinrichtung 34 bewegen. Mittels der in Figur 1 dargestellten Sensorik S1 bzw. S2 können die Umreifungsköpfe 1 1 , welche als Bestandteil der
Vorrichtung 10 ausgebildet sind, die Ist-Temperatur ihres jeweils zugehören
Schweißkopfes 1 als physikalischen Ist-Parameter erfassen und an die
Steuerungseinrichtung 80 übertragen. Eine Anpassung von Prozessparametern bei Verschweißung des Umreifungsbandes 5 über den jeweiligen Umreifungskopf 1 1 erfolgt hierbei wie vorhergehend zu Figur 1 bereits beschrieben.
Zu erkennen ist auch eine Position A, die seitlich der dem Zuführband 30 und dem Abführband 32 zwischengeordneten Horizontalfördereinrichtung 34 angeordnet ist. Die Position A ist als Testbereich ausgebildet, innerhalb dessen physikalische Ist-Parameter der stoffschlüssigen Verbindung 13, wie in den nachfolgenden Figuren 3 bis 6 detailliert beschrieben, ermittelt bzw. erfasst werden.
Die Position A bzw. den Testbereich können vorliegend die beiden in
Transportrichtung der Horizontalfördereinrichtung 34 rechtsseitig angeordneten Greifköpfe 1 1 . Auf gegenüberliegender Seite der Horizontalfördereinrichtung 34 ist ein weiterer Testbereich angeordnet, welchen die beiden in Transportrichtung der
Horizontalfördereinrichtung 34 linksseitig angeordneten Greifköpfe 1 1 anfahren können.
Die Anzahl der in Figur 2 dargestellten Greifköpfe 1 1 sowie Testbereiche ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Auch kann ggf. eine alternative Position für den Testbereich, welcher von der Position A aus Figur 2 abweicht, vorgesehen sein.
Im Testbereich A werden Umreifungen mit und/oder ohne Gebinde zu
Testzwecken durchgeführt bzw. zumindest die getesteten Materialien wie
Umreifungsband 5 oder Gebinde mit Umreifungsband 5 abgestellt. Insbesondere werden dort die bei einem zerströrungsbehafteten Test gerissenen Umreif ungsbänder 5 entsorgt.
Alternativ zu dem Bereich A können die zerstörungsbehafteten Tests auch über dem Förderer 34 durchgeführt werden. In dem Fall muss entweder ein Bediener die zerstörten Umreifungsbänder 5 entfernen und/oder diese werden mit einem nicht gezeigten Rechen oder Schieber vom Band seitlich heruntergeschoben (quer zur
Förderrichtung) und/oder die Bänder 5 werden von dem Förderer 34 über den Förderer 32 zu einer Senke nach dem Förderer 32 weitertransportiert.
Werden Gebinde als ganzes unter Zerstörung der Umreifung 5 getestet, so werden die nicht mehr umreiften Artikel insbesondere zu Band 32 zurückgeführt und somit wiederverwendet, wenn der reguläre Produktionsbetrieb wieder aufgenommen wird. Es wäre auch denkbar, nur jeweils einen oder beide in Transportrichtung gesehen vorderen Umreifungsköpfe 1 1 zu testen und anschließend einen oder die beiden hinteren Köpfe 1 1 , um während der Tests die Produktion nicht ganz aufzugeben bzw. mit verminderter Ausstoßleitung fahren zu können.
Figur 3 zeigt eine detaillierte schematische Ansicht der Position A aus Figur 2. Zu erkennen ist weiterhin ein Umreifungskopf 1 1 , welcher sich vorliegend im bereits beschriebenen Testbereich befindet bzw. welcher vorliegend den bereits beschriebenen und seitlich der Horizontalfördereinrichtung 34 (vgl. Figur 2) angeordneten Testbereich angefahren hat.
Ergänzend zum Greifkopf 1 1 aus dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 besitzt der Greifkopf 1 1 aus dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 einen weiteren Schweißkopf 1 bzw. gesamthaft zwei Schwei ßköpfe 1 sowie einen weiteren Stempel 3 bzw. gesamthaft zwei Stempel 3. Jedem der Stempel 3 ist somit ein Schweißkopf 1 zugeordnet. Die
Schweißköpfe 1 binden sich in Figur 3 bereits in einer Rückzugsposition hinter der Bildebene, welche Rückzugsposition über Phantomlinien angedeutet ist.
Die beiden Schweißköpfe 1 sowie ihre zugehörigen Stempel 3 sind vorgesehen zum Bilden einer Entlastungsschlaufe 25. Vor Verschweißung wird hierzu ein erster Endbereich 22 mittels eines Fingers 15, welcher ebenso als Bestandteil des jeweiligen Greif köpf es 1 1 ausgebildet ist, vom zweiten Endbereich 23 wegbewegt. Anschließend erfolgt eine Verschweißung der beiden Endbereiche 22 und 23. Figur 3 zeigt hierbei eine Position, bei welcher die Endbereiche 22 und 23 bereits über die Schweißköpfe 1 temperiert wurden und nun über die Stempel 3 klemmend gegen eine Druckplatte 2 geführt werden. Mit der hierdurch gebildeten stoffschlüssigen Verbindung 13 (vgl. Figur 4) werden die beiden Endbereiche 22 und 23 aneinander gehalten.
Eine Steuerungseinrichtung 80 ist zu erkennen, welche die Bewegung des Fingers 15 zum Auseinanderführen der Endbereiche 22 und 23 vorgibt bzw. steuert. Weiterhin wird über die Steuerungseinrichtung 80 die Rückzugsbewegung der Schweißköpfe 1 vorgegeben und der jeweilige Stempel 3 gegen die Druckplatte 2 geführt. Die Bewegung beider Stempel 3 kann hierbei synchron erfolgen.
Figur 4 zeigt eine weitere detaillierte schematische Ansicht der Position A aus den Figuren 2 und 3. Die stoffschlüssigen Verbindungen 13 zwischen den Endbereichen 23 und 25 sind nun ausgebildet. Die beiden Stempel 3 wurden ausgehend von der Position aus Figur 3 von den freien Enden 22 und 23 des Umreifungsbandes zurückgezogen. Darüber hinaus erfolgt zeitlich nach Herstellen der stoffschlüssigen Verbindungen 13 eine Bewegung des Fingers 15 im Wesentlichen parallel zur Rückzugsbewegung der Stempel 3. Die Bewegungsrichtung des Fingers 15 ist mittels Pfeildarstellung angedeutet. Figur 4 lässt darüber hinaus einen Dehnungsmesstreifen 17 erkennen, der mit dem Umreifungsband 5 in Verbindung steht. Über den Dehnungsmesstreifen 17 wird die jeweilige Ist-Spannung des Umreifungsbandes 5 erfasst und an die Steuerungseinrichtung 80 übertragen. Der Dehnungsmesstreifen 17 ist im Bereich der Entlastungsschlaufe 25 angeordnet.
Figur 5 zeigt eine weitere detaillierte schematische Ansicht der Position A aus den Figuren 2 bis 4. Insbesondere ist in Figur 5 eine maximale Spannung bzw. Dehnung des Umreifungsbandes 5 vor Bruch einer oder beider stoffschlüssigen Verbindungen 13 zu erkennen. Die Dehnung bzw. Spannung wird weiterhin über den Messtreifen 17 erfasst sowie Informationen hierzu an die Steuerungseinrichtung 80 übertragen. Die Bewegung des Fingers 17 erfolgt weiterhin in Pfeilrichtung. Die Stempel 3 verharren in ihrer bereits in Figur 4 gezeigten Rückzugsposition. Figur 6 zeigt eine weitere detaillierte schematische Ansicht der Position A aus den
Figuren 2 bis 5. Ausgehend von der maximalen Dehnung aus Figur 5 wurde der Finger 15 weiter in Richtung weg von der Druckplatte 2 bewegt, woraus ein Bruch der rechtsseitig in Figur 5 noch erkennbaren stoffschlüssigen Verbindung 13 resultierte. Da die Spannung des Umreifungsbandes 5 bei Bruch einer oder mehrerer der stoffschlüssigen
Verbindungen 13 nachlässt und die Steuerungseinrichtung 80 mit dem
Dehnungsmesstreifen 17 in Verbindung steht, kann die Steuerungseinrichtung 80 hierbei erkennen, bei welcher maximalen Dehnung des Umreifungsbandes 5 ein Bruch der jeweiligen stoffschlüssigen Verbindung 13 erfolgte. Ein Reißen des Bandes geschieht normalerweise nicht. Die maximal mögliche Dehnung sowie ihre Erfassung via den
Dehnungsmesstreifens 17 erlauben vorhersagen zu den Charakteristika der
stoffschlüssigen Verbindung 13. Weiter können in der Steuerungseinrichtung 80 Soll- Werte zur maximalen Dehnung bzw. maximalen Spannung des Umreifungsbandes 5 hinterlegt sein. Weicht die mittels des Dehnungsmesstreifens 17 als physikalischer Ist- Parameter erfasste maximale Dehnung bzw. Spannung des Umreifungsbandes 5 bis zum Bruch einer oder mehreren der stoffschlüssigen Verbindungen 13 von den in der
Steuerungseinrichtung 80 hinterlegten Soll-Werten ab, kann eine Anpassung eines oder mehrere Prozesse bei Verschweißung der Endbereiche 22 und 23 erfolgen, um die gewünschten Charakteristika der stoffschlüssigen Verbindung 13 bei weiteren
Umreifungsbändern 5 zu erreichen.
Da eine der beiden Verbindungen 13 bei der Benutzung der Entlastungslasche als Sollbruchstelle dienen soll, sind bevorzugt für eine der Verbindungen 13 ein Höchstwert und ein Mindestwert vorzugeben. Insbesondere können auch beide Schweißpunkte 13 separat voneinander getestet werden. Hierfür wäre es denkbar, das Band 5 zwischen beiden Schweißpunkten 13 vor dem Test auseinanderzuschneiden und mit zwei Greifzangen an den jeweiligen Enden zu ziehen. Alternativ oder zusätzlich könnten die Zangen jeweils von einer Seite des jeweiligen Schweißpunkts 13 anziehen, welche dem anderen Schweißpunkt 13 abgewandt ist.
Insbesondere können die Zugtests unter Berücksichtigung der Schwerkraft erfolgen. Hierzu kann ein Gebinde inkl. Umreifung 5 vor dem Test angehoben werden, so dass die Gewichtskraft der Artikel zusätzlich zur Testkraft wirkt. Insbesondere kann die Grenze für die Bruchgrenzkraft für den zweiten
Schweißpunkt 13 (welcher nach dem Sollbruch des ersten Schweißpunkts 13 das Gebinde im entlasteten Zustand lose zusammenhält) höher liegen als die des ersten.
Der Test gemäß den Figuren 3 bis 6 muss nicht im Bereich A durchgeführt werden, sondern kann auch an der normalen Betriebsposition durchgeführt werden. Der Test kann mit zangenartigen Elementen durchgeführt werden, welche in den
Produktionsbereich der Umreifungsköpfe 1 1 beim Testbetrieb hineinfahrbar sind und an welchen Sensoren zur Krafterfassung angeordnet sind. Die festgestellten Kräfte
Reißkräfte und/oder sogar Dehnprofile (Kraft über Zeit bzw. Weg) werden im Anschluss an den Test an die Steuerung 80 übergeben. Reißt ein Schweißpunkt 13 bei einer zu geringen Testkraft, wird insbesondere die auf das Band 5 aufgebrachte Wärmeleistung (die Dauer der Erwärmung und/oder die auf das Band 5 aufgebrachte Wärme pro
Zeiteinheit) erhöht.
Da ein zu hoher Wärmeeintrag auf das Band 5 auch einen gegenteiligen Einfluss haben kann, kann es u.U. nötig sein, zusätzlich eine Kamerakontrolle durchzuführen. Normalerweise bewegt man sich jedoch nicht in diesen Grenzen.
Werden an einer Vorrichtung 10 Bänder 5 aus einem neuen Material ausprobiert, so kann ein Testbetrieb in der Steuerung 80 implementiert sein, der genau die Grenze herausfindet, bis zu welchem Wärmeeintrag und/oder Druckkraft des Stempels 3 eine Schweißverbindung 13 fester wird und ab welchem Wärmeeintrag und/oder Druckkraft eine Schweißverbindung 13 wieder schwächer wird.
Weiterhin kann in einem Testbetrieb versucht werden, die Vorrichtung energetisch zu optimieren, indem durch Ausprobieren unterschiedlicher Parameterwerte in Kombination möglichst geringe Wärmemengen pro Umreifung 5 realisiert werden. Dies könnte bei einem zerstörungsfreien Test auch während der regulären Produktion geschehen.
Weiterhin kann ein Testbetrieb auch während der regulären Produktion durchgeführt werden, bei dem durch eine Prüfkraft ständig (bei jedem Gebinde) oder in regelmäßigen Abständen die Mindestgrenzen der Reißfestigkeit der Schweißpunkte 13 getestet wird. Dies kann insbesondere durch den Finger erfolgen, der die
Entlastungslasche zieht.
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
1 Schweißkopf
2 Druckplatte
3 Stempel
4 Positionierungseinrichtung
5 Umreifungsband
6 Klemmbacke
7 Klemmbacke
10 Vorrichtung
1 1 Umreifungskopf
13 Stoffschlüssige Verbindung 15 Finger
17 Dehnungsmesstreifen
22 Endbereich
23 Endbereich
25 Entlastungsschlaufe 30 Zuführband
32 Abführband
34 Bruch
80 Steuerungseinrichtung

Claims

Ansprüche Verfahren zur Verbindung von Endbereichen (22, 23) aus Kunststoff bestehender Umreifungsbänder (5), bei welchem
Endbereiche (22, 23) eines jeweiligen Umreifungsbandes (5) einander
gegenüberliegend positioniert werden,
- ein Schweißkopf (1 ) in Richtung der Endbereiche (22, 23) des Umreifungsbandes (5) bewegt wird, über eine bestimmte Verweildauer und zum Zwecke ihrer Erwärmung eine Temperaturbeaufschlagung der Endbereiche (22, 23) des jeweiligen
Umreifungsbandes (5) über den bewegbaren Schweißkopf (1 ) erfolgt,
- nachfolgend der Schweißkopf (1 ) von den sich gegenüberliegenden Endbereichen (22, 23) des jeweiligen Umreifungsbandes (5) wegbewegt wird und
- hierauf folgend ein Stempel (3) kraftbeaufschlagt gegen eine Druckplatte (2) bei zwischengeordneten Endbereichen (22, 23) des jeweiligen Umreifungsbandes (5) geführt wird, so dass diese Endbereiche (22, 23) des Umreifungsbandes (5) aus ihrer Temperierung und der kraftbeaufschlagten Anlage resultierend stoffschlüssig miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein oder mehrere physikalische Ist-Parameter des Schweißkopfes (1 ), eines
Umreifungsbandes (5) und/oder der stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbundener Endbereiche (22, 23) sensorisch erfasst und/oder sensorisch festgestellt werden,
- die ein oder mehreren physikalischen Ist-Parameter an eine rechnergestützte Steuerungseinrichtung (80) übertragen werden und
- ein Temperaturniveau des Schweißkopfes (1 ) und/oder die Verweildauer der Temperaturbeaufschlagung von Endbereichen (22, 23) über den Schweißkopf (1 ) und/oder eine Dauer und/oder Kraft der Anlage des Stempels (3) an der
Druckplatte (2) über die rechnergestützte Steuerungseinrichtung (80) unter Berücksichtigung der ein oder mehreren physikalischen Ist-Parameter vorgegeben und/oder gesteuert wird. Verfahren nach Anspruch 1 , bei welchem ein Temperaturniveau des Schweißkopfes (1 ) und/oder die Verweildauer der Temperaturbeaufschlagung der freien Endbereiche (22, 23) über den Schweißkopf (1 ) und/oder eine Dauer und/oder Kraft der Anlage des Stempels (3) an der Druckplatte (2) bei Erfassung der jeweiligen ein oder mehreren physikalischen Ist-Parameter zumindest näherungsweise in Echtzeit vorgegeben und/oder gesteuert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welchem eine Ist-Temperatur des Schweißkopfes (1 ) und/oder des Umreifungsbandes (5) als physikalischer Ist- Parameter sensorisch erfasst wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem eine Vielzahl an sensorischen Erfassungen physikalischer Ist-Parameter in bestimmten zeitlichen Abständen durchgeführt werden und bei Abweichungen der jeweiligen ein oder mehreren erfassten physikalischen Ist-Parameter von in der
Steuerungseinrichtung (80) hinterlegten Soll-Parametern der zeitlich Abstand mehrerer aufeinanderfolgender sensorischer Erfassungen verkürzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem zum Zwecke einer sensorischen Erfassung von physikalischen Ist-Parametern die miteinander verbundenen Endbereiche (22, 23) des jeweiligen Umreifungsbandes (5) bis zum Lösen der stoffschlüssigen Verbindung (13) auseinandergeführt werden, wobei die Kraft zum Lösen der stoffschlüssigen Verbindung sensorisch erfasst und/oder sensorisch festgestellt wird und als physikalischer Ist-Parameter an die rechnergestützte Steuerungseinrichtung (80) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Kraft zum Lösen der stoffschlüssigen
Verbindung über eine Zange und/oder einen Finger erfasst wird, wobei unter
Zuhilfenahme der Zange und/oder des Fingers bei stoffschlüssiger Verbindung der Endbereiche (22, 23) eine Schlaufe im Umreifungsband (5) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem die Kraft zum Lösen der
stoffschlüssigen Verbindung (13) eines ersten von mehreren Umreifungsbändern (5), deren jeweilige Endbereiche (22, 23) zeitlich nacheinander verbunden werden, erfasst wird, das erste Umreifungsband (5) aussortiert wird und auf das erste Umreifungsband (5) folgende weiteren Umreifungsbänder (22, 23) jeweils über mehrere
Getränkebehältnisse zum Zwecke ihrer Zusammenfassung als Gebinde geführt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei welchem die Kraft zum Lösen der stoffschlüssigen Verbindung (13) unter Zuhilfenahme eines Dehnungsmessstreifens (17) erfasst und/oder festgestellt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem zeitlich nacheinander jeweilige Endbereiche (22, 23) mehrerer Umreifungsbänder (5) verbunden werden und wobei in der rechnergestützten Steuerungseinrichtung (80) eine Zuordnung hinterlegt ist, welche unter Berücksichtigung einer
Bearbeitungsreihenfolge der mehreren Umreifungsbänder (5) ein Temperaturniveau des jeweiligen für die Verbindung der mehreren Umreifungsbänder (5) jeweils vorgesehenen Schweißkopfes (1 ) und/oder die Verweildauer der
Temperaturbeaufschlagung von Endbereichen (22, 23) über den Schweißkopf (1 ) und/oder eine Dauer und/oder Kraft der Anlage des für die Verbindung der mehreren Umreifungsbänder (5) vorgesehenen Stempels (3) an der Druckplatte (2) über die rechnergestützte Steuerungseinrichtung (80) für wenigstens zwei der mehreren Umreifungsbänder (5) unterschiedlich vorgibt und/oder steuert.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, umfassend wenigstens zwei Umreifungsköpfe (1 1 ), denen jeweils ein eigener temperierbarer Schweißkopf (1 ), ein eigener Stempel (3) sowie eine eigene Druckplatte (2) zugeordnet sind, wobei mittels der rechnergestützten Steuerungseinrichtung (80) eine Zuordnung der jeweils sensorisch erfassten und/oder festgestellten physikalischen Ist-Parameter zu einem der wenigstens zwei Umreifungsköpfe (1 1 ) erfolgt und die Umreifungsköpfe (1 1 ) über die Steuerungseinrichtung (80) unter Berücksichtigung der Zuordnung selektiv gesteuert werden.
1 1 . Vorrichtung (10) zur Verbindung von Endbereichen (22, 23) aus Kunststoff
bestehender Umreifungsbänder (5), aufweisend
- eine Positionierungseinrichtung (4), welche Endbereiche (22, 23) eines jeweiligen Umreifungsbandes (5) einander gegenüberliegend ausrichtet,
- einen bewegbaren Schweißkopf (1 ), mit welchem zum Zwecke einer Erwärmung eine Temperaturbeaufschlagung von Endbereichen (22, 23) des jeweiligen Umreifungsbandes (5) bewirkbar ist,
- wenigstens eine Klemmeinrichtung, umfassend einen Stempel (3) sowie eine dem Stempel (3) zugeordnete Druckplatte (2), die für eine Klemmung zwischengeordneter Endbereiche (22, 23) des jeweiligen Umreifungsbandes (5) miteinander in Anlage bringbar sind sowie
- eine rechnergestützte Steuerungseinrichtung (80), welche mit der
Klemmeinrichtung sowie mit dem Schweißkopf (1 ) in Verbindung gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Vorrichtung (10) wenigstens eine Sensorik (S1 , S2) zur Erfassung eines oder mehrerer physikalischer Parameter des Umreifungsbandes (5), des
Schweißkopfes (1 ) und/oder einer stoffschlüssigen Verbindung (13) der
Endbereiche (22, 23) umfasst, mit welcher wenigstens einen Sensorik (S1 , S2) die rechnergestützte Steuerungseinrichtung (80) derart in Wirkverbindung gebracht ist, dass über die rechnergestützte Steuerungseinrichtung (80) die Dauer einer kraftbeaufschlagten Anlage des Stempels (3) an der Druckplatte (2) zum Zwecke einer Klemmung von Endbereichen (22, 23), eine Klemmkraft bei Anlage des Stempels (3) an der Druckplatte (2), ein Temperaturniveau des Schweißkopfes (1 ) und/oder eine Dauer der Temperaturbeaufschlagung von Endbereichen (22, 23) über den Schweißkopf (1 ) definiert vorgebbar und/oder steuerbar ist.
12. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 1 , bei welcher der bewegbare Schweißkopf (1 ), der wenigstens eine Stempel (3), die dem wenigstens einen Stempel (3) zugeordnete Druckplatte (2) sowie die wenigstens eine Sensorik (S1 , S2) als Bestandteil eines heb- und senkbaren Umreifungskopfes (1 1 ) ausgebildet sind.
13. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 1 oder 12, bei welcher die wenigstens eine Sensorik eine Zange und/oder einen Finger (15) umfasst, über welchen wenigstens ein
Endbereich (22, 23) des Umreifungsbandes (5) spannbar ist, welcher Endbereich (22, 23) mit einem Dehnungsmesstreifen (17) in Verbindung steht, der zur Erfassung und Übertragung der jeweiligen Ist-Spannung des Umreifungsbandes (5) als
physikalischen Ist-Parameter an die Steuerungseinrichtung (80) ausgebildet ist.
14. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1 bis 13, bei welcher die Sensorik (S1 , S2) wenigstens einen Temperatursensor zur Erfassung einer
Temperatur des Schweißkopfes (1 ) und/oder des Umreifungsbandes (5) als physikalischen Ist-Parameter besitzt.
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