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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpackung von zu Verpackungseinheiten zusammengefassten Gruppen an Gegenständen.
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In der Praxis und im täglichen Produktionsablauf werden oftmals Flaschen, insbesondere Kunststoffflaschen, Dosen etc. zu Gruppen zusammengefasst und mit einer Folie eingeschlagen. Sofern es sich bei der Folie um eine Kunststofffolie handelt, wird die Folie darüber hinaus geschrumpft, so dass die Gegenstände eine stabile Verpackungseinheit bilden und mit Hilfe der geschrumpften Folie eine gegenseitige Fixierung erfahren. Bei diesem Vorgang werden typischerweise offene seitliche sogenannte Schrumpfaugen beobachtet.
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Bei einem Verfahren und einer zugehörigen Vorrichtung der eingangs beschriebenen Ausprägung entsprechend der
DE 42 07 725 A1 wird zu diesem Zweck so vorgegangen, dass ein Folienmitnehmerstab unter einen Folienwickel fährt. Der Folienmitnehmerstab beschreibt über der Gruppe an Gegenständen bzw. der Produktgruppe eine Kreisbahn und schlägt dabei den bereits angesprochenen Folienwickel über diese Produktgruppe. Im Anschluss daran taucht der Folienmitnehmerstab mit samt dem hinteren Ende des Folienwickels in einen Schlitz einer Transportstrecke ein. Beim weiteren Transport der so umwickelten Produktgruppe fährt diese über den Schlitz und zieht so das vordere Ende des Folienwickels ebenfalls unter sich. Dadurch steht die Produktgruppe auf den sich überlappenden Enden des Folienwickels, dem Folienüberschlag. Die Enden des Folienwickels bzw. der Folienüberschlag wird beim anschließenden Schrumpfprozess verschweißt.
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Die beschriebene Vorgehensweise hat sich grundsätzlich bewährt, ist allerdings verbesserungsbedürftig, was die Stabilität der hergestellten Verpackungseinheit angeht. Tatsächlich führen die regelmäßig vorgesehenen beidseitige offenen seitlichen Schrumpfaugen dazu, dass die zu der Verpackungseinheit zusammengefassten Gegenstände trotz des Folieneinschlages eine Relativbewegung zueinander ausführen oder ausführen können. Daraus resultieren Instabilitäten der Verpackungseinheit, insbesondere für den Fall, dass die einzelnen Gegenstände für sich genommen schwer sind und/oder sich leicht gegeneinander verschieben lassen. Das ist typischerweise bei Dosen der Fall.
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Im Stand der Technik wird darüber hinaus eine Verpackungsmaschine beschrieben, die gemäß der
DE 20 2010 013 513 U1 mit einer zuverlässig funktionierenden Führungsmöglichkeit für Band- und Folienmaterial ausgerüstet werden soll. Zu diesem Zweck werden zugehörige Verpackungsbahnen über flächige Führungselemente geführt. Wenigstens eines der Führungselemente ist als Ultraschalllagereinheit ausgebildet. Die zuvor beschriebenen Probleme im anschließenden Gebrauch der Verpackungseinheit sind hierdurch nicht maßgeblich beeinflusst worden.
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Vergleichbares gilt für die Maschine zum Verpacken von Gegenständen, wie sie in der
DE 20 2006 020 359 U1 beschrieben wird. Hier ist eine Abzugswalze für die Folienzuführung mit wenigstens einer strukturierten Oberfläche ausgerüstet, um insgesamt die Funktionssicherheit zu erhöhen.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken von zu Verpackungseinheiten zusammengefassten Gruppen von Gegenständen so weiter zu entwickeln, dass insbesondere die Stabilität der solchermaßen erzeugten Verpackungseinheit gegenüber bisherigen Vorgehensweisen deutlich gesteigert ist. Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Verpacken von zu Verpackungseinheiten zusammengefassten Gruppen an Gegenständen mit den folgenden Schritten:
- – Umhüllen der jeweiligen Verpackungseinheit in ihrer Laufrichtung auf einer Transportstrecke mit einer Folie unter gleichzeitiger Bildung eines Folienüberschlages sowie von jeweils querrandseitig über die Verpackungseinheit überstehenden Faltlaschen;
- – Anlegen der Faltlaschen an die Verpackungseinheit bei Durchlauf durch eine Falteinheit sowie anschließende und/oder gleichzeitige gegenseitige Fixierung der Faltlaschen unter Bildung eines allseits geschlossenen Folieneinschlages.
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Der Begriff Folie meint im Rahmen der Erfindung ein sehr dünnes Blatt mit meistens rechteckiger Gestalt aus einem Werkstoff, welcher die Umhüllung der Verpackungseinheit ermöglicht. Üblicherweise handelt es sich hierbei um eine Kunststofffolie, wenngleich prinzipiell auch eine Metall- oder Aluminiumfolie oder auch eine Papierfolie denkbar sind von der Erfindung umfasst werden. Die Folie wird meistens auf einer Folienrolle bevorratet und mit Hilfe einer Schneideinrichtung abgelängt. Dabei wird man die Länge des erzeugten Folienabschnittes bzw. des Folienblattes so wählen, dass die zu umhüllende Verpackungseinheit in ihrer Laufrichtung insgesamt umschlossen werden kann, und zwar unter Berücksichtigung des Folienüberschlages.
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Der Folienüberschlag beschreibt einen Überlappungsbereich zwischen einem Folienanfang und einem Folienende. Der Folienüberschlag bzw. Folienüberhang kann bei an der Verpackungseinheit anliegender Folie im Bereich von mehreren Millimetern angesiedelt sein, mag beispielsweise Werte zwischen 10 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 20 mm und 40 mm annehmen.
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Im Rahmen der Erfindung erfolgt typischerweise eine automatische und fortlaufende Verpackung der einzelnen Gruppen an Gegenständen im Zuge ihres Transportes auf der Transportstrecke. Zu diesem Zweck werden die einzelnen Verpackungseinheiten mit dem zuvor abgelängten Folienabschnitt unter Berücksichtigung des Folienüberschlages umhüllt und werden anschließend beim Weitertransport der Verpackungseinheit entlang der Transportstrecke in Laufrichtung die querrandseitig über die Verpackungseinheit überstehenden Faltlaschen an die Verpackungseinheit gleichsam automatisch angelegt. Dadurch wird ein allseits geschlossener Folieneinschlag zur Verfügung gestellt, der insbesondere auf offene seitliche Schrumpfaugen verzichtet, vielmehr die Seitenbereiche der Verpackungseinheit durch die hieran angelegten Faltlaschen verschließt.
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Da die Faltlaschen beim Durchlauf durch die Falteinheit nicht nur an die Verpackungseinheit angelegt werden, sondern hierbei gleichzeitig oder anschließend eine Fixierung erfahren, verfügt der solchermaßen gebildete und geschlossene Folieneinschlag zugleich über die notwendige Stabilität, so dass beispielsweise anschließende Relativbewegungen der Gegenstände zueinander praktisch nicht oder allenfalls in einem unschädlichen Maße zugelassen werden. Außerdem wird der Faltvorgang kontinuierlich bzw. synchron zum Transport der Verpackungseinheit in Laufrichtung auf der Transportstrecke vorgenommen, so dass letztlich keine Verzögerungen bei der Produktion der gewünschten Verpackungseinheiten beobachtet werden und auftreten können.
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An den beschriebenen Verpackungsvorgang mag sich ein Schrumpfprozess anschließen. Dieser führt unter Umständen dazu, dass die Stabilität des Folieneinschlages und folglich der folienumhüllten Verpackungseinheit bei Bedarf noch mehr gesteigert wird. Allerdings ist der Schrumpfprozess nicht zwingend erforderlich.
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Nach vorteilhafter Ausgestaltung sind jeweils im Seitenbereich der mit Hilfe der Folio umhüllten Verpackungseinheit zwei sich gegenüberliegende Faltlaschen unter Bildung zugehöriger Faltlaschenpaare realisiert. Das heißt, die meistens vier im Seitenbereich der Verpackungseinheit gebildeten Faltlaschen bilden jeweils zwei zugehörige Faltlaschenpaare aus den jeweils zwei sich gegenüberliegenden Faltlaschen. Tatsächlich kann man ein erstes Faltlaschenpaar und ein zweites Faltlaschenpaar voneinander unterscheiden. Die beiden Faltlaschenpaare werden in der Regel nacheinander an die Verpackungseinheit angelegt.
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Dies erfolgt meistens derart, dass die Faltlaschen des einen ersten Faltlaschenpaares durch einen überwiegend horizontalen Faltvorgang und die Faltlaschen des zweiten anderen Faltlaschenpaares durch einen überwiegend vertikalen Faltvorgang an die Verpackungseinheit angelegt werden. Der horizontale Faltvorgang ist mit einer Faltbewegung in einer überwiegend horizontalen Ebene verbunden. Der vertikale Faltvorgang korrespondiert dagegen zu einer Faltbewegung in einer überwiegend vertikalen Ebene.
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Der Faltvorgang als solcher wird meistens so vorgenommen, dass zunächst die in Laufrichtung vordere Faltlasche des ersten Faltlaschenpaares und dann die obere Faltlasche des zweiten Faltlaschenpaares an die Verpackungseinheit angelegt werden. Prinzipiell kann auch umgekehrt verfahren werden. Dann wird zunächst die obere Faltlasche des zweiten Faltlaschenpaares an die Verpackungseinheit angelegt und erst im Anschluss daran die in Laufrichtung vordere Faltlasche des ersten Faltlaschenpaares. Das geschieht im Zuge des Einlaufes der umhüllten Verpackungseinheit in die Falteinheit. Im Anschluss daran wird regelmäßig die in Laufrichtung hintere Faltlasche des ersten Faltlaschenpaares an die Verpackungseinheit angelegt. Abschließend erfasst der Faltvorgang die untere Faltlasche des zweiten Faltlaschenpaares.
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Das zweite Faltlaschenpaar, dessen beide Faltlaschen sich durch einen überwiegend vertikalen Faltvorgang an die Verpackungseinheit anlegen lassen, verfügt also im Vergleich zum Seitenbereich der umhüllten Verpackungseinheit über eine obere Faltlasche und eine untere Faltlasche. Im Rahmen der Erfindung wird nun so vorgegangen, dass von diesen beiden Faltlaschen des zweiten Faltlaschenpaares zunächst die obere Faltlasche und erst zum Abschluss des Vorganges die untere Faltlasche an die Verpackungseinheit angelegt werden. Grundsätzlich kann natürlich auch umgekehrt vorgegangen werden.
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Darüber hinaus lassen sich die einzelnen Faltvorgänge zeitlich überlappen. Ferner können die Faltvorgänge mit unterschiedlichen Faltzeiten ausgerüstet werden. Das heißt, der Faltvorgang für die vordere Faltlasche des ersten Faltlaschenpaares mag vor dem Faltvorgang der oberen (oder unteren) Faltlasche des zweiten Faltlaschenpaares gestartet werden. Da die Faltzeit für die obere (untere) Faltlasche jedoch typischerweise kürzer als diejenige für die vordere Faltlasche ausgelegt ist, ist der Faltvorgang für die obere (untere) Faltlasche bereits beendet, wenn die vordere Faltlasche des ersten Faltlaschenpaares vollständig am Seitenbereich der Verpackungseinheit anliegt.
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Der Faltvorgang wird mit Hilfe von mehreren Faltelementen innerhalb der Falteinheit bewerkstelligt. Zu diesem Zweck werden die Faltlaschen mittels wenigstens eines ortsfesten und/oder eines mit der Verpackungseinheit mitbewegten Faltelementes gefaltet. Dabei ist die Auslegung regelmäßig so getroffen, dass das mit der Verpackungseinheit mitbewegte Faltelement überwiegend synchron zusammen mit der Verpackungseinheit bewegt wird. Die synchrone Bewegung impliziert nicht notwendigerweise eine vergleichbare Geschwindigkeit des mitbewegten Faltelementes im Vergleich zur Verpackungseinheit auf der Transportstrecke in Laufrichtung. Vielmehr muss die Geschwindigkeit des mitbewegten Faltelementes an die Geschwindigkeit der Verpackungseinheit auf der Transportstrecke in Laufrichtung angepasst sein.
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Dabei wird meistens so vorgegangen, dass beim Faltvorgang im Detail die jeweils zuerst und zuletzt gefaltete Faltlasche mittels jeweils eines ortsfesten Faltelementes an die Verpackungseinheit angelegt werden. Während zwischengeschalteter Faltschritte beim Faltvorgang werden dagegen überwiegend die eine oder die mehreren zugehörigen Faltlaschen mit Hilfe des einen oder der mehreren mitbewegten Faltelemente(s) an die Verpackungseinheit angelegt.
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Dabei kann die Faltlasche mit Hilfe des Faltelementes nicht nur gefaltet und an die Verpackungseinheit angelegt werden, sondern das Faltelement und/oder ein oder mehrere nachgeordnete Andrückelemente sorgen meistens ergänzend dafür, dass die Faltlaschen gegenseitig fixiert werden. Das kann auf jede denkbare Art und Weise geschehen, beispielsweise derart, dass das jeweilige Faltelement erhitzt wird und folglich die hiermit beaufschlagten Faltlaschen durch eine ggf. lokale Verschweißung miteinander eine gewünschte Verbindung bzw. Fixierung eingehen.
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Zum Erhitzen des oder der Faltelemente sind verschiedene Methoden denkbar. Beispielsweise können die Faltelemente durch von außen aufgebrachte Energie, beispielsweise Heißluft, Infrarotstrahlung etc. auf die für die lokale Verschweißung erforderliche Temperatur gebracht werden. Darüber hinaus liegt es im Rahmen der Erfindung, das jeweilige Faltelement mit einer internen Heizeinheit auszurüsten, beispielsweise Röhren für Heißluft, einem Heizdraht etc.. Des weiteren liegen selbstverständlich Maßnahmen derart im Rahmen der Erfindung, die zu fixierenden Stellen – unabhängig von den Faltelementen – von außen zu erwärmen, beispielsweise mit einem Laserstrahl, einer Infrarotstrahlquelle, einer Ultraschallquelle etc.. Das heißt, während die Faltelemente und/oder die zusätzlichen Andrückelemente dafür sorgen, dass die Faltlaschen die gewünschte Position zueinander einnehmen, stellt die zuvor angesprochene zusätzliche Energiequelle sicher, dass von außen die erforderliche und meistens thermische Energie zur Verfügung gestellt wird, damit die Faltlaschen lokal aufschmelzen und hierdurch die gewünschte gegenseitige Fixierung erfahren.
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Eine weitere Methode der Fixierung liegt darin, die einzelnen Faltlaschen elektrostatisch aufzuladen. Hierzu mögen die Faltlaschen bzw. kann die mit dem Folieneinschlag ausgerüstete Verpackungseinheit insgesamt an entsprechenden Elektroden vorbeigeführt werden. Da es sich bei der Folie typischerweise um eine Kunststofffolie aus beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PP), Polypropylen (PP) oder dergleichen handelt, lassen sich mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes unschwer elektrostatische Ladungen im Bereich der Faltlaschen erzeugen. Diese sorgen dafür, dass die Faltlaschen die gewünschte Fixierung – zumindest temporär – erfahren. Wenn in einem solchen Fall die umhüllte Verpackungseinheit anschließend in einen Schrumpftunnel oder allgemein eine Schrumpfeinheit überführt wird, sorgt die temporäre Fixierung dafür, dass im Anschluss hieran die Faltlaschen im Schrumpftunnel nicht von der Anlage an die Verpackungseinheit ”abklappen” und durch den Schrumpfvorgang dauerhaft fixiert werden.
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Außerdem mag der jeweilige Faltvorgang so gesteuert werden, dass die einzelnen Faltvorgänge zeitlich ganz oder teilweise ineinandergreifen. Mit anderen Worten, können beispielsweise der erste und zweite Faltvorgang, der erste, der zweite und der dritte Faltvorgang, der zweite und dritte Faltvorgang, der zweite, dritte und vierte Faltvorgang usw. zeitlich überlappen. Das heißt, es ist denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, zwei Faltvorgänge zu unterschiedlichen Zeiten starten zu lassen, aber dennoch für einen gegenseitigen zeitlichen Überlapp zu sorgen. So wird man meistens vorgehen, schon um die Folie bei diesem Vorgang im Seitenbereich der Verpackungseinheit zu straffen. Denn bei den jeweiligen Faltvorgängen entstehen zwangsläufig Falttaschen, in die nachfolgend gefaltete Faltlaschen zunehmend eingreifen. Um die Bildung der Falttaschen zu unterstützen und zugleich eine in diesem Bereich mehrlagige Ausbildung der Folie zu erreichen, wird mit den zeitlich überlappenden Faltvorgängen wie beschrieben gearbeitet.
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Tatsächlich verfügt der allseits geschlossene Folieneinschlag nach dem beschriebenen Faltvorgang über wenigstens zwei Falttaschen, die zu einem mehrlagigen Folienschichtaufbau in ihrem Bereich korrespondieren. Da die fraglichen Falttaschen überwiegend im Seitenbereich und hier an Ecken der Verpackungseinheit beobachtet werden, erfahren exakt diese besonders belasteten Ecken eine gewünschte Verstärkung und Versteifung. Dadurch wird eine besonders stabile Zusammenfassung der Gruppe an Gegenständen zur Verfügung gestellt. Tatsächlich verfügt die mit dem erfindungsgemäß ausgerüsteten allseits geschlossenen Folieneinschlag versehene Verpackungseinheit über eine Formstabilität und Lagestabilität, die bisher ohne Vorbild geblieben ist. Das alles gelingt im Rahmen eines kontinuierlichen Verpackungsvorganges. Dabei sind die einzelnen Faltschritte im Zuge des Faltvorganges in den üblichen Herstellungsvorgang einer solchen umhüllten Verpackungseinheit integriert und können mit einer hohen Geschwindigkeit laufen. Das lässt sich auf die speziell ausgebildete Falteinheit zurückführen.
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Denn die Falteinheit verfügt typischerweise über wenigstens ein ortsfestes und ein mitbewegtes Faltelement für die eine oder die mehreren Faltlaschen. Meistens sind zwei ortsfeste und zwei mitbewegte Faltelemente realisiert. Die ortsfesten Faltelemente können als einerseits Andrückschiene und andererseits Schrägführung ausgebildet sein. Bei dem jeweils mitbewegten Faltelement handelt es sich einerseits um eine rotierende Faltscheibe und andererseits um einen Faltmitnehmer, welcher mit der Verpackungseinheit mitbewegt wird. Dabei wird man die Geschwindigkeit des Faltmitnehmers an die Geschwindigkeit der auf der Transportstrecke in Laufrichtung fortbewegten Verpackungseinheit anpassen. Vergleichbares gilt für die Rotationsgeschwindigkeit der Faltscheibe.
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An die beschriebenen Faltelemente können sich in Laufrichtung Andrückelemente anschließen. Die Andrückelemente sind ggf. mit Fixiereinheiten für die Faltlaschen ausgerüstet. Alternativ oder zusätzlich können aber auch die Faltelemente die bereits angesprochenen Fixiereinheiten aufweisen. Bei den Fixiereinheiten mag es sich um Heizelemente, erhitzte Andrückplatten etc. handeln, also Gegenstände oder Einrichtungen, mit deren Hilfe die Faltlaschen eine gegenseitige Fixierung – temporär oder dauerhaft – eingehen. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die
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1 bis 5 zeigen ein Verfahren zum Verpackungen von zu Verpackungseinheiten zusammengefassten Gruppen an Gegenständen in verschiedenen Phasen und die hierfür eingesetzte Vorrichtung.
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In den 1 bis 5 ist eine Vorrichtung zum Verpacken von Gegenständen 1 dargestellt. Bei den Gegenständen 1 handelt es sich im Beispielfall um Dosen, die vorliegend zu einer Gruppe zusammengefasst worden sind. Tatsächlich verfügen die Dosen im Beispielfall über eine matrixartige sechs x vier-Anordnung, das heißt sechs Dosen 1 sind quer zu einer Laufrichtung L angeordnet, während vier Dosen 1 in Laufrichtung bzw. Längsrichtung L orientiert sind. Um die Dosen 1 zu der Gruppe an Gegenständen bzw. Dosen 1 und folglich zu einer zu umhüllenden Verpackungseinheit 2 zusammenzufassen und die Dosen 1 entsprechend zu positionieren, mögen der in den Figuren dargestellten Vorrichtung entsprechende Sortier- und Ausrichteinrichtungen vorgeschaltet sein.
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Das kann beispielsweise mit Hilfe von Anschlägen und/oder Abstützstäben erfolgen, die im Detail nicht dargestellt sind. Ebenso zeigen die Figuren nicht eine Vorratstrommel für eine Folie 3, im Ausführungsbeispiel Kunststofffolie 3, welche um die Verpackungseinheit 2 wie in der 1 dargestellt, geschlungen worden ist. Die Kunststofffolie 3 mag aus PE, PET, PP etc. hergestellt sein, wie dies einleitend bereits beschrieben wurde. Das Umhüllen der jeweiligen Verpackungseinheit 2 erfolgt in Laufrichtung L während des Transportes der Gruppe an Gegenständen bzw. der Dosen 1 über eine bzw. auf einer Transportstrecke T. Zu diesem Zweck mag ein Folienwickel abgeschnitten und durch einen Schlitz auf die Transportstrecke T geführt werden. Das vordere Ende des Folienwickels wird von der Verpackungseinheit 2 überfahren.
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Beim Weiterfahren der Verpackungseinheit
2 auf der Transportstrecke T fährt von unten ein Folienmitnehmerstab unter den Folienwickel und beschreibt in der Laufrichtung L eine Kreisbahn oder allgemein eine kreisartige Bahn über der Verpackungseinheit
2. Danach taucht der Folienmitnehmerstab mitsamt dem hinteren Ende des Folienwickels in einen weiteren Schlitz ein. Beim Transport der so umwickelten Verpackungseinheit
2 fährt diese über den betreffenden Schlitz und zieht so das vordere Ende des Folienwickels unter sich. Auf diese Weise steht die Verpackungseinheit
2 auf den sich überlappenden Enden des Folienwickels auf und wird gleichzeitig ein Folienüberschlag
4 der beiden Enden des Folienwickels definiert. Details der beschriebenen Umhüllung der Verpackungseinheit
2 mit der Folie
3 werden in der
DE 42 07 725 A1 , Spalte 6, Zeilen 30 bis 54 beschrieben. Hierauf sei ausdrücklich Bezug genommen. Ebenso auf die zugehörigen und dortigen Figuren. Die Breite des Folienüberschlages bzw. Folienüberhanges
4 mag im Beispielfall ca. 30 mm in Laufrichtung L betragen. Das ist selbstverständlich nur beispielhaft zu verstehen.
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Beim Umhüllen der jeweiligen Verpackungseinheit 2 in ihrer Laufrichtung L auf der Transportstrecke T mit der Folie 3 unter Bildung des Folienüberschlages 4 werden zugleich jeweils querrandseitig der Verpackungseinheit 2 überstehende Faltlaschen 5, 6, 7, 8 definiert.
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Die beiden Faltlaschen 5, 6 liegen sich gegenüber und bilden ein zugehöriges erstes Faltlaschenpaar 5, 6. Das erste Faltlaschenpaar 5, 6 bzw. die zugehörigen und sich gegenüber liegenden Faltlaschen 5, 6 werden durch einen überwiegend horizontalen Faltvorgang beim Einlauf der mit Hilfe der Folie 3 umhüllten Verpackungseinheit 2 in eine Falteinheit 9 an die fragliche Verpackungseinheit 2 angelegt. Der horizontale Faltvorgang ergibt sich dadurch, dass die fraglichen und sich gegenüber liegenden Faltlaschen 5, 6 entlang einer lediglich angedeuteten horizontalen Faltebene gefaltet und an die Verpackungseinheit 2 angelegt werden.
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Zusätzlich zu den beiden Faltlaschen 5, 6 bzw. dem ersten Faltlaschenpaar sind zwei weitere Faltlaschen 7, 8 realisiert, die sich ebenfalls gegenüber liegen. Die beiden weiteren Faltlaschen 7, 8 definieren ein zweites Faltlaschenpaar 7, 8. Das Faltlaschenpaar 7, 8 bzw. seine beiden sich gegenüber liegenden Faltlaschen 7, 8 werden durch einen überwiegend vertikalen Faltvorgang an die Verpackungseinheit 2 angelegt. Das deutet eine vertikale Linie an, welche die zu diesem vertikalen Faltvorgang zugehörige vertikale Faltebene markiert.
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Die Falteinheit 9 zum Anlegen der Faltlaschen 5, 6, 7, 8 an die Verpackungseinheit 2 setzt sich im Detail aus ortsfesten Faltelementen 10, 11 und mit der Verpackungseinheit 2 mitbewegten Faltelementen 12, 13 zusammen. Dabei werden die jeweils mitbewegten Faltelemente 12, 13 überwiegend synchron zusammen mit der in Laufrichtung L entlang der Transportstrecke T bewegten Verpackungseinheit 2 verfahren.
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Man erkennt, dass zwei ortsfeste Faltelemente 10, 11 und zwei mitbewegte Faltelemente 12, 13 realisiert sind. Bei den ortsfesten Faltelementen 10, 11 handelt es sich einerseits um eine Andrückschiene 10 und andererseits eine Schrägführung 11. Die mitbewegten Faltelemente 12, 13 sind einerseits als rotierende Faltscheibe 12 und andererseits als mit der Verpackungseinheit 2 mit bewegter Faltmitnehmer 13 ausgeführt.
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Außerdem schließt sich an die Falteinheit 9 bzw. schließen sich an die im Innern der Falteinheit 9 realisierten Faltelemente 10, 11, 12, 13 in Laufrichtung L Andrückelemente 14 an. Tatsächlich sind zwei in Laufrichtung L und somit längserstreckte Andrückelemente 14 realisiert. Die Andrückelemente 14 sind paarweise den Querrandseiten der Verpackungseinheit 2 bzw. dessen Seitenbereichen zugeordnet. Auch die Faltelemente 10, 11, 12, 13 sind paarweise vorgesehen und jeweils der zugehörigen Querrandseite bzw. dem Seitenbereich der Verpackungseinheit 2 zugeordnet.
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In die Faltelemente 14 sind Fixiereinheiten 15 integriert. Bei den Fixiereinheiten 15 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um Aufladeelektroden, die dafür sorgen, dass die innerhalb der Falteinheit 9 an die Verpackungseinheit 2 angelegten Faltlaschen 5, 6, 7, 8 eine temporäre Fixierung erfahren. Für eine dauerhafte Fixierung mag ein Schrumpftunnel oder allgemein eine Schrumpfeinheit sorgen, in welche die mit der Folie 3 eingeschlagene Verpackungseinheit 2 nach dem Anlegen der Faltlaschen 5, 6, 7, 8 und im Anschluss an die Andrückelemente 14 einläuft. Der Schrumpftunnel bzw. die betreffende Schrumpfeinheit ist bildlich nicht dargestellt.
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Die Andrückelemente 14 sind im Ausführungsbeispiel auswechselbar ausgelegt und können beispielsweise von ihrer Länge her an die Abmessungen der mit Hilfe der Folie 3 umhüllten Verpackungseinheit 2 angepasst werden. Die Andrückelemente 14 inklusive der Fixiereinheiten 15 formen insgesamt eine Andrück- und Aufladeeinheit 14, 15, die in Laufrichtung L unmittelbar an die Falteinheit 9 anschließt.
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Man erkennt, dass die Andrückschiene 10 und auch der Faltmitnehmer 13 kammartig ausgelegt sind. Dadurch kann der Faltmitnehmer 13 teilweise in die Andrückschiene 10 eintauchen, wie dies anhand der Funktionsdarstellung in der 4 deutlich wird. Der Faltmitnehmer 13 ist im Ausführungsbeispiel an einen um zwei Rollen 17 umlaufenden Riemen 16 angeschlossen. Dabei wird eine der Rollen 17 oder werden beide Rollen 17 angetrieben und kann auf diese Weise die Geschwindigkeit des Faltmitnehmers 13 eingestellt werden.
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Die Geschwindigkeit des Faltmitnehmers 13 und die Geschwindigkeit der mit Hilfe der Folie 3 umhüllten Verpackungseinheit 2 auf der Transportstrecke T in Laufrichtung L sind aneinander angepasst bzw. zueinander synchronisiert, wie dies im Detail noch näher beschrieben wird. Dabei versteht es sich, dass beide Geschwindigkeiten gesteuert bzw. geregelt werden können und dies auch für ihr zugehöriges Geschwindigkeitsverhältnis gilt, um die nachfolgend noch zu beschreibende synchrone Bewegung des Faltmitnehmers 13 mit der in und durch die Falteinheit 9 laufenden und mit der Folie 3 umhüllten Verpackungseinheit 2 zu gewährleisten. Für den Antrieb der Verpackungseinheit 2 mag ein nicht ausdrücklich dargestelltes Förderband dienen, können aber auch beispielsweise an der hinteren Kante der Verpackungseinheit 2 anliegende Schienen oder vergleichbare Bewegungselemente sorgen. Die Verpackungseinheit 2 wird entlang der Transportstrecke T überwiegend horizontal fortbewegt und läuft zunächst in die Falteinheit 9 ein. Innerhalb der Falteinheit 9 werden die Faltlaschen 5, 6, 7, 8 an die Verpackungseinheit 2 angelegt. Innerhalb der Falteinheit 9 und/oder anschließend an die Falteinheit 9 werden die Faltlaschen 5, 6, 7, 8 gegenseitig fixiert.
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Im Rahmen des Ausführungsbeispiels erfolgt eine temporäre Fixierung der Faltlaschen 5, 6, 7, 8 untereinander, und zwar anschließend an die Falteinheit 9. Hierfür sorgen die Aufladeelektroden 15 in der Andrück- und Aufladeeinheit 14, 15, die sich unmittelbar an die Falteinheit 9 anschließt. Jedenfalls verlässt die Falteinheit 9 respektive die Andrück- und Aufladeeinheit 14, 15 ein allseits geschlossener Folieneinschlag, wie er in 5 dargestellt ist.
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Dieser allseits geschlossene Folieneinschlag verfügt über zwei Falttaschen 18 im Seitenbereich der Verpackungseinheit 2 bzw. an dessen jeweiliger Querrandseite. Im Bereich der Falttaschen 18 ist die Folie 3 mit einem zwei- oder sogar dreischichtigen Aufbau ausgerüstet, so dass die Falttaschen 18 durch eine besondere Stabilität gekennzeichnet sind bzw. die Eckbereiche der Verpackungseinheit 2 über eine erhöhte Stabilität verfügen.
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Die Vorgehensweise beim Verpacken der jeweiligen Verpackungseinheit 2 wird nachfolgend anhand der die einzelnen Verpackungsschritte darstellenden 1 bis 5 erläutert. In der 1 ist die Situation dargestellt, in welcher die mit Hilfe der umhüllten Folie 3 ausgerüstete Verpackungseinheit 2 in die stationäre Falteinheit 9 einläuft. Beim Durchlaufen der Falteinheit 9 werden die Faltlaschen 5, 6, 7, 8 an die Verpackungseinheit 2 angelegt. Dabei wird zunächst die in Laufrichtung L vordere Faltlasche 5 des ersten Faltlaschenpaares 5, 6 angelegt. Das erfolgt gleichsam automatisch dadurch, dass die Verpackungseinheit 2 bei ihrem Transport entlang der Transportstrecke T in Laufrichtung L gegen die Andrückschiene 10 anläuft. Da die Andrückschiene 10 mit jeweils schrägen Einlaufabschnitten 10a ausgerüstet ist, erfolgt der beschriebene Faltvorgang der jeweils vorderen Faltlasche 5 des ersten Faltlaschenpaares 5, 6 sukzessive.
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Im unmittelbaren Anschluss hieran wird die obere Faltlasche 7 des zweiten Faltlaschenpaares 7, 8 an die Verpackungseinheit 2 angelegt. Die beiden Faltvorgänge von einerseits der vorderen Faltlasche 5 und andererseits der oberen Faltlasche 7 finden dabei mit zeitlichem Überlapp – quasi gleichzeitig – statt. Das gilt generell. Das heißt, die Faltvorgänge für die einzelnen Laschen 5, 6, 7, 8 können wahlweise mit zeitlichem Überlapp vorgenommen werden, um die Falttaschen 18 zu erzeugen bzw. die Folie 3 beim Faltvorgang zu spannen, respektive zu straffen.
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Für den Faltvorgang der oberen Faltlasche 7 ist jeweils die rotierende Faltscheibe 12 zuständig. Tatsächlich sind zwei durch eine gemeinsame Achse 19 drehfest miteinander verbundene Faltscheiben 12 realisiert, die gemeinsam über einen an der Achse 19 angreifenden Motor bewegt werden. Der Motor wird erneut so angesteuert, dass die Drehbewegung der Faltscheiben 12 um ihre Achse 19 mit der Transportbewegung der Verpackungseinheit 2 in Laufrichtung L synchronisiert ist.
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Den entsprechenden Faltvorgang erkennt man insbesondere in der 2. Anhand dieser Darstellung wird deutlich, dass die ortsfeste Andrückschiene 10 die vordere Faltlasche 5 des ersten Faltlaschenpaares 5, 6 zunehmend an die Verpackungseinheit 2 angelegt hat. Zugleich sorgt die Faltscheibe 12 dafür, dass die obere Faltlasche 7 als erstes vollständig an der Verpackungseinheit 2 anliegt, so dass anschließend der Faltvorgang für die vordere Faltlasche 5 abgeschlossen und diese von außen an die obere Faltlasche 7 angelegt werden kann. Bei diesem Vorgang bewegt sich die Faltscheibe 12 zwischen der Verpackungseinheit 2 und der ortsfesten Andrückschiene 10 hindurch.
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Mit Bezug zur 3 wird nun die in Laufrichtung L hintere Faltlasche 6 des ersten Faltlaschenpaares 5, 6 an die Verpackungseinheit 2 angelegt. Da bereits die obere Faltlasche 7 an der Verpackungseinheit 2 anliegt, bedeutet dies, dass die hintere Faltlasche 6 an die obere Faltlasche 7 in Anlage an der Verpackungseinheit 2 herangeführt wird. Hierfür sorgt der Faltmitnehmer 13. Tatsächlich ist der Faltmitnehmer 13 beim Übergang von der 1 zur 2 und schließlich zur 3 gegen die hintere Faltlasche 6 gelaufen. Bei seiner weiteren Fortbewegung sorgt der Faltmitnehmer 13 dafür, dass die hintere Faltlasche 6 an die Verpackungseinheit 2 angelegt wird. Bei diesem Vorgang befindet sich die Faltscheibe 12 unverändert in Anlage an der oberen Faltlasche 7 und hält diese in ihrer an die Verpackungseinheit 2 angedrückten Position. Die Achse 19, an welche die beiden Faltscheiben 12 angeschlossen sind, ist ortsfest ausgelegt. Die eine bzw. die beiden Faltscheiben 12 bewegen sich synchron mit der auf der Transportstrecke T in Laufrichtung L fortbewegten Verpackungseinheit 2 mit. Bei diesem Vorgang vollführt die jeweilige Faltscheibe 12 in etwa eine 180°-Drehung, wie beim Vergleich der 1 und 4 deutlich wird. Dabei ist die Auslegung so getroffen, dass die Faltscheibe 12 in der Darstellung nach 3 nahezu senkrecht steht.
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Da die Faltscheibe 12 kreissegmentartig ausgelegt ist, korrespondiert die senkrechte Stellung der jeweiligen Kreisscheibe 12 nach 3 dazu, dass die Faltscheibe 12 einen maximalen flächenmäßigen Überlapp mit der Verpackungseinheit 2 aufweist. Das ist gewollt und in diesem Zusammenhang besonders vorteilhaft, weil durch diesen maximalen flächenmäßigen Überlapp die flächenmäßig besonders groß gestaltete obere Faltlasche 7 einwandfrei an die Verpackungseinheit 2 angedrückt wird, und zwar praktisch so lange, bis neben der vorderen Faltlasche 5 auch die hintere Faltlasche 6 des ersten Faltlaschenpaares 5, 6 zusätzlich für die Fixierung der oberen Faltlasche 7 an der Verpackungseinheit 2 sorgt und auch sorgen kann. Das ist dann der Fall, wenn der Faltmitnehmer 13 die hintere Faltlasche 6 vollständig an die Verpackungseinheit 2 im Anschluss an den Übergang von 3 zur 4 angelegt hat.
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Tatsächlich erkennt man anhand der 4, dass der durch den Riemen 16 bewegte Faltmitnehmer 13 in der Funktionsstellung nach 4 kammartig mit der ebenfalls kammartigen Andrückschiene 10 bzw. deren Einlaufabschnitt 10a überlappt.
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Dadurch stellt der Faltmitnehmer 13 sicher, dass die hintere Faltlasche 6 vollständig an die Verpackungseinheit 2 nach Passieren des Einlaufabschnittes 14a angelegt ist. Jetzt kann die Faltscheibe 12 die obere Faltlasche 7 zunehmend verlassen, weil die obere Faltlasche 7 ergänzend zu der vorderen Faltlasche 5 nunmehr von der hinteren Faltlasche 6 gehalten und in Anlage an die Verpackungseinheit 2 fixiert wird.
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In der Darstellung nach 4 werden die vordere Faltlasche 5, die obere Faltlasche 7 und die hintere Faltlasche 6 von der Andrückschiene 10 in Anlage an der Verpackungseinheit 2 gehalten. Bei der weiteren Fortbewegung der Verpackungseinheit 2 läuft nun die untere Faltlasche 8 zunehmend gegen die ortsfeste Schrägführung 11. Bei diesem Vorgang wird die untere Faltlasche 8 angehoben und sukzessive gegen die Verpackungseinheit 2 angelegt. Nach Passieren der Falteinheit 9 im Anschluss an die Darstellung nach 4 befinden sich sämtliche Faltlaschen 5, 6, 7, 8 in Anlage an die Verpackungseinheit 2, und zwar unter gleichzeitiger Definition der beiden Falttaschen 18, wie dies in der 5 dargestellt ist.
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Nach der Falteinheit 9 durchläuft die solchermaßen mit dem allseits geschlossenen Folieneinschlag ausgerüstete Verpackungseinheit 2 die bereits beschriebene Andrück- und Aufladeeinheit 15. In dieser sorgen die Andrückelemente 14 dafür, dass die Faltlaschen 5, 6, 7, 8 unverändert in Anlage an der Verpackungseinheit 2 gehalten werden. Zugleich stellen die Fixiereinheiten bzw. Auflageelektroden 15 sicher, dass die Faltlaschen 5, 6, 7, 8 eine temporäre (elektrostatische) gegenseitige Fixierung erfahren. Zu diesem Zweck ist die Fixiereinheit bzw. Aufladeelektrode 15 im Bereich einer Überlappung der jeweiligen Faltlaschen 5, 6, 7, 8 angeordnet, so dass sämtliche Faltlaschen 5, 6, 7, 8 mit Hilfe der Aufladeelektrode 15 erfasst und wie gewünscht elektrostatisch aufgeladen werden können.
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Dadurch verbleiben die Faltlaschen 5, 6, 7, 8 nach Verlassen der Andrück- und Aufladeeinheit 14, 15 in Anlage an der Verpackungseinheit 2, wie dies im rechten Teil der 5 dargestellt ist. Die solchermaßen mit dem allseits geschlossenen Folieneinschlag ausgerüstete Verpackungseinheit 2 kann im Anschluss hieran in den bereits angesprochenen Schrumpftunnel einfahren. Dort wird die Folie 3 erhitzt und anschließend geschrumpft. Da die Folie 3 insgesamt geschlossen ist, steht ausgangsseitig des Schrumpftunnels eine besonders stabile Verpackungseinheit 2 zur Verfügung, die darüber hinaus durch den allseitigen Verschluss mit Hilfe der Folie 3 die darin bevorrateten Gegenstände 1 nicht nur in ihrer gegenseitigen Ausrichtung hält, sondern auch beispielsweise vor Verschmutzungen bewahrt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4207725 A1 [0003, 0031]
- DE 202010013513 U1 [0005]
- DE 202006020359 U1 [0006]