EP0601222B1

EP0601222B1 - Verfahren sowie Vorrichtung zum Verpacken von insbesondere gestapelten Waren mit einer heissschrumpffähigen Folienhülle

Info

Publication number: EP0601222B1
Application number: EP92120703A
Authority: EP
Inventors: Knut Grefrath; Jürgen Dittert
Original assignee: ERAPA-CEKA Maschinenbau und -handel GmbH
Current assignee: ERAPA-CEKA MASCHINENBAU UND -HANDEL GMBH
Priority date: 1992-12-04
Filing date: 1992-12-04
Publication date: 1996-09-25
Anticipated expiration: 2012-12-04
Also published as: DE59207271D1; ATE143326T1; EP0601222A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verpacken von insbesondere gestapelten Waren mit einer heißschrumpffähigen Folienhülle, wobei die Waren auf einer an ihrer Unterseite mit Ausnehmungen versehenen Palette aufliegen, mit einer Einrichtung zum Überstülpen der Folienhülle über die gefüllte Palette, wobei ein allseitig umlaufender unterer Folienrand bis unterhalb der Palette reicht, mit einer Einrichtung zum allseitigen Einziehen des Folienrandes in Richtung auf die Palettenmitte, mit einer zumindest auf den Folienrand einwirkenden Heizeinrichtung, sowie mit einem unterhalb des eingezogenen Folienrandes angeordneten Stempel, der vertikal relativ zur Palette bis zur Anlage in der Ausnehmung der Palette verfahrbar ausgebildet ist.
Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Ein auf einer Palette, beispielsweise einer Industriepalette oder einer Europalette, angeordneter Gutstapel wird mit Hilfe eines Förderers in eine Schrumpfvorrichtung gebracht, in der über den aus den Waren gebildeten Gutstapel eine heißschrumpffähige Folienhülle gestülpt und diese anschließend mit Heißluft geschrumpft wird. Hierdurch legt sich die Folienhülle unmittelbar an die äußere Kontur des Gutstapels an und dient somit nicht nur dem Schutz der Waren, beispielsweise gegen Feuchtigkeit, sondern auch der Lagesicherung des Stapels. Insbesondere im Hinblick auf diese Lagesicherung ist es von Bedeutung, nicht nur den Warenstapel selbst, sondern auch die als Unterlage dienende Palette mit der Folienhülle zu umgeben. Hierzu sind bei der bekannten Vorrichtung Mittel vorgesehen, um einen nach dem Überziehen bis unterhalb der Palette reichenden Folienrand auf einer Breite von etwa 10 bis 15 cm nach innen zu ziehen und an der durch drei parallele Kufen gebildeten Unterseite der Palette zu schrumpfen. Dieser Teil des Schrumpfvorganges wird in der Regel als "Unterschrumpf" bezeichnet. Die zur Erzeugung des Unterschrumpfes erforderlichen Mittel bestehen bei der bekannten Vorrichtung aus einer Hubeinrichtung sowie einem Sauggebläse. Die Hubeinrichtung verfügt über mehrere Hubstempel, die bereits vor dem Überstülpen der Folienhülle in Ausnehmungen zwischen den einzelnen Kufen der Palette einfahren, sich an der Unterseite der oberen Palettenfläche abstützen und anschließend die Palette mit den darauf gestapelten Waren etwas anheben. In einem nächsten Schritt wird dann die Folienhülle übergezogen und durch Einschalten des unterhalb der Palette angeordneten Sauggebläses der untere Folienrand nach innen zur Palettenmitte hin gezogen. Danach erfolgt das Aufschrumpfen des solcherart eingezogenen Randes, wobei durch unmittelbar anschließendes Wiederabsetzen der Palette die Qualität des so an der Unterseite der Palette gebildeten Unterschrumpfes noch verbessert werden kann.
Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren sowie der dazu verwendeten Vorrichtung ist, daß der Unterschrumpf auch die Ausnehmungen zwischen den parallel zueinander angeordneten Kufen der Palette zur Seite hin abschließt. Wird eine solche Palette mittels eines Flurfördergerätes oder eines Fördergerätes eines Hochregallagers aufgenommen, müssen die Zinken des Fördergerätes zum Einfahren in diese Ausnehmungen die Folie des Unterschrumpfes durchstoßen. Dies bereitet zwar, zumindest bei schwerbeladenen Paletten, für die betreffenden Fördergeräte keine Schwierigkeiten, jedoch können sich mitgerissene Folienstücke in den die Zinken ausfahrenden Teleskopeinrichtungen des Fördergerätes festklemmen und dort mit der Zeit zu kostenträchtigen Störungen führen.
Bei besonders leichten Warenstapeln kann es zudem passieren, daß die Zinken des Fördergerätes den die Ausnehmungen abdeckenden Unterschrumpf nicht durchstoßen können, vielmehr der Unterschrumpf eine so große Reißfestigkeit aufweist, daß beim Versuch, die Zinken einzufahren, die Palette nebst den darauf gestapelten Waren seitlich verschoben wird.
Aus der DE-U 90 01 052 ist es bekannt, während oder nach Erstellung des Unterschrumpfes mittels unterhalb der Palette angeordneter Stempel den Folienrand an die Unterseite des Oberholzes der Palette zu drücken. Der Folienrand haftet hierdurch an dem Oberholz, so daß in die so gebildeten Ausnehmungen die Zinken eines Gabelstaplers einfahren können, ohne die Folie zu beschädigen. Wegen des relativ schmalen Stempels ist allerdings die Verbindungsfläche zwischen Folie und Oberholz relativ klein, so daß die Gefahr besteht, daß sich die Folie wieder von dem Oberholz löst.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auf einer Palette und insbesondere auf einer genormten Palette aufliegende Waren so mit einer heißschrumpffähigen Folienhülle zu umgeben, daß Zerstörungen der Folienhülle z.B. durch die Transportzinken eines Regalbedien- oder eines Flurfördergerätes dauerhaft vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß der Stempel mit zwei unter Krafteinwirkung voneinander weg spreizbaren Backen versehen ist, deren äußerer Abstand zum Zeitpunkt des Anliegens in den oberen Ecken der Ausnehmung gleich ist der Breite der Ausnehmung.
Hierdurch wird erreicht, daß sich der Unterschrumpf im Bereich der Ausnehmungen zwischen den Kufen vollständig bis zur Anlage an allen Flächen der Ausnehmung verformt, so daß er dort besonders gut haften kann. Die Ausnehmungen sind seitlich offen und brauchen zum Transport der Palette nicht von den Zinken des jeweiligen Fördergerätes durchstoßen zu werden.
Bei Verwendung der Vorrichtung ist es von Vorteil, wenn die Verformung des Folienrandes im Bereich der Ausnehmung erst dann erfolgt, nachdem zuvor der übrige Folienrand infolge des Eigengewichts der Palette zwischen der Unterseite der Palette und einer Unterlage, insbesondere eine Fördereinrichtung, eingeklemmt worden ist. Auf diese Weise wird die Festigkeit des Unterschrumpfes und damit die Haltefunktion der Folienhülle für den Warenstapel insgesamt verbessert.
Um ein Zerreißen der Folienhülle durch die Backen zu vermeiden, wird mit einer weiteren Ausgestaltung vorgeschlagen, daß beide Backen als frei drehbare Spreizrollen ausgebildet sind.
Ferner ist es von Vorteil, wenn beide Backen unabhängig voneinander spreizbar sind. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Anpassung der Lage sowie wirksamen Breite des Stempels an die Lage sowie an die Breite der Ausnehmung an der Unterseite der Palette möglich.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Backen verschwenkbar an entgegengesetzten Enden eines gemeinsamen Backenträgers angelenkt sind, der unter der Wirkung mindestens einer Rückstellfeder schwenkbar auf einer heb- und senkbaren Tragplatte des Stempels angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß sich der jeweilige Stempel unter der Wirkung von Rückstellfedern automatisch an die Lage sowie Breite der jeweiligen Ausnehmung anpaßt. Auf diese Weise können Toleranzen bei den Maßen der Paletten ausgeglichen werden. Insbesondere können Paletten unterschiedlicher Normung, beispielsweise Industrie- und Europaletten, in ein- und derselben Schrumpfvorrichtung verarbeitet werden.
Zur Qualitätssicherung des so erstellten Unterschrumpfes ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung durch eine Tastvorrichtung zur Überprüfung der Größe der freien Kontur der Ausnehmung gekennzeichnet, welche Tastvorrichtung in Transportrichtung nachgeschaltet ist und von der mit der heißgeschrumpften Folienhülle versehenen Palette überfahren wird. Vorzugsweise ist die Tastvorrichtung mit einer verschwenkbaren Konturenklappe versehen, deren Schwenkwinkel von einer Meß- und Signaleinrichtung erfaßt wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles. Darin zeigen:

Fig. 1: In einer teilweisen Längsansicht eine mit einem Warenstapel versehene Palette auf einer Transporteinrichtung;
Fig. 2: eine weitgehend der Fig. 1 entsprechende Ansicht mit zusätzlicher Darstellung einer Hubeinrichtung sowie einer Einrichtung zum Verformen des unteren Folienrandes;
Fig. 3: eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung während eines anderen Arbeitsschrittes;
Fig. 4: eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung während eines wiederum anderen Arbeitsschrittes;
Fig. 5: eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 4;
Fig. 6: in einem Teilschnitt eine Detaildarstellung zu der Vorrichtung nach Fig. 5 und
Fig. 7: eine perspektivische Darstellung einer Unteransicht einer mit der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 6 fertiggestellten, beladenen Palette.

Fig. 1 stellt eine Transporteinrichtung dar, die Bestandteil einer kombinierten Folienüberzieh- und Heißschrumpfeinrichtung ist. Die Transporteinrichtung setzt sich aus drei horizontalen, parallelen Transportbahnen 1 mit an der Oberseite angeordneten Transportrollen 2 oder Ketten eines Kettenförderers zusammen. Auf der Transporteinrichtung liegt eine Palette 3 in Gestalt einer normierten Europalette oder einer ebenfalls normierten Industriepalette auf.
Die Palette 3 besteht aus drei nach Art von Kufen parallel zueinander angeordneten Hölzern 4, auf denen eine Tragplattform befestigt ist. Die Tragplattform setzt sich aus einer ersten Schicht von Latten 5 zusammen, die sich rechtwinklig zu den Hölzern 4 erstrecken, sowie einer weiteren Lage von Latten 6, die sich parallel zu den Hölzern 4 erstrecken und die unmittelbar eine Auflage für einen Warenstapel 7 bilden. Weitere Latten können, wie Fig. 1 erkennen läßt, an der Unterseite der Hölzer 4 befestigt sein.
Infolge der begrenzten Breite der Hölzer 4 sind zwischen diesen zwei parallele Ausnehmungen 8 gebildet, in die zum Transport der Palette 3 mit den darauf gestapelten Waren Zinken eines Fördergerätes, etwa eines Regalbedien- oder eines Flurfördergerätes, einfahren können. Durch Anheben der Zinken untergreifen diese die untere Lage an Latten 5 und heben damit die Palette 3 mit dem darauf angeordneten Warenstapel 7 an.
Fig. 2 zeigt die Palette 3 mit den darauf gestapelten Waren in einer etwas vorgerückten Stellung auf der Transporteinrichtung. In dieser Stellung wird die Palette 3 mittels einer vertikal arbeitenden, in die Ausnehmungen 8 einfahrenden Hubeinrichtung 9 um einige Zentimeter angehoben. Ebenfalls in dieser Stellung wird über den Warenstapel 7 eine oben geschlossene, heißschrumpffähige Folienhülle 10 gestülpt, deren Länge so bemessen ist, daß der allseitig umlaufende untere Folienrand 11 bis unterhalb der Palette 3 reicht. Sodann wird ein Sauggebläse 12 in Betrieb gesetzt, welches in Draufsicht in Fig. 5 dargestellt ist. Mittels der Saugwirkung des Sauggebläses 12 wird der untere Folienrand 11 der Folienhülle 10 allseitig in Richtung auf die Palettenmitte gezogen, so daß er sich an die Unterseite 13 der Palette 3 anlegt. Der solcherart umgeschlagene, etwa 10 bis 15 cm breite Folienrand 11 wird dann einem Schrumpfungsprozeß unterzogen, indem zumindest dieser Bereich der heißschrumpffähigen Folienhülle 10 einer ausreichenden Hitzebeaufschlagung unterzogen wird. Die Folienhülle 10 kontrahiert hierdurch und legt sich fest gegen die Unterseite 13 sowie gegebenenfalls die Seitenflächen der Palette 3. Zugleich oder anschließend wird auch der übrige Teil der Folienhülle 10 einem Schrumpfungsprozeß unterzogen. Um das Anlegen des Folienrandes 11 an die Unterseite 13 der Palette 3 zu verbessern, kann vor oder während des Schrumpfungsprozesses die Hubeinrichtung 9 wieder abgesenkt und damit der Folienrand 11 zwischen der Unterseite 13 der Palette 3 und den Transportrollen 2 eingeklemmt werden. Hierdurch unterstützt das Eigengewicht der Palette 3 mit den darauf gestapelten Waren die Versiegelung des so gebildeten Unterschrumpfes.
In Fig. 3 ist die fertig geschrumpfte Palette 3 dargestellt. Diese Darstellung läßt zudem erkennen, daß zwischen der Oberseite der Palette 3 und dem Warenstapel 7 als Feuchtigkeitsschutz eine zusätzliche Folie 14 angeordnet sein kann, deren seitlich überstehender Rand 15 beim Schrumpfen der Folienhülle 10 mit dieser versiegelt wird.
Einzelheiten zur Technik der Hitzebeaufschlagung sind in den Figuren nicht dargestellt. Ein geeigneter Ringbrenner ist aber beispielsweise in der EP-0 133 462 B1 dargestellt und beschrieben.
Fig. 3 läßt außerdem erkennen, daß der heißgeschrumpfte Folienrand 11 die beiden Ausnehmungen 8 seitlich frei überspannt. Um die hiermit verbundenen Nachteile zu beseitigen, ist eine Einrichtung zum Verformen des unteren Folienrandes 11 im Bereich der Ausnehmungen 8 vorgesehen. Die Einrichtung 16 besteht beim Ausführungsbeispiel aus insgesamt vier hydraulisch heb- und senkbaren Stempeln 16, die exakt unterhalb des die Ausnehmungen 8 frei überspannenden Folienrandes 11 angeordnet sind. Demgegenüber befinden sich die Hubstempel der Hubeinrichtung 9 weiter innerhalb der Palette 3, erfassen also während ihrer Hubbewegung auf keinen Fall den Folienrand 11 der Folienhülle 10.
Jeder der insgesamt vier Stempel 16 besteht aus einer starr auf dem jeweiligen Hydraulikzylinder angeordneten Tragplatte 17, auf der ein Backenträger 18 schwenkbar befestigt ist. Rückstellfedern 19 zwischen Tragplatte 17 und Backenträger 18 bewirken, daß bei unbelastetem Backenträger dieser eine axiale Neutralstellung gegenüber der Tragplatte 17 einnimmt.
An dem Backenträger 18 sind symmetrisch zwei zueinander spreizbare Backen 20a,20b angelenkt. Die äußeren, zueinander spreizbaren Enden dieser Backen 20a,20b sind als frei drehbare Spreizrollen 21a,21b ausgebildet, deren Drehachse sich jeweils parallel zur Fluchtungsrichtung der Ausnehmung 8 erstreckt. Eine Zugfeder 22 verbindet die beiden Backen 20a,20b jedes Stempels 16 miteinander und führt dazu, daß die schräg nach außen gerichteten Backen 20a,20b sich nur unter Krafteinwirkung aufspreizen lassen.
Diese Krafteinwirkung setzt gemäß der Darstellung der Fig. 4 spätestens dann ein, wenn die Stempel 16 hydraulisch in die Ausnehmungen 8 hineingefahren werden. Sobald die Spreizrollen 21a,21b unter Mitnahme des Folienrandes 11 in der jeweiligen Ausnehmung 8 zur Anlage gelangen, spreizen sich die in Neutralstellung leicht schräg zueinander angeordneten Backen 20a,20b auf. Infolge der frei drehbaren Lagerung der Spreizrollen 21a,21b können diese an der Folie entlanglaufen und die zwangsläufig eintretende Reckung der Folie insoweit ausgleichen, daß in der Folie keine überhöhten lokalen Zugspannungen auftreten, die zu einem Reißen der Folie führen würden. Die Reckung und Verformung des Folienrandes 11 ist beendet, sobald die Backen 20a,20b mit den Spreizrollen 21a,21b in den oberen Ecken der Ausnehmung 8 anliegen. Um auch hier eine möglichst enge Verbindung der Folie mit der Palette 3 zu erreichen, sollte der Durchmesser der Spreizrollen 21a,21b möglichst gering sein.
Das vorangehend beschriebene Anlegen des Folienrandes 11 im Bereich der Ausnehmungen 8 erfolgt unmittelbar nach Herstellung des Unterschrumpfes, da die Folie dann noch im plastischen Zustand ist und dauerhaft verformt werden kann.
Im rechten Teil der Fig. 4 ist dargestellt, daß durch die Verwendung der Rückstellfedern 19, der Zugfeder 22 und der unabhängig voneinander spreizbaren Backen 20a,20b der Stempel 16 in der Lage ist, die Verformung des Folienrandes 11 auch im Falle eines seitlichen Versatzes zwischen Stempel 16 und Ausnehmung 8 durchzuführen. Damit ist eine Verarbeitung auch ungenau gearbeiteter Paletten möglich. Da Zentrierprobleme ausgeglichen werden, kann die Vorrichtung auch unterschiedliche Palettenabmessungen verarbeiten. In jedem Fall wird der Folienrand 11 exakt der Kontur der jeweiligen Ausnehmung 8 angepaßt.
Dieses Arbeitsergebnis ist anschaulich in Fig. 7 dargestellt.
Gemäß den Figuren 5 und 6 ist im weiteren Verlauf der Transporteinrichtung eine Tastvorrichtung 23 zur Überprüfung der Größe der freien Kontur der Ausnehmung 8 vorgesehen. Diese Tastvorrichtung 23 besteht aus zwei um eine Achse 24 verschwenkbaren Konturenklappen 25, welche beim Überfahren durch die Palette 3 in die Ausnehmungen 8 hineinragen. Sollte der Folienrand 11 nicht ausreichend der Kontur der Ausnehmung 8 angepaßt sein, führt dies zu einem Verschwenken der Konturenklappe 25, was von einer Meß- und Signaleinrichtung 26 erfaßt wird, die daraufhin ein Störsignal meldet.

Bezugszeichenliste

1: Transportbahn
2: Transportrolle
3: Palette
4: Hölzer
5: Latten
6: Latten
7: Warenstapel
8: Ausnehmung
9: Hubeinrichtung
10: Folienhülle
11: Folienrand
12: Sauggebläse
13: Unterseite
14: Folie
15: Rand
16: Stempel
17: Tragplatte
18: Backenträger
19: Rückstellfeder
20a: Backe
20b: Backe
21a: Spreizrolle
21b: Spreizrolle
22: Zugfeder
23: Tastvorrichtung
24: Achse
25: Konturenklappe
26: Meß- und Signaleinrichtung

Claims

Vorrichtung zum Verpacken von insbesondere gestapelten Waren mit einer heißschrumpffähigen Folienhülle, wobei die Waren auf einer an ihrer Unterseite (13) mit Ausnehmungen (8) versehenen Palette aufliegen, mit einer Einrichtung zum Überstülpen der Folienhülle (10) über die gefüllte Palette (3), wobei ein allseitig umlaufender unterer Folienrand (11) bis unterhalb der Palette (3) reicht,
mit einer Einrichtung (12) zum allseitigen Einziehen des Folienrandes (11) in Richtung auf die Palettenmitte,
mit einer zumindest auf den Folienrand (11) einwirkenden Heizeinrichtung,
sowie mit einem unterhalb des eingezogenen Folienrandes (11) angeordneten Stempel (16), der vertikal relativ zur Palette (3) bis zur Anlage in der Ausnehmung (8) der Palette (3) verfahrbar ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stempel (16) mit zwei unter Krafteinwirkung voneinander weg spreizbaren Backen (20a,20b) versehen ist, deren äußerer Abstand zum Zeitpunkt des Anliegens in den oberen Ecken der Ausnehmung (8) gleich ist der Breite der Ausnehmung (8).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Backen (20a,20b) als frei drehbare Spreizrollen (21a,21b) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Backen (20a,20b) unabhängig voneinander spreizbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (20a,20b) verschwenkbar an entgegengesetzten Enden eines gemeinsamen Backenträgers (18) angelenkt sind, der unter der Wirkung mindestens einer Rückstellfeder (19) schwenkbar auf einer heb- und senkbaren Tragplatte (17) des Stempels (16) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine in Transportrichtung der gefüllten Palette (3) nachgeschaltete und von der mit der heißgeschrumpften Folienhülle (10) versehenen Palette (3) überfahrene Tastvorrichtung (23) zur Überprüfung der Größe der freien Kontur der Ausnehmung (8).
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastvorrichtung (23) mit einer verschwenkbaren Konturenklappe (25) versehen ist, deren Schwenkwinkel von einer Meß- und Signaleinrichtung (26) erfaßt wird.