EP2562091B1

EP2562091B1 - Verfahren zur Umreifung von Gebinden, Stückgütern und/oder Artikeln sowie Verpackungsmaschine mit Applikationskopf zur Aufbringung einer Umreifung

Info

Publication number: EP2562091B1
Application number: EP20120171486
Authority: EP
Inventors: Bruno Schmidt
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2032-06-11
Also published as: CN102951307A; EP2562091A1; DE102011081336A1; DE102011081336A9

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umreifung von Gebinden, Stückgütern, Artikeln o. dgl., insbesondere innerhalb einer Verpackungsmaschine, mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verpackungsmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 7.
Umreifungsmaschinen und Verpackungsmaschinen mit Applikationsköpfen zur Aufbringung von Umreifungen auf Gebinde, Stückgüter, Artikel o. dgl. sind bekannt. So erzeugen bspw. derartige Verpackungsmaschinen oder Gebindeumreifungsmaschinen durch Umreifen von Gruppen von Behältern mittels Umreifungsbändern sog. Umreifungsgebinde. Ggf. können gleichzeitig mit der Umreifung Haltebände appliziert werden, die als Tragegriff für die Gebinde dienen können. Als Umreifungsbänder und Haltegriffbänder werden in der Regel Kunststoffmaterialien eingesetzt, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff. Diese Kunststoffbänder werden bevorzugt in Rollenform in einer Bevorratungsstelle bzw. einem Magazin bevorratet und von dieser der Maschine zugeführt. Innerhalb der Maschine werden diese Bänder einem Applikationskopf zugeführt, welcher die Bänder dann auf eine Gruppe von Behältern appliziert. Während der Zuführung der Bänder von der Bevorratungsstelle oder dem Magazin zum Applikationskopf durchlaufen die Bänder zumindest in Teilbereichen hohle, flachrohrförmige Führungen. Zudem werden die Bänder im Bereich des Applikationskopfes durch Führungen hindurchgeführt oder mit hoher Geschwindigkeit "eingeschossen", um im Anschluss in an sich bekannter Weise auf die Gruppe von Behältern aufgebracht werden zu können.
Da die Bänder in aller Regel aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff bestehen bzw. in wesentlichen Teilen solchen Kunststoff aufweisen, reagieren diese auf unterschiedliche Umgebungs- und/oder Lagerungstemperaturen in der Art, dass die Bänder sich diesen Temperaturen anpassen und dadurch eine Änderung ihrer physikalischen Eigenschaften, insbesondere ihrer Verformbarkeit bzw. Biegesteifigkeit stattfindet. Dabei können je nach Umgebungs- oder Lagertemperatur und die mit der Zeit entstehende Anpassung der Bandtemperatur an diese Umgebungs- oder Lagertemperaturen gewisse Schwierigkeiten bei der Bandführung und/oder der Bandumlenkung auftreten, was unter ungünstigen Umständen zu Störungen im Bandtransport und somit ggf. zu einem Maschinenstillstand führen kann. Um dieses Problem zu vermeiden, ist es daher notwendig, die Umreifungsbänder auf einem definierten Temperaturniveau zu halten. Dabei wird das Temperaturniveau bzw. die Bandtemperatur so gewählt, dass die Kunststoffbänder bzw. Umreifungsbänder die für die Verarbeitung notwendigen bestmöglichen physikalischen Eigenschaften haben. Diese physikalischen Eigenschaften wie z.B. die Biegesteifigkeit bzw. Biegefestigkeit müssen dabei so gewählt sein, dass die Umreifungsbänder bzw. Kunststoffbänder sich bestmöglich durch Führungen fördern lassen. Im Bereich von Umlenkungen sollten diese Führungen keine offenen Abschnitte aufweisen, in denen das Umreifungsband ggf. aus der Führung geraten kann, wenn es bspw. aufgrund von Temperatureinflüssen relativ biegesteif ist.
Das Dokument JP 8244710 A zeigt eine Umreifungsvorrichtung, bei der die Temperatur des Umreifungsbandes eingestellt wird.
Ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Verpackungsmaschine zur Umreifung von Gebinden, Stückgütern und/oder Artikeln zur Verfügung zu stellen, die eine minimierte Störungsanfälligkeit in Bandführungsbereichen und/oder im Bereich von Applikationsköpfen aufgrund unterschiedlicher Temperaturen der Umreifungsbänder und somit unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften der Umreifungsbänder aufweist.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. So schlägt die vorliegende Erfindung zur Erreichung des genannten Ziels ein Verfahren zur Umreifung von Gebinden, Stückgütern, Artikeln o. dgl. - insbesondere innerhalb einer Verpackungsmaschine - mit jeweils wenigstens einem, zumindest teilweise aus (insbesondere thermoplastischem) Kunststoff gebildeten, horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal um und/oder über die Gebinde, Stückgüter oder Artikel gespannten Umreifungsband, das einem Vorrat entnommen und teilweise über Bandführungselemente, sowie über weitgehend führungslose und freiliegend Abschnitt einem das Umreifungsband auf die Gebinde, Stückgüter und/oder Artikel aufbringenden Applikationskopf zugeführt wird, vor. Als Umreifungsband kann insbesondere ein Kunststoffband aus thermoplastischem Kunststoff oder mit thermoplastischen Kunststoffanteilen zum Einsatz kommen.
Wenn im vorliegenden Zusammenhang von einer Gebindeumreifung, einer Umreifung, von Umreifungsmaterial und/oder von einem Umreifungsband die Rede ist, so ist damit grundsätzlich auch jede Art von Tragegriff und Tragegriffmaterialien umfasst, da diese Tragegriffe aus demselben Material wie das Umreifungsband hergestellt sein können. Zudem können die optional aufbringbaren Tragegriffe in einem einzigen Applikationsschritt mitsamt der Umreifung aufgebracht werden. Wahlweise ist es auch möglich, sofern gewünscht, einen Tragegriff nachträglich auf ein bereits umreiftes Stückgut, Gebinde oder einen bereits umreiften Artikel aufzubringen. Da jedoch für das Tragegriffmaterial und dessen Bevorratung, Förderung, Zuführung und Verarbeitung hinsichtlich der erwähnten Temperaturproblematik dieselben Gesetzmäßigkeiten gelten wie für das Umreifungsband, ist der in der Anmeldung verwendete Begriff "Umreifung" oder "Umreifungsband" etc. grundsätzlich umfassend zu verstehen und meint gleichermaßen alle Varianten von Tragegriffen, die aus demselben Material gefertigt sein können.
Das Umreifungs- und/oder Tragegriffband aus Kunststoff wird temperiert und mit einer Temperatur beaufschlagt, die innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches liegt, wodurch die physikalischen Eigenschaften des Umreifungs- bzw. Kunststoffbandes, insbesondere des Verformungsverhalten bzw. seine Biegesteifigkeit und/oder Biegefestigkeit festgelegt wird und sich somit ein weitestgehend konstantes Verformungsverhalten ergibt und somit die Störungsanfälligkeit im Bandführungsbereich und im Applikationskopf aufgrund unterschiedlicher Flexibilitäten des Umreifungsbandes minimiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht eine Temperierung - d.h. eine Erwärmung oder Abkühlung bzw. eine Klimatisierung - des Umreifungsbandes vor und/oder während seiner Verarbeitung mittels geeigneter Mittel bzw. Temperierungseinrichtungen vor, um das Umreifungsband auf eine zur Verarbeitung vorbestimmte, d.h. günstige bzw. optimierte Temperatur zu bringen.
Da die Umreifungs- und/oder Tragegriffbänder aus Kunststoff bestehen, kann es bei unterschiedlichen Umgebungs-, Lagerungs- und/oder Maschinentemperaturen zu unterschiedlichen Biegefestigkeiten und unterschiedlichem Verformungsverhalten kommen. Damit geht der Nachteil einher, dass die Bänder bei hohen Umgebungstemperaturen zu biegeweich werden und dadurch an Eigenstabilität und Steifigkeit verlieren, woraus wiederum Probleme bei der Verarbeitung, insbesondere beim Hindurchführen der Bänder durch Führungen entstehen können. Die Bänder können sich unter Umständen in den Führungen verkanten oder aufstauen, was zu einer Störung im Bandtransport und schließlich zu einem Maschinenstillstand führen kann. Alle diese Nachteile können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und bei der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine dadurch vermieden werden, dass die Bänder für die Umreifung auf einem weitgehend konstanten Temperaturniveau gehalten werden, bis sie auf die Gebindeformation aufgebracht sind.
Wenn im vorliegenden Zusammenhang von einer Temperierung die Rede ist, so ist damit in aller Regel eine Kühlung gemeint, da das thermoplastische Kunststoffband die Eigenschaft aufweist, unter erhöhter Temperatur biegeweicher zu werden, was zu den beschriebenen Problemen führen kann. Allerdings kann es in manchen Maschinenumgebungen auch sinnvoll sein, die Umreifungsbänder zu heizen, bspw. bei einem Einsatz in sehr kalten Regionen, bei denen die Umeifungsbänder aufgrund der niedrigen Temperaturen zu steif für eine störungsfreie Verarbeitung sein können. In diesem Fall bedeutet eine Temperierung wiederum eine Einstellung der Temperaturen auf günstige Bereiche, was ggf. auch ein Heizen erforderlich machen kann.
Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Umreifungs-und/oder Tragegriffband zumindest im Bereich des Applikationskopfes mit einer innerhalb eines definierten Bereiches eingestellten Temperatur gehandhabt und/oder geführt. Wahlweise kann das Band (d.h., das Tragegriff- und/oder Umreifungsband) auch im Bereich der Bandführungselemente mit einer innerhalb eines definierten Bereiches eingestellten Temperatur gehandhabt und/oder geführt werden, wobei die Temperatur im Bereich des Applikationskopfes und/oder der Bandführungselemente weitgehend konstant gehalten wird. Besonders vorteilhaft können Bandführungsbereiche selbst als Kühl- oder Heizeinrichtungen ausgestattet sein, so dass das Umreifungsband durch seine flächige Auflage an den Bandführungselementen eine ausreichende Temperierung bzw. Kühlung oder Erwärmung erfahren kann.
Darüber hinaus kann es auch von Vorteil sein, den Vorrat für das Umreifungs-und/oder Tragegriffband zu temperieren und/oder die Temperatur des Bandes innerhalb des Vorrates weitgehend konstant zu halten, was bspw. mittels einer Klimakammer o. dgl. zu gewährleisten ist, in der sich der Bandvorrat befinden kann. Bei den üblichen schnellen Verarbeitungsgeschwindigkeiten und der hohen Bandgeschwindigkeiten im Bereich der Bandführungselemente und des Applikationskopfes kann sich das Umreifungs- und/oder Tragegriffband nach seiner Entnahme aus der Klimakammer des Bandvorrates nur unwesentlich erwärmen, so dass seine mechanischen Eigenschaften weitgehend konstant gehalten werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Temperatur des Umreifungs- und/oder Tragegriffbandes im Applikationskopf und/oder im Bereich der Bandführungselemente und/oder im Vorrat unterhalb von ca. 30 °C und oberhalb 0 °C, insbesondere unterhalb 25 °C und oberhalb 10 °C, vorzugsweise unterhalb 22 °C und oberhalb 15 °C gehalten wird.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Verpackungsmaschine mit einer Vorrichtung zur Umreifung von Gebinden, Stückgütern, Artikeln o. dgl. mit jeweils wenigstens einem, zumindest teilweise aus thermoplastischem Kunststoff gebildeten, horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal um und/oder über die Gebinde, Stückgüter oder Artikel gespannten Umreifungsband. Auch hier gilt das oben Gesagte; wenn von einem Umreifungsband gesprochen wird, so ist damit grundsätzlich auch ein Tragegriffband gemeint, das um eine Oberseite des Gebindes, der Stückgüter und/oder Artikel gelegt und wahlweise mit dem Umreifungsband und/oder den Außenseiten der Gebinde, Stückgüter oder Artikel verbunden bzw. dort fixiert sein kann.
Die Verpackungsmaschine umfasst einen Vorrat für das Umreifungs- und/oder Tragegriffband, diesem nachgeordnete Bandführungselemente sowie wenigstens einen den Bandführungselementen nachgeordneten, das Umreifungs- und/oder Tragegriffband auf die Gebinde, Stückgüter und/oder Artikel aufbringenden Applikationskopf. Der Verpackungsmaschine sind zumindest einem Abschnitt im Bereich der Bandführung zwischen einschließlich dem Vorrat und einschließlich dem wenigstens einen Applikationskopf Temperierungseinrichtungen zur Temperierung des Umreifungs-und/oder Tragegriffbandes zugeordnet, womit gemeint ist, dass zumindest in irgend einem Bereich, ausgehend vom Vorrat bis hin zum Bereich des Applikationskopfes solche Temperierungseinrichtungen zur Einstellung und Aufrechterhaltung einer für die Verarbeitung günstigen Temperatur des Umreifungs- und/oder Tragegriffbandes vorgesehen sein können. Wahlweise können jeweils Temperierungseinrichtungen im Applikationskopf, in den Bandführungselementen und/oder im Vorratsbereich (heizen oder kühlen - Klimatisierung) angeordnet sein. Wenn in diesem Zusammenhang von Temperierungseinrichtungen die Rede ist, so können diese wahlweise je nach Bedarf für eine Erwärmung oder Abkühlung des Umreifungsbandes sorgen, so dass bspw. allgemein eine Klimatisierung erreichbar sein soll. Solche Temperierungseinrichtungen im Bereich des Applikationskopfes können besonders sinnvoll oder wichtig im Zusammenhang mit einem Maschinenanlauf nach einem längeren Stillstand sein, da hierdurch das Umreifungsband warm geworden sein kann, was sich nachteilig auf seine mechanischen Eigenschaften und insbesondere auf sein Biegeverhalten auswirken kann. Solche Temperierungselemente im Applikationskopf können ggf. auch durch Sprüheinrichtungen zur Aufbringung eines Kühlfluids zur kurzzeitigen schnellen Abkühlung des Umreifungsbandes gebildet sein.
Wahlweise kann bei einer Ausführungsvariante der Verpackungsmaschine der Vorrat für das Umreifungs- und/oder Tragegriffband und/oder die Bandführungselemente thermisch gekapselt und/oder innerhalb einer weitgehend konstant temperierbaren Klimakammer angeordnet sein, so dass sich das Band an keiner Stelle der Verarbeitung unzulässig aufwärmen kann. Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine kann insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten vorbereitet und vorgesehen sein.
Zusammenfassend schlägt die Erfindung vor, dass die Umreifungs- und/oder Tragegriffbänder zumindest in einer Bevorratungsstelle mittels geeigneter Kühltechnik bzw. mittels Kühlaggregaten auf einer gleichbleibenden konstanten Temperatur gehalten werden. Dabei kann es vorgesehen sein, das Magazin komplett mit einer Einhausung zu versehen, welche dann mit geeigneten Kühlaggregaten ausgestattet sein kann, um innerhalb des Magazins eine gleichmäßig konstante Temperatur zu gewährleisten. Trotz relativ kurzen Wegen von der Bevorratungsstelle zu der Maschine bzw. zum Applikationskopf und schnellen Fördergeschwindigkeiten kann es durchaus von Vorteil sein, weitere geeignete Kühlaggregate oder Kühlmittel in den Bandführungen zu platzieren. Besonders geeignet hierfür sind Führungen, welche gleichzeitig die Aufgabe als Führung und zusätzlich die Aufgabe der Bandkühlung bzw. Banderwärmung übernehmen können. Solche temperierbaren Führungselemente können bspw. auch im Applikationskopf integriert sein und somit das Verschweißen der Bänder positiv unterstützen, bspw. durch eine schneller Abkühlung der Schweißstellen oder durch eine Vorwärmung der Bänder vor dem Schweißvorgang.
In diesem Zusammenhang muss nicht gesondert betont werden, dass nicht nur Kühlaggregate zum Einsatz kommen können, sondern auch Wärmeaggregate. Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Umreifungsbänder auf eine definierte vorbestimmte Temperatur gebracht bzw. auf dieser Temperatur gehalten werden können.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine können wahlweise dem Applikationskopf und/oder dem Magazin und/oder dem Bandvorrat jeweils Temperatursensoren zugeordnet sein, deren Temperatursignale in einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit zur Generierung von Steuersignalen für die Temperierungseinrichtungen auswertbar sind. So kann es vorteilhaft sein, eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit zur Steuerung der Bandtemperatur an verschiedenen Stellen der Umreifungseinrichtung einzusetzen, welche die Signale wenigstens eines Temperatursensors, typischerweise jedoch mehrerer Temperatursensoren verarbeitet und daraus Steuersignale für die Temperierungseinrichtungen generiert. So kann bspw. der ersten Temperierungseinrichtung bzw. der ersten Kühleinrichtung des Applikationskopfes ein erster Temperatursensor zugeordnet sein, der ein erstes Temperatursignal an die zentrale Steuerungs- und/oder Regelungseinheit liefert, die aus diesem Signal sowie ggf. aus übergeordneten Steuerungsvorgaben zur Einhaltung einer für eine optimale Verarbeitungsqualität wünschenswerten Bandtemperatur ein erstes Steuersignal zur Steuerung der ersten Temperierungseinrichtung generiert. Weiterhin kann der zweiten Temperierungseinrichtung bzw. der zweiten Kühleinrichtung im Bereich der Bandführungseinrichtungen des Magazins ein zweiter Temperatursensor zugeordnet sein, der ein zweites Temperatursignal an die zentrale Steuerungs- und/oder Regelungseinheit liefert, die aus diesem Signal sowie ggf. aus übergeordneten Steuerungsvorgaben zur Einhaltung einer für eine optimale Verarbeitungsqualität wünschenswerten Bandtemperatur ein zweites Steuersignal zur Steuerung der zweiten Temperierungseinrichtung bzw. der zweiten Kühleinrichtung im Bereich des Magazins bzw. der dort angeordneten Bandführungselemente generiert.
Wahlweise können verschiedene Bereiche der Bandführungselemente jeweils mit separaten zweiten Temperatursensoren ausgestattet sein, die wahlweise getrennte Temperatursignale liefern, wodurch die unterschiedlichen Bereich jeweils mit separaten Steuerungssignalen beaufschlagt und damit jeweils unterschiedlich temperiert werden können. Zudem kann der dritten Temperierungseinrichtung bzw. der Klimakammer im Bereich des Bandvorrats mit dem aufgewickelten Umreifungsband ein dritter Temperatursensor zugeordnet sein, der ein drittes Temperatursignal an die zentrale Steuerungs- und/oder Regelungseinheit liefert, die aus diesem Signal sowie ggf. aus übergeordneten Steuerungsvorgaben zur Einhaltung einer für eine optimale Verarbeitungsqualität wünschenswerten Bandtemperatur ein drittes Steuersignal zur Steuerung der dritten Temperierungseinrichtung bzw. der Klimakammer im Bereich des Bandvorrats generieren kann. Diese erwähnten Sensoren sind grundsätzlich optional zu verstehen und müssen nicht alle zwingend vorhanden sein. Ggf. kann es ausreichen, nur den ersten Sensor im Bereich des Applikationskopfes vorzusehen, wenn bspw. dort die Temperaturmessung für die Verarbeitung des Umreifungsbandes als am wichtigsten erachtet wird. Auch kann es u.U. ausreichen, nur den zweiten Sensor im Bereich des Magazins vorzusehen, wenn dort ein Steuerungs- und/oder Regelungseingriff mittels der zweiten Steuersignale als am effektivsten erachtet wird. Gleiches kann bspw. für die Klimakammer des Bandvorrates gelten.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Verpackungsmaschine, die eine Umreifungseinrichtung umfasst.
Fig. 2 zeigt eine Perspektivansicht eines mit einer horizontalen Umreifung und eines Tragegriffs versehenen Gebindes mit sechs Getränkebehältern.
Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Ansicht zur Verdeutlichung einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Umreifung von Gebinden, Stückgütern, Artikeln o. dgl. innerhalb einer Verpackungsmaschine.
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Umreifung von Gebinden, Stückgütern, Artikeln o. dgl. innerhalb einer Verpackungsmaschine.

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.
Die schematische Ansicht der Fig. 1 zeigt eine Ausführungsvariante eines Teils einer Verpackungsmaschine 10, die eine Umreifungseinrichtung 12 zur Umreifung von Gebinden 14 mit Getränkebehältern 16 umfasst, wie es beispielhaft in der perspektivischen Darstellung der Fig. 2 gezeigt ist. Dort sind sechs PET-Getränkebehälter 16 mit einem horizontal um die Behälter 16 gespannten Umreifungsband 18 aus flexiblem Kunststoff zusammengehalten. Das Umreifungsband 18 weist eine Verbindungsstelle 20 auf, an der die überlappenden Enden bspw. verschweißt sein können. Weiterhin ist ein Tragegriff oder Trageband 22 erkennbar, das die Oberseite des Gebindes 14 überragt und das zum Tragen des Gebindes 14 vorgesehen ist. Das Trageband 22 kann wahlweise am Umreifungsband 18 und/oder an Außenseiten der Getränkebehälter 16 appliziert und fixiert sein. Das Umreifungsband 18 besteht typischerweise aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff, der mit unterschiedlichen Umgebungs-und/oder Verarbeitungstemperaturen jeweils unterschiedliche mechanische Eigenschaften und Biegesteifigkeiten aufweist, wie nachfolgend näher erläutert werden wird.
Die in der Fig. 1 schematisch gezeigte Verpackungsmaschine umfasst eine Horizontalfördereinrichtung 24 zur Förderung der in einer Gebindeformation gruppierten Behälter 16 in Förderrichtung 26. Im Bereich der Verpackungsmaschine 10 bzw. ihrer Umreifungseinrichtung 12 werden die Gebinde 14 mittels der dargestellten Umreifungs-oder Applikationsköpfe 28 jeweils mit dem horizontal um die Behälter 16 gespannten und gemäß Fig. 2 fixierten Umreifungsband 18 versehen. Die Applikationsköpfe 28 sind jeweils in horizontaler und vertikaler Richtung beweglich, damit sie den stetig geförderten Gebindegruppierungen folgen und bei deren weitgehend stetiger Förderung in Förderrichtung 26 die Umreifungsbänder 18 aufbringen zu können. Die Umreifungsbänder werden als Endlosbänder 30 zwischen einem Magazin 32 mit Bandführungselementen 34 und den Applikationsköpfen 28 weigehend führungslos und freifliegend verlaufend geführt. Die Endlosbänder 30 werden normalerweise in größeren Rollen 36, die dem Magazin 32 räumlich und/oder funktional zugeordnet sind, bevorratet und je nach Bedarf abgerollt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das endlos zwischen den Rollen 36 und den Applikationsköpfen 28 temperiert und mit einer Temperatur beaufschlagt wird, die innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches liegt, wodurch sich ein definiertes Verformungsverhalten ergibt und die Störungsanfälligkeit in den Bandführungsbereichen der Bandführungselementen 34 des Magazins 32 und in den Applikationsköpfen 28 aufgrund unterschiedlicher Flexibilitäten der Umreifungsbänder 30 minimiert wird. Diese den unterschiedlichen Funktionselementen der Umreifungseinrichtung 12 zugeordneten Einrichtungen zur Temperierung sind allgemein mit den Bezugsziffern 29 (Applikationsköpfe), 33 (Magazin) und 37 (Vorrat bzw. Rolle für das Endlosband 30) bezeichnet, jedoch in der schematischen Darstellung der Fig. 1 darüber hinaus nicht näher spezifiziert.
Da die Umreifungsbänder 30 aus Kunststoff bestehen, reagieren sie mehr oder weniger stark auf Temperaturschwankungen und weisen ggf. unterschiedliche Biegefestigkeiten auf, was zu jeweils unterschiedlichem Verformungsverhalten führen kann. Die Bänder 30 können bei höheren Umgebungstemperaturen biegeweicher werden und dadurch an Eigenstabilität und Steifigkeit verlieren, woraus wiederum Probleme bei der Verarbeitung, insbesondere beim Hindurchführen der Bänder 30 durch die Bandführungseinrichtungen 34 des Magazins 32 und/oder innerhalb der Applikationsköpfe 28 entstehen können. Die Bänder 30 können sich unter Umständen in den Führungselementen 34 des Magazins 32 und/oder in Führungselementen der Applikationsköpfe 28 verkanten oder aufstauen, was zu einer Störung im Bandtransport und schließlich zu einem Maschinenstillstand führen kann. Zur Vermeidung dieser Probleme dienen die Temperierungseinrichtungen 29, 33 und/oder 37.
Wie dies die schematische Darstellung der Fig. 3 verdeutlicht, kann das noch endlos geführte und noch nicht auf die in horizontaler Richtung 26 auf der Horizontalfördereinrichtung 24 transportierten Gebinde 14 aufgebrachte Umreifungsband 30 zumindest im Bereich des Applikationskopfes 28 mittels der diesem zugeordneten ersten Temperierungseinrichtung 29, bspw. mit einer im Applikationskopf 28 angeordneten ersten Kühleinrichtung 40, temperiert bzw. gekühlt werden, wodurch das Band 30 im Applikationskopf 28 zu seiner problemlosen Handhabung mit einer innerhalb eines definierten Bereiches eingestellten Temperatur gehandhabt und/oder geführt werden kann. Wahlweise kann das Umreifungsband 30 auch im Bereich der Bandführungselemente 34 des Magazins 32 mit einer innerhalb eines definierten Bereiches eingestellten Temperatur gehandhabt und/oder geführt werden. Zu diesem Zweck können im Magazin 32 weitere Temperierungseinrichtungen 33 bzw. eine zweite Kühleinrichtung 42 angeordnet sein, wie dies in Fig. 3 schematisch angedeutet ist. Mittels dieser ersten und zweiten Kühleinrichtungen 40 und 42 kann die Temperatur im Bereich des Applikationskopfes 28 und/oder der Bandführungselemente 34 weitgehend konstant gehalten werden. Dabei können auch Bandführungsbereiche selbst als Kühleinrichtungen 40 und/oder 42 ausgestattet sein, so dass das Umreifungsband 30 durch seine flächige Auflage an den Bandführungselementen eine ausreichende Temperierung bzw. Kühlung erfahren kann.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, den Vorrat 36 für das endlos abzurollende Umreifungsband 30 zu temperieren und/oder die Temperatur des Umreifungsbandes 30 innerhalb des Vorrates 36 mittels der dritten Temperierungseinrichtung 37 weitgehend konstant zu halten, was bspw. durch deren Ausgestaltung als Klimakammer 44 zu gewährleisten ist, in der sich der Bandvorrat 36 befinden kann. Bei den üblichen schnellen Verarbeitungsgeschwindigkeiten und der hohen Bandgeschwindigkeiten im Bereich der Bandführungselemente 34 und des Applikationskopfes 28 kann sich das Umreifungsband 30 nach seiner Entnahme aus der Klimakammer 44 des Bandvorrates 36 nur unwesentlich erwärmen, so dass seine mechanischen Eigenschaften weitgehend konstant gehalten werden können.
Was in der Fig. 3 nicht erkennbar, jedoch in der Praxis vorgesehen sein kann, ist eine Einhausung oder thermische Kapselung des Vorrats 36 und der Bandführungselemente 34 des Magazins 32 in einer gemeinsamen Klimakammer 44, um den gesamten Bandführungsbereich mit Ausnahme der frei geführten Abschnitte 46 zwischen dem Magazin 32 und dem Applikationskopf 28 thermisch abschirmen und dort die Temperatur auf einen gewünschten Wert einstellen zu können.
Im Interesse einer guten Verarbeitbarkeit des Umreifungsbandes 30 kann vorgesehen sein, dass die Temperatur des Umreifungsbandes 30 im Applikationskopf 28 und/oder im Bereich der Bandführungselemente 34 des Magazins 32 und/oder im Vorrat 36 unterhalb von ca. 30 °C und oberhalb 0 °C, insbesondere unterhalb 25 °C und oberhalb 10 °C, vorzugsweise unterhalb 22 °C und oberhalb 15 °C gehalten wird.
Die gezeigte Temperierungseinrichtung 29 bzw. die erste Kühleinrichtung 40 im Bereich des Applikationskopfes 28 kann besonders sinnvoll oder wichtig im Zusammenhang mit einem Maschinenanlauf nach einem längeren Stillstand der Verpackungsmaschine 10 sein, da während eines solchen Stillstandes das Umreifungsband 30 wärmer geworden sein kann, was sich nachteilig auf seine mechanischen Eigenschaften und insbesondere auf sein Biegeverhalten auswirken kann. Solche Temperierungselemente 29 im Applikationskopf 28 können ggf. auch durch Sprüheinrichtungen zur Aufbringung eines Kühlfluids zur kurzzeitigen schnellen Abkühlung des Umreifungsbandes 30 gebildet sein.
Weiterhin sollte im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung betont werden, dass nicht nur Kühlaggregate zum Einsatz kommen können, sondern auch Wärmeaggregate. Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Umreifungsbänder 30 auf eine definierte vorbestimmte Temperatur gebracht bzw. auf dieser Temperatur gehalten werden können.
Die schematische Ansicht der Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Umreifung von Gebinden 14, Stückgütern, Artikeln o. dgl. innerhalb einer Verpackungsmaschine 10. Die hier gezeigte Verpackungsmaschine 10 mit der Umreifungseinrichtung 12, dem Vorrat 36, dem Magazin 32 sowie den Applikationsköpfen 28 zur Aufbringung des endlos zugeführten Umreifungsbandes 30 um die Gebinde 14 in Form des in Fig. 2 gezeigten Umreifungsbandes 18 entspricht in ihren wesentlichen Komponenten der bereits anhand der Fig. 3 erläuterten Ausführungsvariante. Darüber hinaus können jedoch eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 50 zur Steuerung der Bandtemperatur an verschiedenen Stellen der Umreifungseinrichtung 12 sowie wenigstens ein Sensor 52, 54 etc. vorgesehen sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist der ersten Temperierungseinrichtung 29 bzw. der ersten Kühleinrichtung 40 des Applikationskopfes 28 ein erster Temperatursensor 52 zugeordnet, der ein erstes Temperatursignal 54 an die zentrale Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 50 liefert, die aus diesem Signal 54 sowie ggf. aus übergeordneten Steuerungsvorgaben zur Einhaltung einer für eine optimale Verarbeitungsqualität wünschenswerten Bandtemperatur ein erstes Steuersignal 56 zur Steuerung der ersten Temperierungseinrichtung 29 bzw. der ersten Kühleinrichtung 40 generiert.
Weiterhin kann der zweiten Temperierungseinrichtung 33 bzw. der zweiten Kühleinrichtung 42 im Bereich der Bandführungseinrichtungen 34 des Magazins 32 ein zweiter Temperatursensor 58 zugeordnet sein, der ein zweites Temperatursignal 60 an die zentrale Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 50 liefert, die aus diesem Signal 60 sowie ggf. aus übergeordneten Steuerungsvorgaben zur Einhaltung einer für eine optimale Verarbeitungsqualität wünschenswerten Bandtemperatur ein zweites Steuersignal 62 zur Steuerung der zweiten Temperierungseinrichtung 33 bzw. der zweiten Kühleinrichtung 42 im Bereich des Magazins 32 bzw. der dort angeordneten Bandführungselemente 34 generiert. Wie in Fig. 4 erkennbar, können verschiedene Bereiche der Bandführungselemente 34 jeweils mit separaten zweiten Temperatursensoren 58 ausgestattet sein, die wahlweise getrennte Temperatursignale 60 liefern, wodurch die unterschiedlichen Bereich jeweils mit separaten Steuerungssignalen 62 beaufschlagt werden können. Zudem kann der dritten Temperierungseinrichtung 37 bzw. der Klimakammer 44 im Bereich des Bandvorrats 36 mit dem aufgewickelten Umreifungsband 30 ein dritter Temperatursensor 64 zugeordnet sein, der ein drittes Temperatursignal 66 an die zentrale Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 50 liefert, die aus diesem Signal 66 sowie ggf. aus übergeordneten Steuerungsvorgaben zur Einhaltung einer für eine optimale Verarbeitungsqualität wünschenswerten Bandtemperatur ein drittes Steuersignal 68 zur Steuerung der dritten Temperierungseinrichtung 37 bzw. der Klimakammer 44 im Bereich des Bandvorrats 36 generieren kann.
Diese Sensoren 52, 58 und 64 sind optional zu verstehen und sind nicht zwingend alle vorhanden. Ggf. kann es ausreichen, nur den ersten Sensor 52 im Bereich des Applikationskopfes 28 vorzusehen, wenn bspw. dort die Temperaturmessung für die Verarbeitung des Umreifungsbandes 30 als am wichtigsten erachtet wird. Auch kann es u.U. ausreichen, nur den zweiten Sensor 58 im Bereich des Magazins 32 vorzusehen, da dort ein Steuerungs- und/oder Regelungseingriff mittels der zweiten Steuersignale 62 als am effektivsten erachtet wird. Gleiches kann bspw. für die Klimakammer 44 des Bandvorrates 36 gelten. Vorzugsweise jedoch werden die Sensorsignale 54, 60 und 66 der Temperatursensoren 52, 58 und 64 jeweils in der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 50 verarbeitet und zur Beaufschlagung der verschiedenen Temperierungseinrichtungen 29, 33 und 37 mit geeigneten Temperatursteuersignalen 56, 62 und 68 verwendet, da auf diese Weise eine optimale Temperierung des Umreifungsbandes 30 während seiner gesamten Verarbeitung ermöglicht ist, zumal der relativ lange frei verlaufende Abschnitt 46 zwischen dem Magazin 32 und dem Applikationskopf 28 einer Temperierung nicht zugänglich ist, so dass bei einer hohen Umgebungstemperatur eine stärkere Kühlung im Bereich des Magazins 32 sinnvoll sein kann, um während der kurzen Wege, die im Applikationskopf 28 zur Temperierung zur Verfügung stehen, keine zu starke Kühlung oder Erwärmung vornehmen zu müssen.
Zur Klarstellung sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass die Begriffe "Umreifung 18", "Umreifungsband 18", "Umreifung 30" und "Umreifungsband 30" jeweils in einem sehr umfassenden Sinne zu verstehen sind und gleichermaßen die optional zu verstehenden Tragegriffe 22 (vgl. Fig. 2) mit umfassen. D.h., wenn im vorliegenden Zusammenhang von einer Gebindeumreifung 18 oder 30, einer Umreifung 18 oder 30, von Umreifungsmaterial und/oder von einem Umreifungsband 18 oder 30 die Rede ist, so ist damit grundsätzlich auch jede Art von Tragegriff (z.B. 22 entsprechend Fig. 2) und Tragegriffmaterialien umfasst, da diese Tragegriffe 22 grundsätzlich aus demselben (insbesondere thermoplastischen Kunststoff-) Material wie das Umreifungsband 18 bzw. 30 hergestellt sein können. Zudem können die optional aufbringbaren Tragegriffe 22 in einem einzigen Applikationsschritt mitsamt der Umreifung 18 aufgebracht werden. Wahlweise ist es auch möglich, sofern gewünscht, einen Tragegriff 22 nachträglich auf ein bereits umreiftes Stückgut, Gebinde 14 oder einen bereits umreiften Artikel aufzubringen. Da jedoch für das Tragegriffmaterial und dessen Bevorratung, Förderung, Zuführung und Verarbeitung hinsichtlich der erwähnten Temperaturproblematik dieselben Gesetzmäßigkeiten gelten wie für das Umreifungsband 18 bzw. 30, ist der in der Anmeldung verwendete Begriff "Umreifung" oder "Umreifungsband" etc. grundsätzlich umfassend zu verstehen und meint gleichermaßen alle Varianten von Tragegriffen, die aus demselben Material gefertigt sein können.

Bezugszeichenliste

10: Verpackungsmaschine
12: Umreifungseinrichtung
14: Gebinde
16: Getränkebehälter, PET-Behälter
18: Umreifungsband
20: Verbindungsstelle, Schweißstelle
22: Trageband, Tragegriff
24: Horizontalfördereinrichtung
26: Förderrichtung
28: Applikationskopf
29: erste Temperierungseinrichtung
30: Umreifungsband, endlos
32: Magazin
33: zweite Temperierungseinrichtung
34: Bandführung, Bandführungselement, Bandführungseinrichtung
36: Vorrat, Endlosvorrat, Vorratsrolle
37: dritte Temperierungseinrichtung
40: erste Kühleinrichtung
42: zweite Kühleinrichtung
44: Klimakammer
46: frei verlaufender Abschnitt, freifliegende Führung
50: Steuerungs- und/oder Regelungseinheit
52: erster Temperatursensor
54: erstes Temperatursignal
56: erstes Steuersignal
58: zweiter Temperatursensor
60: zweites Temperatursignal
62: zweites Steuersignal
64: dritter Temperatursensor
66: drittes Temperatursignal
68: drittes Steuersignal

Claims

Verfahren zur Umreifung von Gebinden (14), Stückgütern, Artikeln o. dgl. und/oder zum Anbringen von Tragegriffen daran innerhalb einer Verpackungsmaschine (10) mit jeweils wenigstens einem, zumindest teilweise aus thermoplastischem Kunststoff gebildeten, horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal um und/oder über die Gebinde (14), Stückgüter oder Artikel gespannten Umreifungs- und/oder Tragegriffband (18, 30), das einem Vorrat (36) entnommen und teilweise über Bandführungselemente (34) sowie über weitgehend führungslose und freifliegende Abschnitte einem das Umreifungsband (18, 30) auf die Gebinde (14), Stückgüter und/oder Artikel aufbringenden Applikationskopf (28) zugeführt wird, wobei das Umreifungsband (18, 30) auf eine zur Verarbeitung vorbestimmte Temperatur gebracht wird, welche vorbestimmte Temperatur das Verformungsverhalten und/oder die Biegesteifigkeit und/oder Biegefestigkeit des Umreifungsbandes und/oder Tragegriffes (18, 30) festlegt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Umreifungsband (30) zumindest im Bereich des Applikationskopfes (28) mit einer innerhalb eines definierten Bereiches eingestellten Temperatur gehandhabt und/oder geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Umreifungsband (14) zumindest im Bereich der Bandführungselemente (34) mit einer innerhalb eines definierten Bereiches eingestellten Temperatur gehandhabt und/oder geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Temperatur im Bereich des Applikationskopfes (28) und/oder der Bandführungselemente (34) weitgehend konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Vorrat (36) für das Umreifungsband (30) temperiert und/oder die Temperatur des Umreifungsbandes (30) innerhalb des Vorrates (36) weitgehend konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Temperatur des Umreifungsbandes (30) im Applikationskopf (28) und/oder im Bereich der Bandführungselemente (34) und/oder im Vorrat (36) unterhalb von ca. 30 °C und oberhalb 0 °C, insbesondere unterhalb 25 °C und oberhalb 10 °C, vorzugsweise unterhalb 22 °C und oberhalb 15 °C gehalten wird.
Verpackungsmaschine (10) mit einer Vorrichtung (12) zur Umreifung von Gebinden (14), Stückgütern, Artikeln o. dgl. und/oder zum Anbringen von Tragegriffen daran mit jeweils wenigstens einem, zumindest teilweise aus Kunststoff gebildeten, horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal um und/oder über die Gebinde (14), Stückgüter oder Artikel gespannten Umreifungs- und/oder Tragegriffband (18, 30), mit einem Vorrat (36) für das Umreifungsband (18, 30), diesem nachgeordneten Bandführungselementen (34) sowie wenigstens einem den Bandführungselementen (34) nachgeordneten, das Umreifungsband (18, 30) auf die Gebinde (14), Stückgüter und/oder Artikel aufbringenden Applikationskopf (28), wobei das Umreifungsband (18, 30) als Endlosband (30) zwischen dem Magazin (32) mit den Bandführungselementen (34) und dem Applikationskopf (28) weitgehend führungslos und freifliegend verlaufend geführt ist, und wobei der Verpackungsmaschine (10) zumindest in einem Abschnitt des Bandverlaufs zwischen einschließlich dem Vorrat (36) und einschließlich dem Applikationskopf (28) Temperierungseinrichtungen (29, 33, 37) zur Temperierung des Umreifungs- und/oder Tragegriffbandes (30) auf eine das Verformungsverhalten und/oder die Biegesteifigkeit und/oder Biegefestigkeit des Umreifungsbandes und/oder Tragegriffes (18, 30) festlegende Temperatur zugeordnet sind.
Maschine nach Anspruch 7, der zumindest im Bereich der Bandführung im Vorrat (36) und/oder in den Bandführungselementen (34) und/oder im Bereich des wenigstens einen Applikationskopfes (28) Temperierungseinrichtungen (29, 33, 37) zur Temperierung des Umreifungsbandes (30) zugeordnet sind.
Maschine nach Anspruch 7 oder 8, bei der jeweils Temperierungseinrichtungen (29, 33, 37) im Applikationskopf (28), in den Bandführungselementen (34) und/oder im Vorratsbereich (36) angeordnet sind.
Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der der Vorrat (36) für das Umreifungsband (30) und/oder die Bandführungselemente (34) thermisch gekapselt und/oder innerhalb einer weitgehend konstant temperierbaren Klimakammer (44) angeordnet sind.
Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der dem Applikationskopf (28) und/oder dem Magazin (32) und/oder dem Bandvorrat (36) jeweils Temperatursensoren (54, 58 und/oder 64) zugeordnet sind, deren Temperatursignale (54, 60, 66) in einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (50) zur Generierung von Steuersignalen (56, 62, 68) für die Temperierungseinrichtungen (29, 33, 37) auswertbar sind.
Verpackungsmaschine (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, die zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 vorbereitet und vorgesehen ist.