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Heißlufttunnel Die Erfindung betrifft einen beim Verpacken von flachen
Gegenständen, z. B. Schallplattenhüllen, in Schrumpffolie verwendeten Heißlufttunnel,
in welchem die Folie auf die verhältnismäßig lose eingewickelten Gegenstände aufgeschrumpft
wird, so daß eine glatte und eng anliegende, sich der Gestalt des eingepackten Gegenstandes
anpassende Umhüllung gebildet wird.
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Zahlreiche Kunststoffolien, z. B. aus Polyäthylen, Kautschukhydrohalogenid,
Vinylidenchlorid, Polystyrol usw., lassen sich durch Wärme und Druck zusammenschweißen
und können je nach Beschaffenheit durch Wärme in axialer oder biaxialer Richtung
geschrumpft werden. Diese Folien sind ein ausgezeichnetes Verpackungsmaterial, da
sie transparent und überaus fest sind, sich leicht handhaben lassen und trotzdem,
ohne Druckfarbe später wieder abzugeben, bedruckt werden können und eine gefällige,
hermetische Umhüllung ergeben. Diese Folien zeigen sowohl innerhalb des gleichen
Typs als auch im Vergleich mit anderen Folien unterschiedliche Eigenschaften; so
ist ihre äußere Beschaffenheit oder Textur insofern nicht gleichmäßig, als jede
Folie schwache Stellen hat, welche sich über die ganze Folie erstrekken. Bei ganz
flachen Gegenständen ist es besonders schwierig, ein straffes Anliegen der Schrumpffolie
zu erzielen, ohne daß diese dabei reißt.
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Die bislang bekanntgewordenen Vorrichtungen zum Aufschrumpfen von
Verpackungsfolie mittels Heißluft sind nicht dazu geeignet, zwei gegenüberliegende,
praktisch die ganze Oberfläche eines verpackten Gegenstandes ausmachende Flächen
gleichmäßig gezielten Heißluftstrahlen auszusetzen, da die auf dem Förderer aufliegende
Fläche nur unvollständig erhitzt wird. Darüber hinaus müssen bei den vorbekannten
Vorrichtungen größere Wärmeverluste durch entweichende Heißluft in Kauf genommen
werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher zwei aufeinander zugerichtete Warmluftströme
gleicher Intensität auf die beiden Flachseiten des verpackten Gegenstandes auftreffen,
so daß die Erwärmung der Folie und damit deren Schrumpfung von der Vorderkante des
eingewickelten Gegenstandes bis zur gegenüberliegenden Kante mit der Geschwindigkeit
des bewegten Gegenstandes progressiv gesteigert wird; bei möglichst einfacher Konstruktion
soll darüber hinaus die Heißluft zur Vermeidung von Wärmeverlusten möglichst vollständig
im Kreislauf geführt werden.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Heißlufttunnel zum Behandeln von
den Tunnel durchlaufenden, in Schrumpffolie vollständig eingehüllten ganz flachen
Gegenständen mittels zweier aufeinander zu gerichteter Warmluftströme, bestehend
aus einem Gebläse mit Lufterhitzer, einem zur Zuführung und Verteilung der Heißluft
dienenden doppelten Tunnelmantel U-förmigen Querschnitts mit Durchtrittsöffnungen
für die Heißluft in der inneren Tunnelwand, Kanälen zur Rückführung der Luft aus
dem Tunnel zum Gebläse und einem Stetigförderer zum Transport der Gegenstände durch
den Tunnel, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß der Förderer mit seiner Ebene
parallel zu den Schenkeln des U-förmigen Tunnelmantels angeordnet ist, wobei die
Durchtrittsöffnungen für die Heißluft unterhalb und oberhalb der Förderebene liegen,
und daß die offene Seite des durch den U-förmigen Tunnelmantel umschlossenen Raumes
durch den der Rückführung der Luft zum Gebläse dienenden Kanal geschlossen ist.
Durch die erfindungsgemäße Bauweise des Tunnels wird erreicht, daß die erhitzte
Luft mit einer im wesentlichen gleichen Höchstintensität die gegenüberliegenden
Hauptflächen des umhüllten Gegenstandes benufschlagt, wobei die restlichen Folienflächen
auf den anderen Seiten des Gegenstandes indirekt der Wärme ausgesetzt sind, welche
von der durch den Tunnel zirkulierenden Luft abgegeben wird.
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Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden; es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht des Heißlufttunnels,
F i g. 2 eine Vorderansicht des in F i g. 1 gezeigten Tunnels von links, F i g.
3 einen senkrechten Schnitt durch den eigentlichen Heißlufttunnel.
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Die Gesamtvorrichtung 10 besteht aus drei Hauptelementen, nämlich
einem Rahmen oder Gestell 11, einem Förderband 12 und einem Heißlufttunnel oder
einer Schrumpfhaube 13. Der Rahmen 11 ist vorzugsweise fahrbar, damit die Vorrichtung
bei kontinuierlichem Fließbandbetrieb leicht mit anderen Vorrichtungen, z B. mit
einer Verpackungsmaschine, zusammengebaut oder bei unabhängigem Einzelbetrieb getrennt
benutzt werden kann. Der in F i g. 1 gezeigte Rahmen 11 besteht aus zwei senkrechten
Beinen 14 mit Rädern oder Rollen 15; an der linken Seite der Vorrichtung befinden
sich zwei weitere Beine 16, die mit feststehenden flachen Unterlagen 17 ausgerüstet
sind. Nach Anheben des hinteren Endes der Vorrichtung kann man diese auf den Rollen
15 an jede gewünschte Arbeitsstelle schieben. Die Beine 14 und 16 des Rahmens 11
sind durch längs- und querverlaufende Streben 18 miteinander verbunden; oben sind
Querstreben 19 einer über die Beine 14 hinausragenden Verlängerung 20 vorgesehen.
In dem unteren Teil des Rahmens ist ein elektrischer Motor 23 hin- und herbeweglich
angeordnet.
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Der Heißlufttunnel 13 ruht auf der oberen Querstrebe 19 und umschließt
den Mittelbereich der Fördervorrichtung 12 mit einem erheblichen Abstand zu den
beiden Seiten der Welle 45. Der Tunnel 13 besteht aus drei Hauptelementen, nämlich
einem äußeren Mantel 60, einem in dem Mantel 60 befindlichen Innenmantel 70 und
einem Gebläse 80, welches mit der von den Mänteln 60 und 70 gebildeten Luftkammer
in Verbindung steht.
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Die oberen und unteren Schenkel 61 und 62 sowie die Stirn- und Seitenwände
68 des rechtwinklig geformten Mantels 60 bilden zusammen mit dem Innenmantel 70
einen Tunnel 63, durch welchen der Förderer 12 läuft. Eine Seite des Mantels 60
wird von einer Stirnwand 64 verschlossen, welche mit der Austrittsöffnung 81 des
Gebläses 80 verbunden ist; hierbei bildet die Stirnhaube 64 einen Luftkanal zwischen
der Auslaßöffnung81 und dem Lufteintritt 65 des Mantels 60. Eine zweite Stirnwand
66 schließt die gegenüberliegende Seite des Mantels 60 ab und ist mit einem Flansch
69 an einem Flansch 68 des Mantels 60 angeschweißt oder auf andere Weise befestigt.
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Durch eine Verlängerung der Stirnwand 66 nach unten, die mit Abstand
zu dem unteren Schenkel 62 angeordnet ist, ergibt sich ein Luftaustrittskanal 67,
welcher zu einer Lufteinlaßöffnung 82 des Gebläses führt. Dadurch entsteht eine
vollständig geschlossene Luftkammer, die mit dem Gebläse 80 verbunden ist.
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Der Innenmantel 70 ist im Abstand zu dem Mantel 60 angeordnet und
wird von der in dem Zwischenraum zirkulierenden Luft umspült, wobei der Innenmantel
70 aus der geschlossenen Stimwand 71 sowie den Schenkeln 72 und 73 besteht; die
gegenüberliegende Seite ist gegenüber der Stirnwand 66 offen. Der Innenmantel 70
ist in den Mantel 60 eingesetzt oder in diesem aufgehängt, indem die Seitenkanten
der Schenkel 71 und 72 mit am Mantel befindlichen Flanschen 68 verschweißt oder
mit diesen auf andere Weise verbunden sind. Der obere Schenkel72 und der untere
Schenkel 73 des Mantels 70 besitzen Öffnungen 75, durch welche die Heißluft in den
Tunnel 63 eintreten kann; hierdurch wird der Luftstrom mit größter Intensität von
zwei Richtungen auf die mittlere horizontale Ebene des Tunnels 63 gerichtet, d.
h. auf die Ober- oder Unterseiten des Förderers 12.
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Durch die Stirnwand 71 wird der Heißluftstrom auf
einfache Weise in
zwei Anteile gleicher Intensität aufgeteilt. In dem Mantel 60 befindet sich zwischen
der geschlossenen Stirnwand 71 des Mantels 70 und der Stirnwand64 eine Heizung,
z.B. eine elektrische Widerstandsheizung 90, durch welche die Luft vo;n Gebläse
80 auf ihrem Weg zu den Öffnungen75 in den Gehäusewänden 70 strömt. Durch geeignete
Thermostatenregelung kann die Heizungsvorrichtung 90 die Luft auf die für den betreffenden
Film erforderliche Höchsttemperatur aufheizen.
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Bei Betrieb wird die Luft durch das Gebläse 8Q in dem Tunnel 13 umgewälzt.
Die Zirkulation erfolgt in Pfeilrichtung. Der vom Motor 23 in Pfeilrichtung (Fig.
1) bewegte Fördererl2 transportiert den in Folie eingeschlagenen Gegenstand auf
dem oberen Laufweg durch den Tunnel 63 in der festgelegten Ge; schwindigkeit. Da
der Gegenstand nur auf den Fördew rerketten aufliegt, ist die gesamte Folienoberfläche
der erhitzten Luft im Tunnel 63 ausgesetzt, wobei, wie bereits erwähnt, die Luft
durch die Öffnungen 75 mit ihrer größten Wärmeintensität auf die beiden gegenüberliegenden
Seiten des in der Folie eingeschlagenen Gegenstandes gerichtet wird. Die erhitzte
Luft ZiF-kuliert durch den Tunnel 63 und gibt dabei ihre Wärme auf alle Seiten des
in der Folie eingeschlagenen Gegenstandes ab, jedoch mit einer geringeren Intensität
als bei dem direkten durch die öffnungen 75 erfolgenden Anblasen. Der in die Folie
eingehüllte Gegenstand wird also bei seinen Transport durch den Tunnel 63 einer
progressiven Wärmeeinwirkuns ausgesetzt. Demzufolge wird die Höchstintensität an
Wärmestrahlung für den betreffenden Film auf den jenigen Folienbereich gerichtet,
auf welchen sich die Schrumpfkräfte von den biaxialen Richtungen 1rb zentrieren,
und die Folie wird mit der gesamten Ober fläche des eingehüllten Gegenstandes in
innige Berührung gebracht, ohne daß eine Gefahr des Reißens besteht Der Tunnel 13
ist so ausgebildet, daß in ihm kentinuierlich die gleiche Luft zirkuliert, wodurch
die Lufttemperatur vorteilhafterweise überaus wirksam und wirtschaftlich eingehalten
und geregelt werden kann. Es ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, daß die erhitzte
Luft quer zur Förderrichtung umge wälzt und nicht von oben oder von unten zugeführt
wird. Der Gesamtquerschnitt der Öffnungen 75 in den Schenkeln 72 und 73 und die
Ausdehnung der O bläseaustritts- und der Gebläseeintrittsöffnungen n und 82 sollen
ein bestimmtes Verhältnis zueinander haben, so daß die erhitzte Luft mit großer
Gleis mäßigkeit durch alle Öffnungen 75 strömt und Welle ständig quer zu dem auf
dem Förderer 12 transpos tierten Gegenstand umgewälzt wird.
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Die Fördervorrichtung 12 besteht aus vier Zahnketten 30, 31, 32 und
33, wobei die Ketten 33 und 33 in Tandem stellung zwischen den senkrechten Ebenen
der Ketten 30 und 31 angeordnet sind vgl.
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Fig. 1 und 2). Die Ketten 30 und 31 laufen einer Zahnräder 34 und
35 auf einer Welle 36, deren Enden in an der Querstrebel9 befestigten Beschlägen
37 und 38 gelagert sind. Auf der Welle 36 ist eine Riemenscheibe 39 angeordnet,
die von dem Antriebs riemen 29 angetrieben wird. In Beschlägen 40 ist eine Welle
41 gelagert, welche zwei Zahnräder 42 trägt, über die die Ketten 32 und 33 laufen.
Eine Welle 45, welche an den beiden Enden einen abgerundeten Umfang besitzt, ist
in zwei feststehenden Blöcken 47 mit horizontalen Schlitzen 48 etwa in der Mitte
der
Vorrichtung gelagert. Auf der Welle 45 sind zwei seitliche äußere
Zahnräder 49 und 50 und dazwischen zwei weitere Zahnräder 51 und 52 angebracht.
Die Ketten 30 und 31 laufen über die Zahnräder 49 bzw.
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50 und die Ketten 32 und 33 über die entsprechenden Zahnräder 51 und
52. Um ein unerwünschtes Durchhängen zu vermeiden, sind Leerlaufzahuräder oder Haltezahnräder53
und 54 an entsprechenden Beschlägen 55 und 56 des Rahmens 11 unterhalb der unteren
Laufbahn aller vier Ketten vorgesehen. Durch diese bevorzugte Anordnung der Ketten
wird ereicht, daß beim Durchlaufen des Tunnels alle Stellen der Unterseite des verpackten
Gegenstandes der Heißluft ausgesetzt sind.
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Der die Welle 45 haltende, mit einem Schlitz 48 versehene Block 47
und die runden Enden der Welle 45 sind für den Zusammenbau und die Arbeitsweise
wesentlich. Für den Zusammenbau oder bei umgekehrter Reihenfolge für das Abmontieren
der Ketten 30, 31, 32 und 33 kann die Welle 45 durch die Ketten geschoben und eingedreht
und dann vor- und zuröckgekantet werden, damit die Enden der Welle 45 nacheinander
in die Schlitze 48 eingepaßt werden können; man kann auch gleichzeitig beide Enden
in die entsprechenden Schlitze einsetzen. Alle Ketten, die Zahnräder 49, 50 und
51, 52 und die Welle 45 können aus einem geeigneten wärmebeständigen Werkstoff hergestellt
werden. Wenn die Enden der Welle 45 in Kugellagern oder Walzlagern gelagert sind,
so werden diese Lager durch die Wärme schnell unwirksam oder arbeiten nicht mehr
zufriedenstellend und müssen öfter ersetzt werden. Diese Schwierigkeit wird aber
dadurch behoben, daß man die Enden der Welle 45 mit einem runden Umfang ausbildet,
so daß sie in den Schlitzen 48 drehbar sind.
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Patentanprüche: 1. Heißlufttunnel zum Behandeln von den Tunnel durchlaufenden,
in Schrumpffolie vollständig eingehüllten ganz flachen Gegenständen mittels
zweier
aufeinander zu gerichteter Warmluftströme, bestehend aus einem Gebläse mit Lufterhitzer,
einem zur Zuführung und Verteilung der Heißluft dienenden doppelten Tunnelmantel
U-förmigen Querschnitts mit Durchtrittsöffnungen für die Heißluft in der inneren
Tunnelwand, Kanälen zur Rückführung der Luft aus dem Tunnel zum Gebläse und einem
Stetigförderer zum Transport der Gegenstände durch den Tunnel, d a d u r c h gekennzeichnet,
daß der Förderer (12) mit seiner Ebene parallel zu den Schenkeln des U-förmigen
Tunnelmantels (61,72,73, 62) angeordnet ist, wobei die Durchtrittsöffnungen (75)
für die Heißluft unterhalb und oberhalb der Förderebene liegen, und daß die offene
Seite des durch den U-förmigen Tunnelmantel umschlossenen Raumes (63) durch den
der Rückführung der Luft zum Gebläse dienenden Kanal (66, 67) geschlossen ist.