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Diese Erfindung bezieht sich auf das Verpacken einer
Vielzahl von Artikeln in einer Plastik- bzw. Kunststoffolie
und betrifft insbesondere eine Maschine zum Verpacken einer
Vielzahl von Artikeln mittels eines kaltdehnbaren oder
halbdehnbaren thermoplastischen Folienmaterials.
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Es sind bereits einige Maschinen für das Kunststoffolien-
Verpacken einer Vielzahl von Artikeln, wie Dosen, Flaschen,
Schachteln usw., entweder lose bzw. einzeln oder auf einem
Fach gesammelt, in der Weise, daß die Folie Spannkräfte auf
die Artikel ausübt, bekannt. Mittels dieser Maschinen wird
entweder ein vollständiges Verpacken der Artikel oder ein
sog. Bündeln, d.h. Herumwickeln der Folie um die
Umfangsflächen der Gruppe von Artikeln, während die beiden
gegenüberliegenden Stirnflächen unumhüllt bleiben, durchgeführt.
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Insbesondere für das Bündeln verwenden die bekannten
Maschinen eine Folienart, die unter Wärmeeinwirkung schrumpft,
wodurch die von der Folie umhüllte Artikelgruppe fest
verspannt umschlossen wird. Zur Erzielung dieser Schrumpfung
wird die um die Artikelgruppe herumgewickelte Folie durch
einen Heiztunnel geführt, der neben einer
Umgebungstemperaturerhöhung in den Herstellungsräumen eine größere
Bodenfläche und einen (höheren) Energieverbrauch bedingt. Die
Verwendung eines Heiztunnels führt noch zu weiteren Nachteilen,
wenn die verpackten Erzeugnisse durch Wärmeeinwirkung einer
Verschlechterung unterliegen können. Unter Berücksichtigung
dieser Nachteile ist daher bereits versucht worden, die
unter Wärme schrumpfenden Folien durch kaltdehnbare oder
teilweise kaltdehnbare Folien zu ersetzen, d.h. solche
Kunststoffolien, die nach dem Kaltdehnen das sog. "elastische
Gedächtnis" zeigen, durch welches sie praktisch auf die
Ausgangs- oder Anfangsdimensionen zurückgeführt werden.
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Während kaltdehnbare Folien die warmschrumpfenden
Folien beim Verpacken einer großen Vielfalt von Artikeln
ersetzt haben, sind sie nur für das vertikale Bündein
eingesetzt worden. Diese Bündelungsart ist aus der
FR-Patentanmeldung FR-A-2 243 113 bekannt, gemäß welcher die Artikel
von einer Palette getragen und um eine lotrechte Achse
herum umwickelt werden, so daß die unumwickelt bleibenden
Stirnflächen der Artikel die Unter- und Oberseiten
darstellen. In den Fällen, in denen die Unter- und Oberseiten nicht
unumwickelt bleiben können, z.B. wenn ein endgültiges
vollständiges Verpacken gewünscht wird, ist das waagerechte
Bündeln erforderlich. Nach dem waagerechten Bündein bilden die
beiden unumwickelten oder unumhüllten Flächen der Artikel
die Seitenflächen.
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Aufgabe dieser Erfindung ist die Schaffung einer Maschine
zum waagerechten oder horizontalen Bündeln einer Vielzahl
von Arten von Artikeln, entweder lose oder auf einem Fach
oder innerhalb eines Behälters gesammelt, mittels einer
kaltdehnbaren oder halbdehnbaren Folienart. Eine weitere Aufgabe
dieser Erfindung ist die Schaffung einer Maschine, welche den
beiden Zwecken oder Funktionen des horizontalen Bündelns
einer Vielzahl von Artikeln mittels einer kaltdehnbaren oder
halbdehnbaren Folie sowie des vollständigen Verpackens der
Artikel mittels der gleichen Folienart angepaßt ist.
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Diese und weitere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch
eine Maschine mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Folie
in einer Längsrichtung gleichmäßig zu dehnen (oder zu
strecken), während eine Schrumpfung des mittleren Bereichs
derselben vermieden wird, und die Folie in gespanntem Zustand
an den Artikeln um eine waagerechte Achse umfangsmäßig zu
wickeln vermag. Die Maschine gemäß dieser Erfindung umfaßt
ferner eine Versiegelungs- bzw. Schweißvorrichtung zum
Versiegeln bzw. Verschweißen der beiden Folienenden
miteinander, während die Folie noch gespannt ist, d.h. bevor die
Folie aufgrund ihres elastischen Gedächtnisses wieder
schrumpft. Weiterhin umfaßt die Maschine gemäß dieser
Erfindung auch eine Hebevorrichtung, wobei die die Artikel
tragende Fläche so ausgelegt ist, daß sie durch die
Bündelungsvorrichtung verschoben werden kann, während die Artikel
auf dieser Fläche ruhen.
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Spezielle Ausführungsformen der oben angegebenen und
anderer komplementärer Vorrichtungen sind nachstehend
anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert, in
denen zeigen:
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Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der
Horizontalbündelungsmaschine gemäß dieser Erfindung,
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Fig. 2 eine Vorderansicht im Schnitt längs der Linie A-A'
in Fig. 1,
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Fig. 3 bis 6 perspektivische Detailansichten der
Foliendehn- und Bündelungsvorrichtungen zusammen mit dem
bei der Maschine nach Fig. 1 vorgesehenen Artikel-
Tragtisch während des Bündelungsvorgangs an einem
Behälter,
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Fig. 7 bis 9 Detailseitenansichten der Folienwickel- und
-versiegelungs- bzw. -schweißvorrichtungen während
des Bündelungsvorgangs,
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Fig. 10 eine Seitenansicht der zweiten Einheit der
erfindungsgemäßen Maschine, in welcher das vollständige
Verpacken oder Fertigverpacken durchgeführt wird,
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Fig. 11 eine Vorderansicht der bereits in Fig. 10
dargestellten zweiten Einheit und
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Fig. 12 bis 14 detaillierte Darstellungen der
Querstreckoder -dehnvorrichtungen und
Folienschweißvorrichtungen während der Fertigverpackungsvorgänge an
den Artikeln.
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Figur 1 veranschaulicht einen Bandförderer 1 zum Fördern
von zu verpackenden Behältern 2, 2', 2" usw., von denen
jeder Behälter eine Vielzahl von Artikeln enthält, und ein
zweites Förderband 3, das mit einer höheren Geschwindigkeit
als der Bandförderer bzw. das Förderband 1 läuft. Aufgrund
dieser Geschwindigkeitsdifferenz wird der Behälter 2 von
einem folgenden Behälter 2' getrennt, wodurch um den Behälter
2 herum der für das Verpacken desselben erforderliche
unbehinderte Raum zur Verfügung gestellt wird. Ein geeigneter
Trennabstand zwischen verschiedenen Behältern wird auch
durch eine photoelektrische Zelle 4 gewährleistet, deren
Aufgabe darin besteht, den Behälter 2' anzuhalten, wenn er
die durch die photoelektrische Zelle gesteuerte oder
kontrollierte Stelle erreicht, und zwar unter Berücksichtigung
des Maschinentakts. Sobald der Behälter 2' in die Bahn (den
Strahlengang) der photoelektrischen Zelle 4 gelangt, hält
diese das Förderband 3 an, so daß der Behälter 2' in dieser
Stellung verbleibt, bis die Bewegung des Förderbands 3 durch
die im folgenden zu beschreibende Maschinenhebegruppe wieder
eingeleitet wird. Unterhalb der Förderbänder 1 und 3 befindet
sich ein Motor 5, welcher die Förderbänder mittels einer
Kette 6, die durch ein Kettenrad 7 des Motors 5 angetrieben
wird, in Bewegung versetzt. Mittels eines zum Kettenrad 7
koaxial angeordneten Kettenrads 7' treibt dieser Motor 5
eine weitere Kette 8 an, die ihrerseits eine Riemenscheibe
9 antreibt, durch welche paarige Riemen 10 und 10' (von
denen letzterer nicht dargestellt ist) um leerlaufende
oder Umlenkrollen 11 und 11' herum angetrieben werden.
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Wenn die Riemen 10 ihrerseits mit den einen kleinen
Durchmesser besitzenden Umlenkrollen 12 in Berührung
gelangen, versetzen sie letztere mit Reibungseingriff in der
der Bewegung der Bänder 1 und 3 entsprechenden Richtung in
Drehung, wodurch die Behälter 2 vom Band 3 zur
Maschinenhebevorrichtung überführt werden können, in welcher Rollen
12 kleinen Durchmessers als Tragtisch für die Behälter 2
dienen. Eine Drehung der kleinen Durchmesser besitzenden
Rollen 12 läßt die vom Förderband 3 ankommenden Behälter 2
bis zu einer Anschlagwand 104 weiterlaufen, an welcher ein
Sensor vorgesehen ist, dessen Aufgabe darin besteht, die
Hebevorrichtung für Betrieb zu aktivieren, sobald er vom
Behälter 2 kontaktiert wird. Die Stellung der
Anschlagwand 104 ist entsprechend dem Längsmaß des Behälters 2
einstellbar, so daß sich der Behälter eben in der Mitte des
Tragtisches befindet, wenn der an der Wand montierte Sensor
getriggert bzw. ausgelöst wird.
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Der aus den Rollen 12 kleinen Durchmessers bestehende
Tragtisch ist in einer lotrechten oder vertikalen Richtung
bewegbar, weil er einen Teil der Hebevorrichtung der Maschine
bildet, die einen Motor 13 aufweist, welcher über
Riemenscheiben 48 und 49 sowie über einen Zahnriemen 47 (in Figur
2 sichtbar) eine Schraubspindel 14 einer Axialdrehung zu
unterwerfen vermag, wodurch ein Innengewindestück 14' eines
Wiederumlaufkugeltyps (ebenfalls aus Figur 2 ersichtlich)
entsprechend der Drehrichtung des Motors 13 aufwärts oder
abwärts bewegt wird. Das Innengewindestück 14' ist an einem
Querglied 15 befestigt dessen Enden zwei starr daran befestigte
Halterungen tragen, die jeweils zwei Hohlzapfenketten 54,
54" bzw. 54', 54"' haltern, welche wiederum frei um (in
Figur 1 nicht dargestellte) Umlenkkettenräder umzulaufen
vermögen. Die kleinen Durchmesser besitzenden Rollen 12,
die durch die Hohlzapfen der Kette getragen werden und
sich während des Beladeschritts des zu verpackenden
Behälters 2 drehen, beenden die Drehung während des Hebeschritts
für den Behälter 2, weil sie (dann) nicht mehr mit dem
Riemen 10 in Berührung stehen. Während der Aufwärtsbewegung
der Hebevorrichtung wirken die mehreren, einen kleinen
Durchmesser besitzenden bzw. dünnen Rollen 12 lediglich als
Tragtisch für den Behälter 2. Die Vertikalbewegung der
Hebevorrichtung wird durch aufrechte bzw. etwa lotrechte Säulen
50, 50' (vergleiche Figur 2) geführt, auf die zwei
materialeinheitlich mit dem Querglied 15 ausgebildete Hülsen 51 und
51' (vergleiche Figur 2) verschiebbar oder gleitfähig
aufgesetzt sind. Der Motor 13 wird durch eine an sich bekannte
programmierbare elektronische Vorrichtung (weder dargestellt
noch beschrieben, weil an sich bekannt) gesteuert, welche
seine Geschwindigkeit (Drehzahl) sowie seine Beschleunigungs-
und Verzögerungskurven vorgibt.
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Eine Folie 20 wird von einer unteren Rolle 21
abgerollt, aufwärts geführt und wieder um eine obere Rolle 22
herumgewickelt. Die an der unteren Rolle 21 beginnende
Aufwärtsbewegung der Folie 20 wird durch Umlenkrollen 24, 25,
26 geführt, von denen die Folie in die Streck- oder-
Dehnvorrichtung mit zwei gummibeschichteten Rollen 27, 27' und
28, 28' gelangt, die beide durch einen Motor 34 angetrieben
werden, welcher die beiden Rollen jedes Paars in
entgegengesetzten Richtungen in Drehung versetzt, um das zwischen
den gummibeschichteten Rollen befindliche Stück der Folie
20 zu dehnen und anschließend unter Zugspannung zu halten.
Der Motor 34 wird durch eine an sich bekannte elektronische
Vorrichtung (nicht dargestellt) gesteuert, deren Aufgabe
darin besteht, die Längs(zug)spannung in dem zwischen den
Rollenpaaren liegenden Stück der Folie 20 kontinuierlich
zu regeln, und zwar sowohl als Funktion der der Folie
eigenen Eigenschaften als auch der Form oder Eigenschaften des
zu verpackenden Behälters 2 oder der Erzeugnisse. Zwischen
den gummibeschichteten Umlenkrollen 27', 28', die sich
entgegengesetzt zu den durch den Motor 34 angetriebenen
gummibeschichteten Rollen 27, 28 bewegen, befinden sich
vorzugsweise zwei Umlenkrollen 27", 28" zur Ausübung einer
besseren Führungswirkung auf die Folie 20. Die Paare der Rollen
27, 27' und 28, 28' werden vorzugsweise durch einen einzigen
Motor angetrieben, um einen möglichen Symmetrieverlust beim
Herumwickeln der Folie um den Behälter zu vermeiden.
Tatsächlich ist es von äußerster Bedeutung, daß der durch ein
Rollenpaar auf die Folie 20 ausgeübte Zug dem Zug des
anderen Rollenpaars absolut gleich ist. Wenn die durch ein
Rollenpaar ausgeübte Zugkraft niedriger wäre als die durch
das zweite Paar ausgeübte Zugkraft, würde das Foliensegment
zum zweiten Paar hin gezogen werden. Die Maßnahme, daß
beide Rollenpaare durch den gleichen Motor angetrieben werden,
verhindert eine etwaige Ungleichmäßigkeit und gewährleistet
eine vollkommene Symmetrie sowohl beim Dehnen der Folie
als auch beim Herumwickeln oder Herumlegen der Folie.
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Die durch die Rollenpaare 27, 27' und 28, 28'
ausgeübte Zugkraft muß höher sein als die Zugfestigkeit der Folie
20, wobei die Differenz in der Festigkeit ausreicht, um
eine Foliendehnung herbeizuführen. Diese Dehnung ist die
notwendige Bedingung für die Erzeugung bzw. Herbeiführung
des sogenannten elastischen Gedächtnisses in der Folie,
bevor diese um die zu verpackenden Artikel herumgewickelt
wird. Durch eben dieses elastische Gedächtnis wird
gewährleistet, daß die Folie nach dem Herumwickeln um die zu
verpackenden Artikel letztere fest umschließt, wodurch eine
perfekte Bündelungswirkung erreicht wird. Sobald das Strecken
oder Dehnen des (genannten) Stücks der Folie 20 erfolgt ist,
können sich die beiden Paare von Rollen 27, 27' und 28,
28' nicht mehr drehen, weil die durch sie auf das Ende
des Folienstücks 20 ausgeübte Zugkraft durch die
Zugfestigkeit der gedehnten Folie ausgeglichen ist. Wenn der Film
dennoch gezogen wird, weil sie z.B. durch die zu
verpackenden, durch die Hebevorrichtung angehobenen Artikel
aufwärts gedrückt worden ist, veranlaßt der durch die Artikel
auf die Folie ausgeübte Zug die Folie, die beiden Paare von
Rollen 27, 27' und 28, 28' in die entgegengesetzte Richtung
in Drehung zu versetzen, wodurch das zwischen den Paaren
der Rollen eingeschlossene Stück der Folie 20 länger wird,
ohne daß eine weitere Dehnung in der Folie auftritt.
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Während der Dehnung wird das Folienstück 20 durch die
Paare der Rollen 27, 27' und 28, 28' ständig unter
Zugspannung gehalten, so daß die Folie eine gewisse
Druckkraft auf die zu bündelnden Artikel ausübt. Wenn letztere
nicht nachgeben, wird die Druckkraft durch die Steifheit
der Artikel ausgeglichen bzw. aufgefangen, so daß diese
während des Bündelungsvorgangs keiner Verformung
unterliegen. Für die Fälle, in denen die Artikel dagegen nicht
steif genug sind, um einer Verformung unter der durch die
gedehnte und unter Zugspannung gehaltene Folie 20
ausgeübten Druckkraft zu widerstehen, ist die
erfindungsgemäße Maschine mit Elementen zur Überwindung dieses
Problems in Form von Spanneinheiten 19, 19' versehen, deren
Anordnung und Funktion im folgenden im einzelnen
beschrieben sind.
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Die Funktion der Spanneinheiten 19, 19' besteht darin,
das durch die Rollenpaare 27, 27' und 28, 28' gedehnte
Folienstück 20 unter Zugspannung zu halten, wobei sie ihre
Aufgabe des Ersetzens oder Umsetzens (replacing) der zu
bündelnden Artikel erfüllen. Am oberen Ende trägt die
Spanneinrichtung einen waagerecht verlaufenden Arm, dessen
Länge kürzer ist als die Breite der Verpackungsfolie, aber
gleich groß oder geringfügig größer ist als die Breite der
zu verpackenden Behälter 2.
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Der Abstand zwischen den waagerechten Armen der
Spanneinheiten 19, 19' ist größer als die Länge des zu
verpackenden Behälters 2 und entspricht etwa der Länge des
Folienstücks 20, das durch die Dehnvorrichtung gedehnt
worden ist. Am unteren Ende tragen die Spanneinheiten 19,
19' jeweils einen abfallenden Arm, wobei die abfallenden
Arme jeweils materialeinheitlich mit einem
Innengewindestück 18 des Kugelwiederumlauftyps (vergleiche Figur 2)
ausgebildet sind, welches durch Drehung einer durch einen
Motor 16 angetriebenen Schraubspindel 17 aufwärts oder
abwärts bewegbar ist. Der letztgenannte Motor, der ebenfalls
durch ein elektronisches Steuersystem, ähnlich dem zum
Steuern des Motors 13 der Hebeanordnung, gesteuert wird,
bewirkt durch Drehung in der einen oder anderen Richtung
das Hoch- oder Herabfahren des Innengewindestücks 18 und
der damit einheitlich verbundenen Spanneinheiten 19, 19'.
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Die Aufwärtsbewegung der Spanneinheiten 19, 19' wird
durch den gleichen Sensor gesteuert, welcher den
Anhebeoder Hochfahrschritt der Maschine einleitet, sobald er
durch einen mit der Wand 104 in Berührung gelangenden
Behälter 2 getriggert worden ist. Während ihrer
Aufwärtsbewegung kommen die Spanneinheiten 19, 19' in Berührung mit dem
zwischen den Rollenpaaren 27, 27' und 28, 28' liegenden
Folienstück 20, das bereits durch die Rollen, die es ständig
gespannt halten, gestreckt oder gedehnt worden ist. Die durch
das gedehnte Foliensegment ausgeübte Druckkraft wird durch
die waagerechten Arme der Spanneinheiten 19, 19' abgestützt,
so daß diese Arme den zu verpackenden Behälter 2 schützen.
Während ihrer Weiterbewegung im Aufwärtshub bewirken die
Spanneinheiten 19, 19' das Dehnen des zwischen den
Rollenpaaren 27, 27' und 28, 28' liegenden Foliensegments, bis
sie es eine Länge erreichen lassen, die geringfügig größer
ist als der Umfang (girth) des zu bündelnden Behälters 2.
Sobald sie das Ende ihres Aufwärtshubs erreicht haben,
ändern die Spanneinheiten 19, 19' ihre Bewegungsrichtung,
und sie bewegen sich abwärts zu ihrer Ruhestellung, während
die Hebevorrichtung den zu bündelnden Behälter 2 weiterhin
anhebt. Auf diese Weise gelangt die Oberseite des Behälters
2 mit dem mittleren Bereich des Segments der Folie 20 in
Berührung, d.h. einem Bereich, der durch die
Dehnvorrichtung bereits gedehnt worden ist und zwischen den
waagerechten Armen der Spanneinheiten 19, 19' liegt. Das
Folienstück wird sodann relativ zur Oberseiten-Mittellinie
symmetrisch um den Behälter 2 herumgelegt, und zwar bis zu dem
Punkt, an welchem die beiden Enden des Foliensegments an
der Mittellinie der Unterseite des Behälters 2
aufeinandertreffen. Aufgrund dieser Maßnahme kann auf die Folien-
Querschrumpfung verzichtet werden, während anderweitig
diese Schrumpfung hervorgebracht werden müßte, wenn ein
Segment der Folie 20, das eine dem Umfang des zu bündelnden
Behälters 2 gleiche Länge besitzt, einer Längsdehnung in
einem einzigen Vorgang unterworfen worden ist.
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Wenn der zu bündelnde Behälter 2 oder die zu bündelnden
Erzeugnisse, wie erwähnt, eine ausreichende Druckfestigkeit
aufweisen, können die Dehneinheiten 19, 19' und die gesamte
ihnen zugeordnete Anordnung weggelassen werden, weil deren
Funktion unmittelbar vom Behälter oder von den zu bündelnden
Erzeugnissen übernommen wird.
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Die bei der erfindungsgemäßen Maschine vorgesehene
Foliendehnvorrichtung ist einer Bündelungsvorrichtung
zugeordnet, welche die Folie 20 um eine waagerechte Achse herum
am Behälter 2 oder unmittelbar an den Artikeln herumzuwickeln
vermag. Diese, später noch näher zu erläuternde
Vorrichtung enthält einen Motor 38, der ebenfalls durch ein an
sich bekanntes und daher nicht näher beschriebenes
elektronisches Steuersystem gesteuert wird, welches seine
Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Leerlaufzeiten
vorgibt. Der Motor 38 treibt über ein Zahnradvorgelege zwei
waagerechte, parallel zueinander liegende Zahnriemen 39
für Umlaufbewegung an. Zwei nicht dargestellte Rahmen sind
mit der zweckmäßigen Phase zum einen am oberen waagerechten
Trum und zum anderen am unteren waagerechten Trum der
jeweiligen Zahnriemen 39 angebracht und in waagerechter
Richtung näher aufeinander zu oder auseinander bewegbar, und
zwar in symmetrischer Stellung oder Lage relativ zur
Mittellinie der aus den zahlreichen dünnen Rollen 12
bestehenden Tragfläche. An einem der Rahmen, der auch die beiden
bereits erwähnten gummibeschichteten Rollen 27, 27'
zusammen mit der entsprechenden Umlenkrolle 27"' trägt, sind
eine Falt- oder Falzvorrichtung 35 sowie die dieser
zugeordnete Gruppe von Umlenkrollen 59 und die
Versiegelungsvorrichtung 36 montiert. Am zweiten Rahmen sind neben dem
zweiten Rollenpaar 28, 28' in Verbindung mit der
betreffenden Umlenkrolle 28"' eine der Gruppe von Umlenkrollen 59'
zugeordnete Falt- bzw. Falzvorrichtung 35' und die
Versiegelungsvorrichtung 37 montiert. Die unmittelbar unter der
Faltvorrichtung 35 angeordnete Versiegelungsvorrichtung 36
ist mit zwei zueinander parallelen, flachen
streifenförmigen (flat strap) elektrischen Widerständen, die jeweils
übereinander liegen, für das elektrische Impulsversiegeln
oder -schweißen der Folie 20 versehen. Zwischen den beiden
Schweißstreifen befindet sich eine Klinge 61 zum
Durchtrennen der Folie in Querrichtung. Der Versiegelungs- oder
Schweißvorrichtung 36 gegenüberliegend ist die zweite
Versiegelungs- oder Schweißvorrichtung 37 angeordnet, die
ebenfalls mit zwei zueinander parallelen, flachen elektrischen
Widerstands-Metallstreifen versehen ist, die - ähnlich wie
bei der Versiegelungsvorrichtung 36 - übereinander liegen.
In diesem Fall ist auch zwischen den flachen Streifen und
der Versiegelungsvorrichtung 37 ein Schlitz 67 vorgesehen,
von dem die Klinge 61 aufgenommen wird, nachdem sie durch
die Folie 20 hindurchgedrungen ist und diese durchtrennt
hat. Die Versiegelungsvorrichtungen 36, 37 sind im Inneren
hohl zur Aufnahme eines Druckluftstroms, der über nicht
dargestellte kleine Düsen dicht an den Schweißbändern oder
-streifen eine Kühlwirkung für die Gesamtlänge des
Schweißwulsts bzw. der Schweißnaht gewährleistet. Nach dem
Durchgang durch die Dehn-, Bündelungs- und
Versiegelungsvorrichtungen wird die Folie 20 wieder um die Rolle 22
herumgewickelt, die von der Umlenkrolle 31 und der
gummibeschichteten Rolle 32 getragen wird, von denen letztere
durch den Motor 33 angetrieben wird, so daß sie die Rolle
22 in Drehung versetzt und die Folie 20 auf diese aufwickelt.
Nahe der oberen Rolle (oder Trommel) 22 befindet sich ein
Elektromotor 40, der über einen Zahnriemen 41 die Rückwärts-
und Vorwärtshübe eines eine Ausstoßplattform 43 tragenden
Gleitstücks 42 steuert. Die Plattform ist zum Ausstoßen
oder Auswerfen des Behälters 2 aus der Maschine nach
erfolgter Verpackung des Behälters vorgesehen.
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Sämtliche Maschinenteile ruhen auf Querträgern 44 und
44', die mit dem Maschinenkörper 45 zusammenwirken und auf
vier Stütz- oder Tragfüßen 46, 46', 46"', 46"" ruhen.
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In Figur 2 ist der Motor 16 näher veranschaulicht,
welcher über die Schraubspindel 17 die Aufwärts- und
Abwärtsbewegung des Kugelumlauf-Innengewindestücks 18, an welchem
die Spanneinheit 19 befestigt ist, steuert. Ebenso wie die
entsprechende Spanneinheit 19' besteht die Spanneinheit 19
vorzugsweise aus Metallrohr mit drei Abschnitten, die
jeweils einen unterschiedlichen Winkel zur Waagerechten
festlegen. Das unterste Teil, das am Innengewindestück 18
befestigt ist, weist kein so steiles Gefälle auf wie der
mittlere Abschnitt, der an seinem anderen Ende in ein
waagerechtes Teil übergeht. Gemäß Figur 2 ist der
waagerechte Arm geringfügig länger als die Breite des zu
verpackenden Behälters 2, so daß er eben etwas über die
Seiten des Behälters hinausragt. Wenn das
Innengewindestück 18 mittels der Drehung der Schraubspindel 17
hochgefahren wird, kommen die waagerechten Arme der beiden
Spanneinheiten 19, 19' in Anlage an das Foliensegment 20,
und sie halten dessen mittleren Bereich unter Zugspannung.
Das weitere Hochfahren der Spanneinheit 19, 19' verursacht
eine vorübergehende Zunahme der Folienzugspannung, welche
die auf die Enden des Foliensegments 20 ausgeübte
Zugspannung überwindet und die Rollenpaare 27, 27' und 28, 28'
sich in entgegengesetzten Richtungen drehen läßt, damit
das Segment ohne Dehnung seine Länge vergrößern kann. In
Figur 2 ist auch der Motor 13 dargestellt, welcher die
Schraubspindel 14 für das Kugelumlauf-Innengewindestück
über den zwischen den Riemenscheiben 48 und 49 verlaufenden
Zahnriemen 47 antreibt. Eine Drehung der Schraubspindel 14
in der einen oder anderen Richtung läßt das den mehreren
dünnen Rollen 12 zugeordnete Querglied 15 hoch- oder
herabfahren. Die Vertikalhübe des durch die Schraubspindel 14
angetriebenen Querglieds 15 werden durch lotrechte Säulen
50 und 50' geführt, welche mit dem Querglied 15
materialeinheitlich ausgebildete Hülsen 51 und 51' mit
Gleitberührung aufnehmen. Das Querglied 50 ist weiterhin mit
Halterungen 52 und 52' versehen, die bei 53 bzw. 53' am
Querglied 15 angelenkt sind und die Hoch- und
Herabfahrhübe der aus den mehreren Rollen 12 bestehenden Tragfläche
steuern. Im oberen Teil von Figur 2 ist die Ausstoßplattform
43 dargestellt, die durch das Gleitstück 42 gesteuert wird,
dessen Bewegung wiederum durch den vom Motor 40 (nicht
dargestellt) angetriebenen Riemen 41 gesteuert wird.
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Die Arbeitsweise der Bündelungsmaschine gemäß dieser
Erfindung ist nachstehend anhand der Figuren 3 bis 8
beschrieben, die einige typische Arbeitsschritte zeigen.
Figur 3 veranschaulicht den Augenblick, in welchem der
Behälter 2 nach dem Triggern des an der Anschlagwand
104 (in dieser Figur nicht dargestellt) angeordneten
Sensors die Spanneinheiten 19, 19' aufwärts bewegt hat,
und zwar zusammen mit der Hebeanordnung, deren oberer
Teil die durch die zahlreichen dünnen Rollen 12
festgelegte Tragplattform trägt, auf welcher der Behälter 2 liegt.
Neben der Aufrechterhaltung einer Zugspannung im mittleren
Bereich des Foliensegments 20 verursacht die
Aufwärtsbewegung der Spanneinheiten 19, 19' eine Längung des
Foliensegments, weil die Enden dieses Segments nicht mehr durch
die Rollenpaare 27, 27' und 28, 28' der
Foliendehnvorrichtung festgehalten werden. Bei dem in dieser Figur
dargestellten Beispiel sind die waagerechten Arme der
Spanneinheiten 19, 19' kürzer als die Folienbreite, so daß die
Seiten des mittleren Bereichs der gespannten Folie in zwei
ungespannten Bändern auslaufen, die demzufolge in einem
entspannten Zustand verbleiben. Diese Bänder sind
normalerweise für das Bündeln nicht nötig, doch sind sie in den
Fällen wesentlich, in denen - wie nachstehend beschrieben
- nach dem Bündeln ein voll ständiges Verpacken des Behälters
2 um alle Seiten desselben herum erfolgen soll. Figur 3
veranschaulicht im einzelnen die zahlreichen, einen kleinen
Durchmesser besitzenden bzw. dünnen Rollen 12, welche die
Tragfläche für den Behälter 2 bilden und welche in zwei
gleiche Hälften unterteilt sind. Die Enden der zur
Halbreihe an der linken Seite gehörenden Rollen 12 sind durch
die Hohlzapfen der beiden parallelen Ketten 54 und 54"
leerlaufend bzw. freilaufend gelagert, während die Enden der zur
rechten Halbreihe gehörenden Rollen durch die hohlen Zapfen
der beiden Ketten 54' und 54'" leerlaufend oder frei laufend
gelagert sind. Die beiden Ketten 54 und 54" können frei um
Umlenkkettenräder 55, 56 und 57 umlaufen, während die
beiden Ketten 54' und 54"' frei um Umlenkkettenräder 55', 56'
und 57' umlaufen können. Die Umlenkkettenräder 55, 56 und
57 sind an den Ecken eines gedachten, umgedrehten Dreiecks
5angeordnet (dessen Grundlinie durch die Stellungen der
Kettenräder 56 und 57 festgelegt ist). Die Umlenkkettenräder 55',
56' und 57' sind ähnlich angeordnet. Die linke Halbreihe
der dünnen Rollen 12 bildet eine Hälfte der Tragplattform
für den Behälter 2, wenn sich die Plattform auf der durch
die betreffende Dreiecksbasis definierten Ebene, d.h. auf
der zwischen den Kettenrädern 56 und 57 eingeschlossenen
Strecke befindet. Die rechte Halbreihe der dünnen Rollen
12 besitzt die gleiche Anordnung, wenn sie zwischen den
Kettenrädern 56' und 57' angeordnet ist. Bei der speziellen,
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind die
gedachten Dreiecke, deren Ecken durch die Positionen der
Umlenkkettenräder 55, 56 und 57 sowie 55', 56' und 57'
festgelegt sind, spiegelbildlich gleiche rechtwinklige
Dreiecke, deren Hypotenusen durch die Kettenräder 55, 57 bzw.
55', 57' festgelegt sind. Zwischen den beiden Halbreihen
der dünnen Rollen 12 befindet sich eine weitere, einen
kleinen Durchmesser besitzende bzw. dünne Rolle 12, die
praktisch den Rollen 12 gleich ist, deren Enden nicht an einer
der Ketten 54, 54', 54" und 54"' montiert sind, und welche
die im folgenden beschriebene Funktion aufweist. Figur 4
veranschaulicht im einzelnen den Augenblick bzw. Zustand,
in welchem die Hebeanordnung ihren Aufwärtshub beendet hat,
in welchem die durch die dünnen Rollen 12 festgelegte Ebene
auf die gleiche Ebene oder Höhenlage wie die
Faltvorrichtungen 35, 35' und die betreffenden zugeordneten mehreren
Rollen 59, 59' der Umwickelvorrichtung geführt wurde, die
während der gesamten Zeitspanne, in welcher die
Hebeanordnung ihren Aufwärtshub durchgeführt hat, ortsfest geblieben
ist. Am Ende dieses Hubs steuert der Motor 38 die
gegenseitige Annäherung der beiden, die Faltvorrichtungen 35, 35'
tragenden Rahmen, die an einem bestimmten Punkt jeweils in
Anlage mit der äußersten dünnen Rolle 12 der linken
Halbreihe von Rollen bzw. der äußersten dünnen Rolle 12 der
rechten Halbreihe von Rollen gelangen und diese mit einer
zur mittleren Rolle 112 hin gerichteten Kraft
beaufschlagen.
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Wie aus der folgenden Figur 5 hervorgeht, sind die von
den Faltvorrichtungen 35, 36 beaufschlagten innersten
Rollen 12, d.h. die der mittleren Rolle 112 am nächsten
gelegenen Rollen, aufgrund des Umlaufs der Kettenpaare 54, 54"
und 54', 54"' abwärts bewegt. Unter Fortsetzung ihrer
gegenseitigen Annäherungsbewegung drücken die beiden
Faltvorrichtungen alle dünnen Rollen 12 beider Reihen allmählich in
Richtung auf die Mitte der Tragebene, wobei sich die Rollen
abwärts bewegen und allmählich durch die Gruppen von
leerlaufenden Rollen 59, 59' ersetzt werden, welche den
Faltvorrichtungen 35, 35' folgen. Die mittlere dünne Rolle 112,
deren Enden mit den Halterungen 52, 52' der Hebeanordnung
verbunden sind, ist die letzte Rolle, welche den Behälter
2 an seiner Mittellinie weiter trägt, wenn alle anderen
Rollen in Abwärtsrichtung wegbewegt worden sind. Die dünne
Rolle 112 bewegt sich ebenfalls in Abwärtsrichtung hinweg,
wobei sie durch die Hebeanordnung während ihres Abwärts-
Rücklaufhubs mitgenommen wird, unmittelbar bevor die beiden
Faltvorrichtungen 35, 35' in der bisher von der dünnen
Rolle 112 eingenommenen Position miteinander in Berührung
gelangen.
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Während des Abwärtshubs der Hebeanordnung legen sich die
dünnen Rollen 12 in den innersten Stellungen der rechten
Halbreihe und der linken Halbreihe, die sich zu diesem Zeitpunkt
an den "Hypotenusen" der gedachten Dreiecke (d.h.
an den zwischen den Kettenrädern 55 57 und 55', 57'
eingeschlossenen Seiten) befinden, an die (nicht dargestellten)
feststehenden Anschläge an, welche die Kettenpaare 54, 54"
und 54', 54"' ihre Bewegungsrichtung relativ zu der ändern
lassen, die sie vorher unter der Wirkung der
Faltvorrichtungen 35, 35' eingenommen hatten. Auf diese Weise werden
bei der allmählichen Abwärtsbewegung der Hebeanordnung
alle dünnen Rollen beider Hälften nach oben gedrückt und
wiederum zur Bildung der neuen waagerechten Tragfläche
geführt oder mitgenommen, welche den Behälter 2 aufnehmen
und anheben kann. Figur 6 veranschaulicht den Augenblick
oder Zustand, in welchem, nachdem die dünnen Rollen 12
erneut die waagerechte Tragfläche gebildet haben, die
Faltvorrichtungen 35, 35' in Berührung gelangt sind, nachdem
sie die Folie 20 um den Behälter 2 herumgewickelt haben.
Die Enden des Foliensegments 20 werden durch die beiden
Faltvorrichtungen 35, 35' fest verspannt, so daß die Folie
20 weiterhin unter Zugspannung bleibt. Dies wurde durch das
allmähliche Ersetzen der dünnen Rollen 12 der Hebeanordnung
durch die Gruppen von Rollen 59, 59' der Faltanordnung
unterhalb der Unterseite des Behälters 2 ermöglicht. Dies ist
ein sehr wichtiges Merkmal dieser Erfindung; dies ergibt
sich unter Berücksichtigung der Tatsache, daß dann, wenn
die Tragfläche oder -ebene der Gruppe nicht von einem
Weglauftyp wäre, die Rollen der Umwicklungsgruppe in der Lage
wären, die Folie nur um drei Flächen des Behälters 2
herumzuwickeln, während die vierte Fläche tatsächlich durch die
Tragfläche oder -ebene unzugänglich gemacht wäre. Es ist
darauf hinzuweisen, daß während der gegenseitigen Annäherung
der Faltvorrichtungen 35, 35' eine gegenseitige
Annäherungsbewegung auch zwischen den beiden Paaren von Rollen 27, 27'
und 28, 28' auftritt, die an den beiden die
Faltvorrichtungen 35, 35' tragenden Rahmen montiert sind und durch den Motor
38 über die Zahnriemen 39 angetrieben werden.
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Die beiden Rollenpaare 27, 27' und 28, 28', die - wie
oben beschrieben - das Segment der Folie 20 nach deren
Dehnung weiterhin unter Spannung halten, werden veranlaßt,
ihre Drehrichtung (relativ zu der das Dehnen
hervorbringenden Richtung) zu ändern, während das Segment der Folie
20 durch das Anheben der zu bündelnden Artikel oder die
Spanneinheiten 19 und 19' gelängt wird. Tatsächlich drehen
sich beide Rollenpaare, während das Anheben stattfindet,
in der Weise, daß die Längung des Foliensegments
begünstigt, d.h. die Folienbahn zum mittleren Bereich des
Segments hin zugeführt wird.
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Danach ändern die beiden Paare von Rollen 27, 27' und
28, 28' aufgrund einer gegenseitigen Annäherung ihre
Drehrichtung noch zweimal. Das erste Mal findet dann
statt, wenn die Spanneinheiten 19 und 19' ihre
Bewegungsrichtung ändern und zu ihrer Ruhestellung zurückkehren,
während das zweite Mal dann stattfindet, wenn die
Spanneinheiten während ihrer Eigenbewegung zu der lotrecht
über den Seiten des zu bündelnden Behälters 2
befindlichen Stellung gelangen. Nach der ersten dieser beiden
weiteren Drehrichtungsänderungen behalten die Paare der
Rollen 27, 27' und 28, 28' ihre neue Drehrichtung bei, bis
die Faltvorrichtungen 35, 35' eine Stellung lotrecht über
den Seiten des zu bündelnden Behälters 2 erreichen.
Während dieser gesamten Zeitspanne müssen die Rollenpaare,
um das zwischen ihnen eingeschlossene Segment der Folie
20 unter Zugspannung zu halten, in entgegengesetzter
Richtung rotieren, weil sich dieses Segment der Folie 20 nicht
weiter längen soll, sondern sich statt dessen in
Abhängigkeit von der gegenseitigen Annäherungswirkung oder
-bewegung der Faltvorrichtungen 35, 36 verkürzen soll. Statt
dessen sollten nach der zweiten der weiteren
Drehrichtungsänderungen die Paare der Rollen 27, 27' und 28, 28', um
das zwischen ihnen befindliche Segment der Folie 20 unter
Zugspannung zu halten, dessen Längung begünstigen oder,
mit anderen Worten, die Rückkehr des Foliensegments auf
seine Anfangslänge unterstützen.
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Während eines gesamten Betriebszyklus oder -takts drehen
sich daher die beiden Paare von Rollen 27, 27' und 28, 28'
zunächst in der einen Richtung, um eine Längsdehnung des
Foliensegments zu bewirken, worauf sie ortsfest in einem
Zustand eines dynamischen Gleichgewichts verbleiben, wenn
das Foliensegment den gewünschten Dehnungsgrad erreicht
hat, um sodann ihre Drehrichtung zu ändern, um die Längung
des Foliensegments unter der Wirkung der Spanneinheiten 19,
19' zu begünstigen oder zu unterstützen, und danach ihre
Drehrichtung erneut zu ändern,um die Folie während der
gesamten Zeitspanne von dem Augenblick, zu dem die
Spanneinheiten 19, 19' ihre Bewegungsrichtung ändern, bis zu dem
Augenblick, in welchem die Faltvorrichtungen 35 und 36
eine Stellung auf der Lotrechten der Seiten des Behälters
2 erreichen, wieder aufzuwickeln, und schließlich ihre
Drehrichtung ein letztes Mal zu ändern,um es den
Faltvorrichtungen 35, 36 zu ermöglichen, das Herumwickeln der
Folie abzuschließen.
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Während des gesamten Zyklus der Arbeitsgänge wird
das Foliensegment kontinuierlich unter der gewünschten
Zugspannung gehalten, die - wie nachstehend beschrieben
- nur während des Versiegelungs- oder Schweißschritts
aufgehoben wird, um die Schweißnaht sich setzen zu lassen.
Im folgenden ist das Versiegeln bzw. Schweißen des
Folienendes anhand der Figuren 7 bis 10 im einzelnen
beschrieben.
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Figur 7 veranschaulicht den Zustand, in welchem die
beiden Faltvorrichtungen 35, 35' nach der
Abwärtswegbewegung aller dünnen Rollen 12 aus dem Bereich unterhalb
der Unterseite des Behälters 2 in gegenseitige Anlage
gelangt sind und nunmehr als Zangen- oder Spannbacken zum
Verspannen der Folie 20 wirken und diese weiterhin unter
Zugspannung halten, nachdem sie mit letzterer eine
Umfangsumhüllung um den Behälter 2 geformt haben. In dieser Stufe
ändern die motorgetriebenen Rollen 27 und 28, die im
Zusammenwirken mit den betreffenden Gegen-Rollen 27' und
28' die Folie 20 ständig unter kontrollierter Zugspannung
gehalten haben, ihre Drehrichtung (wie durch die kleinen
Pfeile in der Zeichnung angedeutet), wodurch die
Folienspannung gelockert wird. Da die Folie jedoch durch die
Faltvorrichtungen 35, 35' verspannt ist, kann sie sich
nicht über eine etwas stromab der Faltvorrichtungen
liegenden Position hinaus entspannen. In diesem Augenblick
befindet sich die Folie 20 in Eingriff mit der unterhalb
der Faltvorrichtung 35' liegenden Schweißvorrichtung 37,
während die Schweißvorrichtung 36 zusammen mit ihrer
unterhalb der Faltvorrichtung 35 befindlichen Klinge 61
weiterhin noch (weit) von der Folie 20 entfernt ist.
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Figur 8 zeigt den Augenblick, in welchem auch die
Schweißvorrichtung 36 in Anlage gegen die Folie 20 gelangt
ist, wobei ihre Metall-Widerstandsstreifen, ähnlich wie
die der Schweißvorrichtung 37, mit einem erwärmenden
Stromimpuls beschickt werden, welcher das Versiegeln bzw.
Schweißen der beiden zwischen den
Metall-Widerstandsstreifen liegenden Folienlaschen bewirkt. Gleichzeitig
hat die Klinge 61 die Folie 20 längs der Mittellinie
der Schweißnaht durchgetrennt und die Folie durch die
Ausnehmung 62 der Schweißvorrichtung 37 hindurch geschnitten.
Die Schweißnaht wird auf diese Weise in Längsrichtung
durchtrennt, so daß zwei Teile entstehen, von denen der
eine an der (Verpackungs-)Umhüllung um den gebündelten
Behälter 2 herum verbleibt, während das zweite Teil an
der Folienbahn 20 zurückbleibt. In dieser Stufe, während
die Faltvorrichtungen 35, 35' die Folie im Bereich
oberhalb der Schweißnaht weiterhin spannen, wird die
Schweißnaht durch Druckluft gekühlt, die aus (in der Zeichnung
nicht dargestellten) kleinen Düsen unterhalb der
Widerstandselemente der beiden Schweißvorrichtungen 36, 37
ausströmt, die ihrerseits nun begonnen haben- sich
auseinander zu bewegen.
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Figur 9 veranschaulicht die Stufe, in welcher auch die
Faltvorrichtungen 35, 35' zusammen mit den betreffenden
Rollenplattformen 59, 59' begonnen haben, sich voneinander
hinweg bzw. auseinander zu bewegen, und dabei den
umwickelten Behälter 2 freigeben, der unter der Wirkung der (in
dieser Figur nicht dargestellten) Ausstoßplatte 43 von der
Rollenplattform 59 auf die Rollenplattform 60 geschoben
wird. Es ist zu beachten, daß die äußere Längskante des
Segments der Folie 20, das weder der Vordehnung durch die
Spanneinheiten 19, 19' noch der kontrollierten Dehnung
durch die Faltvorrichtungen 35, 35' unterworfen worden
ist, an der nicht umhüllten Fläche des Behälters 2 eine
Art Rand (crown) 58 gebildet hat. Wie oben bereits erwähnt,
ist der Rand 58 im Fall des Bündelns einer Anzahl von losen
Artikeln oder des Behälters derselben nicht wesentlich,
weshalb in einem solchen Fall seine Abmessungen möglichst
klein gehalten werden. Dagegen ist der Rand nötig, wenn
ein vollständiges Umwickeln der Artikel oder des Behälters
derselben durchgeführt wird, wie dies nachstehend
beschrieben werden wird, wobei in diesem Fall die Randabmessungen
zweckmäßig größer sind.
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Aus Figur 9 geht auch hervor, daß die motorgetriebenen,
durch den Motor 34 nicht mehr gesteuerten Rollen 27, 28 in
gleicher Richtung rotieren (wie durch die kleinen Pfeile
in der Zeichnung dargestellt) , wobei eine vorbestimmte
Länge der Folie 20 um die (durch den Motor 32 in Drehung
versetzte) Rolle bzw. Trommel 22 gewickelt werden kann,
so daß die Schweißnaht 64 aus der mittigen Stellung, in
welcher sie geformt worden ist, nach rechts versetzt wird,
um eine vorbestimmte Stellung (in Figur 9 gezeigt) zu
erreichen. Die Amplitude bzw. Größe dieses Versatzes ist
eine Funktion der Stellung, in welcher die Schweißnaht auf
den Flächen des nächsten Behälter 2' erscheinen soll, der
in Folge nach dem Behälter 2 gebündelt wird. Wenn die
Schweißnaht 64 in der mittigen Stellung belassen wird, in
welcher sie beim Verschweißen der Folie um den Behälter 2
herum geformt worden ist, tritt sie auf der Mittellinie der
Oberseite des nächsten Behälter 2' auf, so daß dieser dann
zwei Schweißnähte aufweist. Wenn dagegen die Schweißnaht
64 über eine Strecke entsprechend etwas mehr als die Hälfte
der Länge der Folie 20, die zum BündeIn des Behälters 2'
erforderlich gewesen ist, nach rechts verschoben wird,
liegt die Schweißnaht links auf dem um die obere Rolle
oder Trommel 22 herumgewickelten Folienstück, und sie
erscheint nicht auf dem Behälter 2', der in diesem Fall
lediglich eine Schweißnaht an seiner Unterseite trägt. Bei
kürzeren Versatzbewegungen tritt ersichtlicherweise die
Schweißnaht 64 auf dem nächsten Packen oder Behälter 2' in
vorbestimmten Stellungen zwischen der Oberseiten-Mittellinie
und der Unterseiten-Mittellinie auf. Dies ist ein
wichtiges neuartiges Merkmal dieser Erfindung, da dies die
Bereitstellung von verpackten Behältern ermöglicht, an denen
nur eine auf der Mittellinie der Behälterunterseite
liegende Folien-Schweißnaht sichtbar ist; andererseits können
dabei zwei Schweißnähte vorgesehen sein, von denen sich die
erste auf der Mittellinie der Behälterunterseite befindet,
während die zweite in einer beliebig gewählten Lage zwischen
der ersten Schweißnaht und einer dieser diametral
gegenüberliegenden Stellung liegt. Ersichtlicherweise bestehen
verschiedene Gründe dafür, weshalb es bevorzugt ist, eine
einzige Schweißnaht am Behälter vorzusehen, doch setzt
diese Ausgestaltung einen gewissen Folienabfall voraus. In den
Fällen, in denen der Folienverbrauch verringert werden muß,
ist es nötig, das Vorliegen einer zweiten Schweißnaht auf
der endgültigen Verpackung zu akzeptieren, wobei es in
einem solchen Fall, zumindest aus Gründen des Aussehens,
vorzuziehen ist, daß diese Schweißnaht an der Unterseite der
Verpackung liegt. In jedem Fall ermöglicht dieses
neuartige Merkmal gemäß der Erfindung jederzeit die Wahl zu treffen,
ob dem Aussehen der Verpackung oder der Kostensenkung
Vorzug zu geben ist.
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In dem beispielhaft beschriebenen Fall soll der
Behälter 2 nicht nur einem einfachen Bündeln, sondern einem
vollständigen Verpacken unterworfen werden. Daher wird er
nicht aus der Maschine ausgetragen, sondern zu einer
zweiten Einheit in der gleichen Maschine überführt, in
welcher unter Nutzung der gewollt an den nicht umhüllten
Flächen des gebündelten Behälters 2 vorgesehenen
seitlichen Ränder 58 tatsächlich auf das vollständige Verpacken
des Behälters 2 mittels der Folie 20 übergegangen wird.
Diese Einheit ist im folgenden unter Bezugnahme auf die
oben angegebenen Figuren im einzelnen beschrieben.
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Gemäß Figur 10, welche die zweite Einheit in
Seitenansicht veranschaulicht, liegt der Behälter 2 auf einem
Förderband 65, auf welches er durch die Ausstoßplattform
43 geschoben worden ist, als er noch auf den Rollen 60
an der ersten Maschinenstation lag. Das Förderband 65
besteht (wie am besten aus Figur 11 hervorgeht) aus drei
parallelen Bändern, die durch einen Motor 67 über
Kettenräder 69, 70, eine Kette 68 und Riemenscheiben 71, 72
angetrieben werden. Das Förderband 65 fördert den Behälter
2 in die Maschine hinein, bis zu dem Augenblick, in
welchem eine in einer Position für eine gegebene Länge des
Behälters 2 befestigte photoelektrische Zelle 66 durch
den Behälter abgeblendet wird und das Förderband 65
anhält. Dabei sind schlauchförmige Ränder 58, 58' des
Behälters 2 in das Innere eines Bereichs gelangt, der zwischen
zwei aus bei 85 bzw. 85' angelenkten Paaren von Hebeln 76,
79 bzw. 76', 79', welche an ihren Enden Paare von Rollen
80, 81 bzw. 80', 81' tragen, gebildeten Zangen oder
Backen eingeschlossen ist. Die Rollen 80 und 80' sind
leerlaufende Rollen oder Umlenkrollen, während die Rollen
81, 81' durch zwei Motoren (nicht dargestellt) angetrieben
werden. Wenn sich die Zangen in der Art von Spannbacken
schließen, gelangen die leerlaufenden Rollen 80, 80' in
Anlage gegen die motorgetriebenen Rollen 81 bzw. 81',
wobei die dabei erfaßten schlauchförmigen Ränder 58, 58'
dadurch seitlich bzw. in Querrichtung gedehnt werden, daß
die leerlaufenden Rollen 80, 80' zur Drehung in einer
Richtung entgegengesetzt zu den motorgetriebenen Rollen
81, 81' mitgenommen werden.
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Die spannbackenartige Schließbewegung der Paare der
Hebel 76, 79 und 76', 79' wird durch zwei nicht dargestellt
te Motoren, jeweils einer für jede Spannbacke, herbeigeführt,
die durch ein elektronisches Steuersystem gesteuert werden,
welches ihre Stellung und Phase bestimmt. Die Betätigung
des oberen Hebels 76 wird durch eine Schnecke 73, ein
Schneckenrad 74, Steuer-Kurven 75 und Stangen 75' gesteuert,
während der untere Hebel 79 durch Übertragungszahnräder 77,
77', Kurven 78 und Stangen 78' angetrieben wird. Die
Betätigung der aus den Hebeln 76', 79' bestehenden Backen erfolgt
durch eine ähnliche Anordnung. Außerdem werden die die
motorgetriebenen Rollen 81, 81' antreibenden beiden Motoren,
von denen jeweils einer für jede Backe vorgesehen ist, durch
eine elektronische Vorrichtung gesteuert, welche ihr
Drehmoment (und daher die Rollen-Streck- oder -Dehnleistung)
in Abhängigkeit von den Elastizitätseigenschaften der Folie
und den Eigenschaften des Behälters 2 steuert. Die Drehung
wird vom Motor auf die Rolle 81 über die Schnecke 83, das
Schneckenrad 84 sowie Ketten 84', 86 und 86' übertragen.
Die Rolle 81' wird über eine ähnliche Anordnung angetrieben.
Gemäß Figur 11 findet die Vertikaleinstellung der Backen 76,
79 und 76', 79', die vorgesehen ist, um die
Backen-Mittellinie ständig auf der Mittellinie der vertikalen Seite des
Behälters 2 zu halten, durch eine nicht dargestellte
Schraubspindel-Innengewindestück-Anordnung statt, die mit
Hilfe von Handrädern 87 bzw. 87' betätigbar ist.
Andererseits wird bei Drehung des Handrads 87' über eine doppelte
rechts- und linksgängige Anordnung von Schraubspindel und
Innengewindestück die gegenseitige Annäherung der beiden
Backen und der äußeren Bänder des Förderbands 65 gesteuert,
wodurch die Backen veranlaßt werden, die schlauchförmigen
Ränder 58 möglichst dicht am Behälter 2 zu verspannen. Es
ist sehr wichtig, daß die beiden Backen möglichst dicht
am Behälter 2 arbeiten bzw. wirksam werden; anderenfalls
kann, abgesehen vom unvermeidbaren Folienabfall, das
Aussehen des verpackten Behälters mangelhaft sein, und das
überschüssige Folienmaterial kann zu möglichen
Verpackungsschäden beim anschließenden Transportieren des verpackten
Behälters führen. Die oberen Hebel 76, 76' tragen an ihren
Enden auch Klemmstücke 83, 83' und Versiegelungs- bzw.
Schweißvorrichtungen 89, 89' mit Klingen 90 bzw. 90',
während die unteren Hebel 79, 79' an ihren Enden
Klemmstücke 82, 82' und Schweißvorrichtungen 91, 91' ohne
Klingen tragen. Figur 11 veranschaulicht auch unter anderen
Winkeln alle anderen, bereits oben in Verbindung mit Figur
10 beschriebenen Teile. Dies betrifft insbesondere die
motorgetriebenen Rollen 81, 81' sowie die Schweißvorrichtungen
91, 91', deren Arbeitsweise im folgenden anhand der Figuren
12 bis 14 beschrieben ist.
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Figur 12 veranschaulicht einen Behälter 2 mit
schlauchförmigen Rändern bzw. Überständen 58, 58', die eben zwischen
Paaren von Rollen 80, 81 bzw. 80', 81' bei der
gegenseitigen Annäherungsbewegung von Hebeln 76, 79 und 76', 79'
entsprechend der Richtung, die durch die beiden Paare von
Pfeilen in dieser Figur angedeutet ist, verspannt werden.
Die motorgetriebenen, gummibeschichteten Rollen 81, 81'
drehen sich in der durch die kleinen Pfeile angedeuteten
Richtung, während sich die leerlaufenden Rollen 80, 80'
noch im Stillstand befinden. Aus Figur 13 geht hervor, daß
die Rollenpaare 80, 81 und 80', 81 die Ränder oder
Überstände 58 bzw. 58' bereits erfaßt bzw. verspannt haben und sie
aufgrund der gegenläufigen Drehung der leerlaufenden Rollen
80, 80', die durch die motorgetriebenen Rollen 81, 81'
mitgenommen werden, seitwärts ziehen. Der Andruck der Rolle
81 gegen die Rolle 80 wird durch einen unter der Wirkung
einer Feder 98 stehenden Hebel 97 gewährleistet. Ein Hebel
99 und eine Feder 100 drücken ihrerseits die Rolle 80
gegen die Rolle 81 an. Auf ähnliche Weise wird der Andruck
zwischen den Rollen 80' und 81' durch Hebel 97', 99' sowie
Federn 98', 100' erhalten. In dieser Betriebsstufe haben
sich die Klemmstücke 82, 83 und 82', 83' noch nicht an
die Ränder 58, 58' angelegt, so daß die letzteren unter
dem Zug der Rollenpaare 80, 81 und 80', 81' frei seitlich
bzw. in Querrichtung dehnbar sind.
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Aus Figur 14 geht hervor, daß die Hebel 76, 79 und 76',
79' die Spann-Endstellung erreicht haben. Die
Klemmstückpaare 82, 83 und 82', 83' haben die vorher durch die
gummibeschichteten Rollen gedehnten oder gestreckten Folien-
Ränder 58, 58' verspannt, wobei sie so arbeiten, daß die
Folienspannung an der Verpackung 2 nicht entspannt werden
kann. Der Druck zwischen den Klemmstückpaaren 82, 83 und
82', 83' wird durch die Federn 101, 101' aufrechterhalten,
die zwischen den Hebeln 76, 102 bzw. zwischen den Hebeln 76',
102' gespannt sind. Die an der oberen Schweißvorrichtung 89
montierte Klinge 90 hat die Folie bereits in dem zwischen
den Klemmstücken 82, 83 und den Rollen 80, 81 gespannten
Stück des Folien-Rands 58 durchtrennt. Der gleiche Vorgang
ist gleichzeitig durch die betreffende Klinge 90'
durchgeführt worden, welche den Folien-Rand 58' an der linken
Seite der Figur durchtrennt hat. Das überschüssige
Folienstück des Rands 58 an der rechten Seite der Klinge 90, das
bereits von der restlichen Folie abgetrennt worden ist,
wird aufgrund der gegenläufigen Wirkung der Rollen 80, 81
ausgeworfen. Der gleiche Vorgang erfolgt gleichzeitig durch
die linken Rollen 80', 81', welche das an der linken Seite
der Klinge 90' verbleibende Folien-Abfallstück auswerfen.
An diesem Punkt empfangen die einander zugewandten Metall-
Widerstandsstreifen der Schweißvorrichtungen 89 und 91
einen Stromimpuls zum Verschließen des Rands 58 durch
Versiegeln bzw. Schweißen. Auf ähnliche Weise führen
die Schweißvorrichtungen 89' und 91' den Schweißvorgang
an der gegenüberliegenden Seite des Behälters 2 durch,
um den Folien-Rand 58' zu schließen. Auf diese Weise wird
der Behälter 2 letztlich vollständig und an allen Flächen
desselben durch die Folie 20 umhüllt, welche aufgrund ihres
elastischen Gedächtnisses den Behälter fest umschließt.
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Am Ende des Schweißvorgangs öffnen sich die Hebelpaare
76, 79 und 76', 79' geringfügig, so daß die
Schweißvorrichtungen 89, 91 und 89', 91' keinen weiteren Druck mehr auf
die Folie ausüben. Die Klemmstücke 82, 83 und 82', 83'
halten aufgrund der immer noch gespannten Federn 101, 101'
die Folie um den Behälter 2 herum verspannt und unter
Zugspannung. Zur Verbesserung des Griffs der Klemmstücke 82,
83 und 82', 83' an der Folie besteht vorzugsweise die mit
der Folie in Berührung oder Eingriff gelangende Fläche jedes
Klemmstücks aus einem gerändelten Metallstück an der einen
Kante und einem weichen Gummistück an der
gegenüberliegenden Kante. Die Klemmstücke halten die Folie 20 während der
gesamten Schweißnaht-Abkühlzeit ständig gegen den Behälter
2 verspannt und unter Zugspannung. Das Abkühlen erfolgt
mittels Druckluftstrahlen, die über in den
Schweißvorrichtungen 89, 91 und 89', 91' ausgebildete kleine Düsen gegen
die Schweißnaht gerichtet werden, wobei diese
Schweißvorrichtungen einen hohlen Aufbau ähnlich demjenigen der
Schweißvorrichtungen 36, 37 der oben beschriebenen ersten
Maschinenstation aufweisen. Nach erfolgtem Abkühlen öffnen
sich die Hebel 76, 79 und 76', 79' vollständig, so daß die
Bänder 65 den vollständig verpackten Behälter 2 auf den
abwärts geneigten Rollentisch 103 umsetzen können, von welchem
der Behälter entladen bzw. ausgetragen wird. Gleichzeitig
fördern die Bänder 65 einen vom Bündelungsvorgang kommenden
Behälter 2', dessen schlauchförmige Folien-Ränder noch nicht
gedehnt, geschweißt und abgetrennt worden sind, in die
Position für das vollständige Verschweißen.
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Die gesamte Maschine gemäß dieser Erfindung wird
vorzugsweise durch einen zentralen Rechner gesteuert, der in
seinem Speicher eine Anzahl von Programmen enthält, die
ihn in die Lage versetzen, die Hubamplituden oder -größen,
die Zugkräfte, die Arbeitsgeschwindigkeiten sowie die
Beschleunigungskurven jedes einzelnen Motors der Maschine
zu ändern. Hierdurch werden die Bewegungskopplungsphasen
(phases of interconnection of motions) gewährleistet;
gleichzeitig wird damit der Maschine ausreichende
Flexibilität- bzw. Anpaßbarkeit erteilt, um die Maschine in die
Lage zu versetzen, eine Vielzahl verschiedener Arten und
Formen von Artikeln, sowohl in loser Form als auch in
Behältern gesammelt, zu bündeln bzw. vollständig zu
verpacken, und zwar unter Verwendung von Folien variabler
(verschiedener) Eigenschaften, ohne daß dafür neben den
normalen mechanischen Einstellungen spezielle
Vorkehrungen bzw. Maßnahmen getroffen werden müßten. Der
Rechner steuert auch die Zugkraft an den Rollen der
Spannvorrichtung in der ersten Maschineneinheit sowie auch die der
Rollen, die vorgesehen sind, um die schlauchförmigen Folien-
Ränder am Behälter in der zweiten Einheit zu strecken bzw.
zu spannen. Diese Steuerung erfolgt in Abhängigkeit von
den jeweils verwendeten, mehr oder weniger elastischen
Folienarten.
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Die beschriebene und in den beigefügten Zeichnungen
dargestellte Ausführungsform ist lediglich beispielhaft
offenbart, ohne die Erfindung darauf beschränken zu wollen. Dem
Fachmann sind selbstverständlich innerhalb des Rahmens
dieser Erfindung verschiedene Hinzufügungen und/oder
Abwandlungen dieser Ausführungsform möglich.