DE4336387C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einschrumpfen einer Schrumpffolienhaube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einschrumpfen ei­ ner Schrumpffolienhaube, die über einen insbesondere palet­ tierten Gutstapel gezogen wird und mit ihrem freien Öff­ nungsrand am unteren Ende des Gutstapels oder an der Palet­ te festgelegt wird sowie dann von außen zur Aufbringung der zum Schrumpfen erforderlichen Wärmeenergie von unten nach oben mittels eines in vertikaler Richtung entlang des Gut­ stapels bewegbaren Schrumpfrahmens mit Heißluft beauf­ schlagt wird, wobei der von der Schrumpfhaube umschlossene Raum zur Aufblähung der Haube unter Überdruck gesetzt wird, welcher bis zum Ende der Wärmeaufbringung aufrechterhalten wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver­ fahrens mit einem Förderer, einer Hubeinrichtung zur Auf­ nahme eines Gutstapels, einem in vertikaler Richtung ent­ lang des Gutstapels bewegbaren Schrumpfrahmen und einem un­ ter dem Gutstapel unterhalb der Transportebene des Förde­ rers angeordneten, zur Stapelunterseite hin offenen kasten­ förmigen Sammelraum sowie mit einem Gebläse, mittels dessen Luft in den Sammelraum und durch den Sammelraum in den von der Schrumpfhaube umschlossenen Raum einblasbar ist.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind grundsätzlich bekannt. Mit Ausnahme der Verwendung eines in vertikaler Richtung bewegbaren Schrumpfrahmens zur Aufbrin­ gung von Heißluft auf die Schrumpffolienhaube und eines Sammelraumes sind ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung in der EP 0 116 124 B2 beschrieben, wobei an Stelle des Schrumpfrahmens dort ein Heißgasmast vorgesehen ist.

Wesentlich bei dem bekannten Verfahren ist, daß der von der Schrumpfhaube umschlossene Raum mit Frischluft unter Über­ druck gesetzt wird, bis die Schrumpfhaube sich aufbläht, wobei der Überdruck geringer ist als die zu erwartenden Schrumpfspannungen, und daß die Schrumpfhaube dann unter Aufrechterhaltung des Überdrucks von außen mit Wärmeenergie beaufschlagt wird. Dieses Aufblähen der Haube vor dem Schrumpfen soll dem Zweck dienen, Schrumpfhauben, die ins­ besondere aus Polyethylen bestehen, auch über einen Gutsta­ pel einschrumpfen zu können, dessen Kleingebinde ihrerseits in Polyethylen verpackt sind, um so eine ungewünschte Ver­ klebung der Schrumpfhaube mit dem Verpackungsmaterial der Kleingebinde zu vermeiden. Dabei ist es besonders wesent­ lich, daß der Überdruck innerhalb der Schrumpfhaube durch Zufuhr von Frischluft erzeugt wird, so daß die Außenwandun­ gen des Gutstapels zusätzlich auch gekühlt werden und da­ durch nicht die Temperatur der Schrumpfhaube annehmen kön­ nen, so daß eine Verschweißung des Materials der Schrumpf­ haube mit dem Verpackungsmaterial der Kleingebinde zuver­ lässig vermieden wird.

Es hat sich nun jedoch herausgestellt, daß durch das zu­ sätzliche Aufblähen der Haube mit Frischluft nach dem Fest­ legen des unteren Haubenrandes und vor dem eigentlichen Schrumpfvorgang, d. h. vor der Wärmeaufbringung, der gesamte Verfahrensablauf nicht unwesentlich verzögert wird, so daß gegenüber den bekannten Verpackungsverfahren deutlich ge­ ringere Verpackungsleistungen pro Zeiteinheit erreichbar sind. Darüber hinaus hat sich auch herausgestellt, daß durch das Aufblähen mit Frischluft zusätzlich auch der Energiebedarf zum Aufheizen und Einschrumpfen der Schrumpf­ folienhaube größer ist.

Es ist nämlich auch schon seit langem bekannt (Zeitschrift "Neue Verpackung", 11/1968, Seiten 1646, 1648 und 1650), einen Gutstapel zunächst mit Schrumpfhaube zu überziehen und diese mit ihrem freien Öffnungsrand am unteren Ende des Gutstapels vor dem Einschrumpfen festzulegen. Anschließend wird der Gutstapel dann über eine Förderstraße einem ge­ schlossenen Schrumpftunnel zugeführt, in diesem abgesetzt und mit Warmluft geschrumpft. Durch gezielte Führung des Warmluftstromes im Schrumpftunnel läßt sich bewerkstellen, daß die Erwärmung der Haube mit einem leichten Aufblähen gekoppelt werden kann. Durch das Aufblähen wird vermieden, daß die verpackte Ware mit der über 100°C heißen Schrumpf­ haube bei Auslösung des Schrumpfvorganges bereits vollflä­ chig in Berührung kommt, so daß die Wärmebeeinflussung nie­ drig gehalten werden kann. Erst nach dem Verlassen des Schrumpftunnels während der Abkühlung legt sich die Schrumpfhaube hauteng an die verpackte Ware an. Es stellt sich somit mit Beginn der Erwärmung der Schrumpfhaube in dem von ihr umschlossenen Raum ein Druckunterschied zwi­ schen diesem Raum und dem Raum ein, in dem der Warmluft­ strom geführt wird, wobei der Druckunterschied ein Ein­ schrumpfen der Schrumpfhaube unter dem Einfluß deren weite­ ren Erwärmung zuläßt. Dieses für einen geschlossenen Schrumpftunnel bekannte Verfahren läßt sich jedoch auf ein gattungsgemäßes Verfahren mit einem vertikal beweglichen Schrumpfrahmen, mittels dessen bereichsweise Heißluft auf die Folienhaube aufgebracht wird, nicht übertragen, da kein geschlossener Raum zur Verfügung steht, in welchem statio­ när angeordnete Warmluft-Leit- und Führungselemente in be­ liebiger Weise eingestellt werden können.

Aus der EP 0 403 906 A1 ist eine Vorrichtung zum Schrumpfen einer über einen Gutstapel gezogenen Schrumpfhaube be­ schrieben, bei welcher der Förderer derart unterbrochen ist, daß der Schrumpfrahmen im Ruhezustand unter das Niveau des Förderers abgesenkt werden kann, so daß es möglich ist, in dieser Position des Schrumpfrahmens einen zu um­ schrumpfenden Gutstapel in die Vorrichtung zu befördern. Werden die Heißgasdüsen des Schrumpfrahmens bereits gezün­ det, wenn sich der Schrumpfrahmen noch in seiner untersten Stellung befindet, so kann noch im Bereich unterhalb der Palette ungewollt eine Heißgaswolke freigesetzt werden. Beispielsweise aus der DE 31 41 100 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem man zum Herstellen eines Unterschrumpfes die Palette anhebt und die Luft unter der Palette mit einem Gebläse absaugt, wodurch sich der Folienrand an die Palette anlegt. In dieser Stellung wird er dann durch Wärmeeinwir­ kung geschrumpft.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung so zu verbessern, daß der Verpackungsvorgang beschleunigt und energiesparender durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs be­ zeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst Heißluft vom Schrumpfrahmen auf den unteren Haubenbereich geblasen und nach unten abströmende erhitzte Luft unterhalb des Gutstapels gesammelt und diese erhitzte Luft anschlie­ ßend in den von der Schrumpfhaube umschlossenen Raum gebla­ sen wird, und daß nach Abgabe einer zum Aufblähen der Haube ausreichenden Heißluftmenge der Schrumpfrahmen unter kontinuierlicher Wärmeabgabe an die Haube entlang des Stapels von unten nach oben bewegt wird.

Es hat sich überraschend herausgestellt, daß in offenen Schrumpfeinrichtungen anders als dies von der Fachwelt bis­ her angenommen und beispielsweise in der EP 0 116 124 B2 beschrieben worden ist, nicht allein Frischluft geeignet ist, den gewünschten Aufbläheffekt ohne Verschweißungsge­ fahr zwischen der Schrumpffolienhaube und dem Verpackungs­ material der Kleingebinde zu erreichen, sondern daß dies auch mit erhitzter Luft möglich ist, ohne daß es dabei zu den ungewünschten Verschweißungseffekten kommt. Dabei ist die Verfahrensführung gegenüber dem bekannten Verfahren we­ sentlich vorteilhafter, da zum einen die Verfahrensdauer deutlich reduziert ist, weil das Aufblähen der Haube gleichzeitig mit der Erhitzung und Schrumpfung des unteren Haubenrandbereiches erfolgt und zusätzlich die Schrumpfhau­ be von innen durch die erhitzte Luft erwärmt wird, so daß der Schrumpfvorgang beschleunigt und ein Schnellschrumpfef­ fekt erreicht wird. Dieser Effekt wirkt sich besonders vor­ teilhaft bei dünnen Folien aus, die derzeit - wegen der da­ durch erzielbaren Kostenersparnis - immer größere Bedeutung erlangen. Die Beschleunigung des Schrumpfvorganges läßt sich dabei noch dadurch vergrößern, daß der Schrumpfrahmen bereits vor Abschluß des gesamten Aufblähvorganges, also beim Aufblähen der Haube entlang des Stapels nach oben be­ wegt wird, wobei dann noch während der beginnenden Auf­ wärtsbewegung des Schrumpfrahmens die gesammelte erhitzte Luft zur Vervollständigung des Aufblähvorganges in den von der Schrumpfhaube umschlossenen Raum eintritt. Zum anderen ist von wesentlichem Vorteil, daß durch die erhitzte Luft­ schicht zwischen der Schrumpffolienhaube und dem Gutstapel gegenüber dem bekannten Frischluftpolster eine wesentlich bessere Isolationswirkung zum Gutstapel eintritt, so daß der Abfluß von Wärme aus der Folie in Richtung auf das Ver­ packungsgut deutlich reduziert wird, da der Temperaturun­ terschied zwischen der Folie und der eingeblasenen erhitz­ ten Luftschicht gering ist. Dadurch geht weniger vom Schrumpfrahmen aufzubringende Wärmeenergie verloren, so daß insgesamt weniger Wärmeenergie aufgebracht werden muß. Die­ ser Isolationseffekt wirkt sich natürlich nicht nur bei dünnen Folien aus, sondern insbesondere auch bei dicken Folien, die beispielsweise beim Einschrumpfen von schweren Maschinenteilen eingesetzt werden, weil die Wärmeabfuhr in diese Teile wegen der sehr hohen Wärmeleitfähigkeit dieser Teile außerordentlich hoch ist. Der Isolationseffekt ist umso wirkungsvoller, je höher die Temperatur der Luft ist, die sich zwischen Stapel und Folienhaube befindet. Außerdem tritt durch die Sammlung bzw. Speicherung der erhitzten Luft vor dem Aufblähen ein vorteilhafter Wärmespeicher­ effekt ein.

Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfin­ dung auch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorbe­ schriebenen Verfahrens mit einem Förderer, einer Hubein­ richtung zur Aufnahme eines Gutstapels, einem in vertikaler Richtung entlang des Gutstapels bewegbaren Schrumpfrahmen und einem unter dem Gutstapel unterhalb der Transportebene des Förderers angeordneten, zur Stapelunterseite hin offe­ nen kastenförmigen Sammelraum sowie mit einem Gebläse vor, mittels dessen Luft in den Sammelraum und durch den Sammel­ raum in den von der Schrumpfhaube umschlossenen Raum ein­ blasbar ist, wobei sich die Vorrichtung dadurch auszeich­ net, daß die Blasrichtung des wenigstens einen Gebläses be­ triebsmäßig umkehrbar ist und daß das Gebläse innerhalb des Sammelraumes angeordnet ist, welcher im Bereich der Seiten­ wände und der Bodenwand dicht verschlossen ist und im obe­ ren Randbereich Durchtrittsöffnungen zum Durchströmen von erhitzter Luft aufweist.

Mit dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, einen weitgehend gekapselten Sammelraum für die erhitzte Luft zur Verfügung zu stellen, in den die vom Schrumpfrahmen an den unteren Haubenbereich abgegebene Heißluft erhitzt eintritt und im erhitzten Zustand dann in den Bereich zwischen der Haube und dem Gutstapel eingebla­ sen wird, ohne daß kalte Umgebungsluft mit in den aufzublä­ henden Haubenbereich gelangen kann.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß innerhalb des Sammel­ raumes Leitkanäle für die erhitzte Luft von den Durch­ trittsöffnungen zum Gebläse vorgesehen sind. Durch diese Maßnahme kann die erhitzte Luft gezielt zum Gebläse geführt und von diesem in den von der Haube umschlossenen Raum ein­ geblasen werden.

Ferner ist besonders vorteilhaft vorgesehen, daß der Sam­ melraum mit einer Wärmeisolierung versehen ist. Die in dem Sammelraum eingetretene bzw. eingesaugte erhitzte Luft be­ hält dann ihre Temperatur weitgehend bei, so daß zuverläs­ sig gewährleistet ist, daß die in den von der Haube um­ schlossenen Raum aus dem Sammelraum austretende Luft noch ausreichend erhitzt ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in jeweils stark vereinfachter Seitenansicht in

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung vor dem Aufblähen der Haube,

Fig. 1a ein vergrößertes Detail der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 beim Aufblähen der Haube.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist in der Zeichnung nur mit den für die Erfindung wesentlichen Funktionsteilen dargestellt. Diese Vorrichtung weist in bekannter Weise ei­ nen Kettenförderer 2 auf, der im dargestellten Beispiel drei parallel zueinander verlaufende Kettenbahnen 2a auf­ weist. Dabei ist die Transportebene des Kettenförderers 2 mit 3 bezeichnet. Auf diesem Kettenförderer 2 läßt sich quer zur Richtung der Zeichenebene ein Gutstapel 4 auf ei­ ner Palette 5 transportieren. Die bahnenweise angeordneten Ketten 2a des Kettenförderers 2 werden über nicht darge­ stellte Umlenkeinrichtungen geführt und in einer unterhalb der Transportebene 3 liegenden Ebene zurückgeführt. Zwi­ schen den Kettenbahnen 2a des Kettenförderers 2 der Vor­ richtung 1 sind Hubstempel 6 einer Hubeinrichtung 7 ange­ ordnet, mittels welcher der Gutstapel 4 mit der Palette 5 vom Niveau der Transportebene 3 (Fig. 2) angehoben bzw. freigestellt werden kann (Fig. 1).

Die Vorrichtung 1 weist bevorzugt auch eine Haubenüberzieh­ einrichtung auf, die im einzelnen nicht dargestellt ist, und insbesondere eine Schrumpfeinrichtung, welche einen ge­ schlossenen Schrumpfrahmen 8 umfaßt, der in einem nicht dargestellten Gestell der Vorrichtung entlang des Stapels 4 in vertikaler Richtung nach oben und nach unten verfahrbar angeordnet ist. Dieser Schrumpfrahmen 8 weist Schlitzdüsen auf, die horizontal angeordnet sind und ein Austreten von Luft in Richtung des Pfeiles 9 schräg nach unten in Rich­ tung zum Stapel 4 ermöglichen. Dabei wird die aus dem Schrumpfrahmen 8 austretende Heißluft durch Gasbrenner oder durch Elektroenergie oder auch andere Energien erzeugt, worauf es hier im einzelnen nicht ankommt.

Unterhalb der Transportebene 3 des Kettenförderers 2 ist ein zur Stapelunterseite hin offener kastenförmiger Sammel­ raum 10 angeordnet, der den Raum unterhalb des Gutstapels 4 weitgehend begrenzt und geschlossene Seitenwände 11 sowie eine geschlossene Bodenwand 12 aufweist und bevorzugt mit einer nicht dargestellten Wärmeisolierung versehen ist. Nach oben hin ist dieser Sammelraum 10 offen, wobei die Oberseite des Sammelraumes 10 durch die Stapelunterseite bzw. die Unterseite der Palette 5 abgeschlossen ist. Ledig­ lich im oberen Randbereich des Sammelraumes 12 verbleiben dann umlaufend Durchtrittsöffnungen, die mit 13 bezeichnet sind.

Innerhalb des die Hubeinrichtung 7 und den Kettenförderer 2 umkapselnden Sammelraum 10 ist wenigstens ein Gebläse 14 angeordnet, welches vorzugsweise als umschaltbares Saug-/ Druckgebläse ausgebildet ist, dessen Funktion nachfolgend noch näher erläutert wird.

Innerhalb des Sammelraumes 10 sind außerdem bevorzugt Leit­ kanäle 15 vorgesehen, welche eine gezielte Luftführung von den Durchtrittsöffnungen 13 zum Gebläse 14 ermöglichen.

Die Verfahrensweise mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die folgende:

Ein auf einer Palette 5 angeordneter Gutstapel 4 wird zu­ nächst mittels des Kettenförderers 2 in die Vorrichtung 1 transportiert und dort oder bereits vorher mit einer Schrumpffolienhaube 16 überzogen und anschließend mittels der Hubeinrichtung 6, 7 über die Transportebene 3 des Ket­ tenförderers 2 angehoben. Der untere Haubenseitenbereich 17 der Haube 16 hängt dann frei über den Unterrand des Gutsta­ pels 4 bzw. der Palette 5 hervor.

Dieser untere Haubenseitenbereich 17 wird anschließend un­ ter der Palette 5 festgelegt, wobei gemäß der Darstellung in Fig. 1 das Gebläse 14 derart betätigt wird, daß es als Sauggebläse dient, so daß sich eine Luftströmung im Sammelraum 10 entsprechend der Pfeile 18 einstellt. Auf­ grund dieser Luftströmung 18 wird der untere Haubenseiten­ bereich 17 unter die Palette 5 gelegt (gesaugt). Gleichzei­ tig ist der Schrumpfrahmen 8 in die unterste Position ver­ fahren und in Richtung der Pfeile 9 wird Heißluft an den unteren Haubenseitenbereich 17 abgegeben bzw. gleichzeitig auch in den Sammelraum 10 eingeleitet, wobei diese Luft zu­ sätzlich auch durch das Gebläse 14 eingesaugt wird. Dadurch schrumpft der untere Haubenseitenbereich 17 unter der Pa­ lette 5 fest und gleichzeitig wird heiße Luft in den Sam­ melraum 10 eingeleitet, wobei schon im Sammelraum 10 be­ findliche Luft, die noch nicht heiß ist, in Richtung der Pfeile 19 aus dem Sammelraum 10 austritt.

Nach dem Unterschrumpfen des unteren Haubenseitenbereiches 17 wird der Gutstapel 4 mittels der Hubeinrichtung auf das Niveau der Transportebene 3 abgesenkt und das Gebläse 14 wird vom Saugbetrieb in den Druckbetrieb umgeschaltet, wo­ bei fortwährend vom Schrumpfrahmen 8 in unveränderter Ver­ tikalposition desselben heiße Luft in den Sammelraum 10 eintritt. Es stellt sich dann im Sammelraum 10 eine Strö­ mung ein, die durch Pfeile 20 angedeutet ist. Die aus dem Schrumpfrahmen 8 stammende erhitzte Luft tritt zunächst durch die Leitkanäle 15 in den Sammelraum 10 und durch Ge­ bläse 14 dann in den von der Schrumpfhaube 16 umschlossenen Raum, so daß sich die Haube 16 gegenüber dem Stapel 4 auf­ bläht, dieser aufgeblähte Bereich ist mit 21 bezeichnet. Da die aus dem Sammelraum 10 in den aufgeblähten Bereich 21 eingeblasene Luft erhitzt ist, besteht zwischen dem Gutsta­ pel 4 und der aufgeblähten Haube 16 ein Luftpolster aus er­ hitzter Luft.

Nach dem Aufblähen der Haube 16 wird dann in üblicher Weise der Schrumpfrahmen 8 unter kontinuierlicher Abgabe von Heißluft in Richtung der Pfeile 9 vertikal entlang des Sta­ pels 4 nach oben bewegt, derart, daß nach und nach die Hau­ be 16 an den Stapel 4 angeschrumpft wird.

Claims (4)

1. Verfahren zum Einschrumpfen einer Schrumpffolienhaube, die über einen insbesondere palettierten Gutstapel gezogen wird und mit ihrem freien Öffnungsrand am unteren Ende des Gut­ stapels oder an der Palette festgelegt wird sowie dann von außen zur Aufbringung der zum Schrumpfen erforderlichen Wärmeenergie von unten nach oben mittels eines in vertika­ ler Richtung entlang des Gutstapels bewegbaren Schrumpfrah­ mens mit Heißluft beaufschlagt wird, wobei der von der Schrumpfhaube umschlossene Raum zur Aufblähung der Haube unter Überdruck gesetzt wird, welcher bis zum Ende der Wärmeaufbringung aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Heißluft vom Schrumpfrahmen auf den unteren Haubenbereich geblasen und nach unten abströmende erhitzte Luft unterhalb des Gutstapels gesammelt und diese erhitzte Luft anschließend in den von der Schrumpfhaube umschlosse­ nen Raum geblasen wird, und daß nach Abgabe einer zum Auf­ blähen der Haube ausreichenden Heißluftmenge der Schrumpfrahmen unter kontinuierlicher Wärmeabgabe an die Haube entlang des Stapels von unten nach oben bewegt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Förderer, einer Hubeinrichtung zur Aufnahme eines Gutstapels, einem in vertikaler Richtung entlang des Gut­ stapels bewegbaren Schrumpfrahmen und einem unter dem Gut­ stapel unterhalb der Transportebene des Förderers angeord­ neten, zur Stapelunterseite hin offenen kastenförmigen Sam­ melraum sowie mit einem Gebläse, mittels dessen Luft in den Sammelraum und durch den Sammelraum in den von der Schrumpfhaube umschlossenen Raum einblasbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasrichtung des wenigstens einen Gebläses (14) be­ triebsmäßig umkehrbar ist und daß das Gebläse (14) inner­ halb des Sammelraumes (10) angeordnet ist, welcher im Be­ reich der Seitenwände (11) und der Bodenwand (12) dicht verschlossen ist und im oberen Randbereich Durchtrittsöff­ nungen (13) zum Durchströmen von erhitzter Luft aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Sammelraumes (10) Leitkanäle (15) für die erhitzte Luft von den Durchtrittsöffnungen (13) zum Gebläse (14) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (10) mit einer Wärmeisolierung versehen ist.