DE4342490C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Schrumpfen einer aus heißschrumpffähigem Material bestehenden Folienhaube, die über eine auf einer Palette befindliche Ladung gezogen ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Schrumpfvorrichtung nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 3.

Güter, die in größeren Mengen auf Paletten transportiert wer­ den, werden oft mit einer Folienhaube umgeben, die aus einem schrumpffähigen Folienmaterial besteht und durch Wärmeeinwir­ kung geschrumpft wird. Auf diese Weise wird die auf der Pa­ lette befindliche Ladung gleichzeitig festgelegt und gegen Transportschäden geschützt. Das Überziehen der Folienhaube, Umlegen und Festlegen des Haubenrandes unter der Ladung oder der Palette sowie das Schrumpfen, z. B. durch Strahlungsbren­ ner oder Heißluftgebläse, dann dabei vollautomatisch bzw. teilautomatisch in geeigneten Vorrichtungen erfolgen.

Die auf der Palette befindliche Ladung kann aus kleineren, übereinandergestapelten Einheiten bestehen, die ihrerseits von Schrumpffolien oder anderen Kunststoffolien umgeben sind. In einem solchen Fall besteht die Gefahr, daß die Folienhaube mit dem umhüllungsmaterial der kleineren Einheiten ver­ schmilzt oder verklebt, wenn sie in der Anlage damit erwärmt wird und unter der Schrumpfwirkung dagegen gepreßt wird. Die Fo­ lienhaube kann dann nicht mehr einwandfrei von der Ladung ge­ trennt und die Einzelverpackungen können beschädigt werden, was zu erheblichen Transportverlusten führen kann.

Um den vorgenannten Effekt zu verhindern ist es bekannt, den von der Folienhaube umschlossenen Raum mit Hilfe eines Geblä­ ses unter Überdruck zu setzen, so daß die Haube sich auf­ bläht, und die Folienhaube dann unter Aufrechterhaltung des Überdrucks von außen mit Wärmeenergie zu beaufschlagen (EP 0116124 B2). Dadurch, daß die Folienhaube quasi aufgeblasen wird, liegt sie während der Erhitzung nicht unmittelbar an den die Ladung umgebenden Folienlagen an, wobei die dazwi­ schen befindliche Luftschicht gleichzeitig eine gewisse Iso­ lierwirkung ausübt, die ein Erweichen der inneren Folienlagen verhindert. Zur Anlage kommt es erst, wenn die Folienhaube beim Abkühlen kontrahiert.

Das bekannte Verfahren bzw. die dafür bestimmte Vorrichtung arbeitet einerseits mit einem gleichbleibenden Luftdruck des Gebläses, andererseits mit einem sog. Heißblasmast, der im Kreis um den Gutstapel herumgeführt wird und die Schrumpf­ folie über die gesamte Höhe des Stapels, in Umfangsrichtung fortschreitend, zum Schrumpfen bringt. Da aber die in der Fo­ lienhaube eingeschlossene Luft nach oben steigt und im oberen Bereich eine höhere Temperatur als unten hat, lassen sich über die Höhe der Ladung gesehen keine einheitlichen, reproduzierbaren Kontaktverhältnisse zwischen der inneren und der äußeren Folie erreichen.

Aus der EP 0 116 124 B2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schrumpfen einer Schrumpfhaube bekannt, bei dem der von der Schrumpfhaube umschlossene Raum mit Umgebungsluft unter Überdruck gesetzt wird. Durch den Überdruck bläht sich die Schrumpfhaube auf, so daß die Gefahr von Verklebungen der Schrumpfhaube mit einem Gutstapel reduziert wird. Die Zufuhr von Umgebungsluft hat jedoch den Nachteil, daß sich die Schrumpfhaube nicht mehr gleichmäßig an dem Gutstapel auf­ schrumpfen läßt, da die Strömungsverhältnisse und die thermi­ schen Bedingungen an dem Gutstapel unterschiedlich sind.

In der DE 33 27 996 A1 ist ein weiteres Schrumpfverfahren für das Verpacken von palettierten Gutstapeln beschrieben, bei dem der Rand der Heißschrumpffolie erhitzt wird und gleichzeitig gegen die Unterseite des Gutstapels gedrückt wird. Zwar wird damit ein guter Halt der Schrumpffolie im unteren Randbereich erreicht, ein gleichmäßiges Schrumpfen der Folie wird jedoch damit ebenfalls nicht ermöglicht.

In der DE-OS 23 23 000 ist eine Vorrichtung zum Schrumpfen einer Kunststoffolie um einen Gutstapel gezeigt, bei der Sicher­ heitseinrichtungen vorgesehen sind, um ein Verkleben der Fo­ lie mit Strahlern als Wärmequelle zu verhindern. Das Auf­ schrumpfen erfolgt durch die Aufwärtsbewegung eines Rahmens, wobei eine Zonenerhitzung zum Schrumpfen der Folie eingesetzt wird. Der Nachteil dieses Verfahrens der Wärmezufuhr in einer die Ladung umgebenden, von unten nach oben fortschreitenden Zone besteht darin, daß die Luft innerhalb der Folienhaube beim Aufsteigen des Schrumpfrahmens zunehmend erhitzt wird und sich dadurch ein zunehmend höherer Druck ausbildet, der die Haube aufzublähen versucht. Auch dieses Verfahren ermög­ licht daher kein gleichmäßiges Schrumpfen der Folie.

Durch die DE 31 41 100 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Verpacken von palettierten Gutstapel bekannt gewor­ den, bei dem die Palette beim Überziehen der Schrumpfhaube angehoben wird und die Schrumpfhaube für einen besseren Halt an die Ränder der Palette angelegt wird. Für das Aufschrump­ fen der Folie weist die Anlage einen Heißgasmast auf, der um den Gutstapel herumgeführt wird und aus dem ein auf die Schrumpfhaube gerichteter Heißgasstrahl austritt. Auch dieses Verfahren ermöglicht kein gleichmäßiges Aufschrumpfen der Fo­ lie, da die Wärmebelastung durch die vertikale Anordnung des Heißgasmastes stark unterschiedlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung so auszubilden, daß zur Vermeidung von Verklebungen oder Verschmelzungen zwischen der inneren und äußeren Folie über die Höhe der Ladungseinheiten gleichmäßige Schrumpfbedingungen aufrechterhalten werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit einer Schrumpfvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3.

Die Erfindung beruht darauf, daß für das Aufblähen der Folienhaube die Ausdehnung der eingeschlossenen Luft aufgrund der zum Schrumpfen zugeführten Wärme ausreicht, und daß zum Erzielen des gewünschten Effekts der Druck nicht wie beim Stand der Technik erhöht, sondern auf ein bestimmtes Niveau erniedrigt werden muß. Die Höhe des aufrechtzuerhaltenen Innendruckes bestimmt sich dabei nach der von der Folienhaube erzeugten Schrumpfkraft, die das Anlegen der Folienhaube gegen die Ladung bewirkt. Da das Schrumpfen mit Hilfe eines vertikal bewegten Schrumpfrahmens erfolgt, können die über die Stapelhöhe wechselnden Druckverhältnisse ausgeglichen werden.

Gemäß der Erfindung wird auch eine Schrumpfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, die in an sich bekannter Weise einen entlang der Palettenladung vertikal bewegbaren Schrumpfrahmen aufweist und welche gemäß der Erfindung eine Festhaltevorrichtung besitzt, die die Folie während des Schrumpfens an dem unteren Palettenrand fixiert, und darüber hinaus regelbare Einrichtungen zum Absenken des Luftdruckes innerhalb der Folienhaube während des Schrumpfens. Die Festhaltevorrichtung kann dabei in vorteilhafter Weise z. B. durch Greifer gebildet sein, die an dem Schrumpfrahmen selbst befestigt sind und zum Abziehen und öffnen der Folie aber gleichzeitig auch zum Festhalten der Folie im Bereich des unteren Palettenrandes dienen, damit hier die Folie mittels Wärmebeeinflussung am Palettenrand fixiert werden kann. Es kann jedoch vorkommen, daß die aufsteigende Luft zusammen mit den in vertikaler Richtung wirkenden schrumpfkräften versucht, die Folienhaube von der Palette zu lösen und aufsteigen zu lassen. Dies ist auch deshalb möglich, weil die Folie noch warm ist und eine dauerhafte Fixierung am unteren Palettenrand noch nicht stattgefunden hat. Für einen solchen Fall ist es vorteilhaft, daß die Festhaltevorrichtung an einem Förderband, das zum Transportieren der Paletten zu den einzelnen Bearbeitungsstationen dient, angebracht ist und während des gesamten Schrumpfvorganges die Folie am unteren Palettenrand festhält. Sollte eine Hebebühne vorgesehen sein, kann die Festhaltevorrichtung auch an der Hebebühne vorgesehen sein, um während des gesamten Schrumpfvorganges für eine Fixierung der Folie an der Palette zu sorgen. Dabei ist die Festhaltevorrichtung vorteilhaft von mechanischen Greifern gebildet, welche die Folie gegen die Palette drücken.

Die zur Regelung des Luftdruckes innerhalb der Folienhaube dienenden Einrichtungen sind von einem Sauggebläse gebildet, dessen Leistung in Abhängigkeit von dem gewünschten Luftdruck innerhalb der Folienhaube gesteuert wird. Schließlich können auch zusätzlich Einrichtungen vorgesehen sein, die die Schrumpftemperatur während des Schrumpfvorganges erfassen und auf einem gleichmäßigen Niveau halten, während sich der Schrumpfrahmen vom unteren Teil der Folienhaube zum oberen Teil bewegt. Versuche haben nämlich gezeigt, daß die Schrumpftemperatur, das heißt, die Temperatur welche die Folie während des Schrumpfvorganges aufweist, in unterschiedlichen Höhen der Folie unterschiedlich ist. Eine Steuerung der Schrumpftemperatur zur Erzielung einer gleichmäßig geschrumpften Folienhaube ist daher sinnvoll.

Es kann ferner zusätzlich eine Einrichtung zum Regeln der Aufwärtsbewegung des Schrumpfrahmens vorgesehen sein, wobei der Schrumpfrahmen bei niedrigerer Schrumpftemperatur über einen größeren Zeitraum am unteren Rand der Folienhaube verweilt, während er sich mit zunehmender Geschwindigkeit nach oben bewegt. Man muß nämlich davon ausgehen, daß durch die während des Schrumpfens aufsteigende heiße Luft der obere Teil der Folie bereits vorgewärmt ist, bevor der Schrumpfrahmen diesen Bereich erreicht.

Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise wenigstens zwei senkrechte Andrückleisten aufweisen, die im Abstand von den beiden Schmalseiten der Palettenladung in deren Mitte angeordnet und auf die Ladung zu bewegbar sind. Auf diese Weise wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Luft insbesondere in den Eckbereichen ein verstärktes Aufblähen der Folienhaube bewirkt, so daß diese besonders gefärdeten Bereiche weniger der Gefahr ausgesetzt sind, mit den Unterfolien eine klebende Verbindung einzugehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 bis 5 schematisch die einzelnen Stadien des Ver­ fahrensablaufs,

Fig. 6 und 7 eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens.

In der Zeichnung bezeichnet 1 eine auf einer Palette angeord­ nete Ladung, die aus übereinandergestapelten, jeweils von ei­ ner Folie umhüllten Einzelstücken bestehen kann, die vor Kon­ takt mit einer erhitzten und erweichten anderen Folie geschützt werden müssen. Über die Ladung 1 ist in einem vor­ hergehenden Arbeitsgang bereits eine Folienhaube 2 aus einem heißschrumpffähigen Material übergezogen worden. Unter der Palette ist ein Sauggebläse 3 vorgesehen.

In einem ersten Verfahrens schritt wird der nach unten wei­ sende Haubenrand 4 der Folienhaube 2 um den Unterrand der La­ dung 1 nach innen umgefaltet und festgelegt, so daß die Folie nicht infolge der vertikalen Schrumpfkräfte und der nach oben steigenden warmen Luft abhebt. Im vorliegenden Beispiel erfolgt gemäß Fig. 2 ein Festschrumpfen der Folie an der Palette mit Hilfe von nach innen und unten gerichteten heißen Gasstrahlen, die von einem Schrumpfrahmen 5 ausgehen. Der Schrumpfrahmen befindet sich zu diesem Zeitpunkt in seiner untersten Stellung. Er umgibt die Ladung 1 von allen Seiten und kann in bekannter Weise auch mit Greifeinrichtungen ausgestattet sein, um die Folienhaube von einem Vorrat abzuziehen, zu öffnen und über die Ladung zu ziehen.

Während der Schrumpfrahmen 5 kurzzeitig, z. B. in Abhängigkeit von der Folienstärke 3 bis 5 Sekunden lang, in seiner unter­ sten Stellung verbleibt und Wärme in den von ihm umschlossenen Raum abgibt, jedoch in verringertem Umfang, erfolgt ein Anschrumpfen des Folienrandes an den Rand der Palette. Die erwärmte Luft wird gegen die Folie geblasen und steigt nach oben, wobei sie ihre Wärme an die Folie abgibt. Die innerhalb der Folienhaube 2 eingeschlossene Luft dehnt sich infolgedessen aus, so daß sich zwischen der Folienhaube und der von ihr eingeschlossenen Ladung ein Luftspalt ausbildet, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.

In den in Fig. 3 und 4 dargestellten Verfahrensschritten er­ folgt das Schrumpfen der Folienhaube 2. Hierzu wird die Wär­ meabgabe des Schrumpfrahmens 5 erhöht, und dieser wird gleichzeitig mit vorgegebener Geschwindigkeit nach oben be­ wegt. Mit zunehmender Erwärmung wird einerseits das Material der Folienhaube weich, andererseits dehnt sich die einge­ schlossene Luft weiter aus und führt zu einem Aufblähen der Folienhaube.

Wenn in dem in Fig. 3 angedeuteten Zustand der Luftdruck in­ nerhalb der Folienhaube 2 aufrechterhalten bliebe, würde ein ausreichendes Schrumpfen des Folienmaterials verhindert, so daß die Folienhaube 2 sich nicht in gewünschter Weise an die Außenflächen der Ladung anlegen könnte. Erfindungsgemäß wird deshalb der Luftdruck in einem solchen Maß abgesenkt, daß er von der Schrumpfkraft der Folie überwunden werden kann, diese dabei aber nicht vorzeitig zur Anlage an die Ladung kommt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Das Absenken des Luftdruckes innerhalb der Folienhaube 2 er­ folgt in diesem Fall durch geregeltes Betreiben des Sauggebläses 3, das gerade soviel Luft abzieht, daß der in Fig. 4 gezeigte Zustand aufrechterhalten wird, d. h. daß die Folie auf Abstand von der Ladung gehalten wird, so lange sie noch nicht geschrumpft ist. Gleichzeitig mit dem Schrumpfen legt sie sich dann an die Außenfläche der Ladung 1 an, wobei aber kein Anhaften mehr stattfindet, da gleichzeitig auch die Abkühlung einsetzt. Die eingeschlossene Luft ist zwar erwärmt, aber deutlich niedriger als die Schrumpf- oder Erweichungstemperatur der Folien, so daß diese Luft als Isolierschicht gegen den Übertritt der Schrumpfwärme auf die Ladung wirkt.

Das Abführen der Luft wird bis zur endgültigen Fertigstellung der umhüllten Palette gemäß Fig. 5 beibehalten. Der Schrumpf­ rahmen 5 hat dann seine oberste Stellung erreicht, in der er nach Fertigstellung des Oberschrumpfs abgeschaltet wird, und die Folienhaube 2 liegt allseitig dicht an der Ladung an, ohne dabei mit weiteren Folien zu verkleben, die ggfs. die Ladungseinheiten umgeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, den innerhalb der Folienhaube 2 herrschenden Luftdruck so zu regulieren, daß er während des Schrumpfvorgangs den zu jedem Zeitpunkt herrschenden Bedingungen angepaßt werden kann.

Dabei werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die Saugleistung des Gebläses während der Aufwärtsbe­ wegung des Schrumpfrahmens allmählich erhöht wird.

Die in Fig. 6 und 7 gezeigte Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens verhindert in vorteilhafter Weise ein Verkleben der Folien an den senkrechten Kanten 6 des Ladungsstapels, an denen die höchsten Spannungen in der Folienhaube auftreten. Dabei zeigt Fig. 6 eine Ansicht der Schmalseite der Palette, während Fig. 7 eine Draufsicht darstellt.

Hierbei wird während der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Verfahrensschritte die aufgeblähte Folienhaube 2 an den Schmalseiten des Palettenstapels über dessen gesamte Höhe entlang einer senkrechten Mittellinie zusammengedrückt, so daß die Haube bis dicht an die Ladung oder in leichte Berührung mit dieser gelangt, ohne jedoch damit zu verkleben. Dieses seitliche Zusammendrücken bewirkt ein verstärktes Aufblähen der Folienhaube in den übrigen Bereichen, wie es insbesondere in Fig. 7 gezeigt ist, wobei die Folienhaube nicht mehr an den Seitenkanten 6 der Ladung anliegt. Zur Anlage kommt es vielmehr erst beim Schrumpfen der Folienhaube, d. h. beim Abkühlen, so daß auch an den Kanten kein Verkleben mehr stattfindet.

Da das Andrücken der Folienhaube keine großen Kräfte erfor­ dert, genügen hierzu verhältnismäßig schmale und leichte Lei­ sten 7, die den Betrieb und die Wirkung des Schrumpfrahmens 5 nicht behindern.

Claims (4)

1. Verfahren zum Schrumpfen einer aus heißschrumpffähigem Material bestehenden Folienhaube, die über eine auf ei­ ner Palette befindlichen Ladung gezogen ist, mit folgen­ den Schritten:

• a) Umlegen und Festlegen des Haubenrandes unter der Ladung oder der Palette,
• b) Erzeugen eines Luftüberdrucks innerhalb der Folien­ haube,
• c) Schrumpfen der Folienhaube durch Wärmeeinwirkung, um die Folienhaube unter Überwindung des inneren Luft­ drucks an die Ladung anzulegen, dadurch gekennzeichnet, daß
• d) die Wärmezufuhr in einer ringförmig die Ladung umgeben­ den, von unten nach oben fortschreitenden Zone erfolgt und daß
• e) der durch die Erwärmung der Luft innerhalb der Folien­ haube erzeugte Überdruck während des gesamten Schrumpf­ vorganges durch ein dem mit fortschreitender Erwärmung sich erhöhenden Überdruck entgegenwirkenden gesteuerten Sauggebläse auf ein geringfügig über dem Umgebungs­ druck gelegenes konstantes Niveau reduziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrumpfens die aufgeblähte Folienhaube an den Schmalseiten des Palettenstapels über dessen ge­ samte Höhe entlang einer senkrechten Mittellinie zusam­ mengedrückt wird.

3. Schrumpfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem entlang der Palettenladung (1) vertikal bewegbaren Schrumpfrahmen (5) und einem unterhalb der Standfläche für die Paletten angeordneten Sauggebläse (3), dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche die Leistung des Sauggebläses (3) während des Hochfahrens des Schrumpfrahmens (5) so steuert, daß der sich durch die Erwärmung der Luft innerhalb der Folienhaube (1) erhö­ hende Druck auf ein geringfügig über dem Umgebungsdruck gelegenes konstantes Niveau reduziert wird.

4. Schrumpfvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie zwei senkrechte Andrückleisten (7) aufweist, die im Abstand von den beiden Schmalseiten der Palettenladung (1) in deren Mitte angeordnet und auf die Ladung (1) zu bewegbar sind.