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