Verfahren zum Verpacken einer Anzahl von übereinander angeordneten Gegenständen, und danach hergestellte Packung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Pakkung zum Verpacken einer Anzahl von Gegenständen, die in Form eines im wesentlichen zylindrischen Körpers, beispielsweise eines Stapels von Münzen, Spielmarken o. dgl. übereinander angeordnet sind, wobei dieser Körper in einen wärmeschrumpfbaren Film eingewickelt wird. Manche der bekannten Packungen dieser Art können nur schwer aufgebrochen werden, weil die Umhüllung aus einem ununterbrochenen Mantel besteht, der fest auf den zu verpackenden Gegenstand aufgeschrumpft worden ist und infolge seiner Zähigkeit eine hohe Reissfestigkeit hat.
Die Erfindung schafft eine Packung der vorstehend angegebenen Art, die von den genannten Nachteilen frei ist und sehr leicht aufgebrochen werden kann, bei der normalen Manipulation aber im wesentlichen dieselbe Zähigkeit hat.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Filmmaterial um den zu verpakkenden Körper so herumgewickelt wird, dass es an beiden Enden des Körpers vorsteht und benachbarte Windungen einander mindestens in einer schmalen, streifenförmigen Zone überlappen, die wendelförmig um die Mantelfläche des Körpers herumläuft, worauf mindestens die vorstehenden Teile des Films so erhitzt werden, dass der Film durch die eintretende Schrumpfung veranlasst wird, den Gegenstand fest zu umschliessen und zu erfassen und die getrennten Gegenstände zusammenzuhalten, ausserdem infolge der Schrumpfung ein erhöhter Berührungsdruck zwischen einander überlappenden Teilen des Films erzielt und dadurch eine zu starke Schrumpfung in dem Bereich der Mantelfläche des Körpers im wesentlichen vermieden wird.
Wenn die Packung aufgebrochen werden soll, kann dies leicht dadurch erfolgen, dass man das eine Ende des um den Körper herumgewickelten Films erfasst und in der der Wickelrichtung entgegengesetzten Richtung abwickelt, so dass ein Reissen des zähen Films überhaupt nicht notwendig ist.
Um das Aufbrechen der Packung noch mehr zu erleichtern, kann unter dem Filmmaterial und vorzugsweise gleichzeitig mit dem Wickeln des Films ein Band, das vorzugsweise relativ schmal ist und aus einem nicht schrumpffähigen Material besteht, so um den Gegenstand herumgewickelt werden, dass es wenigstens nach dem Schrumpfen der Aussenlage von aussen leicht zugänglich ist, und dass das Band beim Öffnen der Packung als Griff verwendet werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung hat das Filmmaterial die Form eines Bandes, dessen Breite kleiner ist als die Länge des zu verpackenden Körpers und das wendelförmig um den Körper herumgewickelt wird. In einer anderen Ausführungsform ist die Breite des Films grösser als die Länge des Körpers und der Film hat die Form eines trapez-, vorzugsweise rautenförmigen Blattes das so um den Körper herumgewikkelt wird, dass zwei parallele Ränder des Filmblattes zu der Achse des Körpers senkrecht sind.
Eine weitere Massnahme, die dazu dient, das Aufbrechen der Packung zu erleichtern, besteht bei einer Ausführungsform der Erfindung darin, dass mindestens das eine Ende des Bandes oder trapezförmigen Blattes stärker oder weniger stark geschrumpft wird als der Rest des Films, so dass eine leicht erfassbare Zunge gebildet wird. Vorzugsweise wird ein aus einem gefärbten Kunststoff bestehendes Filmmaterial verwendet, das beim Schrumpfen eine dunklere Färbung annimmt, so dass die Zunge leicht erkannt werden kann.
Die Erfindung umfasst ferner die mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellte Packung.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben, die mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemässen Packung und eine Vorrichtung zu deren Herstellung zeigen.
Fig. 1 zeigt das eine Ende der Packung vor dem Einwirken der Wärme,
Fig. 2 dieselbe Packung nach der Wärmebehandlung,
Fig. 3 eine Packung, die mit einem Reisssteifen versehen ist, und
Fig. 4 eine Packung, die in ein rautenförmiges Filmblatt eingewickelt ist.
Fig. 5 und 6 zeigen schematisch in einer Draufsicht und einer Ansicht eine Vorrichtung, wobei zur klareren Darstellung des Wesentlichen weniger wichtige Einzelheiten weggelassen sind.
In Fig. 1 ist der zu verpackende Körper mit 1 bezeichnet. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Körper 1, der beispielsweise aus einem Stapel von Münzen o. dgl. bestehen kann, mit einer Umhüllung versehen, die aus einem Band 2 besteht. Die Breite des Bandes ist kleiner als die Länge des Münzenstapels 1. Das Band besteht aus einem wärmeschrumpfbaren Material. Wie aus den Figuren hervorgeht, wird der Wickelvorgang so durchgeführt, dass einander benachbarte Windungen einander in einer schmalen, streifenförmigen Zone überlappen, die wendelförmig um die Mantelfläche des Münzenstapels 1 herumläuft, wobei Teile des Bandes 2 auf beiden Seiten des Körpers 1 vorstehen.
Der Film kann aus biaxial und monoaxial schrumpfbarem Material bestehen. Gewöhnlich wird ein biaxial schrumpfbares Filmmaterial verwendet, weil nicht nur eine Schrumpfung in einer Hauptrichtung, sondern eine gewisse Schrumpfung auch in einer von der Hauptrichtung abweichenden Richtung erwünscht ist, und vor allem, weil der biaxial schrumpfbare Film leichter hergestellt werden kann und daher billiger ist.
Wenn das Filmmaterial die Form eines Bandes hat, das um den zu verpackenden Körper herumgewickelt wird, erhält man einen Zustand, in dem das Band in der Querrichtung geschrumpft werden kann, wobei die an den Enden des Körpers vorstehenden Teile des Films bei Schrumpfen die Enden erfassen können.
Wenn nun der Film erhitzt wird, bewirkt die eintretende Schrumpfung, dass sich der Film satt an den Boden anlegt und die einzelnen Gegenstände zusammenhält.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Filmband über der Mantelfläche des Körpers gespannt wird und nach Fig. 2 die Enden des Körpers einspannt. Eine zu starke Schrumpfung des Films über der Mantelfläche des Körpers muss jedoch verhindert werden. Das gewöhnlich verwendete Filmmaterial kann bis auf etwa ein Achtel seiner Breite schrumpfen. Eine derart starke Schrumpfung ist über dem Hauptteil der Mantelfläche des Körpers nicht erwünscht, weil dann die Umhüllung nicht mehr imstande wäre, die einzelnen, den Körper 1 bildenden Gegenstände zusammenzuhalten. Wenn das Filmmaterial so gewickelt wird, dass um den Körper herum erfindungsgemäss eine wendelförmige tXberlap- pungszone gebildet wird, kann man ohne weiteres eine so starke Schrumpfung des Films verhindern.
Durch die Zugspannung des Bandmaterials wird infolge des Gesetzes der Mechanik der Berührungsdruck zwischen den einander überlappenden Filmteilen und damit auch die Reibung zwischen diesen Teilen des Films erhöht.
Daher genügt der Reibungsdruck und mit ihm der Reibungswiderstand zum Festhalten des Bandes, so dass dieses nicht übermässig schrumpfen kann. Die zum Erzielen dieser Wirkung erforderliche Zugspannung in dem Material kann in monoaxial und biaxial schrumpfbaren Filmmaterialien erzielt werden. Selbst bei Filmmaterialien, die nur quer zu dem Band schrumpfen können, erhält man eine genügende Zugspannung, wenn das Band 2 wendelförmig um den Stapel 1 herumgewickelt wird. Dies ist auf die Steigung der Bandwendel zurückzuführen. Infolge dieser Steigung stimmt die Schrumpfrichtung nicht mit der axialen Richtung des Körpers 1 überein, weil die Schrumpfung auch eine Komponente in einer, zu dem Körper tangentialen Richtung hat.
Fig. 2 soll ferner zeigen, wie eine vorteilhafte Anzeige für das Öffnen der Packung herbeigeführt wird.
Der Endteil des Bandes 2 wird stärker erhitzt als die dem Endteil benachbarten Bandteile. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, führt dies zur Bildung einer leicht erfassbaren Zunge 3. Zweckmässig wird der Endteil des Bandes zunächst stark erhitzt, damit die Griffzunge 3 gebildet wird, worauf das eigentliche Schliessen der Pakkung in einem eigenen Arbeitsgang bei einer etwas niedrigeren Temperatur erfolgt.
Wenn das äusserste Ende des Bandes 2 stärker erhitzt wird, als der dem Ende benachbarte Streifenteil, erhält man eine feste, leicht ergreifbare Zunge, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das äusserste Ende des Bandes wird zweckmässigerweise zunächst stark erhitzt, damit die Griffzunge 3 gebildet wird, worauf das eigentliche Schliessen der Packung in einem eigenen Arbeitsgang bei einer etwas niedrigeren Temperatur erfolgt.
Um die Komplikation zu vermeiden, die durch das Erhitzen des Films in zwei getrennten Arbeitsgängen bedingt ist, d. h. durch ein Erhitzen des äussersten Endes des Kunststoffbandes 2 und eine Erhitzung des übrigen von dem Gegenstand vorstehenden Teil des Bandes, kann die Erhitzung erfindungsgemäss auch in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt werden. In diesem Fall muss man beim Erhitzen darauf achten, dass das äusserste Ende des Kunststoffilms in einem solchen Zustand gebracht wird, dass es beim Schrumpfen nicht an dem Gegenstand angreifen, aber ohne Hindernisse und ohne abzukühlen schrumpfen kann.
Eine derartige Führung des Endteils des Kunststoffbandes kann mit Hilfe einer starken Luftströmung erzielt werden, die gegen das Band gerichtet ist, oder mittels einer mechanischen Halterung o. dgl.
Das Band 2 besteht vorzugsweise aus einem gefärbten Kunststoffilm, der beim Schrumpfen eine dunklere Färbung annimmt. Infolgedessen kann die Zunge leicht erkannt werden, wenn die Packung geöffnet werden soll.
Zur Bildung des gezeigten Endverschlusses braucht das Band 2 nicht über die ganze Länge des eingeschlossenen Gegenstandes erhitzt zu werden. In manchen Fällen kann es zweckmässiger sein, nur die Enden der Packung zu erhitzen. Dabei erhält man eine Packung, die nicht so steif ist, als wenn die ganze Pakkung erhitzt worden wäre. Die Packung ist daher Schlag- und anderen Beanspruchungen besser gewachsen.
Fig. 3 zeigt, wie ein zusätzliches Band 3a, das vorzugsweise aus einem nicht schrumpffähigen Material besteht, unter dem Filmmaterial 2 und vorzugsweise gleichzeitig mit dem Wickeln des Films 2 um den Körper 1 herumgewickelt werden kann. Das zusätzliche Band 3a ist so angeordnet, dass es von aussen leicht zugänglich ist, wenigstens nach dem Schrumpfen der oberen Lage, so dass es beim Öffnen der Packung als Griff verwendet werden kann. In der gezeigten Aus führungsform hat das Band 3a vor dem Schrumpfen vorzugsweise dieselbe Länge wie das Band 2, kann aber auch kürzer oder länger sein.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dieser Form hat der Film die Form eines rautenförmigen Blattes 2b, dessen Breite grösser ist als die Länge des zu verpackenden Körpers 1. Die Breite wird dabei als der Abstand zwischen zwei entgegengesetzten parallelen Rändern a des Filmblatts definiert.
Der Körper 1, d. h. der Stapel von Münzen, Spielmarken o. dgl., wird in den Film so eingewickelt, dass die Achse des Körpers zu den Rändern a senkrecht ist.
Die beiden anderen, ebenfalls zueinander parallelen Ränder des Filmmaterials sind in der Figur mit b und c bezeichnet.
Der Film wird ferner so gewickelt, dass ein dem Rand b benachbarter Teil des Filmmaterials einen entsprechenden, dem Rand c benachbarten Teil überlappt. Es wird also auch in dieser Ausführungsform eine tXberlappungszone erhalten, die wendelförmig um die Mantelfläche des Körpers 1 herumläuft und zu dem vorstehend beschriebenen Effekt führt.
Das Filmmaterial wird von einer Vorratsrolle abgewickelt. Der Film hat die Form einer Bahn, deren Breite der vorstehenden Forderung genügt. Das rautenförmige Filmblatt 2b kann mit Hilfe eines Schneidwerkzeuges, beispielsweise eines Messers, eines erhitzten Drahtes o. dgl. erhalten werden, das quer zur Vorschubrichtung der Filmbahn bewegt wird. Anstelle von rautenförmigen Blättern kann man auch unregelmässig trapezförmige Blätter verwenden. Eine Raute ist bekanntlich eine Sonderform eines Trapezes.
Da die Ränder b und a in Fig. 4 einen spitzen Winkel einschliessen, bildet der von diesen beiden Rändern begrenzte Eckbereich einen Griff für das Öffnen der Packung. Um den Öffnungsvorgang noch weiter zu erleichtern, kann man entsprechend den anhand der Fig. 1 und 2 gemachten Angaben den Eckbereich 3b stärker erhitzen als den übrigen Film, so dass eine deutlich erkennbare und leicht erfassbare Reisszunge erhalten wird.
Wie vorstehend erwähnt worden ist, zeigen die Fig. 5 und 6 schematisch in einer Draufsicht und einer Ansicht eine Vorrichtung zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Packung. Der zu verpackende Gegenstand ist wieder mit 1 und der Verpackungsfilm mit 2 bezeichnet. Der Gegenstand 1, der in diesem Beispiel aus einem Münzenstapel bestehen kann, wird in der nur in Fig. 6 gezeigten Zuführungsrinne 4 in die Vorrichtung eingeführt. In dieser Zuführungsrinne werden die Münzen einzeln zugeführt. Man kann natürlich die Münzen mittels eines Trichters oder in Form eines vorher hergestellten Stapels zuführen. Nach dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Münzen in einem Rohr 5 auf einer Stapelplatte 6 gestapelt.
Diese Platte ist auf einer Stange 7 befestigt und schliesst die untere Mündung des Rohrs 5. Die Stange 7 ist an einem Drehtisch 8 befestigt, der mittels einer Drehachse 9 in einem nicht gezeigten Gestell drehbar gelagert ist. Auf demselben Tisch sind weitere Stangen 7a und 7b angeordnet, die der Stange 7 entsprechen.
Jede dieser Stangen ist ebenso wie die Stange 7 mit einer (nicht gezeigten) Stapelplatte versehen und einem (nicht gezeigten) Rohr zugeordnet. Die Rohre sind von derselben Art wie das Rohr 5, haben jedoch andere Abmessungen, damit sie andere Arten von Münzen aufnehmen können. Zwei vorzugsweise filzüberzogene Rollen 10 und 11 werden mit Hilfe von nicht gezeigten Schwenkzapfen von Lagern getragen. Die Schwenkzapfen sind elastisch angeordnet und drücken die Rollen 10 und 11 gegen das Rohr 5. Auf ähnliche Weise ist eine dritte filzüberzogene Rolle 12 auf einem nicht gezeigten Schwenkzapfen angeordnet, dessen Drehachse durch den Punkt B geht. Die Rollen 10 und 11 werden mit Zahnrädern 13-15 angetrieben, die ihrerseits von zwei Zahnrädern 16 und 17 angetrieben werden, deren Lagerachsen durch die vorstehend angegebenen Punkte A und B gehen.
Nach dem Füllen des Rohrs 5 mit der gewünschten Anzahl von Münzen wird das Rohr in die Stellung 5' abwärtsbewegt, die durch die strichlierten Linien in Fig. 6 angedeutet ist. Dabei drehen sich die Rollen 10-12 unter dem Einfluss ihrer Elastizität um die Drehachsen A und B, so dass sie direkt an dem Münzenstapel 1 angreifen. Wenn dies erfolgt ist, wird das Filmband 2 von einer Vorratsrolle 18 mit Hilfe einer Führung 19 dem Spalt zwischen der Rolle 10 und dem Münzenstapel 1 zugeführt. Die Wirkung der Führung 19 kann dadurch ergänzt oder ersetzt werden, dass der Film 2 mit Hilfe von Luftdüsen 20 und 21 in den Spalt zwischen der Rolle 10 und dem Münzenstapel 1 geblasen wird.
Um zu gewährleisten, dass der Film 2 an der Oberfläche des zwischen den Rollen rotierenden Münzenstapels anhaftet und sich dieser Oberfläche anpasst, ist eine schwenkbare Benetzungsvorrichtung 24 vorgesehen, die den Film auf jener Fläche, die dem Münzenstapel zugekehrt ist, mit einem geeigneten Benetzungsmittel benetzt. Paraffinöl hat sich als ein geeignetes Benetzungsmittel erwiesen, weil es einerseits zwischen dem Film und dem Münzenstapel eine für den Wikkelvorgang genügende Haftung gewährleistet, andererseits das Entfernen der Verpackung beim Öffnen der Packung nicht erschwert und ferner die Münzen nicht durch Korrosion beschädigt. Schliesslich werden durch das Paraffin die elektrostatischen Abstossungskräfte zwischen dem Film und dem zu verpackenden Gegenstand beseitigt oder herabgesetzt.
In der Anfangsphase des Wickelvorganges wird das Ende eines Filmbandes 2 dem Spalt zwischen der Rolle 10 und dem Münzenstapel 1 mittels der Führung 19 und/oder der Luftdüsen 20 und 21 zugeführt.
Gleichzeitig wird die Benetzungseinrichtung 24 um ihre Achse gedreht, so dass das Benetzungsorgan mit dem Band in Berührung gelangt, das in einem Bereich seines Endteils benetzt wird. Dann wird das Organ zum Auftragen von Feuchtigkeit zurückbewegt. Wenn es vorteilhafter erscheint, kann man natürlich das Band entweder in seiner ganzenrLänge oder im wesentlichen in seiner ganzen Länge oder die Endteile des Bandes in ihrer ganzen Länge oder im wesentlichen in ihrer ganzen Länge benetzen.
Synchron mit dem Zuführen des Films und seinem Herumwickeln und den Münzenstapel erfolgt eine Relativbewegung in einer axialen Richtung zwischen der Bandführung 19 und dem Münzenstapel 1.
Dadurch erzielt man eine wendelförmige Wicklung. Die Relativbewegung wird beispielsweise dadurch erzielt, dass die Vorratsrolle 18, die Benetzungseinrichtung 24, die Führung 19, die Luftdüsen 20, 21 und ein erhitzter Draht 22, der als Schneidwerkzeug dient, auf einem nicht gezeigten Schlitten angeordnet werden, der in einer vertikalen Richtung bewegbar ist, wie in Fig. 6 durch den Doppelpfeil C gezeigt ist.
Wenn der Wickelvorgang bis zu dem in Fig. 1 gezeigten Zustand vorgeschritten ist, wird das Band 2 mit Hilfe des Schneiddrahtes 22 abgeschnitten. Gleichzeitig wird ein zweiter Draht 23 erhitzt, so dass das Filmband erhitzt und geschrumpft wird und das in Fig. 2 gezeigte Aussehen annimmt. Dabei wird das Ende des Bandes mit nicht gezeigten Mitteln seitlich abgehalten, damit es ohne Hindernisse schrumpfen kann. Nach diesem Vorgang ist die Packung fertig und wird durch geeignete, nicht gezeigte Mittel durch den Zwischenraum zwischen den Rollen 10 und 12 herausgeschobein, wobei die auf die Rollen wirkenden Federkräfte unterdrückt werden. Danach kehrt das Rohr aus der strichliert gezeigten Stellung 5' in die Stellung 5 zurück, die in derselben Figur durch ausgezogene Linien dargestellt ist.
Während dieses Vorganges werden die Rollen 10-12 durch geeignete, nicht gezeigte Mittel auseinandergehalten. Nach der Durchführung dieses letzten Vorganges kann die Vorrichtung den vorstehend beschriebenen Verpackungsvorgang wiederholen.
Wie vorstehend erwähnt wurde, sind in den Zeichnungen einige weniger wichtige Einzelheiten weggelassen worden, beispielsweise alle Einzelheiten des Maschinengestells. die Schwenkzapfen, auf denen die Rollen 10-12 in Lagern montiert sind, und die auf diese Schwenkzapfen einwirkende Feder. Der Fachmann kann die Erfindung jedoch anhand der gezeigten Einzelheiten anwenden. Die beschriebenen Einzelheiten betreffen nur ein Ausführungsbeispiel und können im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert oder durch andere ersetzt werden.
Es wurde bereits erwähnt, dass versucht worden ist, die elektrostatischen Abstossungskräfte zu beseitigen. Es hat sich jedoch auch gezeigt, dass in manchen Fällen elektrostatische Anziehungskräfte zwischen dem Film und dem zu verpacken den Gegenstand auftreten.
Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Filmmaterial so gebremst wird, dass eine Gleitbewegung zwischen dem Filmmaterial und einer der filzüberzogenen Rollen auftritt. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung daher mit Mitteln versehen, mit denen der Film so gebremst werden kann, dass eine Gleitbewegung zwischen dem Filmmaterial und der Rolle 10 erfolgt.
Wie vorstehend erwähnt wurde, zeigt die Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Packung, die mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung erzeugt werden kann. In dieser Figur ist der zu verpackende Gegenstand mit 1 bezeichnet und besteht vorzugsweise aus einem Stapel von Münzen o. dgl. Der Gegenstand wird nach diesem Ausführungsbeispiel in ein Blatt 2b eingewickelt, das aus einem Filmmaterial der vorstehend angegebenen Art besteht. Damit diese Packung erzeugt werden kann, braucht die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Vorrichtung nur hinsichtlich der Vorratsrolle 18 und der mit dieser Vorratsrolle 18 zusammenwirkenden Zuführungs- und Schneideinrichtungen abgeändert zu werden. Dass heisst, dass die Rolle 18 durch eine Rolle ersetzt werden kann, deren axiale Länge etwas grösser ist als die Länge des zu verpackenden Gegenstandes, oder durch einen Vorrat von fertigen Blättern 2b.
Die Blätter 2b können auch von Hand zugeführt werden.