Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von quaderförmigen Packungen mit einer Außenumhüllung aus schrumpffähiger Folie, insbesondere Zigaretten-Packungen, die aufeinanderfolgend taktweise durch ein Schrumpfaggregat mit während einer Stillstandsphase an Oberseite und Unterseite der Packungen anliegenden Heizorganen, insbesondere Heizplatten hindurchförderbar sind.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus EP 1 084 954 A2. Beim Stand der Technik ist ein Schrumpfaggregat im Anschluss an eine Siegelstation zum thermischen Siegeln von Faltlappen der Außenumhüllung vorgesehen. Das Schrumpfaggregat weist plattenförmige Heizorgane auf, die an jeweils einer Packungsseite zur Wärmeübertragung anliegen. Die Packungen werden in einer Dichtreihe durch das Schrumpfaggregat hindurchgefördert, nämlich durch Übertragung von Druck zur taktweisen Bewegung von Packung zu Packung.

Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt zum Herstellen von Packungen mit äußerer Umhüllung, wobei im Anschluss an die Faltung und Verbindung von Faltlappen eine Schrumpfbehandlung auf die Umhüllung ausgeübt wird (US 2 037 631). Eine erste Schrumpfstation besteht aus feststehenden, segmentförmigen Heizplatten, an denen seitwärts gerichtete Flächen mit Faltungen der Außenumhüllung gleitend entlang bewegt werden. Im Bereich einer nachfolgenden Ausschubstation werden die Packungen durch Übertragung von Schubkräften von Packung zu Packung zwischen radial gerichteten Heizplatten mit Wärme beaufschlagt. Es folgt eine weitere Schrumpfeinheit, in der die gewendeten Packungen mit nach oben und unten gerichteten Seitenflächen mit an diesen anliegenden Heizplatten mit Wärme beaufschlagt werden, wobei auch in diesem Bereich die Packungen unmittelbar aneinander liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität des Schrumpfprozesses zu verbessern, und zwar durch eine exakte Positionierung der Packungen im Bereich des Schrumpfaggregats und durch eine ausgewogene, exakte Wärmeübertragung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Packungen oder Packungsgruppen aus jeweils zwei übereinander angeordneten Packungen durch einen Packungsförderer mit zu beiden Seiten einer Bewegungsbahn der Packungen angeordneten, endlosen Fördergurten unter Bildung von Abständen zwischen den aufeinanderfolgenden Packungen oder Packungsgruppen mindestens im Bereich des Schrumpfaggregats transportierbar sind, wobei die Fördergurte Mitnehmer aufweisen zum Erfassen jeweils einer Packung oder einer Packungsgruppe an einer Rückseite.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden demnach die Packungen ohne wechselseitige Berührung transportiert, wobei der Packungsförderer außerhalb des Bereichs der Heizorgane des Schrumpfaggregats angeordnet sind, derart, dass lediglich Mitnehmer zum Erfassen der Packungen an einer Packungsrückseite, nämlich an einer schmalen, langgestreckten Seitenfläche der quaderförmigen Zigarettenpackungen, in den Bewegungsbereich der Packungen eintritt. Diese können durch die zu beiden Seiten der Bewegungsbahn der Packungen angeordneten end losen Fördergurte sehr präzise (taktweise) transportiert werden, so dass die Packungen im Bereich der Schrumpfstation eine exakte Position einnehmen. Die Fördergurte sind so angeordnet, dass sie die Packungen im Anschluss an eine Siegelstation, und zwar vor der Schrumpfstation bzw. vor den Heizorganen derselben übernehmen durch .das komplette Schrumpfaggregat hindurchfördern.

Eine weitere Besonderheit sind Ausgestaltung und Arbeitsweise der Schrumpfstation bzw. des Schrumpfaggregats. Dieses weist erfindungsgemäß obere und untere plattenförmige Heizorgane sowie mindestens ein mittleres plattenförmiges Heizorgan auf, wobei letzteres Wärme nach oben und unten auf Packungen abgibt. Die oberen Heizorgane einerseits und die unteren Heizorgane andererseits sind für den Transport der Packungen, insbesondere für einzelne Fördertakte, nach oben und unten bewegbar, insbesondere derart, dass die oberen Heizorgane von oberen Packungen abgehoben werden, während untere Packungen durch die Absenkbewegung von dem mittleren Heizorgan freikommen.

Weitere besondere Maßnahmen betreffen die Regelbarkeit der Wärmezufuhr durch entsprechende Ausbildung der Heizorgane, die Kühlung der Packungen im Anschluss an den Schrumpfvorgang, nämlich vor dem Zusammenführen der während des Schrumpfprozesses voneinander getrennten Packungen einer Packungsgruppe sowie die Ausbildung und Arbeitsweise von Förderorganen zum Transport der Packungen im Bereich der Schrumpfstation.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1

einen Ausschnitt einer Verpackungsmaschine mit Schrumpfstation in schemati- scher Seitenansicht,

Fig. 2

die Schrumpfstation bzw. ein Schrumpfaggregat in Draufsicht, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3

das Schrumpfaggregat im Längsschnitt entsprechend Schnittebene III-III der Fig. 2,

Fig. 4

einen Querschnitt des Schrumpfaggregats in Schnittebene IV-IV der Fig. 2,

Fig. 5

das Schrumpfaggregat in Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt,

Fig. 6

eine Einzelheit des Schrumpfaggregats im Horizontalschnitt entsprechend Schnittebene VI-VI in Fig. 3,

Fig. 7

eine weitere Einzelheit des Schrumpfaggregats in versetzter horizontaler Schnitt- ebene VII-VII der Fig. 3,

Fig. 8 bis Fig. 11

eine Einzelheit der Schrumpfstation bei der Übergabe der Packungen in Seiten- ansicht und im Grundriss, in verschiedenen Bewegungsphasen.

Bei der Fertigung von Packungen 10 mit Außenumhüllung 11 aus thermisch schrumpfbarer Folie wird ein Folienzuschnitt im Bereich einer Faltstation 12 um die Packung 10 herumgefaltet. Die umhüllten Packungen 10 werden so geordnet, dass jeweils Packungsgruppen 13 aus zwei übereinanderliegenden Packungen 10 gebildet und diese durch eine Siegelstation 14 hindurch gefördert werden. In deren Bereich werden Faltlappen der Außenumhüllung 11 durch thermisches Siegeln miteinander verbunden. Die damit komplett fertiggestellten Packungen 10 gelangen anschließend in eine Schrumpfstation 15. Diese überträgt Wärme auf die Packungen 10 bzw. die Außenumhüllungen 11, die aufgrund der Materialbeschaffenheit schrumpfen und so die Packung 10 faltenfrei umgeben. Bei diesen handelt es sich um Hartpackungen, insbesondere um Klappschachtel für Zigaretten.

In der Siegelstation 14 werden die Packungen 10 zunächst als Packungsturm 16 aufwärts gefördert. Dabei werden seitwärts gerichtete Faltlappen im Bereich schmaler Seitenflächen der Packungen 10 durch Siegeln miteinander verbunden. Ein Endlosförderer in der Siegelstation 14, nämlich ein Gruppenförderer 17 transportiert jeweils Packungsgruppen 13 mit einem Untertrum 18, wobei jeder Packungsgruppe 13 ein Steg 19 als Mitnehmer zugeordnet ist. Diese sind so beabstandet, dass zwischen aufeinanderfolgenden Packungsgruppen 13 Abstände gebildet sind. Im Bereich des Gruppenförderers 17 werden Faltlappen an seitwärts gerichteten Stirn- und Bodenseiten der Packungen 10 durch Siegeln miteinander verbunden.

Die Packungsgruppen 13 werden unter Aufrechterhaltung dieser Formation an ein Schrumpfaggregat 20 der Schrumpfstation 15 übergeben und durch dieses hindurchgefördert. Während dessen wird Wärme auf die Packungen 10 übertragen, und zwar auf die nach oben gerichteten wie auch auf die nach unten gerichteten großflächigen Packungsseiten (Vorderseite/Rückseite). Nach dem Schrumpfprozess werden die Packungen 10 unter Aufrechterhaltung der Packungsgruppen 13 an einen Abförderer 21 übergeben.

Das Schrumpfaggregat 20 weist Heizorgane auf zur Übertragung von Wärme auf die Packungen 10. Es handelt sich um Heizplatten 22, 23, 24. An diesen liegen die Packungen 10 mit einer großflächigen Oberseite 25 und einer entsprechenden Unterseite 26 zur Wärmeübertragung an. Die Heizorgane bzw. Heizplatten 22 .. 24 erstrecken sich über die volle Breite bzw. Querabmessung der Packungen 10. In Bewegungsrichtung sind die Heizplatten 22 .. 24 so bemessen, dass während mehrerer Schrumpfstellungen bzw. Stillstandsphasen der Packungen 10, nämlich während dreier Arbeitstakte eine Wärmeübertragung durch Anlage von Heizorganen und Packungen 10 aneinander gegeben ist.

Die oberen und unteren Heizplatten 22, 24 sind weitgehend übereinstimmend ausgebildet. Auf einer den Packungen 10 zugekehrten Seite ist eine insbesondere durchgehende Deckplatte 27 angeordnet. Diese erhält Kontakt mit den Packungen 10. Die Deckplatte 27 besteht deshalb vorzugsweise aus poliertem (metallischem) Material von hoher Wärmeleitfähigkeit. An der Außenseite der Deckplatte 27 sind Heizorgane angeordnet, nämlich flächige Heizelemente 28, 29. Bei diesen handelt es sich um elektrische Widerstandsheizungen beispielsweise in der Ausführung der EP 1 084 954 A2. Die freie Außenseite der mehrschichtigen Heizplatten 22, 24 besteht aus einer Höhlräume aufweisenden Tragplatte 30. Die mittlere Heizplatte 23 ist analog aufgebaut, nämlich mit einem mittigen Heizelement 31 und Deckplatten 27 an Oberseite und Unterseite. Das mittlere Heizelement 23 ist demnach zur Wärmeübertragung nach oben und unten eingerichtet.

Die Temperaturen in den Heizorganen ist in geeigneter Weise regelbar. Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass die obere und untere Heizplatte 22, 24 in Förderrichtung ein veränderbares Temperaturprofil aufweist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei (flächige) Heizelemente 28, 29 mit unterschiedlicher, insbesondere mit in Bewegungsrichtung abfallender Temperatur vorgesehen. Die durch einen Zwischenraum von einander getrennten Heizelemente 28, 29 sind mit unterschiedlicher Wärmeleistung ausgelegt. Die Abmessungen sind so gewählt, dass die in das Schrumpfaggregat 20 eintretenden Packungen 10 in einem ersten Arbeitstakt im Bereich des Heizelements 28 mit erhöhter und bei den nachfolgenden Arbeitstakten durch das Heizelement 29 jeweils mit niedriger Temperatur beaufschlagt werden.

Die mittlere Heizplatte 23 ist als Besonderheit so ausgebildet, dass sie sich nur (durchgehend) im Bereich der ersten (zwei) Schrumpfstellungen erstreckt. Im Bereich der letzten bzw. dritten Schrumpfstellung der Packungen 10 (einer Packungsgruppe 13) ist zwischen diesen ein Kühlorgan angeordnet, nämlich eine Kühlplatte 32. Die mit Wärme beaufschlagten Packungen 10 werden demnach vor Verlassen der Schrumpfstation 15 im Bereich der einander zugekehrten Packungsseiten 25, 26 gekühlt, sodass beim Wiederzusammenführen der Packungen 10 im Bereich des Abförderers 27 ein thermisches Verkleben vermieden wird. Die Kühlung erfolgt durch ein geeignetes Kühlmedium, insbesondere durch Luft. Diese wird in einen Hohlraum in der Kühlplatte 32 eingeleitet bzw. hindurchgeführt. Der Hohlraum der Kühlplatte 32 ist als gewundener Strömungskanal 33 ausgebildet (Fig. 7).

Auch die oberen und unteren Heizplatten 22, 24 sind kühlbar, insbesondere bei kurzfristiger Betriebsunterbrechung. Die Tragplatten 30 sind mit einem den Heizelementen 28, 29 zugekehrten Hohlraum für das Hindurchleiten eines Kühlmediums (Luft) versehen. Es handelt sich um gewundene Strömungskanäle 34 (Fig. 6) mit einer Eintrittsöffnung 35 und einer Austrittsöffnung 36. Eine (Luft-) Leitung 37 führt zur Eintrittsöffnung 35. Letztere ist durch ein Verschlussorgan absperrbar, nämlich durch einen Ventilkegel 38. Dieser ist durch ein elektrisches Schaltorgan 39 betätigbar. Die Luft wird zur Kühlung unter Druck zugeführt. Durch den Druckabfall im Bereich des Strömungskanals 34 wird ein zusätzlicher Kühleffekt erzielt. An der Austrittsöffnung 36 ist ein Schalldämpfer 40 angeordnet.

Eine Besonderheit ist die Führung und Förderung der Packungen 10 durch das Schrumpfaggregat 20 hindurch. Die insbesondere als Packungsgruppe 13 ankommenden Packungen 10 werden durch Bewegung nach oben und unten, also durch gleichförmige Spreizbewegung, voneinander getrennt. Die Packungen 10 werden zu diesem Zweck über ein keilförmiges, mittiges Führungsstück 41 auf die Oberseite der mittleren Heizplatte 23 und auf die untere Heizplatte 24 geleitet. Das Führungsstück 14 schließt unmittelbar an die mittlere Heizplatte 23 an. An der gegenüberliegenden Seite ist ein in analoger Weise ausgebildetes Führungsstück 42 angeordnet. Dieses bewirkt, dass die Packungen 10 während des Weitertransports bis zur Anlage von Oberseite 25 und Unterseite 26 aneinander bewegt werden. Ein Mundstück mit Oberführung 43 und Unterführung 44 bewirkt, dass die Packung 10 aus der beabstandeten Position bis zur Anlage aneinander geleitet werden. Das Mundstück mit Oberführung 43 und Unterführung 44 ist als (einstückige) Brücke zwischen Schrumpfaggregat 20 und Förderer 21 positioniert (Fig. 5).

Im Eintrittsbereich des Schrumpfaggregats 20 laufen die Packungen 10 bzw. Packungsgruppen 13 auf einer unteren Führungsplatte 45 diese weist eingangsseitig eine abwärtsgeneigte Führungsfläche 46 für die jeweils untere Packung 10 auf.

Weiterhin ist im Eingangsbereich des Schrumpfaggregats 20 eine relative Querverschiebung der Packungen 10 einer Packungsgruppe 13 zueinander vorgesehen, um eine problemlose Trennung der Packungen 10 zu gewährleisten. Zu beiden Seiten der Packungen 10 sind Führungsschienen 47, 48 angeordnet als Seitenführung. Im Eingangsbereich bilden diese quergerichtete Vorsprünge 49 und korrespondierende Rücksprünge. Dadurch ist gewährleistet, dass während des Transports mindestens die oberen Packungen 10 der Packungsgruppe 13 in Querrichtung verschoben und danach in die deckungsgleiche Ausgangsstellung zurückkehren, wie durch eine Anzahl von Pfeilen in Fig. 2 gezeigt.

Eine Besonderheit ist der Transport der Packungen 10 bzw. der Packungsgruppen 13 im Bereich der Schrumpfstation 15. Die Packungsgruppen 13 werden unter Aufrechterhaltung von Abständen zwischen aufeinanderfolgenden Packungsgruppen 13 durch Packungsförderer taktweise von Schrumpfstellung zu Schrumpfstellung transportiert. Jede Packungsgruppe wird durch Mitnehmer 50 von seitlichen Fördergurten 51, 52 an der Rückseite erfasst und mitgenommen. Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich sind auf jeder Seite zwei übereinanderliegende Fördergurte 51, 52 vorgesehen und der oberen sowie unteren Packung 10 der Packungsgruppen 13 zugeordnet. Die Fördergurte 51, 52 sind paarweise über (vier) Umlenkrollen 61, 62 zu beiden Seiten der Bewegungsbahn der Packungen 10 geführt. Die seitlichen Führungen, nämlich die Führungsschienen 47, 48, weisen schlitzförmige Ausnehmungen bzw. Vertiefungen auf für den Durchtritt der Fördergurte 51, 52 bzw. der Mitnehmer 50.

Die durch die Umlenkrollen 51, 52 in einer trapezförmigen Formation angeordneten Fördergurte 51, 52 bilden durch den Packungen 10 zugeordnete Umlenkrollen 61 einen Fördertrum 60, der in unmittelbarer Nachbarschaft zu Stirn- und Bodenflächen der Packungen 10 über die gesamte Förderstrecke verläuft. Die Fördertrume 60 verlaufen innerhalb der U- bzw. winkelförmig ausgebildeten Führungsschienen 47, 48.

Die seitlichen Fördergurte 51, 52 übernehmen in besonderer Weise die Packungsgruppen 13 von dem Zuförderer, nämlich von dem Gruppenförderer 17. Die Fördergurte 51, 52 erstrecken sich in den zugekehrten Endbereich des Gruppenförderers 17, sodass eine Packungsgruppe 13 durch Mitnehmer 50 der Fördergurte 51, 52 erfasst wird, während ein nach unten gerichteter Mitnehmer 19 sich noch in Förderstellung befindet (Fig. 8/Fig. 9). Der Antrieb der Fördergurte 51, 52 ist so geregelt, dass die erfasste Packungsgruppe 13 mit erhöhter Geschwindigkeit weitertransportiert wird und sich so von dem Mitnehmer 19 des Gruppenförderers 17 löst (Fig. 10, Fig. 11). Der Mitnehmer 19 kann nun durch Umlenkung des Gruppenförderers 17 störungsfrei aus der Bewegungsbahn der Packungen 10 heraustreten. Die Fördergurte 51, 52 können insgesamt mit höherer Geschwindigkeit angetrieben sein als der Gruppenförderer 17 oder mit ungleichförmiger Geschwindigkeit. Die Fördergurte 51, 52 sind so bemessen bzw. durch die Umlenkrollen 61, 62 so geführt, dass die Packungen 10 mit Abstand vor dem Schrumpfaggregat 20 bzw. vor den Heizplatten 22, 23, 24 übernommen und transportiert werden.

Für die Arbeitsweise des Schrumpfaggregats 20 ist von besonderer Bedeutung eine Bewegbarkeit der Heizorgane bzw. Heizplatten 22, 24, damit die Packungen 10 während eines Fördertaktes nicht durch beidseitig anliegende Heizorgane belastet sind. Zu diesem Zweck können die Heizplatten 22, 24 gesteuert und in Abstimmung mit den Arbeitstakten auf und ab bewegt werden.

Die obere Heizplatte 22 ist als Einheit von den jeweils oberen Packungen 10 abhebbar. Des Weiteren ist (gleichzeitig) die untere Heizplatte 24 absenkbar. Für die Durchführung eines Fördertaktes liegen demnach die oberen Packungen 10 (nur) auf der mittleren Heizplatte 23 bzw. der Kühlplatte 32. Die unteren Packungen 10 werden mit der unteren Heizplatte 24 abgesenkt und liegen - mit Abstand von der mittleren Heizplatte 23 - auf dieser als Bewegungsfläche auf.

Beide Heizplatten 22 und 24 werden über Huborgane von unten her betätigt. Die obere Heizplatte 22 ist durch jeweils zwei an den Enden angeordnete Hubstangen 53, 54 auf- und abbewegbar. Desgleichen sind Hubstangen 55, 56 für die untere Heizplatte 24 auf- und abbewegbar. Die aufeinanderabgestimmte Betätigung der Hubstangen 53, 54 bzw. 55, 56 erfolgt durch geeignete Betätigungsorgane (nicht gezeigt), insbesondere Kurvenscheiben, die unterhalb einer durchgehenden, das gesamte Schrumpfaggregat 20 aufnehmenden Halteplatte 57 angeordnet sind. Die Hubstangen 53 .. 56 sind jeweils mit den Tragplatten 30 der oberen und unteren Heizplatten 22, 24 verbunden.

Die zentrale Halteplatte 57 trägt alle Organe des Schrumpfaggregats 20, einschließlich der Förderorgane. Auch sind die Hubstangen 53 .. 56 mit Führungen 58 über einen seitwärts gerichteten Tragarm 59 mit der Halteplatte 57 verbunden. Diese ist in geeigneter Weise an ein Maschinengestell (nicht gezeigt) angeschlossen.

10

Packungen

11

Außenumhüllung

12

Faltstation

13

Packungsgruppe

14

Siegelstation

15

Schrumpfstation

16

Packungsturm

17

Gruppenförderer

18

Untertrum

19

Steg

20

Schrumpfaggregat

21

Abförderer

22

Heizplatte

23

Heizplatte

24

Heizplatte

25

Oberseite

26

Unterseite

27

Deckplatte

28

Heizelemente

29

Heizelemente

30

Tragplatte

31

Heizelemente

32

Kühlplatte

33

Strömungskanal

34

Strömungskanal

35

Eintrittsöffnung

36

Austrittsöffnung

37

Leitung

38

Ventilkegel

39

Schaltorgan

40

Schalldämpfer

41

Führungsstück

42

Führungsstück

43

Oberführung

44

Unterführung

45

Führungsplatte

46

Führungsfläche

47

Führungsschienen

48

Führungsschienen

49

Vorsprung

50

Mitnehmer

51

Fördergurt

52

Fördergurt

53

Hubstange

54

Hubstange

55

Hubstange

56

Hubstange

57

Halteplatte

58

Führung

59

Tragarm

60

Fördertrum

61

Umlenkrollen

62

Umlenkrollen