VDI 3968 Blatt 4-1994 Safety of load units shrinking.pdf

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1、DK 678 : 62 - 41 6 : 621 .88.084621 .1 73.92 : 677.057.74(083.1 32) VDI-RICHTLINIEN Januar 1994VEREINDEUTSCHERINGENIEURESicherung von LadeeinheitenSchrumpfenVDI 3968Blatt 4Safety of load unitsShrinkingInhalt Seite1 Begriffsbestimmung/Definition 22 Aufgaben des Schrumpfens 23 Anforderung an die Schru

2、mpfverpackung 24 Packstoffe 24.1 Wichtige Folieneigenschaften fr den Anwender 24.2 Schrumpffohen aus PE-LD 35 Auswahlkriterien 36 Umhllen 36.1 Umhllungsvarianten 36.2 Umhllungsverfahren 36.3 Banderoliermaschinen 46.4 Spiralwickelmaschinen 57 Schrumpfsysteme 57.1 Varianten der einzelnen Schrumpfsyste

3、me 57.2 Einsatzmglichkeiten von Schrumpfsystemen 88 Zusatzeinrichtungen zu den Schrumpfsystemen 108.1 Unterschrumpf-System 108.2 Anti-Klebe-System 108.3 Anti-Falten-System 108.4 Anti-Kipp-System 109 Unfallverhtungsvorschriften und Sicherheitsbestimmungen 10VDI-Gesellschaft Frdertechnik Materialflu L

4、ogistikAusschu B5 VerpackungstechnikVDI-Handbuch Materialflu und Frdertechnik, Band 6B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-2- VDI 3968 Blatt 4 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsse

5、ldorf 19941 Begriffsbestimmung/DefinitionUnter schrumpfen versteht man Verfahren zum Umhllen und Sichern von Ladeeinheiten mit schrumpffhiger Kunststoff-Folie. Durch kurzzeitige, gezielteWrmeeinwirkung werden die bei der Schrumpf-Folien-Herstellung eingefrorenen“ Spannungen freigesetzt. Ihre zusamme

6、nhaltende Funktion erfllt dieFolienhlle, indem sie nach dem Abkhlen die Ladeeinheit konturennah umschliet (siehe Bild 1).Bild 1. Beispiele schrumpfverpackter Palettenladeeinheitena) aufrecht stehende Dachbahnenrollenb) konnmissionierte Warec) Formatsteined) Behlterglase) Sackstapelf) Garnspulen (Kop

7、sen)g) Weigerte (z.B. Khlschrank)Schrumpfen zur Sicherung einer Ladeeinheit mitSchrumpffolie erfolgt im wesentlichen in zwei Schritten. Der erste Schritt beinhaltet das Umhllen desPackstapels mit der schrumpffhigen Folie, derzweite deren kurzzeitige Erwrmung. Durch die Erwrmung zieht sich die Folien

8、hlle zusammen undumschliet die Ladeeinheit konturennah.Die Folie bt nur geringe Krfte auf die Ladeeinheitim Ruhezustand aus, dagegen ist sie in der Lage,bei uerer Belastung grere Krfte zur Stabilisierung der Ladeeinheit aufzunehmen.Die Temperatur kann je nach verwendeter Foheunterschiedlich sein. Si

9、e liegt generell ber dem Erweichungspunkt des Folien Werkstoffes im Bereichvon ca. 110 bis 130 C.2 Aufgaben des Schrumpfens Sicherung der Ladeeinheit gegen Auseinanderfallen und Verschieben beim Transportieren, Umschlagen, Lagern Zusammenfassung von Packstcken und Teilen,form- und transportmittelger

10、echt, zu Ladeeinheiten Schutz gegenber ueren Einflssen Bedingter Schutz gegen DiebstahlDas Verfahren kann fr Ladeeinheiten mit oder ohnePaletten, die regelmige oder unregelmige Verbnde aufweisen, eingesetzt werden.3 Anforderung an die Schrumpfverpackung Loch- und faltenfreie Schrumpfung Unterschrump

11、fung unter den Ladungstrger Klebeverhinderung bei folienverpackten Packstcken Werbetrger, Displaywirkung, Abdeckung4 PackstoffeAls Werkstoff fr SchrumpffoHen wird berwiegendPolyethylen (PE) niederer Dichte (PE-LD) eingesetzt.Die Folieneigenschaften sind in DIN 55532 (Entwurf)festgelegt und werden be

12、stimmt durch den eingesetzten Rohstoff (PE-LD, PE-Abmischungen, Zustze,z.B. Gleitmittel, Anti-Blockmittel, UV-Stabilisatorenu.a.), durch das Herstellungsverfahren z.B. ko-extrudiert sowie durch das Aufblasverhltnis, dieAbzuggeschwindigkeit usw.4.1 Wichtige Folieneigenschaftenfr den Anwender recycHng

13、-fhig wasserdicht, aber nicht wasserdampfdicht transparent einfrbbarB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1994 VDI 3968 Blatt 4 -3- bedruc

14、kbar bestndig gegen verschiedene organische und anorganische Stoffe UV-stabiHsierbar ber lngere Zeit elastisch (abhngig von Additiven und ueren Einflssen) schweibar4.2 Schrumpffolien aus PE-LD in Rollen als Seitenfaltenschlauch (siehe Bild 2) in Rollen als Flachfolie in Rollen als Schlauch in Rollen

15、 als konfektionierte Hauben konfektionierte HaubenBild 2. Seitenfaltenschlauch vom WickelBeispiel 1Wird z.B. auf genormtem Ladungstrger verpacktbei stndig vechselnder Hhe, kommt die Umhllung vom Schlauch bevorzugt zur Anwendung.Beispiel 2Variiert die Grundflche wesentlich bei konstanterHhe, wird man

16、 bevorzugt die Horizontalbanderolen whlen.Weitere Informationen gehen aus Bild 3 bis 5 hervor.Folien Haube undDecicblattHaube (5-iSeitenfaltenschlauchzeitig) vomFlachschlauchHaube undBodenfolieBeispiele:Ladung mitLadungstrger 0 0Ladeeinheiten-speltrumfeststehende Grundflchen, variable HhenBild 3. Um

17、hllungsvarianten mit HaubenFolien KombinationHaube/Deckblatt KombinationHaube/Haube eine HaubeBeispiele:LadungohneLadungstrgerBild 4. Umhllungsvarianten, palettenlos5 AuswahlkriterienAuer den in Abschnitt 4.1 genannten Folieneigenschaften sind folgende Maschinenauswahlkriterien zu bercksichtigen : D

18、urchsatz (Einheiten/Stunde) Automatisierungsgrad Umhllungsverfahren Schrumpfverfahren Investitionshhe (Kosten-Nutzen-Rechnung) SicherheitsaspekteFolienSpiralwickelmit/ohneDeckblattSpiralwickelmit/ohneBoden foHeVertikalbanderoleHorizontalbanderoleKreuzbanderoleBeispiele:Ladung mitund ohneLadungstrger

19、 # 0 #LadeeinheitenspektrumvariableGrundflchevariableHhevariableGrundflchevariableHhevariableLnge+HhefeststehendeBreitevariableGrundflchefeststehendeHhevariableLngefeststehendeBreiteBild 5. Umhllungsvarianten mit Flachfolien6.2 UmhllungsverfahrenHaubenberziehmaschinemit Seitenfaltenschlauch(Ein -/Me

20、hrformatmaschine)SpiralwickelmaschineBanderoliermaschineHaubenberziehmaschinenach demVertikalprinzipHaubenberziehmaschinenach demFallschirmprinzipSpiralumwicklunghorizontal,vertikal undKreuzbanderolen-MaschineBild 6. Umhllungsverfahren, halb- und vollautomatisch6 Umlillen6.1 UmhllungsvariantenEntsch

21、eidend fr die Auswahl der Umhllungsvariante sind : die Abmessungsnderungen von Lnge, Breiteund Hhe die Verpackung mit oder ohne Ladungstrger die allgemeinen Transport-, Umschlag- und Lagerbedingungen die Form der Ladung6.2.1 Manuelles HaubenberziehenKonfektionierte Schrumpfhauben knnen im Stapeloder

22、 auch als Rollenware mit perforierter Trennahtbezogen werden. Die einfachste Weise ist, eineSchrumpfhaube manuell ber einen Stapel zu brin-B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-4- VDI 3968 Blatt 4 All

23、e Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1994gen, um sie nachfolgend auch manuell einzuschrumpfen. Wo nur geringe Stckzahlen oder nur kurzzeitigdas Verfahren zum Einsatz kommt, wird es so bevorzugt angewandt. Bei unterschiedlichen Hhen derLadeeinheiten empfiehlt sich der Einsatz e

24、iner kleinen Haubenschweimaschine fr die manuelle Konfektionierung.6.2.2 Maschinelles HaubenberziehenHaubenberziehmaschinen werden nur in seltenenEinzelfllen noch als Halbautomaten eingesetzt. Dievollautomatischen Haubenberziehmaschinen arbeiten vom Seitenfaltenschlauch. Sie tasten die Hheder Ladeei

25、nheit ab und konfektionieren die Haubenlnge entsprechend. Beim Umhllungsvorgang werden zwei Verfahren unterschieden: Vertikal verfahrenund Fallschirmverfahren.Schrumpffolien unterliegen herstellungsbedingtenAbmessungsschwankungen. Es kommt manchmal zuStrungen in den Konfektioniereinrichtungen. Diese

26、Strungen mssen dann manuell schnell beseitigtwerden.Schrumpffolien sollen mglichst berhrungslos bergezogen werden. Beim Fallschirmprinzip erfolgt diesaus der natrlichen Bewegung: Die Schrumpfhaubeblht sich auf und kann so berhrungslos ber dieLadeeinheit gezogen werden. Beim Trumprinzipmssen Zusatzei

27、nrichtungen eingebaut werden.Haubenberziehmaschinen knnen fr mehrereGrundflchenformate von verschiedenen Schlauchabmessungen arbeiten.Folienffnung Konfektioniereinheit- Ladeeinheit FrdererBild 7. Haubenberziehmaschine nach dem Vertikalprinzip6.2.2.2 FallschirmprinzipDie Konfektioniereinheit befindet

28、 sich zu ebenerErde seithch von der berziehmaschine. Die Foliewird aus der Konfektioniereinheit herausgezogen, dieHaube geschweit und abgeschnitten. Die so konfektionierte Haube wird in einer Wendebewegung berdie nebenan stehende Ladeeinheit gestlpt (Bild 8).FolienffnungLadeein hei tFrdererBild 8. H

29、aubenberziehmaschine nach dem Fallschirmprinzip6.2.2.1 VertikalprinzipDie Folienhaube wird oberhalb der Ladeeinheit gebildet und vertikal bergezogen, d.h. ffnung,Schwei- und Schneideeinrichtung befinden sichoberhalb der Ladeeinheit (Bild 7).6.3 BanderoliermaschinenBanderoliermaschinen arbeiten von d

30、er flachen Folienrolle, meistens im Durchlaufverfahren (sieheBild 9). Bei der Horizontalbanderole stehen dieFlachfolienrollen seitlich von der Frdereinrichtung,B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All

31、e Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1994 VDI 3968 Blatt 4 -5-bei der vertikalen Banderole liegt eine Folienrolleoberhalb und eine unterhalb der Frdereinrichtung.Beim Kreuzbanderolenverfahren sind beide Maschinen hintereinandergeschaltet. Durch Auswechseln verschieden breiter

32、Banderolen knnen variierende Ladungsabmessungen auch chaotisch verarbeitet werden (siehe Bild 9). Moderne Schweivorrichtungen, die die Folie nur im entlasteten Zustandschweien, reduzieren die Schwchung, die durch dieSchweinaht an der Folie entsteht.6.4 SpiralwickelmaschinenDie Spiralwickelmaschine v

33、erarbeitet eineSchrumpffolie, die dann spiralfrmig um Ladeeinheitund Ladungstrger wie beim Stretch verfahren gewik-kelt wird, ohne da die Folie unter besonderer Spannung aufgebracht wird. Mit diesem Verfahren knnen Ladeeinheiten, die besonders stark in ihrer Hheund Grundflche variieren, mit einer Ma

34、schine undeiner Folienbreite verpackt werden (siehe Bild 10).Schrumpf-rahmenHubschlittenBild 10. Spiralwickelmaschine7 SchrumpfsystemeDie automatischen Schrumpfsysteme entwickeltensich vom Schrumpfofen ber die Schrumpfsulen zuden heutigen Schrumpfrahmen. Die ersten beiden Systeme werden nur noch sel

35、ten gebaut.Anders bei den Handschrumpfgerten, die von Beginn bis heute in groen Stckzahlen zum Einsatzkommen.Folgende Schrumpfsysteme werden eingesetzt: Schrumpfrahmen Schrumpfglocken Schrumpfofen Schrumpfsulen Mobilschrumpfgerte Handschrumpfgerte7.1 Varianten der einzelnenSchrumpfsysteme7.1.1 Schru

36、mpfrahmenSchrumpfrahmen umschlieen die Ladeeinheit undwerden vertikal bewegt. Sie sind mit einzelnen oderBild 1 1 . Schrumpfrahmenauch mit durchgehenden Heizelementen bestckt, diesowohl gas- als auch elektrisch betrieben werden(Bild 11).Die Heizung erfolgt direkt oder indirekt (siehe hierzuTabelle 1

37、 und 2).Der dem Stapelgrundma angepate Schrumpfrahmen wird von oben nach unten ber den mitSchrumpffolie umhllten Stapel gefhrt. In untersterStellung beginnt die Wrmeabgabe, wobei meistenszunchst mit dem Unter schrumpfverfahren begonnenwird. Nach Fertigstellung des Unterschrumpfs fhrtder Rahmen nach

38、oben und erwrmt im Vorbeifahren die Folienhlle. Der Stapel mu mittig zumSchrumpfrahmen stehen, wobei die Grundflche derLadeeinheit nur in Grenzen varrieren darf.Bei Anlagen mit hohem Durchsatz taucht derSchrumpfrahmen in die Frderbahn ein, so da derLeerhub entfllt.Gasbeheizte Schrumpfrahmen eignen s

39、ich gleichzeitig fr kleinen und groen Durchsatz, da sie keineV orheizzeit bentigen, Elektro-Schrumpfrahmennur, wenn die Vorheizzeit sehr kurz (einige wenigeMinuten) und der Wrmeverlust whrend der Stillstandszeiten klein ist.7.1.2 SchrumpfglockeSchrumpfglocken sind unten offene Rechteckbehlter, die e

40、s sowohl mit zentraler Heizeinrichtung alsauch mit umlaufend montierten Heizelementen gibt.Sie knnen sowohl mit Gas als auch elektrisch betrieben werden. Sie eignen sich besonders fr mittlereLeistungen und sind gnstig im Energieverbrauch.Schrumpfglocken mssen jedoch vor Arbeitsbeginnje nach installi

41、erter Heizleistung zwischen 15 und30 Minuten vorgeheizt werden.7.1.3 SchrumpfofenSchrumpffen gibt es als Kammer- oder auch alsDurchlauffen. Sie knnen l-, gas- oder elektrischbeheizt sein. Dabei kann die Luft auch ber Wrmeaustauscher erwrmt werden, wodurch die SicherheitB974908A824A6748CAAAA99BAB349F

42、63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 6 VDI 3968 Blatt 4 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1994Tabelle 1. Beschreibung der Gasheizeinrichtungen von SchrumpfrahmenGasbrenner werden mit drei verschiedene

43、n Gasen beheizt: a) Erdgas, b) Propan-/Butangas; c) Stadtgas (Kokereigas). Fr dasKokereigas mssen wegen der sehr hohen Brenngeschwindigkeit besondere Brenner eingesetzt werden. ACHTUNG: Explosionsgefahr! Wegen der Abgase sind die MAK-Werte zu beachten. Durch geeignete Sicherheitssysteme kann der Hei

44、luftaustritt berden gesamten Rahmenumfang gegen berhitzung und Eintreten von Fremdkrpern berwacht werden.1 . Gekapselte Gasheizung mit Wrmerckgewinnung2. Geschlossenes Gasheizsystemmit Ansaugluftfilter3. Offene Gasheizung- mittlere Austrittstemperatur, 350 bis500 C- Gemischbrenner in teilweise gesch

45、lossenem Gehuse- Umlenkung der Heiluft durch Sekundrluft in Richtung Austrittsdse kleines Temperaturgeflle nach demAustritt- Folie mu nicht konturennah die Palettenladung umhllen- Wrmerckgewinnung durch teilweiseRckfhrung der Heiluft whrend desSchrumpfvorgangsAnwendungen :- Glasindustrie- Getrnkeind

46、ustrie- Lebensmittelindustrie usw.- niedrigere Austrittstemperatur, ca. 250bis 400 C- Gemischbrenner in komplett geschlossenem Gehuse- Umlenkung der Heiluft durch Sekundrluft und Leitbleche in Richtung Austrittsdse- Herabmischung der Lufttemperatur inzwei Stufen- Primr- und Sekundrluft gefiltert- kl

47、eines Temperaturgeflle nach demAustritt- Folie mu nicht konturennah die Palettenladung umhllen- grte Sicherheit durch spezielles Gasmanagement mit RedundanzAnwendungen:- Chemie-Industrie- Kartonagen-/Papierindustrie usw.- hohe Austrittstemperatur, 800 bis1 000 C- Bunsen- oder Venturibrenner- keine U

48、mlenkung der Heiluft- Nur Gas wird zum Brenner gefhrt(einfacher Aufbau).- hohes Temperaturgeflle nach demAustritt- Folie mu konturennah die Palettenladung umhllen, sonst Lochschrumpfung- Brenner mssen regelmig gereinigtwerden.Anwendungen:- Baustoffindustrie usw.Tabelle 2. Beschreibung der Elektroheizeinrichtungen von SchrumpfrahmenElektroheizsysteme werden berwiegend in Gebuden eingesetzt, in denen kein Gasanschlu vorhanden oder zulssig ist. DieHeiluftaustrittstemperaturen liegen zwischen 200