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Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei Verpackungsmaschinen müssen regelmäßig Teile ausgetauscht werden. Ein Austausch ist hierbei beispielsweise aufgrund des Verschleißes von Verschleißteilen, beispielsweise Dichtungen oder dergleichen erforderlich. Auch beim Umrüsten einer Verpackungsmaschine auf andere Produkte oder Produktformate müssen Teile, z. B. Werkzeuge, getauscht werden.
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Für die Betriebssicherheit der Maschine ist dabei von außerordentlicher Bedeutung, dass stets passende und qualitativ einwandfreie Bauteile zum Einsatz kommen.
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Die
DE 101 29 392 A1 offenbart beispielsweise eine Verpackungsmaschine, die austauschbaren Bauteile mit Identifikations- und Lesesensoren umfasst. Auf einem in das Werkzeug eingebauten Sensorchip sind Daten gespeichert, die zur Kennung des Werkzeuges dienen oder Sollwerte für die automatische Einstellung von verstellbaren Maschinenparametern beinhalten.
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Eine weitere Verpackungsmaschine geht aus der
DE 199 41 485 A1 hervor. Hier soll durch Identifikationselemente sichergestellt werden, dass bei einem Formatwechsel die Maschine erst wieder in Betrieb genommen werden kann, wenn alle richtigen formatabhängigen Bauteile an der Verpackungsmaschine vorhanden sind.
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Insbesondere im Bereich der Lebensmittelverpackung, z. B. bei sogenannten Tiefziehmaschinen oder Schalenversiegelungsmaschinen, ist die Funktion der Dichtung in der Versiegelungsstation von entscheidender Bedeutung, um eine einwandfrei dichte Verpackung mit vorheriger Evakuierung und eventuell spezieller Begasung sicherzustellen. Daher wird beispielsweise bei derartigen Maschinen die sogenannte Siegeldichtung regelmäßig nach einer bestimmten Anzahl von Betriebstakten getauscht. Damit die Siegeldichtung die vorgegebene Anzahl von Betriebstakten auch funktionssicher arbeiten kann, ist beispielsweise für dieses Bauteil neben der passenden Dimensionierung auch die Material- und Fertigungsqualität von entscheidender Bedeutung. Gleiches gilt auch für andere Austauschteile, beispielsweise Schneidwerkzeuge oder dergleichen, um eine dauerhafte Funktionssicherheit zu bewirken.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Verpackungsmaschine vorzuschlagen, bei der die Gefahr des Einbaus eines ungeeigneten Austauschteils reduziert oder ganz vermieden ist.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Verpackungsmaschine der einleitend genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Dementsprechend wird bei einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine eine Leseeinheit für maschinenlesbare Informationen und wenigstens ein Austauschteil mit einem maschinenlesbaren Informationsträger versehen. Austauschteile können beispielsweise Verschleißteile, Werkzeuge und/oder sonstige Reparaturteile sein.
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Durch die Möglichkeit, die maschinenlesbare Information des Austauschteils über die Leseeinheit durch die Verpackungsmaschine auszulesen, kann beispielsweise eine Identifikation des neu einzubauenden Austauschteils erfolgen und auf diese Weise sicher gestellt werden, dass nur ein geeignetes Teil zum Einsatz kommt.
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Grundsätzlich kann erfindungsgemäß jede Art von maschinenlesbaren Informationsträgern mit zugehöriger Leseeinheit, insbesondere auch ein drahtlos lesbarer Informationsträger verwendet werden. In Frage kommt beispielsweise ein Barcode auf dem Austauschteil mit entsprechendem maschinenseitigem Scanner oder dergleichen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird jedoch der Informationsträger mit einer Sendeeinheit zur aktiven berührungslosen Informationsübertragung versehen. Dies ermöglicht eine lokal unabhängigere Informationsübertragung, d. h. das den Datenträger aufweisende Teil muss nicht in einer bestimmten Position zur Leseeinheit positioniert oder an dieser vorbeigeführt werden. Mit Hilfe eines derartigen Informationsträgers ist beispielsweise auch eine Informationsübertragung während des Einbaus oder in eingebautem Zustand während des Betriebs in unterschiedlichen Positionen möglich.
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Der Sender des Informationsträgers kann beispielsweise ein elektromagnetischer oder ein Ultraschallsender sein. In beiden Fällen ist eine Informationsübertragung drahtlos möglich.
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Vorzugsweise wird neben der Informations- bzw. Datenübertragung auch eine Energieübertragung zwischen der Leseeinheit und dem Informationsträger vorgesehen. Eine solche Ausführung hat zur Folge, dass der Informationsträger keine eigene Energieversorgung benötigt. Hierdurch wird die Ausgestaltung des Informationsträgers für die Austauschteile erheblich vereinfacht. Darüber hinaus sind derartige Informationsträger bzw. die damit versehenen Teile auch über längere Zeit lagerbar, ohne das die Funktionssicherheit beispielsweise durch Entladung eines Energiespeichers beeinträchtigt wird.
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Die Energieübertragung zwischen Leseeinheit und Informationsträger kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass der Informationsträger eine Spule zur Energieaufnahme über die Einstrahlung elektronmagnetischer Wellen umfasst. Im Falle der Verwendung elektromagnetischer Strahlung kann durch Induktion in einer Spule die für den Betrieb des Informationsträgers erforderliche Energie auf Seiten des Informationsträgers aufgenommen werden.
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In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann die gleiche Spule, die zur Energieübertragung auf Seiten des Informationsträger Verwendung findet, auch als Sendeantenne zur Informationsübertragung dienen. Eine solche Ausgestaltung ist beispielsweise bei handelsüblichen RFID-Einheiten bekannt. Derartige RFID-Einheiten können somit ohne weiteres erfindungsgemäß bei einer Verpackungsmaschine der beschriebenen Art eingesetzt werden.
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Vorzugsweise wird bei einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine ein Informationsaustausch vorgesehen, so dass nicht nur Daten vom Informationsträger durch die Verpackungsmaschine lesbar sind, sondern auch Daten von der Maschine auf den Informationsträger des Austauschteils geschrieben werden können. In dieser Ausführungsform wäre es beispielsweise möglich, Daten über die Art und Dauer des Betriebseinsatzes eines Austauschteils auf den Informationsträger zu schreiben, so dass diese werksseitig abrufbar sind. Derartige Angaben können sodann in der Weiterentwicklung genutzt werden. Auch bei der Frage der Gewährleistung können derartige Daten dazu dienen, Angaben des Betreibers über die Art und den Umfang des Einsatzes von derartigen Austauschteilen zu überprüfen.
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Hierzu wird in vorteilhafter Weise der Informationsträger mit einem Chip versehen, der einen Informationsspeicher umfasst.
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Diese Art von Informationsspeicher ist auf kleinstem Raum realisierbar und dabei unmittelbar in den Schaltkreis für den Betrieb der Lese- und Empfangseinheit des Informationsträgers zu integrieren.
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In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird der Informationsträger des Austauschteils programmierbar ausgebildet.
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Dies ermöglicht eine flexiblere Anwendung eines erfindungsgemäßen Informationsträgers, beispielsweise für unterschiedliche Maschinen und unterschiedliche Informationsaustauschprozeduren.
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Darüber hinaus kann mit einem programmierbaren Informationsträger auch eine höhere Stufe der Datensicherheit durch entsprechende Verschlüsselungsprogramme erzielt werden.
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Eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine wird bevorzugt so ausgebildet, dass die Leseeinheit zugleich als Schreibeinheit ausgebildet ist. Die Lese- und/oder Schreibeinheit der Verpackungsmaschine kann beispielsweise entsprechend der oben beschriebenen Ausgestaltung des Informationsträgers des Austauschteils ebenfalls in Form eines Schwingkreises mit Steuer- und Speicherchip sowie Empfangs- und Sendespule ausgebildet sein.
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In einer ersten Anwendung der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine bzw. der Austauschteile wird die vom Austauschteil lesbare Information dazu verwendet, um eine Authentifizierung des Austauschteils vorzunehmen. Hierdurch wird, wie oben angeführt, sicher gestellt, dass ein geeignetes herstellerseitig zugelassenes Austauschteil verwendet wird.
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Weiterhin kann jedoch mit einem erfindungsgemäßen Informationsträger in Verbindung mit der zugehörigen Leseeinheit der Verpackungsmaschine auch eine Lageerkennung durchgeführt werden. Eine Lageerkennung ist beispielsweise von Vorteil, um eine richtige Einbauposition des Austauschteils zu erfassen und gegebenenfalls zu korrigieren. Auch eine Veränderung der gewünschten Lage oder unter Umständen auch der Form des Austauschteils kann auf diese Weise erfasst sowie gegebenenfalls angezeigt und behoben werden.
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Bei einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine können weiterhin Informationen übertragen werden, die nicht nur zur Authentifizierung des Austauschteils dienen, sondern auch unmittelbar die Maschineneinstellung betreffen. So können beispielsweise Einstellwerte der Betriebsparameter für die Maschinensteuerung oder auch Daten eines teilespezifischen Betriebsmodus unmittelbar beim Einbau des Austauschteils durch Auslesen der im Informationsträger des Austauschteils eingespeicherten Daten übertragen und maschinenseitig eingestellt werden. Solche Betriebsdaten bzw. Einstellparameter sind beispielsweise Betriebstemperaturen, Betriebszeiten, Betriebsdrucke, usw. So kann z. B. beim Wechsel einer Siegeldichtung und/oder eines Siegelwerkzeugs die Einstellung derartiger Parameter automatisch anhand der Daten des bzw. der zugehörigen Informationsträger vorgenommen werden. Auch hierdurch wird die Betriebssicherheit einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine verbessert und die Rüstzeiten verkürzt.
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Bei Ausstattung aller Austauschteile der genannten Maschinen oder einer Baugruppe von Austauschteilen mit erfindungsgemäßen Informationsträgern kann zudem eine Vollständigkeitsprüfung der gesamten Maschine oder der betreffenden Baugruppe erfolgen. So kann beispielsweise geprüft werden, ob alle wesentlichen Teile wie Oberteil, Dichtung und Unterteil eines Siegelwerkzeugs vollständig, zueinander passend und/oder in der korrekten Einbaulage montiert sind.
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Vorzugsweise wird in der Maschine ein Sperrmodus vorgesehen, mittels dessen die Maschine für den Betrieb gesperrt werden kann, wenn ein nicht zugelassenes Austauschteil eingebaut oder ein zugelassenes Austauschteil falsch eingebaut wird. Auf diese Weise lassen sich Fehlfunktionen aufgrund derartiger Fehler von Bedienpersonen vermeiden.
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Ein Sperrcode ist auch für den Zugang zur Kontrolleinheit sinnvoll, um nur autorisierten Bedienpersonen den Zugriff zu gestatten.
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Die Verpackungsmaschine wird, wie bereits oben angedeutet, vorzugsweise mit einer Kontrolleinheit zur Erfassung von Zustandsparametern und/oder Betriebsdaten von Austauschteilen ausgebildet. Hierzu wird vorzugsweise die Kontrolleinheit so ausgebildet, dass sie auch zum Beschreiben des Informationsträgers des Austauschteils mit Zustandsparametern und/oder Betriebsdaten ausgebildet ist.
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Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, wichtige Informationen, beispielsweise über die Anzahl der Betriebszyklen oder dergleichen auf ein Austauschteil zu schreiben. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn ein Austausch von Werkzeugen, z. B. von Form-, Siegel- oder Schneidwerkzeugen, Dichtungen, z. B. der Siegeldichtung oder dergleichen zum Zwecke des Produkt- oder Produktformatwechsels erfolgt, wobei die Austauschteile hinsichtlich ihrer Betriebskapazität noch nicht erschöpft sind. In diesem Fall kann eine entsprechende Information auf das Austauschteil geschrieben werden, so dass diese erneut einem Einsatz zugänglich sind, wobei die Verpackungsmaschine beim erneuten Einsatz dieses Austauschteils in der Lage ist, aus der maschinenlesbaren Information des Informationsträgers die noch verbleibende Betriebsdauer zu bestimmen.
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Darüber hinaus ist, wie bereits oben erwähnt, in dieser Ausgestaltung die Kontrolle der Art und des Umfangs des Einsatzes anhand des ausgebauten Austauschteils möglich.
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Vorteilhafterweise wird die Verpackungsmaschine mit einer Speichereinheit ausgerüstet, die Informationsdaten über die zugelassenen Austauschteile umfasst. Auf diese Weise kann eine neu ausgelieferte Verpackungsmaschine alle erforderlichen Daten über zugelassene Austauschteile, insbesondere für deren Authentifizierung beinhalten. Um künftigen Entwicklungen Rechnung zu tragen, wird vorteilhafter Weise diese Speichereinheit der Verpackungsmaschine aktualisierbar ausgebildet. Eine Aktualisierung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Kontroll- und/oder Speichereinheit der Verpackungsmaschine über eine Schnittstelle mittels eines elektronischen Netzwerks zugänglich ist.
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Andere Aktualisierungsmethoden, beispielsweise über andere Schnittstellen handelsüblicher Datenverarbeitungsgeräte, z. B. eine USB-Schnittstelle, sind jedoch ohne weiteres möglich.
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Neben der Verwendung gespeicherter Informationen seitens der Verpackungsmaschine wird in einer anderen Ausführungsvariante die Abfrage aktualisierter Daten aus einem Zentralspeicher, z. B. über ein elektronisches Netzwerk, vorgesehen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert:
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1 eine perspektivische schematische Darstellung des Siegelwerkzeugs einer als sogenannte Tiefziehmaschine ausgebildeten Verpackungsmaschine und
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2 eine perspektivische Darstellung des Schnittwerkzeugs einer eben solchen Maschine.
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Das Siegelwerkzeug 1 gemäß 1 umfasst ein Werkzeugunterteil 2 sowie ein Werkzeugoberteil 3, zwischen denen eine Siegeldichtung 4 angeordnet ist. Jedes dieser Teile ist mit einer als schwarzer Punkt angedeuteten RFID-Einheit 5, 6, 7 ausgestattet.
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Die RFID-Einheiten 5, 6, 7 sind in der Lage mit einer nicht näher dargestellten Sendeeinheit der Verpackungsmaschine zu kommunizieren, wie anhand der Strahlungslinien 8 angedeutet ist.
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Das Werkzeugunterteil 2, das Werkzeugoberteil 3 sowie die Siegeldichtung 4 umfassen jeweils drei Segmente 9, 10, 11, die sich aus dem Format der mit diesem Werkzeug zu versiegelnden Verpackungen ergibt. In das dargestellte Werkzeugunterteil 2 wird eine tiefgezogene Folie mit eingelegtem bzw. eingefülltem Packgut aufgenommen, die drei schalenförmige Mulden aufweist, von denen jede in eine Hohlform der Segmente 9, 10, 11 passt. Beim Schließen des Werkzeugunterteils wird die Siegeldichtung 4 mit den zwischen den Mulden befindlichen Randbereichen in Kontakt gebracht und angedrückt. Dabei wird vor dem Schließen des Siegelwerkzeugs die Deckelfolie zum Verschluss bzw. zur Versiegelung der mit Packgut gefüllten Mulden eingezogen. Nach dem Schließen des Siegelwerkzeugs 1 wird der Zwischenraum evakuiert, gegebenenfalls durch ein Funktionsgas begast und anschließend die Deckelfolie mit der die Mulden bzw. Verpackungen beinhaltenden Folie durch Druck und Temperatureinwirkung verbunden, d. h. in diesem Fall verschweißt.
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Wie anhand dieses Beispiels unschwer zu erkennen ist, muss bei einem Formatwechsel der mit der Verpackungsmaschine herzustellenden Verpackungen das Siegelwerkzeug 1 geändert werden. Ein Formatwechsel bedeutet beispielsweise, dass Verpackungen anderer Größe oder anderer Form auf der Verpackungsmaschine gefertigt, gefüllt und versiegelt werden. Die Werkzeugteile 2, 3, 4 müssen selbstverständlich in dieser Packungsgröße bzw. -form sowie auch der Anzahl dieser Packungen angepasst sein. Dies ist nur mit einem Wechsel dieser drei Werkzeugteile möglich.
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Die Siegeldichtung 4 ist darüber hinaus ein für die Fertigungsqualität besonders wichtiges Bauelement. Um die Funktionssicherheit der Siegeldichtung 4 zu gewährleisten ist ein regelmäßiger Austausch nach Verschleiß der Dichtung erforderlich. Sowohl beim Austausch aufgrund eines Formatwechsels, eines Verschleißes oder einer Reparatur aufgrund eines Defektes kann bei erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeugen mit RFID-Einheiten 5, 6, 7 ein Datenaustausch mit der Maschinensteuerung stattfinden, so dass zumindest eine Authentifizierung der neu eingebauten Teile vorgesehen werden kann. In der weitergebildeten Ausführung werden zusätzliche Daten, z. B. Einstelldaten zur automatischen Maschineneinstellung wie Betriebstemperaturen, Betriebszeiten, Betriebsdrucke, usw., die für das eingesetzte Werkzeug 1 zu beachten sind, der Maschinensteuerung übermittelt bzw. von der Maschinensteuerung aus den Informationsträgern 5, 6, 7 ausgelesen.
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Das Schneidwerkzeug 12 dient dazu, fertig versiegelte, noch zusammenhängende Verpackungen in Einzelpackungen aufzutrennen. In der dargestellten Form umfasst das Schneidwerkzeug 12 vier Bauteile, d. h. einen Stanztisch 13, eine darauf abzulegende Matrize 14 sowie Stempel 15, die an einer Stempelhalteplatte 16 befestigt sind. Die einzelnen Hohlformen 17, 18 in dem Stanztisch 13 bzw. der Matrize 14 dienen wiederum der Aufnahme der in die Unterfolie eingeformten, gefüllten Mulden. Das Produktformat der mit dem Schneidwerkzeug 12 gemäß 2 zu schneidenden Verpackungen ist ersichtlich ein anderes, als das Produktformat der mit dem Siegelwerkzeug 1 gemäß 1 zu versiegelnden Verpackungen. Gleichwohl können beiden Werkzeuge 1, 12 nach einer entsprechenden Umrüstung der zugehörigen Verpackungsmaschine in dieser verwendet werden.
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Zum Schneiden werden die zusammenhängenden, versiegelten Verpackungen in die Matrize 14 eingelegt und mit Hilfe der Stempel 15 ausgestanzt, so dass letztendes Einzelverpackungen vorliegen.
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Auch in dieser Darstellung sind einzelne RFID-Einheiten 19, 20, 21, 22 an den einzelnen Komponenten 13, 14, 15, 16 des Schneidwerkzeugs 12 angebracht. Auch diese als Informationsträger fungierenden RFID-Einheiten können in der einfachsten Anwendung als einfache Authentifizierung Markierungen dienen. In den weitergebildeten Ausführungsformen können jedoch alle vorstehend beschriebenen Möglichkeiten eines erfindungsgemäßen Informationsträgers durch diese RFID-Einheiten 19, 20, 21, 22 auch im Bezug auf das Schneidwerkzeug 12 realisiert werden. Insbesondere ist auch die automatische Einstellung der Betriebsparameter in der Steuereinheit der Maschine möglich, indem die für den Betrieb des Werkzeugs erforderlichen Werte für verschiedene Betriebsparameter wie Temperatur, Druck, Zeit, etc. aus dem Informationsträger 19, 20, 21, 22 der einzelnen Werkzeugkomponenten ausgelesen wird.
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In einer vereinfachten Ausführungsform der Beispiele gemäß 1 oder 2 genügt es, wenn an einem mehrteiligen Werkzeug 1, 12, bei dem die verschiedenen Teile bauartbedingt nur in dieser Kombination verwendbar sind, wenn weniger Informationsträger, im einfachsten Fall nur ein Informationsträger an einem Bauelement vorgesehen wird.
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Die erfindungsgemäße Lehre ist selbstverständlich nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sie umfasst vielmehr das Anbringen jeder Art von maschinenlesbarem Informationsträger an Austauschteilen in Verbindung mit einer Leseeinheit für diese maschinenlesbare Information auf Seiten der Verpackungsmaschine.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Siegelwerkzeug
- 2
- Siegelwerkzeugunterteil
- 3
- Siegelwerkzeugoberteil
- 4
- Siegeldichtung
- 5
- RFID
- 6
- RFID
- 7
- RFID
- 8
- Strahlungslinie
- 9
- Segment
- 10
- Segment
- 11
- Segment
- 12
- Schneidwerkzeug
- 13
- Stanztisch
- 14
- Matrize
- 15
- Stempel
- 16
- Stempelhalteplatte
- 17
- Hohlform
- 18
- Hohlform
- 19
- RFID
- 20
- RFID
- 21
- RFID
- 22
- RFID
