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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von im Grundriss dreieckigen Verpackungsbeuteln aus einem Folienstreifen sowie eine Anordnung zur Herstellung solcher Verpackungsbeutel nach diesem Verfahren.
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Verschiedene pulvrige, körnige, stückige oder auch flüssige Güter werden in sogenannten Schlauchbeutelverpackungen verpackt, bei denen ein Folienstreifen zu einem Schlauch geformt wird. Dieser Schlauch wird an Quernähten abgesiegelt, so dass ein geschlossener Verpackungsraum zur Aufnahme des Verpackungsgutes entsteht. Der auf diese Weise abgesiegelte Folienschlauch kann an den Quernähten wahlweise zur Bildung vereinzelter Schlauchbeutelverpackungen durchtrennt werden. Alternativ kann anstelle eines Trennschnittes eine Perforation angebracht werden. Hierdurch entsteht dann eine sogenannte Kettenpackung, von der die einzelnen Verpackungsbeutel nach Bedarf abgerissen werden können.
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Sofern die Siegelnähte quer zur Längsrichtung des Folienschlauchs angebracht werden, entstehen im Grundriss rechteckige Verpackungsbeutel. Für bestimmte Anwendungsfälle können aber auch im Grundriss dreieckige Verpackungsbeutel gewünscht werden. Hierzu sind die Siegelnähte zickzackförmig in einem bestimmten Winkel zur Längsachse des Folienschlauches anzuordnen. Nach dem Stand der Technik wird zunächst ein Folienstreifen zu einem Schlauch geformt, wobei die Längskanten des Folienstreifens zu einer Längsnaht zusammengesiegelt werden. Anschließend erfolgt wechselseitig das Anbringen einer diagonal verlaufenden, die Längsnaht kreuzenden Siegelnaht, das Befüllen des Verpackungsbeutels und schließlich das Absiegeln desselben durch eine weitere, ebenfalls diagonal verlaufende, aber entgegengesetzt geneigte Siegelnaht.
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Damit das Verpackungsgut in den Beutelinnenraum fallen kann, wird der Folienschlauch während des Verpackungsvorganges senkrecht, also parallel zur Gewichtskraftrichtung geführt. Hierbei verlaufen die diagonalen Siegelnähte der dreieckigen Verpackungsbeutel schräg zur Gewichtskraftrichtung, was ein vollständiges Befüllen des Verpackungsbeutels erschwert oder unmöglich macht. Es besteht die Gefahr, dass das Verpackungsgut an den Siegelabschnitt der diagonal verlaufenden Quersiegelnähte gelangt, wodurch ein dichtes Absiegeln der befüllten Verpackung erschwert oder unmöglich gemacht wird. Im Grundriss dreieckige Schlauchbeutelverpackungen müssen deshalb ein Übermaß aufweisen, woraus sich ein übergroßer Einsatz von Folienmaterial ergibt. Dieser Umstand wird noch dadurch erschwert, dass weiteres Folienmaterial für die Herstellung der Längssiegelnaht verbraucht wird.
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Ein weiteres Problem besteht darin, dass im Einzelfall eine unvollständige oder sogar insgesamt ausgebliebene Befüllung zu beobachten ist. Solche einzelnen, nicht oder nicht ordnungsgemäß befüllten Verpackungsbeutel müssen ausgesondert werden. Dies fällt insbesondere dann ins Gewicht, wenn Kettenpackungen hergestellt werden sollen, bei denen jeder einzelne Verpackungsbeutel befüllt sein muss. In diesem Falle ist dann die gesamte Kettenpackung auszusondern, was die damit verbundenen Ausschusskosten deutlich erhöhen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mittels dessen im Grundriss dreieckige Verpackungsbeutel einfach und zuverlässig herstellbar und auch befüllbar sind.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben, mittels derer im Grundriss dreieckige Verpackungsbeutel zuverlässig gefertigt und befüllt werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Nach der Erfindung vorgeschlagen, wird einen Folienstreifen unter Bildung einer Folienwendel derart um einen Formdorn zu wickeln, dass seine Längskanten aneinander angrenzen. Die Folienwendel wird vom Formdorn so weit abgezogen, dass ein durch die Längskanten gebildeter und sich in Umfangsrichtung um 180° um die Folienwendel erstreckender erster Nahtabschnitt sowie ein dem ersten Nahtabschnitt gegenüberliegender erster Folienabschnitt freiliegt. Die Folienwendel wird im Bereich des ersten Nahtabschnittes zusammengedrückt, wobei der erste Nahtabschnitt gegen den ersten Folienabschnitt unter Bildung einer ersten Siegelnaht abgesiegelt wird. Die Folienwendel wird des weiteren vom Formdorn so weit abgezogen, dass ein durch die Längskante gebildeter, sich in Umfangsrichtung um 180° um die Folienwendel erstreckender, an den ersten Nahtabschnitt angrenzender zweiter Nahtabschnitt sowie ein dem zweiten Nahtabschnitt gegenüberliegender zweiter Folienabschnitt freiliegt. Die Folienwendel wird im Bereich des zweiten Nahtabschnittes zusammengedrückt, wobei der zweite Nahtabschnitt gegen den zweiten Folienabschnitt unter Bildung einer die erste Siegelnaht kreuzenden zweiten Siegelnaht abgesiegelt wird.
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Die zugehörige Anordnung umfasst eine insbesondere ortsfest gehaltene Zuführeinrichtung für einen Folienstreifen, einen insbesondere um seine Längsachse drehbaren und in Richtung der Längsachse axial verschiebbaren Formdorn, eine Steuereinrichtung zur Bildung einer Folienwendel beim Aufwickeln des Folienstreifens auf den Formdorn sowie eine im Bereich eines ausgangsseitigen Endes des Formdornes angeordnete Siegeleinrichtung zum Absiegeln der Folienwendel unter Bildung der Verpackungsbeutel.
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Durch die Erzeugung der Folienwendel kann auf die nach dem Stand der Technik erforderliche Längsnaht verzichtet werden, während dennoch ein geschlossener Folienschlauch gebildet wird. Eine Absiegelung hat lediglich an den beiden genannten Siegelabschnitten zu erfolgen, was zur Materialeinsparung und Verringerung des Folienverbrauchs beiträgt. Die vom Formdorn abgezogene Folienwendel wird nach der Bildung der ersten Siegelnaht vom Formdorn im Bereich der zweiten Siegelnaht zwangsweise offen gehalten, so dass ein sicheres Befüllen der Verpackungsbeutel ohne Ausschuss möglich ist. Die im Grundriss dreieckigen Verpackungsbeutel können mit hoher Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit gefertigt und befüllt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Folienwendel zwischen der Absiegelung des ersten Nahtabschnittes und der Absiegelung des zweiten Nahtabschnittes bezogen auf ihre Längsachse um 180° gedreht. Der herzustellende Verpackungsbeutel weist eine mittlere Länge auf, wobei insbsondere der Formdorn zusammen mit der Folienwendel bei der genannten 180°-Drehung ausgehend von einer Anfangsposition um die genannte mittlere Länge des Verpackungsbeutels axial verschoben werden, wobei die Folienwendel in diesem verdrehten und insbesondere axial verschobenen Zustand festgehalten wird, und wobei anschließend der Formdorn und die Folienwendel derart gegeneinander axial verschoben werden, dass die Folienwendel um die genannte mittlere Länge axial vom Formdorn abgezogen wird.
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In der zugehörigen Anordnung weist die Folienwendel eine Wendelsteigung auf, wobei die Steuereinrichtung derart ausgelegt ist, dass die Zuführeinrichtung und der Formdorn zusammen mit der Folienwendel bei einer Drehung um 180° ausgehend von einer Anfangsposition um die Hälfte der Wendelsteigung axial gegeneinander verschoben werden.
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Hierdurch wird erreicht, dass jeder einzelne Siegelvorgang immer in der gleichen räumlichen Lage vorgenommen wird. Die jeweils abzusiegelnden Siegelnähte sind bei jedem Siegelvorgang gleich positioniert, so dass mit der gleichen und fest angeordneten Siegeleinrichtung gearbeitet werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Formdorn derart gegenüber der Horizontalen um einen Neigungswinkel geneigt angeordnet, dass der erste bzw. zweite Nahtabschnitt beim Absiegeln horizontal liegt. In der zugehörigen Anordnung weist die Folienwendel einen Steigungswinkel auf, wobei der Neigungswinkel des Formdorns gleich dem Steigungswinkel der Folienwendel ist. Insbesondere ist dabei die Siegeleinrichtung horizontal angeordnet. Ingesamt ist dadurch erreicht, dass die jeweils abzusiegelnde Siegelnaht horizontal liegt. Vor dem Absiegeln kann der dreieckige Verpackungsbeutel deshalb nahezu randvoll befüllt werden, ohne dass das Verpackungsgut aus dem Innenraum des noch offenen, noch nicht abgesiegelten Verpackungsbeutel herausfällt. Außerdem gelangt selbst bei einem hohen Füllgrad kein Verpackungsgut in den Bereich der Siegelnaht. Trotz hohem Füllstand kann der dreieckige Verpackungsbeutel zuverlässig und dicht geschlossen bzw. abgesiegelt werden. Für eine bestimmte Menge des Verpackungsgutes kann der Verpackungsbeutel vergleichsweise klein ausgestaltet sein, was den Verbrauch an Folienmaterial weiter verringert.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist der Formdorn als Formrohr ausgebildet, wobei die Befüllung des Verpackungsbeutels durch das Formrohr hindurch vor dem Schließen der zweiten Siegelnaht erfolgt. Hierzu ist innerhalb des Formrohres eine Füllleitung zum Befüllen des Verpackungsbeutels durch das Formrohr hindurch angeordnet. In der Folge ist eine Zwangsbefüllung des durch das Formrohr aufgespreizten Verpackungsbeutels sichergestellt, ohne dass der noch offene, aufgespreizte Siegelabschnitt mit dem Verpackungsgut kontaminiert wird. Das Füllgut kann nicht neben den Verpackungsbeutel gelangen, wodurch eine zuverlässige Befüllung und ein anschließendes, ebenso zuverlässiges Absiegeln des Folienbeutels sichergestellt sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formdorn als radial auf weitbares, insbesondere aus radial verschiebbaren Segmenten gebildetes Formrohr ausgeführt. Der wirksame Durchmesser des Formrohres wird während des Aufwickelns der Folienwendel zur Erzielung eines gewünschten Wickelmusters nachgesteuert bzw. nachgeregelt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein bestimmtes Bedruckungsmuster des Folienstreifens in einer bestimmten Relativlage zum Verpackungsbeutel gebracht werden muss. Durch gesteuerte bzw. geregelte Anpassung des effektiven Wickeldurchmessers wird bei jeder Umdrehung eine verkleinerte oder vergrößerte Länge des Folienstreifens aufgewickelt, wodurch ein auf den Folienstreifen aufgebrachtes Druckmuster an die gewünschte Position gebracht bzw. dessen Position korrigiert werden kann.
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Die Längskanten des Folienstreifens werden zur Bildung der Folienwendel zweckmäßig auf dem Formdorn zusammengeheftet und insbesondere überlappend zusammengesiegelt. Vorteilhaft ist hierzu radial außenseitig des Formdornes eine Siegeleinrichtung zur Fixierung des Folienstreifens in Form der Folienwendel angeordnet. Dadurch ist sichergestellt, dass die Folienwendel ihre Form nicht nur auf dem Formdorn bzw. auf dem Formrohr, sondern auch nach dem Abziehen davon bis zur Bildung der Siegelnähte beibehält, was zur Prozesssicherheit beiträgt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Anordnung ist auf der dem ausgangsseitigen Ende des Formdornes abgewandten Seite der Siegeleinrichtung eine Stützeinrichtung für den abgesiegelten Folienstreifen insbesondere in Form eines Führungsrohres angeordnet. Der abgesiegelte und befüllte Folienstreifen erfährt hierdurch eine Gewichtskraftabstützung, so dass dessen Eigengewicht nicht auf die noch nicht abgesiegelte Folienwendel einwirkt. Der Absiegelungsvorgang kann ungestört durchgeführt werden.
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Auf der dem ausgangsseitigen Ende des Formdornes abgewandten Seite der Siegeleinrichtung ist vorteilhaft eine Rückhalteeinrichtung für den abgesiegelten Folienstreifen insbesondere in Form von Klemmbacken angeordnet. Nachdem der Formdorn zusammen mit der Folienwendel seine kombinierte Dreh- und Axialbewegung ausgeführt hat, wird der bereits abgesiegelte Folienstreifen von der Rückhalteeinrichtung erfasst bzw. fixiert. In diesem Zustand kann der Formdorn zurück in seine Ausgangslage gezogen werden, ohne die Folienwendel mitzuziehen. Vielmehr bleibt die Folienwendel an Ort und Stelle und wird dabei vom Formdorn abgezogen, so dass die nächste, nachfolgende Siegelnaht fertiggestellt werden kann.
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Zur Erleichterung des vorgenannten Vorganges ist der Formdorn bevorzugt als radial aufweitbares, insbesondere aus radial verschiebbaren Segmenten gebildetes Formrohr ausgeführt. Hierbei wird die Folienwendel auf das radial aufgeweitete Formrohr aufgewickelt. Beim Abziehen der Folienwendel vom Formrohr werden die Segmente radial nach innen verschoben, so dass der wirksame Durchmesser des Formrohres verkleinert ist. Dies erleichtert das Zurückziehen des Formrohres, ohne dabei die Folienwendel mitzunehmen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist im Bereich des ausgangsseitigen Endes des Formdornes eine Spreizeinrichtung für die Folienwendel angeordnet. Dies erleichtert ein faltenfreies Absiegeln der Siegelnähte.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Anordnung können nach Wahl zwischen den aneinander angrenzenden Siegelnähten eine Perforation zur Bildung einer mehrere Verpackungsbeutel umfassenden Kettenpackung angeordnet oder ein Trennschnitt zur Bildung vereinzelter Verpackungsbeutel durchgeführt werden. Die Erfindung ist dadurch sehr vielseitig einsetzbar.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
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1 in einer schematischen Draufsicht vereinzelte, im Grundriss dreieckige Verpackungsbeutel, die erfindungsgemäß aus einem zu einer Folienwendel aufgewickelten Folienstreifen hergestellt sind;
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2 in schematischer Draufsicht eine Kettenpackung mit zusammenhängenden Verpackungsbeuteln nach 1;
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3 in einer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Anordnung zur Herstellung der Verpackungsbeutel nach den 1 und 2 mit einem geneigten Formrohr und einer auf das Formrohr schräg aufgewickelten Folienwendel;
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4 eine schematische Querschnittsdarstellung des Formrohres nach 3 mit einzelnen, in radialer Richtung verschiebbaren Segmenten;
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5 eine schematische Detaildarstellung der Anordnung nach 3 im Bereich des Formrohrendes bei der Bildung einer ersten Siegelnaht;
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6 die Anordnung nach 5, bei der die Folienwendel und das Formrohr axial verschoben und um 180° zur Befüllung des Verpackungsbeutels gedreht sind;
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7 die Anordnung nach 6 mit zurückgezogenem Formrohr beim Absiegeln der zweiten Siegelnaht;
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8 die Anordnung nach 7, bei der das Formrohr und die Folienwendel erneut axial verschoben und um 180° zur Befüllung des nächsten Verpackungsbeutels gedreht sind;
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9 die Anordnung nach 8 mit zurückgezogenem Formrohr beim Absiegeln der nächsten Siegelnaht.
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1 zeigt in einer schematischen Draufsicht mehrere im Grundriss dreieckige Verpackungsbeutel 1, 1, die erfindungsgemäß aus einem in 3 dargestellten Folienstreifen 2 hergestellt sind. Die Verpackungsbeutel 1, 1' sind im gezeigten Ausführungsbeispiel mit Kaffeepulver befüllt. Sie können aber auch ein anderes, pulvriges, körniges, stückiges oder flüssiges Füllgut enthalten.
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Die Verpackungsbeutel 1, 1' sind einteilig ausgeführt. Hierzu ist das Folienmaterial des Folienstreifens 2 (3) an einer gefalteten Kante 29 nahtlos umgeschlagen und an zwei daran angrenzenden Nahtkanten 27, 28 mit einer ersten Siegelnaht 9, 9' und einer zweiten, die erste Siegelnaht 9, 9' kreuzenden Siegelnaht 12, 12 dicht zusammen- bzw. abgesiegelt. Durch die gefaltete Kante 29 und die Siegelnähte 9, 9', 12, 12' entstehen in den Verpackungsbeuteln 1, 1' hermetisch geschlossene Innenräume, in denen das Füllgut aufbewahrt ist.
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Der Grundriss der Verpackungsbeutel 1, 1' ist durch die Kanten 27, 27', 28, 28', 29, 29' vorgegeben, die in Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind. Die beiden Nahtkanten 27, 28 des Verpackungsbeutels 1 schließen einen Eckwinkel 6 ein, der im gezeigten Ausführungsbeispiel 90° beträgt, aber auch einen abweichenden Betrag aufweisen kann.
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Die gefaltete Kante 29 schließt mit den Nahtkanten 27, 28 jeweils einen spitzen Winkel γ ein, der im gezeigten Ausführungsbeispiel 45° beträgt, aber ebenfalls einen abweichenden Betrag aufweisen kann. Sinngemäß das Gleiche gilt auch für die Verpackungsbeutel 1' mit ihren Nahtkanten 27', 28' und ihren gefalteten Kanten 29'.
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2 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Kettenpackung 26, die durch miteinander verbundene Verpackungsbeutel 1, 1' nach 1 gebildet ist. Die Verpackungsbeutel 1, 1' sind dabei derart in einer Reihe angeordnet, dass die erste Siegelnaht 9 des Verpackungsbeutels 1 an die zweite Siegelnaht 12' des benachbarten Verpackungsbeutels 1' angrenzt, während die zweite Siegelnaht 12' des Verpackungsbeutels 1' an die erste Siegelnaht 9 des benachbarten Verpackungsbeutels 1 angrenzt. Dort, wo die erste Siegelnaht 9 der Verpackungsbeutels 1 an die zweite Siegelnaht 12' des Verpackungsbeutels 1' angrenzt, ist ein erster Nahtabschnitt 7 gebildet, während dort, wo die erste Siegelnaht 9' des Verpackungsbeutels 1' an die zweite Siegelnaht 12 des Verpackungsbeutels 1 angrenzt, ein zweiter Nahtabschnitt 10 gebildet ist. Sofern eine Kettenpackung 26 mit aneinander angereihten dreieckigen Verpackungsbeuteln 1, 1' nach 2 gefertigt werden soll, sind die ersten Nahtabschnitte 7 zwischen den aneinander angrenzenden Siegelnähten 9, 12' und die zweiten Nahtabschnitte 10 zwischen den aneinander angrenzenden Siegelnähten 9', 12 jeweils mit einer unterbrochenen Perforation 13 versehen. Hierdurch hängen die Verpackungsbeutel 1, 1' in Form der Kettenpackung 26 aneinander, können jedoch bei Bedarf durch manuelles Abreißen voneinander getrennt werden.
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Alternativ kann in den ersten Nahtabschnitten 7 zwischen den aneinander angrenzenden Siegelnähten 9, 12 und in den zweiten Nahtabschnitten 10 zwischen den aneinander angrenzenden Siegelnähten 9', 12 jeweils ein Trennschnitt entlang einer Schnittlinie 14 durchgeführt werden, wie dies mit durchgezogener Linie ebenfalls in 2 dargestellt ist. Durch den Trennschnitt entlang der Schnittlinien 14 werden die Verpackungsbeutel 1, 1' entsprechend der Darstellung nach 1 vereinzelt.
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3 zeigt in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Herstellung und zum Befüllen der Verpackungsbeutel 1, 1' nach den 1, 2. Die Anordnung umfasst eine Verpackungsmaschine 30 sowie einen Folienstreifen 2. Die Verpackungsmaschine 30 weist einen Rahmen 34 auf, an dem ein Formdorn um seine Längsachse 15 drehbar und in Richtung der Längsachse 15 axial verschiebbar gelagert ist. Der Formdorn kann massiv ausgeführt sein und ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als weiter unten näher beschriebenes Formrohr 6 ausgeführt. Die Längsachse 15 des Formrohres 6 ist gegenüber der Horizontalen um einen Neigungswinkel α geneigt, der im gezeigten Ausführungsbeispiel 45° beträgt. Dem Formrohr 6 wird mittels einer ortsfest am Rahmen 34 gehaltenen Zuführeinrichtung 37 ein Folienstreifen 2 horizontal in Richtung eines Pfeils 31 zugeführt und dabei unter Drehung und gleichzeitiger axialer Verschiebung des Formrohres 6 entsprechend Pfeilen 33, 32 auf dessen äußerer Umfangsfläche schraubenförmig aufgewickelt, wodurch sich dort eine Folienwendel 5 bildet. Alternativ kann auch ein Folienstreifen 2' entsprechend einem Pfeil 31' vertikal oder aus einer anderen Richtung dem Formrohr 6 zugeführt werden. Des weiteren kann auch eine Anordnung zweckmäßig sein, bei der das Formrohr 6 ortsfest am Rahmen 34 gehalten ist, und bei der die Zuführeinrichtung 37 zur Bildung der Folienwendel 5 um das Formrohr 6 herumgeführt wird. In jedem Falle sorgt eine Steuereinrichtung 16 dafür, dass die Zuführeinrichtung 37 einerseits und das Formdrohr 6 zusammen mit der Folienwendel 5 andererseits bei einer Drehung um 180° ausgehend von einer Anfangsposition um die Hälfte einer Wendelsteigung a axial gegeneinander bzw. relativ zueinander verschoben werden.
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Der Folienstreifen 2 ist durch zwei seitlich sich gegenüberliegende, die Breite des Folienstreifens 2 vorgebende Längskanten 3, 4 begrenzt. Die Breite des Folienstreifens 2, der Durchmesser des Formrohres 6 und der Zuführwinkel des Folienstreifens 2 zum Formrohr 6 sind derart aufeinander abgestimmt, dass der Folienstreifen 2 unter Bildung der Folienwendel 5 derart um das Formrohr 6 gewickelt wird, dass die Längskante 4 einer Folienwindung an die Längskante 3 der benachbarten Folienwindung angrenzt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel überlappt die Längskante 4 innerhalb der Folienwendel 5 die benachbarte und gestrichelt dargestellte Längskante 3 um ein bestimmtes vorgegebenes Maß. Dort ist radial außenseitig des Formrohres 6 eine Siegeleinrichtung 25 zur gegenseitigen Fixierung der einander überlappenden Längskanten 3, 4 angeordnet. Mittels der schematisch angedeuteten Siegeleinrichtung 25 werden die einander überlappenden Längskanten 3, 4 des Folienstreifens 2 zur Bildung der Folienwendel 5 auf dem Formrohr 6 durch einen Siegelvorgang zusammengeheftet. Anstelle eines Siegelvorganges mit Heiß- oder Kaltsiegelleim kann auch eine andere geeignete Form der Heftung gegebenenfalls auch unter Verzicht auf die Überlappung der Längskanten 3, 4 zweckmäßig sein.
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Die auf das Formrohr 6 aufgewickelte Folienwendel 5 liegt mit den Längskanten 3, 4 relativ zur Längsache 15 des Formrohres 6 in einem Steigungswinkel β. Hieraus und aus dem Umfang des Formrohres 6 ergibt sich außerdem eine in Richtung der Längsachse 15 gemessene Wendelsteigung a als Abstand zwischen zwei aneinander angrenzenden Folienwindungen. Der Steigungswinkel β gibt identisch den in 1 dargestellten Spitzenwinkel γ der Verpackungsbeutel 1, 1' vor, ist also hier mit 45° gewählt. Natürlich kann durch geometrische Anpassung auch ein abweichender Winkel β eingestellt werden. Darüber hinaus weisen die Verpackungsbeutel 1, 1' nach 1 eine parallel zur gefalteten Kante 29 gemessene mittlere Länge l auf. Die Wendelsteigung a (3) beträgt das Doppelte der genannten mittleren Länge l.
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Die Verpackungsmaschine 30 ist mit einer Steuereinrichtung 16 zur Bildung der Folienwendel 5 beim Aufwickeln des Folienstreifens 2 auf das Formrohr 6 versehen. Die Steuereinrichtung 16 führt herbei, dass das Formrohr 6 bei einer Drehung entsprechend dem Pfeil 33 gleichmäßig axial in Richtung eines Pfeils 32 verschoben wird. Die Drehbewegung in Richtung des Pfeils 33 und die axiale Verschiebebewegung in Richtung des Pfeils 32 sind derart miteinander gekoppelt, dass der Folienstreifen ohne Nachführung in seiner räumlichen Lage unverändert gehalten werden kann, dabei lediglich in Richtung des Pfeils 31 von der Zuführeinrichtung 37 abgezogen wird und sich dabei zu der gleichmäßigen Folienwendel 5 auf das Formrohr 6 aufwickelt. Die Steuereinrichtung 16 kann elektronisch gesteuert und beispielsweise über Schrittmotoren koordiniert in beiden Bewegungsfreiheitsgraden angetrieben sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung 16 durch eine schraubenförmige Wendelfläche 19 und einen an der Wendelfläche 19 anliegenden Führungsdorn 20 gebildet. Die Wendelfläche 19 ist fest mit dem Rahmen 34 verbunden, während der Führungsdorn 20 fest mit dem Formrohr 6 verbunden ist. Es kann aber auch eine umgekehrte Ausgestaltung zweckmäßig sein. Die Wendelfläche 19 läuft um 180° um die Längsachse 15 herum und erstreckt sich dabei in axialer Richtung über die halbe Wendelsteigung a. Der an der Wendelfläche 19 anliegende Führungsdorn 20 führt bei einer Drehung des Formrohres 6 um 180° dazu, dass die genannte Drehbewegung entsprechend dem Pfeil 33 in einen axialen Hub entsprechend dem Pfeil 32 umgesetzt wird, wobei der genannte axiale Hub die Hälfte der Wendelsteigung a beträgt.
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Der Darstellung nach 3 ist in Zusammenschau mit 4 zu entnehmen, dass das Formrohr 6 in denjenigem Bereich, in dem die Folienwendel 5 durch Aufwickeln des Folienstreifens 2 gebildet wird, zylindrisch ausgestaltet ist. Es kann aber auch eine andere Querschnittsform zweckmäßig sein. Im Bereich seines unteren, ausgangsseitigen Endes 17 kann das Formrohr 6 optional bezüglich seines Querschnittes verjüngt sein. Im Bereich dieses verjüngten Endes 17 ist eine Siegeleinrichtung 18 zum Absiegeln der Folienwendel 5 unter Bildung der Verpackungsbeutel 1, 1' (1, 2) angeordnet. Zur Unterstützung dieses Siegelvorganges ist im Bereich des ausgangsseitigen Endes 17 noch eine Spreizeinrichtung 38 für die Folienwendel 5 angeordnet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein Paar von Spreizfingern gebildet ist. Mittels der Spreizeinrichtung 38 wird die zunächst zylindrische Folienwendel 5 eingangsseitig der Siegeleinrichtung 18 zu einer flachen, doppelllagigen Bahn aufgespreizt und in diesem aufgespreizten Zustand der Siegeleinrichtung 18 zugeführt. Außerdem verläuft innerhalb des Formrohres 6 eine angedeutete Füllleitung 23 zum Befüllen der Verpackungsbeutel 1, 1' durch das Formrohr 6 hindurch. Die Funktion der letztgenannten Bauteile wird weiter unten näher beschrieben.
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5 zeigt in einer schematischen und vergrößerten Detailansicht die Anordnung nach 3 im Bereich des unteren Endes 17 des Formrohres 6 mit dem unteren Ende der Füllleitung 23. Die Folienwendel 5 ist vom Formdorn 6 über dessen Ende 17 hinaus so weit abgezogen, dass ein durch die Längskanten 3, 4 (3) gebildeter und sich in Umfangsrichtung um 180° um die Folienwendel 5 erstreckender erster Nahtabschnitt 7 freiliegt, also nicht mehr durch das Formrohr 6 gestützt ist. Der erste Nahtabschnitt 7 liegt hier auf der dem Betrachter abgewandten Seite der Folienwendel 5 und ist deshalb gestrichelt dargestellt. Dem ersten Nahtabschnitt 7 liegt ein durchgehender, ungestörter erster Folienabschnitt 8 gegenüber. Der erste Folienabschnitt 8 liegt auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Folienwendel 5 und ist ebenso wie der erste Nahtabschnitt 7 nicht durch das Formrohr 6 gestützt, liegt also frei.
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Aus der Zusammenschau der 3 und 5 ist zu erkennen, dass der Neigungswinkel α des Formrohres 6 gleich dem Steigungswinkel β der Folienwendel 5 gewählt ist, demnach der erste Nahtabschnitt 7 (5) in diesem Zustand horizontal liegt. Auch die in 3 dargestellte Siegeleinrichtung 18 verläuft horizontal und überspannt dabei den ersten Nahtabschnitt 7 (5). Die Siegeleinrichtung 18 (3) umfasst zwei nicht näher dargestellte Siegelbacken, zwischen denen die mittels der Spreizeinrichtung 38 (3) aufgespreizte und flach zusammengelegte Folienwendel 5 hindurchgeführt wird. Durch Zusammendrücken der Siegelbacken wird auch die Folienwendel 5 entsprechend der Darstellung nach 5 im Bereich des ersten Nahtabschnittes 7 zusammengedrückt, wobei der erste Nahtabschnitt 7 gegen den ersten Folienabschnitt 8 gesiegelt wird. Hierbei wird eine erste Siegelnaht 9 des Verpackungsbeutels 1 sowie eine zweite Siegelnaht 12' gebildet. Der Verpackungsbeutel 1 ist hierdurch an seiner ersten Siegelnaht 9 dicht abgesiegelt. Für den Siegelvorgang ist der Folienstreifen 2 (3) auf seiner Innenseite mit einer Siegelschicht versehen, die als Kalt- oder Heißsiegelfilm ausgestaltet sein kann. Auch andere Siegelhilfsmittel können zweckmäßig sein.
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Außerdem grenzt an den horizontal verlaufenden ersten Nahtabschnitt 7 noch ein zweiter Nahtabschnitt 10 an, der in der Position nach 5 vertikal über das Ende 17 des Formrohres 6 verläuft, also noch durch das Formrohr 6 gestützt ist.
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Ausgehend von der Ausgangssituation nach 5 wird die dort gezeigte Anordnung um die Längsachse 15 um einen Winkel von 180° gedreht, wie dies in 6 dargestellt ist. Die Steuereinrichtung 16 (3) bewirkt damit einhergehend, dass das Formrohr 6 zusammen mit der Folienwendel 5 und der Füllleitung 23 in Richtung der Längsachse 15 ausgehend von der Startposition nach 5 einen axialen Hub h ausführt, der gleich der halben Wendelsteigung a (3) und damit gleich der mittleren Länge l (1) ist. In der gedrehten Position nach 6 liegt der erste Nahtabschnitt 7 vertikal, während der sich daran anschließende zweite Nahtabschnitt 10 des Verpackungsbeutels 1 horizontal verläuft. Da sich der zweite Nahtabschnitt 10 darüber hinaus über das Ende 17 des Formrohres 6 erstreckt, ist der Verpackungsbeutel 1 im Bereich des zweiten Nahtabschnittes 10 aufgeweitet, so dass eine Füllöffnung des Verpackungsbeutels 1 gebildet ist. Außerdem ragt das Ende der Füllleitung 23 in den Innenraum des noch nicht verschlossenen Verpackungsbeutels 1 hinein. Der Verpackungsbeutel 1 wird im Zustand nach 6 durch die Füllleitung 23 hindurch befüllt. Infolge der horizontalen Lage des zweiten Nahtabschnittes 10 kann diese Befüllung nahezu vollständig erfolgen, ohne dass das Füllgut aus dem offenen zweiten Nahtabschnitt 10 austritt oder den zweiten Nahtabschnitt 10 kontaminiert.
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In 3 ist eine Rückhalteeinrichtung für den abgesiegelten Folienstreifen 2 angedeutet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel in Form eines Paares von Klemmbacken 22 ausgeführt ist. Im befüllten Zustand nach 6 wird der Folienstreifen 2 (3) bzw. die daraus gebildete Kettenpackung 26 mittels der Klemmbacken 22 festgehalten. Dabei wird dann das Formrohr 6 zusammen mit der Füllleitung 23 ausgehend von der Position nach 6 um den Hub h axial zurückgezogen, wie dies in 7 dargestellt ist. Sofern eine Ausführung mit feststehendem Formrohr 6 vorgsehen ist, wird umgekehrt die Folienwendel 5 mittels einer um den Hub h verfahrbaren Rückhalteeinrichtung vom Formrohr 6 abgezogen. In jedem Falle erfolgt eine axiale Relativverschiebung zwischen Folienwendel 5 und Formrohr 6 derart, dass im Ergebnis die Folienwendel 5 um den Hub h bzw. die mittlere Länge l vom Formrohr 6 abgezogen ist.
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Damit dies leichtgängig und ohne Verrutschen der Folienwendel 5 möglich ist, ist der Formdorn als radial aufweitbares, hier aus radial verschiebbaren Segmenten 24 gebildetes Formrohr 6 ausgeführt. Eine schematische Querschnittsdarstellung dieser Ausgestaltung des Formrohres 6 ist in 4 gezeigt.
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Demnach ist das Formrohr 6 in seinem Querschnitt aus hier beispielhaft acht Segmenten 24 zusammengesetzt, die entsprechend Doppelpfeilen 35 radial beweglich gelagert sind. Außenseitig sind die Segmente 24 von einem elastischen, zylindrischen Mantel 36 umschlossen, der beispielsweise aus elastischem Silikonkunststoff oder dergleichen gebildet sein kann. Im radial auf Nennmaß aufgeweiteten Querschnittszustand wird die Folienwendel 5 (3) auf die Außenfläche des elastischen Mantels 36 aufgewickelt. Beim axialen Zurückziehen des Formrohres 6 entsprechend der Darstellung nach 7 werden die Segmente 24 (4) radial nach innen verschoben, wobei sich auch der Außendurchmesser des elastischen Mantels 36 verringert. Gegebenenfalls kann aber auch auf den elastischen Mantel 36 verzichtet werden, wobei dann die Folienwendel 5 (3) direkt auf den Außenflächen der Segmente 24 aufliegt. In jedem Falle führt die radial nach innen gerichtete Bewegung der Segmente 24 dazu, dass sich der Querschnitt des Formrohres 6 verringert, wodurch keine nennenswerte Haftreibung mehr zwischen der Folienwendel 5 und der Außenfläche des Formrohres 6 beim Abziehen der Folienwendel 5 besteht. Das Formrohr 6 kann mit geringem Kraftaufwand axial um den Hub h entsprechend der Darstellung nach 7 zurückgezogen werden, ohne die von den Klemmbacken 22 fixierte Folienwendel 5 (3) mit zurückzuziehen.
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Demnach stellt sich der Zustand nach 7 ein, bei dem die Folienwendel 5 vom Formrohr 6 so weit um den Hub h abgezogen ist, dass nun auch der durch die Längskanten 3, 4 gebildete, in Umfangsrichtung um 180° um die Folienwendel 5 sich erstreckende, an den ersten Nahtabschnitt 7 angrenzende zweite Nahtabschnitt 10 freiliegt. Der zweite Nahtabschnitt 10 liegt einem durchgehenden, ebenfalls freiliegenden Folienabschnitt 11 gegenüber, wobei für den zweiten Nahtabschnitt 10 und den zweiten Folienabschnitt 11 das Gleiche wie das zum ersten Nahtabschnitt 7 und zum ersten Folienabschnitt 8 im Zusammenhang mit 5 Gesagte gilt. Der zweite Nahtabschnitt 10 kreuzt den ersten Nahtaschnitt 7. Der zweite Nahtabschnitt 10 liegt entsprechend der Darstellung nach 7 auch horizontal und wird von der Siegeleinrichtung 18 (3) übergriffen. Die Folienwendel 5 wird nun im Bereich des zweiten Nahtabschnittes 10 zusammengedrückt, wobei der zweite Nahtabschnitt 10 gegen den zweiten Folienabschnitt 11 unter Bildung der die erste Siegelnaht 9 kreuzenden zweiten Siegelnaht 12 abgesiegelt wird. Hierdurch ist der nach 5 mittels der ersten Siegelnaht 9 vorbereitete und nach 6 befüllte Verpackungsbeutel 1 verschlossen und vollständig abgesiegelt. Außerdem ist gleichzeitig durch den letztgenannten Siegelvorgang im zweiten Nahtabschnitt 10 auch die erste Siegelnaht 9' des nachfolgenden Verpackungsbeutels 1' gebildet.
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Vergleichbar zur Darstellung nach 6 wird ausgehend von der Position nach 7 die Anordnung ein weiteres Mal um 180° um die Längsachse 5 gedreht und dabei axial um den Hub h verschoben, so dass nun entsprechend der Darstellung nach 8 der zweite Nahtabschnitt 10 senkrecht zu liegen kommt. An diesen senkrecht liegenden zweiten Nahtabschnitt 10 schließt sich erneut ein erster, horizontal verlaufender Nahtabschnitt 7 an, innerhalb dessen vergleichbar zur Darstellung nach 6 das Ende 17 des Formrohres 6 liegt. In dieser Position wird nun der dem bereits befüllten Verpackungsbeutel 1 nachfolgende und durch die erste Siegelnaht 9' vorbereitete Verpackungsbeutel 1' vergleichbar zur Anordnung nach 6 befüllt.
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Außerdem wird der Folienstreifen 2 bzw. die Kettenpackung 26 (3) erneut durch die Klemmbacken 22 festgehalten, um im Anschluss an das Befüllen des Verpackungsbeutels 1 ein axiales Zurückziehen des Führungsrohres 6 um den Hub h entsprechend der Darstellung nach 9 zu ermöglichen. Im Zustand nach 9 wird dann vergleichbar zu den Darstellungen nach den 5 und 7 der nun horizontal liegende erste Nahtabschnitt 7 abgesiegelt, wobei eine die erste Siegelnaht 9' kreuzende zweite Siegelnaht 12' des Verpackungsbeutels 1' entsteht, und womit dann der Verpackungsbeutel 1' verschlossen ist. Gleichzeitig wird auch die erste Siegelnaht 9 des sich daran anschließenden, noch nicht befüllten Verpackungsbeutels 1 gebildet, womit ein vollständiger Versiegelungszyklus abgeschlossen ist. Der Zustand nach 9 entspricht damit dem Ausgangszustand nach 5.
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Der Zyklus nach den 5 bis 9 kann beliebig oft wiederholt werden, bis eine beliebig lange Kettenpackung 26 (2) oder eine beliebige Anzahl von vereinzelten Verpackungsbeuteln 1, 1' (1) hergestellt ist.
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Der Darstellung nach 3 ist noch zu entnehmen, dass auf der dem ausgangsseitigen Ende 17 des Formrohres 6 abgewandten Seite der Siegeleinrichtung 18 zwischen dieser und der Klemmpackung 22 eine Stützeinrichtung für den abgesiegelten Folienstreifen 2 bzw. für die daraus gebildete befüllte Kettenpackung 26 angeordnet ist. Diese Stützeinrichtung ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in Form eines Führungsrohres 21 ausgeführt, durch das der abgesiegelte Folienstreifen 2 hindurchgeführt ist. Das Führungsrohr 21 wird synchron mit dem Formrohr 6 mitgedreht und stützt die Gewichtskraft des zu dreieckigen Verpackungsbeuteln 1, 1' verarbeiteten und befüllten Folienstreifen 2 ab, so dass die Folienwendel 5 insbesondere im Bereich der Siegeleinrichtung 18 entlastet ist.
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Unter gleichzeitigem Bezug auf die 2 und 3 ist noch auszuführen, dass der Trennschnitt an der Schnittlinie 14 bzw. die Perforation 13 ausgangsseitig der Klemmbacken 22 oder direkt an den Klemmbacken 22 durchgeführt werden kann. Im letzteren Fall sind dazu die Klemmbacken 22 mit einem nicht dargestellten Trennmesser versehen. Für den Fall, dass eine Kettenpackung 26 hergestellt und deshalb nur eine Perforation 13 angebracht werden soll, kann die Perforation 13 auch durch entsprechende Messer an der Siegeleinrichtung 18 vorgenommen werden.
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Der 3 ist noch zu entnehmen, dass der Folienstreifen 2 in regelmäßigen Abständen mit hier angedeuteten Druckmarken 39 versehen ist. Bei einer Bedruckung des Folienstreifens 2 mit einem nicht dargestellten Druckmuster kann es angestrebt sein, dass dieses Druckmuster in einer bestimmten wiederkehrenden Position auf den Verpackungsbeuteln 1, 1' (1, 2) zu liegen kommt, was mit den Druckmarken 39 und beispielsweise einer nicht dargestellten opto-elektronischen Druckmarkenerfassung sichergestellt werden soll. In 3 ist zu erkennen, dass die Druckmarken 39 im Bereich der Folienwendel 5 immer in der gleichen Umfangsposition auf dem Formrohr 6 liegen. Dies führt dazu, dass auch das vorgenannte Druckmuster immer in der gewünschten Position auf den Verpackungsbeuteln 1, 1' (1, 2) zu liegen kommt. Es können aber Abweichungen der Lage der Druckmarken 39 von ihrer Sollposition auf dem Formrohr 6 vorkommen, die durch die vorgenannte Druckmarkenerfassung erkannt werden.
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Die von der Zuführeinrichtung 37 entnommene und aufgewickelte Länge des Folienstreifens 2 hängt funktional direkt vom wirksamen bzw. effektiven Umfang des Formrohres 6 ab. Über eine Steuereinrichtung oder über einen Regelkreis kann der effektive Durchmesser bzw. Umfang des im Querschnitt einstellbaren Formrohres 6 nach 4 derart anhand der Druckmarkenerfassung nachgeführt werden, dass bei jeder Umdrehung des Formrohres 6 eine vergrößerte oder verkleinerte Länge des Folienstreifens 2 aufgewickelt wird. Diese Längenanpassung kann derart vorgenommen werden, dass die vorgenannten Abweichungen ausgeglichen werden und die Druckmarken 39 an ihrer vorgesehenen Sollposition liegen. Damit ist eine exakte Positionierung des Druckmusters auf den Verpackungsbeuteln 1, 1' (1, 2) sicher gestellt.
