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Verfahren und Vorrichtung zum Evakuieren von Verpackungsbehältern
Verfahren und Vorrichtungen zum Evakuieren von aus zwei aufeinanderliegenden Folien
gebildeten gefüllten Verpackungsbehältern sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt. Beì einem bekanntenVerfahren (USA.-Patentschriften 2 935 828, 2 933 868)
werden die Verschlußränder der Verpackungsbehälter bis auf eine zum Absaugen freigehaltene
Zone miteinander verschweißt und dann die Verpackungsbehälter durch die infolge
der freien Zone erhaltene Durchlaßöffnung im Verschlußrand evakuiert.
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Bei einer zur Durchführung dieses Verfahrens bekannten Vorrichtung
(USA.-Patentschrift 2 935 828) befindet sich der Verpackungsbehälter in einer Formvorrichtung,
bestehend aus mindestens einem mit Formausnehmungen für die Verpackungsbehälter
versehenen Formunterteil und einem auf Randflansche des Formunterteiles aufsetzbaren
und gegen diese anpreßbaren Formdeckel, wobei die Verschlußränder des Verpackungsbehälters
bis auf die für die Durchlaßöffnung freigehaltene unverschweißte Klone zwischen
den Randflanschen des Formunterteiles und des Formdeckels eingespannt sind. Im Bereich
der Durchlaßöffnung mündet eine in der Formvorrichtung vorgesehene Absaugleitung,
durch welche die Evakuierung des Behälters erfolgt. Bei einer anderen bekannten
Vorrichtung (USA.-Patentschrift 2 933 868) werden die Behälter in einer Vakuumkammer
evakuiert, wobei im übrigen eine Spreizvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher
die Verschlußränder des Behälters im Bereich der Durchlaßöffnung während des Evakuierens
auseinandergehalten werden.
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Weiter sind Verfahren bekannt (USA.-Patentschriften 2 888 788 und
2 888 787), bei welchen die Verschlußränder der gefüllten Verpackungsbehälter vor
der Evakuierung bereits vollständig geschlossen werden und anschließend zum iLweck
der Evakuierung in eine der Folien des Behälters eine Durchlaßöflhung eingeschnitten
wird. Im allgemeinen wird dabei die Durchlaßöffnung in die saugseitige Folie eingeschnitten
und die gegenüberliegende Folie während der Dauer des Evakuierens auf Abstand von
der Durchlaßöffnung gehalten.
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Bei einer hierfür bekannten Vorrichtung flJSA.-Patentschrift 2 888
787) ist wiederum eine Formvorrichtung der bereits beschriebenen Art vorgesehen,
bei der die saugseitige folie im Formdeckel anliegt und die Evakuierung des Behälters
durch eine Absaugöffnung im Formdeckel erfolgt. Die der saugseitigen Folie gegenüberliegende
Folie befindet sich im Formunterteil und ist derart gestaltet, daß sie sich bei
Unterdruck im Verpackungsbehälter gegen die DurchlaRöffnung in der saugseitigen
Folie anlegt und hierdurch die Durchlaßöffnung abdichtet. Während der Evakuierung
wird die gegenüberliegende Folie durch einen zusätzlichen Unterdruck aus ihrer Außenseite
auf Abstand von der Durchlaßöffnung gehalten, wobei dieser zusätzliche Unterdruck
durch Absaugöffnungen im Formunterteil erzeugt wird. Bei einer anderen bekannten
Vorrichtung (USA.-Patentschrift 2 8888 788) werden die beiden aufeinanderliegenden
folien auf einen Saugkopf gelegt, in dem sich ein beweliches messer und ein feststehender
Spreizfinger befinden. Beim Ansaugen der Folien wölbt sich zunächst die saugseitìge
Folie in den Saugkopf und wird hierbei zur Herstellung der Durchlaßöffnung von dem
Messer eingeschnitten, das daraufhin hinter den Spreizfinger zurückgezogen wird,
der nun bei weìterem Durchwölben der saugseitigen Folie durch die Durchlaßöffnung
in das Behälterinnere eintritt und die gegenüberliegende Folie auf Abstand von der
Durchlaßöffnung hält. Hierbei wird der Spreizfinger als Zuführungskanal für ein
Schutzgas verwendet.
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Bei den bekannten Verfahren macht es sich nachteilig bemerkbar, daß
sich auch dann, wenn während der Evakuierung die Durchlaßöffnung selbst offengehalten
wird, die beiden den Verpackungsbehälter bildenden Folien außerhalb des unmittelbaren
Bereiches der Durchlaßöffnung unter der Wirkung des bei der Evakuierung im Behälter
abnehmenden Drukkes entweder eng aneinander oder einzeln für sich
dem
Verpackungsinhalt anlegen, wodurch das Absaugen der Luft aus Behälterbereichen,
die von der Durchlaßöffnung entfernter liegen, erschwert wird.
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Hierdurch wird der im Behälter erreichbare Unterdruck verschlechtert
und/oder die für die Evakuierung erforderliche Zeit nachteilig verlängert. Darüber
hinaus treten vielfach tJberdehnungen der Folien auf, die anschließend Faltenbildungen
der Folien und ungenügende Dichtigkeit-des im Bereich der Durchlaßöffnung endgültig.
versiegelten Behälter zur Folge haben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Evakuierung von Verpackungsbehältern so auszubilden, daß während
der gesamten Dauer des Evakuierungsvorganges sich über den gesamten Behälterbereich
erstreckende, möglichst große frèiè Durchtrittsquerschnitte für die abzusaugende
Luft aufrechterhalten werden, ohne daß bei der Herstellung dieser Durchtrittsquerschnitte
Uberdehnungen der den Behälter bildenden Folien mit nachteiliger Faltenbildung in
den Folien auftreten.
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Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zum Evakuieren
von aus zwei aufeinanderliegenden Folien gebildeten gefüllten Verpackungsbehältern,
deren Verschlußränder bis auf eine zum Absaugen freigehaltene Zone miteinander verschweißt
sind, bei dem zum Absaugen der Luft an der saug seitigen Folie eine Durchlaßöffnung
eingeschnitten und die gegenüberliegende Folie während der Dauer des Evakuierens
im Abstand von der Durchlaßöffnung gehalten wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß durch die in der saugseitigen Folie
bereits vorgeschnittene Durchlaßöffnung die gegenüberliegende Folie von innen her
von der Durchlaßöffíiung abgehoben und gleichzeitig auf ihrer Außenseite im gesamten
Bezirk innerhalb der Verschlußränder entsprechend den Druckveränderungen innerhalb
des Behälters während der Evakuierung druckentlastet wird. Die Druckentlastung erfolgt
dabei im einzelnen in der Weise, daß der Druck auf der Außenseite der Folie in jedem
Augenblick im wesentlichen gleich dem Behälterinnendruck ist, so daß der Außendruck
die Folie nicht gegen den Verpackungsinhalt oder die saugseitige Folie anzudrücken
vermag. Dadurch wird die druckentlastete Folie nicht nur im Bereich der zur Evakuierung
dienenden Durchlaßöffnungen, sondern im gesamten Behälterbereich bis hin zu den
Verschlußrändern des Behälters gegenüber der saugseitigen Folie und dem Verpackungsinhalt
auf Abstand gehalten, ohne daß örtliche tÇberdehnungen der Folie auftreten. In bevorzugter
Ausführungsform wird der Druck auch an der Außenseite der saugseitigen Folie praktisch
auf dem gleichen Wert gehalten wie der Druck innerhalb des Behälters während seiner
Evakuierung. Es werden so unter Umständen an der saugseitigen Folie auftretende
nachteilige Verformungen vermieden.
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Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf eirie Vorrichtung zur
Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens, bestehend aus einer Formvorrichtung
mit mindestens einem mit Formausnehmungen für die Verpackungsbehälter versehenen
Formunterteil und einem auf Randflansche des Formunterteiles aufsetzbaren und gegen
diese anpreßbaren Forrhdeckel sowie Absaugöffnungen im Formunterteil und im Formdeckel.
Die Erfindung besteht insoweit darin,
daß im Formunterteil ein in Richtung auf den
Formdeckel hin beweglicher Spreizfinger angeordnet ist und daß an der Innenseite
des Formdeckels zwischen randseitigen Dichtkanten ein hinter diese zurückgezogener
Hohlraum' vorgesehen ist, in dem die als Druckentlastungsleitung dienende Absaugöffnung
des Formdeckels mündet. Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Spreizfinger aus einem dünnen stangenähnlichen und im allgemeinen parallel
zur Ebene der saugseitigen und gegenüberliegenden Folie verlaufenden Element besteht
und an seinen Seitenflächers als Rillen ausgebildete Durchlässe für den Gasstrom
bei der Evakuierung aufweist. Zweckmäßig ist bei einem Formunterteil mit zwei nebeneinanderliegenden
Formausnehmungen der Spreizfinger zwischen den Formausnehmungen angeordnet. Weiter
kann es vorteilhaft sein, daß der Spreizfinger eine bis zu einer Öffnung dicht an
seinem Kopf verlaufende Innenbohrung aufweist. Durch diese Innenbohrung kann Gas
in den evakuierten Behälter eingeleitet werden, falls eine unter Schutzgas stehende
Verpackung erwünscht ist.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen
darin zu sehen, daß während der gesamten Dauer des Evakuierungsvorganges große freie
Durchtrittsquerschnitte für die abzusaugende Luft über den gesamten Behälterbereich
bis hin zu seinen Verschlußrändern aufrechterhalten werden, so daß eine sehr weitgehende
und schnelle Evakuierung des Behälters möglich ist. Da die der saugseitigen Folie
gegenüberliegende Folie hierbei über ihre ganze Fläche zwischen den Verschlußrändern
gleichsam zeltartig angehoben wird, können nirgends tSberdehnungen an dieser Folie
auftreten, so daß bei der anschließenden Versiegelung des Behälters im Bereich der
Durchtrittsöffnung auch keine Undichtigkeiten zu befürchten sind. Darüber hinaus
zeichnen sich das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung durch hohe Betriebssicherheit
aus, da eine Lochung nicht nur der saugseitigen, sondern auch der gegenüberliegenden
Folie vermieden wird, was bei der mit einem feststehenden Spreizfinger arbeitenden
bekannten Vorrichtung nicht ausgeschlossen werden kann.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand von lediglich Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Vorderansicht einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung, teils im Schnitt, Fig,L einen Ausschnitt der Vorrichtung
nach Fig. 1, von oben gesehen, in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 einen Ausschnitt
aus Fig. 2 längs der Linie 3-3 von F i g. 2, F i g. 4 den Ausschnitt von F i g.
3, von oben gesehen, Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie 5-5 von F i g. 2 in
vergrößertem Maßstab, F i g. 6 das gleiche Teil wie F i g. 5, jedoch in abgeänderter
Ausführung, F i g. 7 einen Schnitt durch eine weitere abgeänderte Ausführung längs
der Linie 7-7 von F i g. 2.
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In der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2 ist auf einer Walze 2
eine Folie 1 aus dehnbarem Verpakkungsmaterial aufgewickelt. tYber den angetriebenen
Rollensatz 3 wird die Folie von der Walze abgezogen und läuft unter Spannrollen
4 und Führungen 82 zu einer endlosen Kette aus im wesentlichen gleichartigen Formunterteilen
5, die jeweils von einem-Paar
unter Federdruck stehenden Klammern
6 überdeckt werden, welche die Foliel an der Oberfläche der Formunterteile einspannen.
Die Kette bewegt sich intermittierend, wobei in den Ruhepausen die verschiedenen
Arbeitsgänge zur Herstellung der Packungen ausgeführt werden. Die während des Vorschubes
der Kette von den einzelnen Formunterteilen eingenommenen verschiedenen Stellungen
sind in den P i g. 1 und 2 mit kleinen Buchstaben a, b, c... k bezeichnet.
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Die eingespannte Folie 1 wird unter einem Heizaggregat7 (Position
b und c) hindurchgeführt und dabei auf eine Temperatur gebracht, welche die Verformung
der Folie durch Druck ermöglicht. In der Position d wird die Folie durch Vakuum
in Formausnehmungen 9 der Formunterteile 5 gezogen, so daß ein Paar becherartiger
AufnahmenlO für den Verpackungsinhalt 11 entsteht. Der Verpackungsinhalt 11 wird
über ein Transportband 8 zugeführt.
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Auf die Folie 1 mit den gefüllten Bechern 10 wird in der nachflogenden
Position g ein Verpackungskopf 12 mit einem messer 13 abgesenkt, das den glatten
Teil der Folie 1 zwischen den Bechern 10 durchbohrt und so eine Durchlaßöffnung
14 herstellt.
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Auf einer zweiten Walze 16 befindet sich eine weitere Folie 1S aus
einem Verpackungsmaterial, das unter Wärme mit der Folie 1 versiegelt werden kann.
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Die Folie 15 wird durch den Ropllensatz 17 abgezogen, läuft unter
Spannrollen 18 hindurch, die sie auf die Folie 1 drücken, wodurch die gefüllten
Becher 10 abgedeckt werden, und wird dann in der Position h teilweise mit der Folie
1 versiegelt, wenn der Verpackungskopf 12, welcher Siegelstangen 19 besitzt, abgesenkt
wird, wobei die Stangen 19 beide Folien zusammen gegen die Randflansche des Formunterteiles
drücken. Die erhitzten Siegelstangen 19 sind in Abständen voneinander angeordnet,
die den Formausnehmungen 9 entsprechen, und verschweißen die Folien am Rande der
Formausnehmungen miteinander bis auf eine schmale Stelle zwischen den Formausnehmungen,
wie dies in F i g. 2 bei 20 dargestellt ist. Der Kopf 12 besitzt außerdem ein Messer
21, welches sich mit dem Kopf zwischen die beiden unter dem Kopf befindlichen Formunterteile
senkt und beide Folien zwischen Formunterteilen durchschneidet. Die so angeschnittenen
und teilweise versiegelten beiden Verpackungsbehälter werden der Position zugeführt,
wo sich auf sie ein Formdeckel 22 zusammen mit dem Kopf 12 herabsenkt. Dieser Formdeckel
preßt den gesamten Rand der beiden teilweise versiegelten Becher 10 gegen die Randflansche
des Formunterteils und versiegelt dadurch beide Packungen hermetisch bis auf die
Durchlaßöffnung 14. Anschließend werden beide Behälter durch die Oflnungl4 evakuiert
und dauerhaft durch Wärme versiegelt, wie nachstehend beschrieben wird.
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Nach Fig. 6 ist im Mittelteil eines jeden Formunterteiles 5 ein vertikal
verschiebbarer Spreizfinger 90 montiert, der durch einen Zapfen 91 über einen einarmigen
Hebel 92 nach oben gedrückt wird. Der Spreizfinger 90 ist derart geformt, daß er
leicht durch die Öffnung 14 hindurchgleiten kann, ohne die Folie 1 dabei zu beschädigen,
und mit seiner oberen Fläche die Folie 15 von der Folie 1 abhebt. Auf diese Weise
entstehen zwischen der Öffnung 14 und dem Inneren der beiden Becher 10 auf jeder
Seite der Öffnung breite Durchtrittsquerschnitte für die aus dem Behälterinneren
abzusaugende Luft. Der Spreizfinger 90 ist
an den Seiten gerillt, so daß Durchlässe
entstehen, durch welche die Luft leicht entweichen kann. Vorzugsweise wird der Spreizfinger
90 nur so hoch angehoben, daß die Folie 15 nicht über ihre Elastizitätsgrenze gedehnt
wird, da zu stark gedehntes Material später Falten bilden kann, wenn die Folie 15
im Bereich der öffnung 14 mit der Folie 1 versiegelt wird.
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Es ist auch darauf hinzuweisen, daß der Spreizfinger 90 die Oberfolie
15 insgesamt innerhalb des versiegelten Randes anhebt, so daß selbst bei breiten
Durchtrittsquerschnitten die Oberfolie 15 örtlich nicht zu stark gedehnt wird. Der
Formdeckel 22 besitzt an der Innenseite einen muldenförmigen Hohlraum, der das freie
Anheben der Folie 15 ermöglicht.
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Nachdem die Folien 1 und 15, wie vorstehend beschrieben, voneinander
gespreizt worden sind, wird in der Position j die Luft aus den Bechern 10 durch
die Öffnung 14 abgesaugt. Zu diesem Zweck sitzt auf dem Hebel 92 ein Dichtflansch
93, der sich mit dem Spreizfinger 90 nach oben bewegt und sich gegen die Unterseite
des Formunterteils legt, so daß ein Absaugkanal von einer Absaugleitung 94, am Zapfen
91 und dem Spreizfinger90 entlang in das Innere der Becher 10 entsteht, durch den
über die Leitung 94 die Luft aus den Bechern 10 abgesaugt wird. Während der gesamten
Dauer dieses Evakuierungsvorganges wird im Hohlraum 100 unter dem Formdeckel 22
ein Vakuum erzeugt, um die Folie 15 von Druckkräften, die von außen her auf die
Folie 15 wirken könnten, zu entlasten. Andernfalls würden solche von außen auf die
Folie 15 wirkenden Druckkräfte die Folie schon in geringem Abstand vom Spreizfinger
niederdrücken, wodurch nicht nur die Durchtrittsquerschnitte für die abzusaugende
Luft nachteilig eingeengt würden, sondern die Folie 15 auch in die Formausnehmungen
5 hineingedrückt und dabei eingerissen oder die Verpackungsränder unter den Dichtkanten
30 des Formdeckels herausgezogen werden könnten. Die Absaugleiter94 ist daher auf
im einzelnen nicht dargestellte Weise direkt mit einer Leitung 95 verbunden, die
im Hohlraum 100 mündet, so daß der Druck im Hohlraum 100 etwa gleich dem Druck innerhalb
der Becher 10 ist. Zweckmäßig wird auch der Druck unterhalb der Becher auf dem gleichen
Wert gehalten wie innerhalb der Becher, wofür Durchlässe 108 vorgesehen sind. Der
Hohlraum 100 unter dem Formdeckel kann aber auch durch eine besondere Saugleitung,
die von der Leitung 94 getrennt angeordnet ist, evakuiert werden, wenn dies zweckmäßig
erscheint.
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Um die beiden nebeneinanderliegenden Behälter nach ihrer Evakuierung
hermetisch zu versiegeln, besitzt der Kopf 12 noch eine Siegelstange 23, die auf
die Folie 15 heruntergedrückt wird, sobald der Spreizfinger 90 nach erfolgter Evakuierung
zurückgezogen worden ist. Diese Stange 23 drückt das vorher noch nicht versiegelte
glatte Mittelstück der Folien 1, 15 an der Stelle der Öffnung 14 gegen das Formunterteil
5 und versiegelt die Folien im Bereich 24 durch Wärme miteinander, wie dies gestrichelt
in Fig. 2 dargestellt ist. Dadurch wird die Offnung 14 vom Behälterinneren abgeschlossen,
während gleichzeitig die bereits versiegelten Verschlußränder 20 etwas überdeckt
werden, um die hermetische Versiegelung der beiden Becher zu vervollständigen.
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Während dieser abschließenden Versiegelung bleibt der Dichtflansch
93 gegen das Formunterteil 5 gepreßt, so daß keine Luft wieder in die Packungen
eindringen
kann. Im einzelnen ist hierzu der Dichtflansch 93 mit dem Betätigungshebel 92 über
eine Feder 93a verbunden, so daß der hebel 92 den Spreizfinger 90 in die Öffnung
14 hineinschieben und auch wieder herausziehen kann, während der Dichtflansch 93
gegen das Formunterteil 5 gepreßt bleibt.
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Wie aus F i g. 2 ersichtlich, wird das Paar Packungen 101, welches
unter dem Formdeckel 22 fertig versiegelt und durch das Messer 21 von den Folien
15 und 1 abgetrennt worden ist, im Formunterteil 5 durch die Klemmen 6 festgehalten,
wenn die Formunterteile anschließend auf ihrem weiteren Weg zu den itintnahmeschalen
25 (Fig. 1) umkippen. Die Entnahmeschalen 25 sitzen auf Armen 26 und werden mit
dem Verpackungspaar, welches über ihnen hängt, in Verbindung gebracht, wobei gleichzeitig
die Klemmen 6 entfernt werden. Anschließend senken sich die Arme 26 mit dem Packungspaar
101 und geben es auf die Transportbänder 27. Diese Transportbänder 27 tragen das
Packungspaar zu umlaufenden Schneidscheiben 28, welche das Paar 101 in zwei einzeln
PackungenlQ2 trennen, und zwar im wesentlichen längs der Linie der ursprünglichen
Schlitzöffnung 14.
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Die einzelnen Packungen bleiben auf den Transportbändern, bis sie
von diesen beim Umlenken über Rollen 29 abgegeben werden.
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Im Rahmen der Erfindung können auch Einzelbehälter evakuiert werden,
wie dies in Fig. 7 dargestellt istt Bei dieser Abänderung besitzt das Formunterteil
5 lediglich eine einzige Formausnehmung, und der Verpackungskopf 12 ist so ausgebildet,
daß die Folien 1 und 15 rund um den gesamten Rand des einzigçn Bechers 10 a in Position
h versiegelt werden.
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In Position g schneidet das Messer 13 (bei dieser Abwandlung außermittig
angeordnet) die Folie 1 in der linken Seitenkante des Behälters 10 a. Wie in F i
g. 7 dargestellt, drüçkt der Spreizfinger 90, der in diesem Fall ebenfalls außermittig
liegt, durch die so hergestellte Öffnung und hebt die Oberfolie 15 an, worauf die
Packung in der bereits beschriebenen Art evakuiert und anschließend versiegelt wird.
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Fig. S zeigt eine Abänderung, durch welche das Anfiillen der Packungen
mit Gas nach ihrer Evakuierung erfolgen kann. Bei dieser Ausführung sitzt der Spreizfinger
90 a auf einer Hohlwelle 91 a. Die Innenbohrung dieser Welle setzt sich nach oben
durch den Spreizfinger hindurch fort, in welchem sie sich in zwei nach den Seiten
gehende Kanäle verzweigt, die an entgegengesetzten Seiten des Spreizfingers münden
Das untere Ende der Innenbohrung steht über einen Vierwegehahn, der nicht dargestellt
ist, erstens mit einer starken Saugstelle, d. h. der Leitung 94, zweitens rnit einer
Gaszuführungsstelle und drittens mit der Atmosphäre in Verbindung.
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Während der Evakuierung der Packung wird in der Leitung 94, in der
Innenbohrung der Welle 91a und im Hohlraum 100 ein Vakuum erzeugt. Wenn die Packung
luftleer ist, wird der Unterdruck abgeschaltet und die Bohrung 91a mit einer Gaszuführungsstelle
verbunden. Am Ende der Gasaufnahme läuft der abschließende Versiegelungsprozeß wie
bebereits beschrieben ab. Diese Anordnung zum Gasfüllen ist äußerst wirksam und
arbeitet sehr schnell wobei eine hohe gleichmäßigkeit des Gasgehaltes in der Packung
gewährleistet ist.
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Patentansprche: 1. Verfahren zum Evakuieren von aus zwei aufeinanderliegenden
Folien gebildeten gefülltenVerpackungsbehältern, deren Verschlußränder bis auf eine
zum Absaugen freigehaltene Zone miteinander verschweißt sind, bei dem zum Absaugen
der Luft an der saugseitigen Folie eine Durchlaßöffnung eingeschnitten und die gegenüberliegende
Folie während der Dauer des Evakuierens im Abstand von der Durchlaßöffnung gehalten
wird, dadurch gekçnnzeichnet, daß durch die in der saugseitigen Folie (1) bereits
vorgeschnittene Durchlaßöffnung (14) die gegenüberliegende Folie (15) von innen
her von der Durchlaßöffnung (14) abgehoben und gleichzeitig auf ihrer Außenseite
im gesamten Bereich innerhalb eler Vçrschlußränder (20) entsprechend den Druckveränderungen
innerhalb des Behälters (10) während der Evakuierung druckentlastet wird.