DE19957415A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Klappschachteln für Zigaretten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Klappschachteln für Zigaretten

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DE19957415A1
DE19957415A1 DE19957415A DE19957415A DE19957415A1 DE 19957415 A1 DE19957415 A1 DE 19957415A1 DE 19957415 A DE19957415 A DE 19957415A DE 19957415 A DE19957415 A DE 19957415A DE 19957415 A1 DE19957415 A1 DE 19957415A1
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Abstract

Verfahren zum Herstellen von Packungen (10) aus dünnem Karton mit einer Außenumhüllung (13) aus einer Schrumpffolie. DOLLAR A Faltlappen (20, 21; 23, 24, 25, 26) der Außenumhüllung (13) werden durch vollfächiges thermisches Siegeln miteinander verbunden. Dadurch kann der Schrumpfprozess für die Außenumhüllung (13) eingeleitet werden. Um eine korrekte Form der Außenumhüllung (13) zu gewährleisten, werden die Faltlappen (20, 21; 23, 24, 25, 26) vor dem vollflächigen Siegeln durch eine Heftsiegelung mit kleinen, begrenzten Seitenflächen miteinander verbunden und danach vollflächig gesiegelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von (form­ stabilen) Packungen aus (dünnem) Karton mit einer Außenumhül­ lung aus dünner Folie, insbesondere Klappschachtel für Zigaret­ ten. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Her­ stellen derartiger Packungen bzw. zur Durchführung des Verfah­ rens.
In der Verpackungstechnik ist es vielfach üblich, formstabile, insbesondere aus Karton bestehende Packungen, mit einer Außen­ umhüllung aus dünner, durchsichtiger Folie zu versehen. Eine derartige Außenumhüllung ist insbesondere bei Zigarettenpackun­ gen des Typs Hinge-Lid üblich. Vor Ingebrauchnahme der Packung wird die meistens mit einem Aufreißfaden ausgestattete Außenum­ hüllung abgetrennt.
Die Erfindung befasst sich mit Maßnahmen für eine verbesserte Herstellung derartiger Packungen, insbesondere Hinge-Lid- Packungen für Zigaretten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes, insbesondere faltenfreies Erscheinungsbild der Außenumhüllung zu gewährleisten, und zwar durch Schrumpfen der Folie.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
  • a) die Außenumhüllung besteht aus einer Schrumpffolie,
  • b) die mit der Außenumhüllung versehene Packung wird einer Schrumpf- bzw. Wärmebehandlung unterzogen,
  • c) Faltlappen der Außenumhüllung werden vor der Schrumpfbe­ handlung durch großflächiges thermisches Siegeln mitein­ ander verbunden, vor der thermischen Siegelung werden die Faltlappen durch Heftung (vorläufig) in ihrer Faltstel­ lung fixiert.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Einlei­ tung der Schrumpf- bzw. Wärmebehandlung die Außenumhüllung kom­ plett fertig gestellt, also alle Faltlappen in die packungsge­ mäße Position gefaltet und in dieser fixiert sein müssen. Zum Verbinden der Faltlappen miteinander, insbesondere im Bereich von Stirnwand, Bodenwand und Seitenwand, dienen großflächige Siegelorgane, die die Faltlappen üblicherweise großflächig bzw. über die volle Packungsfläche mit Wärme beaufschlagen, um die thermische Siegelung der Faltlappen zu bewirken. Dabei wird der Schrumpfprozess der Außenumhüllung eingeleitet. Dies führt ins­ besondere bei zeitlich bzw. räumlich aufeinander folgenden Sie­ gelschritten zu unerwünschten, dauerhaften Verformungen der Außenumhüllung. Bei der Erfindung wird in Folge der Vorsiege­ lung bzw. Vorheftung die Außenumhüllung komplett in der packungsgerechten Faltstellung fixiert, ohne dass durch diese Heftung bzw. Vorsiegelung eine Schrumpfbehandlung eingeleitet wird. Danach kann die Packung unmittelbar einer Schrumpfbehand­ lung ausgesetzt bzw. in der üblichen Weise im Bereich der Falt­ lappen großflächig gesiegelt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung als Teil einer Verpackungsma­ schine ist so ausgebildet, dass einer Siegelstation bzw. Sie­ gelaggregaten für die Faltlappen Heftorgane vorgeordnet sind, die eine Heftung bzw. Vorsiegelung der gefalteten Außenumhül­ lung im Bereich der Faltlappen bewirken.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Packung sowie einer Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Packung, nämlich Klappschachtel mit fertig ge­ siegelten Seitenlappen,
Fig. 2 die Klappschachtel gemäß Fig. 1 mit fertig gesiegel­ ten Stirnlappen und Bodenlappen,
Fig. 3 die Packung mit teilweise gefalteter Außenumhüllung und gehefteten Seitenlappen,
Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 mit ebenfalls gehefteten Seitenlappen,
Fig. 5 die Packung gemäß Fig. 3 mit gehefteten Stirnlappen und Bodenlappen,
Fig. 6 eine Vorrichtung zum Herstellen bzw. Siegeln und Schrumpfen einer Außenumhüllung einer Packung in schematischer Seitenansicht,
Fig. 7 eine Einzelheit der Vorrichtung gemäß Fig. 6, näm­ lich ein Schnitt in der Schnittebene VII-VII eines Faltrevolvers,
Fig. 8 eine Ansicht einer Einzelheit der Vorrichtung gemäß Fig. 6 entsprechend Pfeil VIII.
Die Zeichnungen beziehen sich auf eine quaderförmige Packung 10 des Typs Klappschachtel für Zigaretten. Die Packung 10 besteht aus einem Zuschnitt aus dünnem Karton. Entsprechend dem her­ kömmlichen Aufbau besteht die Packung aus einem Schachtelteil 11 und einem Deckel 12.
Die Packung 10 ist von einer Außenumhüllung 13 aus dünner Folie umgeben, und zwar einer Schrumpffolie. Die Außenumhüllung 13 bildet entsprechend der Gestalt der Packung 10 großflächige Wände, nämlich Vorderwand 14 und Rückwand 15, schmale, lang ge­ streckte Seitenwände 16 und 17 sowie Stirnwand 18 und Bodenwand 19.
Die Außenumhüllung 13 bildet Faltlappen, die durch thermisches Siegeln miteinander verbunden sind. Im Bereich der Seitenwand 16 bilden Seitenlappen 20 und 21 des Zuschnitts der Außenumhül­ lung 13 eine streifenförmige Überlappung 22. Diese erstreckt sich über die volle Länge der Außenumhüllung 13 (Fig. 3, Fig. 4). Die Seitenlappen 20, 21 sind im Bereich der Überlappung 22 durch Siegeln miteinander verbunden, und zwar über die gesamte Fläche der Überlappung 22, wie in Fig. 1 durch Schwärzung der Siegelflächen dargestellt.
Stirnwand 18 und Bodenwand 19 bestehen ebenfalls aus Faltlap­ pen, und zwar aus innen liegenden Querlappen 23, 24 und äuße­ ren, trapezförmigen Längslappen 25, 26. Die Lappen 23 . . . 26 über­ decken einander teilweise. In Fig. 2 ist geschwärzt bzw. als schraffierte Fläche der Überdeckungsbereich dargestellt und da­ mit der Bereich der durch Siegeln miteinander verbundenen Lap­ pen 23 . . . 26.
Das Anbringen der großflächigen Siegelungen im Bereich der Überlappung 22 sowie der Bodenwand 19 bewirkt mindestens die Einleitung des Schrumpfprozesses hinsichtlich der Außenumhül­ lung 13. Dies ist vor allem dann nachteilig, wenn die Siegelung der Überlappung 22 einerseits und die Siegelung von Stirnwand 18 und Bodenwand 19 andererseits in aufeinander folgenden Schritten durchgeführt werden.
Um trotz aufeinander folgender Siegelungsschritte eine exakte Form und Position der Außenumhüllung 13 zu gewährleisten, wer­ den die Faltlappen in vorgeschalteten Schritten durch Heftung miteinander verbunden, wobei das Anbringen der Heftung mit ge­ ringer bzw. lokal begrenzter Wärmezufuhr verbunden ist.
Als erstes wird auf Grund der Abfolge der Faltschritte eine Heftung im Bereich der Überlappung 22 der Seitenlappen 20, 21 angebracht. Diese besteht bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 aus kleinflächigen Punktsiegelungen 27. Mehrere kreisflächen­ förmige oder ovale Punktsiegelungen 27 sind entlang der (unge­ falteten) Überlappung 22 angebracht, und zwar mit Abständen voneinander. Mindestens jeweils eine Punktsiegelung 27 befindet sich im Bereich der über die Packung 10 hinweg stehenden Be­ reiche der Außenumhüllung zur Bildung der Querlappen 23.
Eine Alternative ist in Fig. 4 gezeigt, und zwar durch einen sich über die volle Länge des Zuschnitts bzw. der (ungefalte­ ten) Überlappung 22 erstreckenden Siegelstreifen 28. Dieser ist von verhältnismäßig geringer Breite, zum Beispiel ca. 2 mm. Da­ durch ist eine für den weiteren Faltungsprozess ausreichende Verbindung der Seitenlappen 20, 21 gegeben, ohne dass in Folge der Wärmezufuhr der Schrumpfungsprozess für die Außenumhüllung 13 eingeleitet ist.
Danach werden die über die Packung 10 hinweg stehenden Teile der Außenumhüllung fertig gefaltet unter Bildung von Stirnwand 18 und Bodenwand 19. Zur Fixierung der Faltlappen 23 . . . 26 sind ebenfalls kleinflächige durch thermisches Siegeln hergestellte Heftungen vorgesehen, nämlich jeweils zwei Heftstreifen 29, 30. Diese sind so angebracht, dass alle Faltlappen von Stirnwand 18 und Bodenwand 19 erfasst, nämlich örtlich miteinander verbunden sind. Die Heftstreifen 29, 30 befinden sich nämlich in einem Bereich, in dem jeweils Querlappen 23 oder 24 und beide Längs­ lappen 25, 26 einander überdecken.
Nach dem Heften der Faltlappen 20, 21 bzw. 23 . . . 26 werden diese Bereiche in üblicher Weise gesiegelt. Dadurch wird zugleich eine Schrumpfung der Folie der Außenumhüllung 13 bewirkt. Zu­ sätzlich kann aber die Packung 10 einem gesonderten Schrump­ fungsprozess unterzogen werden.
Die Anbringung der Heftverbindungen an der Außenumhüllung 13 ist zweckmäßigerweise in den Fertigungsprozess der Außenumhül­ lung 13 integriert. Die Vorrichtung gemäß Fig. 6 ist zweckmäßi­ gerweise Teil einer Fertigungslinie für Zigarettenpackungen.
Die bis auf die Außenumhüllung 13 fertig gestellten Packungen 10 werden auf einer horizontalen Packungsbahn 31 zugeführt. Die in Abständen voneinander ankommenden Packungen 10 durchlaufen dabei eine Zuschnitteinheit 32. Diese trennt Zuschnitte der Außenumhüllung 13 von einer fortlaufenden Materialbahn 33 ab. Die Zuschnitte werden durch einen aufrechten Zuschnittförderer 34 in einer aufrechten Ebene quer zur Packungsbahn 31 bereit gehalten, derart, dass der Zuschnitt der Außenumhüllung 13 U- förmig um die entlang der Packungsbahn 31 geförderte Packung 10 herumgefaltet wird.
Die Packung 10 wird mit der Außenumhüllung 13 an einen Faltre­ volver 35 übergeben. Dieser ist mit einer Mehrzahl von Taschen 36, je zur Aufnahme einer Packung 10 mit Außenumhüllung 13, ausgerüstet, im vorliegenden Falle acht Taschen 36, von denen sich jeweils zwei in einer horizontal gerichteten Aufnahmestel­ lung bzw. Ausschubstellung befinden. Die Taschen 36 sind radial gerichtet und an der Außenseite offen.
Beim Einschub der Packung 10 mit U-förmig gefalteter Außenum­ hüllung 13 werden beidseits der Packung die dort überstehenden Querlappen 24 gefaltet, und zwar durch in bzw. an jeder Tasche 36 angeordnete, feststehende Faltfinger 37.
Durch taktweise Drehbewegung des Faltrevolvers 35 werden die Packungen 10 in eine erste Heftstation 38 und danach in eine zweite Heftstation 39 gefördert. Die erste Heftstation 38 ent­ spricht einer vertikalen Position der betreffenden Tasche 36. Die Seitenlappen 20, 21 der Außenumhüllung 13 sind bei Errei­ chen dieser ersten Heftstation 38 bereits gefaltet in eine Stellung gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 4. Während der Stillstandsphase wird in der Heftstation 38 ein beheiztes Heftorgan 40 an die radial nach außen gerichtete Seitenwand 16 der Packung 10 be­ wegt. Dabei kommen Siegelwerkzeuge 41 an den Seitenlappen 20, 21 zur Anlage, und zwar im Bereich der Überlappung 22. Die Sie­ gelwerkzeuge 41 sind entsprechend der herzustellenden Heftung ausgebildet, beispielsweise als einzelne Vorsprünge für eine Punktheftung gemäß Fig. 3 oder als dünne, durchgehende Siegel­ backe für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4. Das Heftorgan 40 ist schwenkbar an einem Tragarm 42 gelagert.
In der nächstfolgenden Station, der zweiten Heftstation 39, wird die Heftung der Seitenlappen 20, 21 durch ein in entspre­ chender Weise ausgebildetes Heftorgan 43 komplettiert. Zwei Heftorgane bzw. zwei Heftstationen 38, 39 sind insbesondere bei kurzen Stillstandszeiten des Faltrevolvers 35 erforderlich.
Die entsprechend Fig. 3 oder Fig. 4 ausgebildete Packung mit Außenumhüllung 13 wird im Bereich einer Ausschubstation 44 in Radialrichtung aus dem Faltrevolver 35 aus- und in eine Falt­ bahn 45 eingeschoben. Im Bereich dieser horizontalen Faltbahn 45 werden die an beiden Seiten im Bereich von Stirnwand 18 und Bodenwand 19 überstehenden Teile der Außenumhüllung 13 gefal­ tet, nämlich zuerst beim Ausschub der Querlappen 23 durch einen feststehenden Faltfinger 46 und sodann die beiden Längslappen 25 und 26 durch entsprechende Faltorgane 47, sogenannte Falt­ weichen.
Im Anschluss an die Faltbahn 45 gelangt die Packung 10 mit kom­ plett gefalteter Außenumhüllung 13 auf eine Plattform 48. Von hier aus werden die Packungen 10 unter Bildung eines Packungs­ turms 49 taktweise angehoben bis in den Bereich einer ent­ sprechend höher liegenden, horizontalen Siegelbahn 50.
Im Anschluss an die Faltbahn 45, nämlich auf der Plattform 48, werden die Faltungen der Stirnwand 18 und Bodenwand 19 gehef­ tet. Zum Anbringen der Heftungen, nämlich der Heftstreifen 29, 30, sind zu beiden Seiten der Faltbahn 45 bzw. der Plattform 48 Heftorgane 51, 52 angeordnet, jeweils mit zwei im Abstand von­ einander angeordneten Heftbacken 53 entsprechend der Form der Heftstreifen 29, 30. Die Heftorgane 51, 52 werden während der Stillstandsphase der Packung 10 gegen Stirnwand 18 und Boden­ wand 19 bewegt.
Die Packung 10 mit nun komplett gehefteter Außenumhüllung 13 wird in üblicher Weise einer Siegelung unterzogen. Dabei werden zunächst die Seitenlappen 20, 21 komplett gesiegelt durch ein Siegelwerkzeug 54, welches sich der Höhe nach über mehrere, nämlich drei Packungen 10 erstreckt und während drei Still­ standsphasen der Packungen 10 im Bereich des Packungsturms 49 die Seitenlappen 20, 21 siegeln.
Danach gelangen die Packungen 10 durch Querabschub in die Sie­ gelbahn 50. Innerhalb derselben sind die Packungen 10 in zwei übereinander angeordneten Reihen positioniert. Die seitwärts gerichteten Stirnwände 18 und Bodenwände 19 werden hier durch Siegelbacken 55 komplett gesiegelt, und zwar ebenfalls während der jeweiligen Stillstandsphasen der Packungen 10 in mehreren Siegeltakten.
Während des Siegelns der Seitenlappen 20, 21 und/oder der Stirnwände 18 und Bodenwände 19 in zeitlich aufeinander folgen­ den Schritten kann bereits die Schrumpfung der Außenumhüllung 13 eingeleitet oder komplett durchgeführt sein. Bei dem ge­ zeigten Ausführungsbeispiel werden die Packungen 10 nach dem Siegeln der Außenumhüllung 13 durch eine gesonderte Schrumpf­ station 56 hindurch gefördert. Im Bereich dieser Schrumpf­ station 56 werden die Packungen 10 im Bereich von Vorderwand 14 und/oder Rückwand 15 mit Wärme beaufschlagt. Hierfür sind ober­ halb, unterhalb und zwischen den Reihen der Packungen 10 Heiz­ platten 57, 58, 59 angeordnet, die die Schrumpfungswärme auf die Packung 10 übertragen.
Die Heft- und Siegeltemperatur kann übereinstimmend sein. Zum Heften der Faltlappen 20, 21; 23, 24, 25, 26 ist eine Siegel­ temperatur von etwa 145°C geeignet.
Nach dem Verlassen der Schrumpfstation 56 wird die Packung 10 in üblicher Weise weiter verarbeitet.
Das geschilderte Prinzip der Heftung von Faltlappen der Außen­ umhüllung 13 vor dem Siegeln derselben kann auch dann vorteil­ haft sein, wenn keine Schrumpffolie verwendet wird.
Bezugszeichenliste
10
Packung
11
Schachtelteil
12
Deckel
13
Außenumhüllung
14
Vorderwand
15
Rückwand
16
Seitenwand
17
Seitenwand
18
Stirnwand
19
Bodenwand
20
Seitenlappen
21
Seitenlappen
22
Überlappung
23
Querlappen
24
Querlappen
25
Längslappen
26
Längslappen
27
Punktsiegelung
28
Siegelstreifen
29
Heftstreifen
30
Heftstreifen
31
Packungsbahn
32
Zuschnitteinheit
33
Materialbahn
34
Zuschnittförderer
35
Faltrevolver
36
Tasche
37
Faltfinger
38
Heftstation
39
Heftstation
40
Heftorgan
41
Siegelwerkzeug
42
Tragarm
43
Heftorgan
44
Ausschubstation
45
Faltbahn
46
Faltfinger
47
Faltorgan
48
Plattform
49
Packungsturm
50
Siegelbahn
51
Heftorgan
52
Heftorgan
53
Heftbacke
54
Siegelwerkzeug
55
Siegelbacke
56
Schrumpfstation
57
Heizplatte
58
Heizplatte
59
Heizplatte

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen von (formstabilen) Packungen (10) aus (dünnem) Karton mit einer Außenumhüllung (13) aus dün­ ner Folie, insbesondere Klappschachtel für Zigaretten, gekenn­ zeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) die Außenumhüllung (13) besteht aus einer Schrumpffolie,
  • b) die von der Außenumhüllung (13) umgebene Packung (10) wird einer Wärmebehandlung bzw. Schrumpfbehandlung unter­ zogen,
  • c) Faltlappen (20, 21; 23, 24, 25, 26) der Außenumhüllung (13) werden durch vollflächiges Siegeln im Bereich von Überlappungen miteinander verbunden,
  • d) vor dem (vollflächigen) Siegeln der Faltlappen (20, 21; 23, 24, 25, 26) werden die Faltlappen (20, 21; 23, 24, 25, 26) durch Heftung in der Faltstellung fixiert, insbe­ sondere durch kleinflächige, punkt- oder linienförmige Siegelung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst die Seitenlappen (20, 21) auf Grund einer schlauchförmi­ gen Zwischenfaltstellung der Außenumhüllung (13) durch Heftung miteinander verbunden werden, insbesondere durch Punktsiegelun­ gen (27) oder durch einen schmalen durchgehenden oder unter­ brochenen Siegelstreifen (28) und dass danach die einer Stirn­ wand (18) und einer Bodenwand (19) zugeordneten Faltlappen, nämlich Querlappen (23, 24) und Längslappen (25, 26) gefaltet und durch Heftung miteinander verbunden werden, vorzugsweise durch kurze, schmale Heftstreifen (29, 30).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Heften der Faltlappen (20, 21; 23 . . . 26) der Außen­ umhüllung (13) die Faltlappen vollflächig gesiegelt werden, insbesondere zuerst die Seitenlappen (20, 21) im Bereich ihrer Überlappung (22) und sodann die Querlappen (23, 24) sowie Längslappen (25, 26).
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der weiteren Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltlappen im Bereich von Stirnwand (18) und Bodenwand (19) durch zwei im Abstand vonein­ ander angeordnete, quer gerichtete Heftstreifen (29, 30) gesie­ gelt sind, die im Bereich einer Überlappung der jeweiligen Querlappen (23, 24) und Längslappen (25, 26) angebracht sind.
5. Vorrichtung zum Anbringen einer Außenumhüllung (13) aus dünner Folie, insbesondere Schrumpffolie, an (formstabilen) Packungen (10) aus (dünnem) Karton oder dergleichen, insbeson­ dere an Klappschachteln für Zigaretten, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) ein Faltaggregat, insbesondere Faltrevolver (35), zum schlauchförmigen Anbringen der Außenumhüllung (13) an der Packung (10),
  • b) durch mindestens eine Heftstation (38, 39) zum Anbringen einer Heftsiegelung im Bereich einer Überlappung (22) von Seitenlappen (20, 21) der Außenumhüllung (13),
  • c) eine weitere Heftstation im Anschluss an Faltorgane für Faltlappen (23 . . . 26) im Bereich von Stirnwand (18) und Bo- denwand (19) zum Heftsiegeln der gefalteten Faltlappen, nämlich Querlappen (23, 24) und Längslappen (25, 26).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Heftstationen (38, 39) für die Heftung der Seitenlappen (20, 21) dem Faltrevolver (35) zugeordnet sind mit ortsfesten Heft­ organen (40, 43) außerhalb der Bewegungsbahn des Faltrevolvers (35), wobei die Heftorgane (40, 43) zur Durchführung der Hef­ tung gegen die radial nach außen gekehrten, gefalteten Seiten­ lappen (20, 21) bewegbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, dass Faltlappen von Stirnwand (18) und Bodenwand (19) in einer an den Faltrevolver (35) anschließenden horizontalen Faltbahn (45) komplett faltbar sind und dass am Ende der Falt­ bahn (45) weitere Heftorgane (51, 52) angeordnet sind zum An­ bringen der Heftstreifen (29, 30) im Bereich der gefalteten Querlappen (23, 24) und Längslappen (25, 26).
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der weiteren An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumhüllung (13) im Anschluss an die Heftung zunächst im Bereich der Seitenlap­ pen (20, 21) durch ein Siegelwerkzeug (54) vollflächig siegel­ bar und anschließend im Bereich einer Siegelbahn (50) an Stirn­ wand (18) und Bodenwand (19) durch Siegelbacken (55) voll­ flächig siegelbar ist und dass die Packungen (10) danach durch eine Schrumpfstation (56) hindurchförderbar sind.
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