EP0445495A1 - Verfahren zum Schneiden eines Stapels übereinandergeschichteter Lagen aus luftundurchlässigem Flachmaterial - Google Patents

Verfahren zum Schneiden eines Stapels übereinandergeschichteter Lagen aus luftundurchlässigem Flachmaterial Download PDF

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EP0445495A1
EP0445495A1 EP90890058A EP90890058A EP0445495A1 EP 0445495 A1 EP0445495 A1 EP 0445495A1 EP 90890058 A EP90890058 A EP 90890058A EP 90890058 A EP90890058 A EP 90890058A EP 0445495 A1 EP0445495 A1 EP 0445495A1
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EP
European Patent Office
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stack
cutting
air
work surface
layers
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Withdrawn
Application number
EP90890058A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gottfried Dipl.-Ing. Blaimschein
Tony Blackwell
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GFM Gesellschaft fuer Fertigungstechnik und Maschinenbau AG
Original Assignee
GFM Gesellschaft fuer Fertigungstechnik und Maschinenbau AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B11/00—Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders
    • B25B11/005—Vacuum work holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/01—Means for holding or positioning work
    • B26D7/015—Means for holding or positioning work for sheet material or piles of sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/01—Means for holding or positioning work
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    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/20—Cutting beds

Definitions

  • the invention relates to a method for cutting a stack of layers of air-impermeable flat material, in particular film-coated prepregs, in which the stack is held under cover by means of an air-impermeable cover sheet on an air-permeable work surface by applying vacuum, and to a cutting system for carrying out this method .
  • the common cutting of stacked workpieces allows a rationalization of the workpiece processing itself, but brings with it difficulties in holding the workpieces during processing, because the tool feed can easily lead to a mutual displacement of the individual stack layers.
  • the cutting systems usually have a cutting table with a work surface that can be pressurized to hold the flat material in place, this pressurization can fix the workpieces lying directly on the cutting table, but not because of the airtightness of the individual workpieces, the layers stacked on this lowermost layer.
  • the invention is therefore based on the object of eliminating these deficiencies and of specifying a method of the type described at the outset which, in a rational manner, ensures adequate holding of layers of flat material stacked on top of one another and thus also permits problem-free machining of higher workpiece stacks.
  • a low-cost cutting system which is ideally suited for carrying out this method is to be created.
  • the invention solves this problem in that the cover film is at least in the area of a stack side surface to maintain the suction connection between this stack side surface and the work surface from a direct contact with the stack and / or the layers are releasably glued together when stacked. If the cover film cannot attach to the side of the stack, the negative pressure also has an effect between the individual layers of the stack, the spaces between the layers are vented and the layers are fixed to one another by the negative pressure. The stack is therefore stabilized against unwanted movement and held in place on the lowest layer on the work surface, so that the desired holding of the stack and the stack layers occurs and thus the prerequisite for optimal batch processing is given.
  • Another way of achieving this cohesion of the individual stack layers is to glue these layers to one another, the application of negative pressure holding the stack on the work surface and the adhesive strengthening the stack itself.
  • the layers can be glued on their own or together with side venting of the stack for particularly strong holding forces, which means that the workpiece holder adapts to the particular type of machining or cutting and the like. can be adjusted.
  • the adhesive for gluing the layers is applied in a dot or line shape, the gluing points preferably being selected depending on the course of the cut or the cutting program. Since line or point glue points are sufficient for the desired adhesion of the layers, glue can be saved and the glue points can also be adapted to the machining process. Because of the requirement to ensure cohesion, especially in the cutting area, the gluing points will be set according to the cutting process or even follow it directly. It is also possible to arrange the glue points in the sense of dividing the material layers into several vacuum zones for better holding by applying a vacuum, because the glue points can delimit dense spaces between the individual layers, so that even when cutting out of parts from the stack the cohesion remains upright by gluing and / or negative pressure.
  • Conventional cutting systems are equipped with a cutting table forming a working surface which can be subjected to vacuum and have a cutting unit which can be moved over the working surface and preferably also a laying device. If in such a cutting system spacers are provided on the side of the stack to be kept clear between the stack and the cover sheet and an adhesive dispenser is optionally arranged on the cutting unit and / or on the laying device, the method according to the invention can be carried out particularly efficiently.
  • the spacers are a simple aid to prevent the cover film from being placed on the side faces of the stack and, by arranging an adhesive dispenser on the cutting unit or the laying device, the devices which are already present in the cutting system can also be used for gluing the layers.
  • the gluing points can be set, the gluing points being able to be selected in the desired manner by correspondingly controlling the cutting unit or the laying device, so that the stack is held by means of negative pressure or gluing in Can be reached quickly and easily in the course of the usual processing preparations.
  • strips adapted to the stack height can be provided as spacers, which consist of a porous-air-permeable material or air passage openings or the like. set free.
  • the strips expediently extend at least up to the full stack height, so that they really do Each stack layer is accessible for a vacuum and the corresponding material properties of the strips or their shape ensure the necessary flow connection between the side surfaces and the work surface.
  • the layers can be pressed together by the press roller after applying the adhesive and placing the next layer of material, which ensures the full effect of the adhesive and also ensures a smooth layering of the layers.
  • a cutting system 2 which has a cutting table 3 with a working surface 5 which can be pressurized via suction boxes 4 and with an only indicated cutting unit 6 and a laying device 7 is equipped, wherein cutting unit 6 and laying device 7 can be moved over the working surface 5.
  • two film strips 8, which can be laid along the stack side edges, are provided as cover films and strips 9 made of porous-air-permeable material, for example Vyon, as illustrated in FIG. 2. are inserted on the stack side surfaces between stack 1 and film strip 8. If the working surface 5 is now subjected to negative pressure via the suction boxes 4, not only the lowest stacking layer is sucked onto the working surface 5, but also via the air-permeable strips 9, which are covered with air-impermeable air to the outside, the spaces between the stacking layers also become pressurized so that the desired cohesion of the stack and its fixation on the work surface 1 is ensured.
  • the layers of the stack 1 can be connected to one another by gluing, there being linear or punctiform gluing points 10, 11, 12. These gluing points are adapted to the course of the subsequent cutting process, with self-contained cutting lines 13 running between two gluing lines 10 or the gluing lines 11 extending along the cutting lines 13 for fixing the layers in the cutting area, or punctiform gluing points 12 being placed next to the cutting process.
  • an adhesive dispenser 14 and a press roller 15 are provided on the laying device 7, so that after placing each layer by means of the laying device 7 by a repeated process of the laying device of the adhesive can be applied, then the next layer is piled up and the adhesive is carried out by driving over and pressing the layer again by means of the press roller 15. Similar, as indicated by dashed lines, can also be done with the aid of the cutting unit 6, which is then also equipped with an adhesive dispenser 14 and a press roller 15.

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Abstract

Zum Schneiden eines Stapels (1) übereinandergeschichteter Lagen aus luftundurchlässigem Flachmaterial wird der Stapel gegebenenfalls unter Abdeckung mittels einer luftundurchlässigen Abdeckfolie (8) auf einer luftdurchlässigen Arbeitsfläche (5) durch Unterdruckbeaufschlagung festgehalten.
Um auf einfache Weise ein ausreichendes Fixieren des Stapels (1) auf der Arbeitsfläche (5) zu gewährleisten, wird die Abdeckfolie zumindest im Bereich einer Stapelseitenfläche zur Aufrechterhaltung der Saugverbindung zwischen dieser Stapelseitenfläche und der Arbeitsfläche (5) von einem unmittelbaren Anliegen am Stapel (1) abgehalten und/oder werden die Lagen beim Aufeinanderschichten miteinander lösbar verklebt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schneiden eines Stapels übereinandergeschichteter Lagen aus luftundurchlässigem Flachmaterial, insbesondere beidseits folienbeschichteten Prepregs, bei dem der Stapel gegebenenfalls unter Abdeckung mittels einer luftundurchlässigen Abdeckfolie auf einer luftdurchlässigen Arbeitsfläche durch Unterdruckbeaufschlagung festgehalten wird, sowie auf eine Schneidanlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Das gemeinsame Schneiden gestapelter Werkstücke erlaubt zwar eine Rationalisierung der Werkstückbearbeitung selbst, bringt aber Schwierigkeiten bei der Halterung der Werkstücke während der Bearbeitung mit sich, denn der Werkzeugvorschub kann leicht zu einem gegenseitigen Verschieben der einzelnen Stapellagen führen. Da die Schneidanlagen meist einen Schneidtisch mit unterdruckbeaufschlagbarer Arbeitsfläche zur lagefesten Aufnahme des Flachmaterials aufweisen, lassen sich durch diese Unterdruckbeaufschlagung zwar die am Schneidtisch unmittelbar aufliegenden Werkstücke fixieren, nicht aber wegen der Luftundurchlässigkeit der einzelnen Werkstücke die auf dieser untersten Lage aufgeschichteten Lagen. Um einen Zusammenhalt eines solchen Stapels zu erreichen, wurde auch schon vorgeschlagen, die Stapel mittels einer luftundurchlässigen Abdeckfolie abzudecken, so daß bei Unterdruckbeaufschlagung der Arbeitsfläche unterhalb der Folie ein Unterdruck entsteht und die Folie dadurch den Stapel zusammendrückt. Allerdings kommt es hier nur zu einem recht unbefriedigenden Zusammenhalt des Stapels, da sich die Folie an den Seitenflächen des Stapels anlegt und die Zwischenräume zwischen den einzelnen Lagen nicht entlüftet werden können. Außerdem bleibt der über die Folie erzeugbare Niederhaltedruck recht schwach und er wird bei der Bearbeitung, die ja zu einem Durchtrennen der Abdeckfolie führt, noch weiter beeinträchtigt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und ein Verfahren der eingangs geschilderten Art anzugeben, das auf rationelle Weise eine ausreichende Halterung übereinandergeschichteter Flachmateriallagen gewährleistet und damit auch eine einwandfreie Bearbeitung höherer Werkstückstapel erlaubt. Außerdem soll eine aufwandsarme, zur Durchführung dieses Verfahrens bestens geeignete Schneidanlage geschaffen werden.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Abdeckfolie zumindest im Bereich einer Stapelseitenfläche zur Aufrechterhaltung der Saugverbindung zwischen dieser Stapelseitenfläche und der Arbeitsfläche von einem unmittelbaren Anliegen am Stapel abgehalten wird und/oder die Lagen beim Aufeinanderschichten miteinander lösbar verklebt werden. Kann sich die Abdeckfolie nicht an den Stapelseitenflächen anlegen, wirkt sich die Unterdruckbeaufschlagung auch zwischen den einzelnen Stapellagen aus, die Lagenzwischenräume werden entlüftet und die Lagen untereinander durch die Unterdruckbeaufschlagung fixiert. Der Stapel wird daher in sich gegen ein ungewolltes Verschieben stabilisiert und über die unterste Lage auf der Arbeitsfläche festgehalten, so daß es zur gewünschten Halterung des Stapels und der Stapellagen kommt und damit die Voraussetzung für eine optimale Stapelbearbeitung gegeben ist.
  • Eine weitere Möglichkeit, diesen Zusammenhalt der einzelnen Stapellagen zu erreichen, ergibt sich durch ein gegenseitiges Verkleben dieser Lagen, wobei die Unterdruckbeaufschlagung für die Halterung des Stapels auf der Arbeitsfläche sorgt und die Klebung den Stapel in sich festigt. Das Verkleben der Lagen kann für sich alleine oder aber auch zusammen mit einem Seitenentlüften des Stapels für besonders starke Haltekräfte eingesetzt werden, wodurch sich die Werkstückhalterung an die jeweilige Bearbeitungsart oder Schnittführung u.dgl. anpassen läßt.
  • Wird zum Verkleben von Prepregs als Klebstoff ein mit der Reaktionsharzmasse der Prepregs gleichartiges Harz verwendet, ist jede Gefahr einer Qualitätsbeeinträchtigung der Prepregs durch ungeeignete Klebemittel von vornherein vermieden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Klebstoff zum Verkleben der Lagen punkt- oder linienförmig aufgetragen wird, wobei vorzugsweise die Klebestellen in Abhängigkeit vom Schnittverlauf bzw. Schneidprogramm gewählt werden. Da für die gewünschte Haftung der Lagen linien- oder punktförmige Klebestellen durchaus genügen, kann so Klebemittel eingespart werden und die Klebestellen lassen sich außerdem auf den Bearbeitungsvorgang abstimmen. Wegen der Forderung, den Zusammenhalt vor allem im Schnittbereich zu sichern, werden die Klebestellen dem Schnittverlauf entsprechend gesetzt werden oder ihm sogar direkt folgen. Auch ist es möglich, die Klebestellen im Sinne einer Aufteilung der Materiallagen in mehrere Unterdruckzonen für eine bessere Halterung durch eine Unterdruckbeaufschlagung anzuordnen, denn die Klebestellen können ja dichte Zwischenraumbereiche zwischen den einzelnen Lagen abgrenzen, so daß auch beim Ausschneiden von Teilen aus dem Stapel der Zusammenhalt durch Klebung und/oder Unterdruckbeaufschlagung aufrecht bleibt.
  • Übliche Schneidanlagen sind mit einem eine unterdruckbeaufschlagbare Arbeitsfläche bildenden Schneidtisch ausgerüstet und weisen ein über die Arbeitsfläche verfahrbares Schneidaggregat und vorzugsweise auch eine Legevorrichtung auf. Sind bei einer solchen Schneidanlage an den freizuhaltenden Stapelseitenflächen zwischen Stapel und Abdeckfolie Abstandhalter vorgesehen und ist gegebenenfalls am Schneidaggregat und/oder auf der Legevorrichtung ein Klebstoffspender angeordnet, kann das erfindungsgemäße Verfahren besonders rationell durchgeführt werden. Die Abstandhalter sind eine einfache Hilfe, um ein Anlegen der Abdeckfolie an den Stapelseitenflächen zu verhindern und durch die Anordnung eines Klebstoffspenders am Schneidaggregat oder der Legevorrichtung können die ohnehin bei der Schneidanlage vorhandenen Einrichtungen auch zum Verkleben der Lagen genutzt werden. Durch ein einfaches Verfahren des Schneidaggregates oder der Legevorrichtung jeweils nach dem Auflegen einer Lage können die Klebstellen gesetzt werden, wobei sich die Klebestellen durch entsprechendes Ansteuern des Schneidaggregates oder der Legevorrichtung im gewünschten Sinne wählen lassen, so daß die Halterung des Stapels mittels Unterdruckbeaufschlagung oder Verklebung im Zuge der üblichen Bearbeitungsvorbereitungen schnell und problemlos zu erreichen ist.
  • Um sicherzustellen, daß die Unterdruckbeaufschlagung über die Arbeitsfläche auch die Stapellagen-Zwischenräume erreicht, können als Abstandhalter an die Stapelhöhe angepaßte Leisten vorgesehen sein, die aus einem porös-luftdurchlässigen Werkstoff bestehen oder Luftdurchlaßöffnungen od.dgl. freilassen. Die Leisten erstrecken sich zweckmäßigerweise mindestens bis zur vollen Stapelhöhe, so daß auch wirklich jede Stapellage für eine Unterdruckbeaufschlagung zugänglich ist und die entsprechenden Werkstoffeigenschaften der Leisten oder deren Formgebung sorgen für die erforderliche Strömungsverbindung zwischen Seitenflächen und Arbeitsfläche.
  • Da es im wesentlichen nur darauf ankommt, daß die Unterdurckbeaufschlagung der Arbeitsfläche auch auf die Stapelseitenfläche einwirkt, ist eine vollständige Abdeckfolie unnötig und es genügt, wenn erfindungsgemäß einzelne, den Stapelseitenkanten entlang verlegbare Folienstreifen als Abdeckfolie dienen, was Folienmaterial einspart und den Bearbeitungsvorgang durch die Abdeckfolie unbeeinträchtigt läßt.
  • Sind das Schneidaggregt oder die Legevorrichtung mit einer Preßrolle ausgestattet, können nach dem Auftragen des Klebemittels und dem Auflegen der nächsten Materiallage die Lagen durch die Preßrolle aufeinandergedrückt werden, was die volle Wirkung des Klebstoffes sicherstellt und auch für ein glattes Aufeinanderschichten der Lagen sorgt.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand rein schematisch veranschaulicht, und zwar zeigen
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Schneidanlage zum Schneiden eines Werkstückstapels in Seitenansicht,
    Fig. 2
    diesen Stapel im Querschnitt größeren Maßstabes und
    Fig. 3
    einen anderen mit der Schneidanlage bearbeitbaren Stapel in Draufsicht.
  • Um luftundurchlässiges Flachmaterial, insbesondere beidseits folienbeschichtete Prepregs, in mehrlagigen Stapeln 1 gemeinsam bearbeiten zu können, gibt es eine Schneidanlage 2, die einen Schneidtisch 3 mit einer über Saugkästen 4 unterdruckbeaufschlagbaren Arbeitsfläche 5 aufweist und mit einem nur angedeuteten Schneidaggregat 6 und einer Legevorrichtung 7 ausgerüstet ist, wobei Schneidaggregat 6 und Legevorrichtung 7 über die Arbeitsfläche 5 verfahrbar sind.
  • Damit die zu bearbeitenden Stapel 1 auf der Arbeitsfläche 5 fixiert und deren Lagen untereinander zusammengehalten werden können, sind, wie in Fig. 2 veranschaulicht, zwei den Stapelseitenkanten entlang verlegbare Folienstreifen 8 als Abdeckfolie vorgesehen und Leisten 9 aus porös-luftdurchlässigem Werkstoff, beispielsweise Vyon, sind an den Stapelseitenflächen zwischen Stapel 1 und Folienstreifen 8 eingelegt. Wird nun die Arbeitsfläche 5 über die Saugkästen 4 unterdruckbeaufschlagt, wird nicht nur die unterste Stapellage an die Arbeitsfläche 5 gesaugt, sondern über die luftdurchlässigen Leisten 9, die ja durch die Abdeckfolien 8 nach außen hin luftundurchlässig abgedeckt sind, werden auch die Zwischenräume zwischen den Stapellagen unterdruckbeaufschlagt, so daß der gewünschte Zusammenhalt des Stapels und dessen Fixierung auf der Arbeitsfläche 1 gewährleistet ist.
  • Zusätzlich zu dieser Unterdruckbeaufschlagung oder statt dieser lassen sich, wie in Fig. 3 angedeutet, die Lagen des Stapels 1 miteinander durch Kleben verbinden, wobei es linienförmige oder punktförmige Klebestellen 10, 11, 12 gibt. Diese Klebestellen werden an den Verlauf der nachfolgenden Schnittbearbeitung angepaßt, wobei in sich geschlossene Schnittlinien 13 zwischen zwei Klebelinien 10 verlaufen können oder sich zur Fixierung der Lagen im Schnittbereich die Klebelinien 11 den Schnittlinien 13 entlang erstrecken oder punktförmige Klebestellen 12 neben dem Schnittverlauf gesetzt werden. Zum Auftragen des Klebemittels ist an der Legevorrichtung 7 ein Klebstoffspender 14 und eine Preßrolle 15 vorgesehen, so daß nach dem Auflegen jeder Lage mittels der Legevorrichtung 7 durch ein nochmaliges Verfahren der Legevorrichtung der Klebstoff aufgebracht werden kann, dann die nächste Lage aufgeschichtet wird und durch nochmaliges Überfahren und Andrücken der Lage mittels der Preßrolle 15 die Klebung erfolgt. Ähnliches kann, wie strichliert angedeutet, auch mit Hilfe des Schneidaggregates 6 erfolgen, das dann ebenfalls mit einem Klebstoffspender 14 und einer Preßrolle 15 ausgestattet ist.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Schneiden eines Stapels (1) übereinandergeschichteter Lagen aus luftundurchlässigem Flachmaterial, insbesondere beidseits folienbedeckten Prepregs, bei dem der Stapel gegebenenfalls unter Abdeckung mittels einer luftundurchlässigen Abdeckfolie (8) auf einer luftdurchlässigen Arbeitsfläche (5) durch Unterdruckbeaufschlagung festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet daß die Abdeckfolie zumindest im Bereich einer Stapelseitenfläche zur Aufrechterhaltung der Saugverbindung zwischen dieser Stapelseitenfläche und der Arbeitsfläche von einem unmittelbaren Anliegen am Stapel abgehalten wird und/oder die Lagen beim Aufeinanderschichten miteinander lösbar verklebt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verkleben von Prepregs als Klebstoff ein mit der Reaktionsharzmasse der Prepregs gleichartiges Harz verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff zum Verkleben der Lagen punkt- oder linienförmig aufgetragen wird, wobei vorzugsweise die Klebstellen in Abhängigkeit vom Schnittverlauf bzw. Schneidprogramm gewählt werden.
  4. Schneidanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem eine unterdruckbeaufschlagbare Arbeitsfläche bildenden Schneidtisch und einem über die Arbeitsfläche verfahrbaren Schneidaggregat sowie vorzugsweise einer Legevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß an den freizuhaltenden Stapelseitenflächen zwischen Stapel (1) und Abdeckfolie (8) Abstandhalter (9) vorgesehen sind und daß gegebenenfalls am Schneidaggregat (6) und/oder auf der Legevorrichtung (7) ein Klebstoffspender (14) angeordnet ist.
  5. Schneidanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstandhalter an die Stapelhöhe angepaßte Leisten (9) vorgesehen sind, die aus einem porös-luftdurchlässigen Werkstoff bestehen oder Luftdurchlaßöffnungen od.dgl. freilassen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne, den Stapelseitenkanten entlang verlegbare Folienstreifen (8) als Abdeckfolie dienen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidaggregat (6) oder die Lagevorrichtung (7) mit einer Preßrolle (15) ausgestattet sind.
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