EP2251264A1 - Verpackungsmaschine und Verfahren zum Verschließen von Behältern mit Deckeln - Google Patents

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EP2251264A1
EP2251264A1 EP10004362A EP10004362A EP2251264A1 EP 2251264 A1 EP2251264 A1 EP 2251264A1 EP 10004362 A EP10004362 A EP 10004362A EP 10004362 A EP10004362 A EP 10004362A EP 2251264 A1 EP2251264 A1 EP 2251264A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
container
packaging machine
lid
cover film
Prior art date
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Granted
Application number
EP10004362A
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English (en)
French (fr)
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EP2251264B1 (de
Inventor
Elmar Ehrmann
Helmut Sparakowski
Hans-Joachim Boekstegers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Original Assignee
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B47/00Apparatus or devices for forming pockets or receptacles in or from sheets, blanks, or webs, comprising essentially a die into which the material is pressed or a folding die through which the material is moved
    • B65B47/02Apparatus or devices for forming pockets or receptacles in or from sheets, blanks, or webs, comprising essentially a die into which the material is pressed or a folding die through which the material is moved with means for heating the material prior to forming
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B47/00Apparatus or devices for forming pockets or receptacles in or from sheets, blanks, or webs, comprising essentially a die into which the material is pressed or a folding die through which the material is moved
    • B65B47/08Apparatus or devices for forming pockets or receptacles in or from sheets, blanks, or webs, comprising essentially a die into which the material is pressed or a folding die through which the material is moved by application of fluid pressure
    • B65B47/10Apparatus or devices for forming pockets or receptacles in or from sheets, blanks, or webs, comprising essentially a die into which the material is pressed or a folding die through which the material is moved by application of fluid pressure by vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B7/00Closing containers or receptacles after filling
    • B65B7/01Machines characterised by incorporation of means for making the closures before applying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B7/00Closing containers or receptacles after filling
    • B65B7/16Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons
    • B65B7/162Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by feeding web material to securing means
    • B65B7/164Securing by heat-sealing

Definitions

  • the present invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a packaging machine for carrying out such a method.
  • Packaging machines for closing already preformed and individualized containers are known in the form of so-called tray sealing machines ("tray sealers"), for example from US Pat DE 10 2006 018 327 A1 , Such machines are fed with already preformed and individualized trays, which are usually stored stacked after molding. The containers are removed from the stock individually and placed on a conveyor belt, where they are filled from above with a product. Subsequently, in the conventional tray sealing machine, a sealing film is applied to the upwardly open trays which both close and seal the trays.
  • Object of the present invention is to overcome these disadvantages with structurally simple means possible.
  • thermoforming offers the advantage that the packaging significantly better than before the respective Product can be adjusted, although the containers are already preformed. In particular, products projecting beyond the edge of the container can also be accommodated in the containers without the lid film being stretched over the product.
  • aesthetic advantages since the top of the packaging, in contrast to conventional tray sealing machines no longer needs to be flat, but can be structured.
  • the lidding film is heated in front of the former and / or in the former to allow deep drawing. Preheating the lidding film in front of the former can speed up deep drawing and reduce unnecessary delays of other components of the packaging machine.
  • the cover film prefferably be deep-drawn in its entirety or at least in sections to the side of the cover film facing the container when it is closed. In this way, a lid portion is formed in the lid film, which protrudes into the interior of the container. This is particularly suitable for products or areas of a product that are lower than the edge of the container.
  • the cover film could be deep-drawn in its entirety or at least in sections to the side of the cover film facing away from the container when closing it. In this way, a dome-shaped cover portion is formed, which protrudes upwards over the container edge and allows the inclusion of supernatant products, without the lid film spans over the product.
  • At least one concave and / or one convex section may be formed during deep drawing on the side of the lid foil facing the container when closing. They may facilitate the abutment of complementary shaped areas of the products on the lid, for example to prevent slipping of the products in the containers.
  • the shaping device can be provided separately from the closing station. However, the entire packaging machine becomes more compact and thus the process less expensive when the deep drawing is carried out within the Versch.station itself.
  • cover film a flexible film or a hard film could be used, provided that they can be suitably deep-drawn.
  • a multilayer film is used as the cover film.
  • a cover film it would be conceivable to use a combination of an oxygen-impermeable outer layer and an oxygen-permeable inner layer in order to allow oxygen to flow around the products.
  • the lidding film or the cover section formed in it is placed on the respective containers only in the form of a "slip lid" by positive locking.
  • the lid portion may snap on an edge of the container to securely connect the lid to the container.
  • the lidding film is sealed onto the container, in particular if the interior of the container is to be sealed airtight.
  • the transport of the closed containers, which are connected to the lidding film, from the closing station can ensure that further lidding film is used, which serves to close subsequent containers. In this way, it would be possible to dispense with a separate conveying device for the cover film.
  • the invention also relates to a packaging machine for carrying out the method according to the invention.
  • This packaging machine has a forming device for deep drawing the thermoformable lid film.
  • the molding device has an exchangeable insert which determines the deformation of the cover film relative to a cover section.
  • This insert can be replaced if it is worn, or if another form of lid for the container is to be made.
  • the tensile force on the lid film may not be sufficient only by moving the closed container still connected to the lid film.
  • a separate conveying means is provided for the cover film, for example a clamp chain arranged on both sides, which can also serve for laterally tensioning the cover film.
  • the packaging machine according to the invention preferably has a tool for placing and / or sealing the lid film on the containers. In this tool thus the actual closing of the container.
  • the tool itself may comprise a lower tool and an upper tool, which are movable relative to each other. Thus, they can open to receive the unclosed container and to close and possibly evacuate and / or fumigate the container to reduce the space occupied between them.
  • the lower tool and the upper tool can be spaced from each other by the relative movement at least as far as the sum of the height of a container and the height of a lid portion of the lid film.
  • the closing tool also allows the inclusion of containers in which the product and the lid over the edge of the container survive.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of a packaging machine 1 according to the invention.
  • a packaging machine 1 is a tray sealing machine ("Traysealer").
  • the packaging machine 1 has a Machine frame 2, on which a closing station 3 for closing and optionally for evacuating, gassing and / or sealing of supplied, cup-shaped containers and for cutting a lid foil used for closing is arranged.
  • the closing station 3 is located under an openable hood 4.
  • the packaging machine 1 further comprises a feed belt 5 for feeding the containers, a discharge belt 6 for transporting the sealed containers, a film feed roller 7 for receiving and feeding a roll of a lid film, a film tensioning device 8 for tensioning the lid film, and a Folienrestaufwickler 9 for winding the after sealing, remaining film residues.
  • a display 10 allows the operator of the packaging machine 1 to check and control the operation of the packaging machine 1. On the display 10 controls 11 may be provided for this purpose, such as panels or switches to affect the operation of the packaging machine 1.
  • FIG. 2 shows in a first embodiment of the packaging machine 1 according to the invention in a schematic view a vertical section through the closing station 3.
  • the closing station 3 has a tool 12, which in turn has an upper tool 13 and a lower tool 14.
  • Upper tool 13 and lower tool 14 are movable in the vertical direction relative to each other.
  • Upper and lower tool 13, 14 can form a closed chamber 15 in a closed state between them (see FIG. 3 ).
  • a lifting table 16 On the lower tool 14, a lifting table 16 is provided, which can be moved via a lifting rod 17 in the vertical direction independently of the lower tool 14.
  • the lifting table 16 forms a recess or recess 18 for receiving a prefabricated, cup-shaped container 19.
  • This container 19 may for example consist of a hard plastic.
  • a plurality of containers 19 are stacked and stored in this manner. From this supply they can be removed individually and placed on the conveyor belt 5 of the packaging machine 1 to be filled there.
  • FIG. 2 It can be seen that an edge 20 of the container rests on an edge of the lifting table 16 or the trough 18. It can also be seen that the container 19 with a product 21 is filled, which projects beyond the plane formed by the edge 20 of the container 19 upwards.
  • the upper tool 13 is constructed more expensive. It in turn has three tool components, which can be moved within the upper tool 13 both independently of one another, and independently of the outer wall 22 of the upper tool 13 in the vertical direction relative to each other.
  • the innermost tool component is a molding device 23 for molding a cover section in the single or multi-layer cover film 24 brought up by the film feed roller 7.
  • the molding device 23 is concave on the surface 25 facing the container 19.
  • the former 23 may have vacuum lines (not shown) to create a vacuum between the surface 25 and the lid film 24.
  • a sealing plate 26 is arranged, which has downwardly projecting sealing edges 27.
  • the sealing edges 27 are shaped so that they can contact the edge 20 of the container 19 when lowering the sealing plate 26.
  • a cutting device 28 is provided above the sealing plate 26, that is between the sealing plate 26 and the outer wall 22 of the upper tool 13. It has downwardly projecting cutting edges 29, which are designed to sever the lidding film 24.
  • the tool 12 may moreover have means for evacuating and / or gassing the chamber 15 formed between the upper and lower dies 13, 14.
  • thermoformable cover film 24 passes over a first deflection roller 30 and is deflected there so that it passes through the interior of the tool 12 substantially parallel to the plane formed by the edge 20 of the container 19.
  • the remaining portions of the cover sheet 24 remaining after closing the containers 19 and punching out the lid portions pass via a second deflection roller 31 to a residual film winder 9 to be collected there.
  • a film tensioning device 8 which in FIG. 2 the sake of clarity is no longer shown.
  • a pre-heater 32 is provided between the film feed roller 7 and the first guide roller 30 .
  • the heating device 32 may be a heating plate, which is heated, for example, by a thermal fluid or electrical heating means.
  • the heater 32 serves to heat a predetermined portion 33 of the lidding film 24 to a temperature which allows thermoplastic molding of the lidding film 24 in a deep drawing operation.
  • FIG. 2 shows the tool 12 of the packaging machine 1 according to the invention in a state in which a filled with product 21 shell 19 was inserted into the trough 18 of the lifting table 16 and guided into the interior of the tool 12.
  • Upper and lower tool 13, 14 are so far away from each other for this purpose, that the distance A between the lower edge of the upper tool 13 and the upper edge of the lower tool 14 is greater than the sum of the height of the container 19 and the protruding part of the product 21st to allow in this way the introduction of the filled container 19 in the tool 12.
  • Under the heater 32 a certain portion 33 of the lid sheet 24 is heated.
  • FIG. 3 shows the tool 12 in a state in which initially the cover sheet 24 has been promoted so far that the heated portion 33 is below the mold 23. At this time, the feed of the lid sheet 24 is stopped.
  • upper tool 13 and lower tool 14 moves towards each other until they pinch the cover sheet 24 between their edges and form a closed chamber 15 between them. Since the advance of the cover film 24 is stopped, a further section 33 'of the cover film 24 can now be brought to the temperature required for deformation under or in the heating device 32.
  • the lid portion 35 is in FIG. 5 shown. It has a shape which is complementary on the outside to the edge 20 of the container 19. On the product 21 side facing the lid portion 35 is concave.
  • FIG. 6 shows the tool 12 in a state in which - starting from the state in FIG. 5 -
  • the lifting table 16 has been raised until the edge 20 of the container 19 comes into contact with the cover sheet 24.
  • This movement of the lifting table 16 is indicated by the arrow 36.
  • the sealing plate 26 is lowered until its sealing edges 27 come into contact with the cover film 24 from above. In this state, the lid film 24 is now sealed onto the edge 20 of the container 19.
  • the cutting device 28 is lowered so that their cutting edges 29, the lid sheet 24 cut around the closed container 19. This movement of the cutting device 28 is indicated by the arrow 38.
  • FIG. 8 the tool 12 is opened. This happens in the lower tool 14 and lifting table 16 down and upper tool 13 with shaping device 23, sealing plate 26 and cutting device 28 are moved upward.
  • the lid portion 35 is firmly connected by sealing to the rest of the container 19 and remains on the container 19.
  • the filled container 19 can now be removed from the tool 12.
  • the cover film 14 can be transported forward, with the remainder of the cover film 24 remaining on the film wound on the film remover 9 being wound up during cutting.
  • the closing operation can now be carried out in the same way for a subsequent container.
  • FIG. 9 shows a second embodiment of a packaging machine according to the invention 1. It differs from the first embodiment that the mold 23 for forming the lid portions 35 is no longer provided in the closing tool 12, but in the range of the heater 32. Otherwise, upper tool 13 and lower tool 14 of Closing tool 12 remained unchanged. Especially the upper tool 13 furthermore has a sealing plate 26 and a cutting device 28, while the lower tool 14 furthermore has a lifting table 16.
  • the molding device 23 has a first mold half 39 and a second mold half 40. As indicated by the arrows 41, the two mold halves 39, 40 can be moved relative to one another perpendicular to the plane of the cover film 24, so that they close to the cover film 24 and the lid film 24 can release.
  • a replaceable insert 42 is provided in the first mold half 39. Its lid surface 24 facing surface 43 defines the shape of the lid portion 35 when the heated by the heater 32 in the opposite, second mold half 40 portion of the lid sheet 24 is applied by applying a vacuum to the surface 43 of the insert 42 to the cover sheet 24th to pull deeply.
  • FIGS. 9 to 15 show various steps of the inventive method in the operation of the packaging machine 1 according to the second embodiment.
  • FIG. 9 shows the packaging machine 1 in a state in which a fresh portion of the lidding film 24 has been brought into the former 23.
  • FIG. 10 the two mold halves 39, 40 of the former 23 have been closed.
  • Arrows 44 indicate that a vacuum is created on the insert 42 of the former to apply the lid film 24 to the insert 42 of the first mold half 39 in this area, thereby forming a lid portion 35.
  • the insert 42 can be exchanged if cover sections 35 are to be produced with a different shape.
  • FIG. 11 shows the state of the packaging machine 1 after the thermoforming of the lid film 24 in the former 23.
  • the lid film 24 now has a lid portion 35th
  • FIG. 12 the two mold halves 39, 40 have been removed from each other.
  • the opening 45 formed between them must now be large enough at least in the starting direction from the shaping device 23 to allow the curved lid section 35 to pass.
  • the cover film 24 has been moved so far in the conveying direction 45, that the cover portion 35 is now positioned within the Verschierwerkmaschines 12 above the container 19 to be closed.
  • the first deflection roller 30 rests against only one outer edge of the cover film 24, so that it does not collide with the cover section 35 in the middle region of the cover film 24.
  • FIG. 14 shows the packaging machine 1 in a state in which the closing tool 12 has been closed by moving upper tool 13 and lower tool 14 towards each other.
  • Contact between the sealing edges 27 of the sealing plate 26 and the rim 20 of the container 19 adjacent by raising the lifting table 16 allows the lidding film 24 to be sealed to the container 19.
  • the cutter 28 has been lowered to cut out the closed container.
  • the molding device 23 has closed at the same time to a new portion of the cover sheet 24 to form a further cover portion 35.
  • the inventive method and the packaging machine according to the invention can be changed in many ways.
  • the lid portions 35 are not sealed to the edge 20 of the container 19, but are merely placed in the form of slip-on lids on the container 19 by positive engagement.
  • the lid portion 35 any shape.
  • the molding device 23 may have a replaceable insert 42.
  • a plurality of lid portions 35 may be made behind or side by side in the forming device 23, and a plurality of containers 19 may be simultaneously closed in the closing station 3.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschließen bereits vorgeformter und vereinzelter Behälter (19), beispielsweise Schalen, mit einer Deckelfolie (24) in einer Verschließstation (3). Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass als Deckelfolie (24) eine tiefziehbare Folie verwendet wird, dass die Deckelfolie (24) in einer Formeinrichtung (23) der Verpackungsmaschine (1) tiefgezogen wird, und dass das Tiefziehen der Deckelfolie (24) vor dem Verschließen der Behälter (19) mit der Deckelfolie (24) erfolgt. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Verpackungsmaschine (1), die zum Durchführen eines solchen Verfahrens geeignet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Verpackungsmaschine zum Durchführen eines solchen Verfahrens.
  • Verpackungsmaschinen zum Verschließen bereits vorgeformter und vereinzelter Behälter sind in der Form von sogenannten Schalenverschließmaschinen ("Traysealer") bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2006 018 327 A1 . Solche Maschinen werden mit bereits vorgeformten und vereinzelten Schalen beschickt, die nach dem Formen in der Regel gestapelt bevorratet werden. Die Behälter werden dem Vorrat einzeln entnommen und auf ein Transportband gelegt, wo sie von oben mit einem Produkt befüllt werden. Anschließend wird in der herkömmlichen Schalenverschließmaschine eine Siegelfolie auf die nach oben offenen Schalen aufgebracht, die die Schalen sowohl verschließt, als auch versiegelt.
  • Bei herkömmlichen Schalenverschließmaschinen darf die Siegelfolie nicht durch das Produkt gespannt werden, weil ansonsten ein Zerreißen der Siegelfolie droht. Folglich müssen die Schalen vergleichsweise tief sein, um ein Überstehen der Produkte über den Rand der Schalen zu verhindern. Diese übergroße Höhe der Schalen hat jedoch auch Nachteile. Zum einen führt dies zu einer Steigerung von Materialbedarf und Kosten einer Verpackung, zum anderen lassen sich pro Volumen weniger vorgeformte oder gefüllte Schalen unterbringen - so dass auch beim Bevorraten der leeren Schalen sowie beim Vertrieb der gefüllten und verschlossenen Schalen die Kosten steigen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit konstruktiv möglichst einfachen Mitteln diese Nachteile zu überwinden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Verpackungsmaschine zum Durchführen eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung besteht darin, dass zum Verschließen bereits vorgeformter und vereinzelter Behälter eine tiefziehbare Folie verwendet wird, die vor dem Verschließen der Behälter mit der Deckelfolie in einer Formeinrichtung der Verpackungsmaschine tiefgezogen wird. Dieses Tiefziehen bietet den Vorteil, dass die Verpackung deutlich besser als bisher dem jeweiligen Produkt angepasst werden kann, obwohl die Behälter bereits vorgeformt sind. Insbesondere können auch über den Behälterrand hinausragende Produkte in den Behältern aufgenommen werden, ohne dass die Deckelfolie sich über das Produkt spannt. Darüber hinaus bieten sich auch ästhetische Vorteile, da die Oberseite der Verpackungen im Unterschied zu herkömmlichen Schalenverschließmaschinen nicht mehr eben sein muss, sondern strukturiert werden kann.
  • Vorzugsweise wird die Deckelfolie vor der Formeinrichtung und/oder in der Formeinrichtung erwärmt, um das Tiefziehen zu ermöglichen. Das Vorwärmen der Deckelfolie vor der Formeinrichtung kann das Tiefziehen beschleunigen und überflüssige Wartezeiten anderer Komponenten der Verpackungsmaschine reduzieren.
  • Denkbar wäre es, dass die Deckelfolie insgesamt oder wenigstens abschnittsweise zu der beim Verschließen dem Behälter zugewandten Seite der Deckelfolie tiefgezogen wird. Auf diese Weise bildet sich ein Deckelabschnitt in der Deckelfolie, der in den Innenraum des Behälters hineinragt. Dies bietet sich insbesondere für Produkte oder Bereiche eines Produktes an, die niedriger liegen als der Rand des Behälters.
  • Alternativ oder zusätzlich wäre es denkbar, dass die Deckelfolie insgesamt oder wenigstens abschnittsweise zu der beim Verschließen dem Behälter abgewandten Seite der Deckelfolie tiefgezogen wird. Auf diese Weise bildet sich ein domförmiger Deckelabschnitt, der nach oben über den Behälterrand hinausragt und die Aufnahme überstehender Produkte ermöglicht, ohne dass sich die Deckelfolie über dem Produkt spannt.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren könnten beim Tiefziehen auf der beim Verschließen dem Behälter zugewandten Seite der Deckelfolie wenigstens ein konkaver und/oder einer konvexer Abschnitt gebildet werden. Sie können das Anliegen komplementär geformter Bereiche der Produkte an dem Deckel erleichtern, um beispielsweise ein Verrutschen der Produkte in den Behältern zu verhindern.
  • Die Formeinrichtung kann getrennt von der Verschließstation vorgesehen sein. Die gesamte Verpackungsmaschine wird jedoch kompakter und das Verfahren dadurch weniger aufwendig, wenn das Tiefziehen innerhalb der Verschließstation selbst durchgeführt wird.
  • Als Deckelfolie könnten eine flexible Folie oder eine Hartfolie verwendet werden, sofern sie sich geeignet tiefziehen lassen.
  • Je nach Produkt kann es günstig sein, wenn als Deckelfolie eine mehrlagige Folie verwendet wird. Denkbar wäre beispielsweise eine Kombination einer sauerstoffundurchlässigen äußeren Lage und einer sauerstoffdurchlässigen inneren Lage, um ein Umströmen der Produkte mit Sauerstoff zu ermöglichen.
  • In einer Variante der Erfindung wird die Deckelfolie bzw. der in ihr gebildete Deckelabschnitt lediglich in Form eines "Stülpdeckels" durch Formschluss auf die jeweiligen Behälter aufgesetzt. Der Deckelabschnitt kann beispielsweise an einem Rand des Behälters einschnappen, um den Deckel sicher mit dem Behälter zu verbinden.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass die Deckelfolie auf die Behälter aufgesiegelt wird, insbesondere wenn das Innere der Behälter luftdicht abgeschlossen werden soll.
  • Wenn die Deckelfolie an die Behälter angesiegelt wird, kann der Transport der verschlossenen und mit der Deckelfolie verbundenen Behälter aus der Verschließstation dafür sorgen, dass weitere Deckelfolie nachgezogen wird, die zum Verschließen nachfolgender Behälter dient. Auf diese Weise könnte auf eine eigene Fördervorrichtung für die Deckelfolie verzichtet werden.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Verpackungsmaschine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Verpackungsmaschine weist eine Formeinrichtung zum Tiefziehen der tiefziehbaren Deckelfolie auf.
  • Zweckmäßig ist es, wenn die Formeinrichtung einen auswechselbaren, die Verformung der Deckelfolie zu einem Deckelabschnitt bestimmenden Einsatz aufweist. Dieser Einsatz kann ausgetauscht werden, wenn er abgenutzt sein sollte, oder wenn eine andere Form der Deckel für die Behälter hergestellt werden soll.
  • Vor allem bei vergleichsweise dicken Hartfolien kann die Zugkraft auf die Deckelfolie nur durch das Bewegen der noch mit der Deckelfolie verbundenen verschlossenen Behälter möglicherweise nicht ausreichend sein. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich zu einem Transportmittel für die Behälter ein eigenes Fördermittel für die Deckelfolie vorgesehen ist, beispielsweise eine beidseitig angeordnete Klammerkette, die auch zum seitlichen Spannen der Deckelfolie dienen kann.
  • Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine verfügt vorzugsweise über ein Werkzeug zum Aufsetzen und/oder Ansiegeln der Deckelfolie auf die Behälter. In diesem Werkzeug erfolgt somit das eigentliche Verschließen der Behälter.
  • Das Werkzeug selbst kann ein Unterwerkzeug und ein Oberwerkzeug umfassen, die relativ zueinander bewegbar sind. So können sie sich zur Aufnahme der unverschlossenen Behälter öffnen und zum Verschließen und gegebenenfalls Evakuieren und/oder Begasen der Behälter den zwischen sich eingenommenen Raum verkleinern.
  • Zweckmäßig ist es, wenn das Unterwerkzeug und das Oberwerkzeug durch die Relativbewegung mindestens soweit voneinander beabstandet werden können wie die Summe aus der Höhe eines Behälters und der Höhe eines Deckelabschnitts der Deckelfolie. Auf diese Weise erlaubt das Verschließwerkzeug auch die Aufnahme von Behältern, bei denen das Produkt und der Deckel über den Rand des Behälters überstehen.
  • Im Folgenden werden zwei vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Im Einzelnen zeigen:
  • Figur 1
    eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschi- ne,
    Figur 2 bis Figur 8
    schematische Vertikalschnitte durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Ver- packungsmaschine bei unterschiedlichen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
    Figur 9 bis Figur 15
    ein zweites Ausführungsbeispiel der Verpackungsmaschine bei unterschiedli- chen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Gleiche und ähnliche Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Schalenverschließmaschine ("Traysealer"). Die Verpackungsmaschine 1 verfügt über ein Maschinengestell 2, auf dem eine Verschließstation 3 zum Verschließen sowie gegebenenfalls zum Evakuieren, Begasen und/oder Siegeln von zugeführten, schalenförmigen Behältern sowie zum Schneiden von einer zum Verschließen verwendeten Deckelfolie angeordnet ist. Die Verschließstation 3 befindet sich unter einer zu öffnenden Haube 4.
  • Die Verpackungsmaschine 1 verfügt ferner über ein Zuführband 5 zum Zuführen der Behälter, ein Abführband 6 zum Abtransportieren der verschlossenen Behälter, eine Folienzuführrolle 7 zum Aufnehmen und Zuführen einer Rolle einer Deckelfolie, eine Folienspannvorrichtung 8 zum Spannen der Deckelfolie, sowie einen Folienrestaufwickler 9 zum Aufwickeln der nach dem Versiegeln verbleibenden Folienreste. Eine Anzeige 10 ermöglicht dem Bediener der Verpackungsmaschine 1 das Überprüfen und Steuern des Betriebs der Verpackungsmaschine 1. An der Anzeige 10 können zu diesem Zweck Bedienelemente 11 vorgesehen sein, beispielsweise Bedienfelder oder Schalter, um den Betrieb der Verpackungsmaschine 1 zu beeinflussen.
  • Figur 2 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine 1 in schematischer Ansicht einen Vertikalschnitt durch die Verschließstation 3. Die Verschließstation 3 verfügt über ein Werkzeug 12, das seinerseits ein Oberwerkzeug 13 und ein Unterwerkzeug 14 aufweist. Oberwerkzeug 13 und Unterwerkzeug 14 sind in vertikaler Richtung relativ zueinander verfahrbar. Ober- und Unterwerkzeug 13, 14 können in einem geschlossenen Zustand zwischen sich eine geschlossene Kammer 15 bilden (siehe Figur 3).
  • Am Unterwerkzeug 14 ist ein Hubtisch 16 vorgesehen, der über eine Hubstange 17 in vertikaler Richtung unabhängig vom Unterwerkzeug 14 verfahren werden kann. Der Hubtisch 16 bildet eine Aussparung oder Mulde 18 zur Aufnahme eines vorgefertigten, schalenförmigen Behälters 19. Dieser Behälter 19 kann beispielsweise aus einem harten Kunststoff bestehen. Nach dem Vorformen werden eine Vielzahl von Behältern 19 gestapelt und auf diese Weise bevorratet. Aus diem Vorrat können sie einzeln entnommen und auf das Zuführband 5 der Verpackungsmaschine 1 gelegt werden, um dort befüllt zu werden.
  • In Figur 2 ist zu erkennen, dass ein Rand 20 des Behälters auf einem Rand des Hubtisches 16 bzw. der Mulde 18 aufliegt. Zu sehen ist auch, dass der Behälter 19 mit einem Produkt 21 gefüllt ist, das über die durch den Rand 20 des Behälters 19 gebildete Ebene hinaus nach oben vorsteht.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Oberwerkzeug 13 aufwendiger aufgebaut. Es verfügt seinerseits über drei Werkzeugkomponenten, die innerhalb des Oberwerkzeugs 13 sowohl unabhängig voneinander, als auch unabhängig von der Außenwand 22 des Oberwerkzeugs 13 in vertikaler Richtung relativ zueinander verfahren werden können. Bei der innersten Werkzeugkomponente handelt es sich um eine Formeinrichtung 23 zum Formen eines Deckelabschnitts in der von der Folienzuführrolle 7 herangeführten, ein- oder mehrlagigen Deckelfolie 24. Die Formeinrichtung 23 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der zum Behälter 19 gewandten Oberfläche 25 konkav ausgebildet. Die Formeinrichtung 23 kann über Vakuumleitungen verfügen (nicht dargestellt), um zwischen der Oberfläche 25 und der Deckelfolie 24 ein Vakuum zu erzeugen.
  • Oberhalb der Formeinrichtung 23 ist eine Siegelplatte 26 angeordnet, die über nach unten ragende Siegelränder 27 verfügt. Die Siegelränder 27 sind so geformt, dass sie beim Absenken der Siegelplatte 26 den Rand 20 des Behälters 19 kontaktieren können.
  • Oberhalb der Siegelplatte 26, das heißt zwischen der Siegelplatte 26 und der Außenwand 22 des Oberwerkzeugs 13, ist eine Schneideinrichtung 28 vorgesehen. Sie verfügt über nach unten ragende Schneidkanten 29, die zum Durchtrennen der Deckelfolie 24 ausgebildet sind. Das Werkzeug 12 kann darüber hinaus über Einrichtungen zum Evakuieren und/oder Begasen der zwischen Ober- und Unterwerkzeug 13, 14 gebildeten Kammer 15 verfügen.
  • Die tiefziehbare Deckelfolie 24 läuft über eine erste Umlenkrolle 30 und wird dort so umgelenkt, dass sie das Innere des Werkzeugs 12 im Wesentlichen parallel zur durch den Rand 20 des Behälters 19 gebildeten Ebene durchquert. Die nach dem Verschließen der Behälter 19 und dem Ausstanzen der Deckelabschnitte verbleibenden, restlichen Abschnitte der Deckelfolie 24 laufen über eine zweite Umlenkrolle 31 zu einem Restfolienaufwickler 9, um dort gesammelt zu werden. Zwischen der Folienzuführrolle 7 und dem Werkzeug 12 kann noch eine Folienspannvorrichtung 8 vorgesehen sein, die in Figur 2 der Übersichtlichkeit halber nicht mehr dargestellt ist.
  • Zwischen der Folienzuführrolle 7 und der ersten Umlenkrolle 30 ist darüber hinaus eine Heizeinrichtung bzw. (falls noch ein weiterer Heizschritt erfolgt) eine Vorheizeinrichtung 32 vorgesehen. Bei der Heizeinrichtung 32 kann es sich um eine Heizplatte handeln, die beispielsweise über ein thermischen Fluid oder elektrische Heizmittel beheizt wird. Die Heizeinrichtung 32 dient dazu, einen vorgegebenen Abschnitt 33 der Deckelfolie 24 auf eine Temperatur zu erwärmen, die eine thermoplastische Formung der Deckelfolie 24 bei einem Tiefziehvorgang ermöglicht.
  • Anhand der Figuren 2 bis 8 werden nun das erfindungsgemäße Verfahren bzw. der Betriebsablauf der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine 1 erläutert.
  • Figur 2 zeigt das Werkzeug 12 der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine 1 in einem Zustand, in dem eine mit Produkt 21 befüllte Schale 19 in die Mulde 18 des Hubtisches 16 eingesetzt und in das Innere des Werkzeugs 12 geführt wurde. Ober- und Unterwerkzeug 13, 14 sind zu diesem Zweck so weit voneinander entfernbar, dass der Abstand A zwischen der Unterkante des Oberwerkzeugs 13 und der Oberkante des Unterwerkzeugs 14 größer ist als die Summe aus der Höhe des Behälters 19 und des überstehenden Teils des Produkts 21, um auf diese Weise das Einbringen des gefüllten Behälters 19 in das Werkzeug 12 zu ermöglichen. Unter der Heizeinrichtung 32 wird ein bestimmter Abschnitt 33 der Deckelfolie 24 erwärmt.
  • Figur 3 zeigt das Werkzeug 12 in einem Zustand, in dem zunächst die Deckelfolie 24 soweit gefördert wurde, dass sich der erwärmte Abschnitt 33 unterhalb der Formeinrichtung 23 befindet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Vorschub der Deckelfolie 24 gestoppt. In Figur 3 ist zu erkennen, dass sich Oberwerkzeug 13 und Unterwerkzeug 14 soweit aufeinander zu bewegt, bis sie die Deckelfolie 24 zwischen ihren Rändern einklemmen und zwischen sich eine geschlossene Kammer 15 bilden. Da der Vorschub der Deckelfolie 24 gestoppt ist, kann unter bzw. in der Heizeinrichtung 32 nun ein weiterer Abschnitt 33' der Deckelfolie 24 auf die zum Verformen erforderliche Temperatur gebracht werden.
  • Bereits in Figur 3 war zu sehen, dass die Formeinrichtung 23 beim Absenken des Oberwerkzeugs 13 die Deckelfolie 24 kontaktiert. Durch Pfeile 34 ist in Figur 4 angedeutet, dass durch geeignete Vorkehrungen nun an der Oberfläche 25 der Formeinrichtung 23 ein Vakuum erzeugt wird. In Verbindung mit dem Kontakt zwischen der Formeinrichtung 23 und der Deckelfolie 24 sorgt dieses Vakuum dafür, dass der erwärmte Abschnitt 33 der Deckelfolie 24 gegen die konkave Oberfläche 25 der Formeinrichtung 23 gezogen und auf diese Weise zu einem Deckelabschnitt 35 tiefgezogen wird.
  • Der Deckelabschnitt 35 ist in Figur 5 dargestellt. Er hat eine Form, die auf der Außenseite komplementär ist zum Rand 20 des Behälters 19. Auf der dem Produkt 21 zugewandten Seite ist der Deckelabschnitt 35 konkav.
  • Figur 6 zeigt das Werkzeug 12 in einem Zustand, in dem - ausgehend vom Zustand in Figur 5 - der Hubtisch 16 angehoben wurde, bis der Rand 20 des Behälters 19 in Kontakt gelangt mit der Deckelfolie 24. Diese Bewegung des Hubtisches 16 ist durch den Pfeil 36 angedeutet. Gleichzeitig wurde - wie durch den Pfeil 37 angedeutet - die Siegelplatte 26 abgesenkt, bis ihre Siegelränder 27 von oben in Kontakt mit der Deckelfolie 24 gelangen. In diesem Zustand erfolgt nun das Ansiegeln der Deckelfolie 24 auf den Rand 20 des Behälters 19.
  • Anschließend oder zeitgleich mit dem Ansiegeln wird - wie in Figur 7 dargestellt - die Schneideinrichtung 28 abgesenkt, so dass ihre Schneidkanten 29 die Deckelfolie 24 rings um den verschlossenen Behälter 19 ausschneiden. Diese Bewegung der Schneideinrichtung 28 ist durch den Pfeil 38 angedeutet.
  • In Figur 8 wird das Werkzeug 12 geöffnet. Dies geschieht, in dem Unterwerkzeug 14 und Hubtisch 16 nach unten und Oberwerkzeug 13 mit Formeinrichtung 23, Siegelplatte 26 und Schneideinrichtung 28 nach oben verfahren werden. Der Deckelabschnitt 35 ist durch das Ansiegeln fest mit dem übrigen Behälter 19 verbunden und verbleibt am Behälter 19. Der gefüllte Behälter 19 kann nun aus dem Werkzeug 12 entnommen werden. Gleichzeitig kann die Deckelfolie 14 vorwärts transportiert werden, wobei sich der beim Ausschneiden verbleibende Rest der Deckelfolie 24 auf den Folienrestaufwickler 9 aufwickelt. Der Verschließvorgang kann nun in gleicher Weise für einen nachfolgenden Behälter ausgeführt werden.
  • Figur 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine 1. Es unterscheidet sich dadurch vom ersten Ausführungsbeispiel, dass die Formeinrichtung 23 zum Formen der Deckelabschnitte 35 jetzt nicht mehr im Verschließwerkzeug 12 vorgesehen ist, sondern im Bereich der Heizeinrichtung 32. Ansonsten sind Oberwerkzeug 13 und Unterwerkzeug 14 des Verschließwerkzeugs 12 unverändert geblieben. Insbesondere verfügt das Oberwerkzeug 13 weiterhin über eine Siegelplatte 26 und eine Schneideinrichtung 28, während das Unterwerkzeuge 14 weiterhin über einen Hubtisch 16 verfügt.
  • Die Formeinrichtung 23 weist im zweiten Ausführungsbeispiel eine erste Formhälfte 39 und eine zweite Formhälfte 40 auf. Wie durch die Pfeile 41 angedeutet ist, können die beiden Formhälften 39, 40 relativ zueinander senkrecht zur Ebene der Deckelfolie 24 verfahren werden, so dass sie sich um die Deckelfolie 24 schließen bzw. die Deckelfolie 24 freigeben können.
  • In der ersten Formhälfte 39 ist ein auswechselbarer Einsatz 42 vorgesehen. Seine der Deckelfolie 24 zugewandte Oberfläche 43 definiert die Form des Deckelabschnitts 35, wenn der durch die Heizeinrichtung 32 in der gegenüberliegenden, zweiten Formhälfte 40 erwärmte Abschnitt der Deckelfolie 24 durch Anlegen eines Vakuums an die Oberfläche 43 des Einsatzes 42 herangezogen wird, um die Deckelfolie 24 tief zuziehen.
  • Die Figuren 9 bis 15 zeigen verschiedene Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Betrieb der Verpackungsmaschine 1 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel. Figur 9 zeigt die Verpackungsmaschine 1 in einem Zustand, in dem ein frischer Abschnitt der Deckelfolie 24 in die Formeinrichtung 23 gebracht wurde.
  • In Figur 10 sind die beiden Formhälften 39, 40 der Formeinrichtung 23 geschlossen worden. Pfeile 44 deuten an, dass am Einsatz 42 der Formeinrichtung ein Vakuum erzeugt wird, um die Deckelfolie 24 in diesem Bereich an den Einsatz 42 der ersten Formhälfte 39 anzulegen, und um auf diese Weise einen Deckelabschnitt 35 zu formen. Der Einsatz 42 kann ausgetauscht werden, wenn Deckelabschnitte 35 mit einer anderen Form erzeugt werden sollen.
  • Figur 11 zeigt den Zustand der Verpackungsmaschine 1 nach dem Tiefziehen der Deckelfolie 24 in der Formeinrichtung 23. Die Deckelfolie 24 verfügt nun über einen Deckelabschnitt 35.
  • In Figur 12 sind die beiden Formhälften 39, 40 voneinander entfernt worden. Die zwischen ihnen gebildete Öffnung 45 muss nun zumindest in Ausgangsrichtung aus der Formeinrichtung 23 groß genug sein, um den gewölbten Deckelabschnitt 35 passieren zu lassen. Zwischen dem Zustand in Figur 12 und dem Zustand in Figur 13 ist die Deckelfolie 24 soweit in Förderrichtung 45 bewegt worden, dass der Deckelabschnitt 35 nun innerhalb des Verschließwerkzeugs 12 über dem zu verschließenden Behälter 19 positioniert ist. Die erste Umlenkrolle 30 liegt dabei nur an einem äußeren Rand der Deckelfolie 24 an, so dass sie nicht mit dem Deckelabschnitt 35 im mittleren Bereich der Deckelfolie 24 kollidiert.
  • Figur 14 zeigt die Verpackungsmaschine 1 in einem Zustand, in dem das Verschließwerkzeug 12 geschlossen wurde, indem Oberwerkzeug 13 und Unterwerkzeug 14 aufeinander zu bewegt wurden. Ein Kontakt zwischen den Siegelrändern 27 der Siegelplatte 26 und dem durch Anheben des Hubtisches 16 benachbarten Rand 20 des Behälters 19 ermöglicht das Ansiegeln der Deckelfolie 24 an den Behälter 19. Gleichzeitig oder anschließend wurde die Schneideinrichtung 28 abgesenkt, um den verschlossenen Behälter auszuschneiden. Die Formeinrichtung 23 hat sich gleichzeitig um einen neuen Abschnitt der Deckelfolie 24 geschlossen, um einen weiteren Deckelabschnitt 35 zu formen.
  • In Figur 15 sind sowohl die Formeinrichtung 23, als auch das Verschließwerkzeug 12 geöffnet worden. Der verschlossene Behälter 19 kann nun aus dem Werkzeug 12 entfernt werden, und der Zyklus kann von Neuem beginnen.
  • Ausgehend von den beiden im Einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispielen können das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine auf vielfache Weise geändert werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Deckelabschnitte 35 nicht an den Rand 20 des Behälters 19 angesiegelt werden, sondern lediglich in Form von Stülpdeckeln durch Formschluss auf den Behälter 19 aufgesetzt werden. Darüber hinaus ist es möglich, den Deckelabschnitt 35 jede beliebige Form zu geben. Auch im ersten Ausführungsbeispiel kann die Formeinrichtung 23 einen auswechselbaren Einsatz 42 haben. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, können in der Formeinrichtung 23 mehrere Deckelabschnitte 35 hinter- oder nebeneinander hergestellt und in der Verschließstation 3 mehrere Behälter 19 gleichzeitig verschlossen werden.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Verschließen bereits vorgeformter und vereinzelter Behälter (19) mit einer Deckelfolie (24) in einer Verschließstation (3) einer Verpackungsmaschine (1), dadurch gekennzeichnet,
    dass als Deckelfolie (24) eine tiefziehbare Folie verwendet wird,
    und dass die Deckelfolie (24) in einer Formeinrichtung (23) der Verpackungsmaschine (1) tiefgezogen wird,
    wobei das Tiefziehen der Deckelfolie (24) vor dem Verschließen der Behälter (19) mit der Deckelfolie (24) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelfolie (24) vor der Formeinrichtung (23) und/oder in der Formeinrichtung (23) erwärmt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelfolie (24) wenigstens abschnittweise zu der beim Verschließen dem Behälter (19) zugewandten Seite der Deckelfolie (24) tiefgezogen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelfolie (24) wenigstens abschnittweise zu der beim Verschließen dem Behälter (19) abgewandten Seite der Deckelfolie (24) tiefgezogen wird
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Tiefziehen auf der beim Verschließen dem Behälter (19) zugewandten Seite der Deckelfolie (24) wenigstens ein konkaver und/oder ein konvexer Abschnitt gebildet werden.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefziehen in der Verschließstation (3) durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Deckelfolie (24) eine flexible Folie oder eine Hartfolie verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Deckelfolie (24) eine mehrlagige Folie verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelfolie (24) durch Formschluss auf die Behälter (19) aufgesetzt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelfolie (24) auf die Behälter (19) aufgesiegelt wird.
  11. Verpackungsmaschine (1) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Verschließen bereits vorgeformter und vereinzelter Behälter (19) mit einer Deckelfolie (24), wobei die Verpackungsmaschine (1) eine Formeinrichtung (23) zum Tiefziehen der tiefziehbaren Deckelfolie (24) aufweist.
  12. Verpackungsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Formeinrichtung (23) ausgebildet ist zum Bilden wenigstens eines konkaven und/oder eines konvexen Abschnittes auf der beim Verschließen dem Behälter (19) zugewandten Seite der Deckelfolie (24).
  13. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Formeinrichtung (23) einen auswechselbaren, die Verformung der Deckelfolie (24) bestimmenden Einsatz (42) aufweist.
  14. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu einem Transportmittel für die Behälter (19) ein Fördermittel für die Deckelfolie (24) vorgesehen ist.
  15. Verpackungsmaschine nach Anspruch 14, wobei als Fördermittel für die Deckelfolie (24) eine Klammerkette vorgesehen ist.
  16. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug (12) zum Aufsetzen und/oder Ansiegeln der Deckelfolie (24) auf die Behälter (19) vorgesehen ist.
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