DE9320164U1 - Device for uncapping containers - Google Patents
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Description
DlPL-ING. HELMET ARENDT*DlPL-ING. HELMET ARENDT*
PATENTANWALT Bergiusstraße" 2c, 30655 HannoverPATENT ATTORNEY Bergiusstraße" 2c, 30655 Hannover
Anmelder: Herr Uwe ALt
Märchenweg 26
30938 BurgwedelApplicant: Mr Uwe ALt
Fairytale Trail 26
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VORRICHTUNG ZUM ENTDECKELN VON BEHÄLTERNDEVICE FOR UNCAPPING CONTAINERS
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entdeckeln von gefüllten und mit dünnwandigen Deckeln verschlossenen Behältern, insbesondere von mit Metallfolie verschlossenen Kunststoffbehältern. The invention relates to a device for uncapping filled containers and closed with thin-walled lids, in particular plastic containers closed with metal foil.
Bei der Verpackung von Produkten fallen von Zeit zu Zeit größere Mengen fehlverpackter und deshalb unverkäuflicher Einheiten an, die entsprechend den Vorschriften der Verpakkungsordnung zu entsorgen sind, was häufig mit Schwierigkeiten verbunden ist. Ein besonderes Problem bilden hierbei die in Kunst stoffbecher abgefüllten und mit einer aufgeschweißten Metallfolie verschlossenen Lebensmittel. Aufgrund des hohen Automatisierungsgrades des Abfüll- und Versiegelungsprozesses kann es zu erheblichen Stückzahlen feh I verpackter Einheiten kommen, bevor der Fehler erkannt und der Verpakkungsprozess abgebrochen wird. Die Schwierigkeit bei der vorschriftsmäßigen Entsorgung als Voraussetzung für eine Wiedergewinnung der abgefüllten Lebensmittel besteht darin, daß eine rückstandsfreie Trennung der verschiedenen Verpakkungsmaterialien verlangt wird, die Verschweißung der Metallfolie mit dem Kunststoffbecher jedoch dauerhaft angelegt und die Trennung äußerst mühsam ist.When packaging products, large quantities of incorrectly packaged and therefore unsellable units are generated from time to time, which must be disposed of in accordance with the provisions of the packaging regulations, which is often associated with difficulties. A particular problem here is foodstuffs filled into plastic cups and sealed with a welded-on metal foil. Due to the high level of automation of the filling and sealing process, considerable numbers of incorrectly packaged units can arise before the error is detected and the packaging process is stopped. The difficulty in disposing of the packaged foodstuffs in accordance with the regulations as a prerequisite for recycling them is that the various packaging materials must be separated without leaving any residue, but the welding of the metal foil to the plastic cup is permanent and the separation is extremely laborious.
Mangels maschineller Einrichtungen wurden bisher zur Wiedergewinnung der Lebensmittel die beiden Materialien KunststoffDue to a lack of machinery, the two materials used to recover the foodstuffs have been plastic
und MetaLL von Hand getrennt, was jedoch auf Dauer aus Kostengründen nicht vertretbar ist.and MetaLL are separated by hand, which is not justifiable in the long term for cost reasons.
Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Entdeckeln von gefüllten Behältern zu schaffen, um das manuelle Trennen der unterschiedlichen Materialien von Behälter und Deckel durch mechanische Mittel zu ersetzen, so daß der Prozess des ö'ffnens der Becher sowie des Separierens der dabei entstehenden Bestandteile entsprechend ihrer unterschiedlichen Recyclingfähigkeit bzw. Verwertbarkeit automatisiert werden kann. Ferner ist sicherzustellen, daß eine Verunreinigung des Becherinhalts beim Entdeckeln ausgeschlossen ist, um die Wiederverwertbarkeit des Becherinhalts zu sichern. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Einrichtung vorgeschlagen, mit welcher durch einen Stanzschnitt die Deckelfolie, der Behälterrand und der Behälter voneinander getrennt und die Deckelfolie unter Vakuumwirkung vom Behälter abgehoben werden.The invention is based on the object of creating a device for uncapping filled containers in order to replace the manual separation of the different materials of the container and lid with mechanical means, so that the process of opening the cups and separating the resulting components according to their different recyclability or usability can be automated. Furthermore, it must be ensured that contamination of the contents of the cup is excluded during uncapping in order to ensure that the contents of the cup can be reused. To solve this problem, a device is proposed with which the lid film, the container edge and the container are separated from one another by a punch cut and the lid film is lifted off the container under the effect of a vacuum.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht Schneidvorgänge mit höchster Genauigkeit, wodurch erst in einem Arbeitsgang eine spanfreie Trennung einer Verpackungseinheit in den Becherkörper mit der Produktmasse, den Siegelrand, bestehend aus Kunststoff mit aufgeschweißter Deckelfolie und den ausgeschnittenen Deckel ohne Kunststoffanhänge ermöglicht wird. Dieser Vorteil erhält seine größte Bedeutung dann, wenn der Behälter mit einer Deckelfolie verschlossen ist, die aus einem vom Behältermaterial abweichenden Stoff, beispielsweise Aluminium, besteht. Gleichwohl ist das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig vom Behälter- und Deckelmaterial einsetzba r.The device according to the invention enables cutting processes with the highest precision, which enables a chip-free separation of a packaging unit into the cup body with the product mass, the sealing edge consisting of plastic with a welded-on lid film and the cut-out lid without plastic attachments in just one operation. This advantage is most important when the container is sealed with a lid film that is made of a material that is different from the container material, for example aluminum. Nevertheless, the method according to the invention can be used regardless of the container and lid material.
In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird eine Zuführstation, eine fördernde Vorpositionierstrekke, eine Übergabeeinheit zur Weiterleitung der Behälter von der Vorpositionierstrecke zu einem Schneidaggregat, bestehend aus einer Positionierplatte mit wenigstens einer Becheraufnahmeöffnung, einem Niederhalter und wenigstens einemIn a further embodiment of the device according to the invention, a feed station, a conveying pre-positioning section, a transfer unit for forwarding the containers from the pre-positioning section to a cutting unit, consisting of a positioning plate with at least one cup receiving opening, a hold-down device and at least one
Sehneidstempel vorgeschlagen und durch Auffangbehälter für die Aufnahme der voneinander getrennten Teile, sowie einen Förderer für den Transport der Behälter zu einer Entleerungsstation ergänzt ist.Sehneidstempel is proposed and is supplemented by collecting containers for the collection of the separated parts, as well as a conveyor for transporting the containers to an emptying station.
In weiterer vorteilhafter Gestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Positionierplatte gleichzeitig als Gegenmesser für den Schneidstempel auszubilden, indem die Kanten der Aufnahmeöffnungen als Schneidkanten dienen. Vorzugsweise sind die Aufnahmeöffnungen nach unten geringfügig konisch erweitert, um sicherzustellen, daß nach dem Schneidvorgang der Becher ungehindert, d. h. ohne Friktionswiderstände überwinden zu müssen, nach unten auf eine Fördereinrichtung gesetzt werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the positioning plate simultaneously function as a counter knife for the cutting punch, in that the edges of the receiving openings serve as cutting edges. Preferably, the receiving openings are slightly conically widened downwards to ensure that after the cutting process the cup can be placed downwards onto a conveyor device without hindrance, i.e. without having to overcome frictional resistance.
Ferner ist es vorteilhaft, den Schneidstempel mit wenigstens einem Vakuumkanal zu versehen, der in der Bodenfläche endet und dort stets ein ausreichendes Vakuum sicherstellt. Eine geringfügige, konkave Wölbung des Schneidstempelbodens ist für die Ausbildung eines großflächigen und gleichmäßigen Vakuums von Vorteil.It is also advantageous to provide the cutting punch with at least one vacuum channel that ends in the base area and always ensures a sufficient vacuum there. A slight, concave curvature of the cutting punch base is advantageous for the formation of a large-area and uniform vacuum.
Der modulare Aufbau der Einrichtung gewährleistet eine flexible Anpassung an unterschiedliche räumliche bzw. ablaufbedingte Anforderungen des Anwenders. Die Montage ggf. zusätzlicher Funktionseinheiten und die Verwendung der Anlage bei sonstigen Einrichtungen zur Aufbereitung von Verpackungsmaterialien ist ohne Schwierigkeiten möglich. Bei den Schneidaggregaten handelt es sich um austauschbare und hochpräzise Baugruppen, die die Leistungsfähigkeit der Entdeckelungseinrichtung maßgeblich bestimmen. Die Form der Schneidaggregate ist an die Oberseitenkontur des gefüllten und versiegelten Behälters angepaßt.The modular design of the device ensures flexible adaptation to the user's different spatial and process-related requirements. The installation of additional functional units and the use of the system with other devices for processing packaging materials is possible without difficulty. The cutting units are exchangeable and high-precision assemblies that significantly determine the performance of the decapping device. The shape of the cutting units is adapted to the top contour of the filled and sealed container.
Für jede Bechergröße und -form bzw. sonstige Verpackungseigenarten (z. B. Sextett) sind zur Entdeckelung entsprechend For each cup size and shape or other packaging characteristics (e.g. sextet), the corresponding
abgestimmte Schneidaggregate und Übergabeeinheiten einsetzbar und können als Umrüsteinheiten in unterschiedlichen, mehrbahnigen Versionen hergestellt werden.coordinated cutting units and transfer units can be used and can be manufactured as conversion units in different, multi-lane versions.
Die Schneidaggregate haben im Normalbetrieb eine außerordentlich hohe Lebensdauer. Die Stanzzeiten ihrer Schneidkanten - es sind die am stärksten belasteten Teile des Aggregats - betragen bei einer Schmierung des Aggregats mit auch für Lebensmittel geeigneten Schmierstoffen ca. 500.000 Hübe. Wird das Aggregat ohne Schmierstoffe gefahren, kann sich die Anzahl der Hübe auf ca. 300.000 reduzieren. Nach einer Abnutzung können die Schneidkanten je nach Form und Größe des Schneidkörpers bis zu fünfmal nachgeschliffen werden.The cutting units have an extraordinarily long service life in normal operation. The punching times of their cutting edges - these are the parts of the unit that are most heavily used - are around 500,000 strokes when the unit is lubricated with lubricants that are also suitable for food. If the unit is operated without lubricants, the number of strokes can be reduced to around 300,000. After wear, the cutting edges can be reground up to five times, depending on the shape and size of the cutting body.
Weitere, die Erfindung vorteilhaft gestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.Further features which make the invention advantageous are specified in the subclaims.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung schematisch dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen :An example of the device is shown schematically in the drawing and explained below. It shows:
Figur 1 ein Aufbaubeispiel für eine vierbahnige Einrichtung, Figure 1 shows an example of a four-lane system,
Figur 2 einen Querschnitt durch die PositionierpLatte, den Niederhalter mit einem Teil des Schneidstempels und einen in eine Aufnahmeöffnung der Positionierplatte gesetzten Behälter,Figure 2 shows a cross-section through the positioning plate, the hold-down device with a part of the cutting punch and a container placed in a receiving opening of the positioning plate,
Figur 3 die Draufsicht auf die Positionierplatte mit eingesetztem Behälter,Figure 3 the top view of the positioning plate with inserted container,
Figur 4 eine Ausschnittvergrößerung im Schneidbereich vor dem Schneidvorgang,Figure 4 shows an enlarged detail of the cutting area before the cutting process,
Figur 5 die Ausschnittvergrößerung gemäß Figur 4, jedoch nach einem Stanzschnitt undFigure 5 shows the detail enlargement according to Figure 4, but after a punch cut and
Figur 6 die Ausschnittvergrößerung nach den Figuren 4 und und 5 mit zurückfahrendem Schneidstempel mit abgetrenntem Deckelring und angesaugter Deckelfolie.Figure 6 shows the detail enlargement according to Figures 4 and and 5 with the cutting punch moving back with the lid ring separated and the lid film sucked on.
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Der moduLartige Aufbau der Einrichtung zeigt eine Zuführungsstation 1 , eine Vorpositionierstrecke 2 in vierbahniger Ausführung, eine um die Achse 3 schwenkbare Übergabeeinheit 4 , beispielsweise mit Saugnäpfen 5 zum Anheben der Becher und zum Absetzen in die Aufnahmeöffnungen 6 einer PositionierpLatte 7 , die nach Aufnahme der Behälter unter den in dem Schneidaggregat 8 nicht sichtbar dargestellten Schneidstempel 20 fahren kann. Zum übernehmen und Transportieren der gefüllten Becher zu einer Entleerungsstation dient ein Förderband 9. Zum Sammeln der ausgeschnittenen Deckelfolien und der abgetrennten Behälterränder mit aufgeschweißter Deckelfolie sind Auffangbehälter 10 bzw. 11 bereitgestellt. Eine Schalt- und Steuereinrichtung für die gesamte Einrichtung ist mit 12 gekennzeichnet.The modular structure of the device shows a feed station 1, a pre-positioning section 2 in four-lane design, a transfer unit 4 that can be pivoted around the axis 3, for example with suction cups 5 for lifting the cups and for placing them in the receiving openings 6 of a positioning plate 7, which, after picking up the containers, can move under the cutting punch 20 (not shown in the cutting unit 8). A conveyor belt 9 is used to take over and transport the filled cups to an emptying station. Collecting containers 10 and 11 are provided to collect the cut-out lid films and the separated container edges with the lid film welded on. A switching and control device for the entire device is marked with 12.
Die dargestellte Einrichtung ist vierbahn ig und dadurch zur gleichzeitigen Entdeckelung von vier Verpackungseinheiten einer Art geei gnet.The device shown has four lanes and is therefore suitable for the simultaneous uncapping of four packaging units of one type.
Von der Zuführungsstation, die auch die Funktion einer Staustrecke übernimmt, gelangen Becher über die Vorpositionierstrecke 2 zur Übergabeeinheit 4. Diese entnimmt der Vorpositionierungsstrecke taktgesteuert jeweils die der Anzahl Arbeitsbahnen entsprechende Menge Becher und setzt sie punktgenau in die Aufnahmeöffnungen 7 der Positionierplatte 6. Die Positionierplatte ist ein hochpräzise Element des Schneidaggregats und wird unmittelbar nach der Bestückung mit den Bechern in ihre Nullage im Schneidaggregat gefahren. Sensoren überwachen diesen Vorgang und lösen den Steuerimpuls für den Schneidvorgang erst aus, wenn die Positionierplatte tatsächlich in der Nullage fixiert ist. Unmittelbar nach dem Schneidvorgang werden die Becherkörper von der Positionierplatte freigegeben und durch die Separier- und Sortiereinheit für die anschließende Bearbeitung über ein Förderband bereitgestellt.From the feed station, which also takes on the function of a buffer zone, cups are transported via the pre-positioning zone 2 to the transfer unit 4. This takes the number of cups from the pre-positioning zone in a cyclical manner, corresponding to the number of working paths, and places them precisely into the receiving openings 7 of the positioning plate 6. The positioning plate is a high-precision element of the cutting unit and is moved to its zero position in the cutting unit immediately after the cups have been loaded. Sensors monitor this process and only trigger the control pulse for the cutting process when the positioning plate is actually fixed in the zero position. Immediately after the cutting process, the cup bodies are released from the positioning plate and made available by the separating and sorting unit for subsequent processing via a conveyor belt.
Da durch anhaftende Produktreste die Förderfähigkeit der ausgeschnittenen Deckel beeinträchtigt sein kann, bestehtSince the conveying capacity of the cut-out lids can be impaired by adhering product residues,
die MögLichkeit, einen Wasserstrahl einzusetzen, durch den die Förderung unterstützt wird. Gleichzeitig werden die D e k kel vorgereinigt. Das Reinigungswasser kann im Umlaufverfahren wiedergewonnen werden.the possibility of using a water jet to support the conveying process. At the same time, the lids are pre-cleaned. The cleaning water can be recycled using the circulation process.
Die Figuren 2 und 3 zeigen schematisch die Anordnung eines in eine Aufnahmeöffnung gesetzten, noch zu ent decke Inden Behälter. Dieser Vorgang ist im einzelnen mit den Ausschnittsvergrößerungen nach den Figuren 4 bis 6 erkennbar. Figures 2 and 3 show schematically the arrangement of a container that has yet to be discovered and is placed in a receiving opening. This process can be seen in detail in the enlarged detail in Figures 4 to 6.
Kernstück des Schneidaggregats ist der Schneidstempel 20 in Verbindung mit der Positionierplatte 6 und einer Niederhalteplatte 21 mit öffnungen 22, die mit den öffnungen 7 der Positionierp latte fluchten. Während die die Schneidstempel führenden öffnungen 22 zylindrisch oder mit parallelen Wänden ausgebildet sind, weiten sich die öffnungen 7 , beginnend mit der Kante 7a in Bewegungsrichtung des Schneidstempels geringfügig konisch. Der Neigungswinkel °C kann als Freiwinkel bezeichnet werden. Er schließt eine Reibung der Schnittfläche des Behälters mit dem Öffnungsmantel beim Absetzen auf ein Förderband aus.The core of the cutting unit is the cutting punch 20 in connection with the positioning plate 6 and a hold-down plate 21 with openings 22 that are aligned with the openings 7 of the positioning plate. While the openings 22 that guide the cutting punches are cylindrical or have parallel walls, the openings 7 widen slightly conically, starting with the edge 7a in the direction of movement of the cutting punch. The angle of inclination °C can be referred to as the clearance angle. It excludes friction between the cutting surface of the container and the opening casing when it is placed on a conveyor belt.
Um trotz der äußerst geringen Materialstärke eines Behälters, die mit einer geringen Formsteifigkeit verbunden ist, einen genauen, einwandfreien Trennschnitt zu erhalten, sind die Kanten 7a der Aufnahmeöffnungen für die Becher als Gegenschneiden ausgebildet, wobei der Deckelrand 25 mit Hilfe der Niederhalteplatte 21 fest an seine Unterlage, die durch die Oberfläche der Positionierplatte gebildet wird, gedruckt wird (Figur 5). Anschließend kann der Schneidstempel 20 den Stanzschnitt ausführen und den Deckelrand von der Behälterwand trennen. Da die Schnittlinie außerhalb des Bereichs der Versiegelungsfläche 26 des Deckelrandes liegt, wird durch den Stanzschnitt gleichzeitig die Deckelfolie 23 vom Becher getrennt und legt sich durch den Unterdruck im Bodenbereich des Schneidstempels an die SchneidstempeIfla ehe an (Figuren 5, &oacgr;). Das Vakuum im Bodenbereich wird durch einen Vakuumkanal 27 erzeugt.In order to obtain a precise, perfect separation cut despite the extremely low material thickness of a container, which is associated with a low dimensional rigidity, the edges 7a of the receiving openings for the cups are designed as counter-cutting edges, whereby the lid edge 25 is pressed firmly onto its base, which is formed by the surface of the positioning plate, with the help of the hold-down plate 21 (Figure 5). The cutting punch 20 can then carry out the punch cut and separate the lid edge from the container wall. Since the cutting line lies outside the area of the sealing surface 26 of the lid edge, the punch cut simultaneously separates the lid film 23 from the cup and, due to the negative pressure in the base area of the cutting punch, it adheres to the cutting punch surface (Figures 5, 6). The vacuum in the base area is generated by a vacuum channel 27.
Da der Freiwinkel °C einen Kontakt der Schnittfläche des Bechers mit der Fläche der Aufnahmeöffnung 7 ausschließt, kann der Becher nach dem Schneidvorgang frei nach unten auf das Förderband 9 fallen und auf diesem zur Entleerung des Becherinhalts 28 weitergeleitet werden. Nach der Beendigung des Stanzschnittes fahren die Niederhalteplatte 21 und der Schneidstempel zurück, wobei sowohl der abgetrennte Becherrand 25 als auch die Deckelfolie 23 vom Schneidstempel mitgeführt werden, der Deckelrand infolge Haftreibung am Mantel des Schneidstempels, die Deckelfolie 23 dagegen durch das Vakuum im ßodenbereich . Sobald der Schneidstempel vollends in seine öffnung 22 in der Niederhalteplatte zurückgefahren ist, wird der abgetrennte Deckelrand 25 freigegeben. Der ausgeschnittene Deckel kann sich durch Aufhebung des Vakuums oder Gegendruck vom Boden des Schneidstempels lösen. Die Lösevorgänge s-ind so aufeinander abgestimmt und gesteuert, daß eine Separierung der Teile ermöglicht wird. Beim Herausfahren der entleerten Positionierplatte zur erneuten Bestükkung werden die Siegelränder und Deckel durch die nicht dargestellte Separier- und Sortiereinheit den beiden dafür vorgesehenen Auffangbehältern 10 und 11 zugeführt.Since the clearance angle °C prevents the cut surface of the cup from coming into contact with the surface of the receiving opening 7, the cup can fall freely down onto the conveyor belt 9 after the cutting process and be passed on to empty the cup contents 28. After the punching cut has been completed, the hold-down plate 21 and the cutting punch move back, with both the severed cup edge 25 and the cover film 23 being carried along by the cutting punch, the cover edge due to static friction on the jacket of the cutting punch, while the cover film 23 is carried by the vacuum in the bottom area. As soon as the cutting punch has completely moved back into its opening 22 in the hold-down plate, the severed cover edge 25 is released. The cut-out cover can be released from the bottom of the cutting punch by removing the vacuum or counterpressure. The release processes are coordinated and controlled in such a way that the parts can be separated. When the empty positioning plate is moved out for re-loading, the sealing edges and lids are fed to the two collecting containers 10 and 11 provided for this purpose by the separation and sorting unit (not shown).
Zur Umrüstung einer Einrichtung auf ein anderes Schneidaggregat werden die vorhandenen Schneidelemente im zusammengefahrenen Zustand mit der Positionierplatte gesichert, die Steuerungs verbindung sowie eine Sehne 11 spannei&eegr;richtung gelöst und das Aggregat aus der Entdeckelungsstation 8 herausgehoben. Der Einbau des Tauschaggregats erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.To convert a device to a different cutting unit, the existing cutting elements are secured in the retracted state with the positioning plate, the control connection and a tendon 11 tensioning device are released and the unit is lifted out of the uncapping station 8. The replacement unit is installed in the reverse order.
Der Kopf der Übergabeeinheit kann ebenfalls mit Hilfe einer Sehne IIspannei&eegr;richtung montiert sein, so daß nach deren öffnung der auszutauschende Kopf abgehoben und der auf das montierte Schneidaggregat abgestimmte Kopf eingesetzt und fixiert werden.The head of the transfer unit can also be mounted using a tensioning device so that after opening the tensioning device, the head to be replaced can be lifted off and the head matched to the mounted cutting unit can be inserted and fixed.
Leitschienen der Vorpositionierstrecke 2 sind auf, die Breite der zu verarbeitenden Becher einzusteLLen. Damit ist der gesamte Umrüstvorgang abgeschlossen, und die Anlage ist wieder betriebsbereit.The guide rails of the pre-positioning section 2 are to be set to the width of the cups to be processed. The entire changeover process is now complete and the system is ready for operation again.
Da der Austausch bzw. die Einstellung von Funktionseinheiten mittels Schnellspannvorrichtungen ohne weitere Justierarbeiten erfolgt, kann eine Umrüstung in etwa 15 bis 20 Minuten durchgeführt werden.Since the replacement or adjustment of functional units is carried out using quick-release clamps without any further adjustment work, a conversion can be carried out in around 15 to 20 minutes.
Claims (11)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19505260A1 (en) * | 1995-02-16 | 1996-08-22 | Koehl Maschbau Gmbh | System for reusing faulty packaged cigarettes |
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1993
- 1993-12-01 DE DE9320164U patent/DE9320164U1/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19505260A1 (en) * | 1995-02-16 | 1996-08-22 | Koehl Maschbau Gmbh | System for reusing faulty packaged cigarettes |
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