用于包装件的倾倒元件以及具有这种倾倒元件的复合包装件的制作方法

本发明涉及一种用于包装件的倾倒元件，特别是涉及用于液体食品的复合包装件，该倾倒元件具有：基体；用于接合至包装套筒的在多面上形成的凸缘，该凸缘的凸缘内表面在面邻接部中汇合；以及至少一个保持元件，该保持元件在凸缘的内侧上突出用于可操作地连接至包装机的芯轴，本发明还涉及用于液体食品的具有在多面上形成的山形墙表面的复合包装件。

背景技术：

在包装技术中，复合包装件长期以来已经成为已确定的现有技术的一部分。因此，例如，饮料纸盒由不同的包装材料(诸如纸和塑料材料)构成，当不同的包装材料在其整个表面上被接合并按压在一起时，不同的包装材料形成包装层压件。层的构成可以根据需要而变化，并且因此，例如，针对无菌填充物品，另外插入铝层，以获得对气体和光的良好阻隔效果。通常(但并非总是如此)，层压件在生产过程期间甚至被切割成包装件尺寸，并以这种方式形成所谓的包装套筒。可替选地，包装层压件通常也作为轧制产品而被供应，并且随后仅切割成一定尺寸。

包装件的实际成形和填充以及将其封闭以形成包装件的过程在包装机中进行，通常参考其主要功能也将包装机称作成形-填充-封口机。液体食品(诸如饮料、汤、酸奶等)适合于主要作为填充物品。

有时，这样的包装件也设置有倾倒元件。除了受控倾倒之外，这些倾倒元件通常也使得消费者能够重新封闭包装件。经常地且主要地关于无菌的使用，也为包装件提供了第一开口功能。在此，先前的气密密封包装件首次被打开。这可以例如通过拉环或拉片或通过刺穿装置和/或切割装置来实现。这种刺穿装置和/或切割装置通常被设计为切割环，该切割环例如经由驱动部件而被连接到螺旋盖，使得通过旋拧螺旋盖，包装件同时被切开。

例如，来自申请人的wo2012/048935a1展示了所提及类型的倾倒元件。该倾倒元件基本上由通过螺旋盖密封的基体组成，并且除了实际的倾倒颈部之外还具有用于接合至包装部件(在此为包装套筒)的其余部分的凸缘。当形成包装件时并且在进行实际的填充之前，倾倒元件被结合到包装件中并且以这种方式形成包装件的一部分。根据包装件的形状和类型，从内侧通过包装件的平坦的山形墙部中的预切割的孔施加倾倒元件。然后，如在其中示出的第一示例性实施方式中所公开的，倾倒元件的凸缘平行于包装件的平坦的山形墙部的平面延伸。然而，如在另外示出的示例性实施方式中所示，倾倒元件本身也可以形成包装件的顶部区域。接合凸缘从实际的倾倒元件成角度地突出并且形成在多面上形成的凸缘，这里在多面上形成的凸缘基本上对应于截棱锥。

倾倒元件通常在开始时已经提到的包装机中被合并且接合到包装件。来自申请人的wo2012/062565a1中公开了这种包装机。在此，图5在左侧区域示出了在其周向上布置有9个工作芯轴(简称：芯轴)的芯轴轮。填充设备(这里没有更多关注填充设备)布置在右侧部分。芯轴轮在操作中循环旋转，使得芯轴在各个工作位置(i至ix)之间旋转并且保持在这些位置中用于执行生产步骤，以将倾倒元件接合到套筒并基本形成包装件的顶部区域。在工作位置i，倾倒元件通过给料装置被带到仍然空的芯轴上。之后，芯轴轮旋转，以使与倾倒元件一起供应的芯轴进入工作位置ii，在工作位置ii中，包装套筒滑动到芯轴上。在工作位置iii和工作位置iv中，倾倒元件和包装套筒在随后的接合位置的区域中接收热气式热活化(即局部熔合塑料材料)。然后，在工作位置v，被活化的表面被按压在一起，使得获得了坚固且耐用的接合。随后的工作位置vi和工作位置vii将突出的包装套筒部分(所谓的“耳部”)施加到山形墙部分上，该突出的包装套筒部分通过制造截棱锥形的包装件山形墙部而形成。然后，在位置viii处，在山形墙区域中的一侧上完成的包装件被传送到填充设备的单元链，在填充设备的单元链中，通过仍然敞开的底部区域填充包装件，之后密封包装件，并且完成了底部区域。没有生产步骤被分配到位置ix。

倾倒元件在接合至包装套筒时承受相当大的热载荷和机械载荷。倾倒元件必须暂时保持牢固地被锁定，并经由芯轴轮的各个工作位置保持在所需的位置，然后再与包装套筒一起释放。在热气式活化期间，首先，局部熔合凸缘区域中的材料，使得在随后的步骤中可以用包装套筒挤压上述材料。除了保持之外，生产步骤为倾倒元件产生附加的机械载荷和热载荷。

可替选地，例如，已确定的现有技术也存在超声波接合技术。高频振动和静态接合力也会导致针对倾倒元件的另外的相当大的载荷。

过去已经提出了用于倾倒元件和芯轴之间的临时连接的各种解决方案。诸如wo9739958a1中所示的那些真空工作解决方案在技术上是复杂的并且导致包装机的高投资和高运行成本。机械保持器在技术上更简单并且实施起来更便宜，但是由于形状配合连接和/或摩擦接合连接，机械保持器涉及针对倾倒元件的附加的机械载荷。

jp2009039980a公开了一种倾倒元件与芯轴之间的摩擦接合连接。申请人根据不同的保持芯轴设计(主要上是它们的几何结构)进行关于接合力和分离力的研究。复制表中示出了一系列测试的测试结果(包括损坏的倾倒元件)。

倾倒元件和芯轴之间的形状配合连接限定倾倒器在芯轴上的关于所有自由度的最终位置。来自申请人的wo2014060133a1公开了这种解决方案。倾倒器的凸缘上的周向保持元件(该保持元件具有与其相对应的芯轴)确保了可靠的连接以及简单的移除。在此，在示出的示例性实施方式中，保持元件形成为突出部。

倾倒元件并不总是承受当它在包装机中生产时所经受的各种载荷。在很多情况下，有缺陷的倾倒元件已经导致损坏和/或泄漏的包装件。损坏范围从破损的或撕裂的凸缘到有缺陷的接合区域。倾倒元件和/或包装件在其随后的分配期间被堆叠时也经常出故障。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是以克服所描述的缺点的方式开发和改进开始所提及的和先前更详细地描述的类型的倾倒元件以及复合包装件。特别地，应该防止对倾倒元件和复合包装件的损坏，并且同时应该确保倾倒元件和芯轴之间的牢固保持。

利用根据权利要求1的前序部分的倾倒元件，通过保持元件在凸缘的内侧上的面邻接部的区域中形成为倒角的事实实现该目的。保持元件的倒角几何结构原则上比矩形结构允许更平滑的机械操作。以这种方式，可以毫不费力地将倾倒元件放置在芯轴上以及从芯轴移除。另外，“拐角区域”中的保持元件的倒角确保在所有生产步骤期间在芯轴上的牢固的且精确的保持。因此，可以高精度地执行接合步骤。此外，倒角使得保持元件在结构力学方面对于不必要的应力集中更具耐受性，并且因此具有更高的强度。因此，在很大程度上防止了倾倒元件中的热引起应力或机械引起应力，使得结构不被削弱或完全不被损坏。

形成本发明的基础的目的还通过用于液体食品的具有在多面上形成的山形墙表面的复合包装件来实现，其中，这些山形墙表面相应地接合至这样的倾倒元件的在多面上形成的凸缘。

本发明的进一步教导要求周向地形成保持元件。通过保持元件与芯轴之间的可操作连接的增加的接触面积，保持力保持不变而保持元件的高度的减少。以这种方式，可以更平滑地将保持元件推到芯轴上以及从芯轴拆卸。另外，高度减小的保持元件具有更高的强度。

根据本发明的另外的实施方式，保持元件在凸缘的底部边缘的区域中延伸。当放置和移除保持元件时，保持元件在多面形成的凸缘上布置地越低，凸缘可以弹性变形的区域越长。然而，可弹性变形性是绝对需要的，使得不会发生有缺陷的塑性变形。

在另一有利的实施方式中，保持元件与芯轴之间的可操作连接以形状配合的方式进行。因此，倾倒元件相对于所有自由度被固定在其最终位置。以这种方式，在加工过程期间可以实现更高的精度，使得大大降低倾倒元件或包装件损坏的风险。

然而，在本发明的范围内，可替选地，保持元件与芯轴之间的可操作连接可以以摩擦接合的方式进行。如果不希望将倾倒元件“卡接”在芯轴中，根据倾倒元件的具体设计，摩擦接合的可操作连接可以总是优选的。

根据本发明的另外的教导，凸缘的内侧上的面邻接部形成为圆角。在结构力学方面，表面之间的尖锐过渡是不利的，使得内倒角凹槽给予倾倒元件更高的强度，此外，防止了裂纹扩展。

本发明的另一有利的实施方式要求在凸缘的内侧上的面邻接部上形成加强肋。这些结构元件为倾倒元件提供了附加的强度，特别是在凸缘的关键的“拐角区域”中。

本发明的另一教导要求基体的凸缘为截棱锥的形状。由此，可以实现力在倾倒元件和包装套筒之间的特别均匀的分布。

本发明的另一实施方式要求基体具有矩形的底板，特别地，底板可以为正方形。以这种方式，可以获得基体中的应变线的改进的路线，而不会对倾倒元件造成损坏。

根据本发明的另一类型的实施方式要求，底板和凸缘之间的过渡部形成为圆角。因此，中空的表面过渡部在受到应力时更坚固，并且使损坏风险最小化。

根据另一有利的实施方式，由凸缘的内侧上的面邻接部和底板形成的拐角部成形为球形倒角。以这种方式，这些“敏感的”拐角区域被额外地加固并且允许在邻接的平面之间不造成损坏的力的推进。

本发明的另一教导要求基体具有倾倒颈部，其中，该倾倒颈部最初由螺旋盖密封。这对于倾倒元件来说是特别有利的替选方案。

根据本发明的另一实施方式，基体通过固定壁在倾倒颈部下方被封闭并且具有周向的弱化区。这种固定壁特别是在底板和倾倒颈部的区域中额外加固了倾倒元件。

另外的有利的实施方式要求阻隔膜邻接在固定壁上，也可选地，要求在固定壁上一体地形成手柄，使得可以通过手动拉动手柄来将固定壁移除，或者要求在倾倒颈部中布置切割元件，使得固定壁在弱化区的区域中能够至少部分地被切开。对于倾倒元件来说，这些是特别有利的替选方案。

附图说明

下面借助示出一个示例性实施方式的附图更详细地说明本发明。附图中示出：

图1以俯视透视图示出根据本发明的倾倒元件，

图2以仰视透视图示出图1中的没有螺旋盖的倾倒元件，以及

图3以沿着图2的线iii-iii的垂直截面示出倾倒元件。

具体实施方式

图1以从上方成一定角度的透视图示出根据本发明的倾倒元件的优选的示例性实施方式。在示出的和在这个方面优选的示例性实施方式中的倾倒元件具有基体1和螺旋盖2。螺旋盖2装配在形成基体1的一部分的倾倒颈部3(能够容易地在图2和图3中识别)上。

基体1具有在多面上形成的(更精确地为截棱锥形的)凸缘4。凸缘4和倾倒颈部3从正方形底板5以相反的方向突出并一起形成实际的基体1。在多面上形成的凸缘4的形状适合于包装套筒(未示出)的山形墙区域的形状，特别地，在多面上形成的凸缘4的形状适合于包装套筒的山形墙区域的倾斜角度。因此，包装件的山形墙区域至少在邻接凸缘4的区域中同样为截棱锥的形状。

凸缘4的成角度的外表面具有外肋部6，一方面，该外肋部6机械地加强了凸缘4，以及另一方面，该外肋部6使得包装套筒的山形墙表面在密封期间能够更好地结合至凸缘4。在每个角部区域，翼状突出部一体地形成在凸缘4上。突出部还用于改善包装套筒的山形墙区域与倾倒元件的凸缘4之间的接合。

在图1所示的倾倒元件的情况下，具有形成为预定断点的材料桥(未详细示出)的防揭换安全密封件7将基体1连接到螺旋盖2。当包装件被首次打开时，材料桥被破坏，使得消费者可以容易地识别设置有该倾倒元件的包装件是否之前已经被打开。

图2以从下方成一定角度的透视图示出根据本发明的倾倒元件。在多面上形成的凸缘4在其内侧上具有相应的凸缘内表面8，该凸缘内表面8在它们汇合的区域中形成面邻接部9。凸缘4终止于底部边缘10。突出的周向保持元件11在该底部边缘10的区域中延伸并且在所有的凸缘内表面8上连续地延伸。当形成包装件顶部和山形墙区域时，保持元件11产生与包装机(未示出)的芯轴的自由端部的机械连接。保持元件11在凸缘的内侧上的面邻接部9的区域中形成为倒角12，使得能够平滑地将保持元件11放置在芯轴上以及从芯轴上拆卸。倾倒元件在所有的生产步骤期间始终精确地且牢固地被保持。

在示出的以及在这方面优选的示例性实施方式中，面邻接部9也形成为圆角13。加强肋14也一体地形成在凸缘的内侧上的面邻接部9的区域中，并且另外增加了角部区域中的强度。凸缘4的凸缘内表面8与底板5的内表面之间的表面过渡区域也被形成为内倒角凹槽(即形成为圆角15)。在凸缘的内侧上的面邻接部9和底板5之间形成的拐角部形成为球形倒角16。

在图3的垂直剖视图中还可以看出，处于其初始状态的倾倒颈部3的下侧被固定壁17密封。固定壁17经由弱化区18接合到基体1。切割元件(未示出)在螺旋盖2首次被拧开时切穿弱化区18，并且以这种方式露出倾倒颈部3的用于倾倒的开口。为了保证足够的保质期并维持填充产品的风味，在底板5和固定壁17的内侧上施加阻隔膜19。