用于复合包装件的倾倒元件及具有倾倒元件的复合包装件的制作方法

本发明涉及一种用于(特别是用于液体食品的饮料盒的)复合包装件的倾倒元件，以及(特别是用于液体食品的饮料盒的、具有适于容纳倾倒元件的包装件山形墙板的)复合包装件。所述倾倒元件具有包括紧固凸缘和倾倒管的基体、布置在倾倒管中并在所述倾倒管中被导向的切割元件、在倾倒管内形成的第一导向部件和在切割元件上形成的第二导向部件，其中，第一导向部件和第二导向部件彼此相应地配合。

背景技术：

在包装件技术领域中，复合包装件是现有技术的一部分已经有很长时间。因此，饮料盒例如由各种包装材料(诸如纸和塑料)构成，包装材料在其实体区域上连接且压印形成包装层压材料。层结构可以根据需要而变化，例如使得对于无菌内容物，还包含铝层以便实现对气体和光的良好阻挡效果。经常，但并不总是，在层压材料的生产过程中也将其切割成包装件的尺寸，并且以这种方式形成所谓的包装件预切割部分(坯料)。可替选地，包装层压材料还提供为连续材料(卷制食品)并且仅在稍后被切割成一定尺寸。

在包装机中进行包装件的实际成形和填充以及包装件的闭合以产生容器，包装机由于其主要功能通常也称为成形机/填充机/密封机。典型的内容物主要是液体食品，诸如，例如饮料、汤或酸奶。也可以想到的是增稠的、糊状的或块状的产品或类似物。

上述类型的包装件有时也设有倾倒元件。除了允许受控制的倾倒之外，这些倾倒元件通常还提供了再次闭合的可能性。常见地并且主要具有隔菌用途，也可以设想用于包装件的首次打开功能。在这种情况下，先前气密密封的包装件被首次打开。例如这可以借助拉环或拉片或者也可以借助穿刺装置和/或切割装置进行。这种穿刺装置和/或切割装置通常形成为套筒形状的切割元件(切割环)，其例如通过驱动部件联接至螺旋盖，从而借助螺旋盖的旋转致动，包装件被同时切开。

欧洲专利申请ep1396435a1示出了例如三件式的倾倒元件。首先，在注塑成型工艺中单独制造基体、螺旋盖和切割套筒，并且当基体、螺旋盖和切割套筒组装在一起时形成功能性倾倒元件，该倾倒元件通过基体上的紧固凸缘可保持连接至被填充的如上所述的复合包装件。当消费者首次致动螺旋盖时，切割元件朝着特别设置在复合包装件中的薄弱部分的方向移动，并借助多个切割齿切开该薄弱部分。

通过部件上的相应螺纹实现螺旋盖运动到(旋转且同时平移地)相对的切割元件运动的转换。切割元件的正突出的螺纹齿侧同时啮合在基体的负螺纹齿侧的更大的部分上。这一方面使得部件的相对可靠的导向(这总是期望的)成为可能，但是将切割元件的运动限制为恒定的向前运动。然而，这可能是缺点，因为对于上述类型的包装件，在切割过程中可发生所谓的“pe撕裂”。在这种情况下，聚乙烯薄片拉伸而不撕裂，这导致打开不良或甚至打开不完全，从而产品不能以需要的方式倒出。据说特殊的齿几何形状有助于解决该问题。此外，这些部件的制造相对复杂，因为(例如)螺纹底切使得从注塑成型机中移除注塑成型的部件复杂化。

在属于本申请人的国际专利申请wo2004/000667a1中示出了一种改进的三件式倾倒元件。本发明使得切割元件的交替运动(gestaffeltekinematik)成为可能。该交替运动首先是完全在轴向方向上向前移动并且因此复合包装件由组合的穿刺和切割装置刺穿。接下来是旋转，该旋转允许该装置仅仅执行切割动作。

为了使这种特殊的运动成为可能，相对大尺寸的导向部件和力传递部件是必需的。此外，部件的大的壁厚必须确保必要的刚度并且因此也确保功能可靠性。然而，这种布置涉及高水平的材料消耗且增加了注塑成型中的循环时间。

为了改进注塑成型生产和由此改进制造的部件的组装，在属于本申请人的国际专利申请wo2009/068671a1中公开了基座元件、切割元件和螺旋盖的一体式制造。首先切割元件已经基本上成形为在其位于基座元件的管中的初始位置中，并且螺旋盖通过连接件连接至基座元件。对于组装，采用注塑成型部件就足够了。如果消费者现在希望从复合包装件中倒出产品，则他致动倾倒元件的螺旋盖，该螺旋盖现在应用于上述复合包装件并且首次切断连接件(该螺旋盖因此也用作防透气密封件)并启动切割元件的运动。

切割元件的运动由在倾倒管中形成的导向条确定，其中，切割元件上的导向肋与该导向条接合。首先从更陡峭的螺旋式运动开始，然后变为更平滑的螺旋式运动。在包装件被刺穿之后，切割元件通过凹槽和止动部件停止在其最终位置。这一重要功能是必要的，因为否则的话，存在切割元件可能落入产品中的危险。

在欧洲申请ep2055640a1中示出了另一种一般的倾倒元件。当扭动螺旋盖时，发生旋转运动到转换切割元件的交替运动的。这是由复杂的结构通过切割元件上的负轮廓的缺口和在倾倒管的内壁上突出并且接合在缺口中的凸起来实现的。这些部件的制造相对复杂，并且只能以高成本的材料来生产。

技术实现要素：

在此背景下，本发明的目的是设计并开发在上文的介绍中所提及和描述的类型的倾倒元件和复合包装件，从而可以克服上述缺点。特别地，应该优化关于材料和制造方面的生产，并且仍应充分确保复合包装件的打开功能。

该目的利用根据权利要求1的前序部分所述的倾倒元件来实现，其中，第一导向部件由环绕且独立的肋形成。这种肋使得导向部件的广泛设计自由度成为可能，以便实现期望的切割元件运动。特别地，可以实现旋转和轴向运动分量或可变轴向进给分量的交替。肋的完整旋转保证了切割元件的可靠导向。这尤其避免了切割元件(同样地，在负载的情况下)例如由于切割过程的力和扭矩的作用而不能脱离其强制导向件的风险，因为切割元件没有限制端。环绕肋避免了底切(诸如，例如在螺纹的情况下)，从而可以容易地从模具中取出在注塑成型方法中定期生产的塑料部件。这允许半模更简单且因此更具成本效益地布置，从而简化了空腔的填充，并因此缩短了注塑循环时间，所有的这些都优化了整个生产。对一个肋的限制也节省了材料。独立的肋还增加了基体的刚度和强度，从而导向部件可以实现其功能并且使得良好且可靠的打开成为可能。由于保证了强度和刚度，因此也可以优化(即减小)壁厚，从而进一步创造节省材料的潜能。不管怎样，这种轻质结构非常重要，特别是在例如铸造元件的大规模生产中。

形成本发明的基础的目的还通过复合包装件来实现，其中，包装件山形墙板具有局部的包装材料薄弱部分，并且这样的铸造元件被定位且永久地以这样的方式连接，使得在倾倒元件的首次致动期间，切割元件可在包装材料薄弱部分的方向上移动，并且包装材料薄弱部分可以被切断，从而复合包装件准备好用于倒出内容物。倾倒元件和复合包装件应始终彼此紧密匹配。因此，为此目的而提供的包装件山形墙板上的精确定位具有决定性的重要性。一方面，倾倒元件必须保持与复合包装件连接，而另一方面，切割元件应该精确地接合为此目的而创建的包装材料薄弱部分并切断该包装材料薄弱部分。只有这个过程允许完全打开包装件，然后准备好倒出内容物。

本发明的另一教导设想，对于切割元件的初始位置，肋具有至少一个高水平面部分。这种高水平面部分使得切割元件的可靠维持成为可能，直到复合包装件的首次打开。不管怎样，这是必要的，因为否则的话，会存在复合包装件过早损坏并且不再密封的危险，这可能导致内容物过早腐坏。

根据本发明的另一教导，用于切割环的最终位置的肋具有至少一个低水平面部分。切割元件在最终位置的停止有助于安全性，因为之后切割元件在任何情况下都不会从最终位置脱离，特别是不能落入产品中。例如，如果切割元件由闭合盖驱动，则在重新闭合以及重新旋转时也应该防止脱离，这是低水平面部分所确保的。

根据本发明的另一类型的实施方式设想肋对于切割元件的不同运动具有不同的节距和/或肋对于切割元件的纯旋转运动具有另一水平面。根据切割的质量，切割元件的不同运动可能是期望的。如果要避免诸如“pe撕裂”的不利影响，则建议首先刺穿(穿孔)包装材料，然后通过旋转运动将包装材料切割，这是另一水平面的目的。

本发明的另一个教导设想肋在高水平面部分和低水平面部分之间具有防止切割元件掉落的部分。这种附加部分完全包围肋，并提供了防止切割元件掉落的附加安全性。

在有利的另一实施方式中，第二导向部件由布置在切割元件的圆周上的凸轮形成。这种凸轮沿第一导向部件延伸到止动件。尽管它们具有节省材料的结构(例如与腹板相比)，但是局部的凸轮允许完全实现其预期的功能。

在有利的另一实施方式中，第二导向部件形成为成对的凸轮，所述成对的凸轮可选地布置成分布在切割元件的圆周上的三对凸轮。这种成对的凸轮包围第一导向部件的肋。这对强制导向件的自由度提供了附加的限制，从而使其变得更加可靠和准确。如果三对凸轮布置为分布在切割元件的圆周上，则在材料消耗和导向功能之间获得最优的折中。

本发明的另一实施方式设想至少一个凸轮通过倒圆轮廓与肋接触。这种倒圆轮廓使得第一导向部件的肋的变化的节距和不同部分能够平滑地跟随，而不会产生任何倾斜或大的扭矩。

根据本发明的另一教导，闭合盖连接至基体，这使得可以再次闭合其内容物已被部分消耗的复合包装件。

在本发明的另一布置中，切割元件可以在闭合盖上形成的驱动侧翼上被驱动，该驱动侧翼作用在布置在切割元件上的驱动元件上。因此，可使用首次打开旋转运动来驱动切割元件(“单一动作”)。如果在(在盖上的)侧翼和(在切割环上的)腹板上实现驱动，则提供了特别有利的联接。

根据本发明的一特定实施方式，包装材料薄弱部分被实现为预层压的穿孔。包装材料的这种特殊制备特别适合于通过材料优化和生产优化的倾倒元件进行打开，因为不必通过复合包装件的全部材料进行穿刺。

附图说明

在下文中借助于仅示出一个示例性实施方式的附图更详细地描述了本发明。在附图中：

图1以从前部和上部看的立体图示出了根据本发明的具有倾倒元件的复合包装件；

图2以从上部看的立体图示出了根据本发明的倾倒元件；

图3以从上部看的立体图示出了图2中的倾倒元件的基体；

图4示出了图3的基体沿线iv-iv的垂直剖面；

图5示出了图3的基体沿线v-v的垂直剖面；

图6以从上部看的立体图示出了图2的倾倒元件的切割元件；

图7以详细视图示出了图6的切割元件的一对导向凸轮；以及

图8以从内部看的立体图示出了图2的倾倒元件的闭合盖。

具体实施方式

图1中所示的根据本发明的复合包装件p的实施方式示出的包装件p为饮料盒。复合包装件p由包装材料构成，所述包装材料由一系列平坦的连接在一起的材料形成包装层压材料：聚合物层被层压在纸盒载体层的两侧上，并且附加的铝层遮蔽复合包装件p内的产品以防止其受到不期望的环境影响(光、氧气)。

复合包装件p在边缘区域具有包装件山形墙板1，也根据本发明的倾倒元件a应用于并永久地附接至该包装件山形墙板1。当首次致动倾倒元件a时，包装材料薄弱区域(这里被倾倒元件a覆盖)被切断，并且由此首次打开复合包装件p，然后复合包装件p准备好用于倒出内容物。在示出的并因此优选的示例性实施方式中的该薄弱区域实现为在制造期间形成的外涂覆的穿孔，为此，从纸盒载体层穿出孔，从而在其被涂覆之后产生了局部薄弱区域。

图2示出了根据本发明的倾倒元件a，其以注塑成型方法单独制造的部件被安装(装配)好以备使用，所述部件为基体2(在这种情况下为隐藏的切割元件3(在图6中示出))以及闭合盖4。然后，现已在功能上准备好使用的倾倒元件a通过紧固凸缘5被应用于复合包装件p并借助热熔粘合剂永久地连接。

当消费者首次致动闭合盖4时，闭合盖4的旋开运动被传递至在基体2中被导向的切割元件3，该切割元件3在薄弱区域中切开复合包装件p。然后可以通过由此形成的开口倒出产品。

在图3中示出了基体2，其除了紧固凸缘5之外还包括倾倒管6。在已安装和功能就绪的状态下，切割元件3布置在倾倒管6中并且被强制地引导通过在倾倒管的内壁上形成的第一导向部件7，从而通过在切割元件3上形成的相应的第二导向部件8上(见图6和图7)。第一导向部件7由环绕且独立的肋9形成。

图4和图5示出了基体2的垂直半剖部，其具有倾倒管6的相应内壁，突出的肋9的轮廓在该内壁上为可见的。肋9在上部区域中具有高水平面部分10，其形成对于切割元件3的初始位置的导向部分。如果现在使切割元件3移动，则切割元件跟随第一导向部件7并且从高水平面部分10通过可变节距的部分而移动至低水平面部分11，切割元件3在低水平面部分到达最终位置。复合包装件p的实际打开过程发生在高水平面部分10和低水平面部分11之间。为此，在切割元件3的端部处形成的切断部件12刺穿并切割(参见图6)在外涂覆的穿孔区域中的复合材料。

在示出的并且因此优选的实施方式中，在肋9上的高水平面部分10和低水平面部分11之间形成另一个水平面13，其产生切割元件3的纯旋转，由此在该区域上切割部件12切割而不是刺穿外涂覆的穿孔。

当切割元件3已到达其最终位置时，切割元件3应该停在该位置。为了防止不期望的松动，肋9在其高水平面部分10和低水平面部分11之间形成防止切割元件掉落的部分14。

在图6中，切割元件3作为单独的部件被示出。已经提到的第二导向部件8实现为凸轮15，其成对围绕肋9的第一导向部件7并因此形成强制导向件。这样的三对凸轮16形成为分布在切削元件3的圆周上，由此确保切割元件的足够良好的导向。在图7中可以看到一对这样的凸轮16的详细视图。与肋9的下部接触的下凸轮15部分地形成为倒圆轮廓17，从而肋9的不同部分可以尽可能顺利地越过。

图8示出了作为单独部件的闭合盖4。驱动侧翼18形成在盖表面的内表面上，其作用在驱动元件19上，驱动元件19形成为在切割元件3的内侧上突出的腹板(见图6)。由此，闭合盖4联接到切割元件3，并且可以产生期望的力和扭矩传递。