可膨胀压力机柱塞；用于将容器元件附接在容器主体中的附接单元和方法与流程

1.本公开涉及一种可径向膨胀的压力机柱塞，该压力机柱塞包括基板和第一柱塞裙部。基板具有底表面，其周向边缘限定底表面的形状。基板具有与底表面相对的引导表面。第一柱塞裙部在第一柱塞裙部的底端具有周向边缘部分，第一柱塞裙部的周向边缘部分布置在基板的引导表面处，并且布置在底表面的周向边缘的径向内部。第一柱塞裙部可在未膨胀状态与径向膨胀状态之间弹性地转变。
2.本公开还涉及一种用于将容器密封元件附接在容器主体中的附接单元以及一种使用附接单元密封包装容器的方法。


背景技术：

3.在包装消费品时，且尤其是在包装干燥可流动消费品时，通常使用刚性纸板包装容器，这些容器在零售端用作保护性运输和储存容器，并且在消费端用作储存和分配容器。这种纸板容器通常设置有可打开和可关闭的盖。
4.欧洲专利公开ep247986b1公开了一种可膨胀型盖焊接活塞，其包括两个活塞部分：可相对于彼此轴向移动的成形部分和膨胀部分。当这两个部分移动到一起时，膨胀部分可操作，以提供活塞的一部分的周边膨胀，膨胀部分包括由可变形材料制成的膨胀盘，并且成形部分包括底板，该底板具有支撑和引导膨胀盘的底表面的至少一部分的上表面。底板的外周表面与膨胀盘的外周边缘的形状相同。膨胀盘通常是杯形的，并且底板的尺寸至少与处于正常未膨胀状态的膨胀盘的外周边缘的尺寸相同。成形部分和膨胀部分被布置成使得这些部分朝向彼此的轴向运动导致膨胀盘从其杯形变平，使得其外周边缘延伸超过底板的周边。盖焊接活塞可以用作生产包装容器的设备中的一部分，并且用于在容器管中引入和定位内部柔性盖，并且在将内部柔性盖附接到容器壁的焊接操作期间，将柔性盖的边缘部分压靠在容器管的内壁上。盖焊接活塞被引入到容器管中，其中，膨胀盘处于未膨胀或正常状态。当柔性盖已经放置在容器管内的预定位置时，活塞部分一起移动，由此膨胀盘转变为膨胀状态，其中，膨胀盘的外周边缘延伸超过底板的周边，从而导致膨胀盘将柔性盖的边缘部分压靠在容器管的内壁上。
5.美国专利公开us 4,989,394 a公开了一种装置，该装置类似于ep 247986 b1中的装置。因此，us 4,989,394 a公开了一种可径向膨胀的压力机柱塞，其包括两个主要部分，即可相对于彼此移动的成形部分和膨胀部分。当主要部分移动到一起时，膨胀部分被布置成提供压力机柱塞的至少某部分的膨胀。膨胀部分包括杯形膨胀体，并且成形部分设计有成形表面，当成形部分和膨胀部分朝向彼此轴向移动时，膨胀体的至少一部分适于抵靠该成形表面滑动。膨胀部分由两个不同的部分构成；外部挤压部分，用于执行压力机柱塞的实际径向向外指向的接触压力，并由耐磨、耐高温和弹性材料构成；以及相对较硬的弹性材料的内部承载部分，该承载部分承载挤压部分。
6.文献wo2013/009226a1公开了一种用于密封基于纸板的容器的设备和方法。该设
备包括：焊接单元，该焊接单元被配置成将盖紧固到容器，该焊接单元包括感应焊接能量发生器，以用于熔化形成容器和/或盖的一部分的可焊接层；以及输送装置，该输送装置被配置成从焊接单元以及向焊接单元输送容器流。运输装置按照容器流动顺序包括进给装置、主传送构件和可移动抓持装置，其中，进给装置被配置成以连续的方式将容器一个接一个地传输到主传送构件，其中，可移动抓持装置被配置成将容器从主传送构件传输到焊接单元，并且其中，该设备被布置成使得在设备的正常操作期间，容器在进给装置的上游侧彼此靠近地排列，其中，进给装置被配置成在操作期间，通过增加沿着进给装置的每个单独容器的进给速度且由此增加沿着进给装置进给的相邻容器之间的距离，来在输送方向上将相邻的容器彼此分开，其中，主传送构件被配置成以输送速度操作，该输送速度大致对应于当从进给装置进给时容器的排放速度并且相对于该排放速度是一致的，使得传送到主传送构件且沿着主传送构件传送的容器保持分离，其中，可移动抓持装置被配置成抓持至少两个容器并将这些容器同时从主传送构件传送到焊接单元，并且其中，焊接单元被配置成将盖同时紧固到同时传送的容器中的每一个。文献wo2013/009226a1也公开了一种用于操作这种类型的设备的方法。
7.尽管已经发现这些先前已知的用于在容器中应用密封元件的装置足以实现该目的，但是仍然有进一步改进的空间。因此，本公开的一个目的是提供一种更通用的可膨胀压力机柱塞，其可用于在同一工艺步骤中执行多种工艺操作。本公开的另一个目的是提供一种附接单元，该附接单元允许用单个附接单元执行多个工艺操作。本公开的又一个目的可以是提供一种在单个工艺步骤中执行多于一个工艺操作的方法。
8.本公开的总体目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或者提供一种有用的替代方案。


技术实现要素：

9.上述目的中的一个或多个可以通过独立权利要求1、17和20的主题来实现。在所附的从属权利要求、下面的描述和附图中阐述了实施例。
10.本文公开了一种可膨胀压力机柱塞，可膨胀压力机柱塞在轴向方向和垂直于轴向方向的径向方向上延伸，可膨胀压力机柱塞可在径向方向上膨胀并且包括基板和第一柱塞裙部，基板具有底表面，底表面的周向边缘限定底表面的形状，基板具有与底表面相对的引导表面，第一柱塞裙部具有顶端和底端以及在第一柱塞裙部的底端处的周向边缘部分，第一柱塞裙部的周向边缘部分布置在基板的引导表面处，第一柱塞裙部可在未膨胀状态与径向膨胀状态之间弹性地转变。可膨胀压力机柱塞包括第二柱塞裙部，第二柱塞裙部具有顶端和底端并且包括具有内表面和外表面的柱塞裙部侧壁，柱塞裙部侧壁从第二柱塞裙部的顶端延伸至底端，柱塞裙部侧壁包括在第二柱塞裙部的底端处的周向边缘部分，第二柱塞裙部的周向边缘部分布置在第一柱塞裙部的周向边缘部分的径向外部，第二柱塞裙部可在未膨胀状态与径向膨胀状态之间弹性地转变。
11.当第一柱塞裙部处于径向未膨胀状态时，第一柱塞裙部的周向边缘部分可以布置在基板的底表面的周向边缘的径向内部。
12.当第一柱塞裙部处于径向未膨胀状态时，第一柱塞裙部的周向边缘部分可在第二柱塞裙部的周向边缘部分处在径向方向上支承抵靠柱塞裙部侧壁的内表面，或者当第一柱
塞裙部处于径向未膨胀状态时，第一柱塞裙部的周向边缘部分可以放置在第二柱塞裙部的周向边缘部分处距柱塞裙部侧壁的内表面一定距离。在第一柱塞裙部的周向边缘部分的影响下，第二柱塞裙部可在未膨胀状态与径向膨胀状态之间弹性地转变，该第一柱塞裙部被布置成至少在第一柱塞裙部的径向膨胀期间在第二柱塞裙部的周向边缘部分处支承抵靠柱塞裙部侧壁的内表面。
13.通过在轴向方向上在第一柱塞裙部的顶端施加压力，使得第一柱塞裙部受到在轴向方向上作用的压缩力，来将第一柱塞裙部从未膨胀状态转变到径向膨胀状态。压缩力导致第一柱塞裙部的周向边缘部分被偏压抵靠在基板的引导表面上，并在基板的引导表面上径向向外滑动，从而使第一柱塞裙部径向膨胀，即，增加第一柱塞裙部的周向边缘部分的周长。引导表面可以是倾斜的引导表面，朝向第一柱塞裙部的周向边缘部分径向向下倾斜。当第一柱塞裙部的周向边缘部分在引导表面上径向向外移动时，第一柱塞裙部的周向边缘部分通过在径向方向上施加的力作用在第二柱塞裙部的内壁上，并导致第二柱塞裙部的周向边缘部分在由第一柱塞裙部的周向边缘部分施加在第二柱塞裙部的周向边缘部分上的压力的影响下径向膨胀。
14.第一柱塞裙部的周向边缘部分最初可以位于基板的引导表面处，而实际上不与基板的引导表面接触。因此，第一柱塞裙部的周向边缘部分可以在轴向方向上布置在基板的引导表面上方。当可膨胀压力机柱塞处于未膨胀状态时，第一柱塞裙部的周向边缘部分位于基板的引导表面上方一小段距离处，这也可称为当没有膨胀力应用到第一柱塞裙部时的可膨胀压力机柱塞的搁置位置。当转变到膨胀状态时，由于第一柱塞裙部在径向方向上被压缩，第一柱塞裙部的周向边缘部分被挤压成与引导表面接触，并沿着引导表面径向移动，以使第一柱塞裙部的周向边缘部分膨胀。可替代地，当可膨胀压力机柱塞处于搁置位置时，第一柱塞裙部的周向边缘部分可以在轴向方向上邻接抵靠基板的引导表面。第一柱塞裙部的周向边缘部分可以沿着第一柱塞裙部的周向边缘部分的全部或部分邻接抵靠基板的引导表面。
15.第一柱塞裙部可具有截头圆锥或棱锥的形状，其侧壁朝向第一柱塞裙部的中心锥化，而第二柱塞裙部可具有杯形，其侧壁大致平行于轴向方向延伸。
16.第二柱塞裙部可具有布置在柱塞裙部侧壁中的膨胀狭缝，该膨胀狭缝在轴向方向上在柱塞裙部侧壁中延伸。膨胀狭缝有利于第二柱塞裙部的径向膨胀，并且可以从第二柱塞裙部的顶端一直布置到第二柱塞裙部的底端，或者仅布置在第二柱塞裙部的壁的在顶端与底端之间的选定部分中。膨胀狭缝可以布置成使得其不切穿第二柱塞裙部的周向边缘部分。
17.第二柱塞裙部在轴向方向上具有高度，并且膨胀狭缝可以在柱塞裙部侧壁中延伸的距离在第二柱塞裙部的高度的40％到100％的范围内。
18.第二柱塞裙部的柱塞裙部侧壁可以包括布置在柱塞裙部侧壁中的多个膨胀狭缝。在由通过拐角部分相互连接的多个侧壁部分构成的第二柱塞裙部中，一个或多个狭缝可以布置在拐角部分中，例如，在第二柱塞裙部侧壁的每个拐角部分中有两个狭缝、三个狭缝或四个狭缝。狭缝可以仅布置在第二柱塞裙部侧壁的拐角部分中，或者布置在第二柱塞裙部侧壁的拐角部分中和拐角部分之间的侧壁部分中。第二柱塞裙部侧壁的侧壁部分和拐角部分的数量可以是任何有用的数量，例如，三个、四个、五个、六个、七个或八个侧壁部分和拐
角部分。
19.本文公开的可膨胀压力机柱塞的基板可以包括变形控制构件，该变形控制构件被布置成抵消第二柱塞裙部的周向边缘部分的径向向内变形。因此，变形控制构件被布置成限制第二柱塞裙部的周向边缘部分的径向向内运动。
20.变形控制构件可以采取布置在基板的引导表面中的轨道的形式，该轨道从基板的底表面的周向边缘内凹，并且沿着基板的引导表面的外周延伸。该轨道径向向外敞开，以允许第二柱塞裙部的周向边缘部分膨胀并径向向外移动。轨道的径向内侧由壁构成，该壁防止径向向内挤压第二柱塞裙部的周向边缘部分。
21.第二柱塞裙部可以包括密封脊，该密封脊沿着第二柱塞裙部侧壁的周界的全部或部分在第二柱塞裙部侧壁的外表面上周向延伸。
22.第二柱塞裙部可以包括变形工具，该变形工具从第二柱塞裙部侧壁的外表面径向突出。变形工具可以包括在第二柱塞裙部侧壁上周向延伸的细长凸起或者由该细长凸起构成，该细长凸起在第二柱塞裙部侧壁的周界的全部或部分上延伸。
23.变形工具可以例如被布置用于在包装容器(例如，wo2017/180056a1中公开的包装容器)的封闭装置中形成匹配的锁定凸起。wo2017/180056a1公开了一种用于散装固体的纸板包装容器。纸板包装容器包括管状纸板容器主体、容器底和容器盖。容器主体在包装容器的纵向方向上从容器主体的底端延伸到容器开口。容器主体包括在容器开口处的容器主体邻接边缘。容器主体具有面向包装容器中的内部隔室的内表面和背离内部隔室的外表面。容器盖包括盖轴环和盖插入部分，盖轴环具有适于邻接抵靠容器主体邻接边缘的邻接边缘。当容器盖处于关闭位置时，盖插入部分具有在纵向方向上延伸并面向容器主体的内表面的侧表面。盖插入部分还包括主表面，当容器盖处于关闭位置时，该主表面位于距容器主体邻接边缘一定距离处。盖轴环由与容器主体相同的材料制成，并且盖轴环由沿着容器主体周边延伸的狭缝或弱化装置从容器主体界定，以允许盖轴环在邻接边缘处与容器主体完全或部分分离。容器开口的形状通过以下方式稳定：(i)纸板包装容器包括部分可移除的运输封闭件，该运输封闭件附接到容器主体的内表面并在内部隔室上形成顶盖，和/或(ii)容器主体包括多层纸板材料，其包括一层或多层聚合膜、涂层和/或金属箔。纸板包装容器还设置有用于将容器盖保持在关闭位置的锁定装置。锁定装置包括设置在容器主体的内表面上的凹部形式的第一锁定元件以及设置在盖插入部分的侧表面上的突起形式的第二锁定元件，第一锁定元件和第二锁定元件是匹配的锁定元件。第一锁定元件和第二锁定元件被布置成使得当容器盖处于关闭位置时，突起与凹部接合。
24.纸板包装容器的容器盖和插入部分在制造过程中由一个纸板材料片共同形成。因此，盖轴环形成容器主体壁的连续延续部，并且插入部分具有插塞的功能，其紧密地装配在容器开口中，与容器主体的内表面紧密接触。锁定装置的互锁锁定元件确保容器在关闭之后保持关闭。关闭容器需要用户以相当确定且有力的方式向下推动盖的插入部分，以便克服当第二锁定元件的突起移动经过容器壁的边缘时产生的阻力。因此，顶部元件的邻接边缘将以更大的力撞击容器主体邻接边缘，从而为消费者提供增强的封闭指示，例如，感觉上的卡入指示和例如咔哒声形式的听觉信号，以向用户发出容器正确关闭的信号，这改善了用户关于正确密封的容器的感觉的体验。
25.可以通过将插入部分压入容器开口中直到突起卡入凹部中来关闭容器盖，并且盖
轴环邻接边缘抵靠容器主体邻接边缘关闭，这可以通过当将盖压到位时必须克服的轻微阻力的感觉、卡入或滑入感觉和/或当在容器主体上关闭盖时产生的诸如咔哒声或吱吱声或刮擦声之类的听觉信号，来指示给用户。通常优选的是，将关闭指示设置为不同的感觉或声音或者不同的感觉或声音的组合，因为这样的信号可以被感知为提供比模糊的感觉或声音更确定的正确关闭的确认。独特感觉的示例是卡入感觉，而咔哒声或爆裂声可以提供独特的声音感觉。
26.第二柱塞裙部侧壁的周向边缘部分可以包括变形工具或由变形工具构成。因此，周向边缘部分可以构成变形工具。
27.在从第二柱塞裙部的底端朝向第二柱塞裙部的顶端的轴向方向上看，密封脊可以布置在变形工具上方。
28.如本文所公开的可膨胀压力机柱塞(其中，第二柱塞裙部包括密封脊和变形工具)可用于应用内部密封构件并在锁定装置中形成相互接合的锁定元件，例如，如wo2017/180056a1中所公开的。因此，当制造包装容器时，可以在相同的工艺操作中执行应用内部密封元件并将其焊接到容器主体管的内壁并形成锁定装置。可以同时或依次应用内部密封元件和形成锁定装置。如果依次进行，内部密封元件的应用和锁定装置的形成可以在时间上重叠或不重叠的情况下进行。还可以设想到，内部密封元件的应用和锁定装置的形成的持续时间是不同的。例如，可能需要更长的处理时间来将包装材料适当地设定在锁定装置区域内的变形配置。
29.在本文公开的可膨胀压力机柱塞中，第一柱塞裙部的周向边缘部分可以包括第一周向边缘部分段和第二周向边缘部分段，处于未膨胀状态的第一柱塞裙部的周向边缘部分与处于膨胀状态的第一柱塞裙部的周向边缘部分之间的径向距离在第一周向边缘部分段和第二周向边缘部分段之间是不同的。第一柱塞裙部的周向边缘部分可以包括至少两个具有不同膨胀率的周向边缘部分段，使得处于膨胀状态的第一柱塞裙部的周向边缘部分的形状与处于未膨胀状态的第一柱塞裙部的周向边缘部分的形状在不同的周向边缘部分段中不同程度地不同。因此，当第一柱塞裙部从未膨胀状态转变为膨胀状态时，第一柱塞裙部的周向边缘部分的不同段可以布置成径向向外移动不同的程度。
30.因此，处于膨胀状态的第一柱塞裙部的周向边缘部分不仅在长度上不同于处于未膨胀状态的第一柱塞裙部的周向边缘部分，而且在形状上也不同于处于未膨胀状态的第一柱塞裙部的周向边缘部分。
31.在本文公开的可膨胀压力机柱塞中，处于未膨胀状态的第一柱塞裙部的周向边缘部分可以分成多个侧部分，这些侧部分通过拐角部分连接，第一柱塞裙部的周向边缘部分的至少一个侧部分包括径向向内弯曲的段。基板的底表面的周向边缘包括由拐角部分连接的对应的多个侧部分。尽管不是必需的，但是基板的底表面的周向边缘的对应的至少一个侧部分可以包括径向向内弯曲的段，该段对应于第一柱塞裙部的至少一个径向向内弯曲的段。在基板具有径向向内弯曲的段的情况下，曲率半径可以等于或大于第一柱塞裙部的曲率半径。
32.本文公开的可膨胀压力机柱塞可以包括第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞在轴向方向上延伸，第二活塞与第一活塞同轴，基板连接到第一活塞，基板的底表面垂直于轴向方向延伸，第一柱塞裙部连接到第二活塞，第二柱塞裙部连接到第一活塞，第一活塞
和第二活塞被布置成作为一个单元同时在轴向方向上可移动，并且在轴向方向上相对于彼此可独立移动。
33.本文还公开了一种用于将容器密封元件附接到容器主体的附接单元，该附接单元包括本文公开的可膨胀压力机柱塞以及保持装置，该保持装置适于保持容器主体，该保持装置包括至少一个贯通的定位腔，该定位腔适于接收和保持容器主体的一部分，保持装置的定位腔具有限定容器主体的占地区域的横截面区域，可膨胀压力机柱塞可在保持装置的定位腔内部的附接位置与保持装置的定位腔外部的搁置位置之间轴向移动。
34.保持装置可以包括焊接单元，例如，包括感应线圈的焊接单元，该焊接单元优选地围绕定位腔布置。
35.保持装置的定位腔可以包括布置在定位腔的壁中的凹口，该凹口对应于从第二柱塞裙部侧壁的外表面径向突出的变形工具，该变形工具被布置成当可膨胀压力机柱塞处于附接位置时嵌套在凹口内。第二柱塞裙部侧壁的外表面可以包括单个变形工具或多个变形工具，其中，定位腔包括与第二柱塞裙部侧壁的外表面上的一个或多个变形工具相匹配的单个凹口或多个凹口。相配合的变形工具和凹口可以用于在容器壁中产生任何期望的变形形状，例如，细长的脊/凹部、离散的突起/凹陷等。
36.定位腔的横截面区域可以包括由拐角部分连接的多个侧部分，处于未膨胀状态的第一柱塞裙部的周向边缘部分和基板的底表面均包括由拐角部分连接的多个相应的侧部分。
37.本文还公开了一种使用本文公开的附接单元来密封包装容器的方法。该方法包括：
38.将容器主体放置在保持装置的定位腔中，其中，容器主体的主体壁与所述定位腔的壁对准；
39.将容器密封元件应用到基板的占地表面，所述容器密封元件包括从基板的底表面的周向边缘径向向外延伸的附接边界；
40.借助于附接单元将容器密封元件在附接单元的轴向方向(a)上移动到容器主体内的附接位置，并且同时将容器密封元件的附接边界弯曲成与容器主体的主体壁对准；
41.通过将第一柱塞裙部压靠在基板的引导表面上，将第一柱塞裙部转变成径向膨胀状态，从而导致第一柱塞裙部的周向边缘部分径向向外移动，并在第二柱塞裙部侧壁上施加径向压力，由此，第二柱塞裙部从未膨胀状态转变为径向膨胀状态，并且容器密封元件的附接边界被径向膨胀的第二柱塞裙部在朝向容器主体的主体壁的方向上挤压；
42.将容器密封元件的附接边界焊接到容器主体的主体壁。
43.容器密封元件的附接边界可以通过布置在第二柱塞裙部上的密封脊压靠在容器主体的主体壁上，密封脊沿着第二柱塞裙部的柱塞裙部侧壁的周界在柱塞裙部侧壁的外表面上周向延伸。沿着密封脊执行将容器密封元件的附接边界焊接到容器主体的主体壁。密封脊优选地布置成围绕柱塞裙部侧壁的整个周界延伸。
44.第二柱塞裙部可以包括从柱塞裙部侧壁的外表面径向突出的变形工具，保持装置的定位腔包括布置在定位腔的壁中的对应凹口，该方法还包括通过将变形工具径向压入定位腔的壁中的凹口中来使容器密封元件的附接边界和容器主体的主体壁变形的步骤。该工艺步骤可以产生本文公开的锁定装置，或者可以是提供容器壁的形状偏离包装材料的原始
平面形状的一种方式。
45.在本文公开的方法中，多个容器密封元件可以通过多个附接单元同时定位在多个容器主体中。
附图说明
46.在下文中，将参考附图，通过非限制性示例来进一步解释本公开，其中：
47.图1示出了附接单元的剖视图；
48.图2示出了图1中的附接单元中的第一柱塞裙部的侧视图；
49.图3示出了图2所示的第一柱塞裙部的俯视图；
50.图4示出了图1中的附接单元中的第二柱塞裙部的透视图；
51.图5示出了可以使用图1中的附接单元制成的包装容器，该包装容器被示出为处于打开状态；以及
52.图6示出了处于关闭状态的图5中的包装容器，其中，图6的一部分是剖视图。
具体实施方式
53.参考图1，示出了用于将容器密封元件29附接到容器主体3的附接单元1。附接单元1包括根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀压力机柱塞2和保持装置4，该保持装置包括至少一个贯通的定位腔6。在附接单元1中处理容器主体3期间，定位腔6适于接收容器主体3的一部分并将其保持在适当位置。保持装置4的定位腔6具有限定容器主体3的占地区域的横截面区域。
54.可膨胀压力机柱塞2可在保持装置4的定位腔6内部的附接位置与保持装置4的定位腔6外部的搁置位置之间轴向移动。图1示出了附接单元1，在从膨胀状态返回之后并且在完成焊接和容器壁变形操作之后从定位腔6移除之前，可膨胀压力机柱塞2插入到定位腔6中。
55.可膨胀压力机柱塞2在轴向方向a和垂直于轴向方向的径向方向r上具有延伸部。可膨胀压力机柱塞2在轴向方向上a施加的压缩力的影响下可在径向方向r上膨胀。
56.可膨胀压力机柱塞2包括基板8、第一柱塞裙部9和第二柱塞裙部10。基板8具有底表面11和与底表面11相对的引导表面14，底表面具有限定底表面11的形状的周向边缘12。如图2所示，第一柱塞裙部9具有顶端15和底端16以及在底端16处的周向边缘部分17。第一柱塞裙部9的周向边缘部分17布置在基板8的引导表面14处。通过向第一柱塞裙部9的顶端15施加压缩力，第一柱塞裙部9可在未膨胀状态与径向膨胀状态之间弹性地转变。本文使用的可弹性地转变意味着当移除压缩力时，第一柱塞裙部9自动移动回到未压缩和未膨胀状态。当第一柱塞裙部9处于未膨胀状态时，第一柱塞裙部9的周向边缘部分17布置在基板8的底表面11的周向边缘12的径向内部。
57.第二柱塞裙部10具有顶端20和底端21，柱塞裙部侧壁22具有内表面23和外表面24。柱塞裙部侧壁22从第二柱塞裙部10的顶端20延伸至底端21。如图4最佳所示，第二柱塞裙部侧壁22包括位于第二柱塞裙部10的底端21处的周向边缘部分25。第二柱塞裙部10的周向边缘部分25布置在第一柱塞裙部9的周向边缘部分17的径向外部。在第一柱塞裙部9的未膨胀状态下，第一柱塞裙部9的周向边缘部分17可以在第二柱塞裙部10的周向边缘部分25
处支承抵靠柱塞裙部侧壁22的内表面23，如图1所示。可替代地，当第一柱塞裙部9处于未膨胀状态时，周向边缘部分17可以放置在第二柱塞裙部的周向边缘部分25处距柱塞裙部侧壁22的内表面23一定距离处。当第一柱塞裙部9被轴向压缩并在径向方向上r膨胀时，第一柱塞裙部9的周向边缘部分17被偏压抵靠在柱塞裙部侧壁22的内表面23上，并在径向方向上r向外挤压第二柱塞裙部10的侧壁22，从而导致第二柱塞裙部10的膨胀。第二柱塞裙部10可在未膨胀状态与径向膨胀状态之间弹性地转变。因此，当移除由第一柱塞裙部9施加在第二柱塞裙部侧壁22的内表面23上的径向力时，第二柱塞裙部10自动移动回到未膨胀状态。
58.可膨胀压力机柱塞2包括都在轴向方向a上延伸的第一活塞30和第二活塞31，其中，第二活塞31与第一活塞30同轴。基板8连接到第一活塞30，其中，基板8的底表面11垂直于轴向方向a延伸。第一柱塞裙部9连接到第二活塞31，并且第二柱塞裙部10连接到第一活塞30。第一活塞30和第二活塞31被布置成作为单个单元在轴向方向a上同时移动，并且可相对于彼此独立移动。
59.第一柱塞裙部9借助于第一活塞30与第二活塞31之间的相对位移转变到膨胀状态，使得第一柱塞裙部9向下挤压在基板8的引导表面14上，并且第一柱塞裙部9被压缩，使得第一柱塞裙部9的顶端15与底端16之间的距离减小，并且第一柱塞裙部9的周向边缘部分17被径向向外推动。如本文所述，第一柱塞裙部9的周向边缘部分17的不同段可以被配置成在不同程度上径向向外移动，使得不仅周向边缘部分17的长度在膨胀状态下更大，而且形状(即，周向边缘部分17的轮廓)在膨胀状态与未膨胀状态之间也不同。
60.当第一柱塞裙部9已经达到其完全膨胀状态时，第二柱塞裙部10也已经完全膨胀。
61.在此过程期间，第一柱塞裙部9的周向边缘部分17在基板8的引导表面14上径向向外滑动。在图1所示的附接单元1中，引导表面14在向下且向外的方向上倾斜，这有助于在向膨胀状态以及从膨胀状态转变期间获得第一柱塞裙部9的受控变形。取决于第一柱塞裙部9的形状，在第一柱塞裙部的不同部分内，径向膨胀的程度可以不同。
62.当可膨胀压力机柱塞2处于图1所示的未膨胀状态时，第一柱塞裙部9的周向边缘部分17也可以邻接抵靠基板8的引导表面14。可替代地，当可膨胀压力机柱塞2处于未膨胀状态时，第一柱塞裙部的周向边缘部分17可以布置在基板8的引导表面14上方一定距离处。
63.图中所示的附接单元1被配置成用于形成具有改型的矩形横截面区域的包装容器，该横截面区域在本文中也称为包装容器的占地区域。这意味着第一柱塞裙部9和第二柱塞裙部10、基板8的底表面11和定位腔的横截面区域也均具有改型的矩形横截面区域，该矩形横截面区域具有通过拐角部分互连的侧壁部分。应当理解，仅提供图中所示的改型的矩形形状作为有用形状的非限制性示例，并且其它横截面形状或占地形状也是可以想到的，例如，圆形、椭圆形或任何有用的改型的多边形形状。如本文使用的，改型的多边形形状(例如，改型的矩形形状)意味着具有由圆角部分连接的侧部的形状。侧部可以是直的，或者可以具有小于拐角部分曲率的曲率。
64.如图4所示，在第二柱塞裙部10的每个拐角部分36处，两个膨胀狭缝35布置在第二柱塞裙部10的柱塞裙部侧壁22中。膨胀狭缝35布置在第二柱塞裙部10的顶端20与第二柱塞裙部10的底端21之间的柱塞裙部侧壁22中。在图4所示的示例中，膨胀狭缝35从第二柱塞裙部10的顶端20一直延伸到底端21，甚至延伸到第二柱塞裙部10的顶部。膨胀狭缝35的这种布置不是本文公开的可膨胀压力机柱塞2的先决条件。因此，当在第二柱塞裙部10的顶端20
与底端21之间测量时，膨胀狭缝可以在柱塞裙部侧壁22中延伸的距离在第二柱塞裙部10的高度h的40％至100％的范围内。
65.一个或多个膨胀狭缝35可被布置成使得它们终止在距第二柱塞裙部10的底端21一定距离处，而不切穿第二柱塞裙部10的周向边缘部分25。此外，膨胀狭缝的数量可以少于或多于图4所示的八个膨胀狭缝35。膨胀狭缝的布置可以不同于图4所示的布置，其中，一个或多个膨胀狭缝布置在侧壁部分37中。第二柱塞裙部可以包括仅布置在拐角部分中、仅布置在侧壁部分中或同时布置在拐角部分和侧壁部分中的膨胀狭缝。在具有由拐角部分连接的侧壁部分的形状的第二柱塞裙部中，通常优选的是，至少在拐角部分中布置有膨胀狭缝。此外，如果在柱塞裙部侧壁22中布置有多个膨胀狭缝35，则狭缝的长度和/或宽度可以不同。
66.如图1所示，基板8包括沿着基板8的引导表面14的外周延伸的轨道形式的变形控制构件40。变形控制构件40被布置成抵消第二柱塞裙部10的周向边缘部分25的径向向内变形。该轨道径向向外敞开，以允许第二柱塞裙部10的周向边缘部分25膨胀并径向向外移动。轨道的径向内侧由壁构成，该壁防止径向向内挤压第二柱塞裙部的周向边缘部分。因此，当可膨胀压力机柱塞2处于未膨胀的搁置位置时，第二柱塞裙部10的周向边缘部分25搁置在稍微低于基板8的引导表面14的表面上。
67.第二柱塞裙部10包括在第二柱塞裙部侧壁22的外表面24上周向延伸的密封脊41。在图4所示的示例中，密封脊41沿着第二柱塞裙部侧壁10的整个周界延伸。尽管这种配置因为产生了沿着第二柱塞裙部的周界的连续密封而通常是优选的，但是应当理解，在本发明的范围内，可以使用断续的密封脊和仅沿着第二柱塞裙部的周界的一部分或多部分延伸的密封脊。
68.第二柱塞裙部10还包括细长凸起形式的变形工具42，该细长凸起在第二柱塞裙部侧壁22上周向延伸，并从第二柱塞裙部侧壁22的外表面24径向向外突出。在图4所示的第二柱塞裙部10中，变形工具42由第二柱塞裙部侧壁的周向边缘部分25形成，该周向边缘部分是柱塞裙部侧壁22的加厚部分。尽管变形工具42在图4中示出为在第二柱塞裙部10的整个周界上延伸，但是应当理解，可以仅在第二柱塞裙部10的周界的一部分或多部分上延伸，可以放置在柱塞裙部侧壁22的外表面24上的另一位置和/或可以具有其它形状，如本文所述。变形工具42用于使包装容器壁中的材料变形，以在容器壁中产生偏离包装材料的原始平面形状的特征。包装材料通常是纸基包装材料，诸如，具有纸箱的基底层和层压到基底层上的一个或多个额外层(例如，塑料、铝箔等)的层压材料。
69.图3所示的处于未膨胀状态的第一柱塞裙部9的周向边缘部分17被分成四个侧部分51，这四个侧部分通过拐角部分52连接，其中，第一柱塞裙部9的周向边缘部分17的每个侧部分51径向向内弯曲。当图3中的第一柱塞裙部9转变到膨胀状态时，向内弯曲的侧部分51径向向外移动，同时变直，这意味着处于未膨胀和膨胀状态的周向边缘部分17的形状之间的差异在每个侧部分51的中心部分比在拐角部分52附近更大。如本文所述，第一柱塞裙部9的周向边缘部分17的形状(例如，图3所示的形状)对于本文公开的可膨胀压力机柱塞是可选的。因此，第一柱塞裙部9的周向边缘部分17可以具有如本文所公开的任何有用的轮廓。
70.图1所示的附接单元1的保持装置4包括焊接单元55，该焊接单元包括感应线圈56。
如图1所示，焊接单元55被布置成使得当可膨胀压力机柱塞2被插入定位腔6中时，焊接单元在对应于第二柱塞裙部10上的密封脊41的位置的水平处围绕定位腔6。
71.保持装置4的定位腔6包括布置在定位腔6的壁中的凹口57。凹口57在形状和尺寸上对应于第二柱塞裙部上的变形工具42，变形工具42被布置成当可膨胀压力机柱塞2处于附接位置时嵌套在凹口57内。
72.如本文所述，附接单元1的定位腔6的横截面区域适于容器密封元件将被引入其中的容器主体的形状和尺寸。图1所示的附接单元1的定位腔6被配置成用于将容器密封元件附接在具有改型的矩形横截面形状的容器中，并且包括由拐角部分连接的侧部分，其对应于基板8的底表面11的大致矩形横截面形状和第一柱塞裙部9的周向边缘部分17的大致矩形轮廓。
73.不管附接单元1的定位腔6的横截面区域的形状如何，附接单元1的定位腔6的横截面区域总是大于第二柱塞裙部10的横截面区域，从而允许未膨胀的压力机柱塞2插入定位腔6中，而不会损坏已经放置在定位腔6中的容器主体。图1所示的附接单元可以在用于密封包装容器的方法中使用，该方法包括：
74.将容器主体3放置在保持装置4的定位腔6中，其中，容器主体3的主体壁与定位腔6的壁对准；
75.将容器密封元件29应用到基板8的底表面11上，容器密封元件29包括从底表面11的周向边缘12径向向外延伸的附接边界28。容器密封元件29可以借助于真空吸力保持抵靠基板8的底表面11；
76.借助于附接单元1将容器密封元件29在附接单元的轴向方向a上移动到容器主体3内的附接位置，并且同时将容器密封元件29的附接边界28弯曲成与容器主体3的主体壁对准。当未膨胀的压力机柱塞2向下移动到定位腔6中并且将与容器主体3的主体壁对准时，随着容器密封元件29的附接边界28与定位腔6的边缘接触，容器密封元件29的附接边界28将自动地在轴向方向上向上弯曲。将密封元件29移动到定位腔6和容器主体3中合适的深度，以用于将密封元件29附接到容器主体壁；
77.通过将第一柱塞裙部9压靠在基板8的引导表面14上，将第一柱塞裙部9转变成径向膨胀状态，从而导致第一柱塞裙部9的周向边缘部分17径向向外移动，并在第二柱塞裙部侧壁22的内表面23上施加径向压力，由此，第二柱塞裙部10从未膨胀状态转变为径向膨胀状态，并且容器密封元件29的附接边界28被径向膨胀的第二柱塞裙部10在朝向容器主体3的主体壁的方向上挤压；
78.借助于在第二柱塞裙部10的柱塞裙部侧壁22的外表面上周向延伸的密封脊41，通过将容器密封元件29的附接边界28压靠在容器主体3的主体壁上，将容器密封元件29的附接边界28焊接到容器主体3的主体壁，其中，沿着密封脊41执行将容器密封元件29的附接边界28焊接到容器主体3的主体壁；
79.通过将变形工具42径向压入定位腔6的壁中的凹口57中，使容器主体3的主体壁变形，其中，容器主体3的主体壁位于第二柱塞裙部10上的变形工具42和定位腔6的壁中的凹口57之间。
80.当形成如图5和图6所示的纸板包装容器100时，可以使用如本文所公开的具有压力机柱塞2的附接单元1。
81.图5示出了处于打开位置的纸板包装容器100，并且图6示出了处于关闭位置的纸板包装容器100，其中，图6的一部分是剖视图。
82.纸板包装容器100包括管状纸板容器主体103、容器底部104和容器盖105。容器主体103在容器100的纵向方向(l)上从容器主体103的底端110延伸到容器开口107。容器主体103包括在容器开口107处的容器主体邻接边缘108。容器主体103具有面向包装容器100中的内部隔室114的内表面112和背离内部隔室114的外表面113。
83.在图5中，描绘了具有长方体形状的容器主体。纸板容器具有前壁部分136、后壁部分137、侧壁部分138、139和连接壁部分136-137的弯曲拐角部分140。弯曲拐角部分140具有15mm至30mm之间的曲率半径。如本文所述，如图5所示的容器主体的形状仅构成非限制性示例，并且应当理解，容器主体可以具有如本文所述的任何有用的形状。
84.前壁部分136和后壁部分137可以是平面的，或者可以具有曲率半径为30mm至1000mm的向外弯曲的形状。同样，根据需要，侧壁部分138、139可以基本上是平面的或者可以具有曲率。
85.容器盖105包括外周界盖轴环118和盖插入部分115，外周界盖轴环具有盖邻接边缘119，盖邻接边缘适于邻接抵靠容器主体邻接边缘108。容器盖105还设置有抓持凸片128。
86.插入部分115具有侧表面116，该侧表面在纵向方向(l)上延伸，并且当容器盖105处于关闭位置时，该侧表面面向容器主体103的内表面112。插入部分115还包括主表面117，当容器盖105处于关闭部分时，主表面位于距容器主体邻接边缘108一定距离处，使得插入部分115形成朝向容器底部104向下延伸的插塞。
87.纸板包装容器100还设置有锁定装置，以用于在盖105关闭之后将容器盖105保持在关闭位置。图6所示的锁定装置包括设置在容器主体103的内表面112上的凹部形式的第一锁定元件121以及设置在盖插入部分115的侧表面116上的配合突起形式的第二锁定元件122。然而，可替代地，第一锁定元件121可以为突起的形式，并且第二锁定元件122可以为凹部的形式，其中，突起和凹部匹配，使得当容器盖105处于关闭位置时，突起突出到凹部中。
88.第一锁定元件121和第二锁定元件122被布置成使得当容器盖105处于关闭位置时，突起与凹部接合，即，设置在容器主体103的内表面112上的第一锁定元件121与容器主体邻接边缘108相距的距离和设置在插入部分115的侧表面116上的第二锁定元件122与盖邻接边缘119相距的距离相同。
89.图5和图6中所示的配合锁定元件121、122分别为沿着容器主体103的内表面112和插入部分115的侧表面116的基本100％的周边设置的细长连续突起和细长连续凹部的形式。可替代地，锁定元件可以仅设置在容器主体103的内表面112和插入部分115的侧表面116的周边的一个或多个选定部分中。
90.包装容器100可以设置有两个或更多个锁定装置，使得两个或更多个第一锁定元件121和两个或更多个第二锁定元件122分别沿着容器主体103的内表面112的周边和沿着插入部分115的侧表面116的周边平行地、在纵向方向上间隔开地、连续地或不连续地布置。
91.图5中的容器主体邻接边缘108和盖邻接边缘119垂直于容器主体103的壁，并且具有平坦表面。
92.通过使容器盖围绕设置在容器盖105与容器主体103之间的铰链127枢转来打开容器盖105。铰链127设置在侧壁部分中的一个上。可替代地，铰链可以设置在前壁部分或后壁
部分中的一个上，或者盖可以是可以从容器主体完全移除的完全可分离的盖。
93.图6中的盖轴环由狭缝120’或弱化装置120”从容器主体界定，该狭缝或弱化装置沿着容器主体周边的至少55％延伸，以用于允许盖轴环在邻接边缘108、119处与容器主体完全或部分分离。盖轴环的非分离部分用作盖与容器主体之间的铰链。
94.在本文公开的包装容器100中，当打开容器100时，盖105可以布置成被完全移除。当容器盖105是完全可移除的盖时，容器盖105不与容器主体103永久连接。为了使盖轴环118并由此使容器盖105与容器主体完全分离，狭缝120’或弱化装置120”应该沿着容器主体103周边的100％或基本100％延伸。
95.图5和图6中所示的纸板包装容器100设置有部分可移除的运输封闭件129，该运输封闭件在运输封闭件外周凸缘135处附接到容器主体103的内表面112。运输封闭件129由用户移除，以便获得对包装内容物的初始接近，外周凸缘135仍附接到容器主体103的内表面112。外周凸缘135用作容器开口107的加强件，并稳定容器开口107的形状，使得容器100可以重复打开和重新关闭，而容器开口107的形状不会随时间而劣化。即使在容器100已经多次打开和关闭之后，稳定的剩余外周凸缘135有助于保持明显的封闭。运输封闭件129设置在距所述容器开口107处的容器主体邻接边缘108足够远的距离处，以允许包括插入部分115的容器盖105处于关闭位置，这意味着该距离应该等于或大于插入部分115的高度。
96.从图6中可以看出，容器底部104为设置在底端110中的底盘的形式，底盘具有在纵向方向(l)上朝向底端110弯曲的外周凸缘。可以通过胶粘或焊接来执行凸缘的附接，例如，通过高频感应焊接到容器主体103的内表面112。底端边缘向内折叠在底盘凸缘上。
97.在所附权利要求的范围内对本发明的进一步修改是可行的。因此，本公开不应该被认为受本文描述的实施例和附图的限制。相反，参考说明书和附图，本发明的全部范围应该由所附权利要求来确定。