具有保护性切割元件引导部件的倾倒元件的制作方法

本发明涉及一种用于复合包装件的倾倒元件，该倾倒元件包括具有倾倒管和周向紧固凸缘的主体、同心布置并在倾倒管中可移动地被引导的中空圆柱形切割元件、和可重新密封的螺旋盖，并且切割元件可以通过螺旋盖驱动以首次打开复合包装件，并且在倾倒管上内部地形成的至少两个引导肋与在切割元件上外部地形成的传递部件相应地相互作用，使得打开路径被标绘为前面是至少主要轴向的刺穿段、之后是围绕倾倒管的纵向轴线的纯旋转段，其中，切割元件被布置成使得它可以沿着打开路径被引导。

背景技术

为了倾倒期间的简化操作以及在复合包装件的山形墙上重新密封复合包装件的可能性来应用这种倾倒元件。中空圆柱形切割元件首次打开先前气密的包装件，从而形成倾倒开口，螺旋盖允许重新密封现在打开的复合包装件。这些倾倒元件通常由单独的机器通过热熔粘合剂或通过将主体焊接到外部塑料覆盖层而应用。在这两种变型中，周向紧固凸缘用于该应用过程。

复合材料的精确层结构可以根据要求而变化，但至少包括由纸板制成的载体层和由塑料制成的覆盖层。此外，可能需要阻隔层(例如，铝、聚酰胺或乙烯-乙烯醇共聚物)以确保对于无菌产品的增强的气体阻隔效果和对于铝的增强的光阻隔效果。因此，这种复合包装件也称为纸板/塑料复合包装件。

这种复合包装件通常在两种类型的包装机之一中生产。在第一替选方案中，将消毒的复合材料的环形卷筒纸制成管并密封，然后用同样消毒的填充材料将管填充、密封并以横向于其的均匀间隔切割。然后沿着预折叠的边缘将所得的“包装衬垫”形成为平行六面体包装件。在山形墙区域的横向密封期间形成的密封接缝通常称为山形墙接缝。另一种变型使用由复合材料制成的坯料，首先通过密封纵向接缝将坯料制成包装套筒，然后将包装套筒在心轴上形成单边开口的包装体，然后经过消毒、填充和最后密封并最终成型。

因为复合材料由于稳定的层结构而极难分开，因此通常相应地对复合包装件进行调整。具有切割元件的倾倒元件可以足够稳定以容易地切穿整个复合材料。然而，由于成本原因，这通常没有吸引力。因此通常准备开口区域，使得在该开口区域形成削弱区域，这主要在两种不同的实施方式中可知。一方面，所谓的削弱线被引入复合材料的外层，削弱线使得根据要使用的切割元件的几何形状和尺寸而更容易分开。另一方面，削弱区域可以被设计成所谓的“外覆孔”。第一种选择的缺点是产生开口的纸盒边缘，其在倾倒期间与填充材料直接接触。这可能导致纸板纤维进入产品中以及产品的味道变化。因此，通常优选外覆孔作为解决方案。

如申请人的EP 2 528 731 A1中进一步描述的，在复合材料生产期间形成外覆孔。在纸盒载体层上打孔，以便在复合材料上涂覆塑料覆盖层后在复合材料中发生局部削弱。这意味着它由如下复合材料的所有常用层组成且不因打孔而缺失纸板载体层：塑料覆盖层、必要时的阻隔层、以及必要时的另外的层压和粘合剂。

EP 1 088 765 A1描述了一种通用的倾倒元件。具有倾倒管和周向紧固凸缘的主体、螺旋盖和切割元件一起形成倾倒元件，该倾倒元件当首次被致动时，在大区域中将外覆孔分开，并将外覆孔的未切割部分推到一边，以形成倾倒开口。在这种情况下，切割元件的移动通过其外侧上的螺纹在主体的倾倒管中被引导并且由螺旋盖驱动。由于切割元件通过螺纹被引导，因此组装(各个部件的组合)由于螺纹的底切而证明是复杂的，并且在注塑成型过程中，只有在材料选择和/或工具构造的限制下才可能生产。这种对切割元件的螺旋移动的恒定进给的限制导致缓慢插入到外覆孔中，这又意味着切割元件以相应的平角拉过外覆孔。这又有利于所谓的“PE牵拉”，其中聚乙烯膜在切割元件的切割主体的前面和之间在长度上延伸。以这种方式拉伸的膜导致不干净或甚至不完整的打开结果。

在申请人的EP 1 509 456 B1和EP 1 513 732 B1中通过执行切入和切割移动解决了这些问题，该切入和切割移动首先切入急剧向下的或纯轴向移动，然后过渡到纯水平旋转移动。这可以通过主体的倾倒管上的各个引导肋实现，这些引导肋重定向和引导切割元件的移动。这些引导肋还使得组装倾倒元件更加容易。相比之下，这种单侧引导仅允许对切割元件的相对不安全和不稳定的引导，由于其中空圆柱形配合以及作用在螺旋盖、切割元件和外覆孔之间的力，切割元件还被保持在主体中。因此，特别是在偏离上述过程的情况下，这种形式的切割元件引导提供不足的安全性。塑料部件上的过大外力可以导致切割元件脱离预期路径，或者在应用于包装上之前，组装的切割元件可能以各种方式移位、阻塞甚至完全脱落。在打开过程期间中，各种不正确的操作也可以导致切割元件倾斜。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的是设计和进一步改进在开始时提到的和前面更详细地描述的倾倒元件，以便克服所描述的缺点。目的是提高安全性：一方面，在按预期操作倾倒元件时应确保已知和期望的打开行为，但在消费者方误操作的情况下也应在任何情况下保持该功能。特别地，必须防止切割元件从主元件分开和掉落以及可能因此被吞食。

在具有权利要求1的前序部分的特征的倾倒元件的情况下，该目的通过具有至少两个第一安全元件的倾倒管实现，所述至少两个第一安全元件与至少两个引导肋一起被配置为实现沿打开路径的刺穿段和/或旋转段在两侧上引导所述切割元件的传递部件。这些第一安全元件还可以确保切割元件在打开过程期间的移动，这可以防止切割元件的不期望的移位或倾斜。

由于传递部件不再能够在主体的一侧上自由移动，因此，例如旋开尚未完全打开的锁的螺旋盖可以至少不使切割元件进入非预期位置。即使在倾倒元件上施加过大的力的情况下，具有传递部件的切割元件仍保留在引导部件中。

本发明的另一教导设想了每个引导肋与垂直于倾倒管的纵向轴线的平面形成90°至120°、优选90°的角度(α)。肋是部件结构的纵向形成的加强部分，在这种情况下，这种肋从主体的倾倒管的内壁突出以引导切割元件。因此，该角度也是在肋的侧边缘上测量的，该侧边缘引导切割元件的相应引导部件。90°角的特定情况完全对应于已经提到的申请人的EP 1 513 732 B1的记载，并且也对应于本文更详细解释的示例性实施方式。

在进一步有利的实施方式中，第一引导部件形成为至少两个传递肋，这至少两个传递肋在周向方向的第一区段中沿延伸。在这些传递肋的水平(即如果包装件和倾倒元件被布置成平坦的)的周向方向上的延伸用于在打开路径的纯旋转期间或在纯旋转段上的安全引导。相比之下，在刺穿移动期间，这些传递肋的前侧沿着相应的引导肋延伸。

本发明的另一实施方式设想每个传递肋具有沿轴向方向测量的高度，该高度是沿轴向方向测量的引导肋和相应的第一安全元件之间的净距离的90％至99％。为了使传递肋在其水平旋转移动中尽可能安全地被引导，所述距离应保持较小，始终需要有一定量的空隙，以便在两侧上引导的传递肋不以不期望的方式阻塞或卡住。

根据本发明的另一教导，至少两个传递肋在其位于旋转方向前部的端部处应具有第二区段，该第二区段以90°至120°、优选90°的角度远离第一区段朝向周向紧固凸缘延伸。在此，角度又是在肋区段的前边缘处测量的，90°的特定情况对应于前面提到的示例性实施方式。然而，由于在刺穿过程期间，第二区段在每种情况下都必须插入引导肋和第一安全元件之间，因此第二区段的侧翼优选地从顶部到底部以锐角指向彼此。为了补偿这种对齐，在这种情况下也可以使用前边缘和后边缘的平均角度尺寸。

在另一有利实施方式中，每个第二区段具有沿周向方向测量的宽度，该宽度是沿周向方向测量的引导肋和相应的第一安全元件之间的净距离的90％至99％。

在本发明的另一实施方式中，所述至少两个第一安全元件被设计为轴向布置的纵向肋，并且在打开过程之后，每个纵向肋被切割元件的至少两个水平传递肋中的两个传递肋侧向包围。这些纵向肋有多种用途。一方面，它们使第二区段能够在更长的刺穿路径上在两侧被引导。另一方面，在旋转方向上的相应下一个辅助元件(在两个的情况下仅另一个)在传递部件或其第二区段完成了在周向方向上的旋转之后为传递部件或其第二区段提供停止点。该旋转的终点当然也在其他实施方式中限定，但是轴向布置的纵向肋提供更稳定的位置。

本发明的另一教导设想打开路径的旋转段还位于轴向段的下游。在所谓的停放位置结束的沿着附加轴向段的该最后移动，通常直到已经打开的密封件被重新密封时才进行。当轴向地观察时，螺旋盖和切割元件之间的力传递元件由于它们相反的移动方向而在首次打开期间相互远离。因此，在周向方向上的旋转移动结束时，这些力传递元件可以不再继续履行其功能并且切割元件暂时保持在该位置。在重新密封时，力传递元件滑过，从而避免切割元件的力传递元件滑到内侧，并且仅在再次打开时才执行该移动并将切割元件带入停放位置。因此在大多数实施方式中，包装件在进入该轴向段之前已经完全打开。

根据特定实施方式，对于作为传递部件在周向方向上均匀分布的每三个传递肋，形成三个对应的引导肋和三个第一安全元件。一方面，通过三个均匀分布的点进行安装允许提高稳定性。另一方面，各个元件的数量也限定了切割元件的水平旋转移动的最大旋转角度。该最大旋转角度定义为(360°/元件数量)，即此处为120°。该旋转角度又影响切割元件下边缘上的齿必须如何布置在周界上以便干净地切割外覆孔。

根据本发明的另一教导，至少一个第二安全元件附接在倾倒管的远离周向紧固凸缘的区域中。在组装后的初始位置中，否则将仅放置在至少两个引导肋上的传递部件还从上方并且因此在两侧被保持。这防止切割元件在生产和使用的各个阶段脱落或倾斜。例如，否则切割元件会在组装期间再次脱落，从而最终交付具有主元件和螺旋盖但没有切割元件的包装件。类似地，在没有第二安全元件的情况下，切割元件可能在组装位置倾斜，然后在首次打开期间被阻挡和/或松散地位于主元件中。特别是当涉及到这些进一步的功能时，这样的第二安全元件也可以定位成使得传递部件靠在其上。这仍将保证切割元件居中并因此固定。需要至少一个单一的第二安全元件来稳定切割元件，但实际上在每种情况下引导肋、传递部件和安全元件的数量通常是相同的。

本发明的另一教导设想至少一个第二安全元件至少在背离周向紧固凸缘的一侧上是倒角的。第二安全元件的该上侧与功能无关，因此设计用于简化组装，使得切割元件可以从上方以尽可能小的阻力引入，而不必将切割元件的旋转结合到组装过程中。在上述情况下，当传递部件靠在至少一个第二安全元件上时，本发明的这一教导仍然使切割元件能够在打开路径上使该元件通过而不会不成比例地增加打开力。为此目的，这样的第二安全元件也应该占至少两个引导肋在径向方向上的延伸长度的不大于大约80％。

根据特定实施方式，附加的纯旋转段在打开路径的上游，其中切割元件被布置成使得它还利用第二安全元件被牢固地保持在初始保持位置中。

附图说明

下面参照仅代表优选示例性实施方式的附图更详细地解释本发明。在附图中：

图1以透视图示出根据本发明的倾倒元件，

图2以从下看的透视图示出根据本发明的倾倒元件的分解图，

图3A、图4A、图5A、图6A和图7A以从下看的透视图示出根据本发明的倾倒元件在打开过程的不同阶段，

图3B、图4B、图5B、图6B和图7B示出从下看的根据本发明的倾倒元件在打开过程的不同阶段，以及

图3C、图4C、图5C、图6C和图7C以投影竖直视图示出根据本发明的第一引导部件和第二引导部件以及安全元件。

具体实施方式

图1以从外部看的透视图示出根据本发明的倾倒元件1。在这种情况下，它处于组装位置，即它也应用于复合包装件上。在图2的分解图中可以更好地看到倾倒元件1的各个部件。螺旋盖2与中空圆柱形切割元件3一起附接到主体4。

螺旋盖2的下部设计为锚环5，其用于可靠地阻止在打开过程之后螺旋盖2从主体4或与主体4一起提供的复合包装件移除。为此目的，螺旋盖2和锚环5以铰接方式相互连接。该铰接是由两个相互叠加的削弱区6形成的，这两个削弱区都仅跨螺旋盖2的整个周界的一部分并且通常由多个连续的切口形成。除了削弱区6之外，指示元件7还用作真实性(authenticity)密封件，其被设计为使得在刺穿过程期间切割元件3损坏外覆孔之前其已经可见地破裂，如图6A和图7A可见。仅利用削弱区6无法始终保证此功能。

在螺旋盖2内部，可以看到内螺纹8的螺距，这使得可以通过螺旋移动打开和关闭倾倒元件1。还可以辨出力传递元件9，其作用在切割元件3的力传递元件10上，以便在螺旋盖2的螺旋移动期间驱动切割元件3并使切割元件3沿着预期路径移动。力传递元件9的有效区域与盖表面形成30°至60°的角度。该有效角度能够驱动切割元件3进行刺穿移动和旋转移动。在力传递元件9的下端，另一区段用于在水平旋转移动期间更好地引导切割元件3。力传递元件10具有两个对应的表面，以便最佳地吸收螺旋盖2的旋转移动的力。

在切割元件3的上缘，可以看到三个沿周向方向延伸的传递肋11中的两个，其中这些传递肋在每种情况下都在沿旋转方向引导的端部具有第二区段12，第二区段12被设计成与传递肋11成90°角。切割元件3的下缘配备有多个切割齿13，在该示例性实施方式中为12个切割齿。切割齿13的形状具有针对刺穿过程优化的尖端和位于旋转方向前部的切割边缘，该切割边缘在纯旋转移动期间切开外覆孔。此外，齿相继排列，从而在每种情况下在两个切割齿13之间形成凹口，这能够切断可能通过“PE牵拉”而产生的纵向拉伸的聚乙烯线。没有配备切割齿13的角度区域必须小于切割元件3的最大旋转角度，以便可以首先干净地分开外覆孔，然后可以容易地将未切断的区域推到一边。在该自由区域中，还形成有剩余排放间隙14，其确保在完全成功的打开过程之后并且特别是在首次重新密封之后，至少倾倒通道的该点没有突出到复合包装件中的元件。这也使得填充材料的最后残留物可以通过该间隙从复合包装件中清空。

在分解图的最下部分，可以看到倾倒管15和在下缘处的周向紧固凸缘16，它们一起形成主体4。为了将倾倒元件1紧固到复合包装件，周向紧固凸缘16或者用粘合剂润湿或者直接焊接到复合包装件的最外面的塑料层。在根据本发明的倾倒管的内壁上可以看到引导肋17以及第一安全元件18和第二安全元件19。用作与螺旋盖2的内螺纹8的对应物的外螺纹20的螺距又可以在倾倒管的外侧看到。在主体4的下缘上，可以看到多个定心元件21，其一方面附加地使切割元件3定心，而且还形成朝向外覆孔的终止端。还可以看到同心布置的倾倒管15和中空圆柱形切割元件3的纵向轴线A。因此，纵向轴线A在打开过程期间也用作切割元件3的旋转的旋转轴线。

图3A以与图2相同的从下看的透视图示出处于组装的组件位置的倾倒元件1。在这里特别容易看出力传递元件9和力传递元件10是如何连接在一起的。还清楚地可见，切割元件3的切割齿13的齿尖与周向紧固凸缘16的下表面保持足够的距离，因此如果倾倒元件已被施加到复合包装件上，则也与外覆孔保持足够的距离。这又防止对外覆孔的意外过早损坏。图3B示出了从下方观察的相同情况，其中螺旋盖2的力传递元件9被隐藏以确保更好的概览。在此可以看到在引导肋17的两侧上的水平传递肋11的后端，因为水平传递肋11靠在引导肋上并因此在该视图中被隐藏。

图3C示出了倾倒管的展开，其中仅画出倾倒管15内侧上的相互作用元件和切割元件3外侧上的相互作用元件。例如很容易看出，引导肋17与垂直于倾倒管15的纵向轴线A的平面形成的角度α和第二区段12的角度β对应。在该示例性实施方式中，两者都为大约90°，使得两个肋可以沿着它们整个同等对齐的表面滑动。还可以看出传递肋11如何在组装位置靠在引导肋17上并因此将切割元件3支撑在稳定位置。并行地，传递肋11通过第二安全元件19(此处未示出)从上方保持在适当位置。

图4A至图4C示出了在刺穿移动开始时的倾倒元件，为此，螺旋盖2和切割元件3必须已经稍微旋转以离开初始稳定位置。该旋转移动在所有子图中都用箭头标记。图4B表示切割元件3如何旋转并且传递肋11现在靠在引导元件17上。图4C还示出传递肋11的第二区段12甚至在第一安全元件18接合之前如何可以沿着引导元件17被平坦引导。图4A和图4B还示出了倾倒元件1的倾倒管15的纵向轴线A，其中，沿着该轴线的刺穿移动和围绕该轴线的旋转移动作为切割过程的一部分进行。

在图5A至图5C中，切割元件3沿着打开路径的刺穿移动是通过进一步旋转螺旋盖2而开始的，如各个方向箭头所示。由于这两个元件相互远离，因此尽管仅执行了整个打开过程的一小部分，但仍可以容易地识别出力传递元件9和力传递元件10如何已经在它们的相对位置中前进。还可以看出切割齿13的齿尖将如何突出到周向凸缘元件16的下缘上并因此在所施加的倾倒元件1中刺穿外覆孔。在角度α和β为90°的情况下，如该示例性实施方式所示，图4B至图6B的视图相同，因为切割元件3是纯轴向地插入的。图5C清楚地示出了传递肋11的第二区段12如何插入引导肋17和第一辅助元件18之间。为此目的，在水平方向上测量的第二区段12的宽度(在此画为X1)必须小于同样在水平方向上测量的引导肋17与第一安全元件18的净距离(在此画为X2)。在实践中，应该选择X1和X2，使得第二区段12被狭窄地引导，但仍然有足够的空隙来实现干净且无问题的滑动。在此还可以看出，第二区段12的腿部延伸为略微指向彼此，以便于插入宽度X2的间隙中。

图6A至图6C示出在刺穿过程结束时并因此在向水平旋转移动过渡时的倾倒元件1。切割齿13现在突出为所有的切割边缘都作用在外覆孔(此处未示出)上。由于外覆孔在刺穿期间作为弹性层扩张，因此在该位置的不同齿之间通常仍有聚乙烯薄片，这些薄片然后仅在水平旋转移动期间被切断。在切割齿13的最前面和最后面之间还有外覆孔的连续的未损坏点，外覆孔的剩余部分保持附接到该点，以便它可以被切割元件3推到一边。还可以识别出，力传递元件9现在以其最低且竖直形成的区段与力传递元件10相互作用。由于从该点开始，只有螺旋盖2通过平坦的旋开移动沿轴向方向移动，因此与力传递元件9的其余部分相比，该竖直形成的区段是相当小的。

图6C现在示出第一辅助元件18的第二功能，因为可见在旋转移动期间传递肋11在两侧均被引导。在现有技术中，仅通过从下方作用在外覆孔上的力从切割过程的该点支撑切割元件3。由于这种支撑功能而提高的安全性在这里非常清楚地示出。还可以看出沿轴向方向测量的高度Y1可以如何不大于沿轴向方向测量的引导肋17与第一安全元件18的净距离(在此画为Y2)，从而可以进行水平旋转移动。在此，长度Y1和Y2也被选择为使得水平传递肋11被狭窄地引导，但仍然有足够的空隙来实现干净且无问题的滑动。虚线在第二区段12上特别好地示出了在旋转移动过程中切割元件3的传递肋11如何前进。

最后，图7A示出了切割元件3如何围绕倾倒元件1的轴线旋转大致120°。还可以看出，在螺旋移动期间，螺旋盖2仍然向上旋开足够远，使得当切割元件3通过传递肋11的第二区段12靠在相应的下一个第一安全元件18上时，力传递元件9和力传递元件10现在可以压靠在彼此上，如图7B和图7C所示。在这种压靠之后，螺旋盖2不再与切割元件3直接接触并且仅由螺旋盖2和主体4之间的螺纹对保持。根据该螺纹对的长度和螺距，螺旋盖2现在将进一步旋开不同的长度。已经表明，消费者认为360°至450°的总旋转是最佳的。在该示例性实施方式中，螺旋盖2的总旋转为410°，其中切割元件被驱动仅超过大致120°，从而在螺旋盖2与主体4分开之前可以保证完全打开的外覆孔。

在图7B和图7C中可以容易地识别出，在旋转方向上观察，在每种情况下第二区段12现在都在下一个第一安全元件18上。在此示出了首次打开之后切割元件3的结束位置，因为大致从这一点开始，力传递元件9不再与力传递元件10主动接触。当倾倒元件1被重新密封时，在力传递元件10的后侧上的力传递元件9被向内推动，使得它们通过。在重新打开的情况下，这些元件又相互接合并且切割元件3因此再次朝向包装件轴向移位。根据各种元件的精确设计和布置，这种中断可以在初始移动和第二次打开期间的移动之间的不同点自然地发生。因此，在其他实施方式中，也将可以的是，切割元件3的该第二次轴向移动的一部分在首次打开期间已经发生，或者围绕纵向轴线A的旋转移动的最后部分仅在重新打开期间进行。

本发明不限于所示出的示例性实施方式，而是可以在不脱离本发明的基本思想的情况下扩展到各种配置。为此目的，在从属权利要求中提供了进一步优选的实施方式。

特别地，在本上下文中不应忘记肋。如已经提到的，肋是部件结构的纵向形成的加强部分，其中这种肋在此例如从主体的倾倒管的内壁突出以引导切割元件。当然，本发明的大部分功能也可以通过例如从倾倒管的壁突出的至少两个较小元件来实现，这些元件可以具有不同的形式并且呈直线布置。换句话说，这将是其中引入间隙的肋。