CN100360381C - 用于可倾倒的食物制品的包装件的可封闭的开口装置 - Google Patents
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Abstract
一种可封闭的开口装置(4)，其包括：支架(15)，其围绕用于可倾倒食物制品的密封包装件(1)的可刺穿部分(10)固定并限定通孔(16)；可拆卸的螺纹盖(17)，该盖旋到该支架(15)上以便封闭该孔(16)；管状切割件(18)，该切割件旋入该孔(16)，并借助盖(17)旋转以便穿过可刺穿部分(10)。该切割件(18)具有端部切割边缘(31)，该切割边缘具有主刀片(36)和在主刀片之后的多个齿(37a)；第一齿的高度逐渐减小以便逐个地作用在该可刺穿部分(10)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于可倾倒的食物制品的包装件的可封闭的开口装置。
背景技术
已知的是，许多可倾倒的食物制品例如果汁、UHT(超高温处理的)牛奶、酒、番茄酱等可作为由无菌包装材料制成的包装件来出售。
这种包装件的典型示例是用于液体或可倾倒食物制品的平行六面体形状的包装件，已知的是Tetra Brik Aseptic(注册商标)，其通过对薄片状包装材料的幅板进行折叠和密封来制造。该包装材料具有多层结构，该多层结构包括纤维材料层，例如纸，在其两个侧面上用热封式塑料材料例如聚乙烯来覆盖；并且对于例如UHT牛奶的长期保存的制品的无菌包装而言，该包装材料包括氧气阻挡材料层，例如铝箔，其上重叠有热封式塑料材料层，并且还用于另一层热封式塑料材料覆盖，以便最终形成该包装件的接触该食物制品的内表面。
这种包装件通常由完全自动的包装机制成，在该包装件上由卷筒式供给的包装材料形成连续的管。包装材料的幅板在包装件上通过例如施加化学消毒剂例如过氧化氢溶液来进行消毒，在消毒之后，通过加热蒸发从而在包装材料的表面上除去过氧化氢溶液；并且如此消毒的包装材料的幅板保持在密封的无菌环境中，并且纵向地折叠和密封以便形成垂直的管。
该管填充有经消毒的或消毒处理的食物制品，并且沿等间隔的截面进行密封和切割以便形成枕状包，其随后以机械方式折叠以便形成最终的例如大致平行六面体形状的包装件。
或者，该包装件材料切割成坯件，该坯件在成型心轴上折叠以便形成包装件，该包装件随后填充食物制品并密封。这种类型的包装件的示例是“山形盖顶的”包装件，其作为商标名称Tetra Rex(注册商标)是公知的。
为了打开以上的包装件，已经提出了各种技术方案，由美国专利4655387和4410128已知的其中一种方案包括：在包装件上的折片的拐角处，形成优选的撕开线，该撕开线是由一系列的穿过包装材料的外层向下延伸到阻挡材料层的穿孔来限定的；并且通过提拉该折片并且沿该穿孔切开或撕开，从而打开该包装件。不必说这种类型的包装件一经打开就不能再次密封，并且因此必须小心处理以免食物制品倾泻，直到食物制品用尽。
为了克服这种缺点，以上这种类型的包装件装配有可封闭的开口装置，其大致包括：限定开口并围绕开孔施加的支架或是在包装件的壁中的可拆卸或可刺穿的部分；以及与该支架铰接的盖。盖通常与支架整体地模制，并且初始已经沿围绕该开口的外周边缘借助弱化的薄的环形连接部分从而密封到支架上。一旦除去密封，该盖可在与支架气密结合的封闭位置与打开位置之间移动。或者，还可使用螺纹盖，其可与支架分离并且最初已经旋到支架上。
所述这种类型的开口装置的一个问题在于，当包装件开封时，实际上必须不需费力地使得该盖与支架分离。因此，该开口装置由具有较低破损强度的塑料材料制成，通常为聚乙烯。
然而，聚乙烯的缺点在于不能作为有效的氧气阻挡件。因此，在最终限定包装件的内侧的包装材料的侧面上，该开孔由包括一小薄片的热封式塑料材料的附加小片来封闭，并且该包装材料的相反侧面装配有氧气阻挡元件，例如拉开突片，其与该小片热密封并且具有铝层。
然而，使得该包装件设置有小片和阻挡元件需要在包装件消毒和折叠并密封以形成垂直管之前对包装材料进行额外的处理，因此延长了包装件的制造，并且因此更昂贵。
而且，一旦盖打开，为了获取到包装件中的内含物，还需要除去该阻挡元件。
因此，已经提出了这样的可封闭的开口装置，借助该开口装置，在一次操作中可打开包装件，并且同时确保氧气阻挡件有效。
在国际专利申请WO 95/05996中描述的技术方案中，这种开口装置大致包括：具有柱形套圈的支架，该套圈限定倾倒开口并且围绕包装件的可刺穿部分装配；在外侧旋到该支架套圈上以便封闭该开口的可拆卸的盖；以及大致管状的切割件，其在该支架套圈内侧旋入并且具有一带有大量大致为三角形端齿的端部边缘，该端齿与包装件的该可刺穿部分结合，以便使得其除了小部分的外周部分之外的部分与相对壁分离。
当从套圈上拆下该盖时，借助单向的棘轮式传动装置可操作该切割件，并且该切割件相对于支架从在上的静止位置旋转到在下的连续的切割位置，在静止位置，端齿面对可刺穿部分，而在连续的切割位置，端齿同时与可刺穿部分相互作用。
这种类型的开口装置的缺点在于，在使用中可刺穿部分的切开部分往往至少部分地阻塞切割件的开口断面，并因此阻塞倾倒开口，由此影响制品从包装件中流出。
而且，由于功能原因，切割件通常由材料结构刚性高于支架和盖的材料(通常聚乙烯)结构刚性的材料(例如聚丙烯)制成，因此可能导致切割件的端齿过分易碎，在运输过程中和或当包装件开封时端齿可能折断，并且由此会洒出食物制品。
这些问题已经由EP-A-1088765所述的技术方案解决了，其中切割件的端部边缘包括沿包装件的可刺穿部分的主要外周部分作用的单个切割边缘。
除了切割之外，单个切割边缘旋转地移动并且沿包装件的可刺穿部分的主要外周部分作用，该单个切割边缘还向可刺穿部分的切开部分施加推力，并且倾向于在包装件内并且在切割件外侧弯折并最终围绕该切割件，因此防止了可刺穿部分的切开部分影响制品从包装件中流出。
而且，具有适当结构的单个切割边缘的使用可获得切割件的高效率，因此切割件可由较低刚性的材料例如与盖和支架相同的材料来制造，并且可有利地与支架整体地模制。
尽管上述的方案在绝大多数应用中的使用是有利的，但是对于制造包装件的可刺穿部分的材料，该方案有所局限。即，当该可刺穿部分由特别坚硬的材料制成时，例如为由金属有机化合物或金属茂催化的聚合物覆盖的阻挡材料，后者往往会“伸展”而不是在切割边缘的作用下撕开，因此在切割边缘上形成螺线状的残留物，残留物可能进入到食物制品中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设计用于消除已知装置所涉及的上述典型缺点的可封闭的开口装置，特别是当该可刺穿部分由特别坚硬的材料制成时避免在该可刺穿部分中形成可能进入到食物制品中的螺线状残留物。
依据本发明，提供了一种开口装置。特别是一种用于可倾倒的食物制品的密封的包装件的可封闭的开口装置，该装置包括：
支架，其围绕该包装件的可刺穿部分固定并限定通孔；
可拆卸的螺纹盖，该盖旋到该支架上以便封闭该孔；
管状切割件，该切割件与该孔接合并具有端部切割边缘，该切割边缘与该可刺穿部分配合使用以便使得该包装件开封；
用于使得该盖与该切割件连接的第一连接装置，以便当该包装件开封时在使得该盖旋离该支架的盖旋转过程中使得该切割件旋转；及
用于使得该支架与该切割件连接的第二连接装置，以便响应于该盖的所述旋转从而沿螺旋路径使得该切割件移动穿过该可刺穿部分；
该切割边缘包括主刀片；
其特征在于，该切割边缘包括至少多个第一齿，所述多个第一齿沿与该切割件的旋转方向相反的方向沿该切割边缘布置以位于该主刀片的下游；所述多个第一齿的高度逐渐减小以便逐个地作用在该可刺穿部分上。
此外，该主刀片具有切割侧边，其面对该切割件相对于该可刺穿部分的行进方向并且向后倾斜。该第一齿的高度相对于该主刀片的高度线性下降。该第一齿具有的相应端沿线布置，该线的斜度小于该切割件的该螺旋路径。该第一齿中的与该主刀片相邻的一个齿的高度与该主刀片相同。
该切割件的该切割边缘包括多个第二齿，其位于该第一齿相对于该主刀片的相反侧上。所述第二齿均具有相同的高度，并且至多等于该第一齿的最小高度。
该切割件的该切割边缘包括副刀片，其具有为所述第一或第二齿中的一个齿的宽度的3-7倍。该副刀片具有切割侧边，其面对该切割件的行进方向，并具有与所述第一或第二齿的侧边相同的斜度。
该支架包括柱形套圈，以便接纳该盖和限定该孔；并且该第二连接装置包括该套圈的内螺纹以及该切割件的外螺纹。
该支架和该切割件以预装构形模制成一体，其中它们借助连接装置彼此同轴地连接。
附图说明
以下参照附图并结合示例来描述本发明的优选的但非限定性的实施例，在附图中：
图1是用于可倾倒食物制品的密封包装件的顶部的立体图，该包装件设置有依据本发明的可封闭的开口装置；
图2是图1的立体图所示的开口装置在使用状态中的局部分解图；
图3是图1所示的开口装置在装配到包装件之前的预装状态中的详细侧视图；
图4是图1所示的开口装置的切割件的侧视图，该切割件定位成面对包装件的可刺穿部分；
图5是图4所示的切割件的平面图；
图6是图4所示的切割件的展开平面图；以及
图7是图6中的细节的放大图。
具体实施方式
图1中的附图标记1整体地表示用于可倾倒的食物制品的无菌密封包装件，例如已知的Tetra Brik Aseptic(注册商标)的平行六面体形状的包装件，其由包装材料薄片2制成，并且该包装件具有顶壁3，由塑料材料制成的可封闭的开口装置4借助常规的固定系统例如粘接剂或微小火焰或激光热封技术从而施加到该顶壁上。
包装材料2(图4)具有多层结构，其包括：例如，纸材料层5；热塑性材料例如聚乙烯的外层6；以及多个内覆盖层，以下整体地称为“内覆盖部分7”。对于用于长期存储的制品例如果汁、UHT(超高温处理的)牛奶等的无菌包装件，内覆盖部分7通常包括中间阻挡曾例如铝，其又由一层或多层热塑性材料覆盖。在使用中接触制品的热塑性材料内层优选为由低线性密度(LLD)聚乙烯来限定形状，该聚乙烯由金属茂来催化并且具有良好的机械强度以及特别是具有高的拉伸模量。
壁3具有可刺穿部分10，在使用中，该可刺穿部分在外侧由开口装置4覆盖，并且该可刺穿部分可至少部分地与壁3分离，以便允许食物制品从包装件1中流出。
可刺穿部分10优选为由所谓的“预层压的孔”来限定，即在对外层6和内覆盖部分7进行层压之前穿过纸材料层5形成的孔11，因此外层6和内覆盖部分7在孔11内侧彼此粘接并且限定可刺穿部分10(见图4)。
参照图2和3，开口装置4包括：支架15，其围绕可刺穿部分10固定到包装件1上，并且具有轴线为A的圆形通孔16，经该通孔可倾倒食物制品；盖17，该盖同轴地装配到支架15上以便封闭开口16；以及轴线为A的管状切割件18，在使用中该切割件以可轴向和成角度地移动的方式与孔16接合，并且可如EP-A-1088765所述地由盖17来致动，以便与壁3的可刺穿部分10和开封的包装件1相互作用，EP-A-1088765通过引证结合在此。
支架15包括环形基部凸缘19，其围绕可刺穿部分10固定到包装件1的壁3上，并且轴线为A的柱形套圈20从该环形基部凸缘的径向内边缘轴向地突伸，以便限定孔16。
套圈20具有外螺纹23和内螺纹24(见图4)，在使用中外螺纹和内螺纹具有相对斜度并且分别与盖17的内螺纹25和切割件18的外螺纹26接合。
适当的是，螺纹23是常规的右旋螺纹；而螺纹24是左旋的多头螺纹，其节距大于螺纹23。
盖17包括：圆形端壁27；和大致为柱形的侧壁28，该侧壁具有内螺纹25和便于抓持的外突出部29。
盖17和支架15适当地设置有未示出的检测擅动的装置，其是已知的并且不是本发明的一部分，该检测擅动的装置用于确保盖17和支架15处于密封包装件1的位置，其示例见上述的EP-A-1088765。
切割件18适当地在图3所示预装位置与支架注塑模制成一体，其中切割件18的一个轴向端借助多个围绕孔16的可断开的径向桥接件30暂时地与支架15的凸缘19连接。切割件18在使用中旋到支架15的套圈20内，并且在支架15装配到包装件1上之前适当地被轴向驱动到套圈20内。
切割件18(见图5)具有两个或多个内轴向肋32，其设计成用于与相应的传动件33配合，该传动件从盖17的端壁27轴向突伸并且在图5中由虚线示意地表示。肋32和传动件33限定了由EP-A-1088765已知的单向的传动装置，其细节在此没有描述，借助该传动装置，盖17沿图5所示的盖旋开方向与切割件18旋转地连接，但是沿相反方向没有连接。
当组装开口装置4时，盖17还可适当地被轴向驱动到套圈20上。
在相对的轴向端处，切割件18包括切割边缘31，其设计成与包装件1的可刺穿部分10相互作用(见图4)。
依据本发明，切割边缘31沿其周边顺序地包括主刀片36和多个齿37，如图6的切割件18的展开平面图清晰所示，在图7中示出了切割边缘31的轮廓的放大图。
主刀片36的形状为不对称的三角形，其中包括面对切割方向的一个后斜的切割侧边38，和比螺纹26的斜度稍微倾斜的相对边39，螺纹26的斜度在图7中由线E表示。由附图标记37整体地表示的齿可分为第一组37a和第二组37b。
齿37a沿与切割件18的旋转方向相反的方向沿切割边缘31布置，齿37a刚好在主刀片36之后，每一齿37a具有大致为三角形轮廓，其具有对称的斜边40，并且相对于切割边缘31的轮廓的基线B在高度上逐渐地变小。更具体地说，与主刀片36相邻的第一个齿37a优选为与主刀片36具有相同的高度，并且接下来的齿37a的高度线性减小，以便使得齿37a逐个与可刺穿部分10接触。穿过齿37a的顶点的线L的斜度适当地小于螺纹的斜度，因此齿37a在分开且间隔的点处与与可刺穿部分10接触。
齿37b位于齿37a相对于主刀片36的相反侧上，即沿切割件18的旋转方向在齿37a之后，每一齿37b具有大致为三角形轮廓，其具有对称的斜边41，并且相对于切割边缘31的轮廓的基线B具有恒定的高度，适当地与最后的齿37a的高度相同，该最后的齿37a也可认为是第一个齿37b。
切割边缘31还包括副刀片42，其具有比齿37较大的周边，优选为每一齿宽度的3-7倍，更优选的甚至为每一齿37的宽度的5倍，并且副刀片42由切割边44和引导边45来限定，该切割边44面对切割边缘31相对于可刺穿部分10行进方向，并且具有与齿37的侧边大致相同的斜度，该引导边45的斜度基本不陡并且优选为具有与主刀片36的侧边39相同的斜度。
切割边缘31包括相对于齿37和刀片42、36轴向缩进的三个平区域46，其沿切割边缘31在周边上间隔开。沿基线B布置或接近基线B的区域46没有切割功能，并且作为这样一个(未示出的)工具的推力面，借助该工具可在预装位置上驱动切割件18进入套圈20。
以下将描述在图1和2所示的密封位置上的开口装置4的操作，(在图2中，为了简明起见所示的盖17是分离的)，其中切割件18完全地容纳在套圈20内，其中切割边缘31面对尚未切开的可刺穿部分10(见图4)。
当沿打开方向(图5中的逆时针方向)选择时，盖17借助与肋32接合的传动件33使得切割件18旋转，这可能在空转以便使得擅动检测装置断开之后。
给定螺纹24和26的相反斜度的情况下，当盖17旋开时，切割件18轴向向下移动以便与可刺穿部分10相互作用。
为了清晰地理解切割边缘31与可刺穿部分10相互作用的方式，应当指出，如图7所示，切割边缘31沿螺旋路径移动，该螺旋路径展平时等同于沿方向T平移，方向T与可刺穿部分10的平面形成一角度，该角度等于螺纹26的斜度，并且因此与线E平行。
首先，主刀片36和第一个齿37a彼此同时地开始起作用。并且一旦材料被主刀片36刺穿，“钩”形的主刀片36“钩住”该材料并且周向地拉该材料，以便防止该材料在切割件18的行进所施加的推力的轴向分量的作用下出现任何明显的移动，并且由此防止该材料脱开齿37a的作用。
齿37a逐个地且快速连续地起作用，以便模拟由垂直移动所获得的穿孔作用。齿37a刺穿该材料并且均切开在其本身的接触点与在前的齿37a形成的切口之间的材料的部分，因此，切割不是完全地由主刀片36实现的，并且减小了该材料的水平伸展。
齿37b和副刀片42大致同时起作用，并且当切割件旋转时又首先刺穿该材料并随后实现连续的切割。
在首先接触可刺穿部分10的位置上在切割件18的一次旋转之后，切割件的切割动作终止，这对于切割件轴向向下切穿该可刺穿部分10至基线B而言是足够，并且相当于大致270度的切割。可刺穿部分的保持未切开且防止其完全地分离的部分是在主刀片36的最大切穿点与副刀片42的最初刺穿点之间的部分。切割件18的进一步旋转使得该部分轴向地向切割件18的外侧弯折，并且不切割该部分，如图4中的虚线示意所示，因此可刺穿部分10移动离开支架15中的孔16，并且不会影响食物制品从包装件1中流出。
当盖17在围绕轴线A转大致整圈的同时而进一步旋开时，肋32和传动件33轴向地脱开接合，因此切割件18停止在下开口位置，从支架15轴向向包装件1内突伸，但是借助螺纹24和26的接合而仍然与套圈20连接。
盖17可完全地旋开以便打开包装件1，可通过简单地将盖17旋回到套圈20上从而封闭该包装件。
一旦包装件开封，切割件18不再从下开口位置移动，借助传动件33不能到达与切割件18的肋32接合的轴向位置，因此切割件18保持可刺穿部分10的切开部分离开该孔16。
实验表明，本发明的切割件18使得包装件1的可刺穿部分10不留有任何螺线状的残留物，即使是使用高拉伸模量的热塑性材料的内覆盖部分时也是如此，并且还可以正确地向切割件18外侧弯折可刺穿部分10。
明显的是，在不脱离本发明的后附权利要求的范围的情况下，可对所述和所示的开口装置4进行改变和变型。
Claims (11)
1.一种用于可倾倒的食物制品的密封的包装件(1)的可封闭的开口装置(4)，该装置(4)包括：
支架(15)，其围绕该包装件(1)的可刺穿部分(10)固定并限定通孔(16)；
可拆卸的螺纹盖(17)，该盖旋到该支架(15)上以便封闭该孔(16)；
管状切割件(18)，该切割件与该孔(16)接合并具有端部切割边缘(31)，该切割边缘与该可刺穿部分(10)配合使用以便使得该包装件(1)开封；
用于使得该盖(17)与该切割件(18)连接的第一连接装置(32、33)，以便当该包装件(1)开封时在使得该盖(17)旋离该支架(15)的盖(17)旋转过程中使得该切割件(18)旋转；以及
用于使得该支架(15)与该切割件(18)连接的第二连接装置(24、26)，以便响应于该盖(17)的所述旋转从而沿螺旋路径使得该切割件(18)移动穿过该可刺穿部分(10)；
该切割边缘(31)包括主刀片(36)；
其特征在于，该切割边缘(31)包括至少多个第一齿(37a)，所述多个第一齿(37a)沿与该切割件(18)的旋转方向相反的方向沿该切割边缘(31)布置以位于该主刀片(36)的下游；所述多个第一齿的高度逐渐减小以便逐个地作用在该可刺穿部分(10)上。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该主刀片(36)具有切割侧边(38)，其面对该切割件(18)相对于该可刺穿部分(10)的行进方向并且向后倾斜。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该第一齿(37a)的高度相对于该主刀片(36)的高度线性下降。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该第一齿(37a)具有的相应端沿线(L)布置，该线的斜度小于该切割件(18)的该螺旋路径(T)。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该第一齿(37a)中的与该主刀片(36)相邻的一个齿的高度与该主刀片(36)相同。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该切割件(18)的该切割边缘(31)包括多个第二齿(37b)，其位于该第一齿(37a)相对于该主刀片(36)的相反侧上。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二齿(37b)均具有相同的高度，并且至多等于该第一齿(37a)的最小高度。
8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，该切割件(18)的该切割边缘(31)包括副刀片(42)，其具有为所述第一或第二齿(37a、37b)中的一个齿的宽度的3-7倍。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该副刀片(42)具有切割侧边(44)，其面对该切割件的行进方向，并具有与所述第一或第二齿(37a、37b)的侧边相同的斜度。
10.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该支架(15)包括柱形套圈(20)，以便接纳该盖(17)和限定该孔(16)；并且该第二连接装置包括该套圈(20)的内螺纹(24)以及该切割件(18)的外螺纹(26)。
11.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该支架(15)和该切割件(18)以预装构形模制成一体，其中它们借助连接装置(30)彼此同轴地连接。
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