CN104995099A - 用于打开和重新封闭容纳食品的包装的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于打开和重新封闭容纳食品的包装(P)的装置，所述包装尤其为复合纸板包装/塑料包装，所述装置包括倾倒元件(1)，所述倾倒元件具有用于紧固到包装(P)的周向凸缘(2)；倾倒颈部(3)；切割元件(4)，其布置在所述颈部(3)的内部并且包括多个齿(6)，所述多个齿在圆周上布置并且指向包装；以及螺帽(5)。当首次打开包装(P)时，切割元件(4)通过螺帽(5)的旋转运动在复合膜材料中切割倾倒开口。本发明的目的是当首次打开包装时将所需的打开力更进一步地减小，并且在整个打开过程中，使打开力以尽可能均匀的方式分布。由于切割元件(4)的齿(6)具有在齿的尖端处的陡的坡度、在齿的侧翼处的较平缓的坡度、和在齿的基部处的陡的坡度，因此实现了该目的。

Description

用于打开和重新封闭容纳食品的包装的装置
技术领域
本发明涉及一种用于打开和重新封闭容纳食品的包装的装置，所述包装尤其为复合纸板包装/塑料包装，所述装置具有倾倒元件，该倾倒元件具有用于固定到该包装的周向凸缘；用于倾倒的颈部；切割元件，该切割元件布置在颈部的内侧并且具有多个齿，该多个齿围绕圆周布置并且指向包装；以及螺帽，当首次打开包装时，切割元件由于螺帽的旋转运动而在复合膜材料中切割出倾倒开口。
背景技术
长时间以来已知用于食品包装(例如，饮品包装)的打开和倾倒装置有多种配置。这些装置总是基于与待打开的包装之间的相互作用，为此设置有这样的打开和倾倒元件的包装通常具有预制的薄弱点以使打开过程更简单。这可以为复合材料中的机械薄弱线或者其他熟知为预层压孔，带有预层压孔的倾倒开口被冲压到纸板承载材料中，并且之后层压到带有相应的塑料层以及合适的其他层的两侧上。
已知装置的几何形状的配置和齿的数目在各自的切割运动学上有很大不同。例如，从JP 11-171 233 A已知使用不同高度的齿，以在轴向切割运动过程中将齿尖端和齿基部推动到包装材料内的不同深度处，并且以该方式减小打开力。
EP 1 396 435 A1披露了上述类型的可重新封闭的打开装置，通过该打开装置打开运动以螺旋方式进行，设置了被削尖的切割边缘和接着的不同高度的刺入齿
EP 1 795 456 A1披露了类似的倾倒元件，该倾倒元件具有带有不同切割面的被削尖的切割边缘。平整的无齿部分位于切割齿之间。
还已知(DE 10 2004 040 928 A1)将齿的几何形状选择成该齿具有尖端，并且各个齿之间的切割边缘逐渐地变得更为平缓，并且齿水平地彼此结合。
最后，从DE 10 2010 040 825 A1已知使用切割齿和之后的分级高度的齿，剃齿保持空间存在于该齿之间，从而在螺旋的螺钉运动过程中移动倾倒开口区域中的切除的包装材料。
发明内容
从这一点出发，本发明基于的目的是更进一步减小首次打开食品包装所需的打开力并且在整个打开过程中将打开力尽可能均匀地分布。而且，应当实现尽可能平整的简单结构和倾倒元件的轻量设计，从而进一步降低成本。
为了达到此目的，提供了一种具有权利要求1的前序部分的特征的装置，其中切割元件的齿具有在齿的尖端处的陡的坡度、在齿的侧翼处的较平缓的坡度、以及在齿的基部处的陡的坡度。
本发明已经认识到，针对齿的坡度，齿的几何形状的特别构成(即，齿的侧翼的倾斜度)对膜材料产生了更快速的、更均匀的刺入，并且同样地在相对小的前进运动中产生更快速的和更安全的切穿。
特别地，在刺入、切割、切穿的过程中所施加的力对于切割起着特别重要的作用。打开过程可以分为三个阶段。这些阶段图形化地示出在图5中，其中待施加的力F被施加在线段s上。
实线示出了在打开过程中切割元件的“常规的”力轮廓，切割元件形成为切割环，该切割环设置有均匀的(三角形的)齿。虚曲线示出了使用根据本发明的装置在打开过程中的力轮廓。
在阶段I中，根据本发明，“刺入力(Einstichkraft)”通过齿形状显著地减小。在阶段II中，切割牵引力减小；在该阶段中，该力稍微大于具有常规的齿形状(三角形)的打开装置的力。“切割牵引力”指的是与待处理的材料和工作构件(Arbeitsorgan)的通常的相对速度相切的比例。切割元件具有特别的齿形状的新配置也显著地减小了“刺穿力(Durchstichkraft)”，这可以在阶段III看出。可以清晰地看到，在所有的三个阶段中已经施加了实质上相同的力以执行打开过程。这意味着当均匀地拧开螺帽时消费者需要在短时间之后施加非常均匀的力，从而在包装材料中暴露出倾倒开口。
该三个阶段对应于齿的不同坡度：对于每一齿，通过几乎针状的齿尖产生带有减小力的点状刺入(阶段I)。在进一步运动时，齿侧翼的坡度(倾斜度)减小(阶段II)，最后另一陡的坡度确保了在切穿时切割开口路径的整齐的切穿(阶段III)。每一单个齿的轮廓(用于刺入的陡的坡度；用于切割的减小的坡度；用于切穿的陡坡)实现了特别整齐的切割，即使是利用特别的塑料复合膜。
根据本发明的另一配置，切割元件的齿彼此直接相邻地布置，使得它们的切割边缘相接触。由于该配置实现了特别快速的切穿膜，因此该配置是特别地有利的。在该情况下，该被削尖的齿侧翼可以从该相邻的齿已经相接触的齿基部尽可能远地延伸。
根据本发明的另一教导，切割元件的齿的数目在10到20之间，优选地在15到20之间。由于穿孔(Perforation)首先沿着开口线形成，故齿的相对大的数目意味着刺入力均匀地分布在圆周上。
在本发明的另一配置中，提供的齿侧翼形成为被削尖的。在该情况下，齿的两个齿侧翼可以被比作刀片，该侧翼的一侧或两侧可以被削尖。
根据本发明的另一配置，齿侧翼的轮廓在较平缓的坡度的区域中具有弧度。较平缓的坡度的区域中的这些弧度通过由于“锯齿形”而暂时增大切割牵引力来减小切割力。
根据本发明的另一配置，提供为该切割元件具有无齿的区域。这可靠地确保了倾倒开口的切除的包装材料保持连接到包装复合件的剩余部分，由此不能掉落到产品中。
根据本发明的另一教导，每一齿的齿侧翼特别优选地对称地形成。这均应用于齿侧翼的几何形状和齿前部和齿后部的几何形状。
本发明的另一配置提供为每一齿的齿侧翼在切割方向上倾斜地形成。采用该方式，切割过程可以最优地适于各个打开情况。
本发明的另一配置提供为齿具有小的厚度，从而当存在预层压孔时由待分开的复合膜组成的薄膜呈现对齿的尽可能小的阻力。这意味着仅需要小的切割宽度。利用该配置，对于设置有纵向肋以将其加固的齿来说可以是有利的。
根据本发明的另一教导，所有的齿具有相同的高度。由于在刺入过程中同时发生了对塑料材料的贯穿并且在穿孔之间的距离是相同的尺寸，因此这是特别有利的。
本发明的另一配置提供为所有的齿具有相同的几何形状。不但考虑到所使用的注塑模具的令人满意的配置，还考虑到装置的较低的安装高度，这是特别地有利的。
在本发明的另一教导中，提供了在颈部和切割单元之间的导向件，以导向切割元件的运动。这些导向件可以为卷筒(Steg)、凸轮和/或螺纹或螺纹部分。卷筒、凸轮或螺纹部分的相应的布置或次序限定了打开运动，这可以由单纯的轴向(刺穿)运动、单纯的旋转(切割)运动及其叠加后的运动组成。
本发明的另一配置提供为通过相应的驱动元件在切割元件和螺帽之间实现的功能性连接。由于使用者的单独的运动(即，将盖拧开)也足以在装置内侧以平移方式和/或旋转方式使切割元件运动，从而执行打开过程，因此，该配置是特别有利的。
附图说明
通过仅示出了一个优选实施方式的附图的帮助，以下将详尽地阐述本发明。图中：
图1在从下部观看的透视图中示出了根据本发明的装置处于应用状态的实施方式；
图2在透视图中示出了装置的单个切割元件；
图3在放大图中示出了切割元件的两个齿；以及
图4a至图4e示出了切割元件通过复合膜的打开过程的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的处于应用状态的装置。倾倒元件1设置有周向凸缘2，当倾倒元件1施加在“预层压孔”上时，周向凸缘2通过其可见的底侧施加到饮品包装。该倾倒元件具有向上延伸的管形颈部3，由于颈部3被形成为切割环的内侧切割元件4和放置在顶部的螺帽5覆盖，故颈部3在图1中不可见。
为了更好地概述，切割元件4的切割环本身示出在图2中。在此，可以看到多个齿6，在示出的优选的示例性实施方式中，多个齿6围绕切割环的圆周布置、向下指向并且所有的齿是相同的。图3示出了两个齿6的另一放大图，在该图中可以看到每一单个齿6的各个齿侧翼6A和齿侧翼6B具有首先在齿尖处的非常陡的坡度(即，陡的斜度)，然后较平缓的坡度，再后在齿基部的区域中的陡的坡度。可以看到，由于直接相邻布置的齿6，故相邻的侧翼6A和侧翼6B从齿基部尽可能远地延伸，从而以此种方式实现更好的切割效果。
从图2还可以明显看出的是，切割元件4具有无齿的区域7。该配置确保了从倾倒开口切割的膜片未完全地与复合包装脱离，而是通过足够的“桥接件”仍然连接到复合包装，从而它不会妨碍倾倒开口，由此不会阻碍倾倒过程。
图2还示出了切割元件内侧的驱动元件8径向向内伸出，从而实现与螺帽5连同螺帽5的内侧设置的驱动元件9和驱动元件10的功能性连接。当拧开螺帽5时，从螺帽5的内部伸出的驱动元件9的帘部(Kulisse)的侧翼11提供了切割元件4的打开运动。形成为“翅片(Flossen)”的驱动元件9和驱动元件10还用于通过将膜材料移动到切割元件4的无齿区域7中而清洁倾倒开口。当螺帽5再次拧上时，切割元件4再次被向下推动直到端部位置，在该端部位置中，围绕切割元件4的外周布置的止动件12与凸缘2的内侧的相应的突出部13相互作用并且固定切割元件4。
然后整个打开过程示意性地示出在图4a至图4e中。可以看到密封到包装P上的打开装置，包装P的仅一部分被示出，并且该包装P在预层压孔的区域中设置有薄膜M，在示出的切割次序中仅可以看到打开装置的凸缘2和颈部3。
在施加位置中(图4a)，切割元件4位于颈部3的内侧，切割元件4由切割元件4和颈部3之间的导向件(未示出)安装。
如图4b所示，拧开螺帽使齿6以限定的方式刺入到薄膜M中，这对应于阶段I。
在首次刺穿运动完成以后，如图4c所示，产生切口，如上所述，在切口中，通过由于齿的几何形状的特别构成而改变的切割牵引力改善了力的均匀引入(阶段II)。
最后，在图4d中可以看到，切割元件4现在已经贯穿到包装的内部，齿已经几乎完全地切开膜。在膜已经被切开(阶段III)圆周的大约300°之后，暴露出倾倒开口，薄膜余部14可以通过切割元件4的进一步贯穿而被夹紧到一侧，从而通过自由倾倒开口实现可靠的倾倒。
本发明不限于所示出的示例性实施方式，而在不背离本发明的基本概念的情况下可以延伸到各种配置。为此，在从属权利要求中提供进一步优选的实施方式。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于打开和重新封闭容纳食品的包装(P)的装置，所述包装(P)尤其为复合纸板包装/塑料包装，所述装置具有倾倒元件(1)，所述倾倒元件(1)具有用于紧固到所述包装(P)的周向凸缘(2)；用于倾倒的颈部(3)；切割元件(4)，所述切割元件(4)布置在所述颈部(3)的内侧并且具有多个齿(6)，多个所述齿(6)围绕圆周布置并且指向所述包装；以及螺帽(5)，当首次打开所述包装(P)时，所述切割元件(4)由于所述螺帽(5)的旋转运动而在复合膜材料中切割倾倒开口，其特征在于，
所述切割元件(4)的所述齿(6)具有在其尖端处的陡的坡度、在其侧翼处的较平缓的坡度、和在其基部处的陡的坡度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述切割元件(4)的所述齿(6)彼此直接相邻地布置，使得所述齿(6)的切割边缘接触。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述切割元件(4)的所述齿(6)的数目在10和20之间，优选地在15和20之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，齿侧翼(6A，6B)形成为被削尖的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述齿侧翼(6A，6B)的轮廓在平缓的坡度的区域中具有弧度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述切割元件(4)具有无齿的区域(7)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，每一齿(6)的所述齿侧翼(6A，6B)对称地形成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，每一齿(6)的所述齿侧翼(6A，6B)倾斜地形成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述齿(6)具有小的厚度并且所述齿设置有用于加固的纵向肋。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所有的所述齿(6)具有相同的高度。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，所有的所述齿(6)具有相同的几何形状。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述颈部(3)和所述切割元件(4)之间存在导向件，用以导向所述切割元件(4)。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述导向件形成为相应的卷筒或相应的凸轮。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述导向件形成为相应的螺纹部分。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述切割元件(4)和所述螺帽(5)之间的功能性连接由驱动元件(8，9，10)提供。

Claims (16)

1.一种用于打开和重新封闭容纳食品的包装(P)的装置，所述包装(P)尤其为复合纸板包装/塑料包装，所述装置具有倾倒元件(1)，所述倾倒元件(1)具有用于紧固到所述包装(P)的周向凸缘(2)；用于倾倒的颈部(3)；切割元件(4)，所述切割元件(4)布置在所述颈部(3)的内侧并且具有多个齿(6)，多个所述齿(6)围绕圆周布置并且指向所述包装；以及螺帽(5)，当首次打开所述包装(P)时，所述切割元件(4)由于所述螺帽(5)的旋转运动而在复合膜材料中切割倾倒开口，其特征在于，
所述切割元件(4)的所述齿(6)具有在其尖端处的陡的坡度、在其侧翼处的较平缓的坡度、和在其基部处的陡的坡度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述切割元件(4)的所述齿(6)彼此直接相邻地布置，使得所述齿(6)的切割边缘接触。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述切割元件(4)的所述齿(6)的数目在10和20之间，优选地在15和20之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，齿侧翼(6A，6B)形成为被削尖的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述齿侧翼(6A，6B)的轮廓在平缓的坡度的区域中具有弧度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述切割元件(4)具有无齿的区域(7)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，每一齿(6)的所述齿侧翼(6A，6B)对称地形成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，每一齿(6)的所述齿侧翼(6A，6B)倾斜地形成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述齿(6)具有小的厚度。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述齿设置有用于加固的纵向肋。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，所有的所述齿(6)具有相同的高度。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于，所有的所述齿(6)具有相同的几何形状。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述颈部(3)和所述切割元件(4)之间存在导向件，用以导向所述切割元件(4)。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述导向件形成为相应的卷筒或相应的凸轮。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述导向件形成为相应的螺纹部分。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述切割元件(4)和所述螺帽(5)之间的功能性连接由驱动元件(8，9，10)提供。
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