CN116438052A - 可膨胀挤压柱塞、用于将容器元件附接到容器主体的附接单元及用于密封包装容器的方法 - Google Patents

可膨胀挤压柱塞、用于将容器元件附接到容器主体的附接单元及用于密封包装容器的方法 Download PDF

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plunger
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P·哈格勒奎斯特
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Gpi System Co ltd
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Abstract

一种径向可膨胀挤压柱塞(2)，具有在垂直于径向方向(R)的轴向方向(A)上延伸的柱塞轴线(a1)。可膨胀挤压柱塞(2)包括基板(8)、第一膨胀工具(9)和第二膨胀工具(10)。第一膨胀工具(9)和第二膨胀工具(10)能够在轴向方向(A)上相对于彼此移动。第一膨胀工具(9)包括至少一个倾斜平面表面(15)，其布置成使第一端部(15’)在轴向方向(A)上比第二端部(15”)更靠近基板(8)。第一膨胀工具(9)的每个倾斜平面表面(15)从倾斜平面表面(15)的第一端部(15’)到倾斜平面表面(15)的第二端部(15”)远离柱塞轴线(a1)倾斜。第二膨胀工具(10)包括至少一个倾斜平面表面(16)，其对应于第一膨胀工具(9)上的至少一个倾斜平面表面(15)。第二膨胀工具(10)上的每个倾斜平面表面(16)具有第一端部(16’)，其布置成在轴向方向(A)上比第二端部(16”)更远离基板(8)。第二膨胀工具(10)上的每个倾斜平面表面(16)从倾斜平面表面(16)的第一端部(16’)到倾斜平面表面(16)的第二端部(16”)朝向柱塞轴线(a1)倾斜。当可膨胀挤压柱塞(2)处于径向膨胀状态时，第一膨胀工具(9)上的每个倾斜平面表面(15)接触第二膨胀工具(10)的对应倾斜平面表面(16)并向其施加压力。还公开了用于将容器密封元件附接到容器主体的附接单元和用于将容器密封元件附接到容器主体的方法。

Description

可膨胀挤压柱塞、用于将容器元件附接到容器主体的附接单 元及用于密封包装容器的方法
技术领域
本公开涉及一种径向可膨胀挤压柱塞，所述径向可膨胀挤压柱塞具有在垂直于径向方向的轴向方向上延伸的柱塞轴线，该可膨胀挤压柱塞可在径向方向上膨胀。该挤压柱塞包括基板、第一膨胀工具和第二膨胀工具。第一膨胀工具和第二膨胀工具可沿轴向方向相对于彼此移动。基板具有底表面以及与底表面相对的上表面，其中上表面在轴向方向上面对第一膨胀工具。第二膨胀工具具有顶端和底端并且包括从顶端延伸到底端的膨胀工具侧壁，所述膨胀工具侧壁具有内表面和外表面。膨胀工具侧壁包括位于第二膨胀工具的底端处的周向边缘部分，所述第二膨胀工具的周向边缘部分在径向方向上布置在第一膨胀工具外侧。第二膨胀工具在来自第一膨胀工具的影响下可在未膨胀状态和径向膨胀状态之间转变。
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使用该附接单元密封包装容器的方法。
背景技术
在包装消费品时，并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，其在零售端用作保护性运输和存储容器，以及在消费者端用作存储和分配容器。这种纸板容器通常设置有可打开和可关闭的盖。
欧洲专利公报EP 247 986B1公开了一种可膨胀型盖熔接活塞，其包括两个活塞部分：相对于彼此可轴向移动的成形部分和膨胀部分。当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段的周边膨胀，所述膨胀部分包括由可变形材料制成的膨胀盘，所述成形部分包括底板，所述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。底板的外周表面具有与膨胀盘的外周边缘相同的形状。膨胀盘通常是杯形的，底板的尺寸至少与处于其正常、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，使得其外周边缘移动以延伸超过底板的周边。盖熔接活塞可以用作用于生产包装容器的设备中的一部分，并且用于将内部柔性盖引入以及定位在容器管中，并且在用于将内部柔性盖附接到容器壁的熔接操作期间将柔性盖的边缘部分压靠在容器管的内壁上。盖熔接活塞在膨胀盘处于未膨胀或正常状态时被引入容器管中。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出底板的周边，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。
美国专利公报US 4,989,394 A公开了一种装置，其类似于EP 247986B1中的装置。因此，US 4,989,394 A公开了一种可径向膨胀的挤压柱塞，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。当这两个主要部分移动到一起时，膨胀部分布置成提供挤压柱塞的至少某一部分的膨胀。膨胀部分包括杯形膨胀体，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，膨胀体的至少一些部分适于抵靠所述成形表面滑动。膨胀部分由两个不同的部分组成：外挤压部分，用于执行挤压柱塞的实际径向向外指向的接触压力并由耐磨、耐高温的弹性材料构成；以及由相对较硬的弹性材料制成的内承载部分，所述内承载部分承载外挤压部分。
文献WO 2013/009226 A1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：熔接单元，所述熔接单元被配置成将盖紧固到容器，所述熔接单元包括用于熔化形成容器和/或盖的一部分的可熔接层的感应熔接能量发生器；以及输送装置，所述输送装置被配置成向熔接单元以及从熔接单元输送容器流。输送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夹持装置，所述进给装置被配置成以连续的方式将容器一个接一个地转移到主传送构件，所述夹持装置被配置成将容器从主传送构件转移到熔接单元。文献WO 2013/009226A1还公开了一种用于操作这种类型的设备的方法。
尽管已经发现这些先前已知的用于在容器中应用密封构件的布置足以实现该目的，但仍有进一步改进的空间。因此，本公开的一个目的可以是提供具有改进的功能的通用可膨胀挤压柱塞。本公开的另一目的可以是提供具有改进的功能的通用附接单元。本公开的又一目的可以是提供一种在生产纸板容器时附接密封构件的改进方法。
本公开的总体目的是克服或改善现有技术的缺点中的至少一个，或者提供一种有用的替代方案。
发明内容
上述目的中的一个或多个可以通过独立权利要求1、19和22的主题来实现。在所附的从属权利要求、以下描述和附图中阐述了实施例。
本文公开了一种可膨胀挤压柱塞，所述可膨胀挤压柱塞具有在垂直于径向方向的轴向方向上延伸的柱塞轴线。可膨胀挤压柱塞可在径向方向上膨胀并且包括基板、第一膨胀工具和第二膨胀工具。第一膨胀工具和第二膨胀工具可沿轴向方向相对于彼此移动。基板具有底表面以及与底表面相对的上表面，所述上表面在轴向方向上面向第一膨胀工具和第二膨胀工具。第二膨胀工具具有顶端和底端并且包括具有内表面和外表面的膨胀工具侧壁。膨胀工具侧壁从第二膨胀工具的顶端延伸到底端。膨胀工具侧壁包括在第二膨胀工具的底端处的周向边缘部分，第二膨胀工具的周向边缘部分在径向方向上布置在第一膨胀工具外侧。在第二膨胀工具的底端处的周向边缘部分也可以称为在第二膨胀工具的底端处的末端周向边缘部分。周向边缘部分可以例如限制在其在底端上方的延伸部中。例如，周向边缘部分可以限制为第二膨胀工具的膨胀工具侧壁的10％或甚至5％。第二膨胀工具可在未膨胀状态和径向膨胀状态之间转变。第一膨胀工具包括一个或多个倾斜平面表面，所述第一膨胀工具的每个倾斜平面表面具有第一端部和第二端部，所述第一端部布置成在轴向方向上比所述第二端部更靠近基板。第一膨胀工具的所述一个或多个倾斜平面表面从每个倾斜平面表面的第一端部到每个倾斜平面表面的第二端部远离柱塞轴线(a1)倾斜。第二膨胀工具包括一个或多个倾斜平面表面，所述第二膨胀工具的每个倾斜平面表面对应于第一膨胀工具的一倾斜平面表面。第二膨胀工具的每个倾斜平面表面均具有第一端部和第二端部，所述第一端部布置成在轴向方向上比所述第二端部更远离基板，所述第二膨胀工具的所述一个或多个倾斜平面表面中的每个从该倾斜平面表面的第一端部到该倾斜平面表面的第二端部朝向柱塞轴线倾斜，当可膨胀挤压柱塞处于径向膨胀状态时，第一膨胀工具的每个倾斜平面表面接触第二膨胀工具的对应倾斜平面表面并向第二膨胀工具的该对应倾斜平面表面施加压力。
第二膨胀工具的倾斜平面表面可以布置在第二膨胀工具的侧壁的内表面上。
第二膨胀工具侧壁的内表面还可以包括在轴向方向上延伸的第一部段，即，其延伸基本上不朝向轴向方向或换言之朝向柱塞轴线倾斜。内表面的第一部段布置在顶端和倾斜平面表面之间。换句话说，第二膨胀工具的倾斜平面表面布置成比膨胀工具侧壁的内表面的第一部段更靠近底端。在一个示例中，第一部段在膨胀工具侧壁中延伸的距离可以在如沿着轴向方向从底端到顶端测量的第二膨胀工具的高度的40％到70％的范围内。
在本文公开的可膨胀挤压柱塞中，第一膨胀工具的所述一个或多个倾斜平面表面可以从每个倾斜平面表面的第一端部到每个倾斜平面表面的第二端部以与轴向方向成角度α地远离柱塞轴线倾斜，第二膨胀工具的所述一个或多个倾斜平面表面中的每个可以从该倾斜平面表面的第一端部到该倾斜平面表面的第二端部以与轴向方向成角度β地朝向柱塞轴线倾斜，角度β比角度α大一差角γ。差角γ可以在1°到3°的范围内。通过将第一和第二膨胀工具上的倾斜平面表面布置成具有轻微的角度差，可以增强膨胀效果。
第二膨胀工具以及因此可膨胀挤压柱塞从未膨胀状态到膨胀状态的转变是通过使第一膨胀工具朝向基板移动来实现的。第一膨胀工具在第二膨胀工具的侧壁内部向下移动，直到第一膨胀工具的每个倾斜平面表面的第一端部遇到第二膨胀工具的倾斜平面表面的对应第一端部。例如，第一膨胀工具的每个倾斜平面表面的第一端部可以在沿径向方向延伸的平面上遇到第二膨胀工具的倾斜平面表面的对应第一端部。第一膨胀工具的继续向下运动导致随着第一膨胀工具的所述一个或多个倾斜平面表面抵靠第二膨胀工具上的对应一个或多个倾斜平面表面滑动，第一和第二膨胀工具的所述一个或多个倾斜平面表面逐渐相互接触，直到第一膨胀工具上的倾斜平面表面与第二膨胀工具上的倾斜平面表面完全对准。如果第一和第二膨胀工具上的倾斜平面表面的角度α和角度β之间存在差角γ，则通过使第一和第二膨胀工具上的倾斜平面对准，将导致角度γ逐渐减小，直到当可膨胀挤压柱塞处于完全膨胀状态时其彻底消失。从第一膨胀工具施加到第二膨胀工具的侧壁的力导致第二膨胀工具的侧壁在径向方向上向外偏斜，由此第二膨胀工具的周向边缘部分的长度增大，即，第二膨胀工具的周长至少在第二膨胀工具的底端处增大。例如，第二膨胀工具的周长在第二膨胀工具的底端处更多地增大。由于第二膨胀工具的底端比第二膨胀工具的其他部分(例如第一部段和倾斜平面表面的上部部分)偏斜更多，因此作用在容器上的压力将在包括周向边缘部分的底端处最高，这有利于在周向边缘部分处形成良好的密封。
第二膨胀工具由可以反复弯曲和/或拉伸而不失效的材料制成，例如聚合材料。第二膨胀工具中的材料优选地是回弹柔性的和/或可延伸的，使得当来自第一膨胀工具的膨胀力被移除时它恢复成未膨胀的形状。本文公开的第二膨胀工具是杯形元件，其布置在第一膨胀工具的径向外部。例如，杯形元件可以具有无底无柄的中空杯形，以将第一膨胀工具容纳在杯形元件内。杯形元件相对于它的其他尺寸(例如它的高度和宽度)可以是薄的。在可膨胀挤压柱塞转变为膨胀状态期间以及在可膨胀挤压柱塞恢复到未膨胀状态期间，第一膨胀工具可以在第二膨胀工具内沿轴向方向移动。进一步地，第二膨胀工具优选地制成一个一体件，例如由相同材料制成(例如通过注射模制)。换言之，第二膨胀工具优选地例如由相同材料形成为一个一体件。第二膨胀工具的在倾斜平面表面上方的侧壁和可反复弯曲和/或拉伸而不失效的材料使得第二膨胀工具可以在第二膨胀工具的倾斜平面表面的第一端部下方沿径向方向反复向外偏斜，以便主要在周向边缘部分处引导来自挤压柱塞的力。
在本文公开的一种可膨胀挤压柱塞中，第二膨胀工具的每个倾斜平面表面可以布置在楔形突起上，所述楔形突起布置在第二膨胀工具的侧壁的内表面上。
第二膨胀工具在平行于径向方向的平面中截取的横截面可以具有修正的多边形形状，其具有由至少三个拐角部分连接的至少三个壁部分。具有倾斜平面表面的楔形突起可以布置在第二膨胀工具的每个拐角部分中。具有倾斜平面表面的至少一个楔形突起可以布置在第二膨胀工具的每个壁部分上。根据壁部分的大小，可以在壁部分上使用两个或更多个楔形突起。通过在拐角部分中和在壁部分上布置单独的楔形突起，可以将拐角部分的膨胀程度设计成与拐角部分之间的壁部分的膨胀程度不同。如果在容器主体的拐角部分中施加到待密封的材料的压力较高，则可能有利于密封操作，这是因为拐角部分可能需要比壁部分更高的密封压力，以便在拐角部分中获得与壁部分中的密封质量相当的密封质量。当弯曲诸如密封盘的扁平元件并且将扁平元件插入容器主体中使得密封边缘偏斜成与容器主体壁的内表面对准时，多余的密封盘材料可以在拐角部分中形成褶皱和皱折。为了弄平这些褶皱和皱折以及为了在密封盘和容器主体之间创建紧密密封，可能需要比在待密封材料彼此抵靠平放的壁部分更高的密封压力。
如在此所使用的，修正的多边形，例如修正的三角形、修正的矩形、修正的五边形、修正的六边形等等意味着具有由滚圆拐角部分连接的侧部分的形状。侧部分可以是直的或者可以具有小于拐角部分的曲率的曲率。
在本文公开的一种可膨胀挤压柱塞中，第一膨胀工具的每个倾斜平面表面可以布置在第一膨胀工具上的楔形突起上。当第一膨胀工具上的所述倾斜平面表面和第二膨胀工具的所述倾斜平面表面二者都布置在楔形突起上时，第一膨胀工具上的每个楔形突起都与第二膨胀工具上的对应楔形突起相配合并且布置成与其相互作用。第一膨胀工具上的一个或多个楔形突起在向下方向上渐缩，即，在朝向可膨胀挤压柱塞的基板的方向上渐缩，并且第二膨胀工具上的一个或多个楔形突起在向上方向上渐缩，即，在远离可膨胀挤压柱塞的基板的方向上渐缩。
当第二膨胀工具的侧壁上布置有多于一个的楔形突起时，楔形突起在第二膨胀工具的侧壁的周向方向上相互分开地布置。因此，当第二膨胀工具从未膨胀状态转变为径向膨胀状态时，承载楔形突起的第二膨胀工具的侧壁的不同部分可以相对于彼此更自由地移动。进一步地，楔形突起之间的分开允许第二膨胀工具的侧壁的不同部分膨胀到不同的程度。如本文所述，形成第二膨胀工具的拐角部分的侧壁的部分可以布置成比布置在拐角部分之间的侧壁的部分获得更大的膨胀。
为了便于第二膨胀工具的径向膨胀，第二膨胀工具的膨胀工具侧壁中可以布置至少一个膨胀缝隙，所述膨胀缝隙在膨胀工具侧壁中沿轴向方向延伸。如果第二膨胀工具的侧壁上布置有两个或更多个楔形突起，则膨胀缝隙可以优选地布置成将楔形突起彼此分开并且使它们能够彼此独立地移动。
一个或多个膨胀缝隙可以从第二膨胀工具的顶端一直布置到第二膨胀工具的底端，或者仅布置在第二膨胀工具的顶端和底端之间的壁的选定部分中。虽然一般而言不太优选，但膨胀缝隙可以布置成不切穿第二膨胀工具的周向边缘部分。
一个或多个膨胀缝隙可以将第二膨胀工具的周向边缘部分分割开并且可以在轴向方向上从周向边缘部分朝向第二膨胀工具的顶端延伸。每个膨胀缝隙可以在与第二膨胀工具的周向边缘部分相同的距离处终止。每个膨胀缝隙可以终止于第二膨胀工具的侧壁中的端部开口。端部开口可以具有任何合适的形状，例如圆形、椭圆形、修正的多边形等等，如本文所述的。当多个膨胀缝隙布置在第二膨胀工具的侧壁中时，缝隙可以终止于沿第二膨胀工具的侧壁的外周布置在相同水平高度处的端部开口。端部开口用于促进侧壁的位于两个端部开口之间的部分沿着形成在端部开口之间的铰接线弯曲。
本文公开的第二膨胀工具在轴向方向上具有高度。一个或多个膨胀缝隙在膨胀工具侧壁中延伸的距离可以在第二膨胀工具的高度的40％到100％的范围内，优选地在40％到70％或最优选地在45％到60％的范围内。
在本文公开的一种可膨胀挤压柱塞中，多个膨胀缝隙可以从第二膨胀工具的周向边缘部分朝向顶端延伸。膨胀缝隙将周向边缘部分分割成多个边缘部分段。
第二膨胀工具中的每个膨胀缝隙可以终止于端部开口。端部开口优选地布置在沿着垂直于轴向方向的第二膨胀工具的周向方向延伸的铰接线上。
在本文公开的一种可膨胀挤压柱塞中，基板可以包括变形控制构件，所述变形控制构件布置成限制第二膨胀工具的周向边缘部分的径向向内变形。变形控制构件防止第二膨胀工具的周向边缘部分径向向内移动超过由变形控制构件创建的限制。
变形控制构件可以采用布置在基板的上表面上的止挡壁的形式，所述止挡壁从基板的底表面的周向边缘插入。止挡壁防止第二膨胀工具的周向边缘部分径向向内移动超过止挡壁。
第二膨胀工具可以包括在第二膨胀工具侧壁的外表面上沿着第二膨胀工具侧壁的全部或部分外周周向地延伸的密封脊。
第二膨胀工具可以包括变形工具，所述变形工具从第二膨胀工具侧壁的外表面径向突出。变形工具可以包括沿第二膨胀工具侧壁的周向方向延伸的细长凸起或由沿第二膨胀工具侧壁的周向方向延伸的细长凸起构成，所述细长凸起在第二膨胀工具侧壁的全部或部分外周上延伸。
第二膨胀工具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。
在本文公开的且包括密封脊和变形工具的可膨胀挤压柱塞中，密封脊可以布置在变形工具上方，如从第二膨胀工具的底端朝向第二膨胀工具的顶端沿着轴向方向所观察的那样。包括密封脊和变形工具的可膨胀挤压柱塞可以用于在容器壁中创建变形以及将密封盘附接在容器主体中。
变形工具可以例如布置成用于形成包装容器(例如WO 2017/180056A1中公开的包装容器)的封闭布置中的配合锁定凸起。WO 2017/180056A1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、容器底部和容器盖。容器主体沿着包装容器的纵向方向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抵接边缘。容器主体具有朝向包装容器中的内隔室的内表面和背对内隔室的外表面。容器盖包括具有适用于抵靠容器主体抵接边缘的抵接边缘的盖箍和盖插入部分。当容器盖处于关闭位置时，盖插入部分具有沿着纵向方向延伸并且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，所述主表面与容器主体抵接边缘相距一定距离。盖箍由与容器主体相同的材料制成，并且盖箍通过缝隙或通过沿着容器主体周边延伸的弱化部件与容器主体界定开，以允许盖箍完全或部分地在抵接边缘处与容器主体分离开。通过(i)纸板包装容器包括附接到容器主体的内表面的部分可移除的输送封闭件以及在内隔室上方形成顶板和/或(ii)容器主体包括多层纸板材料，所述多层纸板材料包括一层或多层聚合物膜、涂覆层和/或金属箔，来稳定容器开口的形状。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和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，第一和所述第二锁定元件是配合锁定元件。第一和第二锁定元件布置成使得当容器盖处于关闭位置时，突起与凹部相接合。
纸板包装容器的容器盖和插入部分在制造过程中由一张纸板材料片材共同成型。盖箍因此形成容器主体壁的连续延续，并且插入部分具有塞子的功能，其与容器主体的内表面紧密接触地紧紧装配在容器开口中。锁定装置的互锁锁定元件确保容器在关闭后保持关闭。关闭容器需要使用者以相当坚定和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形成的阻力。因此，顶部构件的抵接边缘将以增加的力冲击容器主体的抵接边缘，从而为消费者提供增强的关闭指示，例如感觉卡扣指示以及咔哒声形式的声音信号，所述关闭指示向用户发出容器已正确关闭的信号，这改善了用户对正确密封容器的感知体验。
可以通过将插入部分挤压到容器开口中直到突起卡入到凹部中并且盖箍抵接边缘抵靠容器主体抵接边缘关闭来关闭容器盖，这可以通过当将盖挤压就位时必须克服的轻微阻力的感觉、在容器主体上关闭盖时产生的卡入或滑入感和/或声音信号(例如咔嗒声或吱吱声或刮擦声)指示给用户。一般而言优选的是，关闭指示被提供为清晰的感觉或声音，或者清晰的感觉或声音的组合，这是因为与模糊的感觉或声音相比，这样的信号可以被感知为提供正确关闭的更明确的确认。清晰的感觉的示例是卡入感觉，而咔哒声或砰砰声可以提供确切的声音感觉。
本文公开的一种可膨胀挤压柱塞可以用于施加内密封构件以及形成锁定装置中的相互接合的锁定元件，其中第二膨胀工具包括密封脊和变形工具二者，例如，如WO 2017/180056 A1中所公开的那样。因此，在制造包装容器时，可以在同一处理操作中施加内密封构件并且将其熔接到容器主体管的内壁以及形成锁定装置。内密封构件的施加和锁定装置的形成可以同时地或按顺序地发生。如果按顺序进行，则内密封构件的施加和锁定装置的形成可以在时间上重叠地或不重叠地发生。还可以想到的是，内密封构件的施加和锁定装置的形成的持续时间不同。例如，可能需要更长的处理时间才能将包装材料正确地设置在锁定装置的区域内的变形构造中。
本文公开的可膨胀挤压柱塞可以包括第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和所述第二活塞在轴向方向上延伸，其中第二活塞与第一活塞同轴，基板连接到第一活塞，其中基板的底表面垂直于轴向方向延伸，第一膨胀工具连接到第二活塞，第二膨胀工具连接到第一活塞，第一活塞和第二活塞布置成可以同时作为一个整体沿着轴向方向移动以及可以独立地在轴向方向上相对于彼此移动。
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，所述附接单元包括如本文公开的可膨胀挤压柱塞和保持装置，所述保持装置适于保持容器主体，所述保持装置包括：至少一个贯通的定位腔，所述贯通的定位腔适于接收和保持容器主体的一部分，所述保持装置的定位腔具有限定容器主体的占地面积的横截面区域，可膨胀挤压柱塞可以在位于保持装置的定位腔内部的附接位置和位于保持装置的定位腔外部的休止位置之间移动。
保持装置可以包括熔接单元，例如包括感应线圈的熔接单元，所述熔接单元优选地布置在定位腔周围。
保持装置的定位腔可以包括布置在定位腔的壁中的凹进部，所述凹进部对应于从第二膨胀工具侧壁的外表面径向突出的变形工具，所述变形工具布置成当可膨胀挤压柱塞处于附接位置时嵌套在凹进部内部。第二膨胀工具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膨胀工具侧壁的外表面上的一个或多个变形工具相匹配的单个凹进部或多个凹进部。协作的变形工具和凹进部可以用于在容器壁中产生任何期望形状的变形，例如细长的脊/槽、离散的突起/凹陷等等。
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，基板的底表面和第一膨胀工具的周向边缘部分在未膨胀状态中均包括由拐角部分连接的多个对应的侧部分。
本文还公开了一种用于使用带有在此公开的可膨胀挤压柱塞的附接单元对包装容器进行密封的方法，所述方法包括：
-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定位腔的壁对准；
-将容器密封元件施加到基板的底表面，所述容器密封元件包括从底表面的周向边缘径向向外延伸的附接边界；
-借助于可膨胀挤压柱塞使容器密封元件沿着附接单元的轴向方向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；
-通过使第一膨胀工具沿轴向方向朝向底板的上表面移动，并且使第一膨胀工具的倾斜平面表面接触第二膨胀工具的倾斜平面表面以及抵靠该倾斜平面表面滑动而使可膨胀挤压柱塞从未膨胀状态逐渐转变为径向膨胀状态，由此第二膨胀工具的侧壁受到偏压力，导致第二膨胀工具的侧壁在远离可膨胀挤压柱塞的柱塞轴线的方向上移动并且在径向方向上朝向容器主体的主体壁挤压容器密封元件的附接边界；
-将容器密封元件的附接边界熔接到容器主体的主体壁上。
容器密封元件的附接边界可以通过布置在第二膨胀工具上的密封脊压靠在容器主体的主体壁上，所述密封脊沿着第二膨胀工具的膨胀工具侧壁的外周在膨胀工具侧壁的外表面上周向地延伸。沿着密封脊执行将容器密封元件的附接边界熔接到容器主体的主体壁上的步骤。密封脊优选地布置成使得其绕膨胀工具侧壁的整个外周延伸。
第二膨胀工具可以包括从膨胀工具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进部，该方法还包括通过将变形工具径向挤压到定位腔的壁中的凹进部中来使容器密封元件的附接边界和容器主体的主体壁发生变形的步骤。该处理步骤可以产生如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。容器壁的变形部分可以设置成用于提供技术功能，例如锁定元件或加强元件，和/或可以具有装饰或信息目的，例如装饰浮雕图案、文字、徽标等等。
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地插入和定位在多个对应的容器主体中，每个附接单元将一密封元件插入和定位在对应的容器主体中。容器密封元件可随后通过熔接同时地附接到对应的容器主体，如在此所述的那样。
附图说明
下面将参考附图通过非限制性示例进一步解释本发明，其中：
图1示出了本文公开的可膨胀挤压柱塞的横截面视图；
图2示出了图1中的可膨胀挤压柱塞中的第一膨胀工具的侧视图；
图3示出了图2所示的第一膨胀工具的俯视图；
图4示出了图1中的可膨胀挤压柱塞中的第二膨胀工具的侧视图；
图5示出了图4所示的第二膨胀工具的俯视图；
图6示出了第一膨胀工具和第二膨胀工具的示意横截面视图；
图7示出了图1中的可膨胀挤压柱塞中的基板的侧视图；
图8示出了本文公开的并且包括图1中的可膨胀挤压柱塞的附接单元的横截面视图；
图9示出了图7中的附接单元的细节的横截面，同时该附接单元用于本文公开的方法中；
图10示出了可以使用图1所示的附接单元制作的包装容器，所述包装容器示出为处于关闭状态；和
图11示出了处于关闭状态的图9的包装容器，其中图10的一部分是横截面视图。
具体实施方式
参考图1，示出了可膨胀挤压柱塞2。
可膨胀挤压柱塞2具有在垂直于径向方向R的轴向方向A上延伸的柱塞轴线a1。可膨胀挤压柱塞2可以在径向方向R上膨胀并且包括基板8、第一膨胀工具9和第二膨胀工具10。第一膨胀工具9和第二膨胀工具10沿着轴向方向A可以作为一个整体一起移动以及可以相对于彼此移动。基板8具有底表面11和与底表面11相对的上表面14。基板8布置成使上表面14在轴向方向A上面向第一膨胀工具9和第二膨胀工具10。
参考图4和图5，第二膨胀工具10具有顶端20和底端21并且包括具有内表面23和外表面24的膨胀工具侧壁22，所述膨胀工具侧壁22从第二膨胀工具10的顶端20延伸到底端21。膨胀工具侧壁22包括在第二膨胀工具10的底端21处的周向边缘部分25，所述第二膨胀工具10的周向边缘部分25在径向方向上布置在第一膨胀工具9的外侧。第二膨胀工具10可在未膨胀状态和径向膨胀状态之间转变，如将参考图7和图8进一步描述的那样。如图1中的第二膨胀工具的横截面所示，膨胀工具侧壁22相对于它的其他尺寸(例如其高度)可以是较薄的。
第二膨胀工具10包括一个或多个倾斜平面表面16。更特别地，倾斜平面表面16可以布置在膨胀工具侧壁22的内表面23上。膨胀工具侧壁22的内表面23还可以包括在轴向方向A上延伸、即基本上不朝向轴向方向A倾斜地延伸的第一部段23-1。内表面23的第一部段23-1布置在顶端20与倾斜平面表面16之间。
第二膨胀工具10的侧壁22也可以包括第一部段22-1，该第一部段可以布置在顶端20与倾斜平面表面16之间并且可以在轴向方向A上延伸，即基本上不朝向轴向方向A倾斜地延伸。外表面24也可以包括在轴向方向A上延伸、即基本上不朝向轴向方向A倾斜地延伸的第一部段24-1。
如图2和图3所示，第一膨胀工具9包括多个倾斜平面表面15。倾斜平面表面15布置成面向第二膨胀工具10的膨胀工具侧壁22的内表面23。第一膨胀工具9的每个倾斜平面表面15具有第一端部15’和第二端部15”，所述第一端部15’布置成在轴向方向A上比第二端部15”更靠近基板8。因此，倾斜平面表面15从每个倾斜平面表面15的第一端部15’到每个倾斜平面表面15的第二端部15”远离柱塞轴线a1倾斜。进一步地，倾斜平面表面15也可以沿着在轴向方向远离第二膨胀工具10的侧壁22的内表面23倾斜。更特别地，倾斜平面表面15也可以沿着轴向方向A远离第二膨胀工具10的侧壁22的内表面23的第一部段23-1倾斜。
第一膨胀工具9还可以包括多个第二表面26，所述多个第二表面可以在轴向方向A上、即沿着柱塞轴线a1延伸。因此，在一些实施例中，第二表面26不相对于柱塞轴线a1倾斜并且因此不沿着轴向方向A从侧壁22的内表面23的第一部段23-1倾斜。每个第二表面26可以布置成在轴向方向A上比倾斜平面表面15更远离基板8。例如，如图2所示，每个第二表面26可以在第一膨胀工具9的顶端27与倾斜平面表面15之间延伸。第二表面26可以是平面表面。
在图中所示的示例中，第一膨胀工具9具有八个倾斜表面15，每个倾斜表面15布置在楔形突起17、18、19上。楔形突起17、18、19和倾斜表面15布置成使得当第一膨胀工具9插入第二膨胀工具10中时它们将面向第二膨胀工具10的膨胀工具侧壁22的内表面23。图2和图3所示的第一膨胀工具9配置成用于在将容器密封元件插入和附接到容器主体时使用，所述容器主体具有修正的矩形横截面，其四个侧壁部分由四个滚圆拐角部分连接。四个楔形突起17布置在第一膨胀工具9的拐角部分中，第一对相对的楔形突起18布置在第一膨胀工具9的第一对侧部分上，第二对相对的楔形突起19沿着第一膨胀工具9的第二对侧部分布置。在图2和图3所示的示例中，第一对楔形突起18中的楔形突起在第一膨胀工具9的周向方向上的延展大于第二对楔形突起19中的楔形突起的延展。
在将容器密封元件插入和附接在容器主体中的过程中，第一膨胀工具9上的楔形突起17、18、19将定位在容器主体的对应壁部分处。因此，布置在第一膨胀工具9的拐角部分上的楔形突起17将布置在容器主体的对应拐角部分处。布置在第一膨胀工具9的长侧上的楔形突起18将布置在容器主体的长侧壁部分处，布置在第一膨胀工具9的短侧上的楔形突起19将布置在容器主体的短侧壁部分处。如在此所阐述的，可膨胀挤压柱塞不限于在制造具有修正的矩形横截面的包装容器时使用的可膨胀挤压柱塞。当生产具有任何有用形状(包括圆形、椭圆形和多边形)的包装容器时，也可以使用本文公开的可膨胀挤压柱塞。应当理解的是，承载倾斜平面表面的楔形突起在第一膨胀工具上的数量和位置应当适应于待生产的特定包装容器的构造。
第一膨胀工具9的倾斜平面表面15从每个倾斜平面表面15的第二端部15”到每个倾斜平面表面15的第一端部15’朝向柱塞轴线a1以与轴向方向A成角度α地倾斜。
图4和图5中的第二膨胀工具10具有与第一膨胀工具9的形状相对应的修正的矩形截面形状，使得第一膨胀工具9可以插入和装配到第二膨胀工具10的内部。第二膨胀工具10具有由四个拐角部分22c连接的两个长壁部分22wl和两个短壁部分22ws。
第二膨胀工具10包括与第一膨胀工具9的八个倾斜平面表面15相对应的八个倾斜平面表面16。第二膨胀工具的每个倾斜平面表面16具有第一端部16’和第二端部16”，所述第一端部16’布置成在轴向方向A上比第二端部16”更远离基板8。如图9所示，第二膨胀工具10的倾斜平面表面16从倾斜平面表面的第一端部16’到倾斜平面表面16的第二端部16”朝向柱塞倾斜轴线a1以与轴向方向A成角度β地倾斜，角度β与角度α相差一差角γ，该差度γ在1°到3°的范围内。如本文所公开的，第一膨胀工具9上的倾斜平面表面15与第二膨胀工具10上的对应倾斜平面表面16之间的不同倾斜在本文公开的可膨胀挤压柱塞2中不是必需的。
第二膨胀工具10的倾斜平面表面16布置在楔形突起47、48、49上，这些楔形突起布置在膨胀工具侧壁22的内表面23上并且从膨胀工具侧壁22的内表面23径向向内突出。
第二膨胀工具10包括第一组楔形突起47，每个楔形突起都具有倾斜平面表面16并且布置在第二膨胀工具10的拐角部分22c中。第二膨胀工具10还包括：第二组楔形突起48，所述第二组楔形突起在相对的长壁部分22wl中的每个上布置有两个楔形突起48；和第三组楔形突起49，所述第三组楔形突起在短壁部分22ws中的每个上布置有一个楔形突起49。因此，布置在长壁部分22wl处的倾斜平面表面16中的每个被长壁部分22wl中的每个上的两个楔形突起48之间的分隔部分割成两个局部表面。
如图4所示，在第二膨胀工具10的膨胀工具侧壁22中布置有膨胀缝隙35。膨胀缝隙35在膨胀工具侧壁22中从第二膨胀工具10的周向边缘部分25沿轴向方向A延伸并且将周向边缘部分25分割成多个边缘部分段。在图4所示的示例中，膨胀缝隙35延伸从第二膨胀工具10的底端21到顶端20的距离的大约50％。膨胀缝隙35的这种布置不是本文公开的可膨胀挤压柱塞2的先决条件。膨胀缝隙35在膨胀工具侧壁22中延伸的距离可以在第二膨胀工具10的在第二膨胀工具10的顶端20与底端21之间测量的高度的40％到100％的范围内。优选的是，膨胀缝隙35可以延伸小于第二膨胀工具10的全高度，例如在第二膨胀工具10的沿着轴向方向A从底端21到顶端20测量的高度的40％到70％的范围内或最优选地在其45％到60％的范围内延伸。
膨胀缝隙35的设置可以与图4所示设置不同，例如在第二膨胀工具10的长壁部分22I中布置仅一个膨胀缝隙35或布置两个以上的膨胀缝隙。此外，膨胀缝隙35的长度和/或宽度可能不同。一般而言优选的是，膨胀缝隙35具有相同的长度并且终止于相同的高度，以便沿着形成在膨胀缝隙35的端部之间的铰接线HL提供铰接功能，如图4所示。
膨胀缝隙35布置在楔形突起47、48、49之间，所述楔形突起布置在膨胀工具侧壁22的内表面23上。每个膨胀缝隙35终止于第二膨胀工具10的侧壁22中的端部开口37。端部开口37可以具有任何合适的形状，例如圆形、椭圆形、正方形、三角形等等。通过沿着第二膨胀工具10的侧壁22的外周将端部开口37布置在同一水平高度处，端部开口37用于通过促进侧壁的位于两个端部开口37之间的部分沿着铰接线HL弯曲来增强沿着形成在膨胀缝隙35的端部之间的铰接线HL的铰接效应。
图6是属于第一膨胀工具9的带有倾斜平面表面15的楔形突起17与属于第二膨胀工具10的带有倾斜平面表面16的楔形突起47的关系示意图。当第一膨胀工具9沿着轴向方向A向下移动时，如箭头A1所示，第一膨胀工具9上的倾斜平面表面15抵靠第二膨胀工具10上的对应倾斜平面表面16滑动并且沿着径向方向R在第二膨胀工具10上施加压力，如箭头R1所示。由此将致使第二膨胀工具10的侧壁22在铰接线HL处弯曲，使得第二膨胀工具10的周向边缘部分25径向向外移动。正如上面提到的那样，内表面23的第一部段23-1和侧壁22的第一部段22-1布置在顶端20(图6中未示出)和倾斜平面表面16之间。如图6所示，第二膨胀工具10的倾斜平面表面16布置在膨胀工具侧壁22的内表面23的第一部段23-1的下方。也就是说，倾斜平面表面16布置成在轴向方向上比第一部段23-1更靠近底端21。倾斜平面表面16继而可以布置在铰接线HL和底端21之间。在一些实施例中，例如图6的实施例，第一部段22-1、23-1稍微延伸到铰接线HL下方。例如，第一部段22-1、23-1在铰接线HL下方的延伸可以为底端21与铰接线HL之间的距离的0％和40％之间。在另一个示例中，膨胀工具侧壁22的第一部段22-1延伸的距离在第二膨胀工具10的沿着轴向方向A从底端21到顶端20测量的高度的40％到70％的范围内。对应地，内表面23的第一部段23-1在膨胀工具侧壁22的内表面23上延伸的距离可以在第二膨胀工具10的沿着轴向方向A从底端21到顶端20测量的高度的40％到70％的范围内。优选地，第一部段23-1在膨胀工具侧壁22中延伸的距离可以在第二膨胀工具10的高度的60％到70％的范围内。因此，在图6中仅示出了内表面23的第一部段23-1的下部分。
第二膨胀工具10还包括沿着第二膨胀工具侧壁22的外周在第二膨胀工具侧壁22的外表面24上周向地延伸的密封脊41。尽管密封脊41优选地沿着第二膨胀工具侧壁22的整个外周延伸，但可以想到的是，第二膨胀工具10具有仅沿着第二膨胀工具侧壁22的外周的一部分或多个部分延伸的密封脊。
第二膨胀工具10还包括从第二膨胀工具侧壁22的外表面24沿径向方向R突出的变形工具42。在图中所示的示例中，变形工具42由细长凸起构成，所述细长凸起形成第二膨胀工具侧壁22的周向边缘部分25的一部分并且沿着第二膨胀工具侧壁22的整个外周周向地延伸。应当理解的是，变形工具42可以放置在距第二膨胀工具侧壁22的周向边缘部分25一距离处，和/或变形工具42可以仅沿着第二膨胀工具侧壁22的外周的一部分或多个部分延伸。
如图所示，从第二膨胀工具10的底端21朝向第二膨胀工具10的顶端20沿轴向方向A观察，密封脊41布置在变形工具42上方。
通过使第一膨胀工具9朝向基板8移动来实现第二膨胀工具10以及因此还有可膨胀挤压柱塞2从未膨胀状态到膨胀状态的转变。第一膨胀工具9在第二膨胀工具10的侧壁22的内部沿着轴向方向A向下移动，直到第一膨胀工具9的每个倾斜平面表面15的第一端部15’遇到第二膨胀工具10的倾斜平面表面16的对应第一端部16’。第一膨胀工具9继续向下运动导致第一和第二膨胀工具9、10的倾斜平面表面15、16随着第一膨胀工具9的倾斜平面表面15抵靠第二膨胀工具10上的对应倾斜平面表面16滑动而逐渐相互接触，直到倾斜平面表面之间的差角γ消失并且第一膨胀工具9上的倾斜平面表面15与第二膨胀工具10上的倾斜平面表面16完全对准。使第一和第二膨胀工具9、10上的倾斜平面表面15、16对准导致从第一膨胀工具9向第二膨胀工具10的侧壁22施加径向向外的力，从而致使第二膨胀工具10的侧壁22的对应部分在径向方向上向外偏斜，由此第二膨胀工具10的周向边缘部分25的长度增加。由于当第一膨胀工具9上的倾斜平面表面15沿着轴向方向A向下移动时致使第二膨胀工具10的侧壁22逐渐径向向外弯曲，因此角度α与角度β的差角γ逐渐消失，使得当第一膨胀工具9移动到第二膨胀工具10内部的结束位置时第一和第二倾斜平面表面15、16完全对准并相互接触。
在第二膨胀工具10膨胀期间，侧壁22的位于膨胀缝隙35之间的节段将被致使沿着形成在端部开口37之间的铰接线HL径向向外弯曲。因此，侧壁22的位于膨胀缝隙35之间的节段可以相互独立地向外弯曲。通过选择角度α和β，第二膨胀工具10的不同部分中的弯曲程度以及因此膨胀程度可以不同。举例来说，期望的是，与连接拐角部分的壁部分中的膨胀性相比，第二膨胀工具10在侧壁22的拐角部分中具有更大的膨胀性。
当挤压柱塞2和第二膨胀工具10处于完全膨胀状态时，第二膨胀工具10的侧壁22的外表面24上的任何特征(例如密封脊41和/或变形工具42)可以用于在容器主体壁和插入到容器主体中的密封构件之间形成密封和/或用于使容器主体壁的一部分变形，如在此所述的那样。
图7示出了包括变形控制构件40的基板8。变形控制构件40布置成通过禁止周向边缘部分25可以朝向柱塞轴线a1向内移动太远来限制第二膨胀工具10的周向边缘部分25的径向向内变形。如图7所示的变形控制构件40设置为止挡壁的形式，所述止挡壁布置在基板的上表面14上，所述止挡壁从基板的周向边缘12插入。如图9所示，止挡壁限制第二膨胀工具10的周向边缘部分25的径向向内运动。
图8示出了并排布置的两个附接单元1，每个附接单元1包括可膨胀挤压柱塞2和包括贯通的定位腔6的保持装置4。每个附接单元1配置成用于将容器密封元件29附接到容器主体3以及用于通过使容器主体的一个选定部分或多个选定部分变形来形成配合锁定布置。定位腔6适于在附接单元1中在处理容器主体3期间接收容器主体3的一部分并且将其保持在适当位置。保持装置4的定位腔6具有限定插入到定位腔6中的容器主体3的占地面积的横截面区域。
可膨胀挤压柱塞2包括第一活塞30和第二活塞31，两者在轴向方向A上延伸，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。第一膨胀工具9连接到第二活塞31，第二膨胀工具10连接到第一活塞30。第一和第二活塞30、31布置成作为单个整体沿轴向方向A同时地移动，以使得可膨胀挤压柱塞2能够定位在容器主体中，以及第一和第二活塞可以相对于彼此独立地移动，以通过使第一膨胀工具9朝向基板8移动而使得第二膨胀工具10能够膨胀，如在此所述的那样。
图中所示的附接单元1配置成用于形成具有修正的矩形横截面区域的包装容器。横截面区域也可以称为包装容器的占地面积。第一和第二膨胀工具9、10、基板8的底表面11和定位腔6的横截面区域也均具有带有侧壁部分的修正的矩形横截面区域，所述侧壁部分通过滚圆拐角部分相互连接。应当理解的是，图中所示的修正的矩形形状仅提供作为有用形状的非限制性示例，可以想到的是，任何有用的横截面形状或占地形状，例如圆形、椭圆形或修正的多边形形状。如本文所使用的，修正的多边形形状，例如修正的矩形形状意味着具有由滚圆拐角部分连接的侧部分的形状。侧部分可以是直的或者可以具有小于拐角部分的曲率的曲率。
可膨胀挤压柱塞2可在位于保持装置4的定位腔6内部的附接位置与位于保持装置4的定位腔6外部的休止位置之间轴向移动。图8示出了附接单元1，其中在完成熔接和容器壁变形操作后，可膨胀挤压柱塞2在从膨胀状态恢复之后且在从定位腔6移除之前插入到定位腔6中。
如图9所示，基板8上的变形控制构件40以布置在基板8的上表面14上的止挡壁的形式设置。变形控制构件40布置成限制第二膨胀工具10的周向边缘部分25径向向内运动。因此，止挡壁防止第二膨胀工具10的周向边缘部分25被径向向内挤压。
在图8和图9所示的示例中，第二膨胀工具侧壁22的外表面24上的密封脊41沿着第二膨胀工具侧壁22的整个外周延伸。尽管这种构造一般而言是优选的(因为它产生沿着第二膨胀工具10的外周的连续密封)，但是应当理解的是，在本发明的范围内可以使用间断的密封脊和仅沿着第二膨胀工具的外周的一部分或多个部分延伸的密封脊。
在图4、图8和图9所示的第二膨胀工具10上，第二膨胀工具10的外表面24上的变形工具42由作为膨胀工具侧壁22的增厚部分的第二膨胀工具侧壁的周向边缘部分25形成。尽管在图4中示出的变形工具42在第二膨胀工具10的整个外周上延伸，但应当理解的是，它可以仅在第二膨胀工具10的外周的一部分或多个部分上延伸，它可以位于膨胀工具侧壁22的外表面24上的另一个位置中和/或可以具有其他形状，如在此阐述的那样。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。包装材料适当地是基于纸的包装材料，例如具有纸箱基材层和层压到该基材层的一个或多个附加层(例如塑料、铝箔等等)的层压件。这样的材料在本文公开的过程中容易变形。
如图8和图9所示的附接单元1的保持装置4包括高频感应熔接单元55，所述高频感应熔接单元包括感应线圈56。当可膨胀挤压柱塞2被带到如图8和图9所示的定位腔6中的附接位置时，高频感应熔接单元55在与密封脊41在第二膨胀工具10上的位置相对应的水平高度处环绕定位腔6。
保持装置4的定位腔6包括布置在定位腔6的壁中的凹进部57。凹进部57布置成容纳第二膨胀工具10上的变形工具42，所述变形工具42布置成当可膨胀挤压柱塞2处于附接位置时嵌套在凹进部57内。
当可膨胀挤压柱塞2插入到定位腔6中的容器主体3中并且已进入完全膨胀状态时，变形工具42被挤压到凹进部57中。容器主体3的壁材料以及容器密封元件29的附接边界28位于第二膨胀工具10的侧壁22的外表面24与定位腔的壁之间，如图9所示。通过将变形工具42挤压到定位腔6的壁中的凹进部57中，容器主体材料和容器密封元件29的附接边界28也将被挤压到凹进部57中并且将变形以在壁材料中形成凸起。
通过激活高频感应熔接单元55的感应线圈56，沿着密封脊41进行将容器密封元件29的附接边界28熔接到容器主体壁的操作。应当理解的是，在此公开的方法不限于高频感应熔接，而是也可以使用其他类型的熔接，例如热熔接或超声波熔接。
如在此阐述的那样，附接单元1的定位腔6的横截面区域适应于容器主体的形状和尺寸，容器密封元件将被引入到所述容器主体中。图8所示的附接单元1的定位腔6配置成用于将容器密封元件29附接在具有修正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，从而对应于基板8的底表面11的大体矩形横截面形状。
无论附接单元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的横截面面积总是大于第二膨胀工具10的横截面面积，从而允许将未膨胀的挤压柱塞2插入到定位腔6中，不会损坏已经放置于定位腔6中的容器主体。
如图8和图9所示的附件单元可以在用于密封包装容器的方法中使用，该方法包括：
-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；
-将容器密封元件29施加到基板8的底表面11，所述容器密封元件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；
-借助于可膨胀挤压柱塞2使容器密封元件29沿着附接单元的轴向方向A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；
-通过使第一膨胀工具9沿着轴向方向A朝向底板8的上表面14移动并且使第一膨胀工具的倾斜平面表面15接触第二膨胀工具的对应倾斜平面表面16以及抵靠该对应倾斜平面表面滑动，使可膨胀挤压柱塞2从未膨胀状态逐渐转变为径向膨胀状态，由此第二膨胀工具的侧壁22受到偏压力，导致第二膨胀工具10的侧壁22在远离可膨胀挤压柱塞2的柱塞轴线a1的方向上移动并且沿着径向方向R将容器密封元件29的附接边界28朝向容器主体3的主体壁挤压；
-通过借助于密封脊41将容器密封元件29的附接边界28压靠在容器主体3的主体壁上并且将容器密封元件29的附接边界28沿着密封脊41熔接到容器主体3的主体壁，将容器密封元件29的附接边界28附接到容器主体3的主体壁，所述密封脊在第二膨胀工具10的膨胀工具侧壁22的外表面24上周向地延伸；
-通过将变形工具42径向挤压到定位腔6的壁中的凹进部57中而使容器主体3的主体壁变形，其中容器主体3的主体壁和容器密封元件29的附接边界28位于第二膨胀工具10上的变形工具42与定位腔6的壁中的凹进部57之间。
当形成如图10和图11所示以及如在此所述的纸板包装容器100时，可以使用在此公开的具有挤压柱塞2的附接单元1。
图10和图11示出了处于关闭位置的纸板包装容器100。在图11中，容器壁的一部分被破坏掉以示出包装容器100的封闭布置的横截面。
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从容器主体103的底端110沿着容器100的纵向方向L延伸到容器开口107。容器主体103包括在容器开口107处的容器主体抵接边缘118。容器主体103具有面向包装容器100中的内隔室114的内表面112和背对内隔室114的外表面113。
容器主体103具有修正的矩形形状。纸板容器具有窄前壁部分136、窄后壁部分137、宽侧壁部分138、139以及连接壁部分136、137的弯曲拐角部分140。弯曲拐角部分140可以具有在15mm到30mm之间的曲率半径。如在此阐述的那样，如图10和图11所示的容器主体的形状仅仅构成一非限制性示例，应当理解的是容器主体可以具有在此阐述的任何有用形状。
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到1000mm的向外弯曲的形状。同样地，侧壁部分138、139可以是基本上平面的或者可以根据需要具有曲率。前壁部分136、后壁部分137和侧壁部分138、139的曲率半径总是大于拐角部分140的曲率半径。
容器盖105包括外周盖箍108和盖插入部分115，所述外周盖箍具有盖抵接边缘119，所述盖抵接边缘适于抵靠容器主体抵接边缘118。容器盖105还设置有抓持接片128。
插入部分115具有侧表面116，所述侧表面在纵向方向L上延伸，并且当容器盖105处于关闭位置时，所述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处于关闭部分中时，所述主表面在容器主体103中定位在距容器主体抵接边缘118一距离处，使得插入部分115形成朝向容器底部104向下延伸的塞子。
纸板包装容器100还设置有锁定装置，用于在盖105关闭后改善容器盖105在关闭位置中的保持。图11所示的锁定装置包括：第一锁定元件121，呈凹部形式，设置在容器主体103的内表面112上；和第二锁定元件122，呈配合突起形式，设置在盖插入部分115的侧表面116上。然而，第一锁定元件121可以可替代地呈突起形式，第二锁定元件122可以呈凹部形式，其中突起和凹部是匹配的，使得当容器盖105处于关闭位置时突起伸入到凹部中。
第一和第二锁定元件121、122布置成使得当容器盖105处于关闭位置时，突起与凹部相接合，即设置在容器主体103的内表面112上的第一锁定元件121和设置在插入部分115的侧表面116上的第二锁定元件122定位在距容器主体抵接边缘118相同的距离处。
图10和图11所示的配合锁定元件121、122分别呈沿着容器主体103的内表面112和插入部分115的侧表面116的周边的基本上100％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，例如仅在容器主体103的前壁136上。
包装容器100可以设置有两个或更多个锁定装置，使得第一锁定元件121中的两个或更多个和第二锁定元件122中的两个或更多个连续或不连续地分别沿着容器主体103的内表面112的周边和沿着插入部分115的侧表面116的周边在包装容器100的纵向方向L上间隔开地平行布置。
图10和图11所示的包装容器100中的容器主体抵接边缘118和盖抵接边缘119垂直于容器主体103的壁并且具有平坦表面。
容器盖105通过绕铰接部127枢转而被打开，所述铰接部设置在容器盖105与容器主体103之间。铰接部127设置在后壁部分137处。在图10和图11所示的示例中，后壁部分137形成包装容器100的短侧。可替代地，可以在形成如图10和图11所示的具有矩形形状的包装容器的长侧的后壁部分处设置铰接部。对于具有其他形状(例如圆形、椭圆形或其他多边形横截面形状)的包装容器，铰接部可以布置在容器开口的外周上的任何合适位置处。另一种替代方案是，盖是完全可分离的盖，其可以从容器主体上完全移除。
如图11所示，盖箍108由例如由一个或多个切口或穿孔形成的分离线120与容器主体界定开，分离线120沿着容器主体的周边的至少55％延伸。因此，盖箍108可以在抵接边缘118、119处与容器主体完全或部分地分离。盖箍的未分离部分可以用作盖与容器主体之间的铰接部127。
在本文公开的包装容器100中，盖105可以布置成当打开容器100时被完全移除。当容器盖105是完全可移除的盖时，容器盖105没有永久连接到容器主体103。为了使盖箍108以及因此使容器盖105与容器主体完全可分离，分离线120应当完全绕容器主体103的周边延伸。然而，在第一次打开包装容器100之前，盖箍108可以通过保留在形成分离线120的切口或穿孔之间的小凸耳连接到容器主体。
图10和图11所示的纸板包装容器100设置有完全或部分地可移除的输送闭合件129，所述输送闭合件在输送闭合件周边凸缘135处附接到容器主体103的内表面112。输送闭合件129被用户移除以便获得对包装内容物的初始存取。可以通过从容器主体103的内表面112剥离周边凸缘135来完全移除输送闭合件129。可替代地，可以部分地移除输送闭合件129，至少留下周边凸缘135仍然附接到容器主体103的内表面112。剩余的周边凸缘135和未被移除的输送闭合件129的任何其他部分可以用作容器开口107的加强件并且可以稳定容器开口107的形状。输送闭合件129的稳定剩余部分有助于保持明显且合适的闭合，甚至在已经多次打开和关闭容器100之后也能如此。输送闭合件129设置成距所述容器开口107处的容器主体抵接边缘118一足够的距离处，以允许包括插入部分115的容器盖105处于关闭位置，这意味着该距离应当等于或大于插入部分115的高度。
如图11中可以看到的那样，容器底部104呈设置在底端110中的底盘的形式，所述底盘具有沿纵向方向L朝向底端110弯曲的周边凸缘。可以通过胶粘或熔接，例如用高频感应熔接，将凸缘附接到容器主体103的内表面112。底端边缘向内翻折在底盘凸缘上。
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。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种可膨胀挤压柱塞(2)，所述可膨胀挤压柱塞(2)具有在垂直于径向方向(R)的轴向方向(A)上延伸的柱塞轴线(a1)，所述可膨胀挤压柱塞(2)能够在所述径向方向(R)上膨胀并且包括基板(8)、第一膨胀工具(9)和第二膨胀工具(10)，所述第一膨胀工具(9)和所述第二膨胀工具(10)能够在所述轴向方向(A)上相对于彼此移动，所述基板(8)具有底表面(11)和与所述底表面(11)相对的上表面(14)，所述上表面(14)在所述轴向方向(A)上面向所述第一膨胀工具(9)和所述第二膨胀工具(10)，所述第二膨胀工具(10)具有顶端(20)和底端(21)并且包括具有内表面(23)和外表面(24)的膨胀工具侧壁(22)，所述膨胀工具侧壁(22)从所述第二膨胀工具(10)的所述顶端(20)延伸到所述底端(21)，所述膨胀工具侧壁(22)包括位于所述第二膨胀工具(10)的所述底端(21)处的周向边缘部分(25)，所述第二膨胀工具(10)的所述周向边缘部分(25)在所述径向方向(R)上布置在所述第一膨胀工具(9)外侧，所述第二膨胀工具(10)能够在未膨胀状态和径向膨胀状态之间转换，其中，所述第一膨胀工具(9)包括一个或多个倾斜平面表面(15)，所述第一膨胀工具(9)的每个倾斜平面表面(15)具有第一端部(15’)和第二端部(15”)，所述第一端部(15’)布置成在所述轴向方向(A)上比所述第二端部(15”)更靠近所述基板(8)，所述第一膨胀工具(9)的所述一个或多个倾斜平面表面(15)从每个倾斜平面表面(15)的所述第一端部(15’)到每个倾斜平面表面(15)的所述第二端部(15”)远离所述柱塞轴线(a1)倾斜，并且所述第二膨胀工具(10)包括一个或多个倾斜平面表面(16)，所述第二膨胀工具(10)的每个倾斜平面表面(16)对应于所述第一膨胀工具(9)的一倾斜平面表面(15)，所述第二膨胀工具(10)的每个倾斜平面表面(16)具有第一端部(16’)和第二端部(16”)，所述第二膨胀工具的每个倾斜平面表面的所述第一端部(16’)布置成在所述轴向方向(A)上比所述第二端部(16”)更远离所述基板(8)，所述第二膨胀工具(10)的所述一个或多个倾斜平面表面(16)中的每个从所述倾斜平面表面(16)的所述第一端部(16’)到所述倾斜平面表面(16)的所述第二端部(16”)朝向所述柱塞轴线(a1)倾斜，当所述可膨胀挤压柱塞(2)处于所述径向膨胀状态时，所述第一膨胀工具(9)的每个倾斜平面表面(15)接触所述第二膨胀工具(10)的对应倾斜平面表面(16)并向其施加压力，其特征在于，通过使所述第一膨胀工具(9)在所述第二膨胀工具(10)的所述侧壁(22)内部朝向所述基板(8)向下运动直到所述第一膨胀工具(9)的每个倾斜平面表面(15)的所述第一端部(15’)遇到所述第二膨胀工具(10)的一倾斜平面表面(16)的对应第一端部(16’)并且通过继续向下运动直到所述第一膨胀工具(9)的所述一个或多个倾斜平面表面(15)与所述第二膨胀工具(10)的所述一个或多个倾斜平面表面(16)完全对准，所述第二膨胀工具(10)能够在所述未膨胀状态和所述径向膨胀状态之间转变，其中，所述第二膨胀工具(10)由能够反复弯曲和/或拉伸而不会失效的材料制成，并且其中，所述第一膨胀工具(9)的所述一个或多个倾斜平面表面(15)从每个倾斜平面表面(15)的所述第一端部(15’)到每个倾斜平面表面(15)的所述第二端部(15”)远离所述柱塞轴线(a1)并且与所述轴向方向(A)成角度α地倾斜，并且其中，所述第二膨胀工具(10)的所述一个或多个倾斜平面表面(16)中的每个从所述倾斜平面表面(16)的所述第一端部(16’)到所述倾斜平面表面(16)的所述第二端部(16”)朝向所述柱塞轴线(a1)并且与所述轴向方向(A)成角度β地倾斜，所述角度β比所述角度α大1°到3°范围内的差角γ。
2.根据权利要求1所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具(10)的每个倾斜平面表面(16)布置在所述膨胀工具侧壁(22)的所述内表面(23)上的楔形突起(47，48，49)上。
3.根据权利要求2所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具(10)在平行于所述径向方向(R)的平面上截取的横截面具有：修正的多边形形状，所述修正的多边形形状具有由至少三个拐角部分(22c)连接的至少三个壁部分(22wl，22ws)；带有倾斜平面表面(16)的楔形突起(47)，所述楔形突起布置在所述第二膨胀工具的每个拐角部分(22c)中的所述膨胀工具侧壁(22)的所述内表面(23)上。
4.根据权利要求3所述的可膨胀挤压柱塞，其中，具有倾斜平面表面(16)的至少一个楔形突起(48，49)布置在所述第二膨胀工具(10)的每个壁部分(22wl，22ws)中的所述膨胀工具侧壁(22)的所述内表面(23)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第一膨胀工具(9)的每个倾斜平面表面(15)布置在所述第一膨胀工具(9)上的楔形突起(17，18，19)上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞，其中，膨胀缝隙(35)布置在所述第二膨胀工具(10)的所述膨胀工具侧壁(22)中，所述膨胀缝隙(35)沿着所述轴向方向(A)在所述膨胀工具侧壁(22)中延伸。
7.根据权利要求6所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具(10)在所述轴向方向(A)上具有高度，所述膨胀缝隙(35)在所述膨胀工具侧壁(22)中延伸的距离在所述第二膨胀工具(10)的所述高度的40％到100％的范围内，例如在所述第二膨胀工具的所述高度的40％到70％或者45％到60％的范围内。
8.根据权利要求6或7所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，多个膨胀缝隙(35)从所述第二膨胀工具(10)的所述周向边缘部分(25)朝向所述顶端(20)延伸并且将所述周向边缘部分(25)分成多个边缘部分段。
9.根据权利要求8所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述多个膨胀缝隙(35)中的每个膨胀缝隙(35)终止于端部开口(37)，所述端部开口优选地布置在沿着垂直于所述轴向方向(A)的所述第二膨胀工具(10)的周向方向延伸的铰接线(HL)上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述基板(8)包括变形控制构件(40)，所述变形控制构件(40)布置成限制所述第二膨胀工具(10)的所述周向边缘部分(25)的径向向内变形。
11.根据权利要求10所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述变形控制构件(40)以止挡壁(40)的形式设置，所述止挡壁布置在所述基板(14)的所述上表面上，所述止挡壁(40)从所述基板(8)的周向边缘(12)插入。
12.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具(10)包括沿着所述第二膨胀工具侧壁(22)的全部或部分外周在所述第二膨胀工具侧壁(22)的外表面(24)上周向地延伸的密封脊(41)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具(10)包括变形工具(42)，所述变形工具(42)从所述第二膨胀工具侧壁(22)的外表面(24)在所述径向方向(R)上突出。
14.根据权利要求13所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述变形工具(42)包括在所述第二膨胀工具侧壁(22)上周向地延伸的细长凸起或由所述细长凸起构成，所述细长凸起在所述第二膨胀工具侧壁(22)的全部或部分外周上延伸。
15.根据权利要求12或13所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具侧壁(22)的周向边缘部分(25)包括所述变形工具(42)或由所述变形工具构成。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，从所述第二膨胀工具(10)的所述底端(21)朝向所述第二膨胀工具(10)的所述顶端(20)沿着所述轴向方向(A)观察，所述密封脊(41)布置在所述变形工具(42)上方。
17.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述可膨胀挤压柱塞(2)包括第一活塞(30)和第二活塞(31)，所述第一活塞(30)和所述第二活塞(31)在所述轴向方向(A)上延伸，其中所述第二活塞(31)与所述第一活塞(30)同轴；所述基板(8)连接到所述第一活塞(30)，其中所述基板(8)的所述底表面(11)垂直于所述轴向方向(A)延伸，所述第一膨胀工具(9)连接到所述第二活塞(31)，所述第二膨胀工具(10)连接到所述第一活塞(30)，所述第一活塞(30)和所述第二活塞(31)布置成能够作为一个整体同时沿着所述轴向方向(A)移动以及能够独立地相对于彼此沿着所述轴向方向(A)移动。
18.一种用于将容器密封元件(29)附接到容器主体(3)的附接单元(1)，所述附接单元(1)包括根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)和保持装置(4)，所述保持装置(4)适于保持所述容器主体(3)，所述保持装置(4)包括至少一个贯通的定位腔(6)，所述贯通的定位腔适于接收和保持所述容器主体(3)的一部分，所述保持装置(4)的所述定位腔(6)具有限定所述容器主体(3)的占地面积的横截面区域，所述可膨胀挤压柱塞(2)能够在位于所述保持装置(4)的所述定位腔(6)内部的附接位置和位于所述保持装置(4)的所述定位腔(6)外部的休止位置之间轴向移动。
19.根据权利要求18所述的附接单元(1)，其中，所述保持装置(4)包括熔接单元(55)，例如包括感应线圈(56)的熔接单元(55)，所述熔接单元(55)优选地布置在所述定位腔(6)周围。
20.根据权利要求18或19所述的附接单元(1)，其中，所述保持装置(4)的所述定位腔(6)包括布置在所述定位腔(6)的壁中的凹进部(57)，所述凹进部(57)对应于从所述第二膨胀工具侧壁(22)的所述外表面(24)径向突出的所述变形工具(42)，所述变形工具(42)布置成在所述可膨胀挤压柱塞(2)处于所述附接位置时嵌套在所述凹进部(57)内部。
21.一种使用根据权利要求18至20中任一项所述的附接单元(1)密封包装容器的方法，所述附接单元(1)包括根据权利要求1至17中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，所述方法包括：
-将容器主体(3)放置在所述附接单元(1)的所述保持装置(4)的所述定位腔(6)中，其中所述容器主体(3)的主体壁与所述定位腔(6)的壁对准；
-将容器密封元件(29)施加到所述可膨胀挤压柱塞(2)的所述基板(8)的所述底表面(11)，所述容器密封元件(29)包括从所述底表面(11)的所述周向边缘(12)径向向外延伸的附接边界(28)；
-借助于所述可膨胀挤压柱塞(2)使所述容器密封元件(29)沿着所述附接单元(1)的所述轴向方向(A)移动到所述容器主体(3)内的附接位置，并且同时使所述容器密封元件(29)的所述附接边界(28)弯曲成与所述容器主体(3)的所述主体壁对准；
-通过使所述第一膨胀工具(9)沿着所述轴向方向(A)朝向所述底板(8)的所述上表面(14)移动并且使所述第一膨胀工具(9)的所述倾斜平面表面(15)接触所述第二膨胀工具(10)的所述倾斜平面表面(16)以及抵靠所述倾斜平面表面滑动而使所述可膨胀挤压柱塞(2)从所述未膨胀状态逐渐转变为所述径向膨胀状态，由此使所述第二膨胀工具的所述侧壁(22)受到偏压力，导致所述第二膨胀工具(10)的所述侧壁(22)沿着远离所述可膨胀挤压柱塞(2)的所述柱塞轴线(a1)的方向移动并且沿着所述径向方向(R)朝向所述容器主体(3)的所述主体壁挤压所述容器密封元件(29)的所述附接边界(28)；
-将所述容器密封元件(29)的所述附接边界(28)熔接到所述容器主体(3)的所述主体壁上。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，通过在所述第二膨胀工具(10)的所述膨胀工具侧壁(22)的所述外表面(24)上周向地延伸的、例如沿着所述第二膨胀工具(10)的所述膨胀工具侧壁(22)的全部外周延伸的所述密封脊(41)，将所述容器密封元件(29)的所述附接边界(28)压靠在所述容器主体(3)的所述主体壁上，并且其中沿着所述密封脊(41)执行将所述容器密封元件(29)的所述附接边界(28)熔接到所述容器主体(3)的所述主体壁上的步骤。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，所述第二膨胀工具(10)包括从所述膨胀工具侧壁(22)的所述外表面(24)径向突出的变形工具(42)，并且所述保持装置(4)的所述定位腔(6)包括布置在所述定位腔(6)的壁中的对应凹进部(57)，所述方法进一步包括以下步骤：通过将所述变形工具(42)径向挤压到所述定位腔(6)的所述壁中的所述凹进部(57)中而使得所述容器主体(3)的所述主体壁变形，其中所述容器主体(3)的所述主体壁位于所述第二膨胀工具(10)上的所述变形工具(42)和所述定位腔(6)的所述壁中的所述凹进部(57)之间。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中，多个容器密封元件(29)由多个附接单元(1)同时地定位在多个容器主体(3)中。

Claims (27)

1.一种可膨胀挤压柱塞(2)，所述可膨胀挤压柱塞(2)具有在垂直于径向方向(R)的轴向方向(A)上延伸的柱塞轴线(a1)，所述可膨胀挤压柱塞(2)能够在所述径向方向(R)上膨胀并且包括基板(8)、第一膨胀工具(9)和第二膨胀工具(10)，所述第一膨胀工具(9)和所述第二膨胀工具(10)能够在所述轴向方向(A)上相对于彼此移动，所述基板(8)具有底表面(11)和与所述底表面(11)相对的上表面(14)，所述上表面(14)在所述轴向方向(A)上面向所述第一膨胀工具(9)和所述第二膨胀工具(10)，所述第二膨胀工具(10)具有顶端(20)和底端(21)并且包括具有内表面(23)和外表面(24)的膨胀工具侧壁(22)，所述膨胀工具侧壁(22)从所述第二膨胀工具(10)的所述顶端(20)延伸到所述底端(21)，所述膨胀工具侧壁(22)包括位于所述第二膨胀工具(10)的所述底端(21)处的周向边缘部分(25)，所述第二膨胀工具(10)的所述周向边缘部分(25)在所述径向方向(R)上布置在所述第一膨胀工具(9)外侧，所述第二膨胀工具(10)能够在未膨胀状态和径向膨胀状态之间转换，其特征在于，所述第一膨胀工具(9)包括一个或多个倾斜平面表面(15)，所述第一膨胀工具(9)的每个倾斜平面表面(15)具有第一端部(15’)和第二端部(15”)，所述第一端部(15’)布置成在所述轴向方向(A)上比所述第二端部(15”)更靠近所述基板(8)，所述第一膨胀工具(9)的所述一个或多个倾斜平面表面(15)从每个倾斜平面表面(15)的所述第一端部(15’)到每个倾斜平面表面(15)的所述第二端部(15”)远离所述柱塞轴线(a1)倾斜，并且所述第二膨胀工具(10)包括一个或多个倾斜平面表面(16)，所述第二膨胀工具(10)的每个倾斜平面表面(16)对应于所述第一膨胀工具(9)的一倾斜平面表面(15)，所述第二膨胀工具(10)的每个倾斜平面表面(16)具有第一端部(16’)和第二端部(16”)，所述第二膨胀工具的每个倾斜平面表面的所述第一端部(16’)布置成在所述轴向方向(A)上比所述第二端部(16”)更远离所述基板(8)，所述第二膨胀工具(10)的所述一个或多个倾斜平面表面(16)中的每个从所述倾斜平面表面(16)的所述第一端部(16’)到所述倾斜平面表面(16)的所述第二端部(16”)朝向所述柱塞轴线(a1)倾斜，当所述可膨胀挤压柱塞(2)处于所述径向膨胀状态时，所述第一膨胀工具(9)的每个倾斜平面表面(15)接触所述第二膨胀工具(10)的对应倾斜平面表面(16)并向其施加压力，其中，所述第二膨胀工具(10)能够通过使所述第一膨胀工具(9)在所述第二膨胀工具(10)的所述侧壁(22)内部朝向所述基板(9)向下运动直到所述第一膨胀工具(9)的每个倾斜平面表面(15)的所述第一端部(15’)遇到所述第二膨胀工具(10)的一倾斜平面表面(16)的对应第一端部(16’)并且通过继续向下运动直到所述第一膨胀工具(9)的所述一个或多个倾斜平面表面(15)与所述第二膨胀工具(10)的所述一个或多个倾斜平面表面(16)完全对准而在所述未膨胀状态和所述径向膨胀状态之间转变，其中，所述第二膨胀工具(10)由能够反复弯曲和/或拉伸而不会失效的材料制成。
2.根据权利要求1所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第一膨胀工具(9)的所述一个或多个倾斜平面表面(15)从每个倾斜平面表面(15)的所述第一端部(15’)到每个倾斜平面表面(15)的所述第二端部(15”)远离所述柱塞轴线(a1)并且与所述轴向方向(A)成角度α地倾斜，并且其中，所述第二膨胀工具(10)的所述一个或多个倾斜平面表面(16)中的每个从所述倾斜平面表面(16)的所述第一端部(16’)到所述倾斜平面表面(16)的所述第二端部(16”)朝向所述柱塞轴线(a1)并且与所述轴向方向(A)成角度β地倾斜，所述角度β比所述角度α大1°到3°范围内的差角γ。
3.根据权利要求1或2所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具(10)的每个倾斜平面表面(16)布置在所述膨胀工具侧壁(22)的所述内表面(23)上的楔形突起(47，48，49)上。
4.根据权利要求3所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具(10)在平行于所述径向方向(R)的平面上截取的横截面具有：修正的多边形形状，所述修正的多边形形状具有由至少三个拐角部分(22c)连接的至少三个壁部分(22wl，22ws)；带有倾斜平面表面(16)的楔形突起(47)，所述楔形突起布置在所述第二膨胀工具的每个拐角部分(22c)中的所述膨胀工具侧壁(22)的所述内表面(23)上。
5.根据权利要求4所述的可膨胀挤压柱塞，其中，具有倾斜平面表面(16)的至少一个楔形突起(48，49)布置在所述第二膨胀工具(10)的每个壁部分(22wl，22ws)中的所述膨胀工具侧壁(22)的所述内表面(23)上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第一膨胀工具(9)的每个倾斜平面表面(15)布置在所述第一膨胀工具(9)上的楔形突起(17，18，19)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞，其中，膨胀缝隙(35)布置在所述第二膨胀工具(10)的所述膨胀工具侧壁(22)中，所述膨胀缝隙(35)沿着所述轴向方向(A)在所述膨胀工具侧壁(22)中延伸。
8.根据权利要求7所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具(10)在所述轴向方向(A)上具有高度，所述膨胀缝隙(35)在所述膨胀工具侧壁(22)中延伸的距离在所述第二膨胀工具(10)的所述高度的40％到100％的范围内，例如在所述第二膨胀工具的所述高度的40％到70％或者45％到60％的范围内。
9.根据权利要求7或8所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，多个膨胀缝隙(35)从所述第二膨胀工具(10)的所述周向边缘部分(25)朝向所述顶端(20)延伸并且将所述周向边缘部分(25)分成多个边缘部分段。
10.根据权利要求9所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述多个膨胀缝隙(35)中的每个膨胀缝隙(35)终止于端部开口(37)，所述端部开口优选地布置在沿着垂直于所述轴向方向(A)的所述第二膨胀工具(10)的周向方向延伸的铰接线(HL)上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述基板(8)包括变形控制构件(40)，所述变形控制构件(40)布置成限制所述第二膨胀工具(10)的所述周向边缘部分(25)的径向向内变形。
12.根据权利要求11所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述变形控制构件(40)以止挡壁(40)的形式设置，所述止挡壁布置在所述基板(14)的所述上表面上，所述止挡壁(40)从所述基板(8)的周向边缘(12)插入。
13.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具(10)包括沿着所述第二膨胀工具侧壁(22)的全部或部分外周在所述第二膨胀工具侧壁(22)的外表面(24)上周向地延伸的密封脊(41)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具(10)包括变形工具(42)，所述变形工具(42)从所述第二膨胀工具侧壁(22)的外表面(24)在所述径向方向(R)上突出。
15.根据权利要求14所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述变形工具(42)包括在所述第二膨胀工具侧壁(22)上周向地延伸的细长凸起或由所述细长凸起构成，所述细长凸起在所述第二膨胀工具侧壁(22)的全部或部分外周上延伸。
16.根据权利要求13或14所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具侧壁(22)的周向边缘部分(25)包括所述变形工具(42)或由所述变形工具构成。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，从所述第二膨胀工具(10)的所述底端(21)朝向所述第二膨胀工具(10)的所述顶端(20)沿着所述轴向方向(A)观察，所述密封脊(41)布置在所述变形工具(42)上方。
18.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述可膨胀挤压柱塞(2)包括第一活塞(30)和第二活塞(31)，所述第一活塞(30)和所述第二活塞(31)在所述轴向方向(A)上延伸，其中所述第二活塞(31)与所述第一活塞(30)同轴；所述基板(8)连接到所述第一活塞(30)，其中所述基板(8)的所述底表面(11)垂直于所述轴向方向(A)延伸，所述第一膨胀工具(9)连接到所述第二活塞(31)，所述第二膨胀工具(10)连接到所述第一活塞(30)，所述第一活塞(30)和所述第二活塞(31)布置成能够作为一个整体同时沿着所述轴向方向(A)移动以及能够独立地相对于彼此沿着所述轴向方向(A)移动。
19.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述膨胀工具侧壁(22)的所述内表面(23)进一步包括第一部段(23-1)，所述第一部段在所述轴向方向(A)上延伸，基本不朝向所述轴向方向(A)倾斜，并且其中所述内表面(23)的所述第一部段(23-1)布置在所述顶端(20)与所述倾斜平面表面(16)之间。
20.根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，其中，所述第二膨胀工具(10)形成为一个一体件。
21.一种用于将容器密封元件(29)附接到容器主体(3)的附接单元(1)，所述附接单元(1)包括根据前述权利要求中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)和保持装置(4)，所述保持装置(4)适于保持所述容器主体(3)，所述保持装置(4)包括至少一个贯通的定位腔(6)，所述贯通的定位腔适于接收和保持所述容器主体(3)的一部分，所述保持装置(4)的所述定位腔(6)具有限定所述容器主体(3)的占地面积的横截面区域，所述可膨胀挤压柱塞(2)能够在位于所述保持装置(4)的所述定位腔(6)内部的附接位置和位于所述保持装置(4)的所述定位腔(6)外部的休止位置之间轴向移动。
22.根据权利要求21所述的附接单元(1)，其中，所述保持装置(4)包括熔接单元(55)，例如包括感应线圈(56)的熔接单元(55)，所述熔接单元(55)优选地布置在所述定位腔(6)周围。
23.根据权利要求21或22所述的附接单元(1)，其中，所述保持装置(4)的所述定位腔(6)包括布置在所述定位腔(6)的壁中的凹进部(57)，所述凹进部(57)对应于从所述第二膨胀工具侧壁(22)的所述外表面(24)径向突出的所述变形工具(42)，所述变形工具(42)布置成在所述可膨胀挤压柱塞(2)处于所述附接位置时嵌套在所述凹进部(57)内部。
24.一种使用根据权利要求21至23中任一项所述的附接单元(1)密封包装容器的方法，所述附接单元(1)包括根据权利要求1至20中任一项所述的可膨胀挤压柱塞(2)，所述方法包括：
-将容器主体(3)放置在所述附接单元(1)的所述保持装置(4)的所述定位腔(6)中，其中所述容器主体(3)的主体壁与所述定位腔(6)的壁对准；
-将容器密封元件(29)施加到所述可膨胀挤压柱塞(2)的所述基板(8)的所述底表面(11)，所述容器密封元件(29)包括从所述底表面(11)的所述周向边缘(12)径向向外延伸的附接边界(28)；
-借助于所述可膨胀挤压柱塞(2)使所述容器密封元件(29)沿着所述附接单元(1)的所述轴向方向(A)移动到所述容器主体(3)内的附接位置，并且同时使所述容器密封元件(29)的所述附接边界(28)弯曲成与所述容器主体(3)的所述主体壁对准；
-通过使所述第一膨胀工具(9)沿着所述轴向方向(A)朝向所述底板(8)的所述上表面(14)移动并且使所述第一膨胀工具(9)的所述倾斜平面表面(15)接触所述第二膨胀工具(10)的所述倾斜平面表面(16)以及抵靠所述倾斜平面表面滑动而使所述可膨胀挤压柱塞(2)从所述未膨胀状态逐渐转变为所述径向膨胀状态，由此使所述第二膨胀工具的所述侧壁(22)受到偏压力，导致所述第二膨胀工具(10)的所述侧壁(22)沿着远离所述可膨胀挤压柱塞(2)的所述柱塞轴线(a1)的方向移动并且沿着所述径向方向(R)朝向所述容器主体(3)的所述主体壁挤压所述容器密封元件(29)的所述附接边界(28)；
-将所述容器密封元件(29)的所述附接边界(28)熔接到所述容器主体(3)的所述主体壁上。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，通过在所述第二膨胀工具(10)的所述膨胀工具侧壁(22)的所述外表面(24)上周向地延伸的、例如沿着所述第二膨胀工具(10)的所述膨胀工具侧壁(22)的全部外周延伸的所述密封脊(41)，将所述容器密封元件(29)的所述附接边界(28)压靠在所述容器主体(3)的所述主体壁上，并且其中沿着所述密封脊(41)执行将所述容器密封元件(29)的所述附接边界(28)熔接到所述容器主体(3)的所述主体壁上的步骤。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其中，所述第二膨胀工具(10)包括从所述膨胀工具侧壁(22)的所述外表面(24)径向突出的变形工具(42)，并且所述保持装置(4)的所述定位腔(6)包括布置在所述定位腔(6)的壁中的对应凹进部(57)，所述方法进一步包括以下步骤：通过将所述变形工具(42)径向挤压到所述定位腔(6)的所述壁中的所述凹进部(57)中而使得所述容器主体(3)的所述主体壁变形，其中所述容器主体(3)的所述主体壁位于所述第二膨胀工具(10)上的所述变形工具(42)和所述定位腔(6)的所述壁中的所述凹进部(57)之间。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，其中，多个容器密封元件(29)由多个附接单元(1)同时地定位在多个容器主体(3)中。
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