DE102010040825A1

DE102010040825A1 - Plastic closure device for attachment on wall of closed container for storing e.g. beverage, has incisor tooth continuing following teeth along rotation direction, and splint accommodation space provided between incisor and following teeth

Info

Publication number: DE102010040825A1
Application number: DE201010040825
Authority: DE
Inventors: Dan Barron
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-03-15

Abstract

The device has a cylindrical piercing element (5) moved during unscrewed motion of a screw cap. The piercing element comprises incisor teeth (20, 21) at a cylindrical wall of the piercing element. One of the teeth continues following teeth along rotation direction, and is effective with rising penetration depth along direction of foil to be cut, where the incisor tooth lies at the other incisor tooth, and the following teeth are arranged at height in a sliding manner. A splint accommodation space is provided between the former tooth and the following teeth.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung aus Kunststoff zur Anbringung auf einen geschlossenen Behälter aus Kunststofffolienmaterial, bestehend aus einem Unterteil mit zylindrischem Ausguss und einem Flansch zur Befestigung auf das Behältnis und einer Schraubkappe die auf der Unterteil schraubbar gehalten ist, sowie einen zylindrischen Durchstosser mit Aussengewinde, der in axialer Richtung beidseitig offen ist und im Ausguss des Unterteiles in dessen Innengewinde läuft, wobei in der Schraubkappe Mittel vorhanden sind, die bei der erstmaligen Schraubbewegung der Schraubkappe den Durchstosser schraubenförmig nach unten bewegen, und dass der zylindrische Durchstosser an deren zylindrischen Wand, am Ende welches zur Behälterwandung gerichtet ist, Schneidezähne aufweist.The present invention relates to a closure device made of plastic for attachment to a closed container made of plastic film material, consisting of a lower part with a cylindrical spout and a flange for attachment to the container and a screw cap which is screwed on the lower part, and a cylindrical piercing with external thread, which is open on both sides in the axial direction and runs in the spout of the lower part in the internal thread, wherein means are provided in the screw cap, the screw at the first screw movement of the screw through the screw down, and that the cylindrical piercer on the cylindrical wall, on End which is directed to the container wall, has cutting teeth.

Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art wurden bis heute nur auf aus laminiertem Folienmaterial gefertigten Behältern angebracht. Diese laminierten Folien weisen mindestens drei Schichten unterschiedlicher Materialien auf. Zum einen besteht ein solches Material aus einer Kartonschicht, welche dem Behältnis die erforderliche Steifigkeit gibt, einer Aluminiumschicht die als Aromasperre dient und einer Kunststoffschicht die die erforderliche Dichtigkeit garantiert. Um diese drei Schichten zu durchtrennen muss der entsprechende Durchstosser einer eingangs erwähnten Verschlussvorrichtung unterschiedliche Funktionen erfüllen. Um die Kartonschicht zu durchtrennen sind oftmals eine Vielzahl von Sägezähnen vorgeschlagen, während ein erhöhter Zahn mit einer vorderen Schneidkante die Aluminiumschicht durchschneidet, während ein Perforierzahn die Kunststoffschicht durchstösst bevor die zuvor genannte Schneide die Kunststofffolie weiter schneiden kann. Bei diesen Behältnissen aus laminiertem Folienmaterial stellt im Prinzip die Durchtrennung der Kartonschicht ein Problem dar, insbesondere dann, wenn die zur Unterstützung dienende Teilstanzung, die zumindest die Kartonschicht halbwegs durchtrennt, nicht exakt mit der Schneidlinie des Durchstossers übereinstimmt, so sind entweder die Zähne zu schwach oder bei einer Vielzahl von Zähnen kommt das Kartonmaterial zwischen die Zähne und diese können danach kaum noch eine perforierte Wirkung erzeugen.Closure device of the type mentioned above have been attached to today only made of laminated film material containers. These laminated films have at least three layers of different materials. On the one hand, such a material consists of a cardboard layer, which gives the container the required stiffness, an aluminum layer which serves as a flavor barrier and a plastic layer which guarantees the required tightness. In order to cut through these three layers, the corresponding piercer of a closing device mentioned at the beginning has to fulfill different functions. In order to sever the paperboard layer, a plurality of saw teeth are often suggested, while a raised tooth with a front cutting edge cuts through the aluminum layer while a perforating tooth pierces the plastic layer before the aforesaid cutting edge can further cut the plastic film. In these containers made of laminated film material, in principle, the separation of the cardboard layer is a problem, especially if the serving for supporting partial punching that at least partially cuts through the cardboard layer does not match exactly with the cutting line of the piercer, so either the teeth are too weak or in the case of a large number of teeth, the cardboard material comes between the teeth and these can barely produce a perforated effect thereafter.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich jedoch um eine Verschlussvorrichtung die auf einem reinen Kunststofffolienmaterial aufgebracht wird. Solche Schlauchbeutel, in der Fachsprache meist Pouches genannt, wurden bisher nicht mittels vorgenannten Verschlussvorrichtungen geöffnet, sondern eine Öffnung war bereits ausgestanzt und ein Verschluss wurde mit seinem Ausguss lagekorrekt aufgeschweisst oder zwischen zwei Folienlagen eingeschweisst. Da hierdurch die Lagebeständigkeit des abgefüllten Lebensmittels oder Getränkes somit nur noch von der Dichtigkeit des Verschlusses abhängig ist, wurden solche Verschlüsse praktisch nur in unproblematischen Bereichen, insbesondere im Bereich der Kosmetik, verwendet.However, the present invention is a closure device which is applied to a pure plastic film material. Such tubular bags, called in the jargon mostly pouches, have not been opened by means of aforementioned closure devices, but an opening was already punched out and a closure was welded correct position with his spout or welded between two layers of film. As a result, the stability of the bottled food or beverage is thus dependent only on the tightness of the closure, such closures have been used practically only in unproblematic areas, especially in the field of cosmetics.

Bei der Verwendung der Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art bleibt der Behältnisbeutel bis zum Zeitpunkt der Erstöffnung vollständig verschlossen. Damit ist eine erhöhte Lagerfähigkeit gegeben. Hinzu kommt, dass bei solchen Lösungen auch die Kunststofffolie wesentlich robuster und mit höherer Wandstärke gestaltet ist als die sehr dünne Kunststofffolienschicht bei einer laminierten Folie. Hierdurch ergeben sich andere Anforderungen an die Verschliessvorrichtung. Erste Versuche mit Verschliessvorrichtungen der bekannten Art ergaben keine vertrauenswürdigen Resultate.When using the closure device of the type mentioned, the container bag remains completely closed until the time of the first opening. This gives an increased shelf life. In addition, in such solutions, the plastic film is much more robust and designed with a higher wall thickness than the very thin plastic film layer in a laminated film. This results in other requirements for the closing device. First attempts at sealing devices of the known type gave no reliable results.

Wie bereits erwähnt wird die erfindungsgemässe Verschlussvorrichtung auf einen Behälter aus reinem Kunststofffolienmaterial angebracht. Diese ein- oder mehrlagige Kunststofffolie ist wesentlich dicker als die Kunststofffolie die als Dichtigkeitsschicht in der Kompositfolie aus diversen Materialien verwendet wird.As already mentioned, the closure device according to the invention is applied to a container of pure plastic film material. This single or multi-ply plastic film is substantially thicker than the plastic film which is used as a sealant layer in the composite film of various materials.

Während bei der dünnen Folie wegen deren hohen Elastizität die Perforation erst erfolgen muss um eine sichere Öffnung zu gewährleisten, scheint dies bei der nun verwendeten Folie nicht mehr die zentrale Rolle zu spielen. Untersuchungen bei starker Vergrösserung habe gezeigt, dass offenbar die Folie aufgeritzt wird, unter Bildung von Spänen. Diese bauen sich vor den Schneidzähnen auf, erhöhen das erforderliche Drehmoment und führen zu unzuverlässigen Resultaten da oftmals die Rondolle an mehreren Stellen hängen bleiben und die Ausgussöffnung somit nicht korrekt frei geben.While in the thin film because of their high elasticity, the perforation must first be made to ensure a secure opening, this no longer seems to play the central role in the film now used. Investigations at high magnification have shown that apparently the film is scratched to form chips. These build up in front of the cutting teeth, increase the required torque and lead to unreliable results because often the Rondolle hang in several places and thus do not properly release the spout opening.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung dieser Erkenntnis rechnungtragend die Zähne ähnlich wie bei einer stahlverarbeitenden Schneidplatte mit Spanleitmittel zu versehen. Tatsächlich haben sich bei den bisherigen Lösungen diese Späne an der Zahnspitze aufgestaut, und entsprechend war die bisher aufzubringende Drehmomentleistung wesentlich höher als bei der nun vorliegenden Lösung gemäss Patentanspruch 1.It is therefore the object of the present invention, this knowledge bill-bearing teeth to provide similar to a steel-cutting insert with Spanleitmittel. In fact, these chips have dammed up at the tooth tip in the previous solutions, and accordingly the previously applied torque power was much higher than in the present solution according to claim 1.

Durchstosser wie beispielsweise aus den US-A-5020690 oder US-A-5141133 besitzen eine Vielzahl von Zähnen. Diese aneinandergrenzenden Zähne bilden praktisch die Gestalt eines ringförmigen Sägeblattes. Solche Lösungen haben entweder dazu geführt, dass eine Rondelle vollständig ausgeschnitten wurde und in den Behälter fiel oder das durch die Zähigkeit der Folie einzelne Zähne abgebrochen sind und in den Behälter gefallen sind. Handelt es sich wie hier üblich um Behälter für Getränke, so ist dies völlig unakzeptabel.Piercers such as from the US-A-5020690 or US-A-5141133 have a variety of teeth. These adjacent teeth form virtually the shape of an annular saw blade. Such solutions have either resulted in a rondelle being completely cut out and falling into the container or the teeth being broken by the toughness of the foil and dropped into the container. Is it like that? Common here around containers for drinks, so this is completely unacceptable.

Bisher ging man davon aus, dass eine Vielzahl von Zähnen vorteilhaft ist, da dadurch eine Vielzahl von Perforationen entstehen. Tatsächlich hat man jedoch festgestellt, dass eine Mehrzahl von Perforationen an sich keinen Vorteil ergibt. Vielmehr hat sich gezeigt, dass eine Vielzahl von Zähnen automatisch dazu führt, dass diese Zähne relativ schwach sein müssen. Dies führt zu dem bereits oben erwähnten Nachteil.So far, it was assumed that a large number of teeth is advantageous, as a result, a variety of perforations. In fact, however, it has been found that a plurality of perforations per se give no advantage. Rather, it has been shown that a large number of teeth automatically means that these teeth must be relatively weak. This leads to the disadvantage already mentioned above.

Aus dieser Erkenntnis heraus, sind entsprechend Weiterentwicklungen getätigt worden, bei denen einerseits die Zahl der Zähne reduziert und andererseits die Form der Zähne unterschiedlich gestaltet wurde. So ist beispielsweise aus der EP-A-1415926 eine Lösung mit lauter gleichen, jedoch ungleichmässig über den Umfang verteilten Zähnen bekannt. Ferner ist aus der US-A-6279779 eine Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt mit einem Durchstosser, der lediglich noch einen einzigen Zahn aufweist. Dieser Zahn ist entsprechend stark gestaltet und weist verschiedene Flächen mit unterschiedlicher Wirkung auf. Die Ein-Zahn-Version hat sich eindeutig nicht bewährt. Die Abläufe des Durchtrennens der Folie sowie deren Perforation, das nachfolgende Schneiden und schliesslich das Wegklappen des ausgeschnittenen Teiles, haben sich nicht in einem einzigen Element optimieren lassen. Daher hat die Anmelderin Versuche gefahren, mit einem Durchstosser gemäss der WO2007/030965 bei dem drei Zähne über den Umfang verteilt und minim von einer gleichmässigen Verteilung über den Umfang versetzt, vorhanden sind. Während Durchstosser dieser Art sich vielfach bewährt haben, kommen immer wieder Fälle vor, bei denen entweder die Folie vollständig ausgeschnitten wurde und das entsprechende Rondell in das Behältnis viel, oder bei anderen Fällen die Folien lediglich an drei Stellen etwa gleichweit eingeschnitten worden und die Folie blieb verschliessend über der Öffnung hängen.Based on this finding, further developments have been made, in which on the one hand reduces the number of teeth and on the other hand, the shape of the teeth was designed differently. For example, from the EP-A-1415926 a solution with all the same, but unevenly distributed around the circumference teeth known. Furthermore, from the US-A-6279779 a closure device of the type mentioned above known with a piercer, which only has a single tooth. This tooth is designed accordingly strong and has different surfaces with different effects. The one-tooth version has clearly not proven. The processes of cutting through the film and its perforation, the subsequent cutting and finally the folding away of the cut-out part, can not be optimized in a single element. Therefore, the applicant has driven experiments with a piercer according to the WO2007 / 030965 in which three teeth are distributed around the circumference and minimally offset by a uniform distribution over the circumference, are present. While piercers of this type have been proven many times, there are always cases in which either the film was completely cut out and the corresponding roundel in the container much, or in other cases, the films have been cut approximately equal in three places about the same width and the film remained hang over the opening.

Dies lässt sich bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verhindern indem der Durchstosser genau zwei gleich hohe Zähne aufweist, die beide innerhalb eines Winkelbereichs von 70 bis 120° des Umfanges angeordnet sind. Dies bewirkt, dass die aufzuschneidende Kunststofffolie von den beiden Zähnen vorgespannt wird und danach gleichzeitig die Folie zu schneiden beginnen und dabei der Folgezahn nach einer kurzen Strecke in den Schneidbereich des Vorderzahnes kommt und damit unwirksam wird. Folgt die Perforation der Folie praktisch sogleich bei der ersten Berührung, so kann trotzdem die Folie nicht vollständig kreisförmig ausgeschnitten werden und somit fällt auch kein Kunststofffolienrondell in den Behälter. Erfolgt die Perforation und der folgende Schnitt relativ spät, so wird immer noch ein genügend langer Schnitt erzeugt, der sicherstellt, dass der Schnitt des Folgezahnes im Bereich des Schnittes des vorderen Zahnes hineinläuft und hierdurch wird immer noch ein Schnitt, der sich über mehr als 180° erstreckt, erzielt, sodass die Folie genügend weit aufgeschnitten ist, um einen genügenden Durchfluss zu erzielen.This can be prevented in a preferred embodiment of the invention by the piercer having exactly two equal teeth, both of which are arranged within an angular range of 70 to 120 ° of the circumference. This causes the plastic film to be cut to be pre-tensioned by the two teeth and at the same time start to cut the film, with the trailing tooth coming into the cutting area of the front tooth after a short distance, thus becoming ineffective. If the perforation of the film follows practically immediately at the first contact, the film can nevertheless not be cut out in a completely circular manner and thus no plastic film rondel falls into the container. If the perforation and the subsequent cut are made relatively late, a sufficiently long incision will still be made to ensure that the incision of the trailing tooth will be in the area of the incision of the anterior tooth, and this will still result in a cut exceeding 180 °, so that the film is cut wide enough to achieve a sufficient flow.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:In the drawing, a preferred embodiment of the subject invention is illustrated and described below. It shows:

1 den geschlossenen Kunststoffverschluss vor der Erstbenutzung in einer Seitenansicht und 1 the closed plastic closure before first use in a side view and

2 denselben in einem diametralen Vertikalschnitt 2 the same in a diametrical vertical section

3 zeigt einen für harte Kunststofffolien geeigneten Durchstosser mit zwei um einen Winkel versetzten Zähne mit anderer Schneidcharakteristik und 3 shows a suitable for hard plastic films Durchstosser with two offset by an angle teeth with different cutting characteristics and

4 denselben Durchstosser um 120° gedreht. 4 the same piercer rotated by 120 °.

5 zeigt ein Last-Zeit Diagramm für den Durchstosser gemäss den 3 und 4, während 5 shows a load-time diagram for the piercer according to the 3 and 4 , while

6 ein solches Last-Zeit Diagramm für den Durchstosser ohne die Zähnekonfiguration gemäss den 3 und 3 darstellt. 6 Such a load-time diagram for the piercer without the teeth configuration according to the 3 and 3 represents.

Die Kunststoffverschlussvorrichtung ist insgesamt mit 1 bezeichnet. Diese umfasst drei Bauteile von denen zwei herstellungstechnisch einstückig gefertigt sein können, wie dies nachfolgend beschrieben und in den 4 und 5 dargestellt ist. Die Kunststoffverschlussvorrichtung 1 besitzt eine Schraubkappe 4, an deren unteren Rand fluchtend mit der Mantelwand der Schraubkappe, ein Garantieband 7 über Sollbruchstellenbrücken 8 angeformt ist. In der Seitenansicht gemäss der 1, ist von der Verschlussvorrichtung 1 lediglich noch ein Flansch 3, der Teil des Unterteiles 2 ist, erkennbar.The plastic closure device is a total of 1 designated. This includes three components, two of which can be produced in one piece from a manufacturing point of view, as described below and in FIGS 4 and 5 is shown. The plastic closure device 1 has a screw cap 4 , at the lower edge in alignment with the jacket wall of the screw cap, a guarantee strip 7 via predetermined breaking point bridges 8th is formed. In the side view according to the 1 , is from the shutter device 1 only one more flange 3 , the part of the lower part 2 is, recognizable.

In der Schnittzeichnung gemäss der 2 erkennt man, dass die Schraubkappe 4 eine Mantelwand 9 aufweist, sowie eine Deckfläche 10. Die Schraubkappe 4 hat eine Innengewinde 11, dass als Feingewinde gestaltet ist. Der Unterteil 2 mit seinem Flansch 3, der der Schweiss- oder Klebverbindung mit dem Behälter dient, besitzt einen zylindrischen Ausguss 6, der rohrförmig ist und beidseitig offen. Dieser Ausguss 6 hat ein Aussengewinde 12, dass ebenso als Feingewinde gestaltet ist und beim Auf- und Abschrauben der Schraubkappe 4 mit dem Innengewinde 11 der Schraubkappe 4 kämmt. Das Feingewinde 11, 12 ist bevorzugterweise als zweigängiges Gewinde gestaltet. Das Feingewinde hat den Vorteil einer einfachen Montage, indem das Innengewinde der Schraubkappe ratschenartig über das Aussengewinde 12 des Ausgusses 6 geschoben werden kann. Dies erlaubt eine Montage ohne Relativverdrehung der Teile zueinander. In der Schraubkappe 4 sind zwei einander diametral gegenüberstehende Mitnehmer 13 vorhanden, die auf der Unterseite der Deckfläche 10 der Schraubkappe 4 angeformt sind. Diese Mitnehmer 13 wirken zusammen mit Mitnehmer 14 im Durchstosser 5. Dieser Durchstosser 5 wird nachfolgend anhand der 4 und 5 detailiert beschrieben.In the sectional drawing according to the 2 you realize that the screw cap 4 a jacket wall 9 has, as well as a top surface 10 , The screw cap 4 has an internal thread 11 that is designed as a fine thread. The lower part 2 with its flange 3 , which serves the welding or adhesive connection with the container, has a cylindrical spout 6 , which is tubular and open on both sides. This spout 6 has an external thread 12 that is designed as a fine thread and when screwing and unscrewing the screw cap 4 with the internal thread 11 the screw cap 4 combs. The fine thread 11 . 12 is preferably as designed double thread. The fine thread has the advantage of easy assembly by the internal thread of the screw cap ratchet over the external thread 12 the spout 6 can be pushed. This allows mounting without relative rotation of the parts to each other. In the screw cap 4 are two diametrically opposed drivers 13 present on the underside of the deck area 10 the screw cap 4 are formed. These drivers 13 work together with takers 14 in the piercer 5 , This piercer 5 is described below on the basis of 4 and 5 described in detail.

Wie bereits erwähnt, fertigt man den Durchstosser 5 und den Unterteil 2 einstückig, sowie dies in der 4 dargestellt ist. Hier bilden der Unterteil 2 und der Durchstosser 5 zusammen eine Halbfabrikat, das mittels einer einzigen Spritzgussform herstellbar ist. Zur Montage können Unterteil 2 und Durchstosser 5 einfach zusammengestossen werden. Hierbei kommt der Durchstosser 5 vollständig innerhalb des zylindrischen Ausgusses 6 zu liegen. In dieser Position als Halbfabrikat ist der Durchstosser 5 über Sollbruchstellen 15 am oberen Rand des Ausgusses 6 angeformt. Der Durchstosser 5 besteht aus einem zylindrischen Rohrabschnitt 16, der aussen ein Grobgewinde 17 besitzt. Dieses Grobgewinde 17 mit einer grossen Steigung, kämmt mit einem entsprechend angepassten trapezförmiges Gewinde 18 auf der Innenseite des Ausguss 6. Der Durchstosser 5 besitzt zudem zwei einander diametral gegenüberstehende Mitnehmerrippe 19, an die die bereits zuvor genannten Mitnehmer 13 der Schraubkappe 4 bei der entsprechenden Schraubbewegung zum Anliegen kommen. Am unteren Rand des Durchstossers 5 sind zwei vereinfachte Schneidzähne in korrekter Anordnung aber nicht in erfindungsgemässer Ausgestaltung angeformt, von denen in der 2 beide sichtbar sind. Die Zähne zeigen eine herkömmliche Form. Der vorlaufende Zahn ist mit 20 und der nachlaufende Zahn mit 21 bezeichnet. Beide Zähne 20, 21 weisen dieselbe Länge l auf. Diese Länge bezeichnet die vertikale Strecke von der Unterkante 22 des zylindrischen Rohrabschnittes 16 bis zur Spitze 23 des entsprechenden Schneidzahnes.As already mentioned, the piercer is made 5 and the lower part 2 in one piece, as well as in the 4 is shown. Here form the lower part 2 and the piercer 5 together a semi-finished product that can be produced by means of a single injection mold. For mounting can lower part 2 and piercers 5 just be crushed. Here comes the piercer 5 completely within the cylindrical spout 6 to lie. In this position as a semi-finished product is the piercer 5 over predetermined breaking points 15 at the top of the spout 6 formed. The piercer 5 consists of a cylindrical pipe section 16 , the outside a coarse thread 17 has. This coarse thread 17 with a large pitch, meshes with a suitably adapted trapezoidal thread 18 on the inside of the spout 6 , The piercer 5 also has two diametrically opposed driving rib 19 to which the previously mentioned drivers 13 the screw cap 4 come to the concern during the corresponding screwing. At the bottom of the piercer 5 are two simplified cutting teeth in the correct arrangement but not formed in the inventive embodiment, of which in the 2 both are visible. The teeth show a conventional shape. The leading tooth is with 20 and the trailing tooth with 21 designated. Both teeth 20 . 21 have the same length l. This length denotes the vertical distance from the lower edge 22 of the cylindrical pipe section 16 to the top 23 the corresponding cutting tooth.

Im zusammengebauten Zustand, wie dies die 2 zeigt, liegt der Durchstosser 5 vollständig innerhalb des zylindrischen Ausgusses 6. Hierbei liegt die Spitze resp. die beiden Spitzen der Schneidzähne 20, 21 etwa auf der Höhe der Unterkante des Flansches 3 des Unterteiles 2. Bei einer Abschraubbewegung der Schraubkappe 4 bewegt sich der Durchstosser 5 in axialer Richtung gegenläufig, wobei der Durchstosser einen wesentlich grösseren translatorischen Vertikalweg pro Umdrehung durchführt, als die Schraubkappe 4 in der Gegenrichtung. Tatsächlich führt der Durchstosser 5 maximal eine Rotationsbewegung um ca. 330° durch, während die Schraubkappe ein oder mehrere Umgänge bis zum vollständigen Abschrauben durchführt.In the assembled state, like this one 2 shows, lies the piercer 5 completely within the cylindrical spout 6 , Here is the tip resp. the two tips of the cutting teeth 20 . 21 approximately at the height of the lower edge of the flange 3 of the lower part 2 , During a screwing off the screw cap 4 the piercer moves 5 in the axial direction in opposite directions, wherein the piercer performs a much larger translational vertical path per revolution, as the screw cap 4 in the opposite direction. In fact, the piercer leads 5 maximum rotational movement of about 330 °, while the screw cap performs one or more passes until it is completely unscrewed.

Zieht man von den beiden Zahnspitzen 23 Radien zum Zentrum der Längsachse, so bildet sich dazwischen ein Winkel α. Dieser Winkel α muss innerhalb eines Winkelbereiches zwischen 70° und 120° betragen. Zudem ist es vorteilhaft, wenn man das Aussengewinde des Durchstossers 5 und das Innengewinde 18 des Ausgusses 6 so steil wählt, dass bei der Abschraubbewegung der Schraubkappe 4 die Schneidzähne 20, 21 in Schneidrichtung vom Berührungspunkt auf der zu durchtrennenden Kunststofffolie des Behälters, bis zur vollständig beendeten Abschraubbewegung der Schraubkappe 4, einen maximalen Schneidweg von 210° durchläuft. Zählt man nun zu diesen 210° den maximalen Winkel, den der vorlaufende Zahn 20 und der nachlaufende Schneidzahn 21 miteinander einschliessen, nämlich einen Winkel von 120° dazu, so ergibt dies eine maximale Schneidlinie die sich über 330° erstreckt. Damit verbleibt eine genügende Verbindung zwischen der Kunststofffolie des Behältnisses und der erwähnten Lasche L. Geht man jedoch vom schlechtesten Fall aus, dass erst nach einer Viertelumdrehung, also nach 90°, die Perforation der Folie erfolgt und der Winkel zwischen den beiden Schneidzähnen lediglich 70° beträgt, so führt der vordere Zahn immer noch eine mindest Schnittlinie von 120° durch, während der nachlaufende Zahn 21 die zusätzlichen 70° durchlaufen, sodass auch im schlechtesten Fall noch eine Schnittlinie von über 180° gebildet wird.If you pull from the two tips of the teeth 23 Radii to the center of the longitudinal axis, so forms an angle α between them. This angle α must be within an angular range between 70 ° and 120 °. In addition, it is advantageous if the external thread of the piercer 5 and the internal thread 18 the spout 6 so steeply chooses that during the unscrewing movement of the screw cap 4 the cutting teeth 20 . 21 in the cutting direction from the point of contact on the plastic film to be cut through the container, until fully completed Abraubbewegung the screw cap 4 , a maximum cutting path of 210 ° passes. If one now counts to these 210 ° the maximum angle that the leading tooth 20 and the trailing cutting tooth 21 enclose with each other, namely an angle of 120 ° to this, this results in a maximum cutting line which extends over 330 °. This leaves a sufficient connection between the plastic film of the container and the mentioned tab L. However, if one proceeds from the worst case that only after a quarter turn, ie after 90 °, the perforation of the film takes place and the angle between the two cutting teeth only 70 ° is, the front tooth still performs a minimum cutting line of 120 °, while the trailing tooth 21 go through the additional 70 °, so even in the worst case, a cutting line of more than 180 ° is formed.

Bekanntlich sind Kunststofffolien in sehr viel verschiedenen Qualitäten erhältlich. Sie unterscheiden sich nicht nur in der Wahl bezüglich der verwendeten Kunststoffe, sondern auch in den Dicken, der Zähigkeit, in der Härte und so weiter. Für die Herstellung von Schlauchbeuteln die eine vergleichbare Festigkeit haben sollen wie solche aus mehrlagigen Laminaten mit Karton liessen sich mit den bisher bekannten Kunststoffverschlussvorrichtungen solche Kunststofffolien nicht zuverlässig öffnen. Je fester die verwendete Folie war umso grösser musste auch die Wandstärke der Zähne sein und damit liessen sich dann die Folien kaum noch öffnen ohne dass dabei ein zu hohes Drehmoment erforderlich war, welches den Benutzern nicht zumutbar ist. Entsprechend hat man zwar die Schlauchbeutel insgesamt aus diesen relativ dicken und harten Material hergestellt, darin jedoch eine Öffnung gestanzt und diese Öffnung mit einem Folienabschnitt verschlossen, der wesentlich weicher und zum Schneiden mit den bisher üblichen Kunststoffverschlussvorrichtungen möglich war, der dann auf den Folienabschnitt aufgeschweisst worden ist.As is known, plastic films are available in many different qualities. They differ not only in the choice of the plastics used, but also in the thickness, the toughness, in the hardness and so on. For the production of tubular bags which should have a comparable strength as those made of multilayer laminates with cardboard could be with the hitherto known plastic closure devices such plastic films not open reliably. The firmer the foil used, the bigger the wall thickness of the teeth had to be, and so the foils could barely be opened without the need for excessive torque, which is not reasonable for the users. Accordingly, it has indeed made the tube bag as a whole from these relatively thick and hard material, but punched an opening and closed this opening with a film section, which was much softer and for cutting with the usual plastic closure devices was possible, which was then welded onto the film section is.

Von dieser Technik möchte man abrücken und es hat sich gezeigt, dass dies dann möglich ist, wenn man sowohl den vorlaufenden als auch den nachlaufenden Zahn so gestaltet, wie dies in den 3 und 4 dargestellt ist. Während man bei den bisherigen Zähnen besonders Wert auf eine Perforation der Folie legte, wird nun das Gewicht auf das Schneiden der Folie gelegt. Bei den weicheren Kunststofffolien tritt eine viel stärkere Dehnung auf und entsprechend war es relativ wesentlich, dass die beiden Zähne etwa gleichzeitig auftreffen und dabei die Folie gespannt wird, so dass dann eine Perforation stattfindet, worauf darauf die Folie selbst entlang der Schneidkante der entsprechenden Zähne praktisch ohne Widerstand sich schneiden liess. Dies geht beispielsweise aus dem Zeit-Last Diagramm gemäss der 6 hervor. Die 5 hingegen zeigt das Last-Zeit Diagramm des Durchstossers gemäss den 3 und 4 mit der erfindungsgemässen Zähnekonfiguration. Die beiden Kurven sind insofern nicht direkt vergleichbar, da im Fall der 6 eine dünne, wesentlich elastischere Folie geschnitten wird, während im Diagramm der 5 eine dickere Folie die wesentlich härter aber weniger elastisch ist, geschnitten worden ist.One would like to move away from this technique and it has been shown that this is possible, if you have both the leading and the Trailing tooth designed as in the 3 and 4 is shown. While emphasis was placed on a perforation of the film in the previous teeth, now the weight is placed on the cutting of the film. In the softer plastic films, a much greater elongation occurs and, accordingly, it was relatively essential that the two teeth impact approximately simultaneously and the film is stretched, so that then a perforation takes place, whereupon the film itself practically along the cutting edge of the corresponding teeth cut without resistance. This is for example the time-load diagram according to the 6 out. The 5 on the other hand, the load-time diagram shows the puncture according to the 3 and 4 with the inventive tooth configuration. The two curves are not directly comparable insofar as in the case of 6 a thin, much more elastic foil is cut while in the diagram of the 5 A thicker film that is much harder but less elastic has been cut.

Man erkennt in der 6, dass das Drehmoment langsamer ansteigt bis zum Zeitpunkt der Perforation eines ersten der beiden Zähne worauf das Drehmoment sofort abfällt bis der zweite Zahn zu wirken beginnt und danach sehr steil abzufallen.One recognizes in the 6 in that the torque increases more slowly until the time of perforation of a first of the two teeth, whereupon the torque drops immediately until the second tooth starts to act and then falls off very steeply.

Im Gegensatz dazu steigt bei der Durchtrennung der dickeren Folie mittels dem Durchstosser mit dem neu konzipierten Zahnformen die aufzubringenden Last schneller an bis der maximale Druck auf der Folie erfolgt und die Schneidwirkung beginnt. Der Lastabfall nimmt nun kontinuierlich ab bis der erste Folgezahn zu wirken beginnt und im abfallenden Bereich erkennt man dann noch die zusätzliche Wirkung der weiteren Folgezähne. Trotz der wesentlich härteren Folie ist der erforderliche Kraftaufwand praktisch gleichbleibend. Dieses erstaunliche Ergebnis, hängt damit zusammen, dass bei der dickeren Folie diese kaum noch reisst, sondern entsprechend viel mehr geschnitten werden muss, wobei die Schneidcharakteristik ähnlich einer Schneidplatte bei einem Drehwerkzeug gleicht. Mikroskopisch stellt man fest, dass der Kunststoff unter Spanbildung geschnitten wird und dieses Späne müssen in einen Raum leitbar sein um zu verhindern, dass diese vor dem eigentlichen Schneidpunkt der Zähne gelangt und damit das Drehmoment erheblich erhöhen.In contrast, when the thicker film is severed by the piercer with the newly designed tooth form, the load to be applied increases faster until the maximum pressure is applied to the film and the cutting action begins. The load drop now decreases continuously until the first trailing tooth begins to act, and in the sloping region, one then recognizes the additional effect of the further trailing teeth. Despite the much harder foil of the required force is practically constant. This amazing result is related to the fact that in the thicker film this hardly ruptures, but must be cut accordingly much more, the cutting characteristic is similar to a cutting plate in a turning tool. Microscopically, it can be seen that the plastic is cut under chip formation and this chips must be able to be conducted into a room to prevent them from reaching the actual cutting point of the teeth and thus significantly increase the torque.

Der Durchstosser gemäss den 3 und 4 ist insgesamt mit 5 bezeichnet. Dieser besitzt einen zylindrischen Rohrabschnitt 16 auf deren Aussenseite ein Grobgewinde 17 eingeformt ist. In dieses Grobgewinde greift dann das trapezförmige Gewinde 18 im zylindrischen Ausguss 6 ein. Der zylindrische Abschnitt 16 ist auf der Innenseite mit Mitnehmerrippen 19 versehen. Der zylindrische Abschnitt 16 ist im Durchmesser bei dieser Variante im unteren, Schneidbereich 26 im Durchmesser um etwa der Tiefe des Grobgewindes 17 reduziert. Am unteren Rand dieses verjüngten Schneidbereiches 26 ist wiederum ein vorlaufender Schneidzahn 20 und ein nachlaufender Schneidzahn 21 vorgesehen. Während bei der zuvor beschriebenen Variante dieser Schneidzahn in Schneidrichtung vorlaufend eine gerade, relativ steile Schneidfläche vorhanden ist, ist hier diese vorlaufende Schneidkante gestuft und es sind gestaffelt mehrere Folgezähne 24 vorhanden die absteigend auf unterschiedlichen Höhen sind. Je nach Eindringtiefe wird eine nach der anderen dieser Folgezähne in Einsatz kommen. Zwischen jeweils dem vordersten, vorlaufenden und nachlaufenden Schneidzahn 20, 21 und der in Schneidrichtung vorlaufend angeordneten Schneidzahn 24 befindet sich ein Spanaufnahmeraum 25 der etwa bogenförmig verläuft. Auch zwischen zwei jeweils benachbarten Folgezähne 24 befindet sich jeweils ein solcher Spanaufnahmeraum 25. Dies ist am deutlichsten in der 7 erkennbar.The piercer according to 3 and 4 is total with 5 designated. This has a cylindrical pipe section 16 on the outside of a coarse thread 17 is formed. In this coarse thread then accesses the trapezoidal thread 18 in the cylindrical spout 6 one. The cylindrical section 16 is on the inside with driver ribs 19 Mistake. The cylindrical section 16 is in the diameter in this variant in the lower, cutting area 26 in diameter about the depth of the coarse thread 17 reduced. At the bottom of this tapered cutting area 26 is in turn a leading cutting tooth 20 and a trailing cutting tooth 21 intended. While in the previously described variant of this cutting tooth in the cutting direction leading a straight, relatively steep cutting surface is present, here this leading cutting edge is stepped and there are staggered several consecutive teeth 24 which are descending at different heights. Depending on the depth of penetration, one after the other of these follower teeth will come into use. Between each of the foremost, leading and trailing cutting tooth 20 . 21 and the leading edge disposed in the cutting direction cutting tooth 24 there is a chip storage room 25 which runs approximately arcuately. Also between two neighboring teeth 24 each is such a chip receiving space 25 , This is most evident in the 7 recognizable.

Im Gegensatz zur ersten gezeigten Lösung, bei denen die Zähne praktisch nur eine Perforierwirkung mittels einer Perforierspitze 23 haben und danach die vorlaufende Schneidkante 28 wirkt, arbeiten hier sowohl die beiden Hauptzähne, nämlich der vorlaufende Schneidzahn 20 und der nachlaufende Schneidzahn 21 ebenso wie die gestaffelten Folgezähne 24 alle gleich und haben alle zusammen eine spanabhebende Schneidwirkung. Daher muss nachdem der vorlaufende Zahn und der nachlaufende Zahn 20, 21 durch die Folie hindurch sind ein Folgezahn 24 dessen Funktion übernehmen. Daher sind auch diese Folgezähne in der Höhe gestaffelt angeordnet, da der Durchstosser 5 bei der Schraubwirkung immer tiefer in das aufzuschneidende Behältniss eindringt. Auch die Folgezähne wirken spanabhebend und entsprechend sind auch die Folgezähne jeweils mit je einem Spanaufnahmeraum 25 versehen. Sinnvollerweise sind die zuerst wirksamen Spanaufnahmeräume 25 grösser als die nachfolgend wirksamen Spanaufnahmeräume.In contrast to the first solution shown, in which the teeth practically only a Perforierwirkung means of a perforating tip 23 and then the leading cutting edge 28 works, here work both the two main teeth, namely the leading cutting tooth 20 and the trailing cutting tooth 21 as well as the staggered trailing teeth 24 all the same and all together have a cutting action. Therefore, after the leading tooth and the trailing tooth 20 . 21 through the film are a follow tooth 24 take over its function. Therefore, these follower teeth are staggered in height, since the piercer 5 penetrates ever deeper into the container to be cut at the screw action. The follow-up teeth also have a metal-cutting action, and the follow-up teeth are also correspondingly each with a chip receiving space 25 Mistake. Logically, the first effective chip receiving spaces 25 greater than the following effective chip receiving spaces.

Obwohl in der Figur nur Lösungen dargestellt sind bei denen zwei Schneidzähne 20 und 21 vorhanden sind, deren Spitzen 23 einen Zentrumswinkel von vorzugsweise 70° bis 120° einschliessen, ist es durchaus denkbar auch lediglich einen ersten Schneidzahn 20 vorzusehen. Dieser erste Schneidzahn 20 hat aber immer einen Folgezahn 24. Zwischen dem ersten Schneidzahn 20 und dem ersten Folgezahn 24 ist auch immer ein Spanaufnahmeraum 25 vorhanden. Bevorzugterweise sind aber immer zwei bis drei Folgezähen vorhanden, die gestaffelt wirksam werden. Hierzu müssen diese Folgezähne 24 den ersten Schneidzahn vorlaufend angeordnet sein. Sinnvollerweise sieht man auch zwischen jeweils zwei benachbarten Folgezähne einen Spanaufnahmeraum 25 vor. Beim Öffnen wirkt folglich immer zuerst der erste und eventuell gleichzeitig auch der zweite Schneidzahn 21 und danach gestaffelt nach der Eindringtiefe des Durchstossers in die Folie des Schlauchbeutels wirken dann die voraus laufenden Folgezähne. Der der Unterkante 22 des Rohrabschnittes 16 am nächsten liegende Folgezahn wird somit zuletzt wirksam.Although in the figure only solutions are shown where two cutting teeth 20 and 21 are present, their tips 23 Include a center angle of preferably 70 ° to 120 °, it is quite possible even only a first cutting tooth 20 provided. This first cutting tooth 20 but always has a follow tooth 24 , Between the first cutting tooth 20 and the first consecutive tooth 24 is always a chip receiving space 25 available. Preferably, however, there are always two to three follow-on teeth, which are staggered effect. For this, these follow teeth 24 be arranged leading the first cutting tooth. It makes sense to see a chip receiving space between each two neighboring teeth 25 in front. When opening, therefore, always the first and possibly acts first at the same time also the second cutting tooth 21 and then staggered according to the penetration depth of the puncture in the film of the tubular bag then act in advance leading teeth. The lower edge 22 of the pipe section 16 The next following tooth thus becomes effective last.

Der Spanaufnahmeraum 25 verläuft bogenförmig. Er bildet im wesentlichen von der aufzuschneidende Folie her gesehen konkav zur Unterkante 22 hin. Zudem liegen sämtliche Spitzen sowohl der Schneidzähne 20, 21 als auch der Folgezähne 24 auf der inneren Wandseite des zylindrischen Abschnittes, so dass der konkave Hohlraum gewölbt nach Aussen gerichtet ist. Die Spanaufnahmeräume 25 wirken folglich gleichzeitig auch als Spanleitfläche. Derartig gestaltete Spanleitflächen sind beispielsweise bei Schneidwerkzeugen für die spanabhebende Industrie bekannt. Für Anwendungen der hier interessierenden Art sind solche Spanleitflächen jedoch unbekannt, nicht zuletzt deshalb, weil man sich auch nicht bewusst war, dass bei den hier interessierenden dickeren und härteren Folien überhaupt ein Span entsteht.The chip storage room 25 runs arcuately. It essentially forms concave from the foil to be cut down to the lower edge 22 out. In addition, all tips are both the cutting teeth 20 . 21 as well as the subsequent teeth 24 on the inner wall side of the cylindrical portion, so that the concave cavity is curved outwards. The chip receiving rooms 25 Consequently, they also act as chip guiding surfaces. Such designed chip guide surfaces are known for example in cutting tools for the machining industry. However, such chip guiding surfaces are unknown for applications of the type of interest here, not least because they were also unaware that a chip is even created in the case of the thicker and harder films of interest here.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5020690 A [0008]
US 5141133 A [0008]
EP 1415926 A [0010]
US 6279779A [0010]
WO 2007/030965 [0010]

Claims

Closure device ( 1 ) of plastic for attachment to the wall of a closed container made of plastic film material, comprising a lower part ( 2 ) with cylindrical spout ( 6 ) and a flange ( 3 ) for attachment to the wall of the container and a screw cap ( 4 ) on the lower part ( 2 ) is screwed, and a cylindrical piercing ( 5 ) with external thread, which is open in the axial direction on both sides and in the spout ( 6 ) of the lower part ( 2 ) runs in an internal thread, wherein in the screw cap ( 4 ) Medium ( 44 ) are present, which at the first unscrewing the screw cap ( 4 ) the piercer ( 5 ) screw down, and that the cylindrical piercer ( 5 ) at the cylindrical wall, at the end which is directed in the assembled state to the container wall at least one cutting tooth ( 20 . 21 . 22 ) is arranged, characterized in that in the direction of the foil to be cut one of these nearest lying first cutting tooth ( 20 ) at least one staggered successively arranged tooth ( 25 ) in the direction of rotation which becomes effective with increasing penetration depth and that between the first cutting tooth ( 20 ) and the first trailing tooth ( 24 ) a chip receiving space ( 25 ) is available.

Closure device according to claim 1, characterized in that the first trailing tooth ( 24 ) at least one further trailing tooth ( 24 ) follows, which in turn follows in further effect with further penetration depth of the piercer in the film to be opened the first trailing tooth.

Closure device according to claim 1, characterized in that also between in each case two adjacent consecutive teeth ( 24 ) a chip receiving space ( 25 ) is available.

Plastic closure device according to one of claims 1-3, characterized in that each chip receiving space ( 25 ) one to the lower edge ( 22 ) of the pipe section ( 16 ) and curved towards the center concave surface is effective as Spanleitfläche.

Plastic closure device according to one of claims 1-4, characterized in that two cutting teeth ( 20 . 21 ), of which at least the leading cutting tooth ( 20 ) at least one trailing tooth ( 24 ) having.

Plastic closure device according to claim 4, characterized in that both cutting teeth ( 20 . 21 ) each with at least one trailing tooth ( 24 ) are provided.

Plastic closure device according to claim 4, characterized in that the two cutting teeth ( 20 . 21 ) so at the beginning of the cylindrical pipe section ( 16 ) are distributed, that the leading cutting tooth ( 20 ) with the following cutting tooth ( 21 ) encloses an angle of 70 ° to 120 °.

Closure device according to one of claims 1-7, characterized in that the tip ( 23 ) of all cutting teeth ( 20 . 21 ) and all subsequent teeth ( 24 ) on the cylindrical inner surface of the cylindrical pipe section ( 16 ) lie.

Closure device according to claim 1, characterized in that the wall thickness of the two cutting teeth ( 20 . 21 ) is equal to the wall thickness of the cylindrical pipe section ( 16 ) of the puncture ( 5 ).