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Aus einer Kunststoffolie gebildeter Beutel Die Erfindung betrifft
einen aus einer Kunststofffolie gebildeten Beutel mit zwei gegenüberliegenden, an
den Seitenkanten und am Boden dicht miteinander verbundenen Beutelwänden, an deren
Innenseite im Abstand von den freien Beutelrändern jeweils einstückig mit diesen
eine eine Vollrippe und eine Hohlrippe aufweisende Verschlußeinrichtung angebracht
ist, die infolge ihrer Gestaltung von außen leichter als von innen trennbar ist.
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Bekannt ist bereits ein Beutel, an dessen gegenüberliegenden Beutelwänden
im Abstand von der jeweiligen Endkante je eine Anzahl von Verschlußleisten in Form
von Hohlrippen auf der einen Seite und Vollrippen auf der anderen Seite einstückig
angebracht sind, die zum Schließen des Beutels miteinander in Eingriff gebracht
werden können. Die Vollrippe hat dabei einen beidseitig gleichmäßig verdickten Kopf,
der in geschlossenem Zustand von den Armen der Hohlrippe überfangen wird, so daß
eine beidseitige Verhakung eintritt. Da die Verschlußteile symmetrisch angeordnet
sind, ist der Widerstand gegen Öffnen von außen gleich dem Widerstand gegen Öffnen
von innen. Bei häufigem ) Öffnen und Schließen ergibt sich dabei der Nachteil, daß
die verhältnismäßig dünne Folie beim Öffnen reißen kann, und außerdem ist für das
Ineinanderbringen der Verschlußteile eine verhältnismäßig große Kraft erforderlich.
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Dieser Nachteil wird bei einem anderen bekannten Beutel vermieden,
bei dem auf die Beutelwände innen Leisten aufgeschweißt werden, die jeweils ein
Verschlußteil tragen. Diese sind jedoch so ausgebildet, daß zum Öffnen von außen
eine kleinere Kraft erforderlich ist als zum Öffnen von innen. Dies wird dadurch
erreicht, daß der Kopf der Hohlrippe unsymmetrisch ist und nach innen mehr als nach
außen übersteht. Hierdurch ergibt sich an der Innenseite eine stärkere Verhakung
als nach außen, wodurch die unterschiedliche Öffnungskraft erreicht wird.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei den von außen mit
geringerer Kraft als von innen öffenbaren Beuteln die Sicherheit gegen Austreten
des Inhalts aus dem Beutel mit einem minimalen Materialverbrauch und sehr leichtem
Öffnen von außen zu verbinden. Diese Aufgabe wird bei den eingangs erwähnten Beuteln
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Widerstand gegen Trennen der Verschluß
einrichtung von innen mindestens gleich ist der Bruchfestigkeit oder Reißfestigkeit
der Folie und gleichzeitig der Widerstand gegen Trennen der Verschluß einrichtung
von innen ein Mehrfaches beträgt gegenüber dem Widerstand gegen ein Trennen von
außen.
Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß die an den Beutel jeweils zu stellende
Forderung auf Zerreißfestigkeit der Beutelwände in eine günstige Beziehung zum Verschluß
gebracht wird. Der Widerstand gegen Öffnen des Verschlusses von innen und gegen
Zerreißen der Beutelwände ist dabei in einem Grenzfall gleich, in der Erkenntnis,
daß die Sicherung des Inhalts des Beutels keine anderen Werte verlangt.
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Da diese Gleichheit in der Praxis nur mit Schwierigkeit erreicht werden
kann, ist es vielfach günstig, die Kraft gegen Öffnen von innen größer als die Zerreißfestigkeit
zu machen, da dies praktisch ohne zusätzlichen Materialaufwand durch entsprechende
Gestaltung der Verschlußeinrichtung erreicht werden kann.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung des zylindrischen Filmes
mit Verschlußeinrichtungen nach der Erfindung; Fig. 2 ist eine Ansicht eines Behältermaterials,
bei dem die Verschlußrippen entsprechend Fig. 1 miteinander verriegelt sind; Fig.
3 ist eine perspektivische Darstellung eines ebenen Filmes, der in der Nähe der
Mitte mit Verschluß einrichtungen ausgestattet ist; F i g. 4 ist eine Seitenansicht
zur Veranschaulichung der Verschlußeinrichtungen nach F i g. 3 im ineinandergreifenden
Zustand;
Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung eines ebenen
Filmes mit Verschlußeinrichtungen an beiden Enden; F i g. 6 ist eine erläuternde
Ansicht zur Veranschaulichung des Ineinandergreifens der Verschlußeinrichtungen
nach F i g. 5; Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung eines Filmes mit Verschlußeinrichtungen,
der durch kontinuierliches Schneiden bearbeitet wird, sowie zur Veranschaulichung
des so bearbeiteten Behältermaterials; Fig. 8 ist eine erläuternde Darstellung zur
Veranschaulichung des Öffnens und Schließens eines Behältermaterials nach der Erfindung
und zur Veranschaulichung der an den Verschlußeinrichtungen wirkenden und auszuübenden
Kräfte; Fig. 9 ist eine Darstellung des Voll- und des Holrrrippenteils einer Verschlußeinrichtung
in größerem Maßstab; F i g. 10 ist ein Schnitt zur Veranschaulichung einer abgewandelten
Vollrippenform nach F i g. 9; F i g. 11 ist ein Schnitt zur Veranschaulichung einer
weiteren abgewandelten Form des Hohlrippenteiles entsprechend F i g. 9.
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Die Fig. 1 zeigt ein Behältermaterial aus Kunstharzfolie von zylindrischer
Form, und die Hohlrippe A und die Vollrippe B der Verschlußeinrichtung sind innerhalb
des zylindrischen Behältermaterials 301 vorgesehen. Wenn es sich um eine ebene Folie
301 nach den Fig. 3 und 5 handelt, sind die Voll- und die Hohlrippe beide an der
einen Fläche dieser Folie vorgesehen. Die F i g. 2, 4 und 6 zeigen den gefalteten
Zustand des Behältermaterials nach den Fig. 1, 3 bzw. 5. Der Eingriff zwischen der
Hohlrippe und der Mollrippe der Verschlußeinnchtung ist in F i g. 8 veranschaulicht.
Die Hohlrippe A und die Vollrippe B werden gewöhnlich mit den Fingern bei 314 bzw.
315 von den beiden Außenseiten des Behälters gefaßt. Dabei kommen die Kanten 304,
305 an der Außenseite der Vollrippe B zur Berührung mit den Widerhaken 306, 307
der Hohlrippe.
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Infolge der Erhöhung des Druckes werden die Enden der Haken 306, 307
einwärts umgebogen, während der Querschnitt der Hohlrippe leicht auswärts aufgeweitet
wird. Dann werden die Kanten 304, 305 der Vollrippe B (Fig. 9) aufwärts gebogen
und bewegen sich weiter, bis die Kanten an den Enden der Hohlrippe A vorbeigehen.
Der axiale Teil 308 der Vollrippe wird in den Hohlraum 309 zwischen den Haken 306,
307 der Hohlrippe eingesetzt, und anschließend kehren die Widerhaken in ihre ursprüngliche
Stellung zurück und gewährleisten einen straffen Verschluß.
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Will man einen vollständigen Eingriff zwischen der Vollrippe und der
Hohlrippe über die volle Länge einer langen Verschlußeinrichtung herbeiführen, so
wird diese Einrichtung am einen Ende 302, 302t des Behältermaterials zwischen den
Fingern zusammengepreßt, und es wird anschließend unter Ausübung von Druck mit den
Fingern entlang der Längsrichtung gefahren, wodurch sämtliche Teile der Vollrippe
und der Hohlrippe der Verschlußeinrichtung zum Eingriff miteinander gebracht werden.
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Dieser eben erläuterte Eingriff wird natürlich herbeigeführt, um
ein Material innerhalb des Behälters aus Kunstharzfolie zu halten oder um den ein
solches Material enthaltenden Behälter dicht zu verschließen.
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Wegen der Vielzahl von Materialien, die möglicherweise als Behälterinhalt
in Frage kommen, ist natürlich eine Folie von geeigneter Festigkeit zum Halten
des
Materials zu wählen. Um den angestrebten Zweck zu erreichen, ist eine solche Festigkeit
des Eingriffs der Verschlußeinrichtung zu fordern, wie sie entsprechend der Festigkeit
der Behälterfolie erforderlich und ausreichend ist.
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Die Festigkeit solcher Kunstharzfolien kann gegeben sein als Zugfestigkeit,
Dehnung, Zerreißfestigkeit, Widerstand gegen Druck, Stoßfestigkeit usw., und als
Ergebnis der Untersuchungen der Festigkeit von Polyäthylenfolie, wie sie üblicherweise
zum Verpacken verwendet wird, wurden die Werte nach folgender Tabelle gefunden.
Probe Nr. |
112131415 |
Dicke, mm.. 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 |
Zugfestigkeit, |
kgI2Omm.. 1 1,3 1,6 2,0 2, 35 |
Die Angaben in dieser Tabelle zeigen an, daß die Festigkeit einer Behälterfolie
zur Dicke der Folie proportional ist, vorausgesetzt, daß die Behandlung unter den
richtigen Bedingungen erfolgt ist.
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Die Eingriffsfestigkeit der Verschlußeinrichtung wird nun in Beziehung
zur Festigkeit der Folie erläutert. Die Eingriffsfestigkeit kann zunächst als von
folgenden Größen abhängig betrachtet werden: (1) der Festigkeit des Eingriffs der
Verschluß einrichtung, die größer sein muß als die Bruchfestigkeit oder Reißfestigkeit,
bei der eine Behälterfolie reißt, wenn der durch die Befestigung der Verschlußeinrichtung
in dem Behälter eingeschlossene Inhalt unter Außendruck, beim Fallen oder unter
Stoßwirkung etc.
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Kräften ausgesetzt wird; (11) der Zugkraft beim Ineinanderfügen der
Verschlußrippen, die so groß ist, daß sie das vollständige Einfügen der Vollrippe
in die Hohlrippe gestattet, wenn der Druck zur Herstellung des Eingriffes beispielsweise
durch Fingerdruck entlang einer Linie von einem Ende zum anderen zur Wirkung gebracht
wird; (III) der Zugkraft beim Lösen des Verschlusses, die so groß sein muß, daß
sie ein leichtes Lösen der Vollrippe aus der Hohlrippe durch Anwendung einer Zugkraft
von außen, beispielsweise mit den Fingern, gestattet.
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Unter diesen Komponenten der Eingriffsfestigkeit stehen (I) und aII)
in direkter Beziehung zur Festigkeit der Behälterfolie. Bei den praktischen Versuchen
des Erfinders (F i g. 8) wurden die einander gegenüberliegenden Folienteile, die
von den Wurzelteilen der Vollrippe und der Hohlrippe nach außerhalb des Behältermaterials
vorspringen, beispielsweise mit den Fingern in entgegengesetzten Richtungen gezogen,
so daß die Zugkraft auf die Voll- und die Hohlrippe übertragen wird. Wie in Fig.9
gezeigt, wird anschließend der Eingriff zwischen der Kante 304 der Vollrippe und
dem Widerhaken 306 der Hohlrippe durch Dehnung und durch leichtes Auswärtsneigen
des Steges der Vollrippe gelöst, und während die Zugkraft weiter wirkt, werden die
Voll- und die Hohlrippe über eine von einem Ende zum anderen des Behältermaterials
reichende Länge getrennt, bis
das Öffnen vollständig durchgeführt
ist. Bei diesen Versuchen wurde gefunden, daß die Kraft zum Lösen der Voll- und
Hohlrippe der Verschlußeinrichtung vorteilhafterweise zwischen 200 und 800 g betragen
kann (Maximalbelastung vor dem Lösen). Dies bedeutet, daß selbst eine Folie von
der Dicke von 0,03 mm mit Erfolg erfindungsgemäß verwendbar ist, da, wie die obige
Tabelle erkennen läßt, die Festigkeit einer solchen Folie 1000 g beträgt.
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Vom kommerziellen und wirtschaftlichen Standpunkt sind gewisse Forderungen
in Rechnung zu stellen. Die Verschlußeinrichtung sollte eine Eingriffsfestigkeit
(I) haben, die zum sicheren Halten des Inhaltes des Behälters erforderlich und ausreichend
ist.
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Diese Verschlußeinrichtung soll einen Einfügedruck und einen Widerstand
gegen Lösen der Verbindung aufweisen, die beide die zum Schließen bzw. zum Lösen
erforderlichen, jedoch minimalen Kräfte sind.
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Ferner soll die Verschlußeinrichtung, die gewünschte Festigkeit vorausgesetzt,
von möglichst kleinem Gewicht und kleinen Abmessungen sein.
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Wie vorher erwähnt, gibt es eine große Mannigfaltigkeit von Füllgütern
sowie auch an Behältergrößen und Formen und Foliendicken für solche.
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Hinsichtlich der Eingriffsfestigkeit der aus einer beliebigen von
verschiedenen Folien bestehenden Verschlußeinrichtung sollte ein Wert der Widerstandskraft
gegen das genannte Trennen von innen gleich oder etwas höher sein als die Zugfestigkeit
der betreffenden Folie. Berücksichtigt man nun die Faktoren (I), (II) und (III)
zusammen mit der Widerstandsfähigkeit der Folie, so kann ein befriedigendes Behältermaterial
mit Verschlußeinrichtungen vorgesehen werden.
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Als günstige Komponenten einer Eingriffsfestigkeit für üblicherweise
verwendete Polyäthylenpackfolie mit einer Dicke von 0,05 mm und einer Zugfestigkeit
von 1600 g wurden bei den Versuchen des Erfinders folgende Werter ermittelt: (I)
= 2000 g, (II) = 400 g, (III) = 400 g. Im folgenden wird die Ausführung der bei
den Versuchen erhaltenen Verschluß einrichtung angegeben, die sich durch geringen
Querschnitt und leichtes Gewicht auszeichnet: die Voll- und die Hohlrippe der Verschlußeinrichtung
hatte ein Gewicht von 1,2 g/lfd. m, und wenn die Verschlußeinrichtung geschlossen
war, hatte die äußere Seite 315 der Hohlrippe A einen Abstand von etwa 1,14 mm von
der Außenseite 314 der Vollrippe B (F i g. 9). Die Vollrippe B dieser Verschluß
einrichtung war folgendermaßen ausgebildet: die Auswärtsneigung der Kante 304, 305
(a-b) betrug etwa 35 bis 450 gegen die axiale Mittellinie 316, die Einwärtsneigung
(c) der Kante 305 etwa 55 bis 650
und die Einwärtsneigung (d) der Kante 304 etwa
80 bis 900. Der Schaft 308 der Vollrippe B war etwa 5 bis 15 mm lang, die Kanten
304, 305 waren etwa 10 bis 15 mm breit. Der Abstand zwischen der Kante 305 und dem
oberen Ende 303 betrug etwa 6 bis 15 mm und der von der Außenseite 314 der Vollrippe
B zum oberen Ende des pfeilspitzenförmigen Teiles etwa 13 bis 15 mm. Der Punkt,
an dem sich die Kanten 304, 305 unter dem Winkel a, b schneiden, war von der Kante
305 3 bis 15 mm entfernt.
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Die Hohlrippe A war becherförmig ausgebildet und wies zwei nach innen
zu gerichtete Widerhaken auf.
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Der eine 306, dieser Widerhaken war bei 310 und der andere, 307, bei
311 einwärts umgebogen. Die Neigungen dieser Haken in bezug auf den Rumpf der Hohlrippe
wurden entsprechend den Winkeln a, b, c und d der Vollrippe B festgelegt. Die Dicke
des Hohlrippenkörpers zwischen der gekrümmten Innenseite 312 und der Außenseite
313 betrug etwa 3,3 bis 15 mm. Der freie Raum 309 zwischen den einwärts gebogenen
Widerhaken 306, 307 betrug 7 bis 15 mm. Die Stellen 310, 311, an welchen die Widerhaken
beider Seiten umgebogen waren, befanden sich vom Boden der becherförmigen Höhlung
in einem Abstand von 8 bis 15 mm. In einem Zustand, bei dem die Enden der Kanten
304, 305 der Vollrippe B mit dem Boden der Hohlrippe A zur Berührung kamen, betrug
der Abstand zwischen dem äußeren Teil 314 der Vollrippe B und dem Außenteil 315
der Hohlrippe A etwa 17 bis 15 mm.
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Die oben angegebenen Werte für Winkel, Dicke und Länge usw. der einzelnen
Teile veranschaulichen eine Möglichkeit zum Erzielen der erforderlichen und ausreichenden
mechanischen Eigenschaften im Zusammenhang mit einer Folie Nr. 1 von 0,03 mm Dicke
in der obigen Tabelle und geben auch gleichzeitig die erwünschten Größenverhältnisse
der Einzelteile der Verschlußeinrichtungen sowie auch ihres Aufbaus hinsichtlich
des Eingriffes an.
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Selbst wenn die Beanspruchung von innerhalb eines Behälters beispielsweise
durch Stoß usw., vorübergehend an der Innenseite der Vollrippe oder dem vom Ende
305 der Vollrippe zur Wurzel der Achse 308 reichenden Teil sowie an dem von dem
im Eingriff befindlichen verformten Teil 311 der Hohlrippe zu ihrem Ende 307 reichenden
Teil vorübergehend konzentriert auftritt, werden keinerlei Teile des pfeilspitzenförmigen
Teiles 305 der Vollrippe und des Mittelteiles 309 der Hohlrippe bis zur Fließgrenze
beansprucht. Indem man nun das Gewicht der Verschluß einrichtung variiert, können
beliebige Eingriffsfestigkeiten vorgesehen werden, die zum Gewicht proportional
sind.
Probe Nr. |
112131415 |
Gewicht des Verriegelungsteiles (g/m) .. . 0,6 0,9 1,2 1,5
1,8 |
Widerstand gegen Öffnen, kg/20 mm |
von innen . 1 1,5 2 2,5 3 |
von außen . 2 0,3 0,4 0,5 0,6 |
(I) und (III) laut obiger Beschreibung können gleichgemacht werden der Innen und
Außenzugfestigkeit des Behälters, die in der Maximalbeanspruchung ausgedrückt werden
können, die zum
Lösen der Kante 304 der Vollrippe B und des Hakens 306 der Hohlrippe
A wie auch zum Lösen der Kante 305 der Vollrippe B und der Widerhaken 307 der Hohlrippe
A durch deren jeweilige Dehnung
unter dem Einfluß dieser Beanspruchung
erforderlich ist, die dadurch gegeben ist, daß man in der in Fig. 8 gezeigten Weise
die beiden Folienlagen in entgegengesetzter Richtung auseinanderzieht.
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Aus der letzten Tabelle sowie auch aus der vorhergehenden Tabelle
ist zu ersehen, daß die Angaben unter der gleichen Probennummer im Verein miteinander
betrachtet werden können. Beispielsweise kann eine Verschlußeinrichtung Nr. 1 mit
einem Gewicht von 0,6 g/lfd. m mit einer Foliennummer 1 von der Dicke von 0,03 mm
kombiniert sein. In der so erhaltenen Kombination bietet die Verschlußeinrichtung
eine notwendige und ausreichende Festigkeit und hat ein Mindestgewicht für eine
Folie von bestimmter Dicke, und in diesem Falle kann gesagt werden, daß im Hinblick
auf die Festigkeit der Verschlußeinrichtung das Verhältnis zwischen der Außen- und
der Innenfestigkeit etwa 1 : 5 beträgt. In den oben angeführten Tabellen gibt es
einander zugeordnete Werte zwischen je zwei der Proben Nr. 1 bis Nr. 5. Nach den
oben erläuterten Grundsätzen der Erfindung ist es natürlich möglich, gewisse Abwandlungen
in der Form der Hohlrippen zu treffen, ihnen beispielsweise eine elliptische oder
polygonale Form zu geben oder die Winkel und Längen beliebiger Teile der Voll- oder
der Hohlrippen entsprechend der Wichte, der Steifigkeit (oder Schmiegsamkeit), der
mechanischen Festigkeit usw. der verwendeten Folie zu treffen. Es können ferner
Tragleisten 317, 3171 (F i g. 10) beiderseits der Vollnppen zum Stützen der Rippen
vorgesehen sein. Außerdem können nach
links oder rechts geneigte Fußteile vorgesehen
sein, durch die die mechanische Festigkeit zwischen dem äußeren unteren Teil der
Hohlrippe und dem Rumpf des Folienmaterials erhöht wird. Es ist auch möglich, leistenförmige
Hohlrippen zu verwenden. Die Leisten 318, 318t (Fig. 11) dienen dann zum Stützen
der Hohlrippe.