EP3464089B1 - Ausgiesselement für eine verbundpackung sowie verbundpackung mit einem ausgiesselement - Google Patents

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EP3464089B1
EP3464089B1 EP17721391.5A EP17721391A EP3464089B1 EP 3464089 B1 EP3464089 B1 EP 3464089B1 EP 17721391 A EP17721391 A EP 17721391A EP 3464089 B1 EP3464089 B1 EP 3464089B1
Authority
EP
European Patent Office
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pouring
cutting element
rib
pouring element
guide means
Prior art date
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Active
Application number
EP17721391.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3464089A1 (de
Inventor
Philippe Hauser
Felix Rigling
Markus Wassum
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SIG Services AG
Original Assignee
SIG Technology AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3464089B1 publication Critical patent/EP3464089B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D5/00—Rigid or semi-rigid containers of polygonal cross-section, e.g. boxes, cartons or trays, formed by folding or erecting one or more blanks made of paper
    • B65D5/42—Details of containers or of foldable or erectable container blanks
    • B65D5/72—Contents-dispensing means
    • B65D5/74—Spouts
    • B65D5/746—Spouts formed separately from the container
    • B65D5/747—Spouts formed separately from the container with means for piercing or cutting the container wall or a membrane connected to said wall
    • B65D5/748—Spouts formed separately from the container with means for piercing or cutting the container wall or a membrane connected to said wall a major part of the container wall or membrane being left inside the container after the opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D51/00—Closures not otherwise provided for
    • B65D51/18—Arrangements of closures with protective outer cap-like covers or of two or more co-operating closures
    • B65D51/20—Caps, lids, or covers co-operating with an inner closure arranged to be opened by piercing, cutting, or tearing
    • B65D51/22—Caps, lids, or covers co-operating with an inner closure arranged to be opened by piercing, cutting, or tearing having means for piercing, cutting, or tearing the inner closure
    • B65D51/221—Caps, lids, or covers co-operating with an inner closure arranged to be opened by piercing, cutting, or tearing having means for piercing, cutting, or tearing the inner closure a major part of the inner closure being left inside the container after the opening
    • B65D51/226—Caps, lids, or covers co-operating with an inner closure arranged to be opened by piercing, cutting, or tearing having means for piercing, cutting, or tearing the inner closure a major part of the inner closure being left inside the container after the opening the piercing or cutting means being non integral with, or not fixedly attached to, the outer closure

Definitions

  • the invention relates to a pouring element for a composite package, in particular for a beverage carton for liquid food, with a base body having a fastening flange and a pouring tube, a cutting element arranged and guided in the pouring tube, first guide means formed in the pouring tube and second guide means formed on the cutting element, the first and the second guide means interact in a corresponding manner, as well as a composite package, in particular a beverage carton for liquid foodstuffs, with a package gable panel suitable for receiving a pouring element.
  • beverage cartons consist of various packaging materials, such as paper and plastics, which, when fully assembled and printed, form a packaging laminate.
  • the layer structure can vary depending on requirements, for example, an additional aluminum layer is inserted for aseptic filling goods in order to achieve a good barrier effect against gases and light.
  • the laminate is cut to the size of the packaging during its manufacture, and so-called packaging blank blanks (blanks) are formed in this way.
  • the packaging laminate is also delivered as a continuous material (rolled goods) and only cut later.
  • the actual shaping and filling of the packaging and the sealing into a package takes place in a packaging machine, which is often referred to as a form / fill / seal machine based on its main functions.
  • the filling goods are mainly liquid foods such as drinks, Soups or yogurt in question. Stocked, pasty or lumpy products or the like are also conceivable.
  • Packs of the type mentioned are sometimes also provided with pouring elements. In addition to controlled pouring, these also generally enable the consumer to reclose. It is not uncommon and predominantly for aseptic use that a first opening function is provided for the pack. The previously sealed package is opened for the first time. This can be done for example by means of a pull-ring (“ring-pull”) or tab or also by means of a lancing and / or cutting device. Such piercing and / or cutting devices are often designed as sleeve-like cutting elements (cutting rings) which are coupled, for example, to the screw cap via drive means, so that the pack is cut open simultaneously by means of the rotary actuation of the screw cap.
  • ring-pull pull-ring
  • Such piercing and / or cutting devices are often designed as sleeve-like cutting elements (cutting rings) which are coupled, for example, to the screw cap via drive means, so that the pack is cut open simultaneously by means of the rotary actuation of the screw cap.
  • the European application EP 1 396 435 A1 shows for example a three-part pouring element.
  • the base body, screw cap and cutting sleeve are initially individually manufactured in the injection molding process and, when put together, result in a functional pouring element which can be permanently connected to a filled, described above, via a fastening flange on the base body.
  • the screw cap is actuated by the consumer for the first time, the cutting element moves in the direction of a weakened section specially provided in the composite package and separates it by a large number of cutting teeth.
  • the conversion of the cap screw movement into a rotationally synchronous and translationally opposite cutting element movement is realized by a corresponding thread pairing on the components.
  • the positive protruding thread flank of the cutting element combs over a larger section in the negative thread flank of the base body.
  • this enables a relatively safe guidance of the components - which is always desired - limits but the kinematics of the cutting element to a constant feed rate.
  • packs of the type mentioned can lead to a so-called "PE pulling" during the separation process.
  • the polyethylene film stretches in length without separating, which results in a poor or even incomplete opening result, so that the product cannot be poured out in the required manner.
  • the special tooth geometry should help the problem.
  • such parts are relatively complex to produce, since, for example, thread undercuts make it difficult to demould the injection molded parts on the injection molding machine.
  • An improved three-part pouring element shows the international patent application attributed to the applicant WO 2004/000667 A1 .
  • the invention enables staggered kinematics of the cutting element. This is first pushed in purely axially and the composite pack is pierced by a combined lancing and cutting element. This is followed by a pure rotation that only allows the organ to be cut.
  • the kinematics of the cutting element result from the guide webs formed in the pouring tube, into which guide ribs on the cutting element engage. This initially follows a steeper screwing movement and merges into a flatter one. After the package has been opened, the cutting element is locked in its end position via a recess and a stop. This important function is necessary, otherwise there is a risk that the cutting element could fall into the product.
  • the European application shows another generic pouring element EP 2 055 640 A1 . If the screw cap is (opened), the rotary movement is transformed into a staggered movement of the cutting element. This is achieved by means of an elaborate construction using a negatively profiled notch on the cutting element and in this running cam, which projects from the inner wall of the pouring tube.
  • the components are relatively complex to manufacture and can only be manufactured with a high cost of materials.
  • the first guide means is a rib which is formed on the inner wall of the pouring tube in a complete revolution and forms a self-contained rib.
  • a rib enables extensive Freedom of design for the guide means to achieve the desired cutting element kinematics.
  • the complete rotation of the rib guarantees safe guidance of the cutting element. In particular, it avoids the risk that the cutting element cannot escape from its positive guidance even under loads, for example under the action of forces and torques of the cutting process, since this does not have any limiting ends.
  • a circumferential rib prevents undercuts (such as in the case of threads), so that the plastic parts that are regularly injection molded can be easily removed from the mold. This enables the mold halves to be designed in a simpler and therefore more cost-effective manner, simplifies the filling of the cavities and thus shortens the injection cycle times, which optimizes production.
  • the restriction to one rib also saves material.
  • a self-contained rib further increases the rigidity and strength of the base body, so that the guide means perform their function and a good and safe opening is made possible. While strength and rigidity are guaranteed, wall thicknesses can also be optimized (i.e. reduced), creating further potential for material savings. Such a lightweight construction is of particular importance in mass production, such as pouring elements.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a composite packing, the packing gable panel having a local packing material weakening and such a pouring element being positioned and permanently connected in such a way that when the pouring element is actuated for the first time, the cutting element can be moved in the direction of the packing material weakening and can thus be severed, that the composite package is ready for emptying.
  • Pouring element and compound packaging must always be closely coordinated. Exact positioning on a packing gable panel provided for this purpose is of crucial importance.
  • the pouring element must remain connected to the composite package, on the other hand, the cutting element should be exactly in the packaging material weakening created for it dig in and cut them open. This is the only way to fully open the package, which is then ready for emptying.
  • the rib for the starting position of the cutting element has at least one high plateau section. Such a high plateau enables the cutting element to remain securely in place until the composite pack is opened for the first time. However, this is necessary because otherwise there would be a risk that the composite package would be damaged prematurely and would no longer be leakproof, which could spoil the contents prematurely.
  • the rib for the end position of the cutting ring has at least one deep plateau section. Locking the cutting element in the end position serves for safety, since the cutting element must under no circumstances free itself from the end position and in particular must not fall into the product. If, for example, the cutting element is driven by a closure cap, this should also not be hindered when it is closed again or when it is opened again, which is ensured by the deep plateau.
  • the rib has different slopes for different movements of the cutting element and / or that the rib has a further plateau for a pure rotational movement of the cutting element.
  • Different movements of the cutting element may be desirable depending on the material to be cut. If adverse effects such as "PE pulling" are to be prevented, it is advisable to pierce (perforate) the packing material first and then cut by means of a rotational movement, which is ensured by the further plateau.
  • the rib between the high and low plateau section has a fall protection section for the cutting element.
  • a fall protection section for the cutting element.
  • the second guide means are formed by cams arranged over the circumference of the cutting element. Such cams run along the first guide means to a stop. In spite of their material-saving design (compared to, for example, webs), local cams are able to fulfill their intended function completely.
  • the second guide means are formed as pairs of cams, which are optionally arranged as three pairs of cams distributed over the circumference of the cutting element.
  • Such pairs of cams enclose the rib of the first guide means. This enables an additional restriction of the degrees of freedom of the positive guidance, so that it becomes safer and more precise. If three pairs of cams are arranged distributed over the circumference of the cutting element, an optimal compromise between material consumption and management function has been found.
  • a further embodiment of the invention provides that at least one cam comes into contact with the rib via a rounded contour. Such a curve is able to gently follow variable inclines and different sections of the rib of the first guide means without tilting or causing large torques.
  • a closure cap is connected to the base body, which enables a partially consumed composite pack to be reclosed.
  • the cutting element can be driven via drive flanks formed on the closure cap, which act on drive elements arranged on the cutting element.
  • first-opening rotary movement can be used to drive the cutting element ("single-action"). If the drive is implemented via flanks (on the cap) and webs (on the cutting ring), a particularly advantageous coupling is created.
  • Packaging material weakening listed as an overcoated hole Such a special preparation of the packaging material is particularly suitable for opening through a pouring element that is optimized in terms of material and production technology, since the separation does not have to take place through the solid material of the composite packaging.
  • the illustrated embodiment of a composite pack P according to the invention shows this as a beverage carton.
  • the composite pack P consists of a packing material that forms a packing laminate from a sequence of flatly joined materials: polymer layers are laminated on both sides of a cardboard carrier layer and an additional aluminum layer shields the product of the composite pack P from undesired environmental influences (light, oxygen).
  • the composite pack P provides a pack gable panel 1 in the head region, to which a pouring element A, which is also according to the invention, is applied and permanently attached.
  • a packaging material weakening region which is covered here by the pouring element A, is severed and the composite package P, which is thus ready for emptying, is opened for the first time.
  • this weakening area is designed as an over-coated hole which is formed during manufacture: a hole is punched out of the cardboard carrier layer so that local weakening occurs after it has been coated.
  • FIG Figure 2 shows the pouring element A according to the invention, the parts of which are individually assembled (assembled) in the injection molding process: a base body 2, a — here hidden — cutting element 3 (shown in FIG Figure 6 ) and a sealing cap 4.
  • the pouring element A which is now ready for use, is then applied to the composite package P via a fastening flange 5 and permanently connected by means of hot glue.
  • closure cap 4 If the closure cap 4 is actuated by the consumer for the first time, the unscrewing movement of the closure cap 4 is transferred to that guided in the base body 2 Cutting element 3, which separates the composite package P in the area of the weakening. The product can then be poured out through the opening created in this way.
  • the base body 2 which in addition to the mounting flange 5 also consists of a pouring tube 6.
  • the cutting element 3 is arranged in the pouring tube 6 and via first guide means 7 formed on the inner wall of the pouring tube and corresponding second guide means 8 formed on the cutting element 3 (see Figures 6 and 7 ) positively guided.
  • the first guide means 7 are formed by a circumferential and self-contained rib 9.
  • Figures 4 and 5 show the vertically cut halves of the base body 2 with the respective inner wall of the pouring tube 6, on which the course of the projecting rib 9 is visible.
  • the rib 9 has a high plateau section 10 in the upper region, which forms the guide section for the starting position of the cutting element 3. If the cutting element 3 is now set in motion, it follows the first guide means 7 and is moved from the high plateau section 10 via a section which changes in incline to a low plateau section 11, where the end position of the cutting element 3 has been reached. The actual opening process of the composite package P takes place between the high plateau section 10 and the low plateau section 11. In doing so, the separating members 12 formed on the cutting element 3 pierce and cut (see Figure 6 ) the compound pack P in the area of the over-coated hole.
  • a further plateau 13 is formed on the rib 9 between the high 10 and the low plateau section 11, which causes a pure rotation of the cutting element 3, as a result of which the separating members 12 cut the overcoated hole instead of piercing over this area.
  • the rib is 9 formed between its high plateau section 10 and low plateau section 11 as a fall protection section 14.
  • cutting element 3 is shown as a single part.
  • the second guide means 8 mentioned are realized as cams 15 which enclose the first guide means 7 of the rib 9 in pairs and thus form a positive guide.
  • Three such pairs of cams 16 are formed distributed over the circumference of the cutting element 3, with which a sufficiently good guidance of the same is ensured.
  • a detailed view of such a pair of cams 16 is shown in FIG Figure 7 to see.
  • the lower cam 15, which comes into contact with the underside of the rib 9, is partially shaped as a rounded contour 17, so that different sections of the rib 9 are passed through as smoothly as possible.
  • Figure 8 shows the cap 4 as a single part.
  • drive flanks 18 are formed, which drive elements 19 projecting on the inside of the cutting element 3 (see Figure 6 ) act as webs.
  • the closure cap 4 is coupled to the cutting element 3 and the desired power and torque transmission can take place.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cartons (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ausgießelement für eine Verbundpackung, insbesondere für einen Getränkekarton für flüssige Lebensmittel, mit einem einen Befestigungsflansch und einen Ausgießtubus aufweisenden Grundkörper, einem im Ausgießtubus angeordneten und geführten Schneidelement, im Ausgießtubus ausgebildeten ersten Führungsmitteln und am Schneidelement ausgebildeten zweiten Führungsmitteln, wobei die ersten und zweiten Führungsmittel korrespondierend zusammenwirken sowie eine Verbundpackung, insbesondere einen Getränkekarton für flüssige Lebensmittel, mit einem zur Aufnahme eines Ausgießelements geeigneten Packungsgiebelpanel.
  • Im Bereich der Verpackungstechnik gehören Verbundverpackungen seit langem zum gängigen Stand der Technik. So bestehen beispielsweise Getränkekartons aus verschiedenen Packstoffen wie Papier und Kunststoffen, die, vollflächig gefügt und bedruckt, ein Packungslaminat bilden. Der Schichtaufbau kann je nach Anforderungen variieren, so wird beispielsweise für aseptische Füllgüter zusätzlich eine Aluminiumschicht eingelegt, um eine gute Barrierewirkung gegen Gase und Licht zu erzielen. Oft - aber nicht immer - wird das Laminat noch während seiner Herstellung auf Verpackungsgröße zugeschnitten und es werden auf diese Weise sogenannte Packungsmantelrohlinge (Zuschnitte) gebildet. Alternativ wird auch das Packungslaminat als Endlosmaterial (Rollenware) ausgeliefert und erst später zugeschnitten.
  • Das eigentliche Formen und Befüllen der Verpackung und das Verschließen zu einer Packung geschieht in einer Verpackungsmaschine, die nicht selten in Anlehnung an ihre Hauptfunktionen auch als Form-/Fill-/Seal-Maschine bezeichnet wird. Als Füllgüter kommen vorwiegend flüssige Lebensmittel wie beispielsweise Getränke, Suppen oder Joghurt in Frage. Denkbar sind auch gestockte, pastöse oder stückige Produkte oder dergleichen.
  • Packungen der genannten Art werden zuweilen auch mit Ausgießelementen versehen. Diese ermöglichen dem Verbraucher neben einem kontrollierten Ausgießen in der Regel auch eine Wiederverschlussmöglichkeit. Nicht selten und vorwiegend bei aseptischer Anwendung ist zudem eine Erstöffnungsfunktion für die Packung vorgesehen. Dabei wird die zuvor gasdicht verschlossene Packung erstmalig aufgetrennt. Dies kann beispielsweise mittels Zug-Ring ("Ring-Pull") oder -Lasche oder auch durch eine Stech- und/oder Schneidvorrichtung geschehen. Solche Stech- und/oder Schneidvorrichtungen sind oft als hülsenartige Schneidelemente (Schneidringe) ausgeführt, die über Antriebsmittel beispielsweise mit der Schraubkappe gekoppelt sind, so dass mittels der Drehbetätigung der Schraubkappe die Packung gleichzeitig aufgeschnitten wird.
  • Die europäische Anmeldung EP 1 396 435 A1 zeigt beispielsweise ein dreiteiliges Ausgießelement. Grundkörper, Schraubkappe und Schneidhülse sind zunächst einzeln im Spritzgussverfahren gefertigt und ergeben zusammengesetzt ein funktionsfähiges Ausgießelement, das über einen Befestigungsflansch am Grundkörper mit einer gefüllten, oben beschriebenen Verbundpackung bleibend verbunden werden kann. Wird die Schraubkappe vom Konsumenten das erste Mal betätigt, bewegt sich das Schneidelement in Richtung eines eigens in der Verbundpackung vorgesehenen geschwächten Abschnitts und trennt diesen durch eine Vielzahl von Schneidzähnen auf.
  • Die Umsetzung der Kappenschraubbewegung in eine rotativ gleichläufige und translatorisch entgegengesetzte Schneidelementbewegung ist durch eine korrespondierende Gewindepaarung an den Bauelementen realisiert. Die positiv auskragende Gewindeflanke des Schneidelements kämmt dabei über einen größeren Abschnitt in der negativen Gewindeflanke des Grundkörpers. Dies ermöglicht zum einen eine relativ sichere Führung der Bauteile - was stets gewünscht ist - schränkt aber die Kinematik des Schneidelements auf einen konstant bleibenden Vorschub ein. Dieser kann aber nachteilig sein, da es bei Packungen der genannten Art beim Trennvorgang zu einem sogenannten "PE-Ziehen" kommen kann. Dabei reckt sich die Polyethylenfolie in die Länge, ohne sich zu trennen, was in einem schlechten oder gar unvollständigen Öffnungsergebnis endet, so dass sich das Produkt nicht in geforderter Weise ausgießen lässt. Die spezielle Zahngeometrie soll dem Problem abhelfen. Ferner sind solche Teile relativ aufwändig zu fertigen, da beispielsweise Gewindehinterschnitte die Entformung der Spritzteile auf der Spritzgussmaschine erschweren.
  • Ein verbessertes dreiteiliges Ausgießelement zeigt die auf die Anmelderin zurückgehende internationale Patentanmeldung WO 2004/000667 A1 . Die Erfindung ermöglicht eine gestaffelte Kinematik des Schneidelements. Dieses wird zunächst rein axial vorgeschoben und so die Verbundpackung durch ein kombiniertes Stech- und Schneidorgan angestochen. Im Anschluss folgt eine reine Rotation die das Organ ausschließlich schneiden lässt.
  • Um diese spezielle Kinematik zu ermöglichen, sind relativ massiv dimensionierte Führungs- und Kraftübertragungsmittel nötig. Zudem müssen stark ausgeführte Wanddicken der Bauteile die nötige Steifigkeit und somit auch die Funktionssicherheit gewährleisten. Solcherlei Ausgestaltungen zeitigen aber hohe Materialverbräuche und erhöhen die Zykluszeiten beim Spritzgießen.
  • Um die Spritzgussherstellung und die Montage der so geschaffenen Teile zu verbessern, ist in der auf die Anmelderin zurückgehenden internationalen Patentanmeldung WO 2009/068671 A1 eine einteilige Fertigung von Basiselement, Schneidelement und Schraubdeckel vorgeschlagen worden. Das Schneidelement ist bereits im Wesentlichen in seiner Ausgangsstellung im Tubus des Basiselements urgeformt und der Schraubdeckel über eine Verbindungslasche mit dem Basiselement verbunden. Für die Montage genügt es, die spritzgegossenen Teile zu verprellen. Will nun der Konsument das Produkt der Verbundpackung entnehmen, betätigt er den Schraubdeckel des nun auf eine genannte Verbundpackung applizierten Ausgießelements und durchtrennt erstmals die Verbindungslasche (diese dient also auch als Originalitätssiegel) und setzt das Schneidelement in Bewegung.
  • Die Kinematik des Schneidelements ergibt sich aus den im Ausgießtubus ausgebildeten Führungsstegen, in die Führungsrippen am Schneidelement eingreifen. Dieses folgt zunächst einer steileren Schraubbewegung und geht in eine flachere über. Nach dem Auftrennen der Packung wird das Schneidelement über eine Ausnehmung und einen Anschlag in seiner Endstellung arretiert. Diese wichtige Funktion ist nötig, da sonst die Gefahr besteht, dass das Schneidelement in das Produkt fallen könnte.
  • Ein weiteres gattungsgemäßes Ausgießelement zeigt die europäische Anmeldung EP 2 055 640 A1 . Wird die Schraubkappe (auf-)gedreht, erfolgt eine Transformation der Rotationsbewegung in eine gestaffelte Bewegung des Schneidelements. Dies ist durch eine aufwändige Konstruktion über eine negativ profilierte Einkerbung am Schneidelement und in dieser laufenden, an der Innenwandung des Ausgießtubus auskragenden, Nocken realisiert. Die Bauteile sind relativ aufwändig zu fertigen und sind nur mit einem hohen Materialaufwand herzustellen.
  • Davon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ausgießelement und eine Verbundpackung der eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Art so auszugestalten und weiterzubilden, dass die beschriebenen Nachteile überwunden werden. Insbesondere soll die Herstellung material- und fertigungstechnisch optimiert werden und die Öffnungsfunktion für die Verbundpackung vollumfänglich garantiert bleiben.
  • Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Ausgießelement nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dadurch, dass das erste Führungsmittel eine Rippe ist, die auf der Innenwand des Ausgießtubus auf einem kompletten Umlauf gebildet ist und eine in sich geschlossene Rippe bildet. Eine solche Rippe ermöglicht eine umfangreiche Gestaltungsfreiheit der Führungsmittel zur Erzielung einer gewünschten Schneidelementkinematik. Insbesondere lässt sich eine Staffelung der rotativen und axialen Bewegungsanteile oder veränderliche axiale Vorschubsanteile realisieren. Der komplette Umlauf der Rippe garantiert eine sichere Führung des Schneidelements. Er vermeidet im Besonderen die Gefahr, dass das Schneidelement auch bei Belastungen, beispielsweise unter der Wirkung von Kräften und Drehmomenten des Schneidvorgangs, nicht aus seiner Zwangsführung entfliehen kann, da diese keine begrenzende Enden aufweist. Eine umlaufende Rippe vermeidet Hinterschnitte (etwa wie bei Gewinden), so dass sich die regelmäßig im Spritzgussverfahren hergestellten Kunststoffteile leicht von den Werkzeugen entformen lassen. Dies ermöglicht eine einfachere und somit kostengünstigere Ausgestaltung der Formwerkzeughälften, vereinfacht die Befüllung der Kavitäten und verkürzt so die Spritzzykluszeiten, was die Fertigung optimiert. Die Beschränkung auf eine Rippe spart zudem Material. Eine in sich geschlossene Rippe erhöht ferner die Steifigkeit und Festigkeit des Grundkörpers, so dass die Führungsmittel ihrer Funktion nachkommen und eine gute und sichere Öffnung ermöglicht wird. Bleiben Festigkeit und Steifigkeit garantiert, lassen sich ebenfalls Wandstärken optimieren (also reduzieren), womit ein weiteres Potenzial zur Materialeinsparung geschaffen ist. Eine solche leichtbauende Konstruktion ist aber insbesondere bei Massenfertigungen wie von Ausgießelementen von sich rechnender Wichtigkeit.
  • Gelöst wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ebenfalls durch eine Verbundpackung, wobei das Packungsgiebelpanel eine lokale Packungsmaterialschwächung aufweist und ein solches Ausgießelement derart positioniert und dauerhaft verbunden ist, dass beim erstmaligen Betätigen des Ausgießelements das Schneidelement in Richtung der Packungsmaterialschwächung bewegbar und diese so durchtrennbar ist, dass die Verbundpackung zur Entleerung bereit ist. Ausgießelement und Verbundpackung sind stets eng aufeinander abzustimmen. So ist eine exakte Positionierung auf einem dafür vorgesehenen Packungsgiebelpanel von entscheidender Wichtigkeit. Zum einen muss das Ausgießelement mit der Verbundpackung verbunden bleiben, zum anderen soll sich das Schneidelement exakt in der dafür geschaffenen Packungsmaterialschwächung eingraben und diese auftrennen. Erst dies ermöglicht eine vollständige Öffnung der Packung, die dann so zur Entleerung bereit ist.
  • Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Rippe für die Ausgangsstellung des Schneidelements wenigstens einen Hochplateauabschnitt aufweist. Ein solches Hochplateau ermöglicht ein sicheres Verharren des Schneidelements bis zum erstmaligen Öffnen der Verbundpackung. Dies ist aber nötig, da sonst die Gefahr bestünde, dass die Verbundpackung vorzeitig eine Beschädigung erfährt und nicht mehr dicht wäre, was den Inhalt vorzeitig verderben lassen könnte.
  • Nach einer weiteren Lehre der Erfindung weist die Rippe für die Endstellung des Schneidrings wenigstens einen Tiefplateauabschnitt auf. Ein Arretieren des Schneidelements in Endstellung dient der Sicherheit, da sich das Schneidelement unter keinen Umständen aus der Endstellung befreien und insbesondere nicht ins Produkt fallen darf. Ist beispielsweise das Schneidelement durch eine Verschlusskappe angetrieben, soll diese außerdem weder beim Wiederverschluss noch beim erneuten Aufdrehen behindert werden, wofür das Tiefplateau sorgt.
  • Weitere Arten der erfindungsgemäßen Ausführungen sehen vor, dass die Rippe unterschiedliche Steigungen für unterschiedliche Bewegungen des Schneidelements aufweist und/oder dass die Rippe ein weiteres Plateau für eine reine Rotationsbewegung des Schneidelements aufweist. Unterschiedliche Bewegungen des Schneidelements können je nach Schneidgut wünschenswert sein. Sollen nachteilige Effekte wie etwa das "PE-Ziehen" verhindert werden, so empfiehlt sich, zunächst das Packungsmaterial anzustechen (perforieren) und hernach durch eine Rotationsbewegung zu schneiden, wozu das weitere Plateau sorgt.
  • Eine andere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Rippe zwischen Hoch- und Tiefplateauabschnitt einen Herausfallsicherungsabschnitt für das Schneidelement aufweist. Ein solcher ergänzender Abschnitt schließt die Rippe vollständig und bildet eine zusätzliche Sicherheit gegen das Herausfallen des Schneidelements.
  • In weiterer vorteilhafter Ausführung sind die zweiten Führungsmittel durch über den Umfang des Schneidelements angeordnete Nocken gebildet. Solche Nocken laufen entlang der ersten Führungsmittel auf Anschlag. Lokale Nocken vermögen trotz ihrer materialsparenden Konstruktion (etwa gegenüber Stegen) ihre zugedachte Funktion vollends zu erfüllen.
  • Bei weiteren zweckmäßigen Ausführungsformen sind die zweiten Führungsmittel als Nockenpaare gebildet, die ggf. als drei Nockenpaare über den Umfang des Schneidelements verteilt angeordnet sind. Solche Nockenpaare schließen die Rippe des ersten Führungsmittels ein. Dies ermöglicht eine zusätzliche Einschränkung der Freiheitsgrade der Zwangsführung, so dass diese sicherer und genauer wird. Sind drei Nockenpaare über den Umfang des Schneidelements verteilt angeordnet, ist ein optimaler Kompromiss zwischen Materialverbrauch und Führungsfunktion gefunden.
  • Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Nocken über eine gerundete Kontur mit der Rippe in Kontakt tritt. Eine solche Rundung vermag veränderlichen Steigungen und verschiedenen Abschnitten der Rippe des ersten Führungsmittels sanft zu folgen, ohne zu verkanten oder große Drehmomente entstehen zu lassen.
  • Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung ist eine Verschlusskappe mit dem Grundkörper verbunden, was den Wiederverschluss einer teilkonsumierten Verbundpackung ermöglicht.
  • In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist das Schneidelement über an der Verschlusskappe angeformte Antriebsflanken antreibbar, die auf am Schneidelement angeordnete Antriebselemente wirken. So lässt sich die Erstöffnungsdrehbewegung zum Antrieb des Schneidelements ausnützen ("single-action"). Ist der Antrieb über Flanken (an der Kappe) und Stege (am Schneidring) realisiert, ist eine besonders vorteilhafte Koppelung geschaffen.
  • Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist die
  • Packungsmaterialschwächung als überbeschichtetes Loch aufgeführt. Eine solche spezielle Vorbereitung des Packungsmaterials eignet sich speziell zur Öffnung durch ein material- und fertigungstechnisch optimiertes Ausgießelement, da die Trennung nicht durch das Vollmaterial der Verbundpackung erfolgen muss.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand der lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Verbundpackung mit Ausgießelement in perspektivischer Ansicht von vorn oben,
    Fig. 2
    ein erfindungsgemäßes Ausgießelement in perspektivischer Ansicht von oben,
    Fig. 3
    den Grundkörper des Ausgießelements aus Fig. 2 in perspektivischer Ansicht von oben,
    Fig. 4
    den Grundkörper aus Fig. 3 in einem Vertikalschnitt entlang der Linie IV-IV,
    Fig. 5
    den Grundkörper aus Fig. 3 in einem Vertikalschnitt entlang der Linie V-V,
    Fig. 6
    das Schneidelement des Ausgießelements aus Fig. 2 in perspektivischer Ansicht von oben,
    Fig. 7
    ein Führungsnockenpaar des Schneidelements aus Fig. 6 in Detailansicht und
    Fig. 8
    die Verschlusskappe des Ausgießelements aus Fig. 2 in perspektivischer Innenansicht.
  • Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundpackung P zeigt diese als einen Getränkekarton. Die Verbundpackung P besteht aus einem Packungsmaterial, das aus einer Abfolge von flächig gefügten Materialien ein Packungslaminat bildet: einer Kartonträgerschicht sind beidseitig Polymerschichten auflaminiert und eine zusätzliche Aluminiumschicht schirmt das Produkt der Verbundpackung P vor unerwünschten Umwelteinflüssen (Licht, Sauerstoff).
  • Die Verbundpackung P stellt im Kopfbereich ein Packungsgiebelpanel 1 bereit, auf das ein ebenso erfindungsgemäßes Ausgießelement A appliziert und dauerhaft angebracht ist. Bei erstmaligem Betätigen des Ausgießelements A wird ein - hier durch das Ausgießelement A verdeckter - Packungsmaterialschwächungsbereich durchtrennt und so die Verbundpackung P erstmals geöffnet, die so zur Entleerung bereitsteht. Dieser Schwächungsbereich ist im gezeigten und insofern bevorzugten Ausführungsbeispiel als ein überbeschichtetes Loch ausgeführt, das bei der Herstellung gebildet wird: der Kartonträgerschicht ist dabei ein Loch ausgestanzt, so dass nach ihrer Beschichtung eine lokale Schwächung entsteht.
  • Figur 2 zeigt das erfindungsgemäße Ausgießelement A, dessen im Spritzgussverfahren einzeln gefertigten Teile fertig montiert (zusammengesetzt) sind: ein Grundkörper 2, ein - hier verdecktes - Schneidelement 3 (dargestellt in Figur 6) und eine Verschlusskappe 4. Das nun funktionsbereite Ausgießelement A wird dann über einen Befestigungsflansch 5 auf die Verbundpackung P appliziert und mittels Heißkleber dauerhaft verbunden.
  • Wird die Verschlusskappe 4 durch den Konsumenten erstmals betätigt, überträgt sich die Abschraubbewegung der Verschlusskappe 4 auf das im Grundkörper 2 geführte Schneidelement 3, das die Verbundpackung P im Bereich der Schwächung auftrennt. Durch die so geschaffene Öffnung lässt sich dann das Produkt ausgießen.
  • In der Figur 3 ist der Grundkörper 2 dargestellt, der neben dem Befestigungsflansch 5 auch aus einem Ausgießtubus 6 besteht. Im Montage- und Funktionszustand ist das Schneidelement 3 im Ausgießtubus 6 angeordnet und über an der Innenwand des Ausgießtubus ausgeformten ersten Führungsmitteln 7 und damit korrespondierenden, am Schneidelement 3 ausgeformten zweiten Führungsmitteln 8 (siehe Figuren 6 und 7) zwangsgeführt. Die ersten Führungsmittel 7 sind durch eine umlaufende und in sich geschlossene Rippe 9 gebildet.
  • Figuren 4 und 5 zeigen die vertikalgeschnittenen Hälften des Grundkörpers 2 mit der jeweiligen Innenwandung des Ausgießtubus 6, an dem der Verlauf der auskragenden Rippe 9 sichtbar ist. Die Rippe 9 weist im oberen Bereich einen Hochplateauabschnitt 10 auf, der den Führungsabschnitt für die Ausgangsstellung des Schneidelements 3 bildet. Wird nun das Schneidelement 3 in Bewegung versetzt, folgt dieses den ersten Führungsmitteln 7, und wird vom Hochplateauabschnitt 10 über einen sich in der Steigung veränderlichen Abschnitt zu einem Tiefplateauabschnitt 11 bewegt, wo die Endstellung des Schneidelements 3 erreicht ist. Zwischen Hochplateauabschnitt 10 und Tiefplateauabschnitt 11 findet der der eigentliche Öffnungsvorgang der Verbundpackung P statt. Dabei stechen und schneiden die am Schneidelement 3 endständig ausgebildeten Trennorgane 12 (siehe Figur 6) die Verbundpackung P im Bereich des überbeschichteten Lochs auf.
  • In der gezeigten und insofern bevorzugten Ausführung ist an der Rippe 9 zwischen Hoch 10 und Tiefplateauabschnitt 11 ein weiteres Plateau 13 ausgebildet, das eine reine Rotation des Schneidelements 3 bewirkt, wodurch über diesen Bereich die Trennorgane 12 das überbeschichtete Loch schneiden statt stechen.
  • Ist das Schneidelement 3 in seiner Endstellung angelangt, soll es in dieser arretiert werden. Damit aber einem ungewollten Lösen vorgebeugt wird, ist die Rippe 9 zwischen ihrem Hochplateauabschnitt 10 und Tiefplateauabschnitt 11 als ein Herausfallsicherungsabschnitt 14 ausgebildet.
  • In Figur 6 ist Schneidelement 3 als Einzelteil dargestellt. Die erwähnten zweiten Führungsmittel 8 sind als Nocken 15 realisiert, die paarweise das erste Führungsmittel 7 der Rippe 9 einschließen und so eine Zwangsführung bilden. Drei solcher Nockenpaare 16 sind über den Umfang des Schneidelements 3 verteilt ausgeformt, womit eine ausreichend gute Führung desselben gewährleistet ist. Eine Detailansicht eines solchen Nockenpaares 16 ist in Figur 7 zu sehen. Die mit der Unterseite der Rippe 9 in Kontakt tretende, untere Nocke 15 ist teilweise als eine gerundete Kontur 17 ausgeformt, so dass verschiedene Abschnitte der Rippe 9 möglichst geschmeidig durchlaufen werden.
  • Figur 8 zeigt die Verschlusskappe 4 als Einzelteil. An der Innenfläche der Deckelfläche sind Antriebsflanken 18 ausgebildet, die auf an der Innenseite des Schneidelements 3 auskragende Antriebselemente 19 (siehe Figur 6) wirken, die als Stege ausgeführt sind. Somit ist die Verschlusskappe 4 mit dem Schneidelement 3 gekoppelt und die gewünschte Kraft- und Drehmomentübertragung kann stattfinden.

Claims (16)

  1. Ausgießelement (A) für eine Verbundpackung (P), insbesondere für einen Getränkekarton für flüssige Lebensmittel, mit einem einen Befestigungsflansch (5) und einen Ausgießtubus (6) aufweisenden Grundkörper (2), einem im Ausgießtubus (6) angeordneten und geführten Schneidelement (3), im Ausgießtubus (6) ausgebildeten ersten Führungsmitteln (7) und am Schneidelement (3) ausgebildeten zweiten Führungsmitteln (8), wobei die ersten und zweiten Führungsmittel (7, 8) korrespondierend zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Führungsmittel (7) eine Rippe ist, die auf der Innenwand des Ausgießtubus (6) auf einem kompletten Umlauf gebildet ist und eine in sich geschlossene Rippe (9) bildet.
  2. Ausgießelement (A) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Rippe (9) für die Ausgangsstellung des Schneidelements (3) wenigstens einen Hochplateauabschnitt (10) aufweist.
  3. Ausgießelement (A) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Rippe (9) für die Endstellung des Schneidelements (3) wenigstens einen Tiefplateauabschnitt (11) aufweist.
  4. Ausgießelement (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Rippe (9) unterschiedliche Steigungen für unterschiedliche Bewegungen des Schneidelements (3) aufweist.
  5. Ausgießelement (A) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Rippe (9) zwischen Hoch- (10) und Tiefplateauabschnitt (11) ein weiteres Plateau (13) für eine reine Rotationsbewegung des Schneidelements (3) aufweist.
  6. Ausgießelement (A) nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Rippe (9) zwischen Hoch- (10) und Tiefplateauabschnitt (11) einen Herausfallsicherungsabschnitt (14) für das Schneidelement (3) aufweist.
  7. Ausgießelement (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zweiten Führungsmittel (8) durch über den Umfang des Schneidelements (3) angeordnete Nocken (15) gebildet sind.
  8. Ausgießelement (A) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zweiten Führungsmittel (7) durch Nockenpaare (16) gebildet sind.
  9. Ausgießelement (A) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    drei Nockenpaare (16) über den Umfang des Schneidelements (3) verteilt angeordnet sind.
  10. Ausgießelement (A) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens ein Nocken (14) über eine gerundete Kontur (17) mit der Rippe (9) in Kontakt tritt.
  11. Ausgießelement (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Verschlusskappe (4) mit dem Grundkörper (2) verbunden ist.
  12. Ausgießelement (A) nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schneidelement (3) über an der Verschlusskappe (4) angeformte Antriebsflanken (18) antreibbar ist.
  13. Ausgießelement (A) nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antriebsflanken (18) auf am Schneidelement (3) angeordnete Antriebselemente (19) wirken.
  14. Ausgießelement (1) nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antriebselemente (19) als Stege ausgeführt sind.
  15. Verbundpackung (P), insbesondere einen Getränkekarton für flüssige Lebensmittel, mit einem zur Aufnahme eines Ausgießelements (A) geeigneten Packungsgiebelpanel (1), wobei das Packungsgiebelpanel (1) eine lokale Packungsmaterialschwächung aufweist und ein Ausgießelement (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 derart positioniert und dauerhaft verbunden ist, dass beim erstmaligen Betätigen des Ausgießelements (A) das Schneidelement (3) in Richtung der Packungsmaterialschwächung bewegbar und diese so durchtrennbar ist, so dass die Verbundpackung (P) zur Entleerung bereit ist.
  16. Verbundpackung (P) nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Packungsmaterialschwächung als überbeschichtetes Loch ausgeführt ist.
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