EP3826930B1 - Verbundpackung mit ausgiesselement und ellipsenartigem, überbeschichteten loch - Google Patents

Verbundpackung mit ausgiesselement und ellipsenartigem, überbeschichteten loch Download PDF

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EP3826930B1
EP3826930B1 EP19739614.6A EP19739614A EP3826930B1 EP 3826930 B1 EP3826930 B1 EP 3826930B1 EP 19739614 A EP19739614 A EP 19739614A EP 3826930 B1 EP3826930 B1 EP 3826930B1
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EP
European Patent Office
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composite pack
cutting element
composite
pack according
thread
Prior art date
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EP3826930A1 (de
EP3826930C0 (de
EP3826930B8 (de
Inventor
Markus Wassum
Remo Zürcher
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SIG Services AG
Original Assignee
SIG Combibloc Services AG
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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
    • 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
    • B65D5/02—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 by folding or erecting a single blank to form a tubular body with or without subsequent folding operations, or the addition of separate elements, to close the ends of the body
    • B65D5/06—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 by folding or erecting a single blank to form a tubular body with or without subsequent folding operations, or the addition of separate elements, to close the ends of the body with end-closing or contents-supporting elements formed by folding inwardly a wall extending from, and continuously around, an end of the tubular body
    • B65D5/064—Rectangular containers having a body with gusset-flaps folded outwardly or adhered to the side or the top of the container

Definitions

  • the invention relates to a composite pack, in particular a parallelepiped cardboard/plastic composite pack for flowable products, with an ellipse-like overcoated hole provided in the gable of the composite pack with a main ellipse axis and a minor ellipse axis, and a pouring element which has a base body, a hollow cylindrical shape movably guided in the base body Cutting element with a cylinder outer diameter and a reclosable screw cap, wherein the screw cap serves to drive the cutting element when the composite pack is opened for the first time, which thus forms a pouring opening in the area of the overcoated hole, and wherein first guide means formed on the cutting element interact correspondingly with second guide means formed on the base body .
  • the invention relates to a cardboard/plastic composite material and a blank thereof, as well as a pouring element for use with such a composite pack.
  • Composite packs consisting of a cardboard/plastic composite pack (hereinafter pack) and a pouring element, are known from practice in a wide variety of variations.
  • the exact layer structure of the composite material can vary depending on the requirements, but at least consists of a carrier layer made of cardboard and cover layers made of plastic.
  • a barrier layer e.g. aluminum, polyamide or ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • Such a pack is usually produced in one of two types of packaging machines.
  • an endless web of sterilized composite material is formed into a tube and sealed, after which it is filled with the also sterilized filling material and sealed and cut at equal intervals across it.
  • the resulting “packaging cushions” are then formed into parallelepiped packages along the pre-folded edges.
  • the sealing seam created during transverse sealing in the gable area is usually referred to as a gable seam.
  • the other variant takes blanks made of composite material, which are first formed into packaging jackets by sealing the longitudinal seam and then formed on mandrels into semi-finished packaging products that are open on one side, then sterilized, filled and finally sealed and finally formed.
  • pouring elements are also applied to the gable of the composite pack.
  • the most common of these pouring elements are in three parts and consist of a base body that adheres to the outside of the composite material, a screw cap and a hollow cylindrical cutting element, which opens the previously gas-tight packing for the first time and thus forms a pouring opening.
  • These pouring elements are usually applied using separate machines, either using hot melt adhesives or by welding the base body to the outer plastic cover layer.
  • the composite pack is usually adapted accordingly.
  • the pouring element with its cutting element could be made stable enough that it cuts easily through the entire composite material.
  • this is usually uninteresting for cost reasons.
  • so-called lines of weakness are introduced into the outer layers of the composite material, which are tailored to the geometry and size of the material to be used Cutting element, enable easier separation.
  • the weakened area can be designed as a so-called “over-coated hole”.
  • the first two options have the disadvantage that open cardboard edges are created, which come into direct contact with the contents when pouring. This can lead to cardboard fibers in the product and also to changes in the taste of the product. Therefore, an overcoated hole is usually the preferred solution.
  • An overcoated hole like this one in the EP 2 528 731 A1 as described in more detail by the applicant, is formed during the production of the composite material.
  • a hole is punched out in the cardboard carrier layer so that a local weakening occurs in the composite material after it has been coated with the plastic cover layers. It therefore consists of all the usual layers of the composite material without a punched-out cardboard backing layer: the plastic cover layers, if necessary a barrier layer and, if necessary, further laminating and adhesion promoter layers.
  • the size of the overcoated hole should be defined as that of the hole punched out of the cardboard backing layer, not the point at which the remaining layers meet.
  • the hole is made longer in the running direction - where it is not limited by edges that are too close and has higher tolerances - than across in addition.
  • Such an elliptical hole shape can also be designed as an elongated hole.
  • the later gable seam is transverse to the running direction, which prevents the above-mentioned design and leads to a round hole shape with a radius that is just as limited by the width of the gable as the minor axis of the ellipse in the first example.
  • the EP 1 088 765 A1 describes a pouring element and associated with it a generic composite pack.
  • the base body, screw cap and cutting element together form a pouring element which, when actuated for the first time, separates the overcoated hole in a large area and pushes the non-cut part of it aside to create a pouring opening.
  • the cutting element's movement is guided via a thread on its outside in the base body and is driven by the screw cap.
  • a larger cutting element is always desirable, as this allows a larger volume flow when pouring, which in turn leads to more speed and control, especially the avoidance of "gurgling".
  • the interface in the form of the over-coated hole which is invisible to the consumer, is only relevant in this selection to the extent that the cutting element can easily cut it open while the base body is still cleanly applied outside of it.
  • a new version of the overcoated hole always means investment costs in the form of new punching tools and printing cylinders with adapted print images, as well as potentially increased production costs during the recalibration of the production processes.
  • the present invention is based on the object of designing and developing the composite packing mentioned at the outset and previously described in more detail in such a way that the largest possible outflow diameter can be created while maintaining an already existing variant of an overcoated hole, or that the system of overcoated hole and cutting element is optimized beyond its normal limits.
  • This task is also solved by a cardboard/plastic composite material, a blank from it and a pouring element, each of which represents part of such a composite pack.
  • a further teaching of the invention provides that the lengths of the ellipse's main axis and the ellipse's minor axis correspond and the overcoated hole is therefore designed to be circular.
  • the cutting element for opening the composite pack for the first time is designed to be movable on a screw-thread-shaped path or a path with different gradients.
  • the cutting element can be guided as simply as possible on a thread or, in modified variants, on several successive sections. Individual sections can guide the cutting element purely axially downwards, purely horizontally or with any desired gradient of their helical paths.
  • a further embodiment of the invention provides that the first guide means are designed with a lower height in a lower region facing the overcoated hole than in the remaining region. Particularly in the case of the present invention, very high forces act on the guide means when the cutting element plunges into the pack. In contrast to known systems in which cutting is only carried out in the area of the over-coated hole, the cutting element will always come into contact with the cardboard backing layer in at least a certain area or even displace it. The further the cutting element is immersed through the overcoated hole, the smaller are the remaining areas in which the first and second guide means still mesh. In the end position, these are only the upper area of the cutting element and, correspondingly, the lower area of the base body or their guide means.
  • the first guide means should therefore remain as strong as possible in that upper area, while in the lower area as little friction as possible should be generated when immersed through the over-coated hole and thus along the edge of the cardboard carrier layer.
  • the lower area of the first guide means should therefore be designed with the lowest possible height.
  • the lower region should be located below the overcoated hole and thus within the composite pack when the composite pack is opened. This describes the position of the cutting element in comparison to the pack in its final position at the end of the opening process of the composite pack.
  • the first and second guide means are designed as a combination of individual guide walls and/or individual cams. This allows any combination of sections that specify different gradients in the path of the cutting element. As soon as the cutting element is set in motion by the screw cap, the cams can be guided along the guide walls and so the cutting element can be moved along the steer along a predetermined path.
  • Various embodiments are conceivable here, such as guide walls on the cutting element and base body or cams on one of the two components combined with guide walls on the other.
  • first guide means are designed as a first thread and the second guide means are designed as a second thread.
  • first guide means are designed as a first thread and the second guide means are designed as a second thread.
  • the first thread is interrupted in the lower region. Breaks in the thread can reduce the resistance forces that occur when plunging through the overcoated hole. Especially in the case of a multi-start thread, these can be designed in such a way that at least part of the thread turns is interrupted at a given immersion depth. By means of interruptions at different heights in the respective threads, the average outside diameter in the lower region of the cutting element could, for example, be reduced without causing too much variance in the latter. This allows for easier and consistent immersion through the over-coated hole.
  • the heights of the thread sections in the lower region of the cutting element are designed to be chamfered at the front in the direction of rotation.
  • the part of a respective thread section that is at the front in the direction of rotation is the first part that comes into contact with the surface of the packing. It therefore makes immersion easier if this part is beveled at an angle that is as flat as possible in order to enable these thread sections to be screwed in continuously.
  • the second thread is designed as thread sections and/or cams.
  • the aim should be to save material in such consumables and this is the only reason why such a design of the second thread is suitable.
  • it is often necessary to interrupt the threads so that the production tools can be designed as simply and cost-effectively as possible.
  • this can also be carried out as described in the EP 1 931 571 B1 is described by the applicant in order to enable simple and direct assembly of the various individual parts of the pouring element. This simplified assembly works particularly well in combination with the interruptions in the first thread.
  • the pouring element and the over-coated hole are arranged eccentrically, so that even if the cylinder outer diameter corresponds exactly to the length of the ellipse's minor axis, the cutting element lies at least partially outside the over-coated hole when it is opened for the first time.
  • This eccentric arrangement often comes about when the pouring elements are applied to the packs by a corresponding application device.
  • Such devices will always have a certain tolerance, which in many cases makes it impossible for the corresponding parts to lie exactly on one another. In the prior art, this results in the cutting path of the cutting element coming to rest somewhat closer to the edge of the overcoated hole, but not outside of it.
  • the specific embodiment of the composite pack also makes it possible to run the application devices with higher tolerances and, as a result, higher speeds.
  • the cutting element is made of impact-modified polystyrene.
  • an impact-modified polystyrene ensures a more stable component.
  • a composite pack 1 is shown, as has long been known as a parallelepiped cardboard/plastic composite pack for flowable products. Arranged in the area of a later opening, a pouring element 2 is shown, which opens the composite pack 1 when actuated for the first time.
  • Fig. 1B additionally shows an overcoated hole 3, which enables the composite pack 1 to be opened more easily.
  • FIG. 2A shows an embodiment according to the invention with one Ellipse-like overcoated hole 3 with ellipse main axis H and ellipse minor axis N shown together with the cutting line 4, which corresponds to the cylinder outer diameter D.
  • the edge area of the overcoated hole 3 is therefore expanded during the opening process.
  • Fig. 2B shows an opening area as is known from the prior art.
  • Fig. 2C A further variant according to the invention is illustrated, in which case the overcoated hole 3 is designed to be circular.
  • Fig. 2C A further variant according to the invention is illustrated, in which case the overcoated hole 3 is designed to be circular.
  • FIG. 2D An embodiment according to the invention is shown in which the cutting line 4 comes to rest exactly on the edge 5. Last is in Fig. 2E again the same variant as in Fig. 2D shown, but with an eccentrically applied pouring element 2. The overcoated hole 3 is expanded to a greater extent on one side during the opening process.
  • Fig. 3 first shows the opening area of a composite pack 1 in a vertical section.
  • the pouring element 2 is applied with a flange 6 of its base body 7 around the overcoated hole 3.
  • the base body 7 also has a tube 8.
  • a screw cap 9, which is used to open the composite pack 1 for the first time and later re-close it, is additionally provided with a tamper-proof ring 10, which breaks away from the screw cap 9 when it is actuated for the first time and remains in the lower region of the base body 7.
  • the cutting element 11 is connected via its first guide means 12 to the second guide means 13 of the base body and guided therein, these being designed as a pair of threads with interruptions in the illustrated and preferred exemplary embodiment.
  • the cutting element 11 Guided in its path of movement, the cutting element 11 is driven by a drive element 14 of the screw cap 9 when it is opened for the first time and is moved downwards in a helical manner. During this movement, the composite pack 1 is separated in the area of the overcoated hole 3 and the edge area is expanded.
  • the sectional view also clearly shows the lower height H2 of the first thread in the lower area of the cutting element, as well as the normal height H1 in the remaining area.
  • the cardboard/plastic composite material consists of a cardboard carrier layer 15, an aluminum layer 16 and inner and outer plastic cover layers 17.
  • the punched out edge 5 of the cardboard carrier layer 15, which defines the outer boundary of the overcoated hole 3, can also be seen particularly well. It can also be seen that the cutting element 11 overlaps with this area.
  • Fig. 4 the cutting element 11 is shown individually.
  • the first guide means 12 can be seen, which are designed as an external thread with interruptions 18.
  • These interruptions 18 in the thread enable simplified assembly of the three-part pouring element and also certain material savings.
  • the thread is additionally designed with a lower height in the lower region, which, together with the interruptions 18, facilitates immersion in the composite material.
  • the cutting element 11 also has two cutting teeth 19, which are approximately opposite each other in the preferred embodiment, in order to perforate and separate the composite material.
  • the opened composite pack is shown in a cut-away view Fig. 5 can be seen from the inside, with one tab 20 in particular being noticeable. This occurs because during the cutting process the overcoated hole 3 loses its tension before the cutting element 11 could cut a complete circle.
  • the tab 20, which approximately corresponds to the separated, overcoated hole 3, then only holds on to a single segment and is pushed to the side by the further movement of the cutting element 11, thus releasing the pouring opening. This segment is sufficient to keep the tab 20 in its "opened” state when the composite pack 1 is open, in order to reliably prevent the tab 20 from being torn off unintentionally. Since the cutting element 11 fills the entire overcoated hole 3, in contrast to usual designs, no remaining edge area of the overcoated hole 3 can be seen around the cutting element 11.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cartons (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbundpackung, insbesondere parallelepipede Karton/Kunststoff-Verbundpackung für fließfähige Produkte, mit einem im Giebel der Verbundpackung vorgesehenen und ellipsenartigen überbeschichteten Loch mit einer Ellipsenhauptachse und einer Ellipsennebenachse, sowie einem Ausgießelement, welches einen Grundkörper, ein im Grundkörper bewegbar geführtes, hohlzylinderförmiges Schneidelement mit einem Zylinderaußendurchmesser und eine wiederverschließbare Schraubkappe umfasst, wobei die Schraubkappe beim erstmaligen Öffnen der Verbundpackung zum Antreiben des Schneidelements, welches so im Bereich des überbeschichteten Lochs eine Ausgießöffnung bildet, dient und wobei am Schneidelement ausgebildete erste Führungsmittel mit am Grundkörper ausgebildeten zweiten Führungsmitteln korrespondierend zusammenwirken. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Karton/Kunststoff-Verbundmaterial und einen Zuschnitt daraus, sowie ein Ausgießelement zur Verwendung mit einer solchen Verbundpackung.
  • Verbundpackungen, bestehend aus einer Karton/Kunststoff-Verbundpackung (hiernach Packung) und einem Ausgießelement, sind aus der Praxis in unterschiedlichsten Variationen bekannt. Der genaue Schichtaufbau des Verbundmaterials kann je nach Anforderungen variieren, besteht aber zumindest aus einer Trägerschicht aus Karton und Deckschichten aus Kunststoff. Zusätzlich kann eine Barriereschicht (z.B. Aluminium, Polyamid oder Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer) notwendig sein, um bei aseptischen Füllgütern eine erhöhte Barrierewirkung gegen Gase und im Falle von Aluminium auch Licht zu gewährleisten.
  • Eine solche Packung wird normalerweise in einer von zwei Arten von Verpackungsmaschinen hergestellt. In der ersten Alternative wird eine Endlosbahn von sterilisiertem Verbundmaterial zu einer Röhre geformt und versiegelt, wonach sie mit dem ebenfalls sterilisierten Füllgut gefüllt und in gleichmäßigen Abständen quer dazu versiegelt und geschnitten wird. Die so entstehenden "Packungskissen" werden dann entlang der vorgefalzten Kanten zu parallelepipeden Packungen geformt. Die beim Quersiegeln im Giebelbereich entstandene Siegelnaht wird üblicherweise als Giebelnaht bezeichnet. Die andere Variante nimmt Zuschnitte aus Verbundmaterial, welche zunächst durch Versiegeln der Längsnaht zu Packungsmänteln geformt werden und danach auf Dornen zu einseitig offenen Packungshalbzeugen geformt, danach sterilisiert, gefüllt, sowie zuletzt versiegelt und endgeformt werden.
  • Zur vereinfachten Handhabung beim Ausgießen und der Möglichkeit des Wiederverschließens werden auch Ausgießelemente auf den Giebel der Verbundpackung appliziert. Die gängigsten dieser Ausgießelemente sind dreiteilig und bestehen aus einem Grundkörper, der auf der Außenseite des Verbundmaterials haftet, einer Schraubkappe und einem hohlzylinderförmigen Schneidelement, welches die zuvor gasdichte Packung erstmalig öffnet und so eine Ausgießöffnung bildet. Diese Ausgießelemente werden durch meist separate Maschinen appliziert, dies entweder mithilfe von Schmelzklebstoffen oder durch Verschweißen des Grundkörpers mit der äußeren Kunststoffdeckschicht.
  • Da das Verbundmaterial dank des stabilen Schichtaufbaus äußerst schwer aufzutrennen ist, wird die Verbundpackung üblicherweise entsprechend angepasst. Das Ausgießelement mit seinem Schneidelement könnte stabil genug ausgeführt sein, dass es problemlos durch das gesamte Verbundmaterial schneidet. Dies ist allerdings aus Kostengründen zumeist uninteressant. Daher ist es üblich, den Öffnungsbereich so zu präparieren, dass dort ein geschwächter Bereich entsteht, welcher vorwiegend in zwei verschiedenen Ausführungen bekannt ist. Zum einen werden sogenannte Schwächungslinien in die äußeren Schichten des Verbundmaterials eingebracht, welche abgestimmt auf die Geometrie und Größe des zu verwendenden Schneidelements, eine leichtere Trennung ermöglichen. Zum anderen kann der geschwächte Bereich als sog. "überbeschichtetes Loch" ausgeführt sein. Die ersten beiden Möglichkeiten haben den Nachteil, dass jeweils offene Kartonkanten entstehen, welche beim Ausgießen in direkten Kontakt mit dem Füllgut kommen. Dies kann zu Kartonfasern im Produkt sowie auch zu Geschmacksveränderungen desselben führen. Daher wird für gewöhnlich ein überbeschichtetes Loch als Lösung bevorzugt.
  • Ein überbeschichtetes Loch, wie dies in der EP 2 528 731 A1 der Anmelderin näher beschrieben ist, wird noch während der Verbundmaterialherstellung gebildet. Dabei wird in der Kartonträgerschicht ein Loch ausgestanzt, so dass nach ihrer Beschichtung mit den Kunststoffdeckschichten eine lokale Schwächung im Verbundmaterial entsteht. Es besteht also aus allen gewöhnlichen Schichten des Verbundmaterials ohne ausgestanzte Kartonträgerschicht: Die Kunststoffdeckschichten, gegebenenfalls eine Barriereschicht und falls benötigt weitere Laminier- und Haftvermittlerschichten. Im Sinne dieser Erfindung soll die Größe des überbeschichteten Lochs als diejenige des ausgestanzten Lochs aus der Kartonträgerschicht, nicht etwa dem Punkt an dem die übrigen Schichten zusammentreffen, definiert sein.
  • In der Praxis hat sich gezeigt, dass diese Art von Packstoffschwächung nicht zu nahe an Packungskanten oder der Giebelnaht platziert sein kann. Im Besonderen führen die sehr hohen Bahngeschwindigkeiten beim Laminieren des Verbundmaterials zu solchen Einschränkungen. Je nach Abmessungen des Giebelbereichs der Packung gibt es also eine gewisse Größe des überbeschichteten Lochs, die nicht überschritten werden kann. Beschränkend ist hier zumeist die Breite des Packungsgiebels, also der Abstand zwischen der Giebelnaht und der parallel dazu liegenden Packungskante. Andererseits liegt die spätere Giebelnaht während des Laminierungsprozesses entlang der Laufrichtung, was wiederum mit erhöhten Toleranzen des Lochs in dieser Längenausdehnung in Verbindung steht. Da die Breite des Packungsgiebels allerdings quer zur Laufrichtung liegt, wird das Loch in Laufrichtung - wo es nicht durch zu nahe Kanten beschränkt ist und höhere Toleranzen aufweist - länger ausgeführt als quer dazu. Dies führt zu einer ungefähr elliptischen Lochform mit der Ellipsenhauptachse entlang der Laufrichtung und der Ellipsennebenachse quer dazu. Eine solche ellipsenartige Lochform kann auch als Langloch ausgeführt sein.
  • In anderen Produktionssystemen liegt die spätere Giebelnaht allerdings quer zur Laufrichtung, was die obengenannte Ausführung verhindert und zu einer runden Lochform mit einem Radius führt, der ebenso durch die Breite des Giebels beschränkt ist wie die Nebenachse der Ellipse im ersten Beispiel.
  • Die EP 1 088 765 A1 beschreibt ein Ausgießelement und damit einhergehend eine gattungsgemäße Verbundpackung. Grundkörper, Schraubkappe und Schneidelement bilden zusammen ein Ausgießelement, welches bei erstmaliger Betätigung das überbeschichtete Loch in einem großen Bereich auftrennt und den nichtdurchtrennten Teil desselben zur Seite drängt, um eine Ausgießöffnung zu erstellen. Dabei ist das Schneidelement in seiner Bewegung über ein Gewinde an seiner Außenseite im Grundkörper geführt und wird von der Schraubkappe angetrieben.
  • Prinzipiell gilt, dass ein größeres Schneidelement stets erwünscht ist, da dies beim Ausgießen einen größeren Volumenstrom erlaubt, welcher wiederum zu mehr Geschwindigkeit und Kontrolle, insbesondere der Vermeidung von "Gluckern", führt. Selbstverständlich gibt es aber eine Vielzahl an diversen Produkten und Anwendungsfällen. Dies führt dazu, dass eine weite Auswahl von verschiedenen Ausgießelementen in diversen Größen angeboten wird. Die für den Konsumenten unsichtbare Schnittstelle in Form des überbeschichteten Lochs ist bei dieser Auswahl nur insoweit relevant, dass das Schneidelement dieses leicht auftrennen kann während der Grundkörper immer noch sauber außerhalb davon appliziert ist. Eine neue Ausführung des überbeschichteten Lochs bedeutet stets auch Investitionskosten in Form von neuen Stanzwerkzeugen und Druckzylindern mit angepassten Druckbildern, ebenso wie potentiell erhöhte Produktionskosten während des erneuten Kalibrierens der Produktionsprozesse.
  • Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Verbundpackung so auszugestalten und weiterzubilden, dass unter Beibehaltung einer bereits bestehenden Variante eines überbeschichteten Lochs ein möglichst großer Ausflussdurchmesser geschaffen werden kann, oder dass das Systems von überbeschichtetem Loch und Schneidelement über seine normalen Grenzen hinaus optimiert wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Verbundpackung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 dadurch, dass der Zylinderaußendurchmesser wenigstens so gross ist wie die Länge der Ellipsennebenachse. Dies führt dazu, dass die Schnittlinie des Schneidelements entlang oder sogar außerhalb des Randes des überbeschichteten Lochs verläuft und daher mit der Seitenwand des hohlzylinderförmigen Schneidelements das überbeschichtete Loch zumindest abschnittweise ausgedehnt wird. Somit wird ein relativ zum überbeschichteten Loch in seiner Größe optimierter Ausflussdurchmesser erstellt.
  • Ebenfalls gelöst wird diese Aufgabe durch ein Karton/Kunststoff-Verbundmaterial, einen Zuschnitt daraus und ein Ausgießelement, welche jeweils ein Teil einer solchen Verbundpackung darstellen.
  • Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass sich die Längen der Ellipsenhauptachse und der Ellipsennebenachse entsprechen und das überbeschichtete Loch somit kreisförmig ausgeführt ist.
  • In weiteren vorteilhaften Ausführungen ist das Schneidelement zum erstmaligen Öffnen der Verbundpackung auf einer schraubgewindeförmigen Bahn oder einer Bahn mit unterschiedlichen Steigungen bewegbar ausgeführt. So kann das Schneidelement möglichst einfach auf einem Gewinde geführt sein oder aber in veränderten Varianten auch auf mehreren aufeinanderfolgenden Abschnitten. Dabei können einzelne Abschnitte das Schneidelement rein axial abwärts, rein horizontal oder mit beliebigen Steigungen ihrer schraubenförmigen Bahnen führen.
  • Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die ersten Führungsmittel in einem dem überbeschichteten Loch zugewandten unteren Bereich mit einer geringeren Höhe ausgebildet sind als im restlichen Bereich. Besonders bei der vorliegenden Erfindung wirken sehr hohe Kräfte auf die Führungsmittel, wenn das Schneidelement in die Packung eintaucht. Im Gegensatz zu bekannten Systemen in denen nur im Bereich des überbeschichteten Lochs geschnitten wird, wird hierbei das Schneidelement immer mindestens in einem gewissen Bereich mit der Kartonträgerschicht in Berührung geraten oder diese sogar verdrängen. Je weiter das Schneidelement also bereits durch das überbeschichtete Loch hindurch eingetaucht ist, desto kleiner sind die restlichen Bereiche, in denen die ersten und zweiten Führungsmittel noch ineinandergreifen. In der Endposition sind das nur noch der obere Bereich des Schneidelements und korrespondierend der untere Bereich des Grundkörpers beziehungsweise deren Führungsmittel. Die ersten Führungsmittel sollten also in jenem oberen Bereich möglichst stark ausgebildet bleiben, während im unteren Bereich möglichst wenig Reibung beim Eintauchen durch das überbeschichtete Loch und somit entlang der Kartonträgerschichtkante erzeugt werden soll. Der untere Bereich der ersten Führungsmittel sollte also mit möglichst geringer Höhe ausgeführt sein.
  • Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung soll sich der untere Bereich bei geöffneter Verbundpackung unterhalb des überbeschichteten Lochs und somit innerhalb der Verbundpackung befinden. Dies beschreibt die Position des Schneidelements im Vergleich zur Packung in seiner Endposition am Ende des Öffnungsvorgangs der Verbundpackung.
  • Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform sind die ersten und zweiten Führungsmittel als eine Kombination von einzelnen Leitwänden und/oder einzelnen Nocken ausgebildet. Dies ermöglicht beliebige Kombinationen von Abschnitten, die verschiedene Steigungen des Weges des Schneidelements vorgeben. Sobald das Schneidelement von der Schraubkappe in Bewegung versetzt wird, können die Nocken entlang der Leitwände geführt werden und so das Schneidelement entlang des vorgegebenen Pfades lenken. Hier sind verschiedene Ausführungsformen denkbar, wie zum Beispiel Leitwände an Schneidelement und Grundkörper oder auch Nocken an einem der beiden Bauteile kombiniert mit Leitwänden am jeweils Anderen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Führungsmittel als ein erstes Gewinde und die zweiten Führungsmittel als ein zweites Gewinde ausgebildet sind. Diese Lösung ist vor allem dann angebracht, wenn eine einzelne schraubenlinienförmige Bewegung ausgeführt werden soll. Ein Gewindepaar bietet auch den Vorteil, dass die beiden zusammenwirkenden Teile über einen ausgedehnten Bereich miteinander in Kontakt stehen und so wiederum einen erhöhten Halt gegenüber den beim Öffnungsvorgang auftretenden Kräften bieten.
  • Eine andere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das erste Gewinde im unteren Bereich unterbrochen ausgebildet ist. Durch Unterbrechungen im Gewinde können die Widerstandskräfte, die beim Eintauchen durch das überbeschichtete Loch auftreten, verringert werden. Besonders auch bei einem mehrgängigen Gewinde können diese so ausgebildet werden, dass bei einer gegebenen Eintauchtiefe jeweils zumindest ein Teil der Gewindegänge unterbrochen ist. Durch Unterbrechungen auf unterschiedlichen Höhen in den jeweiligen Gewindegängen könnte so beispielsweise der durchschnittliche Außendurchmesser im unteren Bereich des Schneidelements verringert werden, ohne eine allzu große Varianz desselben herbeizuführen. Dies ermöglicht ein leichteres und gleichmäßiges Eintauchen durch das überbeschichtete Loch.
  • Nach einer besonderen Ausführungsart sind die Höhen der Gewindeabschnitte im unteren Bereich des Schneidelements in Drehrichtung vorne abgeschrägt ausgebildet. Während des schraubenlinienförmigen Eintauchens ist der in Drehrichtung vorne liegende Teil eines jeweiligen Gewindeabschnittes die erste Partie, welche mit der Oberfläche der Packung in Berührung kommt. Es dient daher einem einfacheren Eintauchen, wenn diese Partie unter einem möglichst flachen Winkel abgeschrägt ist, um ein stetiges Eindrehen dieser Gewindeabschnitte zu ermöglichen.
  • Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist das zweite Gewinde als Gewindeabschnitte und/oder Nocken ausgeführt. Einerseits sollte es, wenn möglich, Ziel sein Material in solchen Verbrauchsartikeln einzusparen und schon bloß daher eignet sich eine solche Ausbildung des zweiten Gewindes. Andererseits ist es bei mehr als einem Gewindegang oft nötig die Gewinde zu unterbrechen, damit die Produktionswerkzeuge möglichst einfach und kostengünstig gestaltet werden können. Zuletzt kann dies auch so ausgeführt sein, wie es in der EP 1 931 571 B1 der Anmelderin beschrieben ist, um eine simple und direkte Montage der verschiedenen Einzelteile des Ausgießelements zu ermöglichen. Diese vereinfachte Montage funktioniert besonders in Kombination mit den Unterbrechungen im ersten Gewinde.
  • Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung sind das Ausgießelement und das überbeschichtete Loch exzentrisch angeordnet, so dass selbst, wenn der Zylinderaußendurchmesser genau der Länge der Ellipsennebenachse entspricht, das Schneidelement beim erstmaligen Öffnen zumindest teilweise außerhalb des überbeschichteten Lochs liegt. Diese exzentrische Anordnung kommt oft zustande, wenn die Ausgießelemente von einer entsprechenden Applikationseinrichtung auf die Packungen appliziert werden. Solche Einrichtungen werden immer eine gewisse Toleranz aufweisen, welche es in vielen Fällen verunmöglicht, dass die entsprechenden Teile exakt aufeinander zu liegen kommen. Im Stand der Technik führt dies dazu, dass die Schnittbahn des Schneidelements etwas näher an den Rand des überbeschichteten Lochs zu liegen kommt, allerdings nicht außerhalb davon. Die spezifische Ausführungsform der Verbundpackung ermöglicht es in dieser Hinsicht also auch die Applikationseinrichtungen mit höheren Toleranzen und damit einhergehend auch höheren Geschwindigkeiten laufen zu lassen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Schneidelement aus schlagzähmodifiziertem Polystyrol gefertigt. Im Gegensatz zu den normalerweise für Schneidelemente verwendeten Polypropylen und Polyethylen, sorgt ein schlagzähmodifiziertes Polystyrol für ein stabileres Bauteil.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1A und 1B
    eine erfindungsgemäße Verbundpackung mit und ohne appliziertem Ausgießelement in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 2A bis 2E
    eine Draufsicht auf das überbeschichtete Loch einer Verbundpackung gemäß Fig. 1B mit eingezeichneter Schnittlinie in verschiedenen Ausführungen,
    Fig. 3
    ein erfindungsgemäßes appliziertes Ausgießelement aus Fig. 1A im Vertikalschnitt,
    Fig. 4
    ein erfindungsgemäßes Schneidelement eines Ausgießelementes in perspektivischer Ansicht und
    Fig. 5
    eine erfindungsgemäße Verbundpackung mit appliziertem Ausgießelement nach dem erstmaligen Öffnen und Wiederverschließen der Schraubkappe, zur besseren Darstellung in aufgeschnittener perspektivischer Ansicht.
  • In Fig. 1A ist eine Verbundpackung 1 gezeigt, wie sie als parallelepipede Karton/Kunststoff-Verbundpackung für fließfähige Produkte für sich schon lange bekannt ist. Im Bereich einer späteren Öffnung angeordnet ist ein Ausgießelement 2 dargestellt, welches bei erstmaliger Betätigung die Verbundpackung 1 öffnet. Fig. 1B zeigt zusätzlich ein überbeschichtetes Loch 3, welches die vereinfachte Öffnung der Verbundpackung 1 ermöglicht.
  • Aus der Vergrößerung des Öffnungsbereichs in Fig. 2A geht deutlich hervor, wie die Schnittlinie 4 eines Schneidmittels im Vergleich zum Rand 5 des überbeschichteten Lochs 3 zu liegen kommt. Hier ist eine erfindungsgemäße Ausführung mit einem ellipsenartigen überbeschichteten Loch 3 mit Ellipsenhauptachse H und Ellipsennebenachse N gezeigt zusammen mit der Schnittlinie 4, welche dem Zylinderaußendurchmesser D entspricht. Der Randbereich des überbeschichteten Lochs 3 wird während des Öffnungsvorgangs also ausgeweitet. Fig. 2B zeigt einen Öffnungsbereich, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. In Fig. 2C ist eine weitere erfindungsgemäße Variante illustriert, wobei hier das überbeschichtete Loch 3 kreisförmig ausgeführt ist. In Fig. 2D ist eine erfindungsgemäße Ausführung dargestellt, in der die Schnittlinie 4 genau auf den Rand 5 zu liegen kommt. Zuletzt ist in Fig. 2E nochmals dieselbe Variante wie in Fig. 2D gezeigt, allerdings mit einem exzentrisch applizierten Ausgießelement 2. Dabei wird das überbeschichtete Loch 3 während des Öffnungsvorgangs einseitig stärker ausgeweitet.
  • Fig. 3 zeigt zunächst den Öffnungsbereich einer Verbundpackung 1 im Vertikalschnitt. Das Ausgießelement 2 ist hierbei mit einem Flansch 6 seines Grundkörpers 7 um das überbeschichtete Loch 3 herum appliziert. Der Grundkörper 7 weist neben dem Flansch 6 noch einen Tubus 8 auf. Eine Schraubkappe 9, die dem erstmaligen Öffnen und späteren Wiederverschließen der Verbundpackung 1 dient, ist zusätzlich mit einem Manipulationssicherungsring 10 versehen, welcher sich bei der erstmaligen Betätigung der Schraubkappe 9 von dieser wegbricht und im unteren Bereich des Grundkörpers 7 verbleibt. Das Schneidelement 11 ist über seine ersten Führungsmittel 12 mit den zweiten Führungsmitteln 13 des Grundkörpers verbunden und darin geführt, wobei diese im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel als Gewindepaar mit Unterbrechungen ausgeführt sind. In seiner Bewegungsbahn geführt, wird das Schneidelement 11 durch ein Antriebselement 14 der Schraubkappe 9 beim erstmaligen Öffnen angetrieben und schraubenförmig abwärts bewegt. Während dieser Bewegung wird die Verbundpackung 1 im Bereich des überbeschichteten Lochs 3 aufgetrennt und der Randbereich ausgeweitet. Im Schnittbild gut ersichtlich sind ebenfalls die geringere Höhe H2 des ersten Gewindes im unteren Bereich des Schneidelements, wie auch die normale Höhe H1 im restlichen Bereich.
  • Das Karton/Kunststoff-Verbundmaterial besteht aus einer Kartonträgerschicht 15, einer Aluminiumschicht 16 und inneren und äußeren Kunststoffdeckschichten 17. Besonders gut zu erkennen ist auch der ausgestanzte Rand 5 der Kartonträgerschicht 15, der die äußere Begrenzung des überbeschichteten Lochs 3 definiert. Ebenfalls ersichtlich ist damit auch das Überlappen des Schneidelements 11 mit diesem Bereich.
  • In Fig. 4 ist das Schneidelement 11 einzeln dargestellt. Hier sind insbesondere die ersten Führungsmittel 12 zu sehen, welche als ein Außengewinde mit Unterbrechungen 18 ausgeführt sind. Diese Unterbrechungen 18 im Gewinde ermöglichen eine vereinfachte Montage des dreiteiligen Ausgießelements und auch gewisse Materialeinsparungen. Überdies ist, wie in Fig. 3A deutlicher erkennbar, das Gewinde zusätzlich im unteren Bereich mit einer geringeren Höhe ausgebildet, was zusammen mit den Unterbrechungen 18 das Eintauchen in das Verbundmaterial erleichtert. Das Schneidelement 11 verfügt außerdem über zwei im bevorzugten Ausführungsbeispiel ungefähr gegenüberliegende Schneidzähne 19, um das Verbundmaterial zu perforieren und aufzutrennen.
  • Die geöffnete Verbundpackung ist in der aufgeschnittenen Ansicht der Fig. 5 von innen zu sehen, wobei vor allem eine Lasche 20 auffällt. Diese entsteht, da beim Auftrennvorgang das überbeschichtete Loch 3 seine Spannung verliert, bevor das Schneidelement 11 einen kompletten Kreis schneiden könnte. Die Lasche 20, welche ungefähr dem aufgetrennten überbeschichteten Loch 3 entspricht, hält dann nur noch an einem einzelnen Segment, wird durch die weitere Bewegung des Schneidelements 11 zur Seite gedrückt und gibt damit die Ausgießöffnung frei. Dieses Segment reicht aus, die Lasche 20 bei geöffneter Verbundpackung 1 in ihrem "aufgeklappten" Zustand zu halten, um ein ungewolltes Abreißen der Lasche 20 zuverlässig zu vermeiden. Da das Schneidelement 11 das komplette überbeschichtete Loch 3 ausfüllt, ist im Gegensatz zu üblichen Ausführungen kein restlicher Randbereich des überbeschichteten Lochs 3 um das Schneidelement 11 herum zu sehen.

Claims (13)

  1. Verbundpackung, insbesondere parallelepipede Karton/Kunststoff-Verbundpackung für fließfähige Produkte, mit einem im Giebel der Verbundpackung (1) vorgesehenen und ellipsenartigen überbeschichteten Loch (3) mit einer Ellipsenhauptachse (H) und einer Ellipsennebenachse (N), sowie einem Ausgießelement (2), welches einen Grundkörper (7), ein im Grundkörper (7) bewegbar geführtes, hohlzylinderförmiges Schneidelement (11) mit einem Zylinderaußendurchmesser (D) und eine wiederverschließbare Schraubkappe (9) umfasst, wobei die Schraubkappe (9) beim erstmaligen Öffnen der Verbundpackung (1) zum Antreiben des Schneidelements (11), welches so im Bereich des überbeschichteten Loches (3) eine Ausgießöffnung bildet, dient und wobei am Schneidelement (11) ausgebildete erste Führungsmittel mit am Grundkörper ausgebildeten zweiten Führungsmitteln korrespondierend zusammenwirken,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Zylinderaußendurchmesser (D) wenigstens so groß ist wie die Länge der Ellipsennebenachse (N).
  2. Verbundpackung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich die Längen der Ellipsenhauptachse (H) und der Ellipsennebenachse (N) entsprechen und das überbeschichtete Loch (3) somit kreisförmig ausgeführt ist.
  3. Verbundpackung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schneidelement (11) zum erstmaligen Öffnen der Verbundpackung (1) auf einer schraubgewindeförmigen Bahn bewegbar ausgeführt ist.
  4. Verbundpackung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schneidelement (11) zum erstmaligen Öffnen der Verbundpackung (1) auf einer Bahn mit unterschiedlichen Steigungen bewegbar ausgeführt ist.
  5. Verbundpackung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die ersten Führungsmittel in einem dem überbeschichteten Loch (3) zugewandten unteren Bereich mit einer geringeren Höhe (H2) ausgebildet sind als im restlichen Bereich.
  6. Verbundpackung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich der untere Bereich bei geöffneter Verbundpackung (1) unterhalb des überbeschichteten Loches (3) und somit innerhalb der Verbundpackung (1) befindet.
  7. Verbundpackung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die ersten und zweiten Führungsmittel als eine Kombination von einzelnen Leitwänden und/oder einzelnen Nocken ausgebildet sind.
  8. Verbundpackung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die ersten Führungsmittel als ein erstes Gewinde (12) und die zweiten Führungsmittel als ein zweites Gewinde (13) ausgebildet sind.
  9. Verbundpackung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Gewinde (12) im unteren Bereich unterbrochen ausgebildet ist.
  10. Verbundpackung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Höhe der Gewindeabschnitte im unteren Bereich des Schneidelements (11) in Drehrichtung vorne abgeschrägt ausgebildet sind.
  11. Verbundpackung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Gewinde (13) als Gewindeabschnitte und/oder Nocken ausgeführt ist.
  12. Verbundpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Ausgießelement (2) und das überbeschichtete Loch (3) exzentrisch angeordnet sind, so dass selbst, wenn der Zylinderaußendurchmesser (D) genau der Länge der Ellipsennebenachse (N) entspricht, das Schneidelement (11) beim erstmaligen Öffnen zumindest teilweise außerhalb des überbeschichteten Loches (3) liegt.
  13. Verbundpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schneidelement (11) aus schlagzähmodifiziertem Polystyrol gefertigt ist.
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