ES2274030T3

ES2274030T3 - Dispositivo de cierre con un perforador.

Info

Publication number: ES2274030T3
Application number: ES02727153T
Authority: ES
Inventors: Werner Fritz Dubach
Original assignee: Bericap Holding GmbH
Current assignee: Bericap Holding GmbH
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-06-10
Also published as: RU2004102050A; BR0210540A; IL159592A0; ATE341494T1; EP1399366B1; US6851576B2; CA2451751A1; RU2288146C2; AU2002257483B2; IL159592A; CN1522216A; CN1251932C; DK1399366T3; WO2003002419A1; DE50208344D1; EP1399366A1; US20040149786A1

Abstract

Dispositivo (1) de cierre de plástico apli- cable sobre un lugar perforable de un envase (B) cerrado, compuesto de una pieza (2) inferior en forma de tapón con una pieza (20) de descarga cilíndrica, que está unida o se puede unir con el envase, y una caperuza (4) roscada, que se puede enroscar en la pieza (2) inferior, así como un perforador (3) cilíndrico, que está abierto axialmente por los dos extremos y que está alojado desplazablemente en la pieza inferior, existiendo en la caperuza (4) unos medios, que mueven helicoidalmente hacia abajo el perforador (3) con el primer movimiento de desenroscado de la caperuza roscada, caracterizado porque el perforador (3) está dotado de, al menos, dos elementos (33) cortantes, que se han dis- puesto consecutivamente uno de otro separados un ángulo (a) de desplazamiento de menos de 180º y más de 100º, de modo que tras un giro del perforador en el ángulo de desplaza- miento, se forme una línea de corte continua de 2a, y por- que entonces actúa en la zona no separada un elemento (34, 35, 38) expulsor, que empuja el pedazo de hoja parcialmente recortado del envase afuera de la región de la pieza (20) de descarga.

Description

Dispositivo de cierre con un perforador.

El presente invento se refiere a un dispositivo de cierre de plástico, que se puede instalar sobre un lugar perforable de un envase cerrado y que se compone de una pieza inferior en forma de tapón de descarga cilíndrico que está unido o se puede unir con el envase, y de una caperuza roscada, que se puede montar por deslizamiento sobre la pieza inferior, así como de un perforador cilíndrico, que está abierto axialmente por ambos lados y descansa de modo desplazable en la pieza inferior, habiéndose previsto en la caperuza roscada unos medios que, con el movimiento de desenroscado de la caperuza roscada de la primera vez, mueven hacia abajo helicoidalmente el perforador.

Dispositivos de cierre de plástico compuestos de tres piezas como se han descrito arriba, a saber, una pieza inferior en forma de tapón de descarga cilíndrico, un perforador cilíndrico móvil dentro la pieza inferior y una caperuza roscada, que presenta medios para mover el perforador, se conocen en las más variadas formas de realización. Tales dispositivos de cierre se instalan en envases de empaquetado flexible. Los envases se componen de hojas de varias capas, que tienen habitualmente una o varias capas de papel o de cartón, una o varias capas de hojas de plástico y, al menos, una capa de barrera, por ejemplo, de aluminio. En la zona de los dispositivos de cierre a montar, los paquetes presentan sectores perforables convenientemente preperforados. Normalmente, el perforador del dispositivo de cierre debe separar convenientemente la mayoría de las veces nada más que la capa de hoja de plástico compacta, que queda más interiormente, y la capa de aluminio.

En la mayoría de las formas de realización conocidas, el perforador es conducido de tal modo que el perforador realice únicamente un movimiento de traslación hacia el interior del paquete. Por ejemplo, el documento EP-A-0'328'652 (Toppan Printing Co. Ltd.) muestra una solución, en la que se ha previsto en la caperuza roscada una hélice en forma de corredera centradamente en una pared interior, mientras que el perforador presenta una rosca antagónica análoga, a la vez que, al mismo tiempo, el perforador está provisto de salientes, que evitan un giro con respecto al tapón de descarga. Se conoce una solución, que actúa de modo prácticamente igual, por el documento WO 99/62776 (Crown Cork and Seal Technologies Corp.). También a partir del documento GB-A-2241224, se conoce un dispositivo de cierre con una descarga en forma de tapón, en la que desliza un perforador con salientes guía, encajando los salientes guía en ranuras, que discurren en axialmente, mientras que, al mismo tiempo, el perforador presenta una rosca interior, que coopera con una pared anular céntrica de la caperuza roscada, presentando la pared céntrica una rosca exterior. Al mismo tiempo, existe una unión roscada entre la caperuza roscada y el tapón de descarga.

Esta solución últimamente citada según el documento GB-A-2241224 no funciona con un sector perforable en el envase, sino que el tapón de descarga ya está soldado por dentro a la pared interior del envase y se ha aplicado por dentro una hoja adicional en la brida del tapón de descarga. Una hoja de cierre semejante puede presentar propiedades discrecionales, que se diferencian de las del propio envase. Análogamente, la configuración del perforador puede ser prácticamente discrecional como, por ejemplo, en la solución según la figura 1 de aquella publicación, o se puede prever también varios dientes perforadores en el contorno del perforador. De modo totalmente análogo, se ha mostrado también un perforador en la forma de realización según el documento EP-A-0'382'652, que presenta una multiplicidad de dientes perforadores en el borde inferior. Lo mismo se presenta también en el documento WO 99/62776 asimismo ya mencionado.

Al contrario que en los derechos protegidos previamente mencionados, el documento WO 95/05996 (International Paper Company) muestra un dispositivo de cierre, en el que el perforador no sólo realiza un movimiento de mera traslación, sino un movimiento helicoidal. El perforador presenta, en consecuencia, una rosca exterior, que es conducida encajando en una rosca interior del tapón de descarga. El perforador se puede desplazar en un correspondiente movimiento helicoidal por medio de unos elementos de arrastre de la caperuza roscada. Si se desenrosca la caperuza roscada, se mueve entonces simultáneamente el perforador con un movimiento helicoidal hacia abajo en el envase a abrir. De modo totalmente análogo a las conocidas soluciones conocidas hasta ahora, también tiene el perforador, en este caso, una multiplicidad de dientes perforadores a lo largo del borde
inferior.

Prácticamente todos los dispositivos de cierre del tipo que aquí interesa hoy disponibles en el mercado han dado lugar a grandes problemas. Mientras que las primeras soluciones, no documentadas aquí, trabajaban prácticamente sin dientes perforadores y con las que se destrozó en algún sitio la pared del envase, se creyó que se podía controlar el problema con los dientes perforadores. Sin embargo, esto no se produjo. Una de las razones principales consiste en que todas las soluciones requieren al abrir un gran consumo de fuerza. Prácticamente, en todas las soluciones se perforan, al mismo tiempo, muchos puntos de las hojas en todo el contorno. Si los dientes se hubiesen encontrado exactamente en los lugares, que se encuentran verticalmente sobre la hoja previamente separada, sería entonces probablemente viable tal solución. Sin embargo, esto requeriría una fijación exacta del dispositivo de cierre en el envase prácticamente con un error de una décima de milímetro. Esto es, sin embargo, sencillamente imposible. En consecuencia, se clavan también los dientes zonas del envase, que no han sido previamente cortadas. Para ello, no sólo se requiere sensiblemente más fuerza, sino que, al mismo tiempo, ya no tiene lugar perforación alguna, en absoluto, de la hoja, sino que se realiza un mero movimiento de tracción sobre la hoja. Mientras que las hojas reaccionan, la mayoría de las veces, sensiblemente a las perforaciones, la mayor parte de las hojas son extraordinariamente resistentes contra las fuerzas de tracción.

En la realización según el documento WO 95/05996, no se reconoció que, en la solución aquí mostrada, se consigue básicamente un efecto de corte en vez de un efecto de perforación. En consecuencia, la concepción de un una multiplicidad de dientes perforadores es ya de por sí absurda. Se añade a esto que sólo con un pequeño ángulo de giro, se ha cortado y separado toda la región interior del envase y cae en el contenido del envase. No sólo no se desea esto y es antihigiénico, sino que da lugar a que, durante el vertido, la parte suelta llegue una y otra vez a la zona de descarga y dé lugar a propiedades de descarga incontrolables.

En consecuencia, el problema del presente invento es mejorar un dispositivo de cierre del tipo citado al principio, de tal modo que sea posible una apertura fácil, con la que se puedan evitar, al mismo tiempo, los demás inconvenientes descritos anterior-
mente.

Este problema lo resuelve un dispositivo de cierre, que presente las características de la reivindicación 1.

En la elección del ángulo \alpha de desplazamiento, se asegura con una magnitud de menos de 180º que pueda tener lugar separación completa alguna de la zona del envase, mientras que, con la elección del ángulo de desplazamiento de más de 100º, se asegura que, en el momento en que esté activo el elemento expulsor, se ha separado más de la mitad del contorno y, por consiguiente, se puede abatir la parte ya separada. Esto último se habría producido ya de por sí incluso cuando el ángulo de desplazamiento fuese menor de 100º, aunque, por un lado, sería grande el peligro de que el elemento expulsor no sólo empuje hacia un lado la región ya separada, sino que, al mismo tiempo, también podría rasgar la zona aún sin separar. Pero, finalmente, también se limitaría demasiado la zona de descarga abierta con un ángulo de desplazamiento de por debajo de 100º.

Otras formas de realización ventajosas adicionales del objeto del invento se deducen de las reivindicaciones subordinadas, y su importancia y modo de funcionar se explican en la siguiente descripción con referencia al dibujo adjunto.

Se representa en el dibujo una forma de realización preferida del objeto del invento. Se muestra en las figuras:

Figura 1 una sección vertical a través del dispositivo de cierre en estado montado de un envase antes de la primera apertura, y

Figura 2 el mismo dispositivo de cierre tras la primera apertura con la caperuza roscada desenroscada, nuevamente en estado montado, en una sección vertical diametral.

Figura 3 muestra el perforador en la posición de fabricación, unido de una pieza con la parte inferior, nuevamente como sección vertical diametral, mientras que la

Figura 4 muestra el dispositivo de cierre en estado montado en la posición de utilización, habiéndose representado únicamente el envase parcialmente cortado.

Figuras 5 y 6 representan planos esquemáticos de corte y plegado para dos ángulos \alpha de desplazamiento diferentes.

Aunque el invento sólo se ocupa básicamente de la configuración del perforador, se expone toda la estructura del dispositivo 1 de cierre, que se compone de tres piezas, para una mejor comprensión. Dichas piezas son: una pieza 2 inferior, que se instala de modo adherente a un envase B, un perforador 3 apoyado dentro de ella de forma móvil a rosca y una caperuza 4 roscada que recubre la pieza 2 inferior. La pieza 2 inferior tiene una pieza 20 de descarga cilíndrico, que se transforma progresivamente, al final, en una brida 21 inferior y que presenta una rosca 22 interior así como una rosca 23exterior. La brida 21 sirve para la unión adherente con el envase B. Este envase consiste en un empaquetado flexible de varias capas, hecho de hojas, presentando la hoja de varias capas un llamado punzonado V previo, que atraviesa, al menos parcialmente, una o varias capas y define así una abertura deseada. Para abrir el envase B, se ha de cortar y separar aún completamente la hoja de varias capas en la región del punzonado previo. La brida 21 de la pieza 2 inferior se puede soldar o encolar sobre la hoja de varias capas del envase B. El punzonado V previo define una superficie circular, que ha de quedar en el interior de la abertura de la pieza 20 de descarga cilíndrico. El diámetro del punzonado V previo es un ligero porcentaje menor que el diámetro de la pieza 20 de descarga. En cambio, el diámetro del punzonado V previo corresponde bastante exactamente al diámetro del perforador 3 o bien a la trayectoria circular, que definen los elementos de corte del perforador en su movimiento. La rosca 22 interior de la pieza 20 de descarga cilíndrico es una rosca gruesa. Esto significa que, por un lado, la altura del paso de rosca es relativamente grande y la rosca presenta una elevada pendiente. En consecuencia, el perforador 3 ya es movido por un giro de alrededor de 360º más o menos desde su posición original de montaje, como se ha representado en la figura 1, a la posición inferior de utilización según la figura 2. En comparación con la anterior, la rosca 23 exterior se ha realizado como una llamada rosca fina. De acuerdo con ello, la rosca 23 presenta sólo una reducida altura entre los flancos de la rosca y la pendiente de la rosca es plana. Para desenroscar la caperuza 4 roscada, deben realizarse en consecuencia varios giros.

El accionamiento del perforador 3 tiene lugar por medio de la caperuza 4 roscada. La caperuza 4 roscada tiene una superficie 40 de tapa, con la cual limita una pared 41 circundante de la superficie lateral. La pared 41 de la superficie lateral presenta una rosca 42 interior, que se ha configurado como rosca fina y que coincide con la rosca 23 exterior de la pieza de descarga cilíndrico. En la cara inferior de la superficie 40 de tapa se ha dispuesto formando parte integral una pared 43 anular, que discurre concéntricamente a la pared 41 de la superficie lateral. En esta pared 43 anular concéntrica, que presenta un diámetro menor que el diámetro interior del perforador, se han dispuesto formando parte integral unos medios en forma de arrastradores 44. En un giro de la caperuza 4 roscada, los arrastradores impulsan el perforador 3 en una dirección contraria. Mientras que la caperuza 4 roscada se mueve hacia arriba, el perforador es movido hacia abajo, porque la rosca entre la caperuza 4 roscada y la pieza 2 inferior están orientadas opuestamente con respecto al sentido de giro de la rosca entre el perforador 3 y la pieza 2 inferior. Abajo en la pared 41 de la superficie lateral, se ha dispuesto formando parte integral un fleje 45 de garantía sobre puentes 46 de puntos de rotura controlada. Este fleje 45 de garantía es mantenido en la posición asegurada por medio de salientes 24 de retención y el fleje 45 de garantía permanece aquí también tras la primera apertura, como se puede observar en la figura 2.

El perforador 3 que, como se ha representado en la figura 3, se ha hecho por conveniencia de una pieza con la pieza inferior, se compone básicamente de una pieza 31 de pared anular cilíndrica con una rosca 32 exterior, que se ha configurado nuevamente como rosca gruesa coincidiendo con la rosca 22 interior de la pieza 2 inferior. En esta pieza 31 de pared anular, se han dispuesto formando parte integral, al menos, dos elementos 33 de corte y, al menos, un elemento 34, 35 expulsor. El elemento 34 expulsor puede estar combinado con el elemento 33 de corte o, como se observa en las figuras 2 a 4, configurado como elemento 35 separado. En las secciones según las figuras 1 a 3, sólo puede reconocerse un elemento 33 de corte, en cada caso. Únicamente en el alzado lateral según la figura 4, se pueden ver los dos elementos 33 de corte. Los elementos 33 de corte, que tienen una forma aproximadamente triangular, acaban en un diente 36 perforador final. Una flecha D indica, en cada caso, el sentido de giro del perforador. En el borde delantero según el sentido de giro, se ha dispuesto, formando directamente parte integral del diente 36 perforador, un borde 37 de corte. En la forma de realización preferida, el borde 37 de corte se transforma aquí progresivamente en un borde 38 expulsor que, por consiguiente, forma parte del elemento 33 de corte. En la superficie interior del elemento 33 de corte y por encima del borde 37 de corte, se ha dispuesto formando parte integral un engrosamiento 39 de arrastre, al que queda adosado un arrastrador 44 durante el movimiento de desenroscado primero de la caperuza 4 roscada y, por consiguiente, desplaza el perforador 3 en un movimiento helicoidal. La solución con el borde 38 de desplazamiento es únicamente opcional. Como ya se ha mencionado y se ha realizado asimismo aquí, puede existir un elemento 35 expulsor adicional separado. El elemento 35 expulsor se ha configurado axialmente al perforador 3 y más corto que el elemento 33 de corte. En consecuencia, el elemento 35 expulsor sólo entra en contacto con la hoja del envase B, cuando los dos elementos 33 de corte han formado, al menos aproximadamente, una línea de corte continua. El elemento 35 expulsor separado tiene, por lo demás, aproximadamente la forma de los elementos 33 de corte, aunque se ha configurado con bordes romos y no presenta diente perforador alguno, sino que discurre en un arco redondeado.

En relación con las figuras 5 y 6, se explica a continuación la forma de funcionar del dispositivo de cierre según el invento. Los dos elementos 33 de corte se han dispuesto marchando uno detrás de otro con un ángulo \alpha de desplazamiento. En la posición de partida, antes de la primera apertura del dispositivo de cierre, se encuentran los dos dientes 36 perforadores de los dos elementos 33 de corte en las posiciones A' y B'. Tras un determinado ángulo \beta de avance, los dos dientes 36 perforadores tocan la hoja a cortar y separar del envase en los puntos A y B. En relación con el sentido D de giro, el diente perforador de uno de los elementos de corte marcha un ángulo \alpha de desplazamiento por delante del diente de perforación del segundo elemento de corte. En el giro ulterior en el sentido D, los dientes 36 perforadores perforan la hoja y en un recorrido adicional separan la hoja, recorriendo uno de los elementos de corte la trayectoria de corte del punto A al punto B, mientras que el otro elemento de corte ejecuta una línea de corte del punto B al punto C. Tan pronto como el perforador 3 haya sido girado, por ello, el ángulo \alpha de desplazamiento, resulta una línea de corte continua de 2\alpha, que se extiende desde el punto A al punto C. En esta posición, ha penetrado hacia adentro, al menos casi completamente, el borde 37 de corte a través de la hoja del envase, y a partir del punto C actúa ahora, por un lado, el borde 38 expulsor y/o el elemento 35 expulsor. El borde expulsor actúa a partir del punto C, mientras que el elemento 35 expulsor queda en la zona VB de la región aún sin ser penetrada relativamente cercana al punzonado V previo. La región recortada y liberada es empujada hacia abajo lo mismo que una trampilla adentro del envase. En este caso, el punzonado V previo sirve prácticamente de línea de doblado. Se puede observar claramente esta situación en la figura 2. Según la elección del ángulo \alpha de desplazamiento resulta mayor o menor la zona restante, no separada, del punzonado V previo. El ángulo \alpha de avance ha de tener teóricamente al menos 90º, aunque en la práctica no basta, y la magnitud mínima efectiva del ángulo \alpha de avance debe ser mayor de 100º. Pero el ángulo \alpha de avance debe ser obviamente también menor de 180º para asegurar que la línea de corte no sea circundante y que, en consecuencia, se recorte y se separe una rodaja completa de la hoja, que podría caer dentro del envase. De modo realista, debería ser el ángulo \alpha de desplazamiento máximo aproximadamente de 170º. Las soluciones mostradas en las figuras 5 y 6 corresponden a datos realistas. Si se trabajase con un elemento 35 expulsor separado, entonces el ángulo \alpha de desplazamiento puede ser más bien menor, porque, en ese caso, el elemento expulsor ya puede presionar sobre la hoja poco antes de que el elemento de corte delantero en el sentido de giro haya alcanzado el punto C, por lo cual la hoja es empujada ligeramente hacia abajo y, por consiguiente, se forma una línea de corte continua algo más larga que la línea de corte teórica.

En comparación con los perforadores conocidos hasta ahora con una multiplicidad de dientes perforadores, la perforación sólo se realiza en este caso en dos puntos. Esto tiene la ventaja de que sea menor la fuerza necesaria. Al mismo tiempo, también tiene lugar aquí un verdadero movimiento de corte. El borde 37 de corte realiza, a saber, tanto una componente de movimiento perpendicularmente a la línea de corte, como también una componente en la dirección de la línea de corte. Pero a causa de que el punzonado V previo discurre también relativamente cerca de la unión relativamente rígida entre la hoja y la brida 21 de la pieza 2 inferior, resulta una determinada fuerza de corte.

Obviamente, ha de alinearse la pendiente de la rosca gruesa entre el perforador 3 y la pieza 2 inferior con la geometría de los elementos de corte. La longitud meramente vertical del borde 37 de corte debe ser igual a la pendiente de la rosca, que corresponde al ángulo \alpha. Esto último es cierto, en especial, cuando el elemento expulsor se combina con el elemento de corte.

Lista de referencias numéricas

1: Dispositivo de cierre

2: Pieza inferior

3: Perforador

4: Caperuza roscada

20: Pieza de descarga cilíndrico

21: Brida

22: Rosca interior

23: Rosca exterior

24: Saliente de retención

31: Pieza de pared anular cilíndrica

32: Rosca exterior

33: Elemento de corte

34: Elemento expulsor

35: Elemento expulsor separado

36: Diente perforador

37: Borde de corte

38: Borde expulsor

39: Engrosamiento arrastrador

40: Superficie de tapa

41: Pared de la superficie lateral

42: Rosca interior

43: Pared anular concéntrica

44: Arrastrador

45: Fleje de garantía

46: Puentes de puntos de rotura controlada

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B: Envase

V: Punzonado previo

Claims

1. Dispositivo (1) de cierre de plástico aplicable sobre un lugar perforable de un envase (B) cerrado, compuesto de una pieza (2) inferior en forma de tapón con una pieza (20) de descarga cilíndrica, que está unida o se puede unir con el envase, y una caperuza (4) roscada, que se puede enroscar en la pieza (2) inferior, así como un perforador (3) cilíndrico, que está abierto axialmente por los dos extremos y que está alojado desplazablemente en la pieza inferior, existiendo en la caperuza (4) unos medios, que mueven helicoidalmente hacia abajo el perforador (3) con el primer movimiento de desenroscado de la caperuza roscada, caracterizado porque el perforador (3) está dotado de, al menos, dos elementos (33) cortantes, que se han dispuesto consecutivamente uno de otro separados un ángulo (\alpha) de desplazamiento de menos de 180º y más de 100º, de modo que tras un giro del perforador en el ángulo de desplazamiento, se forme una línea de corte continua de 2\alpha, y porque entonces actúa en la zona no separada un elemento (34, 35, 38) expulsor, que empuja el pedazo de hoja parcialmente recortado del envase afuera de la región de la pieza (20) de descarga.

2. Dispositivo de cierre según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento expulsor se ha combinado para formar un elemento con el elemento (33) de corte previo.

3. Dispositivo de cierre según la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento (33) de corte previo tiene un borde (37) cortante, que se transforma progresivamente en un borde (38) expulsor, que actúa como elemento expulsor, siendo el borde (37) cortante de una longitud tal que, con el movimiento helicoidal tras un giro (D) del perforador (3) en, al menos aproximadamente, el ángulo \alpha de desplazamiento el borde (38) expulsor, empuja afuera de la región de la pieza (20) de descarga la zona del envase (B) no separada.

4. Dispositivo de cierre según la reivindicación 1, caracterizada porque se ha dispuesto en el sentido de giro del perforador (3), precediendo al elemento (33) de corte delantero, un elemento (35) expulsor separado del elemento de corte.

5. Dispositivo de cierre según la reivindicación 4, caracterizado porque los dos elementos (33) de corte y el elemento (35) expulsor se han unido formando parte integral con el perforador (3).

6. Dispositivo de cierre según la reivindicación 1, caracterizado porque los dos elementos (33) de corte y el elemento (35) expulsor están desplazados hacia el centro concéntricamente respecto de la pared de la superficie lateral del perforador (3) cilíndrico aproximadamente en el espesor de la pared de la pieza (31) de pared anular.

7. Dispositivo de cierre según la reivindicación 1, caracterizado porque el perforador (3) con los elementos (33) de corte tiene una longitud axial, que corresponde a la longitud axial máxima de la pieza (20) de descarga cilíndrica.

8. Dispositivo de cierre según la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento (35) expulsor es más corto en la distancia axial que los dos elementos (33) de corte, que corresponde al tramo de movimiento axial, que han recorrido los dos elementos (33) de corte en un giro del perforador (3) en el ángulo \alpha de desplazamiento.