KUNSTSTOFF-VERSCHLUSS MIT EINER SCHNEIDE- UND DURCHSTOSSVORRICHTUNG PLASTIC LOCK WITH A CUTTING AND PUSHING DEVICE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung aus Kunststoff zur Anbringung auf einen geschlossenen Behälter aus Kunststofffolienmaterial , bestehend aus einem Unterteil mit zylindrischem Ausguss und einem Flansch zur Befestigung auf das Behältnis und einer Schraubkappe die auf der Unterteil schraubbar gehalten ist, sowie einen zylindrischen Durchstosser mit Aussengewinde, der in axialer Richtung beidseitig offen ist und im Ausguss des Unterteiles in dessen Innengewinde läuft, wobei in der Schraubkappe Mittel vorhanden sind, die bei der erstmaligen Schraubbewegung der Schraubkappe den Durchstosser schraubenförmig nach unten bewegen, und dass der zylindrische Durchstosser an deren zylindrischen Wand, am Ende welches zur Behälterwandung gerichtet ist, Schneidezähne aufweist. The present invention relates to a closure device made of plastic for attachment to a closed container made of plastic film material, consisting of a lower part with a cylindrical spout and a flange for attachment to the container and a screw cap which is screwed on the lower part, and a cylindrical piercing with external thread, which is open on both sides in the axial direction and runs in the spout of the lower part in the internal thread, wherein means are provided in the screw cap, the screw at the first screw movement of the screw through the screw down, and that the cylindrical piercer on the cylindrical wall, on End which is directed to the container wall, has cutting teeth.
Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art wurden bis heute nur auf aus laminiertem Folienmaterial gefertigten Behältern angebracht. Diese laminierten Folien weisen mindestens drei Schichten unterschiedlicher Materialien auf. Zum einen besteht ein solches Material aus einer
Kartonschicht, welche dem Behältnis die erforderliche Steifigkeit gibt, einer Aluminiumschicht die als Aromasperre dient und einer KunststoffSchicht die die erforderliche Dichtigkeit garantiert. Um diese drei Schichten zu durchtrennen muss der entsprechende Durchstosser einer eingangs erwähnten Verschlussvorrichtung unterschiedliche Funktionen erfüllen. Um die Kartonschicht zu durchtrennen sind oftmals eine Vielzahl von Sägezähnen vorgeschlagen, während ein erhöhter Zahn mit einer vorderen Schneidkante die Aluminiumschicht durchschneidet, während ein Perforierzahn die KunststoffSchicht durchstösst bevor die zuvor genannte Schneide die Kunststofffolie weiter schneiden kann. Bei diesen Behältnissen aus laminiertem Folienmaterial stellt im Prinzip die Durchtrennung der Kartonschicht ein Problem dar, insbesondere dann, wenn die zur Unterstützung dienende Teilstanzung, die zumindest die Kartonschicht halbwegs durchtrennt, nicht exakt mit der Schneidlinie des Durchstossers übereinstimmt, so sind entweder die Zähne zu schwach oder bei einer Vielzahl von Zähnen kommt das Kartonmaterial zwischen die Zähne und diese können danach kaum noch eine perforierte Wirkung erzeugen. Closure device of the type mentioned above have been attached to today only made of laminated film material containers. These laminated films have at least three layers of different materials. On the one hand, such a material consists of one Cardboard layer, which gives the container the required rigidity, an aluminum layer which serves as aroma barrier and a plastic layer which guarantees the required tightness. In order to cut through these three layers, the corresponding piercer of a closing device mentioned at the beginning has to fulfill different functions. In order to sever the paperboard layer, a plurality of saw teeth are often suggested, while a raised tooth with a front cutting edge cuts through the aluminum layer while a perforating tooth pierces the plastic layer before the aforesaid cutting edge can further cut the plastic film. In these containers made of laminated film material, in principle, the separation of the cardboard layer is a problem, especially if the serving for supporting partial punching that at least partially cuts through the cardboard layer does not match exactly with the cutting line of the piercer, so either the teeth are too weak or in the case of a large number of teeth, the cardboard material comes between the teeth and these can barely produce a perforated effect thereafter.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich jedoch um eine Verschlussvorrichtung die auf einem reinen Kunststofffolienmaterial aufgebracht wird. SolcheHowever, the present invention is a closure device which is applied to a pure plastic film material. Such
Schlauchbeutel, in der Fachsprache meist Pouches genannt, wurden bisher nicht mittels vorgenannten
Verschlussvorrichtungen geöffnet, sondern eine Öffnung war bereits ausgestanzt und ein Verschluss wurde mit seinem Ausguss lagekorrekt aufgeschweisst oder zwischen zwei Folienlagen eingeschweisst . Da hierdurch die Lagebeständigkeit des abgefüllten Lebensmittels oder Getränkes somit nur noch von der Dichtigkeit des Verschlusses abhängig ist, wurden solche Verschlüsse praktisch nur in unproblematischen Bereichen, insbesondere im Bereich der Kosmetik, verwendet. Tubular bags, in the jargon usually called pouches, have not been previously mentioned by means of the aforementioned Closure devices opened, but an opening was already punched out and a closure was welded correct position with his spout or welded between two layers of film. As a result, the stability of the bottled food or beverage is thus dependent only on the tightness of the closure, such closures have been used practically only in unproblematic areas, especially in the field of cosmetics.
Bei der Verwendung der Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art bleibt der Behältnisbeutel bis zum Zeitpunkt der Erstöffnung vollständig verschlossen. Damit ist eine erhöhte Lagerfähigkeit gegeben. Hinzu kommt, dass bei solchen Lösungen auch die Kunststofffolie wesentlich robuster und mit höherer Wandstärke gestaltet ist als die sehr dünne Kunststofffolienschicht bei einer laminierten Folie. Hierdurch ergeben sich andere Anforderungen an die Verschliessvorrichtung . Erste Versuche mit Verschliessvorrichtungen der bekannten Art ergaben keine vertrauenswürdigen Resultate. When using the closure device of the type mentioned, the container bag remains completely closed until the time of the first opening. This gives an increased shelf life. In addition, in such solutions, the plastic film is much more robust and designed with a higher wall thickness than the very thin plastic film layer in a laminated film. This results in other requirements for the closing device. First attempts at sealing devices of the known type gave no reliable results.
Durchstosser wie beispielsweise aus den US-A-5020690 oder US- A-5141133 besitzen eine Vielzahl von Zähnen. Diese aneinandergrenzenden Zähne bilden praktisch die Gestalt eines ringförmigen Sägeblattes. Solche Lösungen haben entweder dazu geführt, dass eine Rondelle vollständig ausgeschnitten wurde
und in den Behälter fiel oder das durch die Zähigkeit der Folie einzelne Zähne abgebrochen sind und in den Behälter gefallen sind. Handelt es sich wie hier üblich um Behälter für Getränke, so ist dies völlig unakzeptabel. Piercers such as those of US-A-5020690 or US-A-5141133 have a plurality of teeth. These adjacent teeth form virtually the shape of an annular saw blade. Such solutions have either resulted in a rondelle being completely cut out and dropped into the container or that due to the toughness of the foil individual teeth have broken off and fallen into the container. If it is the case here for containers for drinks, so this is completely unacceptable.
Bisher ging man davon aus, dass eine Vielzahl von Zähnen vorteilhaft ist, da dadurch eine Vielzahl von Perforationen entstehen. Tatsächlich hat man jedoch festgestellt, dass eine Mehrzahl von Perforationen an sich keinen Vorteil ergibt. Vielmehr hat sich gezeigt, dass eine Vielzahl von Zähnen automatisch dazu führt, dass diese Zähne relativ schwach sein müssen. Dies führt zu dem bereits oben erwähnten Nachteil. So far, it was assumed that a large number of teeth is advantageous, as a result, a variety of perforations. In fact, however, it has been found that a plurality of perforations per se give no advantage. Rather, it has been shown that a large number of teeth automatically means that these teeth must be relatively weak. This leads to the disadvantage already mentioned above.
Aus dieser Erkenntnis heraus, sind entsprechend Weiterentwicklungen getätigt worden, bei denen einerseits die Zahl der Zähne reduziert und andererseits die Form der Zähne unterschiedlich gestaltet wurde. So ist beispielsweise aus der EP-A-1415926 eine Lösung mit lauter gleichen, jedoch ungleichmässig über den Umfang verteilten Zähnen bekannt. Ferner ist aus der US-A-6279779 eine Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt mit einem Durchstosser, der lediglich noch einen einzigen Zahn aufweist. Dieser Zahn ist entsprechend stark gestaltet und weist verschiedene Flächen mit unterschiedlicher Wirkung auf. Die Ein-Zahn- Version hat sich eindeutig nicht bewährt. Die Abläufe des Durchtrennens der Folie sowie deren Perforation, das nachfolgende Schneiden und schliesslich das Wegklappen des
ausgeschnittenen Teiles, haben sich nicht in einem einzigen Element optimieren lassen. Daher hat die Anmelderin Versuche gefahren, mit einem Durchstosser gemäss der WO2007/030965 bei dem drei Zähne über den Umfang verteilt und minim von einer gleichmässigen Verteilung über den Umfang versetzt, vorhanden sind. Während Durchstosser dieser Art sich vielfach bewährt haben, kommen immer wieder Fälle vor, bei denen entweder die Folie vollständig ausgeschnitten wurde und das entsprechende Rondell in das Behältnis viel, oder bei anderen Fällen die Folien lediglich an drei Stellen etwa gleichweit eingeschnitten worden und die Folie blieb verschliessend über der Öffnung hängen. Aus diesen Erkenntnissen hat die Anmelderin in aufwendigen Versuchen eine Optimierung gesucht, die zuverlässig einen öffnenden Schnitt realisiert, sodass eine mit dem Behältnis in Verbindung bleibende klappenartiges Rondell hängenbleibt, welches auch durch die Zähne aus dem offenen Bereich des Durchstosser geschoben wird. Based on this finding, further developments have been made, in which on the one hand reduces the number of teeth and on the other hand, the shape of the teeth was designed differently. Thus, for example, from EP-A-1415926 a solution with all but the same, but unevenly distributed over the circumference of teeth known. Furthermore, from US-A-6279779 a closure device of the type mentioned above is known with a piercer, which only has a single tooth. This tooth is designed accordingly strong and has different surfaces with different effects. The one-tooth version has clearly not worked. The processes of cutting the film and its perforation, the subsequent cutting and finally the folding away of the cut out part, have not been optimized in a single element. Therefore, the Applicant has made experiments, with a piercer according to WO2007 / 030965 in which three teeth distributed over the circumference and minimally offset from a uniform distribution over the circumference, are present. While piercers of this type have been proven many times, there are always cases in which either the film has been completely cut out and the corresponding roundel in the container much, or in other cases, the films have been cut approximately equidistant only in three places and the film remained hang over the opening. From these findings, the applicant has sought in elaborate experiments an optimization that reliably realizes an opening cut, so that a stuck with the container in connection flap-like rondel gets stuck, which is pushed through the teeth from the open area of the piercer.
Diese komplexe Aufgabe löst eine Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art, die sich dadurch auszeichnet, dass der Durchstosser genau zwei gleich hohe Zähne aufweist, die beide innerhalb eines Winkelbereichs von 70 bis 120° des Umfanges angeordnet sind. Dies bewirkt, dass die aufzuschneidende Kunststofffolie von den beiden Zähnen vorgespannt wird und danach gleichzeitig die Folie perforieren und zu schneiden beginnen und dabei der Folgezahn nach einer kurzen Strecke in den Schneidbereich des
Vorderzahnes kommt und damit unwirksam wird. Folgt die Perforation der Folie praktisch sogleich bei der ersten Berührung, so kann trotzdem die Folie nicht vollständig kreisförmig ausgeschnitten werden und somit fällt auch kein Kunststofffolienrondell in den Behälter. Erfolgt die Perforation und der folgende Schnitt relativ spät, so wird immer noch ein genügend langer Schnitt erzeugt, der sicherstellt, dass der Schnitt des Folgezahnes im Bereich des Schnittes des vorderen Zahnes hineinläuft und hierdurch wird immer noch ein Schnitt, der sich über mehr als 180° erstreckt, erzielt, sodass die Folie genügend weit aufgeschnitten ist, um einen genügenden Durchfluss zu erzielen . Wie bereits erwähnt wird die erfindungsgemässe Verschlussvorrichtung auf einen Behälter aus reinem Kunststofffolienmaterial angebracht. Diese ein- oder mehrlagige Kunststofffolie ist wesentlich dicker als die Kunststofffolie die als Dichtigkeitsschicht in der Kompositfolie aus diversen Materialien verwendet wird. This complex object is achieved by a closure device of the type mentioned, which is characterized in that the piercer has exactly two equal teeth, both of which are arranged within an angular range of 70 to 120 ° of the circumference. This causes the plastic film to be cut to be pre-tensioned by the two teeth and at the same time perforate and cut the film at the same time, and after a short distance into the cutting area of the follower tooth Front tooth comes and thus becomes ineffective. If the perforation of the film follows practically immediately at the first contact, the film can nevertheless not be cut out in a completely circular manner and thus no plastic film rondel falls into the container. If the perforation and the subsequent cut are made relatively late, a sufficiently long incision will still be made to ensure that the incision of the trailing tooth will be in the area of the incision of the anterior tooth, and this will still result in a cut exceeding 180 °, so that the film is cut wide enough to achieve a sufficient flow. As already mentioned, the closure device according to the invention is applied to a container of pure plastic film material. This single or multi-ply plastic film is substantially thicker than the plastic film which is used as a sealant layer in the composite film of various materials.
Während bei der dünnen Folie wegen deren hohen Elastizität die Perforation erst erfolgen muss um eine sichere Öffnung zu gewährleisten, scheint dies bei der nun verwendeten Folie nicht mehr die zentrale Rolle zu spielen. Untersuchungen bei starker Vergrösserung habe gezeigt, dass offenbar die Folie aufgeritzt wird, unter Bildung von Spänen.
Es ist daher eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung dieser Erkenntnis rechnungtragend die Zähne ähnlich wie bei einer stahlverarbeitenden Schneidplatte mit Spanleitmittel zu versehen. Tatsächlich haben sich bei den bisherigen Lösungen diese Späne an der Zahnspitze aufgestaut, und entsprechend war die bisher aufzubringende Drehmomentleistung wesentlich höher als bei der nun vorliegenden Lösung gemäss Patentanspruch 6. While in the thin film because of their high elasticity, the perforation must first be made to ensure a secure opening, this no longer seems to play the central role in the film now used. Investigations at high magnification have shown that apparently the film is scratched to form chips. It is therefore an additional object of the present invention, this knowledge bill-bearing teeth to provide similar to a steel-cutting insert with Spanleitmittel. In fact, these chips have accumulated at the tooth tip in the previous solutions, and accordingly the previously applied torque performance was much higher than in the present solution according to claim 6.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt: In the drawing, a preferred embodiment of the subject invention is illustrated and described below. It shows:
Figur 1 den geschlossenen Kunststoffverschluss vor der Erstbenutzung einerFigure 1 shows the closed plastic closure before the first use of a
Seitenansicht und Side view and
Figur 2 denselben m einem diametralen Figure 2 the same m a diametrical
Vertikalschnitt vertical section
Figur 3 zeigt in vereinfachter Darstellung den FIG. 3 shows a simplified representation of FIG
Durchstosser von unten mit Blick auf den Piercing from below overlooking the
Rand mit den beiden Schneidzähnen Edge with the two cutting teeth
Figur 4 zeigt den Durchstosser und den Unterteil mit Flansch als einteiliges Halbfabrikat
vor der Montage, wiederum in Figure 4 shows the piercer and the lower part with flange as a one-piece semi-finished product before assembly, turn in
diametralen Vertikalschnitt und diametric vertical section and
Figur 5 dieselbe Ansicht um 180° gedreht. Figure 5 the same view rotated by 180 °.
Figuren 6a-6c zeigen verschiedene Schnittbilder. Figures 6a-6c show various sectional images.
Figur 7 zeigt einen für härtere Kunststofffolien geeigneten Durchstosser mit zwei um einen Winkel versetzten Zähne mit andererFigure 7 shows a suitable for harder plastic films piercing with two offset by an angle teeth with others
Schneidcharakteristik und Cutting characteristics and
Figur 8 denselben Durchstosser um 120°gedreht. Figur 9 zeigt ein Last-Zeit Diagramm für den Figure 8 the same piercer rotated by 120 °. Figure 9 shows a load-time diagram for the
Durchstosser gemäss den Figuren 7 und 8, während Piercer according to FIGS. 7 and 8, during
Figur 10 ein solches Last-Zeit Diagramm für den 10 shows such a load-time diagram for the
Durchstosser mit der Zähnekonfiguration gemäss den Figuren 4 und 5 darstellt. Piercing with the teeth configuration according to Figures 4 and 5 represents.
Die KunststoffVerschlussvorrichtung ist insgesamt mit 1 bezeichnet. Diese umfasst drei Bauteile von denen zwei herstellungstechnisch einstückig gefertigt sein können, wie dies nachfolgend beschrieben und in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist. Die KunststoffVerschlussvorrichtung 1
besitzt eine Schraubkappe 4, an deren unteren Rand fluchtend mit der Mantelwand der Schraubkappe, ein Garantieband 7 über Sollbruchstellenbrücken 8 angeformt ist. In der Seitenansicht gemäss der Figur 1, ist von der Verschlussvorrichtung 1 lediglich noch ein Flansch 3, der Teil des Unterteiles 2 ist, erkennbar . The plastic closure device is designated overall by 1. This comprises three components, two of which can be produced in one piece in terms of manufacturing technology, as described below and illustrated in FIGS. 4 and 5. The plastic closure device 1 has a screw cap 4, at the lower edge in alignment with the jacket wall of the screw cap, a guarantee strip 7 is formed via predetermined breaking point bridges 8. In the side view according to FIG. 1, only one flange 3, which is part of the lower part 2, of the closure device 1 can be seen.
In der SchnittZeichnung gemäss der Figur 2 erkennt man, dass die Schraubkappe 4 eine Mantelwand 9 aufweist, sowie eine Deckfläche 10. Die Schraubkappe 4 hat eine Innengewinde 11, dass als Feingewinde gestaltet ist. Der Unterteil 2 mit seinem Flansch 3, der der Schweiss- oder Klebverbindung mit dem Behälter dient, besitzt einen zylinderischen Ausguss 6, der rohrförmig ist und beidseitig offen. Dieser Ausguss 6 hat ein Aussengewinde 12, dass ebenso als Feingewinde gestaltet ist und beim Auf- und Abschrauben der Schraubkappe 4 mit dem Innengewinde 11 der Schraubkappe 4 kämmt. Das Feingewinde 11, 12 ist bevorzugterweise als zweigängiges Gewinde gestaltet. Das Feingewinde hat den Vorteil einer einfachen Montage, indem das Innengewinde der Schraubkappe ratschenartig über das Aussengewinde 12 des Ausgusses 6 geschoben werden kann. Dies erlaubt eine Montage ohne Relativverdrehung der Teile zueinander. In der Schraubkappe 4 sind zwei einander diametral gegenüberstehende Mitnehmer 13 vorhanden, die auf der Unterseite der Deckfläche 10 der Schraubkappe 4 angeformt sind. Diese Mitnehmer 13 wirken zusammen mit Mitnehmer 14 im
Durchstosser 5. Dieser Durchstosser 5 wird nachfolgend anhand der Figuren 4 und 5 detailiert beschrieben. In the sectional drawing according to FIG. 2, it can be seen that the screw cap 4 has a jacket wall 9, as well as a cover surface 10. The screw cap 4 has an internal thread 11 designed as a fine thread. The lower part 2 with its flange 3, which serves the welding or adhesive bond with the container, has a cylindrical spout 6, which is tubular and open on both sides. This spout 6 has an external thread 12 that is also designed as a fine thread and when screwing and unscrewing the screw cap 4 with the internal thread 11 of the screw cap 4 meshes. The fine thread 11, 12 is preferably designed as a double-threaded thread. The fine thread has the advantage of easy assembly by the internal thread of the screw cap can be pushed ratchet-like over the external thread 12 of the spout 6. This allows mounting without relative rotation of the parts to each other. In the screw cap 4, two diametrically opposed drivers 13 are present, which are integrally formed on the underside of the top surface 10 of the screw cap 4. These drivers 13 act together with driver 14 in Piercing 5. This piercing 5 is described in detail below with reference to Figures 4 and 5.
Wie bereits erwähnt, fertigt man den Durchstosser 5 und den Unterteil 2 einstückig, sowie dies in der Figur 4 dargestellt ist. Hier bilden der Unterteil 2 und der Durchstosser 5 zusammen eine Halbfabrikat, das mittels einer einzigen Spritzgussform herstellbar ist. Zur Montage können Unterteil 2 und Durchstosser 5 einfach zusammengestossen werden. Hierbei kommt der Durchstosser 5 vollständig innerhalb des zylindrischen Ausgusses 6 zu liegen. In dieser Position als Halbfabrikat ist der Durchstosser 5 über Sollbruchstellen 15 am oberen Rand des Ausgusses 6 angeformt. Der Durchstosser 5 besteht aus einem zylindrischen Rohrabschnitt 16, der aussen ein Grobgewinde 17 besitzt. Dieses Grobgewinde 17 mit einer grossen Steigung, kämmt mit einem entsprechend angepassten trapezförmiges Gewinde 18 auf der Innenseite des Ausguss 6. Der Durchstosser 5 besitzt zudem zwei einander diametral gegenüberstehende Mitnehmerrippe 19, an die die bereits zuvor genannten Mitnehmer 13 der Schraubkappe 4 bei der entsprechenden Schraubbewegung zum Anliegen kommen. Am unteren Rand des Durchstossers 5 sind zwei Schneidzähne angeformt, von denen in der Figur 2 beide sichtbar sind, während in der Figur 5 nur der nachlaufende Zahn ersichtlich ist, während der vorlaufende Zahn weggeschnitten ist. Der vorlaufende Zahn ist mit 20 und der nachlaufende Zahn mit 21 bezeichnet. Beide Zähne 20, 21 weisen dieselbe Länge 1 auf.
Diese Länge bezeichnet die vertikale Strecke von der Unterkante 22 des zylindrischen Rohrabschnittes 16 bis zur Spitze 23 des entsprechenden Schneidzahnes. Im zusammengebauten Zustand, wie dies die Figur 2 zeigt, liegt der Durchstosser 5 vollständig innerhalb des zylindrischen Ausgusses 6. Hierbei liegt die Spitze resp. die beiden Spitzen der Schneidzähne 20, 21 etwa auf der Höhe der Unterkante des Flansches 3 des Unterteiles 2. Bei einer Abschraubbewegung der Schraubkappe 4 bewegt sich der Durchstosser 5 in axialer Richtung gegenläufig, wobei der Durchstosser einen wesentlich grösseren translatorischen Vertikalweg pro Umdrehung durchführt, als die Schraubkappe 4 in der Gegenrichtung. Tatsächlich führt der Durchstosser 5 maximal eine Rotationsbewegung um ca. 330° durch, während die Schraubkappe ein oder mehrere Umgänge bis zum vollständigen Abschrauben durchführt. As already mentioned, the piercer 5 and the lower part 2 are produced in one piece, as shown in FIG. Here, the lower part 2 and the piercer 5 together form a semi-finished product which can be produced by means of a single injection mold. For mounting lower part 2 and 5 Durchstosser can easily be pushed together. Here, the piercer 5 is completely within the cylindrical spout 6 to lie. In this position as a semi-finished product, the piercer 5 is formed over predetermined breaking points 15 at the upper edge of the spout 6. The piercer 5 consists of a cylindrical tube section 16, the outside has a coarse thread 17. This coarse thread 17 with a large pitch, meshes with a suitably adapted trapezoidal thread 18 on the inside of the spout 6. The piercer 5 also has two diametrically opposed driving rib 19, to which the previously mentioned driver 13 of the screw 4 at the corresponding screwing come to the concern. At the bottom of the piercer 5, two cutting teeth are formed, of which both are visible in Figure 2, while in Figure 5, only the trailing tooth is visible, while the leading tooth is cut away. The leading tooth is designated by 20 and the trailing tooth by 21. Both teeth 20, 21 have the same length 1. This length refers to the vertical distance from the lower edge 22 of the cylindrical tube section 16 to the tip 23 of the corresponding cutting tooth. In the assembled state, as shown in FIG 2, the piercer 5 is completely within the cylindrical spout 6. Here, the tip is resp. In a Abschraubbewegung the screw 4, the piercer 5 moves in the opposite direction in the axial direction, the piercer performs a much larger translational vertical path per revolution, as the screw cap 4 in the opposite direction. In fact, the piercer 5 performs at most a rotational movement of about 330 °, while the screw cap performs one or more passages until complete unscrewing.
Je nach der Festigkeit, Elastizität und sonstigen Gegebenheiten, insbesondere bezüglich der Vorspannung der Kunststofffolie des Schlauchbeutels, wird die Kunststofffolie früher oder später durchstossen . Praktisch immer erfolgt der Durchstoss der Schneidzähne 20, 21 gleichzeitig. So entstehen die Schnittbilder, wie diese in den Figuren 6a bis c dargestellt sind. In der Figur 6a sind die Teilschnitte des nachfolgenden Zahns noch nicht bis in den Schnitt des vorlaufenden Zahns vorgedrungen. In der Figur 6b hingegen,
ist dies bereits geschehen. Diese Figur zeigt die im schlechtesten Fall erwirkte Schnittlinie, die praktisch in der Grössenordnung von 200 bis 240° liegt. Wäre dies die Endposition, so würde im Prinzip der vorlaufende Zahn den laschenförmigen Teil L nach unten drücken, sodass auch in diesem Falle der Durchfluss mindestens zu mehr als 50% offen ist. Im Normalfall wird jedoch die Schnittlinie sich um einen Teilkreis von rund 330° erstrecken. Diese Situation ist in der Figur 6c gezeigt. Depending on the strength, elasticity and other conditions, in particular with respect to the bias of the plastic film of the tubular bag, the plastic film is punctured sooner or later. Practically always the piercing of the cutting teeth 20, 21 takes place simultaneously. This results in the sectional images, as shown in Figures 6a to c. In FIG. 6a, the partial sections of the following tooth have not yet penetrated into the section of the leading tooth. In contrast, in FIG. 6b, this has already happened. This figure shows the worst case cut line, which is practically of the order of 200 to 240 degrees. If this were the end position, then in principle the leading tooth would push down the tab-shaped part L, so that in this case too, the flow is at least more than 50% open. Normally, however, the cutting line will extend around a circle of about 330 °. This situation is shown in FIG. 6c.
In der Figur 3 ist vereinfacht der Durchstosser 5 mit Blick auf die Zähne in Richtung der Rotationsachse des zylindrischen Rohrabschnittes 16 dargestellt. Zieht man von den beiden Zahnspitzen Radien zum Zentrum der Längsachse, so bildet sich dazwischen ein Winkel CC. Dieser Winkel CC muss innerhalb eines Winkelbereiches zwischen 70° und 120° betragen. Zudem ist es vorteilhaft, wenn man das Aussengewinde des Durchstossers 5 und das Innengewinde 18 des Ausgusses 6 so steil wählt, dass bei der Abschraubbewegung der Schraubkappe 4 die Schneidzähne 20, 21 in Schneidrichtung vom Berührungspunkt auf der zu durchtrennenden Kunststofffolie des Behälters, bis zur vollständig beendeten Abschraubbewegung der Schraubkappe 4, einen maximalen Schneidweg von 210° durchläuft. Zählt man nun zu diesen 210° den maximalen Winkel, den der vorlaufende Zahn 20 und der nachlaufende Schneidzahn 21 miteinander einschliessen, nämlich einen Winkel von 120° dazu, so ergibt dies eine
maximale Schneidlinie die sich über 330° erstreckt. Damit verbleibt eine genügende Verbindung zwischen der Kunststofffolie des Behältnisses und der erwähnten Lasche L. Geht man jedoch vom schlechtesten Fall aus, dass erst nach einer Viertelumdrehung, also nach 90°, die Perforation der Folie erfolgt und der Winkel zwischen den beiden Schneidzähnen lediglich 70° beträgt, so führt der vordere Zahn immer noch eine mindest Schnittlinie von 120° durch, während der nachlaufende Zahn 21 die zusätzlichen 70 °durchlaufen, sodass auch im schlechtesten Fall noch eine Schnittlinie von über 180° gebildet wird. In the figure 3 is simplified, the piercer 5 with a view of the teeth in the direction of the axis of rotation of the cylindrical pipe section 16 is shown. If one draws radii from the two tooth tips to the center of the longitudinal axis, an angle CC forms between them. This angle CC must be within an angular range between 70 ° and 120 °. In addition, it is advantageous if one chooses the external thread of the penetrator 5 and the internal thread 18 of the spout 6 so steep that during the unscrewing movement of the screw cap 4, the cutting teeth 20, 21 in the cutting direction from the point of contact on the plastic film to be cut through the container until complete completed Abschraubbewegung the screw cap 4, a maximum cutting path of 210 ° passes. If one now adds to these 210 ° the maximum angle, the leading tooth 20 and the trailing cutting tooth 21 include each other, namely an angle of 120 ° thereto, this results in one maximum cutting line extending over 330 °. This leaves a sufficient connection between the plastic film of the container and the mentioned tab L. However, if one proceeds from the worst case that only after a quarter turn, ie after 90 °, the perforation of the film takes place and the angle between the two cutting teeth only 70 ° is, so the front tooth still performs a minimum cutting line of 120 °, while the trailing tooth 21 through the additional 70 °, so even in the worst case, a cutting line of more than 180 ° is formed.
Da bei dieser Version der Verschlüsse die auftretenden Kräfte auf die Schneidzähne wesentlich grösser ist als bei einer Vielzahl von kleinen Zähnen, ist es vorteilhaft, wenn man die Wandstärke der Schneidzähne 20, 21 grösser wählt, als die Wandstärke des zylindrischen Rohrabschnittes 16 des Durchstossers . Dies ist am deutlichsten in der Figur 5 erkennbar. In der Figur 4 scheint dies nicht der Fall zu sein, doch liegt dies lediglich daran, dass hier die Schnittlinie durch die Mitnehmerrippen 19 verlaufen. Since in this version of the closures the forces occurring on the cutting teeth is substantially greater than with a plurality of small teeth, it is advantageous if one chooses the wall thickness of the cutting teeth 20, 21 greater than the wall thickness of the cylindrical pipe section 16 of the piercer. This can be seen most clearly in FIG. This does not seem to be the case in FIG. 4, but this is simply because the cut line runs through the driver ribs 19 here.
Bekanntlich sind Kunststofffolien in sehr viel verschiedenen Qualitäten erhältlich. Sie unterscheiden sich nicht nur in der Wahl bezüglich der verwendeten Kunststoffe, sondern auch in den Dicken, der Zähigkeit, in der Härte und so weiter. Für die Herstellung von Schlauchbeuteln die eine vergleichbare
Festigkeit haben sollen wie solche aus mehrlagigen Laminaten mit Karton Hessen sich mit den bisher bekannten Kunststoff erschlussvorrichtungen solche Kunststofffolien nicht zuverlässig öffnen. Je fester die verwendete Folie war umso grösser musste auch die Wandstärke der Zähne sein und damit Hessen sich dann die Folien kaum noch öffnen ohne dass dabei ein zu hohes Drehmoment erforderlich war, welches den Benutzern nicht zumutbar ist. Entsprechend hat man zwar die Schlauchbeutel insgesamt aus diesen relativ dicken und harten Material hergestellt, darin jedoch eine Öffnung gestanzt und diese Öffnung mit einem Folienabschnitt verschlossen, der wesentlich weicher und zum Schneiden mit den bisher üblichen KunststoffVerschlussvorrichtungen möglich war, der dann auf den Folienabschnitt aufgeschweisst worden ist. As is known, plastic films are available in many different qualities. They differ not only in the choice of the plastics used, but also in the thickness, the toughness, in the hardness and so on. For the production of tubular bags the one comparable To have strength such as those of multilayer laminates with cardboard Hessen not open reliably with the previously known plastic thinning devices such plastic films. The tighter the film used was the greater the wall thickness of the teeth had to be and thus Hessen then hardly open the slides without too high a torque was required, which is not reasonable for the users. Accordingly, although the tubular bag as a whole made of these relatively thick and hard material, but punched therein an opening and closed this opening with a film section, which was much softer and for cutting with the usual plastic shuttering devices was possible, which was then welded onto the film section is.
Von dieser Technik möchte man abrücken und es hat sich gezeigt, dass dies dann möglich ist, wenn man sowohl den vorlaufenden als auch den nachlaufenden Zahn so gestaltet, wie dies in den Figuren 7 und 8 dargestellt ist. Während man bei den bisherigen Zähnen besonders Wert auf eine Perforation der Folie legte, wird nun das Gewicht auf das Schneiden der Folie gelegt. Bei den weicheren Kunststofffolien tritt eine viel stärkere Dehnung auf und entsprechend war es relativ wesentlich, dass die beiden Zähne etwa gleichzeitig auftreffen und dabei die Folie gespannt wird, so dass dann eine Perforation stattfindet, worauf darauf die Folie selbst entlang der Schneidkante der entsprechenden Zähne praktisch
ohne Widerstand sich schneiden liess. Dies geht beispielsweise aus dem Zeit-Last Diagramm gemäss der Figur 10 hervor. Die Figur 9 hingegen zeigt das Last-Zeit Diagramm des Durchstossers gemäss den Figuren 7 und 8 mit der neuen Zähnekonfiguration. Die beiden Kurven sind insofern nicht direkt vergleichbar, da im Fall der Figur 10 eine dünne, wesentlich elastischere Folie geschnitten wird, während im Diagramm der Figur 9 eine dickere Folie die wesentlich härter aber weniger elastisch ist, geschnitten worden ist. One would like to move away from this technique and it has been found that this is possible when designing both the leading and the trailing tooth as shown in Figs. 7 and 8. While emphasis was placed on a perforation of the film in the previous teeth, now the weight is placed on the cutting of the film. In the softer plastic films, a much greater elongation occurs and, accordingly, it was relatively essential that the two teeth impact approximately simultaneously and the film is stretched, so that then a perforation takes place, whereupon the film itself practically along the cutting edge of the corresponding teeth cut without resistance. This is apparent, for example, from the time-load diagram according to FIG. FIG. 9, on the other hand, shows the load-time diagram of the puncture according to FIGS. 7 and 8 with the new teeth configuration. The two curves are not directly comparable insofar as in the case of Figure 10, a thin, much more elastic film is cut, while in the diagram of Figure 9, a thicker film which is much harder but less elastic, has been cut.
Man erkennt in der Figur 10, dass das Drehmoment langsamer ansteigt bis zum Zeitpunkt der Perforation eines ersten der beiden Zähne worauf das Drehmoment sofort abfällt bis der zweite Zahn zu wirken beginnt und danach sehr steil abzufallen. It can be seen in FIG. 10 that the torque increases more slowly until the time of perforation of a first of the two teeth, whereupon the torque drops immediately until the second tooth begins to act and then drops off very steeply.
Im Gegensatz dazu steigt bei der Durchtrennung der dickeren Folie mittels dem Durchstosser mit dem neu konzipierten Zahnformen die aufzubringenden Last schneller an bis der maximale Druck auf der Folie erfolgt und die Schneidwirkung beginnt. Der Lastabfall nimmt nun kontinuierlich ab bis der erste Folgezahn zu wirken beginnt und im abfallenden Bereich erkennt man dann noch die zusätzliche Wirkung der weiteren Folgezähne. Trotz der wesentlich härteren Folie ist der erforderliche Kraftaufwand praktisch gleichbleibend. Dieses erstaunliche Ergebnis, hängt damit zusammen, dass bei der dickeren Folie diese kaum noch reisst, sondern entsprechend
viel mehr geschnitten werden muss, wobei die Schneidcharakteristik ähnlich einer Schneidplatte bei einem Drehwerkzeug gleicht. Mikroskopisch stellt man fest, dass der Kunststoff unter Spanbildung geschnitten wird und dieses Späne müssen in einen Raum leitbar sein um zu verhindern, dass diese vor dem eigentlichen Schneidpunkt der Zähne gelangt und damit das Drehmoment erheblich erhöhen. In contrast, when the thicker film is severed by the piercer with the newly designed tooth form, the load to be applied increases faster until the maximum pressure is applied to the film and the cutting action begins. The load drop now decreases continuously until the first trailing tooth begins to act, and in the sloping region, one then recognizes the additional effect of the further trailing teeth. Despite the much harder foil of the required force is practically constant. This amazing result, is related to the fact that in the thicker foil this hardly ruptures, but accordingly Much more must be cut, the cutting characteristic similar to a cutting plate in a turning tool. Microscopically, it can be seen that the plastic is cut under chip formation and this chips must be able to be conducted into a room to prevent them from reaching the actual cutting point of the teeth and thus significantly increase the torque.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieser neu konfigurieren Zähne eines Durchstossers anhand der Figuren 7 und 8 erläutert. Der Durchstosser selbst ist insgesamt mit 5 bezeichnet. Auch dieser besitzt einen zylindrischen Rohrabschnitt 16 auf deren Aussenseite ein Grobgewinde 17 eingeformt ist. In dieses Grobgewinde greift dann das trapezförmige Gewinde 18 im zylindrischen Ausguss 6 ein. Der zylindrische Abschnitt 16 ist auf der Innenseite mit Mitnehmerrippen 19 versehen. Der zylindrische Abschnitt 16 ist im Durchmesser bei dieser Variante im unteren, Schneidbereich 26 im Durchmesser um etwa der Tiefe des Grobgewindes 17 reduziert. Am unteren Rand dieses verjüngten Schneidbereiches 26 ist wiederum ein vorlaufender Schneidzahn 20 und ein nachlaufender Schneidzahn 21 vorgesehen. Während bei der zuvor beschriebenen Variante dieser Schneidzahn in Schneidrichtung vorlaufend eine gerade, relativ steile Schneidfläche vorhanden ist, ist hier diese vorlaufende Schneidkante gestuft und es sind gestaffelt mehrere Folgezähne 24 vorhanden die abgestuft auf unterschiedlichen
Höhen sind. Je nach Eindringtiefe wird eine nach der anderen dieser Folgezähne in Einsatz kommen. Zwischen jeweils dem vordersten, vorlaufenden und nachlaufenden Schneidzahn 20, 21 und der in Schneidrichtung vorlaufend angeordneten Schneidzahn 24 befindet sich ein Spanaufnahmeraum 25 der etwa bogenförmig verläuft. Auch zwischen zwei jeweils benachbarten Folgezähne 24 befindet sich jeweils ein solcher Spanaufnahmeraum 25. Dies ist am deutlichsten in der Figur 7 erkennbar . Hereinafter, a preferred embodiment of this newly configured teeth of a puncture with reference to Figures 7 and 8 will be explained. The piercer itself is denoted overall by 5. This also has a cylindrical tube section 16 on the outside of a coarse thread 17 is formed. In this coarse thread then engages the trapezoidal thread 18 in the cylindrical spout 6 a. The cylindrical portion 16 is provided on the inside with driving ribs 19. The cylindrical portion 16 is reduced in diameter in this variant in the lower, cutting region 26 in diameter by approximately the depth of the coarse thread 17. At the lower edge of this tapered cutting region 26, in turn, a leading cutting tooth 20 and a trailing cutting tooth 21 is provided. While in the previously described variant of this cutting tooth in the cutting direction leading a straight, relatively steep cutting surface is present, here this leading cutting edge is stepped and there are staggered several consecutive teeth 24 present graded on different Heights are. Depending on the depth of penetration, one after the other of these follower teeth will come into use. Between each of the foremost, leading and trailing cutting tooth 20, 21 and the leading edge arranged in the cutting direction cutting tooth 24 is a chip receiving space 25 which extends approximately arcuately. Also, between each two adjacent trailing teeth 24 is in each case such a chip receiving space 25. This can be seen most clearly in the figure 7.
Im Gegensatz zur ersten gezeigten Lösung, bei denen die Zähne praktisch nur eine Perforierwirkung mittels einer Perforierspitze 23 haben und danach die vorlaufende Schneidkante 28 wirkt, arbeiten hier sowohl die beiden Hauptzähne, nämlich der vorlaufende Schneidzahn 20 und der nachlaufende Schneidzahn 21 ebenso wie die gestaffelten Folgezähne 24 alle gleich und haben alle zusammen eine spanabhebende Schneidwirkung. Daher muss nachdem der vorlaufende Zahn und der nachlaufende Zahn 20, 21 durch die Folie hindurch sind ein Folgezahn 24 dessen Funktion übernehmen. Daher sind auch diese Folgezähne in der Höhe gestaffelt angeordnet, da der Durchstosser 5 bei der Schraubwirkung immer tiefer in das aufzuschneidende Behältniss eindringt. Auch die Folgezähne wirken spanabhebend und entsprechend sind auch die Folgezähne jeweils mit je einem Spanaufnahmeraum 25 versehen. Sinnvollerweise sind die
zuerst wirksamen Spanaufnahmeräume 25 grösser als die nachfolgend wirksamen Spanaufnahmeräume.
In contrast to the first solution shown, in which the teeth have practically only a perforating effect by means of a perforating tip 23 and then the leading cutting edge 28 acts, here work both the two main teeth, namely the leading cutting tooth 20 and the trailing cutting tooth 21 as well as the staggered trailing teeth 24 all the same and all together have a cutting action. Therefore, after the leading tooth and trailing tooth 20, 21 have passed through the foil, a follower tooth 24 must take over its function. Therefore, these follower teeth are staggered in height, since the piercing 5 penetrates deeper and deeper into the container to be cut in the screw action. The follower teeth also have a metal-removing action, and accordingly the follower teeth are each provided with one chip receiving space 25 each. It makes sense to have the first effective chip receiving chambers 25 larger than the subsequent effective chip receiving spaces.