Mit Flüssigkeit gefüllter, dichtverschlossener Tetraederbehälter
Die Erfindung betrifft mit Flüssigkeit gefüllte, dichtverschlossene, mit Entnahmemitteln versehene Tetraederbehälter.
Tetraederbehälter werden mehr und mehr für viele Flüssigkeiten benützt, ungeachtet gewisser Schwierigkeiten, und zwar dank ihrer beträchtlichen Wirtschaftlichkeit gegenüber den üblichen rechteckigen Behältern. Eines der mit der Verwendung von Tetraederbehältern verbundenen Probleme besteht darin, dass zufolge der Art und Weise, in der diese Behälter gebildet werden, es schwierig ist, Mittel vorzusehen zur Entnahme des Behälterinhalts.
In diesem Zusammenhang ist schon vorgeschlagen worden, eine Ecke des Behälters mit der Schere wegzuschneiden. Wegen den offensichtlichen, bei diesem Vorgehen auftretenden Beschränkungen sind dann Behälter mit Schlitz- oder Abreissflächen vorgeschlagen worden; es sei hier nur auf die amerikanischen Patente Nrn. 2952 394 und 3 038 649 hingewiesen. Bei Behältern mit zum Abreissen bestimmter Ecke besteht immer das Risiko, beim Abreissen etwas vom Inhalt zu verschütten. Ferner ist ein behälter mit einem schwächeren Teil an einer Verschlussstelle eher verwundbar, wenn er irgendeinem Druck oder einer Beanspruchung unterworfen wird.
Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit Entnahme ist darin begründet, dass, ganz abgesehen von der Art des hierfür benützten Mittels, dieses nicht dazu führt, dass der Inhalt mit einem unzulässigen Material in Berührung kommt; und dies gilt besonders für Trinksame. Diese Forderung schliesst also die Verwendung irgendeiner Anordnung mit Benützung von feuchtigkeits- oder druckempfindlichen Klebstoffen weitgehend aus.
Demzufolge bezweckt die Erfindung die Herstellung eines mit Flüssigkeit gefüllten, dichtverschlossenen Tetraederbehälters, der Mittel aufweist zur Entnahme des Paketinhaltes, die frei sind von den oben angeführten Beschränkungen und Einwänden.
Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines Tetraederbehälters, dessen Entnahmemittel am Zutrittspunkt nicht leicht leck wird.
Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines solchen Behälters, der bereits mit der heute schon zur Verfügung stehenden Ausrüstung zum Herstellen von Tetraederbehältern ohne solche Entnahmemittel fabriziert werden kann.
Ein weiteres Ziel ist die Herstellung eines Tetraederbehälters mit einem Entnahmemittel, das das Einsetzen eines Trinkhalmes erlaubt.
Ein weiteres Ziel ist die Herstellung eines Tetraederbehälters, bei dem auch kleine Kinder ohne Instruktionen leicht zum Inhalt gelangen können. Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines Tetraederbehälters, dessen Entnahmemittel klar sichtbar ist.
Mit Flüssigkeit gefüllte und verschlossene Tetra ederb eh älter können hergestellt werden mit einer Ausrüstung, wie sie in den amerikanischen Patenten Nrn. 2738631, 741079, 2784540, 2821250, 2 832 271, 2869299 und 2895731 beschrieben ist.
Soll der Behälter unter aseptischen Bedingungen gebildet und abgefüllt werden, so kann nach den Verfahren gemäss den amerikanischen Patenten Nummern 2 918 770, 2 928 219, 3063211 und 3063845 vorgegangen werden. Der dort beschriebene Apparat liefert die Abreissverschlüsse gewöhnlich zwischen der Stelle, wo die Papierbahn abgerollt wird, und der Stelle, wo der zum Teil gebildete Behälter mit der Flüssigkeit gefüllt wird.
Der erfindungsgemässe mit Flüssigkeit gefüllte, dichtverschlossene Tetraederbeh älter aus einem Schichtmaterial, dessen innerste Schicht eine kontinuierliche thermoplastische, und gegenüber dem Behälterinhalt wenigstens annähernd undurchlässige und inerte Folie ist, ist gekennzeichnet durch eine Entnahmeöffnung im Bereich einer Spitze des Behälters, wobei diese Öffnung verschweisst ist durch ein Bandstück, dessen gegen den Behälter gerichtete Oberfläche aus einem thermoplastischen Material besteht, wobei das Bandstück durch das thermoplastische Bandmaterial mit der die Öffnung tragenden Behälterwand verbunden ist, um so einen flüssigkeitsdichten Abschluss der Öffnung zu bilden, und wenigstens eine Ecke des Bandstückendes, das in bezug auf den aufrechten Behälter zu oberst liegt,
nicht mit der Behälterwand verschweisst ist und von der Behälterwand nach aussen ab steht, wodurch eine leicht sichtbare Abreisslasche entsteht, mit der das Bandstück vom Behälter entfernt werden kann.
Die Entnahmeöffnung kann bei einer vorteilhaften Ausführungsform ein kleines rundes Loch sein, das bei kleineren Behältern gerade gross genug ist, um einen Trinkhalm aufzunehmen. Diese Öffnung ist durch ein Bandstück verschlossen, das mit der Aussenseite des die Öffnung umgebenden Wandteils verbunden ist, und zwar durch Verschweissen des das eine Ende des Bandstückes bildenden Teils des thermoplastischen Materials mit der äussersten Behälterschicht, wodurch ein dichter Verschluss erstellt werden kann. Um eine richtige und rasche Wegnahme des Bandstückes zu gewährleisten, kann dasselbe ein in bezug auf den aufrechten Behälter zuoberst liegendes Ende aufweisen, das nicht mit der Behälterwand verschweisst ist, wodurch eine Abreisslasche gebildet ist. Dabei ragt wenigstens eine Ecke des unverschweissten Endteils von den Behälterwänden weg nach aussen.
Das Bandstück kann aus Papier bestehen, das eine äussere Schicht aus Polyäthylen aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt:
Fig. 1 perspektivisch einen verschlossenen Tetraederbehälter nach der Erfindung, mit einer durch ein Bandstück verschlossenen Entnahmeöffnung,
Fig. 2 einen stark vergrösserten Querschnitt durch den die Öffnung aufweisenden Teil der Wand des Behälters nach Fig. 1 und
Fig. 3 schematisch einen Apparat, der zum Herstellen des Behälters nach Fig. 1 benützt werden kann.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist der Tetraederbehälter 1 neben den üblichen Quernähten 2, 3 noch eine Öffnung 4 an der obersten Stelle 5 der Wand 6 auf, die nach oben gerichtet ist, wenn der Behälter 1 auf der Seite liegt, die der die Öffnung aufweisenden Seite 1 gegenüberliegt. Die Öffnung 4 ist durch ein Bandstück 7 verschlossen, das an den die Öffnung 4 umgebenden Teil der Wand 6 angeschweisst ist.
Ein Endteil 8 des Bandstückes 7 oder wenigstens eine Ecke 8a desselben, ist nicht mit dem Behälter verschweisst, um so eine Abreisslasche zur Wegnahme des Bandstückes zu bilden, wenn der Behälterinhalt zugänglich gemacht werden soll. Die unverschweisste Ecke bzw. Ecken des unverschweissten Endteils 8 stehen von den Behälterwänden nach aussen ab, wie in Fig. 1 gezeigt ist, um der Lasche ein flügelartiges Aussehen zur besseren Auffindung zu verleihen. Dies ist ein wichtiger Vorteil, wenn der Behälter von kleinen Kindern oder Personen mit schlechtem Augenlicht benützt wird. Ein zusätzlicher Vorteil ist ein unüberzogener Streifen 9 längs der Behälterwand 6, wenn letztere mit Wachs oder einem andern Material überzogen ist, welches das Verschweissen des Bandstückes 7 mit der Wand 6 beeinträchtigen würde.
Einzelheiten der Konstruktion der Behälterwand 6 und des Bandstückes des Behälters 1 sind in Fig. 2 gezeigt, zusammen mit der Art und Weise, in der das Bandstück mit der Wand verschweisst ist. Die Wand 6 in Fig. 2 ist ein kaschiertes Papier, das im wesentlichen aus zwei Schichten 20, 21 Papier von relativ hoher Nassreissfestigkeit besteht, alternierend mit zwei Lagen 22, 23 von Polyäthylen, von denen die Lage 22 die Innenseite der Wand 6 bildet.
Das die Öffnung 4 überdeckende Bandstück 7 ist beschichtet mit einer äussern Papierlage 24 und einer innern Polyäthylenschicht 25. Das Verschwei ssen zwischen dem Bandstück und der Papierlage 21 der Wand 6 im Behälter 1 wurde unter Wärmeaufwand ausgeführt, so dass ein kleiner Teil der Poly äthylenschicht 25 des Bandstückes 7 in den Aussenteil 26 der äussersten Papierlage 21 der Wand 6 eindrang und das Polyäthylen um die Fasern in jedem Teil der Lage einfundiert. Dies ist ersichtlich beim Abreissen des Bandstückes vom Behälter. Man sieht dann eine dünne Faserschicht von der Papierlage 21 eingebettet in der Polyäthylenschicht 25. Durch das Verschweissen entsteht eine Schweissraupe in der Form einer niedrigen Dicke 27 oder einer hohen Wulst 27' um den Rand der Öffnung 4.
Dies bewirkt eine Verringerung oder sogar eine Verhinderung des Einarbeitens des Randes in die Papierlage 21, wenn der Wulst 27' genügend tief in die Öffnung 4 eindringt, um sich mit der Polyäthylenschicht 23 der Wand -6 des Behälters zu verbinden.
Dies ist von speziellem Vorteil, wenn die Papierlage nur eine relativ geringe Nassreissfestigkeit aufweist, in welchem Fall es sehr wünschenswert ist, dass die Wulst in die Öffnung 4 eindringt, bis zwischen der innersten Polyäthylenschicht 22 und der Wulst 27' ein flüssigkeitsdichter Abschluss erzielt wird.
Beim Verschweissen entsteht ferner eine Vertiefung 28 im Bandstück 7 zufolge des Hineinziehens des Bandteils in die Öffnung 4. Wie ferner aus Fig. 1 hervorgeht, wird ein Teil 8 des Bandstückes 7 mit dem Behälter unverschweisst belassen, um so eine Abreisslasche zum Entfernen des Bandstückes zu bilden.
Offensichtlich könnten die Behälter der Erfindung einzeln gebildet werden durch Einschneiden eines Loches in einen verschweissten, herkömmlichen Tetraederbehälter und Verschweissen eines mit einer Polyäthylenseite versehenen Bandstückes auf die Öffnung. Diesem Ausweg ist aber entgegenzuhalten, dass die Behälter nach der Erfindung von kommerzieller Bedeutung sind, da sie mit Hilfe von im Handel erhältlichen Apparaten hergestellt werden können, in die eine Vorrichtung zum Bilden der zu :) Öffnung und Verschweissen des Bandstückes eingebaut ist, wie schematisch in Fig. 3 gezeigt ist.
In Fig. 3 ist eine Papierrolle 30 von der in Fig. 2 gezeigten Art von Führungen 31-34 durch eine Rohrbildevorrichtung 35 geleitet, und gelangt in Berührung mit einer Schweissvorrichtung (nicht gezeigt) zum Bilden der Längsnaht, weiter mit einer Einfüllvorrichtung 36, Heizstäben 37, 38 zum Bilden der Quernaht, und mit Mitteln (nicht gezeigt) zum Durchschneiden der Quernaht. Alle diese Vorrichtungen und Mittel gehören zu einem Apparat, wie er in den oben angeführten amerikanischen Patenten beschrieben ist, um die einzelnen Tetraederb eh älter 1 zu bilden.
Im genannten Apparat ist auch ein Stanzmechanismus 40 vorhanden, der in zeitlicher Übereinstim- mung mit den Stäben 37, 38 zum Bilden der Quernaht betätigt wird, um Lochpaare 41, 42 in die richtige Lage auf Paaren der fertigen Behälter zu bringen, und zwar durch einen Nocken 43 auf einer Welle 44, die von Mitteln angetrieben wird, die auch die Heizstäbe 37, 38 bewegen. Im richtigen Moment in bezug auf die Tätigkeit dieser Heizstäbe schliesst der Nocken 43 einen Schalter 45 und vervollständigt einen an eine Stromquelle angeschlossenen Stromkreis 46. Dadurch wird ein Plunger 50 einer Tauchspule 51 abwärts gedrückt, so dass er auf einen bei 53 am Stanzrahmen 54 schwenkbar gelagerten Stanzhebel 52 trifft.
Der Rahmen 54 ist auch noch bei 35 schwenkbar gelagert, um ein Abreissen der Materialbahn 30 durch deren Bewegung zu verhindern, während die Locheisen 56, 57 durch die Materialbahn 30 gedrückt werden. Beim Abwärtsgang des Stanzhebels 52 werden die federbelasteten Locheisen 56, 57 durch das Papiermaterial 30 gedrückt, so dass in diesem ein Lochpaar 41, 42 entsteht. Da der Schalter 45 durch den Nocken 43 nur momentan geschlossen wird, werden die Locheisen 56, 57 durch die Federn 58, 59 rasch von der Papierbahn 30 weggezogen. Die Papierbahn mit dem Lochpaar bewegt sich dann gegen den Bandverschlussmechanismus und über ein Bett 60 des Wagens 61 dieses Mechanismus.
Letzterer ist gleitbar auf dem Tetraederherstellungsapparat montiert, so dass er über eine kurze Strecke parallel zur Bewegung der Papierbahn hin und her beweglich ist. Auf dem Wagen 61 sind zwei Bandrollen 62, 63 montiert, die intermittierend von einem Paar von Bandförderrollen 64, 65 vorwärtsbewegt werden, welche mit Bandförderpressrollen 66, 67 zusammenarbeiten, um die freien Enden 68, 69 der Bänder vorwärtszubewegen. Die Rollen 64, 65 ragen an einem Paar von Führungsschlitzen 70, 71 vorbei, die auch als je ein Glied eines Paares von scherenartigen Schneidvorrichtungen wirken, welche die vorstehenden Enden 68, 69 der Bänder 62, 63 intermittierend abschneiden, um die Abreissverschlüsse 7 zu bilden.
Ferner ist auf dem Wagen 61 ein Paar Druckzylinder 72, 73 montiert, die mit Luftkolbenstangen 74, 75 zusammenarbeiten, auf denen elektrische Heizkörper 76, 77 angebracht sind, von denen jeder an eine Stromquelle angeschlossen ist.
Die Heizkörper 76, 77 sind weniger breit als die Bänder, oder sind in bezug auf deren Enden so angeordnet, dass ein Teil der Bandenden nicht mit der Papierbahn 30 verschweisst wird und so die Abreisslaschen 7 an den fertigen Behältern bildet. Auf den Heizkörpern 76, 77 sind Schneidklingen 78, 79 montiert, die den andern Teil der scherenartigen Schneidvorrichtungen bilden. Ferner ist auf dem Wagen 61 ein Bandförderzylinder 81 gelagert, der durch seine Kolbenstange 82, eine U-Klammer 83, eine Kurbel 84 und eine Einwegkupplung 85 die beiden Rollen 64, 65 intermittierend dreht und dadurch die Bänder 62, 63 vorwärtsbewegt.
Auf dem Tetraederherstellungspparat ist ein Dreiweg-Bandförderventil 90 starr angebracht, um anzuzeigen, wenn der Wagen 61 seine dem Stanzmechanismus 40 am nächsten befindliche Station erreicht, und dieses Ventil ist durch einen zweiten Schlauch 92 mit einer Druckluftquelle 93 verbunden.
Auf gleiche Weise ist ein Endhub-Anzapfventil 94 montiert, das durch einen Schlauch 95 an ein bistabiles Vierwegventil 96 angeschlossen ist. Ferner ist am Tetraederherstellungsapparat ein Wagenrückzugzylinder 97 starr angebracht, der durch einen Schlauch 98 mit dem Vierwegventil 6 verbunden ist. Letzteres ist durch biegsame Schläuche 99, 99a und 99b an die Druckzylinder 72, 73 angeschlossen.
Das Vierwegventil 96 ist auch durch einen Schlauch 100 mit der Druckluftquelle 93 und durch einen weitern Schlauch 101 mit einem Nocken-Anzapfventil 102 verbunden, das von einem auf der Antriebswelle 44 befestigten Nocken 103 betätigt wird.
Die Nocken 43 und 103 sind auf der Welle 44 so montiert, dass das Ventil 102 betätigt wird, wenn ein Lochpaar 41, 42 sich an der richtigen Stelle unter dem Heizkörper 76, 77 befindet.
Im Betrieb, wenn der Wagen 61 gegen die Stossstange 110 des Ventils 90 stösst, wird der Zylinder 81 durch die Leitung 91, das Ventil 90 und die Leitung 92 mit der Druckluftquelle 93 verbunden.
Die Druckluft drückt die Kolbenstange nach oben, indem sie das Mittel im Zylinder 81 überwältigt, das normalerweise die Kolbenstange 82 in der ausgezogenen Länge hält. Durch diese Aufwärtsbewegung bewegen die Vorschubrollen 64, 65 die Ränder 62, 63 so, dass deren Enden 68, 69 um den gewünschten Betrag aus den Schlitzen 70, 71 herausragen. Beim Auftreffen des Nockens 103 auf den Stossstab 111 des Anzapfventils 102 wird aus der Höhlung 112 des Vierwegventils 96 Druckluft abgegeben. Dadurch entsteht ein Differential im Luftdruck innerhalb des Vierwegventils 96, so dass der Innenkolben 113 sich in die Höhlung 112 verschiebt, wobei er das Ventil 114 mit sich trägt.
Dadurch wird a) der Wagenrückzugszylinder 97 durch die Leitung 98 mit der Auspuffleitung 115 verbunden, so dass sich seine Stossstange 121 zurückziehen kann und damit es dem Wagen 61 erlaubt, sich zu bewe gen, wenn er in der weiter unten beschriebenen Art und Weise betätigt wird; und b) die Druckzylinder 72, 73 mit der Druckluftquelle 93 verbunden. Der resultierende Luftdruck betätigt diese Zylinder, in dem das Mittel in den Zylindern 72, 73, das normalerweise die Kolbenstangen 74, 75 in deren obern Lage hält, überwältigt wird, so dass die Kolbenstangen 74, 75 die erwähnten Heizkörper 76, 77 abwärts an den Schlitzen 70, 71 vorbeibewegt, so dass die Enden 68, 69 von den beiden Bändern 62, 63 abgeschnitten werden. Die abgeschnittenen Enden werden dann von den Heizkörpern 76, 77 sofort fest über einem Lochpaar 41, 42 auf die Bahn 30 gedrückt.
Dabei wird der Wagen 61 mit der Bahn 30 weiterbewegt, und dies ergibt die notwendige Zeit, um die abgeschnittenen Bandenden 68, 69 mit der Papierbahn 30 zu verschweissen. Nachdem der Wagen 61 mit seinen zugehörigen Teilen eine vorbe- stimmte Strecke zurückgelegt hat und die Stossstange 120 des Anzapfventils 94 erreicht, wie dies zum Teil in Fig. 3 angedeutet ist, wird Luft durch den Schlauch 95 von der der Höhlung 112 gegenüberliegenden Seite des Vierwegventils 96 abgelassen.
Das Ventil 96 weist einen Druckausgleich-Kapillarkanal 116 auf. Nachdem die Druckluft aus der Höhlung 112 durch das Anzapfventil 102 abgezogen ist (das unmittelbar darnach wieder schliesst, wenn sich der Nocken 103 an der Stossstange 111 vorbeibewegt) und der Kolben 113 und das Schieberventil 114 sich in die Höhlung 112 verschoben haben, ermöglicht der Kanal 116 den Wiederaufbau des Luftdruckes. Dadurch wird der Luftdruck auf den beiden Enden des Kolbens 113 wieder ausgeglichen.
Wird dann nachher Luft von der gegenüberliegenden Seite des Vierwegventils 96 durch das Ventil 94 abgezapft, so entsteht wiederum ein Druckdifferential auf den beiden Seiten des Kolbens 113, so dass letzterer wieder in die Lage nach Fig. 3 zurückkehrt.
Diese letzte Ventilaktion bewirkt zwei Vorgänge, nämlich a) die Freigabe der Luft aus den Druckzylindern 72, 73 durch Verbinden derselben mit der Auspuffleitung 115 des Vierwegventils 96, so dass die Zylinder die Heizkörper 76, 77 von der Papierbahn 30 wegziehen; und b) die Verbindung des Wagenrückzugzylinders 97 mit der Druckluftquelle 93 durch die Leitung 98, das Vierwegventil 96 und die Leitung 100, so dass die Stossstange 121 den Wagen rasch in seine Ausgangsstellung zu rückführt und dabei gegen den Stossstab 110 des Dreiwegventils 90 stösst, worauf dann das oben beschriebene Arbeitsspiel von neuem beginnt.
Das zum Herstellen der Tetraederb eh älter be nützte Material kann ein aus Papier, Gewebe, Alu miniumfolie, Bleifolie bestehendes oder ein anderes geeignetes Verpackungsmaterial sein, das mit einer Schicht aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Nylon, Polyester oder einer andern thermoplastischen Folie bzw. Folien versehen ist. Das zum Verschliessen der Öffnung benützte Bandstück besteht erfindungsgemäss ganz aus einem der oben angeführten thermoplastischen Materialien, oder es kann auch ein Schichtprodukt sein wie das Behältermaterial. Im allgemeinen wird für Behälter und Bänder ein Polyäthylen-Papierprodukt bevorzugt.
Die Grösse und Form der Behälteröffnung hängt von der beabsichtigten Verwendung ab, d. h. davon, ob die Öffnung als Ausguss oder bloss zur Aufnahme eines Trinkhalmes benützt werden soll. Es wird jedoch für kleinere und mittlere Behältergrössen ein rundes Loch von 5-10 mm Durchmesser vorgezogen. Das Band kann gefärbt sein in Übereinstimmung mit oder auch im Gegensatz zur Behälterwand, und kann bedruckt sein, z. B. als Reklame oder mit Anweisungen zum Öffnen des Behälters.