DE4023274A1

DE4023274A1 - Fuellstutzen fuer einen fluessigkeitsbehaelter

Info

Publication number: DE4023274A1
Application number: DE19904023274
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Schenk
Original assignee: Schenk Helga
Current assignee: Schenk Helga
Priority date: 1990-07-21
Filing date: 1990-07-21
Publication date: 1992-01-23

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen form stabilen Füllstutzen zum flüssigkeits- und gasdichten Verschweißen mit einem Flüssigkeitsbehälter nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 4 und 5. Füllstutzen der genannten Art sind bekannt; sie dienen gleichermaßen auch als Gießstutzen für an sich bekannte Zweistoff- Flüssigkeitsverpackungen, die aus einem im Leerzustand kollabierbaren flexiblen Innenbehälter und einem die Stützfunktion für diesen Innenbehälter übernehmenden Um karton aus vorzugsweise Wellpappe bestehen. Eine typische Verpackung dieser Art ist in der DE-PS 34 09 053 be schrieben.

Zweistoff-Verpackungen der bekannten Art haben sich in Ver bindung mit dem Handling von Flüssigkeiten oder dergleichen fließfähigen Substanzen gut bewährt. Insbesondere haben sich die in die Umkartons eingesetzten flexiblen Innenbe hälter mit ihrem formstabilen Füll-/Gießstutzen in der Praxis gut bewährt, wobei prinzipiell anzumerken ist, daß aus Gründen der Restentleerung und der Schweißnaht festigkeit flexible Behälter aus beispielsweise im Extrusions blasverfahren oder im Tiefziehvakuumverfahren vorgeformter Kunststoff-Folie Behältern aus Flachfolie gegenüber bevor zugt werden.

Bei der Herstellung der flexiblen Innenbehälter zeigen sich in Verbindung mit der Befestigung der Füllstutzen be sondere Probleme insofern, als dieser aus relativ dick wandigem stabilem Material besteht, der - nachdem er in die Öffnung des aus einer relativ dünnen Kunststoff- Folie gefertigen Behälters eingeführt worden ist - mit dieser Folie flüssigkeits- und gasdicht verbunden werden soll. Sofern der Füllstutzen mit einer Schraubkappe dicht verschlossen ist, ist dann der Behälter als Ganzes eben falls dicht.

Aus wirtschaftlichen Gründen werden die Füllstutzen über wiegend über eine form- und kraftschlüssige Schnappver bindung mit dem Behälter verbunden (vgl. FR-PS 13 34 824). Diese Konzeption bedingt jedoch einen relativ hohen Fertigungsaufwand, da die gewünschte und zu fordernde Dichtheit der genannten Schnappverbindung eine gute Maß abstimmung, sowie eine exakte Einhaltung der Toleranzen erfordert.

Eine Alternativlösung zur mechanischen Schnappverbindung besteht darin, daß der Füllstutzen mittels z. B. Ultra schall-oder Impulsverschweißung mit dem Behälter ver bunden wird. Grundsätzlich unterscheidet man hierbei zwei Methoden:
Gemäß der einen Methode wird der Füllstutzen während der Umformung des Behälters eingeschweißt. Die Methode findet insbesondere in Verbindung mit der Behälterherstellung nach dem Extrusionsblasverfahren Verwendung. Wegen der dünnen Wandung der flexiblen Behälter ist diese Methode jedoch recht unzuverlässig, da die erforderlichen Schweißtempera turen nur schwer zu regeln sind und/oder hohe Innendrücke zum Erreichen einer genügenden Gegenhaltekraft beim Schweißen erforderlich sind. Die erforderlichen hohen Form innendrücke bedingen darüberhinaus schwere und demzufolge träge Schienen.

Dieser Nachteil wird dadurch ausgeräumt, daß der Füll stutzen unmittelbar nach der Urformung des Behälters eingeschweißt wird. Der Grundgedanke besteht hierbei darin, daß die Verklemmung der Folie entsprechend der vorgenannten Schnappverbindung durch Weglassen des Spannrings unmittelbar durch eine Verschweißung ersetzt wird. Ein Verfahren dieser Art ist Gegenstand der Patent anmeldung entsprechend der DE-OS 25 42 969. Bei diesem bekannten Verfahren wird versucht, die bei der Ultra schallverschweißung eingeleitete Energie durch einen dämpfend gelagerten Amboß exakt auf die gewünschte Schweiß stelle zu konzentrieren. Dabei ist jedoch einerseits die Maßabstimmung zwischen den einzelnen Komponenten und andererseits die Materialauswahl der zu verschweißenden Komponenten problematisch.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, eine Stutzenbefestigung zu schaffen, mit der eine flüssig keits- und gasdichte Verbindung zwischen einem Füllstutzen und einem dünnwandigen Behältergrundkörper gewährleistet ist.

Der Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Füllstutzen in an sich bekannter Weise aus dem gleichen oder annähernd gleichen Kunststoffmaterial her gestellt wird wie der Grundkörper selbst. Der Füllstutzen wird dabei mit seinem Stutzenflansch analog einem Schnapp stutzen zunächst in ein Loch der Behälterwand eingehängt und dann relativ zur zu verschweißenden Wand positioniert.

Kennzeichnend für die vorliegende Erfindung ist, daß der Stutzenflansch des Füllstutzens auf der der Schweißstelle gegenüberliegenden Wand eine Auflage aus anderem Kunst stoffmaterial aufweist, und zwar derart, daß das Kunst stoffmaterial der Auflage einen dem Folienmaterial des Behälters gegenüber höheren, insbesondere deutlich höheren Schmelzpunkt aufweist (vgl. Patentanspruch 1) .

Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß von der Stirnseite mit dem kreisringförmigen Kragen her form- und kraftschlüssig ein Isolierstutzen aus einem Material mit relativ zum Folienmaterial höherem, insbesondere deutlich höherem Schmelzpunkt mit einem kreisringförmigen Flansch eingesetzt ist, und zwar so, daß zwischen dem kreisringförmigen Kragen und dem kreis ringförmigen Flansch ein der Stärke des Folienmaterials entsprechender Ringspalt bleibt (vgl. Patentanspruch 4).

Eine weitere Variante der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der kreisringförmige Kragen auf der zum Stutzen hin liegenden Kreisringfläche eine Schweißscheibe aufweist, daß der Füllstutzen mittelbar unter Zwischenlage dieser Schweißscheibe am Folienmaterial anliegt, und daß der Schmelzpunkt des Folienmaterials niedriger liegt als der des Materials für den Füllstutzen.

Den vorstehend genannten Lösungen ist der Kerngedanke ge meinsam, daß infolge der bezüglich der Schmelzpunkte der verwandten Materialien aufeinander abgestimmten und dicht miteinander zu verschweißenden Elemente eines flexiblen Innenbehälters einer Zweistoff-Verpackung gewährleistet ist, daß beim Ein- bzw. Verschweißen des Füllstutzens bei invertiertem Behälter eine optimale Schweißverbindung er zielt wird. Insbesondere wird damit auch erreicht, daß die eingeschlagene, rückseitige Kunststoff-Folie der inver tierten Behälterhälfte nicht am Füllstutzen angeschweißt wird oder anklebt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Füllstutzens;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Füllstutzens;

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel des Füllstutzens und

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel des Füllstutzens.

In allen vier Zeichnungsfiguren sind Teilpartien 1, 2 eines Flüssigkeitsbehälters dergestalt dargestellt, daß jeweils der Partie 1 mit einer Öffnung 3 zum Ein clipsen oder auch Ansetzen eines Füllstutzens 4, 40 die Partie 2 der invertierten Behälterhälfte gegenüberliegt. Die genannten Partien 1, 2 des Flüssigkeitsbehälters be stehen aus relativ dünnwandiger Kunststoff-Folie; der Füll stutzen 4, 40 besteht aus relativ dickwandigem Kunst stoff-Material und zwar gleicher bzw. annähernd gleicher Spezifikation. Der Füllstutzen 4, 40 besteht aus einem axial zur genannten Öffnung 3 ausgerichteten und dem Flüssigkeitsbehälter gegenüber abstehenden zylindrischen Stutzen 4′, 40′ mit einem Schraubgewinde zum Aufschrauben eines - nicht dargestellten - Verschlußdeckels. An der zweiten (Stutzen-)Stirnseite des Stutzens 4′, 40′ ist ein kreisringförmiger Kragen 5 vorgesehen, mit dem der Rand bereich der Öffnung 3 dicht verschweißt wird.

Gemäß der Darstellung nach Fig. 1 ist auf die genannte Stutzenstirnseite des Füllstutzens 4 haft- oder reib schlüssig ein Isolierring in Form eines Stutzens 6 mit einem kreisringförmigen Flansch 6′ aufgesetzt. Aufgrund dessen, daß das Material des Isolierrings einen dem Material des Füllstutzens 4 gegenüber insbesondere deut lich höheren Schmelzpunkt aufweist, wird so beim Ver-/Ein schweißen des Füllstutzens 4 sicher verhindert, daß die Folien-Partie 2 der invertierten Behälterhälfte am kreisringförmigen Kragen 5 des Füllstutzens 4 anbackt oder anklebt.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird auf die der Schweißseite des in die Öffnung 3 eingehängten Füll stutzens 4 gegenüberliegende Fläche des kreisring förmigen Kragens 5 ein Überzug 8 aufgebracht, der beim Ein-/Verschweißen des Füllstutzens 4 nicht akti viert wird. So wird ebenfalls sicher verhindert, daß die Folien-Partie 2 der invertierten Behälterhälfte mit dem Füllstutzen 4 verschweißt. Der genannte Überzug 8 kann auch als angespritzte Scheibe verifiziert werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 geht von einem zwei teiligen Füllstutzen 4 aus, wobei von der Stutzenstirn seite her ein Isolierstutzen 9 mit einem kreisring förmigen Flansch 9′ form- und kraftschlüssig so in den Füllstutzen 4 eingesetzt wird, daß zwischen dessen kreis ringförmigem Kragen 5 und dem kreisringförmigem Flansch 9′ des Isolierstutzens 9 ein der Stärke des Folienmaterials des Flüssigkeitsbehälters entsprechender Ringspalt bleibt. Bei der Montage des Füllstutzens 4 wird die Teilpartie 1 des Flüssigkeitsbehälters in diesen Ringspalt eingeführt, so daß der Isolierstutzen 9 auf der Innenseite der Kunst stoff-Folie liegt. Der Füllstutzen 4 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel von außen auf die Kunststoff-Folie auf geschweißt.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen gegenüber be steht der Füllstutzen 40 hierbei aus einem bei höherer Temperatur schmelzenden Material gleicher Spezifikation wie das Kunststoff-Folienmaterial des Flüssigkeitsbehälters.

Der Füllstutzen 40 wird im Zwei-Komponenten-Spritzver fahren auf der dem zylindrischen Stutzen 40′ zugewandten Seite mit einer der zu verschweißenden Partie 1 der Kunststoff-Folie zugewandten Schweißscheibe 41 verbunden. Der Verbund zwischen dem Füllstutzen 40 und der Schweiß scheibe 41 ist aufgrund der relativ hohen Verarbeitungs temperaturen beim Spritzvorgang so, daß die Isolier wirkung beim Ein-/Verschweißen des Füllstutzens 40 nicht beeinträchtigt ist. Das nach Fig. 4 gezeigte Ausführungs beispiel hat insoweit einen besonderen Vorzug, als auf grund der gleichen Materialien für den Füllstutzen 40 einerseits und den eigentlichen Flüssigkeitsbehälter andererseits das Recycling unproblematisch ist.

Claims

1. Formstabiler Füllstutzen zum flüssigkeits- und gasdichten Verschweißen mit dem Randbereich einer Öffnung eines aus thermoplastischer Kunst stoff-Folie gefertigten und bis auf diese Öffnung geschlossenen Flüssigkeitsbehälters,
insbesondere eines Innenbehälters einer Zweistoff- Verpackung,
wobei der Füllstutzen einen am Randbereich der Öffnung aufliegenden und hier mit dem Folien material zu verschweißenden kreisringförmigen Kragen aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die der Schweißfläche zwischen dem kreis ringförmigen Kragen und dem Folienmaterial gegen überliegende (im folgenden Stutzenstirnseite genannte) Stirnseite des Kragens eine Auflage aus einem Material mit relativ zum Folienmaterial höherem, insbesondere deutlich höherem Schmelz punkt aufweist (Fig. 1, 2).

2. Füllstutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage ein auf die Stutzenstirnseite aufgebrachter Überzug ist (Fig. 2).

3. Füllstutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage durch einen umlaufenden kreis ringförmigen Flansch eines form- und kraft schlüssig von der Stutzenstirnseite her einge setzten Stutzens gebildet ist (Fig. 1).

4. Formstabiler Füllstutzen zum flüssigkeits und gasdichten Verschweißen mit dem Randbereich einer Öffnung eines aus thermoplastischer Kunststoff-Folie gefertigten und bis auf die Öffnung geschlossenen Flüssigkeitsbehälters, insbesondere eines Innenbehälters einer Zwei stoff-Verpackung,
wobei der Füllstutzen einen am Randbereich der Öffnung aufliegenden und hier mit dem Folien material zu verschweißenden kreisringförmigen Kragen aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß von der Stirnseite mit dem kreisringförmigen Kragen her form- und kraftschlüssig ein Isolier stutzen aus einem Material mit relativ zum Folienmaterial höherem, insbesondere deutlich höherem Schmelzpunkt mit einem kreisringförmigen Flansch eingesetzt ist, und zwar so, daß zwischen dem kreisringförmigen Kragen und dem kreisring förmigen Flansch ein der Stärke des Folien materials entsprechender Ringspalt bleibt (Fig. 3).

5. Formstabiler Füllstutzen zum flüssigkeits- und gasdichten Verschweißen mit dem Randbereich einer Öffnung eines aus thermoplastischer Kunst stoff-Folie gefertigten und bis auf diese Öffnung geschlossenen Flüssigkeitsbehälters,
insbesondere eines Innenbehälters einer Zweistoff- Verpackung,
wobei der Füllstutzen einen am Randbereich der Öffnung aufliegenden und hier mit dem Folien material zu verschweißenden kreisringförmigen Kragen aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der kreisringförmige Kragen auf der zum Stutzen hin liegenden Kreisringfläche eine Schweißscheibe aufweist,
daß der Füllstutzen mittelbar unter Zwischen lage dieser Schweißscheibe am Folienmaterial anliegt, und daß der Schmelzpunkt des Folienmaterials niedriger liegt als der des Materials für den Füllstutzen (Fig. 4).