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Die
vorliegende Erfindung betrifft wiederverschließbare Öffnungsvorrichtungen für Packungen aus
versiegelter Folie für
ausgießbare
Nahrungsmittel.
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Wie
bekannt, werden viele ausgießbare Nahrungsmittel,
wie zum Beispiel Fruchtsaft, UHT-Milch (ultrahocherhitzte Milch),
Wein, Tomatensauce usw., in Packungen verkauft, die aus sterilisiertem
Folienverpackungsmaterial gefertigt werden.
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Ein
typisches Bespiel für
die Art von Verpackung ist die parallelepiped-förmige Packung, die als Tetra
Brik Aseptic (eingetragene Marke) bekannt ist, die durch Falten
und Versiegeln einer Bahn aus laminiertem Packungsmaterial hergestellt
wird. Das Packungsmaterial hat eine Mehrschichtstruktur, die eine Schicht
aus faserigem Material, beispielsweise Papier, auf beiden Seiten
bedeckt mit Schichten aus verschweißtem Kunststoffmaterial, beispielsweise Polyethylen,
umfasst, und in dem Fall von sterilen Packungen für langzeithaltbare
Produkte, wie zum Beispiel UHT-Milch, außerdem eine Schicht aus Sauerstoffsperrmaterial
umfasst, beispielsweise aus Aluminiumfolie, die eine Schicht aus
verschweißtem Kunststoffmaterial überlagert
und wiederum mit einer weiteren Schicht aus verschweißtem Kunststoffmaterial
bedeckt ist, die schließlich
die Innenflä che
der Packung, die mit dem Nahrungsmittel in Kontakt ist, definiert.
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Derartige
Packungen werden üblicherweise auf
vollautomatischen Verpackungsmaschinen gefertigt, auf denen aus
Rollen von Verpackungsmaterial ein Endlosschlauch geformt wird,
wobei die Verpackungsmaterialbahn auf der Verpackungsmaschine selbst
sterilisiert wird, beispielsweise durch das Anwenden eines chemischen
Sterilisierungsmittels, das, sobald die Sterilisierung abgeschlossen
ist, von den Oberflächen
des Verpackungsmaterials, beispielsweise durch Verdampfen durch
Erhitzen, entfernt wird. Anschließend wird die Bahn, gehalten
in einer abgeschlossenen sterilen Umgebung, gefaltet und in Längsrichtung
versiegelt, um einen vertikales Schlauch zu bilden.
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Der
Schlauch wird mit dem sterilisierten oder steril verarbeiteten Nahrungsmittel
gefüllt,
wird versiegelt und entlang von gleich beabstandeten Querabschnitten
geschnitten, um Kissenpackungen zu bilden, die dann mechanisch gefaltet
werden, um die fertigen, d. h. parallelepiped-förmigen, Packungen zu bilden.
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Alternativ
kann das Packungsmaterial in Zuschnitte geschnitten werden, die
auf Formgebungs-Spindeln zu Packungen gefaltet werden, die anschließend mit
dem Nahrungsmittel gefüllt
werden. Ein Beispiel für
diese Art von Packung ist die so genannte „Gable-Top-Packung" (Giebeldachpackung), die
unter dem Handelsnamen Tetra Rex (eingetragene Marke) bekannt ist.
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Zum Öffnen derartiger
Packungen wurden verschiedene Lösungen
vorgeschlagen, von denen eine erste in den Patenten
US 4.655.387 und
US 4.410.128 an einer Ecke einer Verschlussklappe
der Verpackung das Ausbilden einer bevorzugten Reißlinie, die
durch eine Aufeinanderfolge von Perforationen, die sich durch die äußeren Schichten
des Packungsmaterials, in Richtung nach unten, zu dem Sperrmaterial
erstrecken, umfasst. Die Packung wird durch das Anheben der Klappe
und Schneiden oder Reißen
entlang den Perforationen geöffnet.
Einmal geöffnet,
können
Packungen dieser Art offensichtlich nicht geschlossen werden und
müssen
deshalb, um Verschütten
zu verhindern, vorsichtig behandelt werden, bis das gesamte in der
Packung enthaltene Nahrungsmittel verbraucht ist.
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Um
diesen Nachteil zu beseitigen, wurden Packungen dieses Typs mit
wiederverschließbaren Öffnungsvorrichtungen
versehen, die im Wesentliche einen Rahmen, der eine Öffnung begrenzt
und über ein
Loch oder über
einen durchstechbaren oder lösbaren
Teil in der Wand der Verpackung eingesetzt wird, und eine Verschlusskappe,
die schwenkbar an dem Rahmen angebracht ist, umfassen. Die Verschlusskappe
ist üblicherweise
integral mit dem Rahmen geformt und wird zunächst entlang einem Umfangsrand,
der die Öffnung
umgibt, durch ein dünnes zerbrechbares
Teil an diesen geschweißt.
Sobald das Siegel entfernt ist, kann die Verschlusskappe zwischen
einer geschlossenen Position, in der sie hermetisch mit dem Rahmen
zusammenwirkt, und einer offenen Position bewegt werden. Alternativ
werden auch Gewindeverschlusskappen, die anfänglich an den Rahmen geschraubt
werden und von diesem getrennt werden können, verwendet.
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Ein
Problem, das bei Öffnungsvorrichtungen des
oben beschriebenen Typs auftritt, ist, dass die Verschlusskappe
beim Öffnen
der Packung praktisch ohne jede Anstrengung von dem Rahmen ablösbar sein
muss. Aus diesem Grund werden die Öffnungsvorrichtungen aus leicht
brechbarem Kunststoffmaterial, üblicherweise
Polyethylen, gefertigt. Polyethylen hat jedoch den Nachteil, dass
es eine schlechte Sauerstoffsperre ist. Infolgedessen muss in die
Seite des Packungsmaterials, die letztendlich die Innenseite der
Packung definiert, über
dem Loch, ein zusätzliches „Flickenelement", das durch ein kleines
Blatt von verschweißtem
Kunststoffmaterial gebildet wird, eingesetzt werden und in die gegenüberliegende
Seite des Packungsmaterials muss ein Sauerstoffsperrelement eingesetzt
werden, beispielsweise eine Abreißlasche, die mit dem Flickenelement
verschweißt
wird und mit einer Aluminiumschicht versehen ist.
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Das
Versehen der Packungen mit Sperr- und Flickenelementen involvierte
zusätzliche
Verarbeitung des Packungsmaterials bevor es sterilisiert, gefaltet
und versiegelt wird, um den vertikalen Schlauch zu bilden, und erhöht infolgedessen
die Fertigungszeit und die Kosten der Packung.
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Darüber hinaus
muss der Benutzer, sobald die Verschlusskappe geöffnet ist, zusätzlich das Sperrelement
entfernen, um auf den Inhalt der Packung zugreifen zu können.
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Aus
diesem Grund wurden wiederverschließbare Öffnungsvorrichtungen vorgeschlagen, mit
denen die Packung in einem Vorgang geöffnet werden kann, während sie
gleichzeitig als eine effektive Sauerstoffsperre dienen.
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Bei
den Lösungen,
die in den Patentanmeldungen WO 95/05996, EP-A-1088764 und in
EP 1262412 , auf der der
Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert, beschrieben werden, umfassen Öffnungsvorrichtungen
dieses Typs im Wesentlichen einen Rahmen, der durch einen zylindrischen
Bund, der eine Ausgießöffnung definiert,
und einen Basisflansch, der um einen durchstechbaren Teil der Packung
eingesetzt ist, definiert ist, eine ablösbare Ver schlusskappe, die
sich auf die Außenseite
des Bundes des Rahmens schraubt, um die Öffnung zu schließen, und
ein im Wesentlichen rohrförmiges
Schneidelement, das sich in den Bund des Rahmens schraubt und an
einem Ende eine Schneidkante mit einem Zahn oder mit mehreren Zähnen enthält, der
bzw. die mit dem durchstechbaren Teil der Packung zusammenwirkt
bzw. zusammenwirken, um es unvollständig von der jeweiligen Wand
zu entfernen, d. h. insgesamt, mit Ausnahme eines Kleinwinkelteils.
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Die
Verschlusskappe wird normalerweise integral mit einem relativ manipulationssicheren
Ring, der durch zerbrechbare radiale Verbindungspunkte koaxial mit
der Verschlusskappe verbunden ist, geformt.
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Die
beschriebene Verschlusskappe wird so auf den Rahmen gepresst, dass
der relativ manipulationssichere Ring hinter dem Gewindeteil des
Rahmens, nahe dem Basisflansch, einschnappt.
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Das
Schneidelement wird durch die Verschlusskappe mittels Kraftübertragungseinrichtungen
des Antriebsknarrentyps betrieben, die aktiviert werden, wenn die
Verschlusskappe mit dem Bund außer
Eingriff gebracht wird. Das Schneidelement bewegt sich in Bezug
auf den Rahmen in einer Spirale, von einer erhöhten Ruhestellung, in der seine Schneidkante
dem durchstechbaren Teil zugewendet ist, auf aufeinanderfolgende
gesenkte Schneidpositionen, auf denen die Schneidkante mit dem durchstechbaren
Teil zusammenwirkt.
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Beim Öffnen von
Packungen des oben beschriebenen Typs ist infolgedessen die von
dem Benutzer ausgeübte
Kraft unstetig und für
den Benutzer nicht angenehm. Spezieller ist zu Beginn der Öffnungsphase
eine Höchstkraft
erforderlich, um den manipula tionssicheren Ring von der Verschlusskappe
zu trennen, in der anschließenden
Drehphase, in der die Kappe, wegen des unvermeidbaren Axialspiels
zwischen der Kappe und den Rahmengewindegängen, im Wesentlichen frei
oder „freilaufend" rotiert, wesentlich
weniger Kraft erforderlich und erneut eine Höchstkraft erforderlich, um
das Scheren des durchstechbaren Bereichs durch das Schneidelement
zu beginnen.
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Mit
anderen Worten erfährt
der Benutzer beim Öffnen
der Packung zwei aufeinanderfolgende Kraftspitzen, die durch eine
Phase von im Wesentlichen freiem Drehen unterbrochen sind, was für den Benutzer
einen unangenehmen Effekt mit sich bringt. Das bedeutet, dass dem
Benutzer nach der ersten Kraftspitze der Eindruck vermittelt wird,
dass die Packung geöffnet
ist, nur um danach aufgerufen zu sein, eine zusätzliche Anstrengung zu unternehmen, um
den Vorgang tatsächlich
abzuschließen.
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Darüber hinaus
wird die Höhe
der mit den Packungen verwendeten Öffnungsvorrichtungen so niedrig
wie möglich
gehalten, um die fertigen Packungen angemessen zu lagern und die
Menge von verwendetem Kunststoff zu verringern.
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Dies
wird derzeit unter Verwendung von mehrgängigen Verschlusskappen und
Rahmengewinden erreicht, die den Benutzer außerdem beim Öffnen und
Schließen
der Packung unterstützen.
Das heißt,
dass während
Lösungen
mit einzelgängigem Gewinde
eine volle Umdrehung oder etwas mehr der Verschlusskappe erfordern,
mehrgängige
Gewinde mit langer Steigung ermöglichen,
dass die Kappe durch Drehung um ungefähr 180° vollständig abgelöst oder vollständig befestigt
ist.
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Kurze Öffnungsvorrichtungen
mit mehrgängigen
Gewinden sind jedoch für
Packungen, die sprudelnde Getränke
enthalten nicht geeignet, weil die Schraubverbindung mit langer
Steigung dabei versagt, die Verschlusskappe gegen den im Inneren durch
das Gas in dem Produkt erzeugten Druck angemessen zu halten.
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Aus
diesem Grund könnte
das in dem Produkt enthaltene Gas verursachen, dass die Verschlusskappe
von der Packung gesprengt wird, wenn der durchstechbare Teil abgeschert
ist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wiederverschließbare Öffnungsvorrichtung
für versiegelte
Packungen von ausgießbaren Nahrungsmitteln
bereitzustellen, die ausgelegt ist, um die zuvor erwähnten Nachteile,
die üblicherweise mit
bekannten Öffnungsvorrichtungen
verbunden sind, zu beseitigen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine wiederverschließbare Öffnungsvorrichtung für versiegelte
Packungen von ausgießbaren
Nahrungsmitteln wie in Anspruch 1 beansprucht, bereitgestellt.
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Im
Folgenden werden zwei nicht einschränkende Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben, wobei in den Zeichnungen
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1 eine
Perspektivansicht eines Oberteils einer versiegelten Packung für ausgießbare Nahrungsmittel
ist, in den eine erfindungsgemäße wiederverschließbare Öffnungsvorrichtung
eingesetzt ist;
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2 eine
vergrößerte Explosionsseitenansicht
der Öffnungsvorrichtung
in der 1, bevor sie auf die entsprechende Packung angewendet
wird, zeigt;
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3 eine
vergrößerte perspektivische
Explosionsunteransicht einer Verschlusskappe der Öffnungsvorrichtung
in der 1 zeigt;
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4 und 5 vergrößerte Axialabschnitte der Öffnungsvorrichtung
in der 1, die in die entsprechende Packung eingesetzt
ist, in zwei verschiedenen Betriebskonfigurationen zeigen;
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6 einen
Schnitt entlang der Linie VI-VI in der 4 zeigt,
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7 eine
vergrößerte Einzelheit
eines äußeren Rahmengewindes
der Öffnungsvorrichtung
in der 5 zeigt, in der Teile des Rahmengewindes, die
mit jeweiligen Teilen des Verschlusskappengewindes in Eingriff sind,
entlang den Mittellinien geschnitten sind;
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8 ähnlich der 4 ist
und eine alternative Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Öffnungsvorrichtung
zeigt und
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9 dieselbe
Ansicht wie die 7 der Öffnungsvorrichtung in 8 zeigt.
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Die
Ziffer 1 in der 1 zeigt eine vollständige steril
versiegelte Packung für
ausgießbare
Nahrungsmittel an, beispielsweise eine parallelepiped-förmige Packung,
die als Tetra Brik Aseptic (eingetragene Marke) bekannt ist, die
aus einer Verpackungsmaterialbahn gefertigt wurde, wie zuvor ausführlich beschrieben,
und in die eine wiederverschließbare Öffnungsvorrichtung 2,
die aus Kunststoff gefertigt ist und in konventioneller Art und
Weise auf die Packung 1, beispielsweise unter Verwendung von
Klebstoffen oder Microflame- oder Laserschweißverfahren, eingepasst ist.
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Das
Packungsmaterial hat eine Mehrschichtstruktur und umfasst eine obere
Wand 3 der Packung 1, einen ringförmigen durchstechbaren
Teil 4 mit der Achse A (2, 4 und 5),
der in Verwendung außen
durch die Öffnungsvorrichtung 2 abgedeckt
ist und wenigstens teilweise von der Wand 3 gelöst wird,
um zu ermöglichen,
dass das Produkt aus der Packung 1 gegossen wird.
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In
dem gezeigten Beispiel umfasst das Packungsmaterial eine Schicht
aus Fasermaterial 5, normalerweise Papier, die an der Außenseite
und an der Innenseite mit jeweiligen laminierten Blättern 6, 7, die
normalerweise durch eine Schicht oder mehrere Schichten von verschweißtem Kunststoffmaterial, beispielsweise
Polyethylen, gebildet werden, abgedeckt ist.
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Wenn
das Packungsmaterial zum Erzeugen von sterilen Packungen für langzeithaltbare
Produkte, wie zum Beispiel UHT-Milch, verwendet wird, umfasst die
innere laminierte Folie 7 außerdem eine Schicht aus Sperrmaterial,
die zwischen die Schichten aus verschweißtem Kunststoffmaterial eingefügt wird.
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Der
durchstechbare Teil 4 wird in diesem Fall durch die entsprechenden
Teile von äußeren und
inneren laminierten Folien 6, 7, die ein Loch 8 mit
der Achse A, das in der Schicht aus Fasermaterial 5 ausgebildet
ist, bedecken, definiert.
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Wenn
keine Schicht aus Sperrmaterial vorhanden ist, beispielsweise in
dem Fall von nichtsterilen Packungen für pasteurisierte Produkte (z.
B. Yoghurt, Sahne und andere kalt aufzubewahrende Produkte), wird
der durchstechbare Teil durch eine primäre Reißlinie (nicht gezeigt) definiert,
die in der Schicht aus Fasermaterial ausgebildet ist und aus einer
Aufeinanderfolge von Perforationen besteht. Ein Beispiel dieser
Lösung
ist in der Patentanmeldung EP-A-1088764 beschrieben, deren Inhalt
hierin durch Verweis als einbezogen betrachtet wird.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 6 umfasst
die Öffnungsvorrichtung 2 einen
Rahmen, der ein Durchgangsloch 11 mit der Achse A, durch das
das Nahrungsmittel gegossen wird, definiert und an der Wand 3 der
Packung 1, über
dem durchstechbaren Bereich 4, befestigt ist, eine Verschlusskappe 12,
die getrennt von dem Rahmen 10 geformt ist und koaxial
zu dem Rahmen 10 eingesetzt ist, um das Loch 11 zu
schließen,
und ein rohrförmiges
Schneidelement 13 mit der Achse A, das mit dem Loch 11 in einer
Art in Eingriff ist, dass es in Bezug auf Achse und Winkel beweglich
ist, und durch die Verschlusskappe 12 aktiviert wird, um
mit dem durchstechbaren Teil 4 der Wand 3 zusammenzuwirken,
um die Packung 1 zu entsiegeln.
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Genauer
umfasst der Rahmen 10 einen umlaufenden ringförmigen Basisflansch 14,
von dem eine Endfläche über dem
durchstechbaren Teil 4 an der Wand 3 der Packung 1 befestigt
ist, und von dessen radialer Innenkante ein zylindrischer Bund 16 mit der
Achse A hervorsteht, der das Loch 11 definiert.
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Auf
jeweiligen einander gegenüberliegenden Seitenflächen umfasst
der Bund ein Außengewinde 20 und
ein Innengewinde 21, die in Verwendung in die entsprechenden
Gewinde 22, 23 der Verschlusskappe 12 und
des Schneidelementes 13 eingreifen und die sich in Bezug
auf die Achse A in entgegengesetzte Richtungen neigen.
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Auf
der Außenseite
umfasst der Bund 16 eine umlaufende Rippe 24,
die axial zwischen einem Ende des Gewindes 20 und dem Flansch 14 eingefügt ist und
in einem konstanten axialen Abstand von dem Flansch 14 angeordnet
ist.
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Der
Bund 16 weist außerdem
ein Seitenfenster oder mehrere Seitenfenster 18 zum Freigeben jeglichen
Gases aus dem Nahrungsmittel auf und verringert so den Druck im
Inneren der Packung 1, wenn die Verschlusskappe 12 von
dem Rahmen 10 geschraubt wird und das Abscheren des durchstechbaren
Teils 4 beginnt.
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Die
Verschlusskappe 12 ist durch einen hohlen zylindrischen
Körper,
der durch eine kreisförmige Oberwand 25 zum
Verschließen
des Lochs 11 begrenzt ist, und durch eine zylindrische
Seitenwand 26, die von einem Umfangsrand der Oberwand 25 hervorsteht,
definiert, im Inneren mit dem Gewinde 22 versehen und schraubt
auf einem Bund 16 des Rahmens 10.
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Die
Oberwand 25 hat eine vorstehende ringförmige Rippe 27, die
an die Seitenwand 26 angrenzt und mit der Seitenwand 26 einen
Sitz zum Aufnehmen der oberen Endkante des Bundes 16 definiert.
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Üblicherweise
wird die Verschlusskappe 12 integral mit einem entsprechenden
manipulationssicheren Ring 28 geformt, der durch eine Anzahl
von zerbrechbaren radialen Verbindungspunkten koaxial mit einer
Endkante der Verschlusskappe 12, gegenüber der Oberwand 25,
verbunden ist.
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Die
Kappe 12 wird anfänglich
in einer versiegelnden Position, in der sie vollständig auf
den Bund 16 geschraubt ist, wobei ihre untere Endkante
und der manipulationssichere Ring 28 auf gegenüberliegenden
Seiten der Rippe 27 des Bundes 16 noch miteinander
verbunden sind, an dem Rahmen 10 befestigt (4).
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Sobald
entsiegelt, kann die Verschlusskappe 12 zwischen einer
offenen Position, in der sie von dem Bund 16 geschraubt
und von dem Rahmen 10 gelöst ist, und einer geschlossenen
Position, die das Loch 11 verschließt, bewegt werden. Anfängliches Drehen
der Verschlusskappe 12 beim Entsiegeln der Verpackung 1 zerbricht
die Verbindungspunkte zwischen der Verschlusskappe 12 und
dem manipulationssicheren Ring 28, der auf dem Basisflansch 14 aufliegt.
Spezieller werden die Verbindungspunkte durch Spiraldrehung der
Verschlusskappe 12 weg von der Rippe 24 des Rahmens 10 und
durch die Rippe 24, die gleichzeitig den manipulationssicheren Ring 28 zurückhält, zerbrochen.
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Unter
Bezugnahme auf die 2, 4, 5 und 6 wird
das Schneidelement 13, das an seiner Außenfläche ein Gewinde 23 aufweist,
in einer bekannten Weise in den Bund des Rahmens 10 durch
Eingriff von Gewinde 23 in Gewinde 21 eingesetzt,
und umfasst eine Endkante 30 mit einer Flächenschneideinrichtung 31 (in
dem gezeigten Beispiel einen Schneidzahn), die mit dem durchstechbaren
Teil zusammenwirkt, um die Packung 1 zu entsiegeln. Die
Verbindung des Bundes 16 des Rahmens 10 mit dem Schneidelement 13 und
der Betrieb des Schneidelementes 13 durch die Kappe 12 werden unten,
wie für
ein genaues Verständnis
der vorliegenden Erfindung erforderlich, beschrieben. Weitere Einzelheiten
können
der Patentanmeldung EP-A-1088764 entnommen werden, deren Inhalt durch
Verweis als hierin einbezogen betrachtet wird.
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Die
Gewinde 21 und 23 definieren beim Entsiegeln von
Packung 1 eine spiralförmige
Bahn mit der Achse A des Schneidelementes 13 durch den durchstechbaren
Teil 4 von einer erhöhten
Ruhestellung (4) bis zu einer unteren Position
(nicht gezeigt). Spezieller ist das Schneidelement 13 in
der erhöhten
Ruhestellung vollständig
in den Bund 16 aufgenommen, wobei die Schneideinrichtung 31 dem durchstechbaren
Teil 4 zugewendet ist, und in der unteren offenen Position
ist das Schneidelement 13 in Bezug auf den Bund 16 axial
vorstehend eine gegebene Strecke in die Packung 1 eingedrungen
und hat den durchstechbaren Teil 4 vollständig abgeschert und
lässt diesen
nur durch einen Kleinwinkelteil an der Wand 3 befestigt.
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Die
Bewegung des Schneidelementes 13 von der erhöhten Position
zu der unteren Position wird durch die Verschlusskappe 12 mittels
einer Einweg-Winkelübertragungseinrichtung 32 gesteuert (3 und 6),
die selektiv deaktiviert wird, sobald das Schneidelement 13 die
untere offene Position erreicht.
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Spezieller
umfasst die Übertragungseinrichtung 32 eine
Anzahl erster Zähne 33 (in
dem gezeigten Beispiel vier), die ein Sägezahnprofil aufweisen, von
der Oberwand 25 der Verschlusskappe 12 abstehen
und gleich beabstandet winklig um die Achse A sind, und eine Anzahl
von zweiten Zähnen
(in dem gezeigten Beispiel acht), die ebenso ein Sägezahnprofil
haben und radial von einer Innenfläche des Schneidelementes 13 abstehen
und in achsenfreier winkelintegrierter Weise mit den Zähnen 33 entlang dem
Freigabeweg der Verschlusskappe 12 von dem Bund 16 beim
Entsiegeln von Packung 1 eingreifen. Spezieller ist der
Freigabeweg der Verschlusskappe 12 in 1 als
Drehung R der Verschlusskappe 12 über die Achse A entgegen dem
Uhrzeigersinn gezeigt.
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Spezieller
ist jeder Zahn 33 in Richtung auf die Seitenwand 26 durch
zwei schiefe, nach außen zusammenlaufende
Seiten 36, 37 definiert, wobei die Seite (36)
in Bezug auf die Radialrichtung, die den Zahn 33 jeweilig
mit der Achse A verbindet, steiler nach außen abfällt, einen Anschlag für einen
relativen Zahn 34 in Drehrichtung R der Verschlusskappe 12 definiert
und die andere Seite (37) dem Zahn 34 ermöglicht,
schräg
in die entgegengesetzte Drehrichtung zu gleiten.
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Jeder
Zahn 34 erweitert die axiale Gesamthöhe des Schneidelementes 13 und
hat im Querschnitt dasselbe Profil wie Zahn 33, definiert
durch zwei schiefe, zusammenlaufende Seiten 38, 39,
und die Seite (38) fällt
in Bezug auf die Radialrichtung, die den Zahn 34 mit der
Achse A verbindet, steiler ab und ist der Seite 36 des
jeweiligen Zahns 33 zugewendet.
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Gemäß einem
wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Gewinde 20 des
Rahmens 10 an einem Teil, der mit dem Gewinde 22 der Verschlusskappe 12 in
der Übergangsphase,
zwischen dem Lösen
des manipulationssicheren Rings 28 und einem anfänglichen
Abscheren des durchstechbaren Teils 4 durch die Schneideinrichtung 31, in
Eingriff steht, aufeinanderfolgende Gewindeteile 40, 41,
die durch einen Abstand D1, der kleiner ist als der Abstand D des
restlichen Gewindes 20, getrennt sind, um so in diesem
Teil das Spiel zwischen den Gewinden 20 und 22 zu
eliminieren. Dieses Merkmal ermöglicht
die ideale Kontrolle der Drehung der Verschlusskappe 12 beim
Entsiegeln der Packung, um das Risiko, dass die Verschlusskappe 12 im
Fall von sprudelnden Produkten von der Packung gesprengt wird, zu
minimieren. Darüber
hinaus erfährt
der Benutzer durch das Eliminieren des Spiels zwischen den Gewinden 20 und 22 in
der Übergangsphase, zwischen
dem Ablösen
des manipulationssicheren Rings 28 und dem anfänglichen
Abscheren des durchstechbaren Teils 4, nur eine verlängerte Kraftspitze
beim Entsiegeln der Packung.
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In
dem gezeigten Beispiel ist das Gewinde 20 ein dreigängiges Gewinde
und die Gewindeteile 40, 41 bilden einen Teil
der eigenständigen
Gewinde.
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In
einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform kann das Gewinde 20 ein
einzelgängiger Typ
sein und die Gewindeteile 40, 41 können durch beabstandete
zugewandte Teile desselben Gewindes definiert sein.
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Der
Abstand zwischen den Gewindeteilen 40, 41 kann
durch Ändern
des Verlaufs von einem (40) der Gewindeteile, so dass er
sich dem anderen (41) annähert, auf D1 verringert werden.
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Die
Ziffer 2' in
den 8 und 9 zeigt insgesamt eine unterschiedliche
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Öffnungsvorrichtung
an, die im Folgenden insoweit beschrieben wird, wie sie sich von
der Öffnungsvorrichtung 2 unterscheidet,
wobei dieselben Bezugsziffern für
Bauteile verwendet werden, die denen, die bereits beschrieben wurden,
entsprechen oder äquivalent
mit diesen sind.
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Die Öffnungsvorrichtung 2' unterscheidet sich
von der Öffnungsvorrichtung 2 durch
den Abstand zwischen den Gewindeteilen 40 und 41,
der durch das Formen des einen (40) der zwei Gewindeteile,
um es näher
an den anderen (41) zu bringen, auf D1 verringert wird.
Spezieller definiert der Gewindeteil 40 einen Vorsprung 42,
der in Richtung auf den angrenzenden Gewindeteil 41 vorsteht.
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Die Öffnungsvorrichtungen 2, 2' werden zusammengebaut,
bevor sie an dem durchstechbaren Teil 4 der Packung 1 befestigt
werden, indem das Schneidelement 13 in einer vorgegebenen
Winkelposition in den Bund 16 eingeführt wird und durch gleichzeitiges
oder im Anschluss daran erfolgendes Einsetzen der Verschlusskappe 12 in
den Rahmen 10.
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Spezieller
kommen beim Einführen
des Schneidelementes 13 in den Bund die Gewinde 21 und 23 in
Eingriff miteinander und die Zähne 34 gleiten
paarweise auf einander gegenüberliegende
Winkelseiten der Seiten 36, 37 des jeweiligen
Zahns 33.
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Die
Verschlusskappe 12 wird bevorzugt axial auf den Rahmen 10 gepresst,
nachdem zuerst die Verschlusskappe 12 in eine vorgegebene
Winkelposition in Bezug auf das Schneidelement 13 gebracht wurde.
In dieser Phase sind die Gewinde 21 und 22 miteinander
in Eingriff und der manipulationssichere Ring 28 schnappt
hinter der ringförmigen
Rippe 24 des Bundes 16 in Richtung auf den Flansch 14 ein. Alternativ
kann die Verschlusskappe 12 axial auf den Rahmen gepresst
werden und dann auf dem Bund 16 des Rahmens 10 in
eine endgültige
Winkelposition geschraubt werden, die die vollständige Nutzung des Ab schraubweges
der Verschlusskappe 12 beim Entsiegeln der Packung 1 ermöglicht.
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Am
Ende der oben beschriebenen Vorgänge ist
das Schneidelement 13 in der erhöhten Ruheposition im Inneren
des Bundes 16 und definiert zusammen mit der Verschlusskappe 12 und
dem Verschlussloch 11 eine versiegelte Konfiguration der Öffnungsvorrichtungen 2, 2' auf der Packung 1 (4 und 8).
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Bei
Verwendung wird die Packung 1, beginnend mit der versiegelten
Konfiguration, durch Drehen der Verschlusskappe 12 in Richtung
R in Bezug auf Achse A, um diese abzuschrauben, entsiegelt.
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Während die
Verschlusskappe 12 über
die Achse A in Richtung R gedreht wird, bewegt der Eingriff der
Gewinde 21 und 22 gleichzeitig die Verschlusskappe 12 axial
von der Wand 13 weg und zerbricht dadurch die radialen
Punkte, die sie mit dem manipulationssicheren Ring 28 verbinden,
der zurückgehalten
wird und axial auf der Rippe 24 des Bundes 16 aufliegt.
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Sobald
der manipulationssichere Ring 28 gelöst ist, gleitet ein Teil des
Gewindes der Verschlusskappe 12 zwischen die Gewindeteile 40 und 41 des Bundes 16,
die durch einen kleinere axiale Distanz (D1) getrennt sind, so dass
die Bewegung der Verschlusskappe 12 in dieser Phase ideal
geführt
wird.
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Die
Zähne 33 der
Verschlusskappe 12 sind mit den Seiten 36, die
gegen Seiten 38 jeweiliger Zähne des Schneidelementes 13 anliegen,
das infolgedessen ebenso über
die Achse A in Richtung R gedreht wird, positioniert.
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Die
entgegengesetzte Neigung der wechselseitig eingreifenden Gewindepaare 20, 22 und 21, 23 gegeben,
entspricht die Axialbewegung der Verschlusskappe 12 weg
von der Wand 3 der Packung 1 einer gleichzeitigen
Axialbewegung des Schneidelementes 13 in Richtung auf die
Wand 3. Spezieller wird das Schneidelement 13 von
der Verschlusskappe 12 durch die Zähne 33 und 34,
die die jeweilige Seite 36, 38 berühren, die
in Beziehung zueinander durch die Spiralbewegung, die auf die Verschlusskappe 12 und
das Schneidelement 13 durch die relativen Gewindepaare 20, 22 und 21, 23 wirkt,
axial simultan geschoben werden, gedreht.
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Das
anfängliche
Drehen der Verschlusskappe 12 über die Achse A in Richtung
R erzeugt eine gleiche Drehung des Schneidelementes 13 und gleichzeitig
axiales Durchdringen des durchstechbaren Teils 4 durch
die Schneideinrichtung 31 (5).
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In
der Übergangsphase,
zwischen dem Ablösen
des manipulationssicheren Rings 28 und dem anfänglichen
Abscheren des durchstechbaren Teils 4 durch die Schneideinrichtung 31,
müssen
durch den Benutzer noch relativ starke Kräfte auf die Verschlusskappe 12 ausgeübt werden,
um den Entsiegelungsvorgang fortzusetzen und den Widerstand zu überwinden,
der durch das Gewinde 22 beim Durchlaufen der Verengung
zwischen den Gewindeteilen 40 und 41 des Bundes 16 eintritt.
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In
dieser Phase wird jegliches Gas aus dem Nahrungsmittel durch das/die
Fenster 18 freigesetzt, um den Druck, der vom Inneren der
Packung 1 auf die Verschlusskappe 12 ausgeübt wird,
zu verringern.
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Sobald
die Verengung überwunden
ist und das folgende anfängliche
Eindringen in den durchstechbaren Teil 4 durch die Schneideinrichtung 31 und
das Freisetzen jeglichen Gases aus dem Nahrungsmittel erfolgt sind,
wird das normale Axialspiel zwischen den Gewinden 20 und 22 wiederhergestellt,
wodurch diese freier gleiten.
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Die
Schneidvorrichtung 31 dringt weiter durch den durchstechbaren
Teil 4 vor, um ihn entlang seinem Umfang von der Wand 3 zu
lösen.
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Das
Entsiegeln ist durch das axiale außer Eingriff bringen der Zähne 33 und 34,
gefolgt von dem vollständigen
Entfernen der Verschlusskappe 12 von dem Bund 16,
um das Ausgießloch 11 freizulegen,
abgeschlossen.
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Sobald
die Packung 1 entsiegelt ist, ist das Schneidelement 13 dadurch,
dass die Zähne 33 der Verschlusskappe 12 nicht
in der Lage sind, eine Axialposition zu erreichen, in der sie mit
den Zähnen 34 des
Schneidelementes 13 in Eingriff kommen können, daran
gehindert, sich aus der unteren offenen Position zu bewegen. In
dieser Position wird der abgescherte Teil des durchstechbaren Teils 4 im
Inneren des Schneidelementes 13 gehalten, um das Loch 11 frei
zu halten.
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Die
Packung wird durch einfaches Zurücksetzen
der Verschlusskappe 12 auf den Bund 16 geschlossen.
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Aus
der vorhergehenden Beschreibung gehen die Vorteile der erfindungsgemäßen Öffnungsvorrichtung 2, 2' deutlich hervor.
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Insbesondere
das Eliminieren des Spiels zwischen den Gewinden 20 und 22 in
der Übergangsphase,
zwischen dem Ablösen
des manipulationssicheren Rings 28 und dem anfänglichen
Abscheren des durchstechbaren Teils, wie dargestellt, ermöglicht optimales
Führen
der Drehung der Verschlusskappe 12 in der heikelsten Phase,
d. h. beim Entsiegeln der Packung, wodurch das Risiko, dass die
Verschlusskappe 12, in dem Fall von gasenthaltenden Produkten,
von der Packung gesprengt wird, minimiert wird. In diesem Fall ermöglicht das
Fenster bzw. ermöglichen
die Fenster 18 in dem Bund 16 des Rahmens 10 das
schnelle Freisetzen des Gases, um den auf die Verschlusskappe 12 aus
dem Inneren der Packung 1 ausgeübten Druck schnell zu verringern und
in der folgenden Phase das normale Axialspiel zwischen den Gewinden 20 und 22,
ohne ein Risiko des plötzlichen
Ablösens
der Verschlusskappe 12, wiederherzustellen.
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Darüber hinaus
erfährt
der Benutzer auf Grund des Merkmals der Gewinde 20 und 22 beim Entsiegeln
der Packung 1, im Gegensatz zu den zwei aufeinanderfolgenden
Kraftspitzen, die für
bekannte Öffnungsvorrichtungen
typisch sind, nur eine einzelne verlängerte Kraftspitze. Mit anderen
Worten ist das unangenehme Gefühl
der Unstetigkeit beim Entsiegeln der Packung beseitigt.
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Selbstverständlich können an
den Öffnungsvorrichtungen 2, 2', wie hierin
beschrieben, Änderungen
vorgenommen werden, jedoch ohne von dem Schutzanspruch der begleitenden
Ansprüche
abzuweichen.