SELBSTÖFFNENDER KUNSTSTOFFVERSCHLUSS

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen selbstöffnenden Kunststoffverschluss bestehend aus einem Ausgussstutzen mit einem Flansch zur Verbindung mit einer ein- oder mehrlagigen Verpackungsfolie einer geschlossenen Verpackung, mit einem innerhalb des Ausgussstutzens beweglich geführten zylindrischen Schneidorgan, und einer Schraubkappe mit einer Mantelwand mit Innengewinde und einer Deckfläche, wobei die Schraubkappe mit dem Ausgussstutzen mit Aussengewinde schraubverbunden ist und die Schraubkappe und das Schneidorgan Mittel aufweisen, die die Schraubbewegung der Schraubkappe in eine rein translatorische Relativbewegung des Schneidorgans zum Ausgussstutzen umsetzen.

[0002] Unter selbstöffnenden Kunststoffverschlüssen versteht man Verschlüsse, die auf einem vollständig geschlossenen Behältnis, aus einer ein- oder mehrlagigen Verpackungsfolie aufgeschweisst oder aufgeklebt sind und ein Schneidorgan besitzen, welches beim erstmaligen Aufschrauben der Schraubkappe die Verpackungsfolie aufschneidet und in einem geöffneten Zustand hält. Die Wiederverschliessbarkeit des Verschlusses wird dann nur noch durch die Schraubkappe bewirkt.

[0003] Kunststoffverschlüsse dieser Art sind praktisch seit rund 20 Jahren auf dem Markt verbreitet. Bereits in einer der frühesten Anmeldungen eines Verschlusses dieser Art sind zwei unterschiedliche Typen offenbart. Insbesondere sind solche selbstöffnenden Kunststoffverschlüsse entweder mit einem rotierenden Schneidorgan versehen oder mit einem Schneidorgan, welches eine rein translatorische Bewegung ausführt. Dieser letztgenannte Typ ist bereits aus der EP 0328652 bekannt, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart. Das Schneidorgan ist im Ausgussstutzen axial geführt und besitzt auf einer oberen Kante eine rampenartige Zustellvorrichtung, die mit einer entsprechenden rampenartigen Stirnfläche eines Ringwandsegmentes beim Abschrauben der Kappe dieses Schneidorgan nach unten drückt. Entsprechend besitzt das Schneidorgan eine Vielzahl von Perforationszähnen, die sich über den gesamten Umfang verteilen, bis auf einen kurzen Abschnitt, der ohne Zähne ist, um zu vermeiden, dass die Verpackungsfolie völlig von der Verpackung getrennt wird und in das Behältnis hinein fallen würde. Problematisch bei einer solchen Lösung ist dabei die hier aufzubringende Kraft. Die gesamte aufzuwendende Kraft muss praktisch mit nur einer Viertelumdrehung der Schraubkappe aufgebracht werden. Wegen den hohen Kräften, die erforderlich sind, einen solchen Verschluss zu öffnen, haben sich diese Verschlüsse auf dem Markt nicht durchgesetzt.

[0004] Eine frühe Version eines selbstöffnenden Kunststoffverschlusses mit einem rotierenden Schneidorgan ist aus der WO 95/05996 bekannt. Bei diesem Verschluss besitzt der Ausgussstuzen ein Innengewinde in dem das Schneidorgan mit einem Aussengewinde lagert. Die Schraubkappe, die eine umlaufende Mantelwand und eine Deckfläche besitzt, hat an der Innenseite der Deckfläche mindestens einen Mitnehmer angeordnet, der beim Aufschrauben mit einem Mitnehmer an der Innenwand des Schneidorganes zusammenwirkt und nun das Schneidorgan nach unten schraubt, während die Schraubkappe nach oben abgeschraubt wird. Auch hier weist das Schneidorgan eine Vielzahl von Perforationszähnen auf, die auch wieder allesamt gleichzeitig auf die Verpackungsfolie wirken. Auch hier wird eine sehr grosse Kraft benötigt, um die Öffnung durchzuführen, wobei man hier jedoch durch einen wesentlich längeren Schraubweg weniger Kraft benötigt. Trotzdem ist es anfänglich kaum realisierbar gewesen eine solche Verpackungsfolie zu öffnen, insbesondere wenn es hierbei um sogenannte Verbundfolien handelt, die aus einer Vielzahl von Schichten aus Kunststoff, Karton, Aluminium und nochmals Kunststoff besteht. Entsprechend wurde hier vorgesehen, die Verpackung mit einer gestanzten Öffnung zu versehen und diese Öffnung mit einer dünnen, leicht aufschneidbaren Folie zu verkleben oder zu verschweissen. Solche Lösungen sind selbstverständlich teuer und aufwendig und haben den grossen Nachteil, dass die Verschlüsse exakt ortsgenau aufgeschweisst werden müssen, so dass nur der aufgesetzte Flicken durchtrennt werden muss und nicht das Schneidorgan teilweise auch noch die Verbundfolie der Verpackung auftrennen muss. Zwar hat man dann alternativ in solche Verbundfolien Stanzungen angebracht, die lediglich bis auf die Sperrschicht hinunter ging, so dass das Schneidorgan lediglich diese Sperrschicht und die darunter liegende Kunststofffolie durchtrennen musste. Es ist leicht einsehbar, dass diese Lösung eine nochmals erheblich höhere Präzision der Montage des Kunststoffverschlusses auf die Verpackung bedingt.

[0005] Eine weitere Variante ist aus der WO 2004/000667 bekannt. Hier erfolgt die Zustellung des Schneidorganes in einem ersten Schritt rein translatorisch durch einen Antrieb, wie bereits aus der erwähnten EP 0328652 bekannt und bei der Erreichung seiner Tiefstlage wird nun das Schneidorgan nur noch rotiert.

[0006] Eine noch weitere Variante ist aus der EP 2 055 640 bekannt. Hier erfolgt die Zustellung des Schneidorganes in einem ersten Schritt rein translatorisch durch einen Antrieb, wie bereits aus der erwähnten EP 0328652 bekannt und bei dem Ende des ersten Schritt wird nun das Schneidorgan nicht nur axial sondern auch rotierend bewegt.

[0007] Während man in den Anfängen und insbesondere im Zusammenhang mit sogenannten Kartonverbundverpackungen mit einer Vielzahl von Perforierzähnen gearbeitet hat, ist man später davon weitgehend abgerückt. Ein Hauptgrund für diese Vielzahl der Perforationszähne ist darin zu sehen, dass die Kartonlagen solcher Verpackungen relativ viel Kraft benötigen um durchgestochen zu werden. Die Vielzahl der Zähne bewirkt dann eigentlich nicht mehr ein Schneiden sondern ein Sägen.

[0008] Man hat aber die Struktur solcher Kartonverbundfolien über die Jahre geändert. Einerseits ist die Kartonlage immer dünner geworden und zum anderen wurden mehrere verschiedene Lagen von Kunststoffen eingesetzt, die im Prinzip immer wieder andere Anforderungen an das Schneidorgan verlangt haben. Entsprechend sind eine Vielzahl von Patentanmeldungen getätigt worden, die sich mit der Form und der Anordnung der Perforierzähne und Schneidezähne beschäftigen. Typische Beispiele solcher Gestaltungen gehen beispielsweise aus der WO 2004/083055 oder EP 1533240 hervor. Eine noch komplexere Anordnung zeigt beispielweise die EP 1795456. Ein Grund für die vielen Ausführungsformen sind, wie bereits erwähnt, die unterschiedlichen Arten der Verpackungsfolien, wobei insbesondere auch die neuerdings auf dem Markt verbreiteten Schlauchbeutel aus reinen Kunststoffverbundfolien ein Grund sind. Während in vielen Fällen die Perforierung mit nur einem oder wenigen Perforierzähne relativ sicher gelingt, ist die nachfolgende Schneidtätigkeit wesentlich problematischer. Diese beiden unterschiedlichen Tätigkeiten bedingen nämlich, während des Perforierens eine relativ grosse Kraft bei gleichzeitig geringer Relativbewegung während anschliessend der Schneidevorgang eine wesentlich geringere Kraft bei möglichst grosser Relativbewegung der Schneidkante relativ zur durchtrennenden Folie erforderlich ist. Bei den heute auf dem Markt erhältlichen Kunststoffverschlüssen wird hier kein Unterschied gemacht.

[0009] Zudem hat man festgestellt, dass bei selbstöffnenden Kunststoffverschlüssen mit rotierendem Schneidorgan die zu schneidende Folie auf Grund ihrer hohen Elastizität, wie dies praktisch für alle Polyethylene der Fall ist, dazu führt, dass das Material gereckt und sich gleichzeitig an der Schneidkante in Drehrichtung aufstaut und damit praktisch die Schneidkante unwirksam macht. Dies führt dann entweder zu einer unvollständigen Schnittlinie oder einem unkontrollierten Reissen der Verpackungsfolie. Dieser nur teilweise geöffnete Behälter erlaubt nur eine schlechte Entleerung.

[0010] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen selbstöffnenden Kunststoffverschluss der eingangs genannten Art zu schaffen, der in Abhängigkeit des Zustellweges mit unterschiedlicher Kraft betätigbar ist, um so die hier zuvor diskutierten Probleme zu meistern.

[0011] Diese Aufgabe löst ein selbstöffnender Kunststoffverschluss gemäß dem Patentanspruch 1 dadurch, dass die vorgesehenen Mittel ein erster und ein zweiter nacheinander in Eingriff kommender Zustellmechanismus sind, die unterschiedliche axiale Zustellwege pro Umdrehung bewirken.

[0012] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und sind anhand der beiliegenden Zeichnungen in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

[0013] Es zeigt:

Figur 1

eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten, selbstöffnenden Kunststoffverschlusses, in Ansicht von oben, und

Fig. 2

in Ansicht auf die Unterseite.

Fig. 3

zeigt eine Schraubkappe des selbstöffnenden Kunststoffverschlusses in einem axialen Vertikalschnitt, und

Fig. 4

in einer perspektivischen Ansicht auf die Unterseite.

Fig. 5

stellt einen axialen Vertikalschnitt durch den Ausgussstutzen dar, der in der

Fig. 6

in einer perspektivischen Ansicht dargestellt ist; in

Fig. 7

sieht man das Schneidorgan in perspektivischer Darstellung und

Fig. 8 und 9

zeigen die einstückig gefertigten Schneidorgane und Ausgussstutzen zusammen vor dem Anbringen der Schraubkappe in zwei unterschiedlichen, perspektivischen Darstellungen.

Fig. 10 - 13

zeigen den zusammengebauten, selbstöffnenden Kunststoffverschluss, jeweils in einem Diametralschnitt in verschiedenen Öffnungsstadien.

[0014] In Figur 1 ist eine mögliche Ausgestaltungsform des erfindungsgemässen, selbstöffnenden Kunststoffverschlusses, der gesamthaft mit 1 bezeichnet ist, perspektivisch dargestellt. In dieser Ansicht erkennt man praktisch nur die Schraubkappe 2 und jenen Teil des Ausgussstutzens 3, der nicht von der Schraubkappe verdeckt ist. Dieser nicht abgedeckte Teil des Ausgussstutzens ist praktisch nur der endständige, umlaufende Flansch 31. Von aussen erkennt man an der Schraubkappe 2 deren umlaufende Mantelwand 20, an deren unterem Ende über entsprechende hier nicht sichtbaren Sollbruchstellenbrücken ein Garantieband 22 angeformt ist. Die umlaufende Mantelwand 20 trägt die obere Deckfläche 21. Aussen an der Mantelwand 20 sind eine Vielzahl von Griffrippen 29 angebracht, die die Griffigkeit für den Benutzer bei der Betätigung der Schraubkappe erhöhen.

[0015] In der Figur 2 ist derselbe, selbstöffnende Kunststoffverschluss 1 im zusammengebauten Zustand schräg von unten dargestellt. In der hier dargestellten Position ist der selbstöffnende Kunststoffverschluss 1 in einer Zwischenposition dargestellt, bei dem das Schneidorgan 4 mit dem daran angeordneten Perforierzähne bereits leicht aus dem Ausgussstutzen 3 herausragend dargestellt ist, somit ist das Schneidorgan 4 zumindest teilweise sichtbar. Der Ausgussstutzen 3 ist nunmehr von der Unterseite teilweise sichtbar, so, dass man nun eine auf dieser Unterseite angebrachte Energieleitrippe 32 erkennt. Die Gestaltungsform der Energieleitrippe ist hier als eine einzige, umlaufende Rippe dargestellt, doch sind andere Gestaltungsformen solcher Energieleitrippen 32 bekannt und deren Gestaltung passt man entsprechend der zu bildenden Schweissverbindung und der Materialpaarung an.

[0016] Nachfolgend werden nun die drei den selbstöffnenden Kunststoff bildenden Teile einzeln beschrieben und danach deren Zusammenwirken erläutert. Die Schraubkappe 2 ist in den Figuren 3 und 4 einzeln dargestellt. Wie jede Schraubkappe besteht auch diese aus der bereits erwähnten Mantelwand 20 und der die Schraubkappe abschliessenden Deckfläche 21. Fluchtend unter der Mantelwand 20 ist das ebenfalls bereits erwähnte Garantieband 22, über, hier nicht speziell dargestellte, Sollbruchstellenbrücken angeformt. Hier erkennt man, insbesondere im Schnittbild gemäss Figur 3, das Innengewinde 23 an der Mantelwand 20. Dieses Innengewinde 23 dient dazu mit einem Aussengewinde am Ausgussstutzen 3 zusammenzuwirken. In der Schnittzeichnung erkennt man eine erste Ringwand 24, die in dieser Schnittzeichnung eine unterschiedliche Höhe aufweist. Rechts von der Mittelachse in dieser Figur ist die erster Ringwand 24 höher als links von der Mittelachse. Die erste Ringwand 24 ist in dieser Ausführungsform vollständig umlaufend und verläuft von einem tiefsten Punkt bis zum höchsten Punkt, wobei der tiefste Punkt der Anfangspunkt bei der Erstöffnung darstellt, und der höchste Punkt einem Endpunkt nach einer Drehung von 360° entspricht, wobei dies der Endpunkt des Zustellweges eines ersten Zustellmechanismuses darstellt.

[0017] Die rampenförmige erste Ringwand 24 besitzt eine von der Deckfläche 21 wegweisende Gleitfläche 25. Diese Gleitfläche 25 wirkt dann mit einer zweiten Gleitfläche eines ersten Zustellmechanismuses zusammen, wobei auf diese später noch eingegangen wird. Konzentrisch zur ersten Ringwand 24, nach innen versetzt, ist eine zweite Ringwand 26 an der Unterseite der Deckfläche 21 angeformt. Diese zweite Ringwand 26 ist über ihren gesamten Umfang gleich hoch. Die axiale Länge der zweiten Ringwand 26 ist hier grösser als die axiale Länge der Mantelwand 20. Dies ist damit zusammenhängend, dass die Schraubkappe 2 im montierten Zustand mit ihrem Garantieband 22 über den Flansch 31 des Ausgussstutzens und zu diesem distanziert gehalten ist. Auf der Aussenseite dieser zweiten Ringwand 26 ist ein Aussengewinde 27 angeformt. Dieses Aussengewinde 27 bildet Teil eines zweiten Zustellmechanismuses.

[0018] Im Prinzip sind unter Deckfläche 21 vier konzentrische Ringwände angeformt, wobei die äusserste Ringwand die Mantelwand 20 darstellt und die innerste Ringwand die sogenannte zweite Ringwand 26 bildet. Zwischen der zweiten Ringwand 26 und der Mantelwand 20 folgt von innen nach aussen erst die erste Ringwand 24 und danach eine Ringwand die eine sogenannte Dichtolive 28 bildet, die im geschlossenen Zustand des Verschlusses nach der Erstöffnung dichtend an der Innenseite des Ausgussstutzens zum Anliegen kommt. Im montierten Zustand vor der Erstöffnung ist die Verpackungsfolie noch geschlossen und die Dichtfunktion der Dichtolive ist noch nicht erforderlich.

[0019] Der Ausgussstutzen 3 ist in den Figuren 5 und 6 jeweils für sich allein dargestellt, wobei die Figur 5 einen Diametralschnitt zeigt und Figur 6 eine perspektivische Ansicht mit Blick von oben in den Ausgussstutzen hinein darstellt. Der Ausgussstutzen 3 besteht aus einem zylindrischen Ausguss 30 der einen unteren randständigen, umlaufenden Flansch 31 aufweist. Dieser Flansch 31 besitzt an seiner Unterseite, die dazu dient auf einem Verpackungsbehältnis angebracht zu werden, die erwähnte Energieleitrippe 32. Prinzipiell kann der Flansch auf einer solchen Verpackung angeklebt werden, wobei dies insbesondere bei sogenannten Brikverpackungen der Fall ist, die aus mehrlagigen Verpackungsfolien bestehen, die eine Kartonlage, ein- oder mehrlagiger Kunststoff und mindestens eine Sperrschicht enthalten. Aber auch auf einer solchen Verpackungsfolie kann der Ausgussstutzen, und damit der gesamte, selbstöffnende Kunststoffverschluss, auch angeschweisst sein, insbesondere wenn die äusserste Schicht der Verpackungsfolie eine Kunststoffschicht ist. Wird der selbstöffnende Kunststoffverschluss 1 auf einem Schlauchbeutel angebracht, der meist aus einer komplexen, mehrlagigen Kunststofffolie mit einer Sperrschicht besteht, so kommt selbstverständlich hier meist nur ein Schweissen und kaum ein Kleben in Frage. Auf der Innenseite des zylindrischen Ausgusses 30 erkennt man eine axial verlaufende Führungsrippe 34. Diese axiale Führungsrippe verläuft von annähernd dem oberen Rand des zylindrischen Ausgusses 30 bis zum unteren Rand des Ausgusses 30. Diese axiale Führungsrippe 34 dient der gesicherten axialen Führung des noch zu beschreibenden Schneidorganes 4 innerhalb des zylindrischen Ausgusses 30 des Ausgussstutzens 3. Ferner sind an der Innenwand des zylindrischen Ausgusses 30 im unteren Bereich relativ nahe der Ebene, die der umlaufende Flansch 31 definiert, mehrere Einrastnocken 35 angeordnet. Tatsächlich sind es praktisch zwei direkt übereinander angeordnete Einrastnocken 35. Diese dienen dazu das Schneidorgan in einer definierten untersten Lage zu halten. Ferner sind ebenfalls an der Innenwand des zylindrischen Ausgusses 30 im oberen Viertel, mehrere getrennte Sollbruchstellenbrückenteile 36 erkennbar. Hierauf wird ebenfalls später noch zurückgekommen. Die auf der Aussenseite des zylindrischen Ausgusses 30 angebrachten Anschlagrippen 37, die sich bis auf den umlaufenden Flansch 31 hinab erstrecken, dienen dazu mit dem Garantieband zusammen zu wirken. Letztlich erkennt man noch in der Figur 6 eine im äusseren Umfang des Flansches 31 eingeformte Kerbe, die eine Orientierungskerbe 38 bildet, die lediglich zur Orientierung der verschiedenen Teile in einer Assembling-Anlage dient.

[0020] In der Figur 7 ist das Schneidorgan für sich allein in perspektivischer Darstellung gezeigt. Es besitzt eine Zylinderwand 40, dessen oberer Rand als rampenförmige Stirnwand 41 gestaltet ist. Diese rampenförmige Stirnwand ist in der Länge und der Steigung gleich gestaltet wie die rampenförmige Ringwand 24 der Schraubkappe 2. Die rampenförmige Stirnwand 41 besitzt eine Gleitfläche 42 die im zusammengebauten Zustand des selbstöffnenden Kunststoffverschlusses 1 auf die Gleitfläche 25 der ersten, rampenförmigen Ringwand 24 aufliegt. In axialer Richtung der Gleitfläche 42 gegenüber sind hier an diesem Rand mehrere Perforierzähne 43 angeformt. Jeder Perforierzahn 43 wird begrenzt durch Perforierkanten 44 und schliessen gemeinsam einen spitzen Winkel ein. An diesen Perforierkanten 44 folgen beidseitig Schneidkanten 45 an. Jeweils zwei dem gleichen Perforierzahn 43 zugerichteten Schneidkanten 45 schliessen gemeinsam einen stumpfen Winkel ein. Bei einer Axialbewegung führen nun die Perforierzähne 43 dank dem spitzen Winkel, der die Perforierkanten 44 einschliessen, nur eine geringe Schneidfunktion, sondern praktisch nur eine Stechfunktion aus. Die nachfolgenden Schneidkanten 45, die relativ flach verlaufen, führen nun bei der weiteren, rein translatorischen in Axialrichtung wirkenden Zustellung des Schneidorganes in Richtung der Verpackungsfolie eine wesentlich stärkere Relativbewegung, in Bezug auf die Umfangslinie pro Zustellwegabschnitt, aus. Nach der Perforierung der Verpackungsfolie erfolgt somit dank dem zweiten Zustellmechanismus sofort die Schneidbewegung. Versuche haben gezeigt, dass nunmehr praktisch die Schneidbewegung die bei der Perforierung entstehenden in Verlaufsrichtung der Perforierkanten entstandenen Einrisse sofort in eine Schnittlinie fortsetzen.

[0021] Auf der Aussenseite der Zylinderwand 40 des Schneidorganes 4 sind Verstärkungsrippen 491 angeformt, die von einem umlaufenden Kragen 47 bis möglichst nahe an die Spitze des jeweiligen Perforierzahnes 43 sich erstrecken. Der umlaufende Kragen 47 verläuft in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse des Schneidorganes. Die Oberkante des umlaufenden Kragens 47 ist auf der Höhe des untersten Punktes der rampenförmigen Stirnwand bzw. der Gleitfläche 42 angeordnet. Mindestens an jener Stellen, an der im Ausgussstutzen die axiale Führungsrippe 34 angeordnet ist, besitzt der umlaufende Kragen 47 eine Führungsausnehmung 49. Ferner erkennt man auf der Aussenseite des umlaufenden Kragens 47 mehrere getrennte Sollbruchstellenbrücken 48, die vor der Montage das Schneidorgan 4 mit dem Ausgussstutzen 3 verbindet. Vor der Montage sind diese getrennten Sollbruchstellenbrücken 48 mit den getrennten Sollbruchstellenbrücken 36 verbunden.

[0022] Das Schneidorgan 4 und der Ausgussstutzen 3 bilden zusammen eine einteilige Baueinheit 70, die in den Figuren 8 und 9 jeweils in perspektivischer Ansicht mit unterschiedlichen Blickwinkeln dargestellt ist.

[0023] Die erwähnte Orientierungskerbe 38 im Flansch 31 des Ausgussteiles 3 ist nicht zuletzt deshalb von Bedeutung, da der Ausgussteil 3 und das Schneidorgan 4 bevorzugt als einteilige Baueinheit 70 gefertigt wird. Hierdurch reduziert sich der Aufwand bei der Produktion und Zusammenbau. Die einteilige Baueinheit 70 ist so realisiert, dass das Schneidorgan 4 vollständig innerhalb des Ausgusses 30 des Ausgussstutzes 3 liegt. In dieser Position liegt der höchste Punkt der rampenförmigen Stirnwand 41 des Schneidorganes 4 mindestens annähernd in der Ebene, die vom oberen Rand 39 des zylindrischen Ausgusses 30 aufgespannt wird.

[0024] Bei der Montage wird nunmehr die Schraubkappe 2 auf die einteilige Baueinheit 70 aufgesetzt wobei die Schraubkappe so ausgerichtet ist, dass der höchste Punkt 493 der rampenförmigen Stirnwand 41 an jenen Punkt anzuliegen kommt der dem Punkt entspricht, der auf der ersten rampenförmigen Ringwand 24 der Schraubkappe 2 der Deckfläche 21 am nächsten liegt. Beim axialen Zusammenschieben werden nun bevorzugterweise die Sollbruchstellenbrücken zwischen dem umlaufenden Kragen 47 und der Innenwand des Ausgusses 30 im letzten Moment des Zusammenschiebens getrennt so dass dann nur noch die getrennten Sollbruchstellenbrücken 36 und 48 vorhanden sind.

[0025] Gleichzeitig wird das Schneidorgan 4 geringfügig axial abwärts bewegt so, dass der in axialer Richtung zuunterst liegende Punkt des Schneidorganes 4, nämlich die Spitzen der Perforierzähne 43, immer noch oberhalb der Ebene ist, die die Unterseite des Flansches 31 definiert. So ist sichergestellt, dass nicht bereits beim Aufschweissen des zusammen gebauten selbstöffnenden Kunststoffverschlusses 1 diese nicht auf die Verpackungsfolie des Behältnisses auf dem er befestigt werden soll aufliegt. Diese Position ist nun in der Figur 10 in einem diametralen Schnitt dargestellt. Diese Position zeigt den erfindungsgemässen selbstöffnenden Kunststoffverschluss 1 in der montierten Lage vor der Erstöffnung. Die Sollbruchstellen zwischen der Schraubkappe 2 und dem daran angeformten Garantieband 22 sind noch unzerstört, da aber der Diametralschnitt nicht durch eine Sollbruchstellenbrücke verläuft ist dies in der Figur nicht erkennbar. In dieser Position ist der erste Zustellmechanismus 50 in seiner Ausgangsposition. Dieser erste Zustellmechanismus 50 besteht, wie erwähnt, aus der ersten rampenförmigen Ringwand 24 mit seiner Gleitfläche 25, wobei dessen Gleitfläche 25 auf der Gleitfläche 42 der ringförmigen Stirnwand 41 des Schneidorganes 40 über den gesamten Umfang aufliegt.

[0026] In der Figur 11 ist nun die Schraubkappe 2 um 360° gedreht dargestellt. Auf der linken Seite erkennt man nun die rampenförmige Stirnwand 41 die praktisch auf dem höchsten Punkt ist, während die höchste Stelle der rampenförmigen Ringwand 24 gerade überschritten ist und daher nur noch punktiert dargestellt ist. Die gegenüber liegende Position auf der rechten Seite zeigt somit die rampenförmige Ringwand 24, die hier nur halb so hoch ist, da die Gleitfläche 42 auf dieser Seite sich bereits um gleich viel nach unten bewegt hat.

[0027] In dieser Position in der nunmehr der erste Zustellmechanismus seinen maximalen Zustellweg erreicht hat, übernimmt nun der zweite Zustellmechanismus 60 seine Funktion. Wie dies sowohl links als auch rechts der Mittelachse ersichtlich ist, ist dieser zweite Zustellmechanismus 60, bestehend aus dem Aussengewinde 27 an der zweiten Ringwand 26 mit dem Innengewinde 492 an der Zylinderwand 40 des Schneidorganes 4 im Eingriff. In dieser Position hat nun der erste Zustellmechanismus 50 wie in der Figur 10 beschrieben das Schneidorgan 4 bereits soweit abwärts in Richtung des Flansches 31 bewegt, dass die Perforierzähne 43 unterhalb der vom Flansch aufgespannten Ebene liegen. Im Falle, dass der selbstöffnende Kunststoffverschluss auf einer Verpackungsfolie aufgeschweisst ist, haben die Perforierzähne 43 diese Verschlussfolie bereits perforiert.

[0028] Ist die Schraubkappe 2 um eine weitere vollständige Umdrehung bewegt, so ist das Schneidorgan 4 nochmals weiter in Richtung des Flansches 31 bewegt und nicht nur der Perforierzahn mit seinen Perforierkanten 44, sondern auch die angrenzenden Schneidkanten 45 ebenso wie die Umfaltkante 46 liegen nun unterhalb der vom umlaufenden Flansch aufgespannten Ebene und die Verpackung auf der der erfindungsgemässe selbstöffnende Kunststoffverschluss 1 angebracht ist, ist nunmehr vollständig aufgeschnitten und lediglich im Bereich der Umfaltkante 46 noch mit der Verpackung verbunden. Die aufgeschnittene Verpackungsfolie ist nach ausserhalb des Bereiches des Ausgusses 30 umgefaltet. In der gezeigten Position ist sowohl das Innengewinde 23 mit dem Aussengewinde 33 des Ausgussstutzens in Verbindung, wie auch das Aussengewinde 27 an der zweiten Ringwand 26 mit dem Innengewinde 492 des Schneidorganes 4 noch im Eingriff.

[0029] Schraubt man nun die Schraubkappe 2 nochmals um eine halbe Umdrehung, so erreicht man die Position wie in Figur 13 dargestellt. Nun ist das Innengewinde 492 mit dem Aussengewinde 27 an der zweiten Ringwand 26 nicht mehr im Eingriff. Gleichzeitig aber erkennt man in dieser Figur auf der linken Seite, dass der umlaufende Kragen 47 am Schneidorgan 4 mit den Einrastnocken 35 auf der Innenseite des Ausgusses 30 eingerastet ist. Damit verbleibt nun das Schneidorgan 4 in dieser Position auch wenn die Schraubkappe 2 noch vollständig vom Ausgussstutzen 3 abgeschraubt wird. Nach dem man einen Anteil des Inhaltes aus der Verpackung entnommen hat und die Schraubkappe 2 wieder aufgeschraubt hat, bewegt sich nun bei jedem Öffnungs- und Schliessvorgang lediglich noch die Schraubkappe 2 während das Schneidorgan 4 in unveränderter Position verbleibt.

[0030] Wie bereits erwähnt, ist in der Zeichnung nur eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt. Weitere hier nicht beschriebene Ausführungsformen sind aber ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen selbstverständlich möglich. So können selbstverständlich alle 3 Bauteile des selbstöffnenden Kunststoffverschlusses 1, nämlich die Schraubkappe 2, der Ausgussstutzen 3 und das Schneidorgan 4 allesamt getrennt gefertigt sein. Auch die hier beschriebene Reihenfolge des ersten und des zweiten Zustellmechanismus 50, 60 lassen sich selbstverständlich ändern. Mit anderen Worten: Die erste Ringwand kann als normale zylindrische Ringwand gestaltet sein und mit entsprechenden Gewinden versehen sein, während dann die zweite Ringwand als rampenförmige Ringwand gestaltet wird. Diese zweite Ringwand müsste dann mit der rampenförmigen Stirnwand des Schneidorganes zusammenwirken. Obwohl diese Lösung selbstverständlich auch denkbar ist hat man hier auf die Darstellung dieser Lösung verzichtet, diese Variante weniger bevorzugt ist gegenüber der dargestellten Ausführungsform, da eine solche Variante den Durchmesser des Schneidorganes reduziert und entsprechend, um eine gleiche Öffnung zu erzielen, der gesamte selbstöffnende Kunststoffverschluss grösser konzipiert werden müsste, was mit einem höheren Materialverbrauch verbunden wäre.

[0031] Neben der ausführlich beschriebenen Lösung und der obengenannten Varianten, ist es auch möglich sowohl den ersten als auch den zweiten Zustellmechanismus beide mit Gewinde oder beide mit Zustellrampen zu realisieren. Diese müssen lediglich in der Höhe so angeordnet sein, dass nicht beide Zustellmechanismen gleichzeitig im Eingriff sein können.

[0032] Ferner kann der erste Zustellmechanismus 50 aus, statt wie gezeigt über 360°, sich auch nur aus zwei über 180° sich erstreckenden, rampenförmigen Abschnitten gestaltet sein. Dies führt zu einer symmetrischen Kraftübertragung, wobei sich dann allerdings das Verhältnis von Zustellungsweg pro Umdrehung vergrössert, ebenso wie der erforderliche Kraftaufwand bei der Erstöffnung.

[0033] Statt der hier dargestellten Variante mit drei Perforierzähnen kann auch nur ein oder zwei Perforierzähne oder auch mehr als drei Perforierzähne vorhanden sein. Dies wird man vom Durchmesser des selbstöffnenden Kunststoffverschlusses 1 abhängig machen. Sieht man nur einen Perforierzahn 43 vor, so erstrecken sich die angrenzenden Schneidkanten 45 lückenlos um mindestens zwei Drittel des Umfanges. Dem Perforierzahn 43 diametral gegenüber liegt dann die Umfaltkante 46.

Bezugszeichenliste:

[0034] 

1

Selbstöffnender Kunststoffverschluss

2

Schraubkappe

3

Ausgussstutzen

4

Schneidorgan

20

Mantelwand

21

Deckfläche

22

Garantieband

23

Innengewinde in der Mantelwand

24

erste Ringwand rampenförmig

25

Gleitfläche der Rampe

26

zweite Ringwand

27

Aussengewinde an der zweiten Ringwand

28

Dichtolive

29

Griffrippen

30

zylindrischer Ausguss

31

Flansch

32

Energieleitrippe

33

Aussengewinde

34

axiale Führungsrippe

35

Einrastnocken

36

getrennte Sollbruchstellenbrücke

37

Anschlagsrippen für Garantieband

38

Orientierungskerbe

39

oberer Rand des Ausgusses 30

40

Zylinderwand des Schneidorganes

41

rampenförmige Stirnwand

42

Gleitfläche von 41

43

Perforierzahn

44

Perforierkanten

45

Schneidkanten

46

Umfaltkante (siehe Fig. 13)

47

umlaufender Kragen

48

getrennte Sollbruchstellenbrücke

49

Führungsausnehmung für 34

50

erster Zustellmechanismus aus 24, 25 und 41, 42

60

zweiter Zustellmechanismus aus 27 und 492

70

einteilige Baueinheit aus 3, 4

491

Verstärkungsrippe

492

Innengewinde

493

höchster Punkt der rampenförmigen Stirnwand

Ansprüche

1. Selbstöffnender Kunststoffverschluss (1) bestehend aus einem Ausgussstutzen (3) mit einem Flansch (31) zur Verbindung mit einer ein- oder mehrlagigen Verpackungsfolie einer geschlossenen Verpackung, mit einem innerhalb des Ausgussstutzens (3) beweglich geführten zylindrischen Schneidorgan (4), und einer Schraubkappe (2) mit einer Mantelwand (20) mit Innengewinde (23) und einer Deckfläche (21), wobei die Schraubkappe (2) mit dem Ausgussstutzen (3) mit Aussengewinde (33) schraubverbunden ist und die Schraubkappe (2) und das Schneidorgan (4) Mittel aufweisen, die die Schraubbewegung der Schraubkappe (2) in eine rein translatorische Relativbewegung des Schneidorgans (4) zum Ausgussstutzen (3) umsetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein erster (50) und ein zweiter (60) nacheinander in Eingriff kommender Zustellmechanismus (50, 60) sind, die unterschiedliche axiale Zustellwege pro Umdrehung bewirken.

2. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zustellmechanismus (50) aus einer ersten, rampenförmigen Ringwand (24) angeformt an der Innenseite der Deckfläche (21) der Schraubkappe (2) und einer gegengleichen, rampenförmigen Stirnwand (41) am zylindrischen Schneidorgan (4) besteht.

3. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zustellmechanismus (60) aus einem Innengewinde (492) am zylindrischen Schneidorgan (4) und einem Aussengewinde (27) an einer zweiten an der Innenseite der Deckfläche (21) angeordneten Ringwand (26) in der Schraubkappe (2) besteht.

4. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ringwand (26) konzentrisch innerhalb der ersten Ringwand (24) angeordnet ist.

5. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des ersten Zustellmechanismus (50) geringer ist als die Steigung des zweiten Zustellmechanismus (60).

6. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schneidorgan (4) an dessen, der rampenförmigen Stirnwand (41) gegenüberliegenden Ende mindestens ein Perforierzahn (43) vorgesehen ist, an den beidseitig in Umfangsrichtung eine Schneidkante (45) anschliesst, und ausserhalb des Bereiches der Schneidkanten und des mindestens einen Perforierzahnes eine Umfaltkante (46) vorhanden ist.

7. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Perforierzahn (43) mit anschliessenden Schneidkanten (45) vorhanden ist und die Schneidkanten (45) um mindestens zwei Drittel des Umfanges sich lückenlos erstrecken und dem Perforationszahn (43) diametral gegenüber die Umfaltkante (46) angeordnet ist.

8. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Perforierzähne (43) vorhanden sind und sich die Schneidkanten (45) auf mindestens zwei Drittel des Umfanges lückenlos erstrecken und im verbleibenden schneidkantenfreien Bereich die Umfaltkante (46) angeordnet ist.

9. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die demselben Perforierzahn (43) angrenzenden Schneidkanten (46) einen stumpfen Winkel einschliessen.

10. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Zustellweg des ersten Zustellmechanismus (50) das Schneidorgan (4) soweit zuzustellen vermag, bis der Übergang des mindestens einen Schneidzahnes (43) zu den angrenzenden Schneidkanten (45) mindestens annähernd in der Ebene des Flansches (31) des Ausgussstutzens (3) liegt.

11. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustellweg des zweiten Zustellmechanismus (60) das Schneidorgan (4) soweit zuzustellen vermag, bis die Umfaltkante (46) mindestens annähernd in der Ebene des Flansches (31) des Ausgussstutzens (3) liegt.

12. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rein translatorische Bewegung des Schneidorganes (4) relativ zum Ausgussstutzen (3) mittels mindestens einer axial verlaufenden Führungsrippe (34) an der Innenseite eines zylindrischen Ausgusses (30) des Ausgussstutzens (3) und einer Führungsausnehmung (49) in einem aussen am Schneidorgan (4) angeordneten, umlaufenden Kragen (47) realisiert ist.

13. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenfläche des Ausgusses (30), in der Höhe nahe dem Flansch (31), Einrastnocken (35) vorhanden sind, in der untersten Zustellposition des Schneidorganes (4), dessen umlaufender Kragen (47) einrastet, wobei diese Position gleich dem Ende des Zustellweges des zweiten Zustellmechanismuses (60) ist.

14. Selbstöffnender Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgussstutzen (3) und das Schneidorgan (4) einstückig trennbar als ein Bauteil (70) gefertigt sind.

Claims

1. A self-opening plastic closure (1) consisting of a pour-out spout (3) with a flange (31) for connection to a single-layer or multi-layer packaging foil of a closed packaging, with a cylindrical cutting element (4) which is movably guided within the pour-out spout (3), and with screw cap (2) with a lateral wall (20) with an inner thread (23) and with a cover surface (21), wherein the screw cap (2) is screw-connected to the pour-out spout (3) with an outer thread (33), and the screw cap (2) and the cutting element (4) comprise means which convert the screw movement of the screw cap (2) into a purely translatory relative movement of the cutting element (4) to the pour-out spout (3), characterised in that the means are a first (50) and a second (60) advance mechanism (50, 60) which engage one after the other and which effect different axial advance paths per revolution.

2. A self-opening plastic closure according to claim 1, characterised in that the first advance mechanism (50) consists of a first, ramp-like annular wall (24) integrally formed on the inner side of the cover surface (21) of the screw cap (2), and of a mutually opposite face wall (41) running in a ramp-like manner, on the cylindrical cutting element (4).

3. A self-opening plastic closure according to claim 1, characterised in that the second advance mechanism (60) consists of an inner thread (492) on the cylindrical cutting element (4) and of an outer thread (27) on a second angular wall (26) arranged on the inner side of the cover surface (21), in the screw cap (2).

4. A self-opening plastic closure according to the claims 2 and 3, characterised in that the second annular wall (26) is arranged concentrically within the first annular wall (24).

5. A self-opening plastic closure according to claim 1, characterised in that the gradient of the first advance mechanism (50) is less than the gradient of the second advance mechanism (60).

6. A self-opening plastic closure according to claim 2, characterised in that the cutting element (4) on its end which lies opposite the ramp-like face wall (41) is provided with at least one perforating tooth (43), to which a cutting edge (45) connects in the peripheral direction at both sides, and a fold-over edge (46) is present outside the region of the cutting edges and of the at least one perforating tooth (43).

7. A self-opening plastic closure according to claim 6, characterised in that only one perforating tooth (43) with connecting cutting edges (45) is present, and the cutting edges (45) extend in a gapless manner about at least two thirds of the periphery, and the fold-over edge (46) is arranged diametrically opposite the perforating tooth (43).

8. A self-opening plastic closure according to claim 6, characterised in that at least two perforating teeth (43) are present and the cutting edges extend a gapless manner on at least two thirds of the periphery, and the fold-over edge (46) is arranged in the remaining cutting-edge free region.

9. A self-opening plastic closure according to claim 6, characterised in that the cutting edges (46) which are adjacent the same perforating tooth (43) enclose an obtuse angle.

10. A self-opening plastic closure according to claim 6, characterised in that the axial advance path of the first advance mechanism (50) is capable of advancing the cutting element (4) so far until the transition of the at least one cutting tooth (43) to the adjacent cutting edges (46) at least approximately lies in the plane of the flange (31) of the pour-out spout (3).

11. A self-opening plastic closure according to claim 10, characterised in that the advance path of the second advance mechanism (60) is capable of advancing the cutting element (4) so far until the fold-over edge (46) at least approximately lies in the plane of the flange (31) of the pour-out spout (3).

12. A self-opening plastic closure according to claim 1, characterised in that the purely translatory movement of the cutting element (4) relative to the pour-out spout (3) is realised by way of at least one axially running guide rib (34) on the inner side of a cylindrical pour-out (30) of the pour-out spout (3), and a guide recess (49) is realised in a peripheral collar (47) which is arranged at the outside on the cutting element (4).

13. A self-opening plastic closure according to claim 12, characterised in that detent lobes (35) are present on the inner surface of the pour-out (30), at the height close to the flange (31), into which lobes, in the lowermost advance position of the cutting element (4), its peripheral collar snaps in, wherein this position is equal to the end of the advance path of the second advance mechanism (60).

14. A self-opening plastic closure according to claim 1, characterised in that the pour-out spout (3) and the cutting element (4) are manufactured in a separable manner as a single piece, as one component (70).

Revendications

1. Fermeture en plastique à ouverture automatique (1) composée d'un manchon verseur (3) avec une bride (31) pour liaison avec une feuille d'emballage mono- ou multicouche d'un emballage fermé, avec un organe de coupe (4) cylindrique guidé de façon mobile à l'intérieur du manchon verseur (3) et un bouchon à vis (2) avec une paroi d'enveloppe (20) avec filetage intérieur (23) et une surface de couverture (21), le bouchon à vis (2) étant relié par vis au manchon verseur (3) avec filetage extérieur (33) et le bouchon à vis (2) et l'organe de coupe (4) comportant des moyens qui transforment le mouvement de vissage du bouchon à vis (2) en un mouvement relatif translatoire de l'organe de coupe (4) vers le manchon verseur (3), caractérisée en ce que les moyens sont un premier (50) et un deuxième (60) mécanisme d'avance (50,60) venant en prise l'un derrière l'autre, qui génèrent différentes courses d'avance axiales par tour de rotation.

2. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier mécanisme d'avance (50) est composé d'une première paroi annulaire (24) en forme de rampe conformée sur le côté intérieur de la surface de couverture (21) du bouchon à vis (2) et d'une paroi avant (41) diamétralement opposée, en forme de rampe, sur l'organe de coupe (4) cylindrique.

3. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le deuxième mécanisme d'avance (60) est composé d'un filetage intérieur (492) sur l'organe de coupe (4) cylindrique et d'un filetage extérieur (27) sur une deuxième paroi annulaire (26) dans le bouchon à vis (2), disposée sur le côté intérieur de la surface de couverture (21).

4. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la deuxième paroi annulaire (26) est disposée de façon concentrique à l'intérieur de la première paroi annulaire (24).

5. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pas du premier mécanisme d'avance (50) est plus petit que le pas du deuxième mécanisme d'avance (60).

6. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 2, caractérisée en ce que sur l'organe de coupe (4) aux extrémités duquel, opposées à la paroi avant (41) en forme de rampe, au moins une dent de perforation (43) est prévue auxquelles une arête tranchante (45) se raccorde des deux côtés dans le sens périphérique et il y a une arête de repliage (46) en dehors de la zone des arêtes tranchantes et d'au moins une dent de perforation.

7. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'il n'y a qu'une seule dent de perforation (43) avec des arêtes tranchantes adjacentes (45) et les arêtes tranchantes (45) s'étendent en continu autour d'au moins les deux tiers de la périphérie et l'arête de repliage (46) est disposée diamétralement opposée à la dent de perforation (43).

8. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'il y a au moins deux dents de perforation (43) et les arêtes tranchantes (45) s'étendent en continu sur au moins les deux tiers de la périphérie et l'arête de repliage (46) est disposée dans la zone restante exempte d'arête tranchante.

9. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 6, caractérisée en ce que les arêtes tranchantes (46) adjacentes à la même dent de perforation (43) forment un angle obtus.

10. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 6, caractérisée en ce que la course d'avance axiale du premier mécanisme d'avance (50) peut faire avancer l'organe de coupe (4) jusqu'à ce que le passage d'au moins une dent de coupe (43) se trouve aux arêtes de coupes (45) adjacentes s'approchant au moins dans le plan de la bride (31) du manchon verseur (3).

11. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 10, caractérisée en ce que la course d'avance du deuxième mécanisme d'avance (60) peut faire avancer l'organe de coupe (4) jusqu'à ce que l'arête de repliage (46) se trouve au moins s'approchant dans le plan de la bride (31) du manchon verseur (3).

12. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mouvement purement translatoire de l'organe de coupe (4) par rapport au manchon verseur (3) est réalisé au moyen d'au moins une nervure de guidage (34) axiale sur le côté intérieur d'une sortie d'écoulement cylindrique (30) du manchon verseur (3) et d'un évidement de guidage (49) dans un collet (47) circulaire, disposé à l'extérieur sur l'organe de coupe (4).

13. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'il y a des ergots d'enclenchement (35) sur la surface intérieure de la sortie d'écoulement (30), à la hauteur proche de la bride (31), le collet circulaire (47) duquel s'enclenche dans la position la plus d'avance la plus basse, cette position étant juste à la fin de la course d'avance du deuxième mécanisme d'avance (60).

14. Fermeture en plastique à ouverture automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le manchon verseur (3) et l'organe de coupe (4) sont fabriqués séparables en une seule pièce en tant que composant (70).

Zeichnung