Die Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zum flüssigkeitsdichten Versiegeln von zwei sich teilweise überlappenden Verpackungsteilen, wobei das eine ein rohrförmiger Grundkörper, insbesondere gebildet aus einem Zuschnitt aus

Karton/Kunststoff- Verbundmaterial, ist und ein weiteres Verpackungsteil den Verpackungskopf bzw. -boden bildet, aufweisend wenigstens einen Dorn und eine Matrize, wobei der Dorn wenigstens zwei Spreizelemente aufweist, die aus ihrer

Arbeitsstellung zur Verringerung des Querschnittes in eine Ruhestellung aufeinander zu bewegt werden, um ein leichtes Aufschieben des rohrförmigen Grundkörpers zu gestatten, ferner ein entsprechendes Verfahren sowie schließlich einen damit hergestellten Behälter.

Behälter aus einem Karton/Kunststoff- Verbund für, insbesondere flüssige,

Lebensmittel sind seit langer Zeit in unterschiedlichsten Formen und Formaten auf dem Markt. Der Verbundaufbau kann neben der Trägerschicht aus Karton und einer jeweils inneren und äußeren Kunststoffschicht auch noch weitere Schichten, wie beispielsweise eine Sauerstoffsperrschicht aus Aluminium enthalten. Hinsichtlich ihrer Herstellung unterscheidet man vor allem Behälter aus Einzelzuschnitten und solche Behälter, welche aus Rollenmaterial auf sog. Schlauchformungsmaschinen hergestellt werden. Um Behälter aus Einzelzuschnitten herzustellen, wird ein - bereits gerillter und bedruckter - Zuschnitt durch Versiegelung zweier gegenüberliegender Kanten mittels einer sog. Längsnaht zu einem sog. Verpackungsmantel, einem rohrförmigen

Grundkörper, welcher dann beim Abfüller zunächst zu einem einseitig offenen Behälter verschlossen, geformt und danach sterilisiert, gefüllt und schließlich durch Verschließen der anderen Seite zu einer fertigen Packung wird.

Das Herstellen der ersten geschlossenen Seite des rohrförmigen Grundkörpers geschieht dabei in der Abfüllmaschine auf einem sog. Dornrad, auf dem eine Mehrzahl über dessen Umfang verteilt angeordnete Dorne vorhanden sind, auf welche die aufgefalteten, rohrförmigen Grundkörper aufgeschoben und an einem Ende geformt und versiegelt werden. Dabei dient der Dorn bei der Formung des Endbereichs als mechanischer Widerstand zur Aufnahme der Reaktionskräfte und beim Versiegeln, beispielsweise mittels Ultraschall, als Amboss, wobei eine Sonotrode von außen an die Verpackung herangeführt wird. Die Dorne werden durch taktweise Rotation des Dornrades nacheinander verschiedenen Bearbeitungsstationen zugeführt, wie beispielsweise aus der DE 41 42 167 AI hervorgeht . Die meisten auf dem Markt befindlichen Packungen werden an ihren Enden durch Faltung und Siegelung des rohrförmigen Grundkörpers selbst hergestellt. Für besondere Packungsformen kann ein Ende auch von einem vorgefertigten

Formkörper als weiteres Verpackungsteil gebildet werden, der wiederum einzeln aus Kunststoff oder auch aus Fasermaterial (Pulpe) vorgefertigt sein kann. Hierdurch lassen sich beliebige geometrische Ausbildungen, insbesondere hinsichtlich der Größe und Anordnung von angeformten Öffnungs- bzw. Ausgießelementen

realisieren.

Ein solcher Behälter ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2010 014 993 AI bekannt. Hier ist der das Oberteil des Behälters bildende Formkörper so groß ausgebildet, dass sein Umfang im wesentlichem dem des rohrförmigen Grundkörpers entspricht. Dies ist jedoch nicht zwingend so, es sind auch solche Behälter bekannt, bei denen sich der Querschnitt des rohrförmigen Grundkörpers zunächst verengt, um dann an seinem verjüngten Ende mit einem Oberteil verbunden werden zu können (DE 10 2010 050 502 AI oder DE 39 42 319 AI). Damit beim Aufschieben auf und Abziehen vom Dorn eine Beschädigung des rohrförmigen Grundkörpers zuverlässig vermieden wird, sind auch„einfaltbare" Dorne bekannt, welche die Länge ihrer Diagonale/n durch mechanische Verstellung entsprechend ausgebildeter Eckleisten verändern können. Hierzu wird beispielsweise auf die deutsche Auslegeschrift DE 1 063 890 A verwiesen, die einen Falzdorn für Maschinen zum Herstellen von eckigen Beuteln od. dgl. beschreibt. Hierbei erfolgt die Verstellung der Eckleisten mechanisch durch Verschiebung einer Hülse in axialer Richtung im Inneren des Dornes mittels entsprechender Keilflächen für die gewünschte Verringerung des Dornquerschnittes. Der Antrieb erfolgt dabei mittels Exzenterscheiben und Rollen. Ein Kontakt zwischen Dorn und Beutel findet jedoch nur in den Eckbereichen statt.

Nachteilig ist hierbei, dass innerhalb der Dorne eines Dornrades angeordnete mechanische Antriebe für die axiale Verschiebung zur Ansteuerung der Eckleisten mit einem erheblichen konstruktiven Aufwand verbunden und darüber hinaus auch verschleißanfällig und somit wartungsintensiv sind.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher erläuterte Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein entsprechendes Verfahren und einen damit hergestellten Behälter so auszugestalten und weiterzubilden, dass sich der rohrförmige Grundkörper leicht auf den Dorn aufschieben bzw. von diesem abziehen lässt. Darüber hinaus ist eine einfache aber zuverlässige und verschleißarme Konstruktion erwünscht, mit der sich auch hohe Taktgeschwindigkeiten beim Betreiben der damit ausgerüsteten

Verpackungsmaschinen erreichen lassen. Ferner sollen Siegelabdrücke und

Dekorbeschädigungen zuverlässig vermieden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von

Anspruch 1 dadurch, dass die Spreizelemente Siegelbacken aufweisen, die in ihrer Arbeitsstellung eine geschlossene umlaufende Außenkontur bilden, die mit einer von einer Öffnung in der Matrize gebildeten Innenkontur derart korrespondiert, dass zwischen Innenkontur und Außenkontur ein schmaler Ringspalt zur Beaufschlagung einer Presskraft von innen her auf den Überlappungsbereich der Verpackungsteile verbleibt. Erfindungsgemäß wird das Aufschieben bzw. Abziehen des rohrförmigen

Grundkörpers zuverlässig erleichtert. Weiterhin können Siegelabdrücke und

Dekorbeschädigungen verhindert werden.

Hinsichtlich des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12 besteht die Lösung der Aufgabe in der Durchführung der folgenden Schritte:

Zuführen eines aufgefalteten rohrförmigen Grundkörpers ,

Aufschieben des Grundkörpers auf einen Spreizelemente aufweisenden Dorn, Zuführen einer eine Öffnung aufweisenden Matrize,

- Zuführen eines weiteren Verpackungsteils auf den Dorn,

Eintrag der Fügewärme,

Verpressen von Grundkörper und weiterem Verpackungsteil gegen die Matrize durch Auffalten der Spreizelemente zur Bildung einer umlaufenden

Außenkontur im Kontaktbereich der Siegelbacken,

- Fügen von Grundkörper und weiterem Verpackungsteil,

Einfalten der Spreizelemente,

Entfernen der Matrize und

Abziehen der Einheit aus Grundkörper und weiterem Verpackungsteil. Schließlich betrifft die Erfindung einen Behälter, hergestellt mit einer nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, der sich dadurch auszeichnet, dass - alternativ - der Grundkörper im

Überlappungsbereich das weitere Verpackungsteil von außen umschließt oder aber der weitere Verpackungsteil im Überlappungsbereich den Grundkörper von außen umschließt. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Spreizelemente eines Dorns jeweils schwenkbar auf einem gemeinsamen Sockelelement angeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich zwei gegenüberliegende Siegelbacken in entsprechende Ausnehmungen der anderen beiden gegenüberliegenden Siegelbacken

hineinbewegen, um den Gesamtquerschnitt des Dornes zu reduzieren (Ruhestellung).

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mehrere Sockelelemente auf einem Dornrad befestigt sind. Sie sind dabei zunächst über den Umfang des Dornrades verteilt angeordnet und es können darüber hinaus bei entsprechend breiten

Dornrädern auch mehrere parallel verlaufende Reihen von umlaufend angeordneten Dornen nebeneinander vorgesehen sein. Auf diese Weise lassen sich mit einer relativ geringen Baugröße große Durchsätze bei der Herstellung bzw. Befüllung von

Packungen erzielen. Die Sockelelemente können auch vom Dornrad selbst gebildet werden.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist vorgesehen, dass jedes Spreizelement an einem Führungselement befestigt ist, welches ein exaktes Verschwenken, und zwar ausschließlich in eine festgelegte Richtung erlaubt. Auf diese Weise lassen sich bei beispielsweise annähernd quadratischem Querschnitt exakte Richtungsvektoren bestimmen, welche 45° in die„Ecken" weisen und somit auch dort eine feste

Versiegelung ermöglichen. Durch die exakte Richtungsführung lässt sich auch der Verschleiß der aneinander vorbei gleitenden Flächen minimieren.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Spreizelemente wenigstens im Bereich ihrer Siegelbacken als Magnetanker ausgeführt sind. Wenn dann zusätzlich die Matrize um ihre Öffnung eine oder mehrere Magnetspule/n aufweist, lässt sich eine besonders elegante und klein bauende Antriebslösung realisieren. Bevorzugt entspricht die axiale Höhe der Magnetanker der Höhe der Magnetspule/n. Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Matrize über ihren Umfang der Öffnung einstückig ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Öffnung in der Matrize den Dorn aufnehmen und es sind keine weiteren Antriebe oder

Abstützelemente notwendig, um die Reaktionskräfte beim eigentlichen Versiegeln aufnehmen zu können.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung kann die Matrize auch Elemente zum Eintrag der Fügewärme aufweisen. Im Falle des Fügens mittels Ultraschallschweißen können diese Elemente zum Fügen wenigstens eine Ultraschallsonotrode innerhalb der Matrize umfassen, wobei die Siegelbacken dabei als Amboss dienen. Alternativ ist es auch möglich, dass als Elemente zum Eintrag der Fügewärme Heißluftöffnungen innerhalb der Matrize und/oder innerhalb der Siegelbacken vorgesehen sind, falls der Eintrag der Fügewärme mittels Heißluftbeaufschlagung erfolgen soll. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Zuführen des weiteren Verpackungsteils gleichzeitig mit dem Zuführen der Matrize, indem die Öffnung der Matrize zum Festhalten des weiteren Verpackungsteils ausgebildet ist. In diesem Fall kann dann zweckmäßiger Weise auch das Entfernen der Matrize und das Abziehen der Einheit aus Grundkörper und weiterem Verpackungsteil gleichzeitig erfolgen, wodurch sich die Anzahl der notwendigen Bearbeitungsschritte deutlich reduzieren lässt.

Erfindungsgemäß erfolgt das Auffalten bzw. Einfalten der Spreizelemente in genau festgelegte Richtungen. Auf diese Weise lässt sich ein optimales Aufbringen einer ausreichenden Presskraft beim Fügevorgang, insbesondere in den„Eckbereichen" realisieren.

Das Fügen selbst kann nach einer weiteren Lehre der Erfindung dann mittels

Ultraschall oder mittels Heißluft in Verbindung mit dem bereits beschriebenen Pressvorgang erfolgen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann dabei entweder das Auffalten der

Spreizelemente magnetisch und das Einfalten mit Federkraft erfolgen, oder aber, alternativ, kann auch das Auffalten der Spreizelemente mit Federkraft und das Einfalten magnetisch erfolgen. Eine dritte Möglichkeit besteht nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung darin, dass die Umkehr der Faltbewegung durch magnetisches Umpolen erfolgt. Die Festlegung der jeweiligen Antriebssituation ist von verschiedenen Faktoren wie beispielsweise der Kraftverteilung, Energieausnutzung, Baugröße, insbesondere bei kleineren Packungsformaten, etc. abhängig.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes

Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Dorns in einer diagonal

geschnittenen Matrize einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit

Spreizelementen in Ruhestellung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Dorns in der Matrize aus Fig. 1 mit

Spreizelementen in Arbeitsstellung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Dorn in der Matrize mit Spreizelementen in

Ruhestellung gem. Fig. 1 und

Fig. 4 einen erfindungsgemäß versiegelten Behälter im Vertikalschnitt.

Fig. 1 zeigt zunächst und im Wesentlichen einen Dorn D einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum flüssigkeitsdichten Versiegeln eines rohrförmigen Grundkörpers 10 mit einem weiteren Verpackungsteil (in Fig. 4 als Packungskopf 11 dargestellt). Der Dorn D weist im dargestellten und insofern bevorzugten Ausführungsbeispiel vier Spreizelemente 1A, 1B, IC und 1D auf, welche an ihrem unteren Ende schwenkbar an einem Sockelelement 5 verbunden sind. Das Sockelelement 5 ist dabei - in der Regel mit weiteren Sockelelementen - fest auf einem (nicht dargestellten) Dornrad angeordnet.

Die Verbindung der vier Spreizelemente 1A, IB, IC und 1D zum Sockelelement erfolgt dabei bevorzugt über jeweils ein Führungselement, welches ein exaktes

Verschwenken in genau festgelegte Richtungen erlaubt. Auf diese Weise können sich die vier Spreizelemente 1A, 1B, IC und 1D exakt in Richtung der„Ecken" der Öffnung 8 einer um den Dorn D angeordneten Matrize M bewegen, um aus ihrer Ruhestellung in ihre Arbeitsstellung zu gelangen, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Dort erkennt man deutlich, dass die„ausgeklappten" Spreizelemente 1A, 1B, IC und 1D eine

geschlossene, umlaufende Außenkontur AK bilden, welche in etwa der Innenkontur IK der Öffnung 8 in der Matrize M entspricht, so dass nur ein schmaler Ringspalt verbleibt. Die Matrize M ist bevorzugt an der Unterseite ihrer Öffnung 8 mit einer nicht näher bezeichneten Fase versehen, um einen sich nach oben verjüngenden Einführabschnitt zu bilden. Die freien Enden der vier Spreizelemente 1A, IB, IC und 1D sind als Siegelbacken 2A, 2B, 2C und 2D ausgebildet. Unterhalb der Siegelbacken 2A, 2B, 2C und 2D sind Magnetanker 3A, 3B, 3C, 3D ausgebildet.

Die Magnetanker 3A, 3B, 3C, 3D können zum Aufspreizen des Dorns D mittels der Magnetspule 4, die bevorzugt im Inneren der Matrize M oder nahe an ihr angebracht ist, angeregt werden. Die Bauhöhe der Magnetanker 3A, 3B, 3C und 3D entspricht dabei etwa der Höhe der in der Matrize M angeordneten Magnetspule 4. Dies reduziert nicht nur die Baugröße der Spreizelemente 1A, IB, IC und 1D erheblich, sondern minimiert auch den Verschleiß und den Wartungsaufwand, da auf mechanische Antriebselemente vollständig verzichtet werden kann.

Das genaue Zusammenwirken der vier Spreizelemente 1A, IB, IC und ID lässt sich am besten anhand von Fig. 3 erläutern. Dort ist in einer Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 1 deutlich zu erkennen, dass die beiden äußeren Spreizelemente 1A und IB sich in Richtung der Pfeile von der dargestellten Ruhestellung in eine Arbeitsstellung bewegen lassen, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Gleiches gilt für die beiden inneren Spreizelemente IC und ID. Die Bewegungsrichtung ist dabei durch die Wirkrichtung der Führungselemente vorgegeben, welche beispielsweise als Scharniere ausgebildet sein können. Die Öffnungs- bzw. Schließkinematik der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist maßgeblich durch die Form der Siegelbacken 2A, 2 , 2C und 2D bestimmt. Um eine möglichst gleichmäßige Auffalt- bzw. Einfaltbewegung zu erreichen, weisen die beiden inneren Siegelbacken 2C und 2D jeweils zwei Führungszungen 6 auf, die in

entsprechende Aufnahmenuten 7 der beiden äußeren Siegelbacken 2A und 2B eingreifen und aufgrund ihrer unter einem Winkel ausgebildeten„Verzahnung" sauber aneinander entlang gleiten. Auf diese Weise kann der benötigte

Energieaufwand beim Aufspreizen des Dorns D minimiert werden. Durch die schrägen Flanken der Gleitflächen entsteht ferner, wie Fig. 2 deutlich zu entnehmen, eine geschlossene umlaufende Außenkontur AK des Siegelbereiches der Siegelbacken 2A, 2B, 2C, 2D.

Fig. 4 zeigt schließlich im Vertikalschnitt einen erfindungsgemäß hergestellten Behälter, bei dem ein rohrförmiger Grundkörper 10 einen weiteren Verpackungsteil 11 in einem Überlappungsbereich 12 umschließt. Man erkennt deutlich, dass zum Fügen beider Verpackungsteile 10, 11 von innen her eine Presskraft im Bereich der überlappenden Verpackungsteile aufgebracht werden muss, welches durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zuverlässig und elegant realisiert werden kann.

Mit der dargestellten Anordnung lässt sich beispielsweise eine Packung herstellen, wie sie aus der weiter oben näher beschriebenen DE 10 2010 014 993 AI bekannt ist. Deren Querschnitt ist annähernd quadratisch, wobei die„Ecken" entsprechend große Radien aufweisen.