Wiederverschliessbarer Ausguss für einen Beutel aus elastischer Folie

Die Erfindung betrifft einen wiederverschliessbaren Ausguss für einen Beutel aus elastischer Folie nach Patentanspruch 1 .

Bei diesem wiederverschliessbaren Ausguss handelt es sich um eine der heute immer häufiger eingesetzten Varianten mit einer eingebauten

Schneidvorrichtung. Eingebaute Schneidvorrichtungen werden bekanntlich deshalb so häufig eingesetzt, weil es grundsätzlich einen sehr grossen Bedarf an leicht herstellbaren, die Hygienebedingungen erfüllenden und

resourcenschonenden Behältern zur Lagerung und zum Transport leicht verderblicher Waren wie Lebensmittel braucht, und weil offensichtlich bei ganz geschlossenen Beuteln, deren Integrität erst beim erstmaligen Gebrauch durch Aufschneiden überhaupt erst zerstört wird, die geforderten Standards bezüglich Frische und Keimfreiheit am ehesten garantiert werden können. Ein derartiger wiederverschliessbarer Ausguss für einen Beutel aus elastischer Folie besteht dabei aus einem mit dem Beutel verschweissbaren

Ausgusskörper mit einem Flansch, einer im Ausgusskörper angeordneten Schneidvorrichtung mit einem flanschseitigen Schneidsystem und einer auf den Ausgusskörper aufgesetzten und schraubbaren Verschlusskappe. Dabei ist die Verschlusskappe mit Mitteln in der Form von Mitnehmern versehen um die Schneidvorrichtung beim erstmaligen Öffnen der Verschlusskappe in die Richtung des Flansches zu bewegen und dadurch den Beutel im Flanschbereich aufzuschneiden und dort eine Ausgiessöffnung zu schaffen. Derartige wiederverschliessbare Ausgüsse sind zwar an sich bekannt, sie haben aber den Nachteil, dass die heute bekannten Formen oftmals nicht ganz zufriedenstellend funktionieren, wenn sie direkt auf das elastische

Folienmaterial eines Kunststoffschlauchbeutels aufgeschweisst werden. Das hat mit den physikalischen Eigenschaften des Folienmateriales zu tun.

Das Problem rührt nämlich daher, dass die bislang verwendeten

Schneidvorrichtungen mit einigen physikalischen Eigenschaften des

Folienmateriales, aus dem die Beutel bestehen, inkompatibel sind, weil beim

Durchstechen und Aufschneiden nämlich Effekte auftreten die beim Öffnen des Behälters höchst unerwünscht sind.

Versucht man nämlich, in bekannter Weise mit einer vorher beschriebenen Schneidvorrichtung eine elastische Folie kreisförmig aufzuschneiden und so eine Ausgiessöffnung zu schaffen, wird man feststellen, dass die elastische Folie zwar relativ leicht durchstochen werden kann, dass sich bei der weiteren Drehung der Verschlusskappe aber die auf bereits elastisch verformte Folie wirkenden Schneid-Drehmomentkräfte derart rasch ansteigen, dass die elastische Folie den Verdreh- und Scherkräften nicht mehr standhalten kann und unkontrolliert zerreisst. Dies führt dazu, dass nicht nur der weitere

Aufdrehen des Schraubverschlusses, der seinerseits ja mit der

Schneidvorrichtung gekoppelt ist, stark erschwert ist, sondern dass wegen des unkontrollierten Zerreissens auch gar keine klar definierte Ausgiessöffnung entsteht, so dass in der Folge dann auch das Ausgiessen selber stark beeinträchtigt ist. Häufig wird nämlich der Fall eintreten, dass unkontrolliert zerrissene Folienlappen die entstandene Ausgiessöffnung beim Ausgiessen wieder teilweise verschliessen. Etwas vereinfacht formuliert könnte man also das Problem mit der folgenden Analogie umschreiben: es ähnelt dem Versuch, ein lose gehaltenes Gummiband mit einem Plastikmesser zu zerschneiden. Man hat dieses Problem natürlich erkannt. Aus Gründen des resourcenschonenden Materialverbrauchs, aber auch aus Gründen der

Transportsicherheit ist es natürlich trotzdem sehr sinnvoll, Beutel aus

elastischer Folie zu verwenden. Will man nämlich erreichen, dass flexible Behältnisse auch das Fallenlassen aus unterschiedlichen Höhen schadlos überstehen, muss man dafür sorgen, dass das verwendete Material elastisch genug ist, weil es sonst nämlich die Aufprallenergie nicht absorbieren könnte und zerbersten würde. Eine der Lösungen für die Anwendung bei flexiblen Behältern ist in der EP-1 396 435 offenbart. Diese Publikation beschreibt zwar einen

wiederverschliessbarer Ausguss für einen Beutel aus flexiblem Material, allerdings handelt es sich hier um ein Verbundmaterial mit Kunststoff- und Papierschichten, weshalb es bezüglich seines Aufschneidverhaltens, insbesondere natürlich wegen seiner höheren Grund-Steifigkeit, ganz andere Eigenschaften aufweist als man dies bei einem Schlauchbeutel aus reinem Kunststoffmaterial erwarten kann. Gleichwohl hat diese Schneidvorrichtung aber eine Struktur mit mehreren Schneidzahngruppen, die verteilt über einen Schneidkreisumfang angeordnet sind und gegenüber einem führenden

Schneidezahn kontinuierlich abnehmend weniger weit vorstehen. Das

Aufschneiden soll mit dieser Anordnung nicht allein durch den führenden Schneidezahn erfolgen, denn man will das horizontale Verziehen des

Verbundmateriales möglichst vermeiden. Eine weitere Lösung ist in der WO201 1/039054 gezeigt. Diese Publikation beschreibt einen wiederverschliessbaren Ausguss für einen Beutel aus

Kunststofffolienmaterial, also für einen eigentlichen Schlauchbeutel (pouch). Die in diesem Ausguss enthaltene Schneidvorrichtung hat eine Struktur mit mehreren Schneidzahngruppen, die verteilt über einen Schneidkreisumfang angeordnet sind, und deren einzelne Schneidezähne im Vergleich zu zwei jeweils führenden (vor- bzw. nachlaufenden) Schneidezähnen kontinuierlich weniger weit vorstehen. Sowohl die führenden Schneidezähne wie auch die auf unterschiedlichen Höhen abgestuften Folgezähne der Schneidzahngruppen sind alle spitz zulaufend ausgeformt und sind alle auf spanabhebende

Schneidwirkung ausgelegt. Je nach Eindringtiefe kommt bei dieser

Schneidvorrichtung beim Gebrauch einer nach dem anderen der Folgezähne zum Einsatz. Auch bei dieser Schneidvorrichtung geht es natürlich darum, den bei reinem Kunststofffolienmaterial noch viel ausgeprägter auftretenden Effekt des horizontalen Verziehens oder sogar unkontrollierten Zerreissens des Folienmaterials beim Aufschneiden möglichst zu vermeiden oder wenigstens zu minimieren.

Schneidende Systeme, also Systeme mit eigentlichen Schneidezähnen, haben bei Beuteln aus elastischer Folie, gerade wegen der geringen Steifheit des Kunststofffolienmaterials, den Nachteil, dass ein sauberer Schnitt - nachdem der Anschnitt bzw. die Penetration einmal erfolgt ist - in der Folge nur noch erschwert aufrecht zu erhalten ist. Das hat, wie bereits erwähnt, damit zu tun, dass das zu durchschneidende Material zur Erzielung eines sauberen Schnittes möglichst lange gespannt bleiben müsste.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemässen verbesserten wiederverschliessbaren Ausguss mit einer Schneidvorrichtung für einen Beutel aus elastischer Kunststofffolie anzugeben, mit dem sich die elastische

Kunststofffolie möglichst komplikationslos aufschneiden lässt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Lösung geht davon aus, dass es möglich ist, Komplikationen beim

Aufschneiden zu minimieren oder sogar ganz zu vermeiden, wenn die

Kunststofffolie vor dem eigentlichen Durchschneiden in einer geeigneten Weise vorbereitet und geschwächt wird. Es hat sich gezeigt, dass dazu eine

Schneidvorrichtung mit einer Grundstruktur, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definiert ist, besonders geeignet ist. Demgemäss ist eine Schneidvorrichtung mit einem Schneidsystem vorhanden,

- wobei das Schneidsystem der Schneidvorrichtung mindestens eine über einen Teil eines Schneidkreisumfanges verlaufende Schneidzahngruppe aufweist, und

- wobei die Schneidzahngruppe jeweils eine Anzahl von Schneidzähnen aufweist, und

- wobei die Schneidzähne der Schneidzahngruppe so angeordnet sind, dass ein in einer Schneidrichtung führender Schneidzahn in einer Axialrichtung am weitesten vorsteht und die weiteren an den führenden Schneidzahn

anschliessenden Schneidzähne der Schneidzahngruppe in Axialrichtung kontinuierlich abnehmend weniger weit vorstehen,

Die gewünschte Vorbereitungs- und Schwächungswirkung lässt sich erreichen, indem der in der mindestens einen Schneidzahngruppe führende Schneidzahn eine parallel zum Flansch verlaufende Abflachung aufweist und dass die weiteren an den führenden Schneidzahn anschliessenden Schneidzähne der Schneidzahngruppe fortwährend kleiner werdende gleich verlaufende

Abflachungen aufweisen.

Im Wesentlichen bewirkt man damit, dass das Folienmaterial zunächst an den Stellen an denen es mit den Schneidzähnen in Berührung kommt bis an seine Elastizitätsgrenze gedehnt wird und dass es so zugleich natürlich auch geschwächt und dünner gemacht wird. Ist die Elastizitätsgrenze erreicht, können die an den führenden Schneidzahn anschliessenden Schneidzähne der Schneidzahngruppe, die durch die erfindungsgemässe Formgebung

zunehmend auf Schneidwirkung ausgelegt sind, das Folienmaterial dann leichter und zuverlässiger durchtrennen. Vorteilhafterweise ist dabei an der Schneidzahngruppe auch der in der

Schneidrichtung führende Schneidzahn, seinerseits wiederum an einer in Schneidrichtung führenden Kante, mit einer Anfasung an der Abflachung versehen, um ein vorzeitiges Penetrieren der elastischen Folie zu vermeiden. Eine solche Geometrie erlaubt es, dass der führende Schneidzahn zunächst leichter an der Oberfläche des Folienmateriales entlang gleiten kann, ohne dadurch das Folienmaterial bereits zu durchreissen. Es bewirkt aber - natürlich auch in Zusammenwirkung mit den nachfolgenden und zunehmend auf Ritz- und Schneidwirkung ausgelegten Folgezähnen - dass zunächst auch eine weitere Schwächung des Kunststofffolienmaterials mittels Riefenerzeugung erfolgt. Etwas vereinfacht kann man also davon sprechen, dass die

(stumpferen) führenden Zähne eine Schwächung herbeiführen, und dass die nachfolgenden (spitzeren) Zähne dann die Durchschneidung bzw.

Durchtrennung bewirken.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Bedeutung und

Wirkungsweise sind in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des

Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Ausguss mit eingebauter Schneidverrichtung

Fig. 2 eine räumliche Ansicht des Schneidsystems der

Schneidvorrichtung gemäss Fig. 1 , und

Fig. 3 eine räumliche Ansicht von Teilkomponenten des Ausgusses gemäss Fig. 1 während dem Zusammenbau.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Ausguss mit eingebauter Schneidverrichtung. Die Hauptbestandteile des wiederverschliessbaren Ausgusses sind ein mit dem Beutel verschweissbarer Ausgusskörper 2 mit einem umlaufenden Flansch 3, einer im Ausgusskörper 2 angeordneten Schneidvorrichtung 1 mit einem integral damit verbundenen flanschseitigen Schneidsystem 4 und einer auf den Ausgusskörper 2

aufgesetzten und schraubbaren Verschlusskappe 5. Der Beutel selber ist nicht dargestellt, es dürfte dem Fachmann aber klar sein, dass der Ausguss an Verbindungsbereichen 3a des Flansches 3 mit dem Beutel verschweisst wird.

Da Ausgüsse dieser Art mit integrierten Schneidvorrichtungen grundsätzlich bekannt sind, werden deren Einzelteile und Funktionen im Folgenden nur übersichtsmässig und zum Zweck einer besseren Orientierung in Kurzform behandelt. So hat der Ausgusskörper 2 an der Aussenseite ein Feingewinde 6 zur Aufnahme der Verschlusskappe 5 und an der Innenseite ein

Führungsgewinde 7, in dem die Schneidvorrichtung 1 beim Aufschrauben der Verschlusskappe 5 zwangsgeführt und in Richtung des Flansches 3 hin gedreht und verschoben wird. Die Übertragung des Drehmoments von der

Verschlusskappe 5 auf die Schneidvorrichtung 1 erfolgt dabei über Mitnehmer 8 an der Verschlusskappe 5 und über vorstehende Rippen 9 an der Innenwand der Schneidvorrichtung 1 . Für den Zusammenbau des Ausgusses werden die Mitnehmer 8 an der Verschlusskappe 5 gegenüber den vorstehende Rippen 9 an der Innenwand der Schneidvorrichtung 1 ausgerichtet und anschliessend wird die Verschlusskappe 5 auf den Ausgusskörper 2 aufgepresst, wodurch auch die Schneidvorrichtung 1 im Ausgusskörper 2 in der richtigen

(dargestellten) Positionierung einrastet. In der Folge kann dann der gezeigte wiederverschliessbare Ausguss durch Drehung der Verschlusskappe 5 im

Gegenuhrzeigersinn geöffnet werden. Beim erstmaligen Öffnen (und nur dann) kommt die Schneidvorrichtung 1 zum Einsatz. Die Fig. 1 zeigt den

erfindungsgemässen Ausguss also so, wie er nach Herstellung bzw. vor dem erstmaligen Öffnen aussieht.

Die Fig. 2 zeigt eine räumliche Ansicht des Schneidsystems 4 der

Schneidvorrichtung 1 von Fig. 1 . Das Schneidsystem 4 ist einstückig an einen aus einer teilzylindrischen Wand bestehenden Körper 10 angeformt. Dabei hat das Schneidsystem 4 in diesem Ausführungsbeispiel drei über jeweils einen Teil eines Schneidkreisumfanges verlaufende Schneidzahngruppen 1 1 . Jede dieser Schneidzahngruppen weist eine Anzahl von Schneidzähnen 12 auf und zudem sind die Schneidzähne 12 in jeder Schneidzahngruppe 1 1 so

angeordnet, dass ein in einer Schneidrichtung S führender Schneidzahn 12a in einer Axialrichtung A am weitesten vorsteht (siehe dazu auch Fig. 1 ). Weiterhin ist ersichtlich, dass die weiteren an den führenden Schneidzahn 12a

anschliessenden Schneidzähne 12 der Schneidzahngruppe 1 1 in Axialrichtung A kontinuierlich abnehmend weniger weit vorstehen. Schliesslich ist auch ersichtlich, dass der in der (jeweiligen) Schneidzahngruppe 1 1 führende Schneidzahn 12a eine Abflachung 13a aufweist und dass die weiteren an den führenden Schneidzahn 12a anschliessenden Schneidzähne 12 der

Schneidzahngruppe 1 1 fortwährend kleiner werdende Abflachungen 13 aufweisen. Somit sind die beim Schneidvorgang vorauseilenden und zuerst mit der Kunststofffolie des Schlauchbeutels in Kontakt kommenden führenden Schneidzähne 12a klar stumpfer als die nachfolgenden und zunehmend spitzeren Schneidzähne 12. Die Abflachungen 13,13a liegen dabei im Wesentlichen in einer Ebene deren Normalenvektor der Rotationsachse der Schneidvorrichtung 1 entspricht und der somit durch die Achsrichtung A definiert ist. Synonym kann man deshalb auch sagen, dass die Abflachungen 13,13a parallel zum Flansch 3 verlaufen. Weiterhin ist erkennbar, dass alle Abflachungen gleich verlaufen. Es ist natürlich auch möglich, dass die Abflachungen geringfügig andere

Orientierungen oder Ausformungen erhalten können, im Wesentlichen aber dem gleichen Zweck dienen.

Weiterhin ist ersichtlich, dass der jeweils in der Schneidrichtung S führende Schneidzahn 12a seinerseits in Schneidrichtung vorne eine geneigte Anfasung 14 an der Abflachung 13a aufweist. Damit soll ein vorzeitiges Penetrieren der elastischen Folie zu vermieden werden. Es ist natürlich auch möglich, dass Abflachung 13a und Anfasung 14 stufenlos in einander übergehen, im

Wesentlichen aber auch wieder dem gleichen Zweck dienen.

Die Fig. 2 zeigt auch, dass die Anfasung 14 flächenhaft zulaufend in eine im Wesentlichen parallel zur Achsrichtung A der Schneidvorrichtung 1 verlaufende Schneidkante 15 mündet. Diese Schneidkante 15 ist bei allen vorhandenen Schneidzahngruppen 1 1 vorhanden und sie verläuft in der Aussenfläche des Körpers 10. Weiterhin zeigt die Fig. 2, dass das Schneidsystem 4 der Schneidvorrichtung 1 in einem Sektor des Schneidkreisumfanges eine Abflussaussparung hat. Die Aneinanderreihung der Schneidzahngruppen 1 1 erstreckt sich also nicht über den gesamten Schneidkreisumfang. Damit wird sichergestellt, dass Beutel aus elastischer Folie vollständig entleerbar ist.

Schliesslich zeigt die Fig. 2 auch noch, dass das Schneidsystem 4 des vorliegenden Ausführungsbeispiels insgesamt drei Schneidzahngruppen 1 1 aufweist und dass diese drei Schneidzahngruppen 1 1 über mindestens drei Viertel des Schneidkreisumfangs verteilt angeordnet sind. Mit dieser Verteilung sollen die axial wirkenden Kräfte beim Penetrierungsvorgang wenigstens annähernd ausgeglichen werden.

Die Fig. 3 zeigt schliesslich noch eine räumliche Ansicht von Teilkomponenten des Ausgusses gemäss Fig. 1 in einer Phase des Zusammenbaus. Diese Darstellung dient lediglich dem besseren Verständnis der

Gesamtzusammenhänge. Sie illustriert den Zustand unmittelbar bevor die Schneidvorrichtung 1 zwecks Zusammenbaus des Ausgusses in den

Ausgusskörper 2 geschoben wird. Dazu werden die früher erwähnten

Mitnehmer 8 der Verschlusskappe 5 gegen die Rippen 9 der

Schneidvorrichtung 1 positioniert und anschliessend wird die Verschlusskappe 5 über den Ausgusskörper 2 gepresst, bis sie die in der Fig. 1 gezeigte

Endposition erreicht. Bei diesem Vorgang wird natürlich auch die Schneidvorrichtung 1 in den Ausgusskörper geschoben. Nach erfolgter

Zusammensetzung kann dann der Ausguss mit dem Flansch 3 auf einen Beutel aus elastischer Kunststofffolie aufgeschweisst werden.