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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine verschließbare Öffnungsvorrichtung für versiegelte
Packungen für
fließfähige Nahrungsmittel.
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Bekanntlich
werden viele fließfähige Nahrungsmittel
wie Fruchtsaft, H-Milch (uperisierte Milch), Wein, Tomatensauce
usw. in Packungen verkauft, die aus sterilisiertem Verpackungsmaterial
hergestellt sind.
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Ein
typisches Beispiel einer solchen Packung ist die quaderförmige Packung
für flüssige oder
fließfähige Nahrungsmittel,
die als Tetra Bric Aseptic (eingetragenes Warenzeichen) bekannt
ist und durch Falten und Versiegeln eines laminierten Streifenverpackungsmaterials
gebildet wird. Das Verpackungsmaterial hat eine Mehrschichtstruktur
mit einer Schicht aus faserigem Material, z.B. Papier, die auf beiden
Seiten mit Schichten aus Heißsiegelmaterial,
z.B. Polyethylen, beschichtet ist, und im Falle von aseptischen
Verpackungen für
lange lagerfähige Produkte
wie H-Milch weist es auch eine Schicht aus Sauerstoff-Sperrmaterial auf,
die beispielsweise aus einer Aluminiumfolie gebildet ist, die über eine Schicht
aus Heißsiegelkunststoffmaterial
gelegt und wiederum mit einer weiteren Schicht aus Heißsiegelkunststoffmaterial
beschichtet ist, welche schließ lich die
Innenseite der Verpackung bildet, die mit dem Nahrungsmittel in
Kontakt gelangt.
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Solche
Packungen werden normalerweise an voll automatisierten Verpackungsmaschinen
hergestellt, an welchen ein kontinuierlicher Schlauch aus dem in
Streifenform gelieferten Verpackungsmaterial gebildet wird; der
Streifen aus Verpackungsmaterial wird an der Verpackungsmaschine
selbst sterilisiert, z.B. durch Aufbringen eines chemischen Sterilisierungsmittels
wie einer Wasserstoffperoxidlösung, die
nach der Sterilisierung von den Flächen des Verpackungsmaterials
entfernt, z.B. durch Erwärmung verdampft
wird; und der so sterilisierte Streifen aus Verpackungsmaterial
wird in einer geschlossenen sterilen Umgebung gehalten und in Längsrichtung gefaltet
und versiegelt, um einen vertikalen Schlauch zu bilden.
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Der
Schlauch wird mit dem sterilisierten oder steril verarbeiteten Nahrungsmittel
gefüllt,
versiegelt und an gleich beabstandeten Querschnitten geschnitten,
um Kissenpacks zu bilden, die dann mechanisch gefaltet werden, um
die fertigen, d.h. im wesentlichen quaderförmigen Packungen zu bilden.
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Alternativ
kann das Verpackungsmaterial zu Rohlingen geschnitten werden, die
an Formspindeln zu Packungen geformt werden, und die resultierenden
Packungen werden mit dem Nahrungsmittel gefüllt und versiegelt. Ein Beispiel
einer solchen Packung ist die sogenannte "Giebeloberteil"-Packung, die allgemein unter dem Handelsnamen
Tetra Rex (eingetragenes Warenzeichen) bekannt ist.
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Zum Öffnen solcher
Packungen wurden verschiedene Lösungen
vorgeschlagen, von welchen eine, die in den US Patentschriften Nr.
4,655,387 und 4,410,128 beschrieben ist, darin besteht, an der Ecke einer
Klappe an der Packung eine Vorzugsreißlinie zu bilden, die durch
eine Abfolge von Perforationen definiert ist, die sich durch die äußeren Schichten
des Verpackungsmaterials nach unten zu der Schicht aus Sperrmaterial
erstrecken; und die Packung wird geöffnet, indem die Klappe angehoben
wird und entlang der Perforationen geschnitten oder gerissen wird.
Allerdings können
Packungen dieses Typs, wenn sie erst geöffnet sind, natürlich nicht
mehr verschlossen werden und müssen
deshalb mit Vorsicht gehandhabt werden, um ein Verschütten des
restlichen Nahrungsmittels in der Packung zu verhindern.
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Als
eine Lösung
für das
Problem wurden Packungen des oben beschriebenen Typs mit verschließbaren Öffnungsvorrichtungen
versehen, die im wesentlichen einen Rahmen, der eine Öffnung bildet
und über
ein Loch oder einen durchbohrbaren oder einen abreißbaren Abschnitt
in einer Wand der Packung eingepaßt ist, und eine an den Rahmen
angelenkte Kappe aufweisen. Die Kappe ist normalerweise einstückig mit
dem Rahmen geformt und ist ursprünglich
mit dem Rahmen entlang einer die Öffnung umgebenden Umfangskante
durch einen dünnen,
brechbaren, ringförmigen
Verbindungsabschnitt versiegelt. Nach dem Entsiegeln ist die Kappe
zwischen einer geschlossenen Position, die auf fluiddichte Weise
mit dem Rahmen zusammenwirkt, und einer geöffneten Position bewegbar.
Alternativ werden auch Gewindekappen verwendet, die von dem Rahmen
getrennt und ursprünglich
damit verschraubt sind.
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Ein
Problem, das sich durch solche Öffnungsvorrichtungen
stellt, liegt darin zu gewährleisten,
daß praktisch
keine Kraft erforderlich ist, um die Kappe von dem Rahmen zu lösen, wenn
die Packung entsiegelt wird. Aus diesem Grund sind die Öffnungen
aus Kunststoffmaterial mit niedriger Reißfestigkeit, normalerweise
Polyethylen hergestellt.
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Da
Polyethylen allerdings nicht als effektive Sauerstoffsperre wirkt,
muß die
Seite des Verpackungsmaterials, die schließlich die Innenseite der Packung
bildet, über
das Loch mit einem zusätzlichen
Fleckenelement versehen sein, das durch ein kleines Blatt aus Heißsiegelkunststoffmaterial
gebildet ist; und die gegenüberliegende
Seite des Verpackungsmaterials muß mit einem Sauerstoffsperrelement
versehen sein, z.B. einer Abziehzunge, die an das Fleckenelement
heißgesiegelt
ist und eine Schicht aus Aluminium aufweist.
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Werden
die Packungen mit Sperr- und Fleckenelementen versehen, dann erfordert
dies eine zusätzliche
Verarbeitung des Verpackungsmaterials, ehe dieses sterilisiert und
zu einem vertikalen Schlauch gefaltet und versiegelt wird, womit
die Produktionszeit und die Kosten der Packungen erhöht werden.
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Darüber hinaus
muß der
Benutzer nach dem Entsiegeln der Kappe auch das Sperrelement entfernen,
um die Packung zu öffnen.
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Deshalb
wurden verschließbare Öffnungsvorrichtungen
ersonnen, damit die Packung in einer Operation geöffnet werden
kann, während
gleichzeitig eine wirksame Sauerstoffsperre gewährleistet ist.
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Nach
der in der internationalen Patentanmeldung WO 95/05996 beschriebenen
Lösung
weisen solche Öffnungsvorrichtungen
im wesentlichen einen Rahmen mit einem zylindrischen Bund auf, der
eine Gießöffnung bildet
und um einen durchbohrbaren Abschnitt der Packung eingepaßt ist;
eine abnehmbare Kappe, die an die Außenseite des Rahmenbundes zu schrauben
ist, um die Öffnung
zu verschließen;
und ein im wesentlichen rohrförmiges
Schneidelement, das in den Rahmenbund geschraubt ist und eine Endkante
mit einer Anzahl von im wesentlichen dreieckigen Endzähnen aufweist,
die mit dem durchbohrbaren Abschnitt zusammenwirken und ihn teilweise von
der entsprechenden Wand lösen,
d.h. mit Ausnahme eines Kleinwinkelabschnitts.
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Das
Schneidelement wird von der Kappe mittels Einwegübertragungsmitteln vom Ratschentyp aktiviert – die während des
Lösens
der Kappe von dem Bund betrieben werden – und ist in einer Spirale bezüglich des
Rahmens von einer angehobenen Ruheposition, in welcher die Endzähne dem
durchbohrbaren Abschnitt zugewandt sind, in nachfolgende, abgesenkte
Schneidpositionen bewegbar, in welchen die Endzähne mit dem durchbohrbaren
Abschnitt in Wechselwirkung treten.
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Öffnungsvorrichtungen
des obengenannten Typs haben den Nachteil, daß sie die Lagerung und den
Zusammenbau von drei getrennten Körpern (Rahmen, Kappe und Schneidelement)
erfordern, die außerdem
unter Verwendung von drei verschiedenen Formen hergestellt werden
müssen,
woraus sich als relativ hohe Kosten ergeben.
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Die
EP-A-0 385 603 offenbart eine verschließbare Öffnungsvorrichtung, die ein
fließfähiges Nahrungsmittel
enthält,
nach der Definition im Oberbegriff von Anspruch 1.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine verschließbare Öffnungsvorrichtung für versiegelte
Packungen für
fließfähige Nahrungsmittel
vorzusehen, die derart ausgelegt, daß sie die oben erwähnten Nachteile
beseitigt, die mit bekannten Öffnunsvorrichtungen
typischerweise in Verbindung stehen.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist eine verschließbare Öffnungsvorrichtung für eine versiegelte Packung
vorgesehen, die ein fließfähiges Nahrungsmittel
enthält,
wie sie in Anspruch 1 beansprucht ist.
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Eine
bevorzugte, nicht einschränkende
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezug auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben; darin zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht eines oberen Abschnitts einer versiegelten Packung
für fließfähige Nahrungsmittel
mit einer verschließbaren Öffnungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung;
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2 und 3 vergrößerte Schnitte,
welche die Komponentenschichten von zwei Ausführungsformen des Materials
angeben, aus welchem die Packung von 1 hergestellt
ist;
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4 eine
Explosionsseitenansicht der Vorrichtung von 1 vor dem
Einpassen in die Packung in größerem Maßstab;
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5 einen
axialen Explosionsschnitt der Vorrichtung von 1 vor
dem Einpassen in die Packung;
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6 einen
axialen Schnitt der Vorrichtung von 1, die in
die Packung eingepaßt
ist, in einer versiegelten Konfiguration;
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7 einen
Schnitt längs
der Linie VII-VII in 6;
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8 einen
axialen Schnitt der Vorrichtung von 1, während die
Packung gerade geöffnet wird;
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9 bis 11 Ansichten
der Vorrichtung von 1 von innerhalb der Packung
in aufeinanderfolgenden Stadien beim Öffnen der Packung;
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12 eine
Perspektivansicht der Unterseite einer Kappe der Vorrichtung von 1 in
größerem Maßstab;
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13 eine
perspektivische Seitenansicht eines Schneidelements der Vorrichtung
von 1 in größerem Maßstab; und
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14 eine
Seitenansicht eines Details des Schneidelements von 13 in
größerem Maßstab.
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In 1 gibt
die Ziffer 1 insgesamt eine aseptische versiegelte Packung
für fließfähige Nahrungsmittel,
z.B. eine als Tetra Brik Aseptic (eingetragenes Warenzeichen) bekannte
quaderförmige
Packung an, die aus Bogenverpackungsmaterial hergestellt, wie dies
oben im einzelnen beschrieben wurde, und die eine verschließbare Öffnungsvorrichtung 2 aufweist,
die aus Kunststoffmaterial hergestellt und auf herkömmliche
Weise in die Packung 1 eingepaßt ist, z.B. mittels Haftsubstanzen
oder durch Verwendung von Mikroflamm- oder Laserversiegelungstechniken.
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Das
Verpackungsmaterial (2 und 3) hat eine
Mehrschichtstruktur und weist in einer oberen Wand 3 der
Packung 1 einen kreisförmigen, durchbohrbaren
Abschnitt 4 mit der Achse A auf, der bei Verwendung außen von
der Öffnungsvorrichtung 2 bedeckt
ist und wenigstens teilweise von der Wand 3 gelöst ist,
um das Produkt aus der Packung 1 zu gießen.
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Im
Falle von nicht aseptischen Packungen für pasteurisierte Produkte (z.B.
Yoghurt, Sahne und andere Kaltbereichsprodukte) weist das Verpackungsmaterial
eine Schicht aus faserigem Material 5, normalerweise Papier
auf, die an den Außen-
und Innenseiten mit Schichten 6 bzw. 7 aus Thermoplastmaterial,
z.B. Polyethylen bedeckt ist (2); und der
durchbohrbare Abschnitt 4 ist durch eine Vorzugsreißlinie 8 definiert
ist, die in der Schicht aus faserigem Material 5 gebildet
und durch eine Abfolge von Perforationen definiert ist.
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Im
Falle von aseptischen Packungen für lange lagerfähige Produkte
wie H-Milch weist das Verpackungsmaterial auch an der Seite, die
schließlich
mit dem Nahrungsmittel in der Packung 1 in Kontakt gelangt,
d.h. an der Schicht aus Thermoplastmaterial 7 eine Schicht
aus Sperrmaterial 9, z.B. Aluminium auf, die wiederum mit
einer oder mehreren Schichten aus Thermoplastmaterial 10 bedeckt
ist (3); und der durchbohrbare Abschnitt ist durch
entsprechende Abschnitte der Schichten aus Thermoplastmaterial 6, 7, 10 und
des Sperrmaterials 9 definiert, die ein Loch 11 mit
einer Achse A bedeckt, das in der Schicht aus faserigem Material 5 gebildet
ist.
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Unter
Bezug auf 4–8 weist
die Öffnungsvorrichtung 2 einen
Rahmen 15 auf, der ein Durchgangsloch 16 mit der
Achse A bildet, durch welches das Nahrungsmittel ausgegossen wird,
und der um den durchbohrbaren Abschnitt 4 an der Wand 3 der
Packung 1 eingepaßt
ist; eine Kappe 17, die getrennt von dem Rahmen 15 gebildet
und koaxial an dem Rahmen 15 eingepaßt ist, um das Loch 16 zu verschließen; und
ein rohrförmiges
Schneidelement mit der Achse A, das an dem Loch 16 auf
axial und winkelig bewegliche Weise angreift und von der Kappe 17 aktiviert
wird, um mit dem durchbohrbaren Abschnitt 4 der Wand 3 in
Zwischenwirkung zu treten, um die Packung 1 zu öffnen.
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Genauer
weist der Rahmen 15 einen kreisförmigen und ringförmigen Basisflansch 19 auf,
von welchem eine Endfläche 19a um
den durchbohrbaren Abschnitt 4 an der Wand 3 der
Packung 1 eingepaßt
ist und von dessen radial inneren Kante axial ein zylindrischer
Bund 20 mit einer Achse A vorsteht, welcher das Loch 16 bildet.
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An
gegenüberliegenden
seitlichen Flächen 21 bzw. 22 weist
der Bund 20 ein Außengewinde 23 und
ein Innengewinde 24 auf, welche in entgegengesetzten Richtungen
bezüglich
der Achse A schräg abfallen
und bei Verwendung an einem Gewinde 25 der Kappe 27 bzw.
an einem Gewinde 26 des Schneidelements 18 angreifen.
Genauer erstreckt sich das Gewinde 23 entlang des größten Teils
der Fläche 21 mit
Ausnahme von einem unteren zylindrischen Flächenband 21 angrenzend
an den Flansch 19; und ähnlich
erstreckt sich das Gewinde 24 entlang des größten Teils
der Fläche 22 mit
Ausnahme eines oberen zylindrischen Flächenbandes der Fläche angrenzend
an eine Endkante 27 des Bundes 20 an dem gegenüberliegenden
Ende des Flansches 19.
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Das
Gewinde 24 hat eine mehrfache – bei dem gezeigten Beispiel
eine dreifache – Steigung
gegenüber
derjenigen des Gewindes 23.
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Der
Bund 20 weist auch an der Fläche 21 eine ringförmige Rippe 28 auf,
die axial zwischen einem Ende des Gewindes 23 und dem Flansch 19 angeordnet
ist und sich in einem konstanten Abstand von dem Flansch 19 befindet.
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Unter
Bezug auf 4–8 und 12 weist
die Kappe 17 einen hohlzylindrischen Körper auf, welcher durch eine
kreisförmige
Endwand 29 zum Verschließen des Lochs 16 gebildet
ist, sowie durch eine seitliche Wand 30, welche von einer
Umfangskante de Endwand vorsteht, innen Gewinde 25 aufweist
und auf den Bund 20 des Rahmens 15 aufzuschrauben
ist.
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Die
Endwand 29 weist eine vorstehende, ringförmige Rippe 35 angrenzend
an die seitliche Wand 30 auf, die zusammen mit der seitlichen
Wand 30 einen Sitz 36 zur Aufnahme der Endkante 27 des Bundes
bildet.
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Die
Kappe 17 ist auf übliche
Weise einstückig
mit einem entsprechenden gesicherten Ring 37 geformt, der
koaxial mit einer Endkante 38 der Kappe 17 an
dem der Endwand 29 gegenüberliegenden Ende durch eine
Anzahl brechbarer, radialer Verbindungspunkte verbunden ist.
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Die
Kappe 17 ist ursprünglich
in den Rahmen 15 in einer versiegelten Position eingepaßt, wobei
die Kappe völlig
auf den Bund 20 geschraubt ist und die Endkante 38 der
Kappe und der gesicherte Ring 37 noch miteinander verbunden
sind und an gegenüberliegenden
Seiten der Rippe 28 des Bundes 20 ruhen. Genauer
ist in der versiegelten Position der gesicherte Ring 37 zwischen
den Flansch 19 und die Rippe 28 eingeklickt, und
der Sitz 36 der Kappe 17 steht mit der Endkante 27 des
Bundes 20 in Eingriff.
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Nach
dem Entsiegeln ist die Kappe 17 zwischen einer geöffneten
Position, in welcher sie von dem Bund 20 abgeschraubt und
von dem Rahmen gelöst
ist, und einer geschlossenen Position bewegbar, in welcher das Loch 16 verschlossen
ist.
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Unter
Bezug auf 4 bis 8 ist das Schneidelement 18 mit
dem Gewinde 26 an einer äußeren Fläche 39 in dem Bund 20 des
Rahmens 15 durch das Gewinde 26 angeschlossen,
das an dem Gewinde 24 angreift, und hat ein Ende 40,
das an der Vorderseite Schneidmittel 41 hat, die mit dem
durchbohrbaren Abschnitt 4 zusammenwirken, um die Packung
zu öffnen.
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Wenn
die Packung 1 zum ersten Mal geöffnet wird, bilden die Gewinde 24 und 26 einen
spiralförmigen
Pfad mit der Achse A, entlang dessen das Schneidelement 18 durch
den durchbohrbaren Abschnitt 4 aus einer angehobenen Ruheposition (6 und 9)
in eine abgesenkte Öffnungsposition
(8 und 11) zugeführt wird. Genauer ist das Schneidelement 18 in
der angehobenen Ruheposition ganz innerhalb des Bundes 20 untergebracht,
wobei die Schneidmittel 41 dem durchbohrbaren Abschnitt 4 der
Packung 1 zugewandt sind; und in der abgesenkten Öffnungsposition
steht das Schneidelement 18 axial bezüglich des Bundes 20 vor,
ist um einen vorbestimmten Abstand in die Packung 1 eingedrungen
und hat das Schneiden des durchbohrbaren Abschnitts 4 abgeschlossen,
wobei es den durchbohrbaren Abschnitt durch einen Kleinwinkelabschnitt 42 an
der Wand 3 befestigt läßt.
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Das
Schneidelement 18 weist eine Anzahl von Anschlagvorsprüngen 44 auf,
die radial von der Fläche 39 an
der Endkante 30 vorstehen. Falls die Kappe 17 während des Öffnens der
Packung 1 auf die falsche Weise gedreht wird, d.h. in der
Richtung, in der die Kappe 17 auf den Rahmen 15 geschraubt wird,
gelangen die Vorsprünge 44 gegen
ein Ende des Gewindes 24 des Bundes 20 an den
Flansch 19 in Ruhe, um die axiale Verschiebung des Schneidelements 18 über die
angehobene Ruheposition hinaus und eine mögliche Beschädigung der
Endwand 29 der Kappe 17 zu verhindern.
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Die
Verschiebung des Schneidelements 18 aus der angehobenen
in die abgesenkte Position wird von der Kappe 17 über winkelige
Einwegübertragungsmittel 45 (5–8, 12)
gesteuert, die selektiv deaktiviert werden können, wenn das Schneidelement 18 die
abgesenkte Öffnungsposition erreicht.
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Genauer
weisen die Übertragunsmittel 45 eine
Anzahl von – vier
bei dem gezeigten Beispiel – ersten
Zähnen 46 mit
einem Sägezahnprofil
auf, die von der Endwand 29 der Kappe 17 vorstehen
und in der versiegelten und verschlossenen Position der Kappe 17 winkelig
gleich um die Achse A beabstandet sind; und eine Anzahl von – acht bei
dem gezeigten Beispiel – zweiten
Zähnen 47,
die ebenfalls ein Sägezahnprofil
haben, radial von einer inneren Fläche 48 des Schneidelements 18 vorstehen
und mit den Zähnen 46 auf
axial freie, winkelig integrale Weise während des Lösens der Kappe 17 von
dem Bund 20 zusammenwirken, wenn die Packung 1 zum
ersten Mal geöffnet
wird. Genauer ist das Lösen
der Kappe 17 in 1 durch die Drehrichtung R der
Kappe gegen den Uhrzeigersinn um die Achse A angegeben.
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Genauer
weist jeder Zahn 46 einen Verbindungsabschnitt 49 auf,
der senkrecht von der Endwand 29 der Kappe 17 vorsteht,
und einen kämmenden
Abschnitt 50, der von dem Verbindungsabschnitt zu der seitlichen
Wand 30 vorsteht und einen Querschnitt in Form eines stumpfen
Dreiecks hat. Genauer ist der kämmende
Abschnitt 50 durch zwei schräge, nach außen zusammenlaufende Seiten 51, 52 gebildet;
die Seite 51, die bezüglich
des Verbindungsabschnitts 49 steiler abfällt, bildet
einen Sitz für einen
entsprechenden Zahn 47 in der Drehrichtung R der Kappe 17;
und die andere Seite 52 läßt ein winkeliges Gleiten der
Zähne 47 in
der entgegengesetzten Drehrichtung zu.
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Jeder
Zahn 47 erstreckt sich über
die volle axiale Höhe
des Schneidelements 18 und hat auch einen Querschnitt in
Form eines stumpfen Dreiecks, der mit demjenigen der kämmenden
Abschnitt 50 der Zähne 46 identisch
ist, und ist durch zwei schräge, zusammenlaufende
Seiten 53, 54 gebildet; und die Seite 53,
die bezüglich
der Fläche 48 des
Schneidelements 18 steiler abfällt, ist der Seite 51 eines
entsprechenden Zahns 46 zugewandt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
weisen die Schneidmittel 41 einen einzigen Abschneider 55 auf,
der dann, wenn das Schneidelement 18 bezüglich des
Rahmens 15 bewegt wird, entlang eines größeren Abschnitts
C – bei
dem gezeigten Beispiel grob drei Viertel – des Umfangs des durchbohrbaren Abschnitts 4,
um den durchbohrbaren Abschnitt 4 nur teilweise von der
Wand 3 zu lösen,
d.h. bis auf den Abschnitt 42.
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Unter
speziellem Bezug auf 14 ist der Abschneider 55 durch
einen Zahn gebildet, der an einer Endkante 40 des Schneidelements 18 ausgebildet
ist und ein im wesentlichen dreieckiges Profil hat, das durch eine
Schneidkante 56 quer zu dem durchbohrharen Abschnitt 4 der
Wand 3 und eine seitliche Schneidkante 57 gebildet
ist, die ein gekrümmtes, bezüglich der
Achse A schräg
abfallendes Profil hat und ein freies Ende der Schneidkante 56 mit
der Endkante 40 verbindet.
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Genauer
weist der Abschneider 55 einen Schneidabschnitt 56 auf,
der axial bezüglich
der Endkante 40 vorsteht und innerhalb des Schneidelements 18 durch
eine Fläche 59 gebildet
ist, die bezüglich
des durchbohrbaren Abschnitts 4 leicht schräg abfällt, so
daß ein
Querschnitt des Schneidabschnitts 58 gebildet ist, der
zu dem durchbohrbaren Abschnitt 4 hin abnimmt.
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Angrenzend
an den Abschneider 55 hat die Endkante 40 des
Schneidelements 18 eine rampenförmige Ausnehmung 60,
die in der Tiefe zu dem Abschneider 55 zunimmt und eine
axiale Höhe
der Schneidkante 56 bildet, die größer als die axiale Höhe des Schneidabschnitts 58 ist.
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Nach
einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung sind der Rahmen 15 und
das Schneidelement 18 in einem Stück geformt und koaxial durch
eine Anzahl von brechbaren, radialen Verbindungsbrücken 62 in
einer Vorbaugruppenkonfiguration miteinander verbunden (4 und 5),
in welcher das Schneidelement 18 axial und vollständig bezüglich des
Rahmens 15 an dem Flanschende 19 vorsteht. Genauer
ist das Schneidelement 18 in der Vorbaugruppenkonfiguration
axial mit dem Flansch 19 an einer Endkante 63 des
Schneidelements gegenüber
der Endkante 40 ausgerichtet und durch die Verbindungsbrücken 62 mit
der inneren seitlichen Kante des Flansches 19 an der Fläche 19a verbunden.
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Vor
dem Einpassen an den durchbohrbaren Abschnitt 4 der Packung 1 wird
die Öffnungsvorrichtung 2 zusammengebaut,
indem das Schneidelement 18 in den Bund 20 eingeführt wird,
womit die Verbindungsbrücken 62 gebrochen
werden, und indem gleichzeitig oder danach die Kappe 17 an
den Rahmen 15 eingepaßt
wird.
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Genauer
greifen im Verlauf des Einführens des
Schneidelements 18 in den Bund 20 die Gewinde 24 und 26 aneinander
an, und die Zähne 47 gleiten axial
zu zweit an gegenüberliegenden
winkeligen Seiten des kämmenden
Abschnitts 50 eines entsprechenden Zahns 46. Die
Verbindungsbrücken 62,
die während
des Einführens
gebrochen werden, gewährleisten
die korrekte gegenseitige Winkelpositionierung des Schneidelements 18 und
des Rahmens 15.
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Die
Kappe 17 wird bevorzugt an den Rahmen 15 durch
Aufbringen von axialem Druck eingepaßt, nachdem zunächst die
Kappe 17 in eine vorbestimmte Winkelposition bezüglich des
Schneidelements 18 gesetzt wird, so daß die Gewinde 23 und 25 aneinander
angreifen, und der gesicherte Ring 37 klickt an der ringförmigen Rippe 28 des
Bundes 20 vorbei an den Flansch 19. Alternativ
kann die Kappe 17 zusammengebaut werden, indem zunächst axialer
Druck aufgebracht wird und dann die Kappe 17 auf den Bund 20 des
Rahmens 15 und in eine endgültige Winkelposition geschraubt
wird, womit die volle Verwendung der Abschraubbewegung der Kappe 17 möglich wird,
wenn die Packung 1 geöffnet wird.
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Am
Ende der obengenannten Operationen befindet sich das Schneidelement 18 in
der angehobenen Ruheposition innerhalb des Bundes 20 und bildet
zusammen mit der Kappe 17, die zum Verschluß des Lochs 16 positioniert
ist, eine versiegelte Konfiguration, welche die Öffnungsvorrichtung 2 an der
Packung 1 sichert (6).
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Bei
der tatsächlichen
Verwendung, wie der obengenannten versiegelten Konfiguration, wird
die Packung 1 entsiegelt, indem die Kappe 17 bezüglich der
Achse A in Richtung R gedreht wird, um den Bund 20 abzuschrauben.
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Während die
Kappe 17 um die Achse A in Richtung R gedreht wird, bewegen
die zusammenpassenden Gewinde 23 und 25 gleichzeitig
axial weg von der Wand 3, so daß die radialen Punkte gebrochen
werden, welche die Kappe mit dem gesicherten Ring 37 verbinden,
der axial ruhend gegen die Rippe 28 des Bundes 20 gehalten
wird.
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Während der
anfänglichen
Drehung der Kappe 17 sind die Zähne 46 mit den Seiten
51 gegen die Seiten 53 der entsprechenden Zähne des
Schneidelements 18 ruhend positioniert, welches damit in Richtung
R um die Achse A gedreht wird.
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Da
die zusammenpassenden Gewinde 23, 25 und 24, 26 in
entgegengesetzten Richtungen schräg abfallen, wird die axiale
Bewegung der Kappe 17 weg von der Wand 1 von der
gleichzeitigen axialen Bewegung des Schneidelements 18 zu
der Wand 3 begleitet. Genauer wird das Schneidelement 18 durch
die Kappe 17 gedreht, indem die Zähne 46 und 47 an
entsprechenden Seiten 51, 53 in Kontakt gelangen, die allerdings
gleichzeitig durch die Spiralbewegung zum axialen Gleiten bezüglich einander
gebracht werden, die auf die Kappe 17 und das Schneidelement 18 durch
entsprechende Paare von Gewinden 23, 25 und 24, 26 auferlegt
wird.
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Die
anfängliche
Drehung der Kappe 17 m die Achse A in Richtung R ergibt
die gleiche Drehung des Schneidelements 18 und gleichzeitig
das axiale Durchdringen des durchbohrbaren Abschnitts 4 durch
den Schneidabschnitt 58 des Abschneiders 55 (9).
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Während die
Kappe 17 weiter gedreht wird, wird die Schneidkante 56 des
Abschneiders 55 winkelig entlang des Umfangs des durchbohrbaren
Abschnitts 4 zugeführt,
um ihn von der Wand 3 zu lösen. Wie in 10 faltet
sich, da der Abschneider 55 auch axial eindringt, während er
winkelig nach vorne zugeführt
wird, der Teil des durchbohrbaren Abschnitts 4, der allmählich von
der Wand 3 gelöst
wird, nahe bei der Schneidkante 56 und wird allmählich innerhalb der
Packung 1 zu dem Teil des durchbohrbaren Abschnitts 4 gefaltet,
der noch nicht von der Wand 3 gelöst ist. Dies wird weiter durch
die Schräge
der Fläche 59 unterstützt, die
den Schneidabschnitt 58 innerhalb des Schneidelements 18 bildet.
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In
diesem Stadium ist aufgrund der Ausnehmung 60 die axiale
Durchdringung des durchbohrbaren Abschnitts 4 durch den
Abschneider 55 stärker als
die axiale Höhe
des Schneideabschnitts 58 des Abschneiders 55.
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Ist
die Packung 1 von dem Abschneider 55 erst soweit
durchdrungen, daß der
durchbohrbare Abschnitt 4 den Boden der Ausnehmung 60 kontaktiert – bei dem
gezeigten Beispiel, wenn der Abschneider 55 das Ende des
Abschnitts C des Umfangs des durchbohrbaren Abschnitts 4 erreicht, gleich
einer Winkelverschiebung von etwa 270° um die Achse A – dient
eine weitere Drehung des Abschneiders 55 um die Achse A
einfach dazu, den Rest des durchbohrbaren Abschnitts 4,
der noch an der Wand 3 befestigt ist, nach außerhalb
des Schneidelements 18 zu falten, ohne ihn zu schneiden (11).
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Durch
ein weiteres Abschrauben der Kappe 17 – die sich bis jetzt grob einmal
um die Achse A gedreht hat – werden
die Zähne 46 und 47 axial
freigegeben (8), so daß das Schneidelement 18 in
der unteren geöffneten
Position arretiert ist, in welcher es axial von dem Rahmen 15 vorsteht
und noch durch die zusammenpassenden Gewinde 24 und 26 an dem
Bund 20 gesichert ist.
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Dann
wird die Kappe 17 voll abgeschraubt, um die Packung 1 zu öffnen, die
verschlossen werden kann, indem die Kappe 17 einfach zurück auf den
Bund eingepaßt
wird.
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Wurde
die Packung 1 einmal geöffnet,
dann kann das Schneidelement 18 nicht mehr aus der abgesenkten
geöffneten
Position bewegt werden, da die Zähne 46 der
Kappe 17 nicht eine axiale Position erreichen können, in
welcher sie an den Zähnen 47 des
Schneidelements 18 angreifen können, so daß der geschnittene Teil des
durchbohrbaren Abschnitts 4 an der Außenseite des Schneidelements 18 gehalten
wird, womit das Loch 16 frei gehalten wird.
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Die
Vorteile der Öffnungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung werden aus der vorhergehenden Beschreibung
klar.
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Insbesondere
das Formen des Rahmens 15 und des Schneidelements 18 in
einem Stück
und in einer bestimmten (Vorbaugruppen-)Konfiguration bedeutet,
daß nur
zwei getrennte Körper
von der Produktion bis zum endgültigen
Zusammenbau der Öffnungsvorrichtung 2 beteiligt
sind, die darüber
hinaus extrem rasch, einfach und genau zusammengebaut wird. Der
Rahmen 15 und das Schneidelement 18 werden nämlich von
Anfang an in einer Konfiguration geformt, welche die relativen Winkelpositionen
der entsprechenden Gehwinde 24 und 26 und der
Zähne 47 des
Schneidelements 18 und der Zähne 46 der Kappe 17 berücksichtigt,
so daß keine
vorläufigen Operationen
oder Ausrüstung erforderlich
sind, um die Bestandteile der Öffnungsvorrichtung 2 zu
positionieren.
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Darüber hinaus
werden der Rahmen 15 und das Schneidelement 18 unter
Verwendung einer Form hergestellt, womit die Kosten im Vergleich
zu bekannten Öffnungsvorrichtungen
reduziert sind.
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Selbstverständlich können an
der hier beschriebenen und veranschaulichten Öffnungsvorrichtung 2 Änderungen
vorgenommen werden, ohne deshalb vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.