无菌纸盒包装的自动开启装置的制作方法

本发明涉及一种用于无菌纸盒包装的自动开启装置，其包括设有外螺纹的盒嘴，所述外螺纹(11)具有至少一个入口，所述外螺纹包括第一牙底和相反取向的第二牙底，及具有至少一段内螺纹的盒盖，该内螺纹旋入盒嘴的外螺纹。无菌纸盒包装的自动开启装置设有这样的装置，其确保盒盖的每一段内螺纹在第一次从盒嘴上拧下后只能拧到盒嘴的第一个牙底上，或拧到与盒嘴螺纹的第一牙底平行的附加牙底上。

背景技术

众所周知，使用一次性包装来包装不同类型的液体，尤其是在乳制品和果汁行业等中。用于此目的的公知类型包括由薄的、纤维状的层压材料(通常是纸)制成的大致平行六面体形状的包装，在该包装上至少固定有第二薄的、高强度的层压材料，通常是铝。

通常还添加不可渗透的热塑性材料层，通常是聚乙烯，它可以施加在这种复合层压材料上，并在这种层压材料的纸板和铝层之间形成中间层。这种材料的制造成本非常低，并且可以很容易地制成各种形状。这极大地促进了用这种材料制造包装的过程。这种类型的包装称为纸盒包装。

出于卫生和食品安全原因，并避免微生物污染产品，由上述层压材料制成的纸盒包装必须保持在无菌条件中。因此，包装必须在工业化过程中密封并且必须保持这种状态直到需要倾倒其内容物。这种类型的包装被称为“无菌纸盒包装”。

纸盒包装通常配有螺纹嘴和盖子，以便于从包装内部取出产品。有必要提供一些装置，以便可以在生产盒嘴和盖组件的区域切割包装，以允许包含在包装中的产品通过盒嘴流动。

在无菌纸盒包装中使用盒嘴和瓶盖套件可以在仅倾倒部分内容物的情况下再次关闭包装。为此，将盖子再次拧到盒嘴上就足够了，剩余的内容物将保持密封在包装内。

用于无菌纸盒包装的各种类型的盒嘴和盖装置是已知的。公知类型的这种盒嘴和盖装置包括使用第三部件，即安装在盒嘴内的旋转切割组件，并且当它第一次从盒嘴旋出时由盖驱动。因此，旋转切割组件切割包装的铝层，打开一个通道，使得包装内的内容物可以通过盒嘴倾倒。这种包括盒嘴、盖和切割组件的装置被称为“自动开启装置”。

为了使这种无菌纸盒包装自动开启装置正常工作，需要在用于后续无菌纸盒包装制造的原材料的制造步骤中在纸板层上开孔。这是在层压在纸板层上的层的层压过程之前进行的。该孔必须准确位于将应用自动打开装置的区域，以便打开包装。

在本说明书中，表述“打开包装”应理解为切割位于纸板层孔下方的包装的铝层的操作。自动开启装置的盒嘴的底部或凸缘(flange)被应用到包装上，使得盒嘴的中心线与孔口的中心对齐。

已知有多种型号的用于无菌纸盒包装的自动开启装置。专利文献US7036683、WO2004/000667、WO2006/050624、WO2007/113216、WO2007/113216和WO2007/115978描述了这些装置的一些型号，其内容通过引用包含在本申请中。

在上述段落提及的所有无菌纸盒包装的自动开启装置中，盖子都设有驱动装置，使旋转切割组件移动。它们的缺点是，当从盒嘴旋开时，盖子会远离旋转切割组件，从而为旋转切割组件的启动带来困难。

解决这个问题的解决方案是将盖子的驱动组件朝盒嘴内部拉长，以补偿盖子和旋转切割组件之间提到的移开运动。由于材料使用的增加，驱动组件的这种伸长导致盖子重量的显著增加。根据瓶盖的设计，也会导致自动开启装置的高度尺寸增加，从而由于装置的较大尺寸导致延伸增加，从而给包装物的堆叠造成困难。

在本申请申请人所有的WO2016/082008号文件中，其内容包含在本说明书中，以供参考，描述了一种无菌纸盒包装的自动开启装置，该装置采用螺纹，该螺纹具有相反方向的牙底(root)。由于使用这种类型的螺纹，文件WO2016/082008中公开的自动开启装置仅包括两个部件，盒嘴和盖，旋转切割组件固定在其内部。

WO2016/082008中公开的用于无菌纸盒包装的自动开启装置包括使用盒嘴，其外部区域设置有外螺纹，该外螺纹包括第一牙底和相反取向的第二牙底，以及设置有多段与盒嘴外螺纹啮合的内螺纹的盖。

文件WO2016/082008中详细描述了用于打开包装的无菌纸盒包装的自动打开装置的操作。通过阅读该文件的说明书，注意到打开包装的装置的简单性和效率，这是由于使用了具有相反方向的牙底的螺纹。

与其他自动开启无菌纸盒包装的装置一样，WO2016/082008号文件中公开的装置能够在开启后再次关闭包装。为此，用户只需将盖子拧回至盒嘴上即可。

本申请申请人共有的专利文献BR 10 2019 003243 0，其内容全部添加到本说明书中，以供参考，描述了一种与文献WO2016/082008中描述的类似的无菌纸盒包装的自动开启装置，其特征是具有可拆卸切割装置。

WO2016/082008和BR 10 2019 003243 0号文件中公开的无菌纸盒包装自动开启装置均设有带螺纹的盒嘴，螺纹具有方向相反的牙底，第一牙底为右手方向，然后是第二牙底左手方向。因此，当瓶盖的内螺纹段进入第二牙底时，瓶盖将向上运动，这是由于盒嘴螺纹的第二牙底向左。

这可能会给消费者带来一些陌生感，他们习惯于仅使用带有右旋螺纹的盒嘴，其中盖子只有在拧到盒嘴以关闭包装时才会向下移动。因此，可能会出现这样的情况，即消费者没有将盖子完全接合到螺纹上，螺纹上的螺纹具有与喷嘴相反方向的牙底。这意味着在这些情况下包装不会完全关闭。如果将包装中的产品放在侧面支撑的位置，这可能会导致包装中的产品泄漏，这在储存在冰箱中时经常发生。

技术实现要素：

本发明公开了一种用于无菌纸盒包装的自动开启装置，其设有避免这种情况的装置，并确保盒盖的每个内螺纹段在第一次从盒嘴上拧下后只能再次接合在另一个牙底中，平行于螺纹的第一个牙底，具有右手方向。这可以防止用户无意中将包装部分打开，因为他们不习惯使用带有牙底相反方向的螺纹的盒嘴。在此拧紧操作结束时，包装将完全闭合。

本发明的这些和其他特征将从下文对本发明的详细描述中变得明显。

附图简要说明

通过以下详细说明，借助附图，可以更好地理解本发明，其中：

-图1A和1B分别示出了本发明的用于无菌纸箱包装的自动开启装置的第一实施例的截面正视图和透视图，其中描绘了在组装以形成装置之前的盒嘴和盒盖；

-图2至图5为从图1A、图1B所示无菌纸盒包装自动开启装置的盒嘴第一次旋开盒盖的操作步骤；

-图6和图7描绘了将盒盖再次旋回到图1A和图1B所示的无菌纸盒包装的自动开启装置的盒嘴的操作步骤；

-图8A和8B分别示出了本发明的用于无菌纸盒包装的自动开启装置的第二实施例的前视图和截面透视图，其中描述了在组装之前的盒嘴和盒盖，以形成装置；

-图9至图12描绘了从图8A和图8B中描绘的用于无菌纸盒包装的自动开启装置的盒嘴第一次旋开盒盖的操作步骤；和

-图13和14描绘了将盒盖旋回到图8A和8B所示无菌纸盒包装的自动开启装置的盒嘴的操作步骤。

发明详述

本发明提供了一种用于无菌纸盒包装的自动开启装置，其结合了具有如WO2016/082008中公开的相反方向的牙底的螺纹。在下文将进行的本发明的描述中，仅出于描述目的，将考虑用于无菌纸箱包装的自动开启装置，其结合了文件BR 10 2019 003243 0中公开的特征。应该提到的是，本发明可以是与其他类型的用于自动打开无菌纸盒包装的装置一起使用，因此，本发明不限于文件BR 10 2019 003243 0中公开的装置。

从现在开始，“用于无菌纸盒包装的自动开启装置”和“自动开启装置”在本说明书中将交替使用。类似地，使用单数或复数形式的“包装”或“纸盒包装”，应始终分别理解为“无菌纸盒包装”的单数或复数。

同样，在本说明书中使用“敞开的包装”或“打开该包装”等表述应理解为铝层已被无菌纸盒包装的自动开启装置切割的包装。表述“铝层”应理解为因为在用于制造包装的纸板层上开了一个孔而暴露在包装中的铝箔部分，，所述孔是在用于构成包装的另一个纸板层压之前制成的。用于无菌纸箱包装的自动开启装置必须通过粘合或类似工艺应用于纸板层，并且盒嘴的对称轴与在纸板层中形成的所述孔的对称轴基本重合。

在以下进行的描述中，类似的部件将始终被提及并在图中用相同的附图标记表示。本说明书中使用的诸如“顶部”、“底部”、“垂直”和“水平”等术语特指对象、组件、部件、部分、区域等在图中描绘的位置。请注意，这些图并非以相同的比例绘制，因为其中一些必须放大以方便观看。术语“前”和“后”等，如果用于参考图中描绘的物体、部件、组件等，应按照从图的左到右的观看顺序来理解，或从图的顶部到下部，术语“前”与更靠左和/或更靠上的相关，术语“后”与更靠右和/或靠下的相关，并且可能有这种定位的组合。

图1A和图1B分别示出了本发明的无菌纸盒包装自动开启装置1的第一实施例的前视图和透视图，其包括盒嘴10、盒盖20和旋转切割组件30，其中在图1A和1B中描绘了在组装之前的盒嘴10盒盖20，以形成装置。

可以看出，自动开启装置1包括具有外螺纹11的盒嘴10，外螺纹11包括连接到相反方向的第二牙底11a的第一牙底11b。螺纹11必须至少有一个起点，尽管在图1A和1B中它用三个起点表示，这为盒盖提供了更多的稳定性。

盒嘴10的下部区域连接到底部组件或凸缘12，其下部区域设计为通过粘合或类似工艺连接到无菌纸盒包装的纸板层，盒嘴的对称轴基本上与在纸板层中制成的所述孔的对称轴重合。如上所述，将被自动开启装置1撕裂的铝层正好位于纸板层下方。

自动开启装置1还包括设有内螺纹段21的盒盖20，所述内螺纹段21设计用于拧到盒嘴10的螺纹11上。盒盖20必须设置有至少一段内螺纹21。在图中，显示了三段内螺纹21，因为使用了在盒嘴10上具有三个起点的螺纹11。

如前所述，仅出于描述目的，本说明书考虑了一种用于无菌纸盒包装的自动开启装置，其结合了文件BR 10 2019 003243 0中公开的特征，并且因此，盒盖30还结合了驱动组件26，其功能在所述文件BR 10 2019 003243 0中进行了描述，在此不再描述，因为它不是本发明的发明构思的一部分。因此，并重申上文已经提到的内容，盒盖20的构造不限于图1A和1B中的表示。

图1A和1B中所示的固定到盒嘴10的内部上部区域的切割组件30只是用于该部件的配置的几个已知选项之一，选择所述配置仅用于描述目的，其指的是所述文件BR 10 2019 003243 0中公开的用于无菌纸盒包装的自动开启装置的实施例之一，并且在本说明书中将不进行描述，因为它不是本发明的发明构思的一部分。因此，并重申上面已经提到的内容，切割组件30的构造不限于图1A和1B中的表示。

根据所述文献BR 10 2019 003243 0的发明的各种实施例，切割组件30可通过多个破裂组件附接到盒嘴10或盒盖20的驱动组件26。取决于切割组件30固定到哪个部件上，无论是盒嘴10还是盒盖20的驱动组件26，切割组件30都将与这两个部件中的任何一个分离，无论是在组装包装的自动开启装置1的组装期间、工厂内的操作期间或第一次从盒嘴10拧下盒盖20时的操作期间。

不管将切割组件30固定到包装的自动开启装置1的另一个部件上所采用的构造，无论是固定到盒嘴10还是固定到盒盖20的驱动组件26，这种特性都不会干扰本发明的包装的自动开启装置1的操作。

图2至图5描绘了从图1A和1B中描绘的用于无菌纸盒包装的自动开启装置1的盒嘴10第一次旋开盒盖30的操作中的步骤。为了便于理解，图2至图5中仅描绘了盒盖20的内螺纹段21。由于内螺纹段21与盒盖20是一体的，当然，它们所做的任何运动将必然是和盒盖20做的运动一致。

在图2中表示了无菌纸盒包装的自动开启装置1在其部件已经正确组装的情况，这是在工厂进行的操作。在图2中可以看出，盒盖30的内螺纹段21如何位于盒嘴10的螺纹11的第二牙底11a的后部区域中，这是它们在工厂组装盒盖20和盒嘴10以形成用于无菌纸盒包装自动开启装置1之后的位置。当然，在图2中只出现了盖20的内螺纹21的一部分，因为，其他是被盒嘴10覆盖的盒盖20。

在图3中，无菌纸盒包装的自动开启装置1被表示在这样一种情况下，其中通过向盒盖20施加逆时针旋转已经将盒盖20从盒嘴10上第一次拧下。因此，盒盖30的内螺纹段21几乎横穿了盒嘴10的螺纹11的第二牙底11a的整个长度。由于第二牙底11a是左手向的，因此在内螺纹段21移动到盒嘴10的螺纹11的第二牙底11a上的过程中，盒盖20形成轴向的向下移动。

由盒盖20执行的旋转且轴向向下运动的组合引起切割组件30的激活，使得后者也执行逆时针旋转和向下轴向运动的组合。因此，在这种运动组合中，切割组件30切割包装的铝层，如本领域已知的，例如在文件WO2016/082008和BR 10 2019 003243 0中详细描述的。从图3中可以看出，切割组件30已经处于其轴向向下运动的末端。

在图3中，可以看到位于螺纹11的第二牙底11a上的限制件11c，其紧邻第二牙底11a与螺纹11的第一牙底11b的接合处。限制件11c设计为允许盒盖20的内部螺纹段21仅在限制件30从盒嘴10旋松运动时越过限制件11。换言之，盒盖20的每个内螺纹21只能在以下情况下穿过其各自的限制件11c：当它先前已经通过螺纹11的第二牙底11a时，当盒盖20第一次从盒嘴10旋出时，这只会发生一次。

在本实施例中，仅作为示例而非限制，限制件包括第一牙底11b的上螺纹的延伸部，该延伸部的面向螺纹11的第二牙底11a的面是楔形的，它从第二根牙底11a的最后区域开始上升，直到它遇到螺纹延伸部的顶部，螺纹延伸部的顶部必须具有较小的高度以允许盒盖20第一次从盒嘴10上旋开时，内螺纹段21在它们上方通过，，不会造成旋开盒盖20的困难。

通过延伸第一牙底11b的上螺纹而形成的限制件11c的另一面，面向第一牙底11b，该面具有类似于壁的平坦表面的形式，这将防止当盒盖20旋回到盒嘴10上时，内螺纹段21不会越过限制件11c。其它构造可用于限制件11c，只要它们以上述方式操作即可。

随着盒盖20从盒嘴10的连续旋松运动，盒盖20的内螺纹段21将移动通过限制件11c并且接下来穿过螺纹11的第一牙底11b，如图4中所示。当然，螺纹11的每个第一牙底11b都设有限制件11c。

由于第一牙底11b是右手向的，因此盒盖20接下来进行轴向向上运动，连同逆时针旋转旋松运动，直到盒盖20的内螺纹段21完全移过螺纹11的第一牙底11b，如图5所示。在旋开盒盖20结束时，包装将被打开并且其内容物可以通过盒嘴10倾倒。

因此，在本发明的该第一实施例中，如前所述，当第一次从盒嘴10拧下盒盖20时，瓶盖20的内螺纹段21穿过喷嘴10的螺纹11的第二牙底11b仅发生一次。

要将盒盖20再次拧到盒嘴10上，它必须与盒嘴啮合，然后被施加顺时针旋转运动，以便盒盖20的内螺纹段21可以开始拧在第一个牙底11b上，如图5所示。然后内螺纹段21穿过螺纹11的第一牙底11b到达与第二牙底11a的接合处，如图7所示。因为限制件11c将不允许内螺纹段21接合到第二牙底11a中，因此盒盖20在盒嘴10上的旋拧运动将完成。

从以上关于本发明的第一实施例的描述中可以看出，根据本发明的教导，螺纹11的第二牙底11a仅用于驱动切削组件30，使得它能够切割包装的铝层，允许打开包装。之后，第二牙底11a不再具有功能。因此，当将盒盖20拧回到盒嘴10上时，这种拧紧只会发生在向右定向的螺纹11的第一牙底11b上，因此消费者不会注意到与他们将盒盖拧到传统的盒嘴上的习惯操作有任何不同。

盒盖的拧紧仅发生在螺纹11的第一牙底11b上的事实允许盒盖20的下部靠在喷嘴10的上边缘上，如图7所示，这保证了在将盒盖20拧回到盒嘴10上之后，包装完全密封。

图8A、图8B分别为本发明无菌纸盒包装自动开启装置51的第二实施例的前视图和立体图，其基本包括与前述的无菌纸盒自动开启装置1相同的部件，仅观察到其组件之间的一个区别，这将在下文中看到。

与前述的无菌纸盒包装自动开启装置1类似，本发明第二实施例的无菌纸盒包装自动开启装置51包括盒嘴10、盒盖20和切割组件30，其中，图8A和8B中描绘了在组装以形成装置之前的盒嘴10和盒盖20。

在本发明的第一实施例的描述中做出的关于将切割组件30固定到盒嘴10或盒盖20的驱动组件26的各种可能性的相同评论也适用于本发明的该第二实施例，这不会对本发明的本实施例的包装自动开启装置51的操作造成问题。

在图8A和8B中可以看出，自动开启装置51包括具有外螺纹11的盒嘴10，外螺纹11包括连接到相反方向的第二牙底11a的第一牙底11b。螺纹11必须至少有一个起点，尽管在图8A和8B中它用三个起点表示，从而为旋盖提供了更大的稳定性。

盒嘴10的下部区域连接到基部组件或凸缘12，其下部区域设计为通过粘合或类似工艺连接到无菌纸盒包装的纸板层，盒嘴的对称轴与在纸板层中制成的所述孔的对称轴基本重合。如前所述，将被自动开启装置51撕裂的铝层正好位于纸板层的下方。

自动开启装置51还包括设有内螺纹段21的盒盖20，所述内螺纹段被设计为拧到盒嘴10的螺纹11上。盒盖20必须设置有至少一段内螺纹21。在图中，显示了三段内螺纹21，因为在盒嘴10中使用了具有三个起点的螺纹11。

如上所述，仅出于说明目的，本说明书考虑了一种用于无菌纸盒包装的自动打开装置，其结合了文件BR 10 2019 003243 0中公开的特征，并且因此盒盖30还结合了驱动组件26，其功能描述于所述文件BR 10 2019 003243 0中，此处不再描述，因为它不是本发明的发明构思的一部分。因此，并且重申在下文中已经提到的内容，盒盖20的构造不限于图8A和8B中的表示。

图8A和8B中所示的固定到盒嘴10的内部上部区域的切割组件30只是该组件配置的几种选择之一，选择该配置仅用于描述目的，它指的是所述文件BR 10 2019 003243 0中公开的用于无菌纸箱包装的自动开启装置的实施例中的一个，在此将不再描述，因为它不是本发明的发明构思的一部分。因此，并重申上文已经提及的内容，切割组件30的构造不限于它在图8A和8B中的表示。

图9至图11描绘了从图8A和图8B中描绘的无菌纸盒包装自动开启装置51的盒嘴10第一此旋开盒盖30的操作步骤。为了便于理解，在图9至11中仅示出了盒盖20的内螺纹21的部分。由于内螺纹段21与盒盖20是一体的，当然，它们所做的任何运动将必然与盒盖20所做的运动相同。

在图9中表示了无菌纸盒包装自动开启装置51在其部件已经正确组装的情况，这是在工厂内进行的操作。在图9中可以看出，盒盖30的内螺纹段21如何位于盒嘴10的螺纹11的第二牙底11a的后部区域中，该位置是它们在工厂组装盒盖20和盒嘴10以形成用于无菌纸盒包装的自动开启装置51之后的位置。当然，在图9中仅出现了盖20的内螺纹21的一部分，因为其他部分是被盒嘴10覆盖的盒盖20。

在图10中，无菌纸盒包装的自动开启装置1被表示为以下的一种情况，通过对盒盖20施加逆时针旋转，盒盖20已经从盒嘴10第一次旋开。因此，盒盖30的内螺纹段21已经移动通过盒嘴10的螺纹11的第二牙底11a的整个长度，并且位于螺纹11的第二牙底11a和第一牙底11b之间的接合处。由于第二牙底11a是左手向的，因此盒盖20沿着内螺纹段21在盒嘴10的螺纹11的第二牙底11a上的该路径进行轴向向下的运动。

由盒盖20进行的旋转和下降轴向运动的组合引起切割组件30的激活，从而使后者也执行逆时针旋转和向下轴向的运动的组合。因此，在该运动组合期间，切割组件30切割包装的铝层，如本领域已知的，例如在文件WO2016/082008和BR 10 2019 003243 0中详细描述的。在图10中，切割组件30已经处于其轴向向下运动的末端。

随着盒盖20从盒嘴10_的连续旋开运动，内螺纹段21然后移动穿过螺纹11的第一牙底11b。如图11所示，在盒盖20从盒嘴10旋开结束时，内螺纹段21已经完全移动通过螺纹11的第一牙底11b，因此包装将被打开并且其内容物可以通过盒嘴10倾倒。

根据本发明的教导，参考其第二实施例，盒盖20的内螺纹段21穿过盒嘴10的螺纹11的第一和第二牙底11a和11b仅发生在一次，当盒盖20第一次从盒嘴10上拧下时，如前所述。在本实施例中，螺纹11的第一牙底11b配置有狭窄的通道11b'，其形成为当盒盖20第一次从盒嘴10旋出时允许盒盖20的内螺纹段21退出。如下文将看到的，狭窄的通道11b'防止盒盖20的内螺纹段21再次进入螺纹11的第一牙底11b。因此，盒盖20不能拧回到螺纹11上。

为了将盒盖20再次拧到盒嘴10上，盒嘴10的螺纹11设有平行于第一牙底的附加牙底13，如图12、13和14所示。附加牙底13由平行于第一牙底11b的下部螺纹的附加侧面13a形成，这两个螺纹之间的空间形成所述附加牙底13。

要将盒盖20拧回到盒嘴10上，它必须与盒嘴啮合，然后顺时针旋转运动，以便盒盖20的内螺纹段21可以开始啮合在盒嘴10上。由于盒盖20的内螺纹段21不可能进入螺纹11的第一牙底11b，因此它们只能拧到附加牙底13上。图12、13和14描绘了螺纹段21进入附加牙底13的整个衔接顺序，如图12所示，以及它们穿过附加牙底13的路径，如图14所示。

可以看出，在本发明的该第二实施例中，螺纹11仅用于驱动切割组件30，从而它可以切割包装的铝层，提供其开口。之后，螺纹11没有任何功能。因此，当再次将盒盖20拧到盒嘴10上时，这种拧紧只会发生在向右定向的附加牙底13上，因此消费者不会注意到与将盒盖拧到传统的盒嘴上时的习惯操作的任何区别。

仅发生在附加牙底13上的盒盖旋拧产生的另一个优点是，允许盒盖20的下部靠在盒嘴10的上边缘上，如图14所示，这保证了在将盒盖20拧回到盒嘴10上之后，包装的完全密封。

从前面的描述中可以看出，本发明的用于自动开启无菌纸盒包装的装置1和51，除了所采用的发明构思所产生的优点之外，还有一个额外的优点是可以在可生产的注塑模具中制造该装置，这没有技术上的困难，大大降低了制造成本。

已经根据本发明的各种实施例描述了本发明。然而，可以在不改变本说明书中描述和公开的发明构思的情况下引入修改或替换。因此，本发明不限于所描述的实施例，仅限于随附本说明书的权利要求的内容。