Навинчивающийся колпачок с предохранительным пояском

Навинчивающийся колпачок с предохранительным пояском

Реферат

 

Изобретение касается колпачка для укупорки сосуда на его горловине. Колпачок включает предохранительный поясок из синтетического материала с по меньшей мере одним вертикальным заданным участком разрушения. Возле этого участка предусмотрена по меньшей мере одна компенсирующая зона, где поясок может растягиваться больше, чем на остальных участках. Для обеспечения растяжения пояска во время укупорки без разрыва участка разрушения и сохранения предохранительной функции пояска при отвинчивании колпачка растяжимость пояска непрерывно возрастает в направлении к его нижнему краю. 8 з.п.ф-лы, 10 ил.

Изобретение касается навинчивающегося колпачка для укупорки сосуда на его горловине в соответствии с ограничительной частью п. 1 формулы изобретения. Подобные навинчивающиеся колпачки в большинстве случаев получают из пластмассы в виде единого целого способом литья под давлением. Вместе с тем известны и применимы примеры, когда сам навинчивающийся колпачок выполнен, например, из алюминиевой листовой заготовки, а пластмассовый предохранительный поясок является отдельным элементом и связан с навинчивающимся колпачком. Такие навинчивающиеся колпачки в большом количестве применяются главным образом в промышленности, выпускающей напитки. Вследствие задаваемой тактовой частоты разливочных линий, постоянно увеличивающих скорость своей работы, для навинчивания колпачков при укупорке бутылок отводится все меньше времени. Соответственно возникает опасность того, что недостаточно и времени для медленной раздачи предохранительного пояска при его надевании и для прохождения упорных элементов гарантийного пояска через дополнительный выступ или буртик на бутылке. Следствием этого является разрушение предохранительных поясков уже во время укупорки бутылки.

Из описания изобретения по европейскому патенту EP-A-1 459941 известен завинчивающийся колпачок с предохранительным пояском, у которого предусмотрено наличие помимо заданного участка разрушения еще и компенсирующего отверстия. Такое компенсирующее отверстие предназначено для обеспечения эластичности предохранительного пояска в процессе укупорки.

Однако на практике выяснилось, что преимущественно на больших скоростях укупорки и/или при наличие большого сопротивления у упорных элементов компенсирующее отверстие приходится выполнять столь большим, что при открывании бутылки и предохранительный поясок может упруго раздаваться, вследствие чего упорный элемент в определенных случаях может быть поднят через дополнительный выступ на горлышке бутылки без повреждения предохранительного пояска.

Цель изобретения заключается в устранении недостатков известной конструкции, в частности в создании навинчивающего колпачка указанного выше типа, у которого предохранительный поясок может растягиваться во время укупорки бутылки, не сопровождаясь повреждением заданного участка разрушения, однако при первом отвинчивании расширения не происходит, при котором могла бы быть нарушена гарантийная функция. Эта цель, согласно изобретению, достигается относительно навинчивающегося колпачка за счет признаков, изложенных в формуле изобретения. При этом прежде всего возле заданного участка разрушения предохранительного пояска располагается компенсирующий участок, который при расширении достигает нижнего края предохранительного пояска. Этим достигается прежде всего то, что при навинчивании, когда предохранительный поясок раздается снизу, поскольку упорный элемент и буртик бутылки соприкасаются друг с другом, предохранительный поясок может последовательно раздаваться при относительно незначительном приложении усилия. Если, напротив, при первом открывании упорный элемент или упорные элементы соприкасаются с буртиком бутылки, то это вызывает появление усилия растяжения или раздачи, формирующегося на верхнем участке предохранительного пояска. Поскольку растяжимость, вызываемая компенсирующей зоной на верхнем участке, меньше, то гарантийная функция сохраняется. На участке расширения происходит во время такого расширения и гистерезиса растяжения упрочнение материала, что также положительно сказывается на гарантийной функции.

Повышение предела растяжения достигается при этом, например, за счет уменьшения толщины стенки, складывания в складки предохранительного пояска на участке компенсирующей зоны или за счет применения компенсирующих перемычек разной длины и/или толщины и, следовательно, переменного предела растяжения. Положительно зарекомендовали себя компенсирующие зоны, материал которых расширяется и становится тоньше в направлении к нижнему краю предохранительного пояска, которые частично захватывают и предохранительный поясок. В отношении технологии изготовления и укупорочных свойств положительно зарекомендовали себя компенсирующие зоны приблизительно треугольной формы, причем нижняя сторона треугольника совпадает с нижней стороной предохранительного пояска, а вершина треугольника ориентирована вверх в направлении к укупорочному колпачку.

Целесообразно, чтобы треугольник был приблизительно равнобедренным, а угол у вершины составлял 25 - 50^o, предпочтительно 35^o. Учитывая используемый синтетический материал, растяжимость компенсирующей зоны должна быть подобрана с таким расчетом, чтобы растяжимость компенсирующей зоны снова восстанавливалась после укупорки сосуда. Такая повышенная остаточная растяжимость может допускаться прежде всего в том случае, когда она проявляется только на участке экстремального натяга, т. е. на допустимом граничном участке "сосуд-наружный диаметр".

Компенсирующая зона должна простираться по меньшей мере до половины высоты предохранительного пояска с тем, чтобы обеспечивался переход от относительно большой величины растяжимости до "нулевой растяжимости" на достаточно большом участке.

Когда у предохранительного пояска появится расположенный по периметру участок, вдоль которого этот поясок прочно связан с нижним краем навинчиваемого колпачка, становится целесообразным расположить компенсирующую зону преимущественно в зоне не прочно соединенного участка возле заданного участка разрушения, особенно в направлении навинчивания позади заданного участка разрушения. Как только произойдет соединение предохранительного пояска по всему периметру с колпачком посредством заданных перемычек разрушения, становится особенно целесообразным предусмотреть по обе стороны от вертикального заданного участка разрушения наличие по меньшей мере одной компенсирующей зоны.

Ниже изобретение более подробно поясняется примерами его осуществления со ссылкой на чертежи. При этом изображено на: фиг. 1 - схематически навинчиваемый колпачок, с признаками согласно изобретению, после свинчивания с горлышка бутылки; фиг. 2 - модифицированный пример исполнения навинчиваемого колпачка в процессе укупорки; фиг. 3 - навинчиваемый колпачок по фиг. 2 после укупорки; фиг. 4 - модифицированный пример исполнения компенсирующей зоны на предохранительном пояске в увеличенном масштабе; фиг. 5 - предохранительный поясок аналогично фиг. 3 в увеличенном масштабе, вид сбоку; фиг. 6 - предохранительный поясок по фиг. 5, вид снизу; фиг. 7 - еще один модифицированный пример исполнения компенсирующей зоны на предохранительном пояске с вырезом, в увеличенном масштабе; фиг. 8 - предохранительный поясок по фиг. 7, вид снизу; фиг. 9 и 10 - вариант компенсирующей зоны, вид спереди и в разрезе.

На фиг. 1 показан навинчивающийся колпачок 1 из синтетического материала с внутренней резьбой 5, предназначенный для укупорки горла 2 сосуда с наружной резьбой 6. Подобные навинчивающиеся колпачки используются предпочтительно для укупорки бутылок с охладительными напитками, причем, как правило, стеклянных бутылок многоразового пользования со стандартным горлышком, но могут использоваться и для одноразовых стеклянных и пластмассовых бутылок. В противоположность одноразовым пластмассовым бутылкам важно при этом, чтобы предохранительный поясок 3 не располагался под буртиком 4 горлышка бутылки, поскольку в этом случае при очистке бутылки потребуются значительные дополнительные усилия. Кроме того, облегчается рециркулирование пластмассовых бутылок. Поэтому предохранительный поясок имеет в направлении к периметру приблизительно вертикальный заданный участок разрушения 11, который обеспечивает возможность удаления с горлышка бутылки предохранительного пояска, оставаясь предпочтительно связанным с навинчиваемым колпачком.

Предохранительный поясок 3 состоит из относительно прочно связанного с нижним краем колпачка, расположенного по периметру участка 9 и открываемого или не связанного прочно дополнительного участка 10. На внутренней стороне 7 предохранительного пояска, предпочтительно на дополнительном участке 10, расположен упорный элемент в форме буртика 8, который при первом завинчивании колпачка заскакивает под буртик 4 горлышка 2 сосуда и при первом отвинчивании обеспечивает необходимое усилие натяжения для обрыва предохранительного пояска.

Предохранительный поясок 3 посредством перемычек 20 связан с нижним краем 18 колпачка 1. Перемычки 20 разрушаются при первом открывании колпачка и образуют таким образом приблизительно горизонтальную линию заданного разрушения.

Вертикальный заданный участок разрушения 11 образуется верхней перемычкой 13 и нижней перемычкой 14, расположенной на нижнем крае 19 предохранительного пояска 3. Рядом с заданным участком разрушения 11 проходит от нижнего края 19 предохранительного пояска 3 вверх в направлении к навинчиваемому колпачку компенсирующая зона 12. Эта компенсирующая зона 12 выполнена приблизительно в виде треугольника, причем его нижняя сторона совпадает с верхним краем 19 предохранительного пояска 3. Вершина треугольника направлена вверх, в направлении к навинчиваемому колпачку 1.

На участке компенсирующей зоны стенка предохранительного пояска 3 выполнена с толщиной, составляющей приблизительно 1/3 толщины остальной части стенки. В результате возрастает растяжимость, не сопровождающаяся риском обрыва на участке компенсирующей зоны 12. Предохранительный поясок 3 на навинчиваемых колпачках, предназначенных для 28-миллиметровых средств укупорки для используемых в торговле бутылок, имеет общую высоту от около 5 до 7 мм. Компенсирующая зона 12 достигает, по меньшей мере, до половины высоты предохранительного пояска. В результате расположения компенсирующей зоны возле вертикального заданного участка разрушения 11 растяжимость на этом участке возрастает. Благодаря треугольной форме растяжимость на участке нижнего края 19 предохранительного пояска 3 оказывается наибольшей. Она снижается в направлении вверх в соответствии с клиновидной формой компенсирующей зоны по фиг. 1. Если в связи с этим при укупорке бутылки произойдет раздача нижнего края 19 предохранительного пояска 3, поскольку буртик 8 запрессовывается через буртик 4 на горлышке сосуда, то предохранительный поясок 3 способен растянуться в достаточной степени и предупредить тем самым обрыв перемычек 13 и 14 во время укупорки. Если однако навинчиваемый колпачок открывают в первый раз, тогда верхняя сторона буртика 8 набегает на нижнюю сторону буртика 4 горла бутылки. Следовательно, нагружение предохранительного пояска происходит сверху вниз, причем вследствие клиновидности компенсирующей зоны 12 на верхнем участке практически не происходит увеличения растяжимости. В соответствии с этим предохранительный поясок 3 не растягивается и происходит обрыв перемычек 20, а также перемычек 13 и 14, как это изображено на фиг. 1.

Согласно примеру выполнения, показанному на фиг. 1, компенсирующая зона 12 располагается на внутренней стороне предохранительного пояска. Она может быть предпочтительно расположена и на внешней стороне.

На фиг. 2 показан модифицированный пример осуществления изобретения, в котором перемычки 20 и, следовательно, горизонтальные линии заданного разрушения располагаются по всему периметру, т.е. под углом 360^o и навинчиваемому колпачку 1. Предохранительный поясок 3 по фиг. 2 и 3 вместо буртика 8 снабжен известным способом загибаемыми внутрь удлинителями 8a, выступающими в качестве упорных элементов и взаимодействующими с буртиком 4 горлышка 2 сосуда. Как показано на фиг. 2 и 3, по обеим сторонам от вертикальной линии 11 заданного разрушения предусмотрено по одной компенсирующей зоне 12. Если во время укупорки бутылки (фиг. 2) нижний край 19 предохранительного пояска окажется расширенным, то компенсирующие зоны 12 обеспечивают повышенную растяжимость предохранительного пояска 3, препятствуя тем самым разрушению перемычек 13 и 14. После полного завинчивания колпачка 1 выступы 8a прилегают к нижней стороне буртика 4. Если теперь открывать бутылку, то на первой линии вертикальное усилие воздействует на предохранительный поясок 3, в результате чего происходит обрыв перемычек 20, что указывает на первое открывание. Насколько далеко распространяет свое действие горизонтальная составляющая усилия, обеспечивающая радиальное растяжение предохранительного пояска 3, настолько проявляется такое расширение или удлинение над выступами 8, т. е. на верхнем крае предохранительного пояска 3 в зоне перемычек 20. В этой зоне компенсирующие зоны своего эффекта не имеют, вследствие чего гарантийная функция не испытывает вредного воздействия.

На фиг. 4 изображен модифицированный пример выполнения компенсирующей зоны 12. На участке компенсирующей зоны 12 предусмотрено на предохранительном пояске 3 наличие выемки 12a, имеющей приблизительно клиновую форму. Выемка 12a перекрывается выполненными литьем под давлением в виде единого целого горизонтальными перемычками 30, 31, 32 и 33. Перемычки 30 - 33 имеют разную толщину и длину, в результате чего при их нагружении они характеризуются разными показателями растяжения. При этом самая нижняя перемычка 30 является наиболее растяжимой, вследствие чего гарантируется защитная функция перемычки 13, 14, согласно фиг. 1, 3.

На фиг. 5 и 6 показана компенсирующая зона 12 с клиновидным утонением толщины предохранительного пояска 3, составляющим около 50% от толщины остального материала. Уменьшение толщины материала происходит под отверстием с углом около 30^o, причем нижняя сторона компенсирующего треугольника совмещается с нижним краем 19 предохранительного пояска 3.

На фиг. 7 и 8 приведен модифицированный пример выполнения, в котором вместо перемычек 13, 14 применена тонкая мембрана 34, образующая вертикальный заданный участок 11 разрушения. Возле вертикального заданного участка разрушения предусмотрена компенсирующая зона 12, имеющая гофрированные участки 12a стенки. Растяжимость компенсирующих зон 12 опять же наибольшая в зоне нижнего края предохранительного пояска 3. Если во время укупорки бутылки нижний край предохранительного пояска 19 испытает сильное напряжение растяжения, то компенсирующая зона 12 растягивается в виде гармоники, в результате чего снижается нагружение на мембрану 34.

Оптимальное расположение компенсирующей зоны 12 и ее конфигурация и высота определяются прежде всего выбором материала, требуемой растяжимостью, размерностью перемычек 13, 14 и 20. На практике легко отыскивается оптимальное расположение.

На фиг. 9 и 10 показан пример выполнения предохранительного пояска с модифицированной компенсирующей зоной 12. При этом на фиг. 10 схематически показано изображение в разрезе по линии А-А фиг. 9. В той части, в какой фиг. 9, 10 соответствуют примеру выполнения на фиг. 2, 3, одинаковые части обозначены одинаковыми позициями.

Как изображено, предусмотрено наличие двух компенсирующих зон 12, характеризующихся утонченными участками 35, выполненными клиновидно в направлении вниз по сечению. Если смотреть сверху, утонченные участки 35 имеют почти прямоугольную форму. Поскольку в зоне утонченных участков 35 стенка предохранительного пояска 3 становится тоньше в направлении вниз, а наиболее тонкое место располагается в зоне нижнего края 19, то растяжимость предохранительного пояска прогрессивно возрастает вниз, хотя компенсирующая зона, если смотреть спереди, имеет не клиновидную, а приблизительно прямоугольную форму.

Очевидно, что в соответствии с материалом и требованием к растяжимости степень снижения свойств материала и уменьшение его толщины могут выбираться таким образом, что может гарантироваться повышение растяжимости в процессе укупорки.

Разумеется, вариант согласно фиг. 9 и 10 может комбинироваться с вариантами на фиг. 1 - 8. Это могло бы, например, означать, что при клиновой форме компенсирующей зоны согласно фиг. 2 или 6 или при гофрированном выполнении компенсирующей зоны согласно фиг. 8, дополнительно предусматривается участок 33 с возрастающим вниз утончением, с тем, чтобы увеличить растяжимость компенсирующей зоны на данном участке.

Для упрощения изображения в примерах выполнения показан только один вертикальный заданный участок разрушения 11. Разумеется, изобретение применимо и для таких навинчивающихся колпачков, у которых имеются две или более вертикальных линий заданного разрушения. Перемычки 20 показаны на фиг. 2 и 3 одинаковыми жирными линиями. Разумеется, одна из перемычек может быть также выполнена толще, с тем, чтобы предохранительный поясок после разрушения остальных перемычек удерживался на навинчивающемся колпачке 1. Пока приходится предусматривать наличие нескольких участков предохранительного пояска, разделенных между собой вертикальными линиями 11 заданного разрушения, каждый из этих участков может иметь утолщенную перемычку для обеспечения постоянной связи с навинчивающимся колпачком, а также по меньшей мере одну компенсирующую зону, расположенную рядом с вертикальной линией заданного разрушения.

Формула изобретения

1. Навинчивающийся колпачок (1) для укупорки горлышка (2) сосуда, содержащий предохранительный поясок (3) из синтетического материала, расположенный на нижнем крае колпачка, выполненный за одно целое с последним и расположенный по периметру, предназначенный для охватывания снизу выступа (4) на горлышке сосуда при установленном колпачке и имеющий для этой цели на внутренней стороне (7) по меньшей мере один упорный элемент (8, 8а), который при первом навинчивании колпачка может смещаться через буртик (4), а при первом отвинчивании колпачка вызывает обрыв предохранительного пояска, при этом предохранительный поясок имеет по меньшей мере один вертикальный заданный участок разрушения (11), на котором происходит разрыв по всей его высоте, причем возле заданного участка разрушения (11) предусмотрено наличие по меньшей мере одной компенсирующей зоны (12) предохранительного пояска (3), на участке которой предохранительный поясок может растягиваться больше, чем на остальных участках периметра, отличающийся тем, что растяжимость компенсирующей зоны (12) возрастает в направлении к нижнему краю (19) предохранительного пояска (3) так, что растяжимость предохранительного пояска непрерывно возрастает в направлении к его нижнему краю.

2. Навинчивающийся колпачок по п.1, отличающийся тем, что компенсирующая зона (12) имеет форму участка утончения материала, расширяющегося в направлении завинчивания к нижнему краю (19) предохранительного пояска (3), и/или участка (35) возрастающего в направлении вниз утончения, который частично расположен по предохранительному пояску (3).

3. Навинчивающийся колпачок по п.1 или 2, отличающийся тем, что компенсирующая зона (12) выполнена в виде треугольника, вершина которого направлена к навинчивающемуся колпачку (1), а противоположная сторона которого совмещается с нижним краем (19) предохранительного пояска (3).

4. Навинчивающийся колпачок по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что компенсирующая зона (12) в направлении завинчивания расположена перед заданным участком разрушения.

5. Навинчивающийся колпачок по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что компенсирующая зона (12) расположена по обе стороны от вертикального заданного участка разрушения (11).

6. Навинчивающийся колпачок по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что предохранительный поясок имеет участок (9) периметра, вдоль которого он надежно связан с нижним краем (18) колпачка, а также дополнительный участок (10), вдоль которого он связан через разрушаемые перемычки (20) с нижним краем колпачка, причем на одном или на каждом из граничных участков между участками (9, 10) расположен заданный участок разрушения (11).

7. Навинчивающийся колпачок по п.6, отличающийся тем, что компенсирующая зона (12) расположена на участке (10) периметра.

8. Навинчивающийся колпачок по одному из пп.3 - 7, отличающийся тем, что угол у вершины треугольника составляет 20 - 50^o, предпочтительно 35^o.

9. Навинчивающийся колпачок по п.8, отличающийся тем, что растягиваемый участок компенсирующей зоны (12) проходит по меньшей мере до середины высоты предохранительного пояска (3).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10