Устройство закупоривания, емкость, оснащенная таким устройством, и способ изготовления устройства закупоривания
Устройство для закупоривания емкости, имеющей горлышко с резьбой, содержит пробку, выполненную с возможностью закупоривания горлышка, заглушку, выполненную с возможностью наклеивания или запаивания на кромке горлышка, уплотнительный диск, на котором закреплена заглушка и который выступает радиально наружу за пределы горлышка. Кроме того, устройство содержит кольцо с внутренней резьбой, выполненное с возможностью взаимодействия с наружной резьбой горлышка. Кольцо также содержит, по меньшей мере, один выступ, выполненный в направлении уплотнительного диска с возможностью воздействия на указанный диск толкающим усилием в направлении отделения указанного диска от указанного горлышка. Причем выступ выполнен в основном в осевом направлении, начиная от края кольца. Заявленное изобретение также относится к емкости и способу изготовления устройства для закупоривания. Предложенное изобретение исключает возможность повреждения диска, обеспечивает улучшение герметичности емкости и повышение надежности работы устройства закупоривания. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству закупоривания и к емкости, оснащенной таким устройством. Изобретение относится также к способу изготовления такого устройства и к способу закупоривания емкости при помощи такого устройства.
Используемую для расфасовки пищевых продуктов бутылку, выполненную путем экструзии или выдувания из пластмассы, оснащают отрывной заглушкой, соединяемой при помощи горячей пайки с кромкой горлышка бутылки. Данная операция отрывания является относительно сложной и может быть выполнена недостаточно тщательно, например, ребенком или пожилым человеком, пальцы которого утратили ловкость. Кроме того, эта операция вынуждает пользователя использовать корзину для мусора, чтобы выбросить заглушку или оставлять ее на столе.
Из патента СН-А-556 274 известно выполнение пробки, содержащей внутреннюю канавку, предназначенную для удержания на месте диска с алюминиевым листом. Для установки диска в пробку его необходимо временно деформировать. Вследствие этого обратная деформация диска в противоположном направлении может привести к его случайному отсоединению от пробки, в частности, в момент первого открывания бутылки. Кроме того, при установке диска в пробку возникает опасность повреждения его периферийного края, что отрицательно сказывается на требуемой от емкости герметичности. По этой причине такое устройство не может считаться надежным.
Это же замечание относится к устройствам, раскрытым в патентах US-A-5,346,082, US-A-4,473,169 и US-A-5,984,124.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков путем разработки нового устройства закупоривания, содержащего заглушку, соединяемую при помощи запаивания с горлышком вплоть до момента первого использования емкости, в котором для получения доступа к содержимому емкости нет необходимости отрывать заглушку и которое отличается высокой функциональной надежностью.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве закупоривания емкости, имеющей горлышко с резьбой, содержащем пробку, выполненную с возможностью закупоривания горлышка, заглушку, выполненную с возможностью наклеивания или запаивания на кромке этого горлышка, уплотнительный диск, на котором закреплена заглушка и который выступает радиально наружу за пределы горлышка, и кольцо, содержащее внутреннюю резьбу, выполненную с возможностью взаимодействия с наружной резьбой горлышка, при этом указанное кольцо содержит, по меньшей мере, один выступ, выполненный в направлении диска с возможностью воздействия на диск толкающим усилием в направлении отделения диска от горлышка, согласно изобретению указанный выступ выполнен в основном в осевом направлении, начиная от края кольца.
В соответствии с настоящим изобретением, благодаря наличию выступа, кольцо обеспечивает воздействие локальным и достаточным толкающим усилием для отделения диска от горлышка, что позволяет отделить от горлышка заглушку, которая остается жестко соединенной с диском. Благодаря этому исключается трудоемкая операция отрывания заглушки, которая была необходимой в известных технических решениях. В случае необходимости отсоединение заглушки от горлышка может сопровождаться звуковым сигналом типа "щелчка". Конкретное выполнение выступа в осевом направлении обеспечивает его эффективное воздействие на диск.
Объектом настоящего изобретения является также емкость, в частности бутылка, оснащенная описанным выше устройством. Такая емкость отличается более простым использованием по сравнению с известными емкостями, в частности, во время первого открывания.
Поставленная задача решается также тем, что в способе изготовления описанного выше устройства, согласно которому:
а) изготавливают кольцо, содержащее внутреннюю резьбу, выполненную с возможностью взаимодействия с наружной резьбой горлышка;
б) изготавливают уплотнительный диск,
согласно изобретению дополнительно:
в) выполняют рельефные насечки на наружной радиальной поверхности кольца;
г) выполняют на кольце, по меньшей мере, один выступ в основном в осевом направлении, начиная от края этого кольца;
д) изготавливают колпачок, выполняемый с возможностью охватывания горлышка и навинчиваемого на это горлышко кольца;
е) выполняют рельефные насечки на внутренней радиальной поверхности этого колпачка;
ж) устанавливают уплотнительный диск в колпачок;
з) устанавливают кольцо в колпачок при помощи взаимодействия рельефных насечек, выполненных соответственно на наружной радиальной поверхности кольца и на внутренней радиальной поверхности колпачка, при этом выступы направлены в сторону указанного диска и блокируют указанный диск в колпачке при помощи указанного кольца.
Предпочтительно этапы в) и г) осуществляют одновременно с этапом а), который является этапом формования литьем кольца.
Точно так же этап е) предпочтительно осуществляют одновременно с этапом д), который является этапом формования литьем колпачка.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения на этапах а)-е) размеры и положение кольца, колпачка, диска и выступа выбирают таким образом, чтобы выступ мог отделить диск от горлышка во время отвинчивания устройства относительно горлышка.
Наконец, объектом настоящего изобретения является также способ закупоривания емкости при помощи устройства, изготовленного описанным выше способом, в котором диск закрепляют на горлышке, например, при помощи термического запаивания заглушки, установленной на диске, после установки устройства на горлышке.
Настоящее изобретение и его преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания двух вариантов выполнения емкости и устройства закупоривания в соответствии с настоящим изобретением, приведенного исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей, в числе которых:
Фиг. 1 представляет аксонометрическое изображение с частичным разрезом горлышка бутылки, оснащенного устройством закупоривания в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2 - аксонометрическое изображение в разборе устройства закупоривания, показанного на фиг. 1.
Фиг. 3 - изображение в осевом полуразрезе горлышка бутылки, оснащенного устройством закупоривания, показанным на фиг. 1 и 2.
Фиг. 4 - изображение в осевом разрезе устройства закупоривания согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения, установленного на горлышке бутылки.
Фиг. 5 - изображение, аналогичное фиг. 1, устройства, показанного на фиг. 4, при этом горлышко показано также в частичном разрезе, а линией IV-IV обозначена плоскость сечения фиг. 4.
Показанная на фиг. 1 и 3 бутылка В содержит горлышко 101 с внутренней резьбой 111 и частью 112, наружная поверхность которой предназначена для установки на ней в опорном положении заглушки 122, выполненной из содержащего алюминий материала и являющейся частью устройства закупоривания 102. Эту заглушку практически всей ее поверхностью наклеивают на диск 121, периферийный край 321 которого радиально выходит за пределы наружной радиальной поверхности 115 горлышка 101, при этом величина диаметра D121 диска 121 превышает величину диаметра D115 поверхности 115.
Кольцо 124 выполнено с возможностью навинчивания на горлышко 101 и содержит для этого внутреннюю резьбу 341, выполненную с возможностью взаимодействия с резьбой 111. Это кольцо содержит три выступа 344, 344' и 344", выполненные, начиная от его края 345, наиболее близкого к диску 121, в основном в одном из направлений, параллельных центральной оси X-X' горлышка 101. Выступ 344 определяется поверхностью 344а, в основном параллельной оси X-X', и наклонной поверхностью 344b, образующей наклонную площадку, роль которой будет подробнее пояснена ниже. Другие выступы имеют практически такую же форму. Выступы равномерно распределены по кромке 345.
Из пластмассы выполняют моноблочный колпачок 125 для установки на горлышко 101 с возможностью охватывания кольца 124. Дно 351 этого колпачка параллельно диску 121 и продолжено юбкой 352, охватывающей кольцо 124. Диск 121 практически находится вблизи внутренней поверхности 353 дна 351, при этом два кольцевых ребра жесткости 351а и 351b обеспечивают воздействие на диск 321 локальным усилием F2, прижимающим заглушку 122 к кромке 113 горлышка 101.
Кроме того, юбка содержит ряд зубцов 354, выполненных на внутренней радиальной поверхности 355, причем форму и положение этих зубцов выбирают таким образом, чтобы они могли взаимодействовать путем зацепления с зубцами 346, выполненными на наружной радиальной поверхности 347 кольца 124. Таким образом, элементы 124 и 125 остаются жестко соединенными друг с другом при вращении вокруг оси Х-Х'.
Юбка 125 содержит также выступ 356, заходящий в кольцевой паз 348, выполненный на поверхности 347, таким образом, чтобы элементы 124 и 125 оставались жестко соединенными друг с другом и при поступательном движении параллельно оси Х-Х'.
Часть 349 кольца 324, соединенная с его главной частью через разрывную зону 349а, образует предохранительное кольцо, причем часть 349 блокируется на горлышке 101 окружным пояском 116.
Заглушка 122 остается наклеенной на кромку 112 вплоть до момента первого использования бутылки В.
Когда к колпачку 125 прикладывают отвинчивающее усилие, то в силу взаимодействия зубцов 346 и 354 колпачок увлекает за собой кольцо 124. В результате этого выступы 344, 344' и 344" перемещаются в направлении края 321 диска 121, после чего действуют на этот край толкающим усилием F3, достаточным для того, чтобы отделить заглушку 122 от поверхности 114, поскольку соединение между элементами 121 и 122 является постоянным. Наклонность поверхности 344b и эквивалентных поверхностей обеспечивает постепенное нарастание усилия F3 по мере вращения кольца 124.
Толкающее или отрывающее усилие F3 концентрируется вблизи края 321 диска 121, что способствует повышению его эффективности.
При этом диск 121 сохраняет плоскую конфигурацию, независимо от усилия затягивания кольца 124 на горлышке 101.
В частности, диск 121 с заглушкой 122 может быть установлен в дне 311 колпачка 125 без деформации, так как его установку можно осуществлять до установки кольца 124 в колпачок 125.
Когда на диск действует локальное усилие F3 выступов 344, 344' и 344", он может прогибаться в течение некоторой переходной фазы отрыва заглушки 122 относительно горлышка 101. Для этого пространство для размещения края 321 между кольцом 124 и колпачком 125 должно быть достаточно большим, а выполнение узла 124-125 из двух деталей обеспечивает возможность образования такого пространства во время соответствующих операций формования литьем этих деталей, чего практически невозможно добиться, когда такой узел формуют в ходе одной операции. Кроме того, эти детали 124 и 125 могут быть выполнены из материала разного цвета, что позволяет пользователю сразу же распознать тип устройства закупоривания, с которым ему придется иметь дело.
Если требуется повторно закрыть бутылку В, достаточно снова завинтить кольцо 124, при этом диск 121 прижимается к части 112 горлышка 101 путем новой передачи усилия F2 между ребрами жесткости 351а и 351b и диском 121.
Устройство 2 является таким же простым в использовании, как и классическая пробка, не содержащая заглушки, но при этом оно обеспечивает абсолютно герметичное закрытие оснащенной таким устройством емкости, если его не снимали с емкости, по меньшей мере, однократно.
Изготовление устройства закупоривания 102 осуществляют формованием литьем кольца 124, с одной стороны, и колпачка 125, с другой стороны, имеющих геометрические формы, показанные на фиг. 2. Во время этих операций формования литьем выполняют выступы 344, 344' и 344" и зубцы 346 кольца 124, а также зубцы 354 колпачка 125.
Кроме того, путем формования литьем выполняют уплотнительный диск 121 и заглушку 122 наклеивают на этот диск.
После этого уплотнительный диск устанавливают в колпачок таким образом, чтобы диск 121 находился в непосредственной близости от внутренней поверхности 353 дна 351 в опорном положении на ребрах жесткости 351а и 351b. Диск устанавливают в таком положении, при котором заглушка 122 располагается на стороне диска 121, противоположной дну 351.
После этого кольцо 124 устанавливают в колпачок 125, вводя в зацепление зубцы 346 и 354 и направляя выступы 344, 344' и 344" в сторону диска, что приводит к блокированию диска и заглушки между дном 351 и выступами 344, 344' и 344".
Необходимо отметить, что изготовление устройства 102 не приводит к деформации диска 121 при его установке на место в отличие от способов изготовления устройств, известных, например, из СН-А-556 274.
Во втором варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фиг. 5 и 6, элементы, аналогичные элементам по первому варианту осуществления, обозначены теми же позициями.
Бутылка В согласно данному варианту осуществления содержит горлышко 101, содержащее наружную резьбу 111, на которую навинчивается кольцо 124, содержащее резьбу 341.
Это кольцо содержит несколько выступов, из которых только один виден на фиг. 4 и 5 и обозначен позицией 344 и которые выполнены в основном в направлении, параллельном центральной оси Х-Х' горлышка, кольца и взаимодействующего с ними колпачка 125.
Геометрическая форма кольца 124 несколько отличается от геометрической формы кольца согласно первому варианту осуществления, но принцип его работы остается тем же.
В частности, кольцо содержит зубцы 346, выполненные с возможностью взаимодействия с внутренними зубцами 354 юбки 352 колпачка 125 таким образом, чтобы при вращении вокруг оси Х-Х' эти зубцы перемещались вместе с колпачком, что приводит к перемещению кольца 124 в сторону, противоположную дну бутылки В, при этом выступы 344 и их аналоги приходят в положение упора в периферийный край 321 диска 121 и способствуют его отделению от наклонной части 112 горлышка 101.
Как и в предыдущем случае, диск 121 может быть установлен напротив дна 351 колпачка 125 до установки в этот колпачок кольца 124.
Кольцо 124 содержит наружный радиальный поясок 348, выполненный с возможностью взаимодействия с внутренним заплечиком 358 юбки 352, что обеспечивает эффективное позиционирование указанных элементов 124 и 125 относительно друг друга. Следует отметить, что, когда бутылка В остается закрытой, выступ 344 отделен от диска 121 некоторым расстоянием d, большим нулевого, что позволяет избежать локальной деформации края 321 выступами 344 и их аналогами.
Сборку устройства 102 в этом варианте осуществления настоящего изобретения осуществляют при помощи способа, аналогичного способу, раскрытому в связи с описанием первого варианта.
Независимо от рассматриваемого варианта осуществления способ установки диска 121 в колпачок 125 позволяет избежать опасности повреждения диска, которое привело бы к нарушению герметичности закупоривания. Это имеет тем большее значение в случае, когда необходимо соблюдать асептичность закупоривания.
Настоящее изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления, в которые могут быть внесены изменения. В частности, отличительные технические признаки двух представленных вариантов выполнения могут комбинироваться.
1. Устройство закупоривания емкости, имеющей горлышко с резьбой, содержащее
пробку (125), выполненную с возможностью закупоривания горлышка (101),
заглушку (122), выполненную с возможностью наклеивания или запаивания на кромке горлышка (101),
уплотнительный диск (121), на котором закреплена заглушка (122) и который выступает радиально (D121/D115) наружу за пределы горлышка (101), и
кольцо (124), содержащее внутреннюю резьбу (341), выполненную с возможностью взаимодействия с наружной резьбой (111) указанного горлышка, при этом кольцо (124) содержит, по меньшей мере, один выступ (344, 344', 344''), выполненный в направлении уплотнительного диска (121) с возможностью воздействия на указанный диск толкающим усилием (F3) в направлении отделения указанного диска от указанного горлышка,
отличающееся тем, что выступ (344, 344', 344'') выполнен в основном в осевом направлении (Х-Х'), начиная от края (345) кольца (124).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пробка (125) выполнена с возможностью охватывания горлышка (101), при этом уплотнительный диск (121) расположен вблизи внутренней стороны (353) дна (351) указанного колпачка и удерживается на месте кольцом (124), жестко соединенным относительно вращательного движения с кольцевой юбкой (352) указанного колпачка.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что кольцо (124) на своей наружной радиальной поверхности (347) содержит рельефные насечки (345), выполненные с возможностью зацепления с рельефными насечками (354) соответствующей формы, выполненными на внутренней радиальной поверхности (355) юбки (352).
4. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что выступ (344, 344', 344'') образует наклонную площадку (344b), обеспечивающую постепенное нарастание усилия (F3) в зависимости от вращения указанного кольца.
5. Емкость для жидкости, в частности бутылка В из пластмассы, оснащенная устройством закупоривания (102) по одному из предыдущих пунктов.
6. Способ изготовления устройства закупоривания емкости, содержащей резьбовое горлышко, согласно которому:
а) изготавливают кольцо (124), содержащее внутреннюю резьбу (341), выполненную с возможностью взаимодействия с наружной резьбой (111) горлышка (101);
б) изготавливают уплотнительный диск (121);
отличающийся тем, что дополнительно:
в) выполняют рельефные насечки (346) на наружной радиальной поверхности (347) указанного кольца;
г) выполняют на указанном кольце, по меньшей мере, один выступ (344, 344', 344'') в основном в осевом направлении (Х-Х'), начиная от края (345) указанного кольца;
д) изготавливают колпачок (125), выполненный с возможностью охватывания указанного горлышка (101) и навинчиваемый на горлышко кольца (124);
е) выполняют рельефные насечки (354) на внутренней радиальной поверхности (355) указанного колпачка;
ж) устанавливают уплотнительный диск (121) в указанный колпачок;
з) устанавливают кольцо (124) в колпачок (125) при помощи взаимодействия рельефных насечек (346, 354), выполненных соответственно на наружной радиальной поверхности (347) кольца и на внутренней радиальной поверхности (355) колпачка, при этом выступы (344, 344', 344'') направлены в сторону указанного диска и блокируют указанный уплотнительный диск в указанном колпачке при помощи указанного кольца.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что этапы в) и г) осуществляют одновременно с этапом а), который является этапом формования литьем кольца (124).
8. Способ по одному из п.6 или 7, отличающийся тем, что этап е) осуществляют одновременно с этапом д), который является этапом формования литьем колпачка (125).
9. Способ по одному из п.6 или 7, отличающийся тем, что на этапах а)-е) размеры и положение кольца (124), колпачка (125), уплотнительного диска (121) и выступа (344, 344', 344'') выбирают таким образом, чтобы указанный выступ мог воздействовать усилием (F3), отделяющим указанный диск от указанного горлышка, во время отвинчивания указанного устройства (102) относительно указанного горлышка (101).
10. Способ закупоривания емкости при помощи устройства, изготовленного в соответствии со способом по одному из пп.6-9, отличающийся тем, что закрепляют уплотнительный диск (121) на горлышке (101) после установки устройства (102) на горлышке, в частности, путем термического запаивания на горлышке заглушки (122), на уплотнительном диске (121).
