Укупорочное устройство для емкости из ламинированной бумаги или ламинированного картона
Укупорочное устройство из пластмассы состоит из емкости с цилиндрическим сливным горлышком и винтового колпачка. Кроме того, укупорочное устройство содержит цилиндрический пробойник, открытый с обеих сторон в осевом направлении и выполненный в виде кольца с наружной резьбой и обращенным к емкости режущим элементом. При этом цилиндрический пробойник установлен с возможностью перемещения вниз посредством предусмотренных в винтовом колпачке средств отвинчивания колпачка. Причем в направлении резания позади режущей части режущего элемента и в направлении врезания позади передней вершины режущего элемента расположен прокалывающий зубец, который в том случае, когда слой полимерной пленки остается не прорезанным режущим элементом, прорывает этот слой полимерной пленки. Предложенное изобретение обеспечивает создание укупорочного средства, которое гарантированно обеспечивает прорезание отверстия для выливания содержимого. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к укупорочному устройству из пластмассы, располагаемому над прорываемом местом закрытой емкости, выполненной из ламинированной бумаги или ламинированного картона по меньшей мере с одним слоем полимерной пленки, согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Подобные укупорочные устройства состоят из соединенной или соединяемой с емкостью имеющей форму горловины бочки нижней части с цилиндрическим сливным горлышком, из навинчиваемого на нижнюю часть винтового колпачка и из открытого с обеих сторон в осевом направлении и выполненного в виде кольца с наружной резьбой и по меньшей мере одним обращенным к емкости режущим элементом цилиндрического пробойника, который установлен в нижней части с возможностью перемещения в ней вниз по типу винта предусмотренными в винтовом колпачке средствами при первом отвинчивании этого винтового колпачка.
Такие укупорочные устройства приваривают или приклеивают к емкостям из ламинированной бумаги или ламинированного картона. Представляющие при этом интерес емкости из ламинированной бумаги имеют в основном кубическую основную форму и используются прежде всего для упаковки в них жидких продуктов, главным образом жидких пищевых продуктов. Слои подобной ламинированной бумаги или подобного ламинированного картона расположены в следующей последовательности, считая от обращенной к упаковываемому в изготовленную из такого материала емкость продукту стороны:
1) слой полиэтиленовой пленки,
2) слой картона (или бумаги),
3) слой полиэтиленовой пленки,
4) слой алюминиевой фольги,
5) слой полиэтиленовой пленки.
В имеющем такую многослойную структуру материале, который обычно называют ламинированной бумагой и из которого изготавливают те емкости, которые снабжают укупорочным устройством представляющего в данном случае интерес типа, предусматривают заданное место вскрытия емкости. Это заданное место вскрытия емкости представляет собой предварительно выполненный просечкой по контуру сливного отверстия надрез, при выполнении которого обычно насквозь прорезаются три верхних слоя многослойного материала, а два его нижних слоя из алюминия и полиэтилена остаются неповрежденными. При отвинчивании винтового колпачка цилиндрический пробойник пластмассового укупорочного устройства прорезает или прорывает ламинированную бумагу точно в месте этого предварительно выполненного просечкой по контуру сливного отверстия надреза.
При установке укупорочного устройства на емкость расположить цилиндрическое сливное горлышко его нижней части точно над предварительно выполненным просечкой по контуру сливного отверстия надрезом в положении, в котором режущий элемент пробойника оказывается точно совмещен с линией предварительно выполненного просечкой надреза, обычно нереально. Фактически же вполне достаточно, чтобы режущий элемент цилиндрического пробойника пересек при его вывинчивании вниз из нижней части укупорочного устройства этот предварительно выполненный просечкой надрез, после чего режущий элемент обычно остается в нем. Обычно вершина режущего элемента прокалывает при этом слой полиэтиленовой пленки и затем без проблем прорезает ее. Однако в некоторых случаях прорвать таким путем полиэтиленовую пленку и вскрыть емкость неожиданно не удается. Вероятно, это обусловлено вязкостью, эластичностью и растяжимостью полиэтиленовой пленки, однако объяснить подобное явление только этими факторами нельзя. Соответственно для выявления причин возникновения такой проблемы следует рассмотреть некоторые приведенные ниже теоретические аспекты.
Предполагается, что указанная проблема обусловлена, с одной стороны, часто недостаточной глубиной предварительной просечки надрезов, при выполнении которых, следовательно, прорезается только наружный полиэтиленовый слой, тогда как сравнительно толстый картонный слой прорезается лишь недостаточно, а средний полиэтиленовый слой при его наличии, вероятно, вообще остается неповрежденным. Вследствие этого режущий элемент сначала проникает своей вершиной в волокнистый картонный или бумажный слой, содержащиеся в котором волокна частично скапливаются на вершине режущего элемента, а частично - на его режущей кромке и тем самым существенно снижают их перфорирующе-режущую способность, т.е. "притупляют" режущий элемент. В результате нижние полиэтиленовые слои не прорезаются, а все более и более растягиваются и вытягиваются "притупленным" режущим элементом и практически лишь проскальзывают по его закрытой волокнами режущей кромке. Как следствие, ламинированная бумага снова и снова остается прорезанной не полностью, а в некоторых случаях даже практически не прорезается насквозь, из-за чего потребитель вообще не сможет опорожнить емкость, либо при опорожнении емкости ее содержимое будет вытекать тонкой и неровной, отклоняющейся вбок струей и соответственно частично прольется.
Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача усовершенствовать укупорочное устройство указанного в начале описания типа в том отношении, чтобы при пользовании им практически полностью исключалось возникновение описанной выше проблемы.
Указанная задача решается с помощью укупорочного устройства с отличительными признаками, представленными в п.1 формулы изобретения.
Настоящее изобретение основано на том факте, что растянутая и вытянутая полимерная пленка в натянутом состоянии гораздо легче поддается прокалыванию и прорезанию, чем ненатянутая пленка. Поэтому полимерная пленка, когда она изначально не прокалывается и не прорезается по меньшей мере одним режущим элементом предлагаемого в изобретении укупорочного устройства, растягивается и вытягивается режущим элементом и уже в натянутом состоянии входит к контакт с расположенным в направлении резания позади его режущей кромки и аксиально выступающим из цилиндрического пробойника на меньшую по сравнению с ней величину по меньшей мере одним перфорирующим зубцом, которым она прорывается с исключительно высокой степенью надежности. После подобного разрыва полимерной пленки дальнейший процесс ее разрезания продолжается обычным образом.
Другие предпочтительные варианты выполнения предлагаемого в изобретении укупорочного устройства представлены в зависимых пунктах формулы изобретения, а их особенности и лежащий в их основе принцип действия более подробно рассмотрены ниже со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - первый вариант выполнения укупорочного устройства, изображенного в вертикальном продольном разрезе в установленном на емкость состоянии перед первым его применением,
на фиг.2 - укупорочное устройство, также изображенное в вертикальном разрезе в готовом к использованию состоянии при отвинченном винтовом колпачке,
на фиг.3 - второй вариант выполнения укупорочного устройства, изображенного в виде сбоку в еще не установленном на емкость состоянии,
на фиг.4 - развертка пробойника, выполненного по первому предпочтительному варианту, и
на фиг.5 - аналогичная развертка пробойника, выполненного по второму предпочтительному варианту.
Следует отметить, что фиг.1-3 служат лишь для пояснения двух возможных вариантов выполнения укупорочного устройства, в котором может использоваться предлагаемое в изобретении решение, тогда как собственно его основные особенности представлены преимущественно на фиг.4 и 5.
На обеих фиг.1 и 3 целиком изображены представляющие согласно изобретению интерес укупорочные устройства, при этом на фиг.1 укупорочное устройство показано в сборе в установленном на емкость состоянии перед первым его применением, а на фиг.3 лишь по отдельности показаны три основные части укупорочного устройства перед их установкой на емкость. На фиг.2 показанное на фиг.1 укупорочное устройство изображено в готовом к использованию состоянии при полностью снятом винтовом колпачке и при находящемся в своем самом нижнем положении пробойнике.
Предлагаемое в изобретении укупорочное устройство имеет три основные части, которыми, в частности, являются имеющая форму горловины бочки нижняя часть 2, установленный в ней с возможностью перемещения вниз по типу винта пробойник 3 и винтовой колпачок 4, который выполняет двойную функцию, а именно: закрывает имеющую форму горловины бочки нижнюю часть 2 и при его отвинчивании при первом вскрытии емкости приводит пробойник 3 во вращение, при котором он одновременно перемещается вниз.
Собственно емкость показана на чертежах лишь частично и обозначена позицией В. Такая емкость выполнена, как указано выше, из так называемой ламинированной бумаги и имеет предварительно намеченный просечкой по контуру сливного отверстия надрез V. Такой предварительно выполненный просечкой по контуру сливного отверстия надрез V в оптимальном случае должен занимать такое положение, в котором он при помещении на емкость имеющей форму горловины бочки нижней части располагается точно под ее отверстием концентрично ему. Одновременно с этим при предварительной просечке надреза V ламинированная бумага в оптимальном случае должна прорезаться на такую глубину, при которой неповрежденными остаются только два ее внутренних слоя из алюминиевой фольги и полиэтиленовой пленки. К этой емкости В из многослойной ламинированной бумаги приваривается или приклеивается укупорочное устройство. Для этого на его имеющей форму горловины бочки нижней части 2 предусмотрен фланец 21, сформованный по нижнему краю цилиндрического сливного горлышка 20. Сливное горлышко 20 имеет внутреннюю резьбу 22, наружную резьбу 23 и несколько сформованных под ней удерживающих упоров 24. По упомянутой внутренней резьбе 22 при своем вращении перемещается пробойник 3, который выполнен в виде цилиндрического кольца 31 с наружной резьбой 32 сбоку и режущим элементом 33 и отклоняющим элементом 34 снизу. Подобный пробойник 3, как указывалось выше, приводится в действие винтовым колпачком 4 при его отвинчивании. Для этого винтовой колпачок 4 имеет предусмотренный под его дном 40 поводок 44, который с геометрическим замыканием зацепляется за внутреннюю стенку пробойника 3. Когда пробойник 3 после первого вскрытия емкости, соответственно после первого отвинчивания винтового колпачка оказывается в своем показанном на фиг.2 нижнем положении, поводок автоматически выходит из зацепления с внутренней стенкой пробойника и при последующем закрывании укупорочного устройства винтовым колпачком более не взаимодействует с пробойником 3. Винтовой колпачок 4 имеет далее предохранительное отрывное кольцо 45, по состоянию которого можно судить, вскрывалась ли упаковка или нет, и которое соединено с боковой наружной стенкой 41 винтового колпачка 4 образующими места запрограммированного разрыва перемычками 46. До первого отвинчивания винтового колпачка и соответственно до первого вскрытия емкости в промежутки между этими образующими места запрограммированного разрыва перемычками 46 входят упомянутые выше удерживающие упоры 24, которые тем самым исключают возможность отвинчивания винтового колпачка 4 без отделения от него предохранительного отрывного кольца 4.
Пробойник 3, как указывалось выше, выполнен в виде цилиндрического кольца 31, на нижнем продолжении которого сформован один или несколько режущих элементов 33. Дополнительно на этом кольце 31 может иметься отклоняющий элемент 34, наличие которого не является строго обязательным. Оба показанных на фиг.1 и 3 укупорочных устройства 1 различаются между собой именно наличием или отсутствием такого отклоняющего элемента. Однако у обоих укупорочных устройств каждый режущий элемент 33 имеет переднюю вершину 36 и режущую кромку 37, которая непосредственно начинается от передней вершины 36 и проходит перпендикулярно или наклонно к нижней кромке цилиндрического кольца.
На фиг.4 в увеличенном масштабе показана развертка выполненного в соответствии с изобретением пробойника 3, используемого в изображенном на фиг.3 укупорочном устройстве 1. На нижней кромке кольца 31, которое на этом чертеже показано в своей развернутой на плоскость форме, сформован режущий элемент 33. Цилиндрическое кольцо 31 имеет наружную резьбу 32. В рассматриваемом варианте режущий элемент 33 выполнен в основном в форме зуба пилы. Направлениями, в которых при первом отвинчивании винтового колпачка перемещается пробойник, являются, во-первых, обозначенное стрелкой S направление резания и, во-вторых, обозначенное стрелкой Е направление врезания. Режущий элемент 33 имеет переднюю в направлении резания вершину 36, которая равным образом является передней и в направлении Е врезания. Эта передняя вершина режущего элемента одновременно является и самой нижней точкой кольца 31, т.е. той точкой, которая при вскрытии емкости В первой соприкасается с алюминиевой фольгой, которой ламинирована бумага. К этой передней вершине 36 примыкает режущая кромка 37. В показанном на фиг.4 варианте эта режущая кромка 37 отходит от передней вершины 36 в сторону нижней кромки цилиндрического кольца 31 точно под прямым углом к ней. В направлении S резания позади передней вершины 36 предусмотрена проходящая наклонно в сторону нижней кромки кольца 31 нисходящая задняя кромка 35. На этой нисходящей задней кромке 35 согласно изобретению сформован прокалывающий зубец 38. Если исходить из того, что по указанным в начале описания причинам слой полиэтиленовой пленки остается не проколот передней вершиной 36 и, следовательно, не взрезан также режущей кромкой 37, то один или несколько слоев полимерной пленки ламинированной бумаги начинают, пока они остаются не прорезанными насквозь, растягиваться режущим элементом 33 и натягиваться на него, при этом пленка, с одной стороны, "облегает" режущий элемент 33, а с другой стороны, утягивается им к еще не прорезанному участку материала емкости В. При этом в такую натянутую режущим элементом полимерную пленку рано или поздно упрется вершина прокалывающего зубца 38. Такая растянутая и вытянутая пленка в подобном своем натянутом состоянии аналогично надутому воздушному шарику уже гораздо легче поддается прорезанию прокалывающим зубцом. Важное значение имеет при этом то, что вершина прокалывающего зубца 38 удалена в направлении врезания на меньшее расстояние от нижней кромки кольца 31, чем передняя вершина 36 режущего элемента. По высоте, т.е. в направлении врезания, вершина прокалывающего зубца 38 в рассматриваемом варианте располагается на уровне передней половины высоты режущего элемента, отсчитываемой от его вершины в сторону цилиндрического кольца. Хотя выполнение прокалывающего зубца подобной высоты и не является строго обязательным условием, тем не менее с уменьшением расстояния от вершины прокалывающего зубца до цилиндрического кольца 31 надежность работы пробойника снижается.
В показанном на фиг.5 варианте на цилиндрическом кольце 31, форму которого имеет пробойник 3, сформовано два режущих элемента 33. В направлении S резания оба этих режущих элемента 33 расположены перед отклоняющим элементом 34. Необходимо отметить, что хотя в показанном на фиг.4 варианте никакой отдельный отклоняющий элемент 34 не предусмотрен, его функцию вполне может выполнять нисходящая задняя кромка 35 при условии придания ей соответствующей формы. Так, в частности, в показанном на фиг.4 варианте отклоняющий элемент 34 может быть образован утолщением боковой стенки режущего элемента в зоне задней кромки со стороны ее нижнего окончания. Однако использование отдельного отклоняющего элемента, аналогичного показанному на фиг.5, позволяет однозначно повысить надежность работы пробойника. В направлении резания позади обоих режущих элементов 33 расположен в прокалывающий зубец 38. В принципе такой прокалывающий зубец может быть сформован и на нисходящей задней кромке 35 заднего в направлении резания режущего элемента 33. Однако в этом случае прокалывающий зубец должен в направлении врезания выступать от нижней кромки кольца 31 на большее расстояние, чем расстояние, на которое от нижней кромки кольца в направлении Е врезания удалена наивысшая точка последующего отклоняющего элемента 34. В показанном же на чертеже варианте прокалывающий зубец сформован на отклоняющем элементе 34 и образует в данном случае его наивысшую в направлении Е врезания точку. Прокалывающий зубец 38 и в этом варианте сформован на выступе 39 отклоняющего элемента 34.
Из описания обоих рассмотренных выше вариантов следует, что цилиндрический пробойник может иметь либо один режущий элемент, либо несколько режущих элементов. Очевидно, что пробойник в принципе может иметь и более одного прокалывающего зубца, например два прокалывающих зубца. В показанном на фиг.4 варианте оба прокалывающих зубца 38 располагались бы в зоне нисходящей задней кромки 35, но на двух различных уровнях. В некоторых случаях может также оказаться целесообразным располагать два таких прокалывающих зубца сравнительно близко друг к другу.
В показанном на фиг.5 варианте также может быть предусмотрено несколько прокалывающих зубцов 38, которые могут располагаться, например, и на нисходящей задней кромке 35, и на отклоняющем элементе 34. При выполнении пробойника с более чем одним режущим элементом 33 их так называемые вершины 36 целесообразно, как было установлено, располагать на по меньшей мере приблизительно одинаковом удалении от ближайшей к ним, в данном случае нижней, кромки кольца 31. Вершинами режущих элементов при этом задается обозначенный штрихпунктирной линией уровень N, между которым и нижней кромкой кольца 31 должен находиться прокалывающий зубец 38 или должны находиться прокалывающие зубцы 38.
1. Укупорочное устройство (1) из пластмассы, располагаемое над прорываемом местом закрытой емкости (В), выполненной из ламинированной бумаги или ламинированного картона по меньшей мере с одним слоем полимерной пленки, и состоящее из соединенной или соединяемой с емкостью имеющей форму горловины бочки нижней части (2) с цилиндрическим сливным горлышком (20), из навинчиваемого на нижнюю часть (2) винтового колпачка (4) и из открытого с обеих сторон в осевом направлении и выполненного в виде кольца (31) с наружной резьбой (32) и по меньшей мере одним обращенным к емкости режущим элементом (33) цилиндрического пробойника (3), который установлен в нижней части (2) с возможностью перемещения в ней вниз по типу винта предусмотренными в винтовом колпачке (4) средствами (44) при первом отвинчивании этого винтового колпачка, отличающееся тем, что в направлении (S) резания позади режущей части режущего элемента (33) и в направлении (Е) врезания позади передней вершины (36) режущего элемента (33) расположен по меньшей мере один прокалывающий зубец (38), который в том случае, когда по меньшей мере один слой полимерной пленки остается не прорезанным режущим элементом, прорывает этот растянутый и вытянутый им слой полимерной пленки.
2. Укупорочное устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрический пробойник (3) имеет только один режущий элемент (33), а по меньшей мере один прокалывающий зубец (38) расположен на его находящейся в направлении резания позади передней вершины (36) нисходящей в сторону кольца задней кромке (35).
3. Укупорочное устройство по п.2, отличающееся тем, что по меньшей мере один прокалывающий зубец (38) расположен на выступе (39) на нисходящей задней кромке (35).
4. Укупорочное устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрический пробойник (3) имеет несколько режущих элементов (33), по меньшей мере один из которых имеет по меньшей мере один прокалывающий зубец (38) на находящейся в направлении резания позади передней вершины (36) нисходящей в сторону кольца задней кромке (35).
5. Укупорочное устройство по п.4, отличающееся тем, что у по меньшей мере двух режущих элементов их соответствующие передние вершины (36) удалены от ближайшей к ним кромки кольца (31) на по меньшей мере приблизительно одинаковое расстояние (N).
6. Укупорочное устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрический пробойник (3) имеет расположенный в направлении резания позади по меньшей мере одного режущего элемента (33) отклоняющий элемент (34).
7. Укупорочное устройство по п.1, отличающееся тем, что отклоняющий элемент (34) скомбинирован с режущим элементом (33) путем придания соответствующей формы его нисходящей задней кромке (35).
8. Укупорочное устройство по п.7, отличающееся тем, что по меньшей мере один прокалывающий зубец (38) расположен на отклоняющем элементе (34).
9. Укупорочное устройство по п.5, отличающееся тем, что в направлении резания позади по меньшей мере двух режущих элементов (33) предусмотрен отдельный, сформованный на кольце отклоняющий элемент (34), который в своей наиболее удаленной от ближайшей к нему кромки кольца (31) точке имеет прокалывающий зубец (38).
10. Укупорочное устройство по одному из пп.6-9, отличающееся тем, что высота отклоняющего элемента (34) в направлении (Е) врезания меньше высоты всех режущих элементов (33).
