CN101356095A - 利用半成品制造的可封闭的开启装置及其装配方法 - Google Patents

利用半成品制造的可封闭的开启装置及其装配方法 Download PDF

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Abstract

一种利用半成品制造的可封闭的开启装置(1)包括：带有凸缘(21)、内螺纹(23)和外螺纹(22)的注入嘴(2)以及切割部件(3)。该切割部件(3)具有：上边缘(32)以及下边缘(33)，下边缘形成有齿(35)。螺帽(4)，带有制动片(46)，制动片(46)作用于切割部件的制动片(39)上。为使装配更加容易，将切割部件(3)和注入嘴(2)制成为一体式半成品(5)，其中，通过多个弱桥结构(34)将切割部件(3)连接到下边缘(35)上，以使切割部件的下边缘(33)与注入嘴的上边缘位于一个平面上，并将多个齿(35)保护在注入嘴内。这种结构设计使上述装置的装配变得非常容易，并降低了废品率。

Description

利用半成品制造的可封闭的开启装置及其装配方法
技术领域
本发明涉及一种用于密封的包装物的可封闭的开启装置(openingdevice)，该密封包装物中包含可流动的介质，其中该装置包括：带有凸缘(flange)的注入嘴(pouring nozzle)，该注入嘴设置有内螺纹和外螺纹；以及筒形切割部件(cutting element)。该筒形切割部件设有上边缘(rim)，该上边缘限定了一平坦表面；下边缘，其上设置有一个或多个齿；并且该切割部件的内部壳体表面上设置有多个制动片(catch)，所述制动片沿着径向方向作用，并与螺帽内的多个制动片相互作用，以使该切割部件以螺旋运动方式穿透该包装物，其中，该带有凸缘的注入嘴和该筒形切割部件制成为一体式的半成品。
背景技术
在欧洲专利EP-A-1'088'764中已公开了上述类型的可封闭的开启装置。该专利中所应用的封装品(closure)技术中公知的原理是多部件的封装品通过这样的方式制造：将两个部件相互排布在对方的顶部上并注塑成型为一体，以经由预制的断点(breaking point)使所述两个部件相互连接。在这种连接中，由于经由预制的断点相互连接的多个部件已经排布在它们彼此精确对准的相对位置上，从而只能将它们推压在一起，因此，一方面降低了工具的消耗，另一方面简化了装配。这一充分公知的技术本身在过去已经应用于这里所涉及的封装品中，并且这种技术也可以从例如欧洲专利EP-A-1'084'060中得知。该专利中公开的开启装置与前述的根据EP-A-1'088'764的开启装置的不同之处在于，该切割部件的上端并不包含平坦表面，而是包含倾斜表面，该倾斜表面响应于封闭装置的初始致动而支承在类似倾斜的相对表面上，由此，该倾斜表面施加平直的纯横向力，该力以直角作用于待穿透的包装物上。这种运动的类型与这里所涉及的EP-A-1'088'764中的运动类型相反，在该专利中，切割部件以螺旋移动穿过包装物。
两篇专利文件都公开了一种半成品，该半成品示出了一种一体式的注入嘴产品，该注入嘴包括凸缘和筒形切割部件。根据EP-A-1'084'060的切割部件的上、下边缘均不具有平坦表面，而平坦表面适合以旋转方式连接到注入嘴的上边缘或下边缘上。因此，在这里公开的技术方案中，不可避免地要经由制成为半成品的预制断点在注入嘴内的中间层中制作切割部件，以便经由预制断点将切割部件连接到注入嘴的下边缘上。
然而，必须将切割部件插入注入嘴中的预装配在所述两种方案中并非如最初(first go)显示的那样简单(trivial)。上述的包装物由层压制品制成，这里所涉及的封闭装置安装在该包装物上，该包装物包括至少一层塑料膜，所述塑料膜由于其材料非常坚韧而难于切开，因此必须将其穿透才能够完全切开。这要求所述齿或至少一个齿要相应地锋利并具有足够的硬度。如果不利用相应的特定设置通过从顶部到底部施加压力，而是简单地将注入嘴和切割部件推压在一起，高精度的齿将会因此而弯曲、断裂或至少变钝。结果，开启装置的操作模式将不能得到保证。为避免这种情况，必须使用相对复杂装配装置，其中，以精确定位的方式引入半成品，以便此后仅仅推压在一起。这种装配不仅在设备方面相对昂贵，而且对于成批的材料来说，其装配速度相对较慢，而且会产生大量的废品。
发明内容
因此，本发明的一个目的是以这种方式产生一种上述类型的可封闭的开启装置，该装置中使用了半成品，该半成品能够以相当简单及更经济合算的方式来安装而不损害齿。
本发明的另外一个目的是建立一种方法，通过该方法使新产生的开启装置的半成品能够以非常经济合算的方式高速地装配。这一目的是通过包含本申请的权利要求7的特征中的方法来实现的。
看起来简单的该方案是以克服本领域技术人员的偏见为基础的。迄今为止，专家们已考虑过这里所选择的方案，该方案中，由于注入嘴的上边缘与位于螺帽内部的环形密封条(bead)结合在一起，因此经由预制的断点将切割元件通过其下边缘注塑成型到注入嘴的上边缘是不合适的。由于会在注入嘴的上边缘上产生缺陷，而且专家们确信这里所涉及的开启装置不再是可封闭的，不能通过这种方式形成密封，因此，在这一区域设置预制断点被认为是无用的。然而，试验已显示这种方案能够实现，而不会因此制造出处于封闭状态时泄漏的开启装置。由于预制断点是根据从属权利要求3或4设计的，留在注入嘴上的残余附属物很小，所以这种方法不会特别影响到密封。然而，这决不是实现本发明的强制性必要条件，而是仅代表了一种优选方案，而另一个方案将会用于环形密封壁，该环形密封壁包括一体模制在其上的旋转密封条(revolving sealing bead)，该密封条设计得稍长，以当注入嘴处于封闭状态时，其能进一步刺入注入嘴的管口。这需要将切割部件稍深一些地压入注入嘴中。这一方案可通过根据从属权利要求9的方法来实现。
附图说明
附图中示出了本发明构思的优选示例性实施例，而在下文的描述中说明了根据本发明的该实施例的设计方案及方法。
图1示出了在生产设备中的半成品的剖视图，其中切割部件经由预制的断点保持在注入嘴上方；
图2示出处于安装状态下的这种半成品；以及
图3再次以剖视图示出初始开启之前的、封闭的开启装置。
图4以简化的方式示意性地示出了装配站，该装配站依照根据本发明的方法来操作。
其中，附图标记说明如下：
1开启装置             2注入嘴
3切割部件             4螺帽
5半成品               20筒形管部
21端部凸缘            22细牙外螺纹
23包含梯形截面的内螺纹
24用于分隔弱桥结构的分隔工具
25注入嘴的上边缘
30筒形管部            31外螺纹
32切割部件的上边缘    33切割部件的下边缘
34弱桥结构            35齿
36尖端                37切割刃
38旋转肩部            39制动片
40盖表面              41壳体壁
42凹槽                43内螺纹
44环状条              45环形壁
46制动片              47内部环形壁
48防干扰密封件
49弱桥结构
50供给(直接或间接地来自注塑成型机或中间贮存装置)
500装配站
51供给表面一输送带或振动表面
52压缩表面一输送带
53反向压缩部件        54横轴
55指向远处的输送带    56压缩区域
57入口间隙            58下部支撑输送带
60引导座
具体实施方式
参照图3说明该开启装置的主要部件，该开启装置总体上由附图标记1表示。该开启装置包括三个主要部件，即：注入嘴2；切割部件3，其可移动地支撑在该注入嘴2中；以及螺帽4，其封闭该开启装置。两个主要部件2和3(也就是注入嘴和切割部件)在制造中制成为一体并形成半成品，该半成品由附图标记5表示，并且在图1中示出了处于制造状态(position)下的该半成品本身。
，半成品5包括注入嘴2和切割部件3，一方面便于这两个部件的装配，另一方面，半成品的生产显著地降低了工具成本(tool cost)。此外，由于无需制造两个分开的部件，不言而喻，也降低了机械加工成本(machine cost)。
注入嘴2由筒形管部20形成，该筒形管部的下端包括末端凸缘21。筒形管部20一方面设有外螺纹22，另一方面设有内螺纹23。在此，将内螺纹22设计为所谓的细牙螺纹，其中，该螺纹的横截面是圆(rounded)形。该细牙螺纹的优点在于能够通过相对小的力以类似棘齿的(ratchet-like)方式将待装配在其上的螺帽4压开(push open)，在此过程中，该螺帽的适当的内螺纹滑过(slide over)外螺纹22。可以通过这种方式来装配螺帽而不必进行旋转运动。由于螺帽本身包括多个装置，所述装置与切割部件3的相互作用方式使得该螺帽的旋拧(twist)会引起切割部件2沿相反方向的旋转运动，所以这种装配方式是必要的。
在凸缘21的上方并且在外螺纹22的下方设置有一个或多个分隔工具(separating agent)24，所述分隔工具为沿径向向外的指形。在所述开启装置的装配状态下，这些指状分隔工具24接合在螺帽4的下边缘下方的预制的断点之间，其中所述预制的断点保持防干扰密封件(tamper-proofseal)，该防干扰密封件一体模制在螺帽4的下边缘上。响应于开启装置的初始动作，分隔工具24将预制的断点从螺帽4上剪切下来，从而将防干扰密封件从螺帽4上分离。注入凸缘的上边缘25限定了一平坦表面，该平坦表面与凸缘21平行。注入嘴2上的内螺纹23的倾斜度比注入嘴2外面的细牙螺纹22的倾斜度大得多。内螺纹的横截面为梯形。这里，由于这种梯形形状，可以通过减小的阻力再次将切割部件3压入注入嘴2中而不会由此损坏螺纹。
切割部件总体上以附图标记3表示。该切割部件包括筒形管部30，该筒形管部上形成外螺纹31。外螺纹31的形状与注入嘴2的内螺纹23匹配，并响应于开启装置的初始动作而与该内螺纹啮合。筒形管部30包括上边缘32，该上边缘限定了一平坦表面，而该表面与凸缘21所限定的表面平行。切割部件3的下边缘由附图标记33表示。在半成品5的制造设备中，该下边缘33至少大约设置在注入嘴2的上边缘25的范围内，并在这种状态下与注入嘴2连接为一体。该连接建立了多个弱桥结构34。因为在本例中，并未将弱桥结构34设置为在直径上相互跨越，所以在图1中只能看到一个弱桥结构。然而，不言而喻，将弱桥结构34设置为在直径上相互跨越也是一种可行的实施方式。显然，弱桥结构34可以设置为沿周边平均分布，其数目可以是偶数或奇数。在本例中，可认为该数目为奇数，这就是设置在直径对面处的弱桥结构34不可见的原因。切割部件3具有任意数目的齿35，所述齿35能够设置为以偶数或奇数的方式沿周边分布。齿35具有：尖端36，其用于穿透包装，以及尖端之后的、相应的切割边缘37，其能够切割已穿透的包装膜。齿35设置在环面(annulus)上，该环面相对于该筒形管部30实质上向内偏移筒形管部30的至少半个壁厚。偏移的结果是形成向外凸出的旋转肩部38。在本例中，旋转肩部38形成切割部件3的筒形管部33的下边缘33。
由于凸起38的作用，可以将弱桥结构34设计为非常短小。因此，切割部件3的下边缘33和注入嘴2的筒形管部20的上边缘25之间的距离可以实质上减小到内螺纹23的齿高(thread height)大小。由于环面包括的齿35定位在内部，因此在齿35和筒形管部20的内表面之间留有足够的工具壁(tool wall)，从而在将注塑成型工具从塑模中移出时不会损坏该工具，并且还能够对该工具提供充分的冷却。
最后，切割部件3包括至少一个制动片39，该制动片39从该切割部件的上边缘32沿轴向向下延伸(run)，并至少大约指向中心。该制动片39基本上是纵向的肋状，并显然地设置为从上边缘32延伸到齿35的尖端36。由于只需要一个这样的制动片，因此制动片在所有的齿上都不可见。
关于开启装置1的第三个主要部件(即螺帽4)的描述请参见图3。在该图中示出了处于初始开启之前的完全装配状态的开启装置1。螺帽4具有盖表面40，该盖表面40被边缘的旋转壳体壁41包围。壳体壁41的外部包括凹槽42，该凹槽42提高了螺帽4的握持性。在壳体壁的内部设置有螺纹43，该螺纹被设计为细牙螺纹。该细牙螺纹43与前述的注入嘴2的外螺纹22啮合。在盖表面40的下侧可设置旋转环状密封条44，在本例中，该密封条设置在环形壁45的外部。环形壁45与壳体壁41同心地延伸。此外，在螺帽4的盖表面40的下侧上一体模制至少一个制动片46。所述至少一个制动片46从该盖表面以直角沿轴向向下凸出，并且还朝中心方向略微延伸。将该制动片46作为内部环形壁47的一个延伸部分而一体地设计在该内部环形壁47上。该制动片46与上述切割部件3上的制动片39相互作用。
此外，在螺帽4上一体模制有防干扰密封件48，该防干扰密封件48经由弱桥结构49连接到壳体壁41的下边缘。前述的分隔工具24穿过相应的间隙，到达该壳体壁与该防干扰密封件的上边缘之间的两个相邻的弱桥结构49之间。
图1中所示的半成品能够顺利地装配。从而，弱桥结构34会在连接点处被撕开，实质上不会在筒形管部20的壳体壁内表面上产生残留物，其中弱桥结构34的主要部分保留在切割部件3的下边缘33处。由于筒形管部30上的外螺纹31和注入嘴2的筒形管部20上的内螺纹23并不提供多次使用，并且由于螺纹的可能的刮擦对于一次性使用完全没有问题，因此弱桥结构34的主要部分仅在边缘上造成阻碍。螺纹本身也不需要达到紧密配合。反之，如上所述，筒形管部20的内表面实质上保持未受损，使得在后来的使用中插入该区域的环形壁45能够与环状密封条44形成绝对密封。
关于根据本发明的装配方法请参见图4。此处所示出的方法仅示出该半成品的装配，该方法应当被理解为示意性的，并且不言而喻其可以由本领域技术人员进行不同的增补或更改。半成品的供给以附图标记50表示。该半成品能够直接从注塑成型设备经由输送带到达装配站，该装配站总体上以附图标记500表示。然而，不言而喻的是所述半成品也能够通过中间贮存库来供给到装配站。
装配站500包括第一供给表面51，该第一供给表面可设计成输送带，或如这里所示，设计成振动表面。半成品5以未整理的方式作为批量产品(bulkgoods)支承在供给表面51上，并被振动运动分开，所以即使是通过注入嘴2的凸缘21相邻的半成品5也不会进入压缩区域56，以免其以重叠的方式位于彼此顶部。在通常情况下，半成品将通过其凸缘21或者通过其切割部件3的上边缘32支承在供给表面51上。半成品会偶而地以倾斜状态(如附图标记5′所示)支承在供给表面51上，其中，这里在供给表面51的上方设置有横向轴54，该横向轴54设置在供给表面51的上方以使以这种方式倾斜的半成品5′通过其凸缘支承在横向轴54上，从而在半成品5′上作用一转矩以使该半成品进行倾斜运动并支撑在凸缘21上。半成品穿过入口间隙57到达实际压缩区域56。压缩区域56是利用下部支撑输送带58和上部输送带形成的，该上部输送带用作连续的压缩表面。压缩表面52和下部输送带58(支撑表面51的一部分及其延伸)在该压缩区域56中结合为使压缩表面52和下部支撑输送带58在半成品插入一侧彼此相距至少半成品的高度(从凸缘21下侧到切割部件3的上边缘32)，而在压缩区56的末端，该压缩区域内的供给表面和压缩表面之间的距离可设置为对应于注入嘴2的高度。压缩表面52和形成压缩表面52的输送带的实际带可分别设置有橡胶弹性支撑件，以便一方面补偿一定的公差，另一方面用于以较小的插入深度将切割部件3压入注入嘴2中。在这种情况下，切割部件3的上边缘32停止在略微低于注入嘴2的上边缘25位置处。优选地，这一距离是十分之几毫米。只有在相对较大的开启装置上的半成品上，该距离才可以较大。为使所述带保持为离开压缩表面52，可在输送带背面的导引侧上安装反向压缩部件53。
不言而喻，对于本领域技术人员来说，还能够将供给表面51设计为输送带而非振动表面。在这种情况下，可将设置在压缩区域56中的下部输送带简单地设计为延伸到装配站500的整个长度上。在这种情况下，该表面也不需要运行以致被弯曲，如此处图中所示。这里所述的方案的优点在于，当横向轴54的区域出现阻塞时，可进行人工作业。现在，形成半成品的两个部件在已装配状态下通过引导座60对准。在下一步骤中，将螺帽装配在已经预装好的注入嘴和切割部件上，但这已不是本发明的目的。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于密封的包装物的可封闭的开启装置(1)，该包装物中包含可流动的介质，其中该装置包括：带有凸缘(21)的注入嘴(2)，该注入嘴上设置有内螺纹(23)和外螺纹(22)；以及筒形切割部件(3)，该筒形切割部件设置有：上边缘(32)，其限定了一平坦表面；下边缘(33)，其上设置有一个或多个齿(35)，并且在所述切割部件的内部壳体表面上设有制动片(39)，所述制动片沿着径向方向作用并与螺帽(4)中的制动片(46)相互作用，其中，将带有凸缘(21)的注入嘴(2)和该筒形切割部件(3)制成为一体式的半成品(5)，该注入嘴和该筒形切割部件通过弱桥结构(34)相互连接，其中该半成品(5)的筒形切割部件(3)一体模制在该注入嘴(2)的上边框(25)处；其特征在于，在所述齿上方、所述切割部件(3)的下边缘(33)上设置向外突出的旋转肩部(38)；以及该外螺纹(31)安装在所述旋转肩部的上方；以及多个弱桥结构(34)，在非安装状态下，所述弱桥结构(34)在该注入嘴(2)的上边框(25)处连接到该注入嘴(2)上。
2.根据权利要求1所述的开启装置，其特征在于，带有尖端的所述弱桥结构(34)设置为尖端端部朝向径向向外的方向。
3.根据权利要求2所述的开启装置，其特征在于，所述弱桥结构(34)具有下边缘或上边缘，所述下边缘或上边缘朝向该注入嘴(2)，并至少大致与该注入嘴的上边缘(25)对齐。
4.根据权利要求1所述的开启装置，其特征在于，所述弱桥结构(34)设计为可旋转破坏的环形膜。
5.根据权利要求1所述的开启装置，其特征在于，该螺帽(4)包括防干扰密封件(48)，所述防干扰密封件(48)一体模制在该螺帽(4)的壳体壁(41)上，在该开启装置的初始开启之前的装配状态中，所述防干扰密封件(48)相对于凸缘(21)被保持，以使一体模制在该螺帽(4)的盖表面内部的环形密封条(44)位于所述切割部件(3)的上边缘(32)和该注入嘴(2)的上边缘(25)的上方。
6.一种用于装配根据权利要求1所述的可封闭的开启装置的方法，其特征在于，将所有的半成品(5)通过所述凸缘的下侧或所述筒形切割部件(3)的上边缘(32)而支承在供给表面(51)上，所述凸缘的下侧或筒形切割部件(3)的上边缘(32)限定了平坦表面；当接近该供给表面(51)的第二按压表面(52)支承在所述半成品(51)上时，其中所述两个表面(51，52)相互接近，以将所述半成品(5)的两个部件(2，3)彼此压入对方，由此破坏连接件，实际上使该筒形切割部件(3)的上边缘(32)至少大致与该注入嘴(2)的上边缘(25)对齐在一个平面上。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述半成品(5)非定向地位于下部的该供给表面(51)上，并从横跨该供给表面的横轴(54)下通过，由此使没有以平面方式支承在所述切割部件(3)的上边缘(32)或该注入嘴(2)的凸缘(21)上的半成品(5)发生倾斜。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述开启装置(1)安装在该供给表面(51)上，以使所述开启装置通过其凸缘(21)支承在该供给表面(51)上，而将该压缩表面(52)设计为带有橡胶弹性支撑的带，该压缩表面将所述切割部件(3)压入该注入嘴(2)中，以将所述切割部件(3)的上边缘(32)压入为低于该注入嘴(2)的上边缘(25)十分之几毫米。

Claims (9)

1.一种用于密封的包装物的可封闭的开启装置(1)，该包装物中包含可流动的介质，其中该装置包括：带有凸缘(21)的注入嘴(2)，该注入嘴上设置有内螺纹(23)和外螺纹(22)；以及筒形切割部件(3)，该筒形切割部件设置有：上边缘(32)，其限定了一平坦表面；下边缘(33)，其上设置有一个或多个齿(35)，并且在所述切割部件的内部壳体表面上设有制动片(39)，所述制动片沿着径向方向作用并与螺帽(4)中的制动片(46)相互作用，其中，将带有凸缘(21)的注入嘴(2)和该筒形切割部件(3)制成为一体式的半成品(5)，该注入嘴和该筒形切割部件通过弱桥结构(34)相互连接；其特征在于，该半成品(5)的筒形切割部件(3)通过其下边缘(33)位于该注入嘴(2)的上边缘(25)的范围中，该下边缘(33)上一体地模制有所述齿(35)；当该半成品(5)处于未装配的状态下时，该筒形切割部件(3)的平坦的上边缘(32)突出于该注入嘴(2)的上边缘(35)的上方。
2.根据权利要求1所述的开启装置，其特征在于，在所述多个齿的上方、切割部件(3)的下边缘(33)上设置向外突出的旋转型肩部(38)，而且在所述肩部上方设置有外螺纹(31)。
3.根据权利要求2所述的开启装置，其特征在于，在所述肩部(38)处设置多个弱桥结构(34)，所述弱桥结构(34)以尖端端部朝向径向向外的方向，并且在非装配状态下，所述弱桥结构(34)在该注入嘴(2)的上边缘(25)处连接到该注入嘴上。
4.根据权利要求3所述的开启装置，其特征在于，所述弱桥结构(34)具有下边缘或上边缘，所述下边缘或上边缘朝向该注入嘴(2)的凸缘(21)，并至少大致与该注入嘴的上边缘(25)对齐。
5.根据权利要求1所述的开启装置，其特征在于，所述弱桥结构(34)设计为可旋转破坏的环形膜。
6.根据权利要求1所述的开启装置，其特征在于，该螺帽(4)包括防干扰密封件(48)，所述防干扰密封件(48)一体模制在该螺帽(4)的壳体壁(41)上，在该开启装置的初始开启之前的装配状态中，所述防干扰密封件(48)相对于凸缘(21)被保持，以使一体模制在该螺帽(4)的盖表面内部的环形密封条(44)位于所述切割部件(3)的上边缘(32)和注入嘴(2)的上边缘(25)的上方。
7.一种用于装配根据权利要求1所述的可封闭的开启装置的方法，其特征在于，将所有的半成品(5)通过所述凸缘的下侧或所述筒形切割部件(3)的上边缘(32)而支承在供给表面(51)上，所述凸缘的下侧或筒形切割部件(3)的上边缘(32)限定了平坦表面；当接近该供给表面(51)的第二按压表面(52)支承在所述半成品(51)上时，其中所述两个表面(51，52)相互接近，以将所述半成品(5)的两个部件(2，3)彼此压入对方，由此破坏连接件，实际上使该筒形切割部件(3)的上边缘(32)至少大致与该注入嘴(2)的上边缘(25)对齐在一个平面上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述半成品(5)非定向地位于下部的该供给表面(51)上，并从横跨该供给表面的横轴(54)下通过，由此使没有以平面方式支承在所述切割部件(3)的上边缘(32)或该注入嘴(2)的凸缘(21)上的半成品(5)发生倾斜。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述开启装置(1)安装在该供给表面(51)上，以使所述开启装置通过其凸缘(21)支承在该供给表面(51)上，而将该压缩表面(52)设计为带有橡胶弹性支撑的带，该压缩表面将所述切割部件(3)压入该注入嘴(2)中，以将所述切割部件(3)的上边缘(32)压入为低于该注入嘴(2)的上边缘(25)十分之几毫米。
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