CN103298705A - 瓶盖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种瓶盖，特别是用于液体包装的瓶盖，所述液体例如是饮料。特别地，本发明涉及一种用于碳酸液体容器的瓶盖，所述碳酸液体如软饮料。所述瓶盖包括一个重量减轻的外壳和一个积极补偿外壳变形以避免性能损失的密封装置。

Description

瓶盖
技术领域
本发明涉及一种瓶盖，特别是用于液体（如饮料）包装的瓶盖。特别地，本发明涉及一种用于碳酸液体容器的瓶盖，如软饮料，但也很好地适用于密封其他容器，如内部高于或低于大气压力或具有气态组分或需要气密性密封的玻璃或PET容器。
背景技术
螺旋盖封（瓶盖）在现有技术中是众所周知的，是一个不断优化的主题。一种尝试是降低瓶盖的重量，因为价格的主要份额是由用于制造瓶盖的材料产生的。因此，换句话说，用于制造瓶盖的材料的减少意味着瓶盖价格的降低。此外，更少的材料消耗改善了环境的和谐度。
在该发明的领域中，本发明人的一些专利申请是已知的，其主要针对密封技术和/或瓶盖。例如WO06024550、WO06024656、WO06097151、WO03022701、WO0056615、WO0056616、WO9903746、WO9402371、W08912584、US6874648和USD613162。
阿尔伯特·奥布里斯特股份公司（Albert Obrist AG）于1982年提出的申请EP0076778，涉及一种由塑料材料制成的封闭盖，其具有圆形的外密封唇，该外密封唇相对于其自由端具有连续减小的厚度。该外密封唇布置在外垂直裙部和盘形顶部之间的接合区域中，并向内倾斜。在其最小直径处，密封唇有一个圆形密封部分。在密封部分下面，密封唇以漏斗的方式向外加宽来容纳容器开口。然而，由于密封唇的强制布置，密封唇往往在应用过程中被扭曲，特别是在容器颈部上的歪斜的应用。其中包含的另一个缺点是，由于倾斜的布置，这种密封是相对刚性的，因此，在横向方向上的调整不是很好。
US4489845于1984年提出，转让给阿尔伯特·奥布里斯特股份公司（Albert Obrist AG）。US4489845涉及一种用于关闭容器开口的螺旋盖。所述盖有一个被固定到盖顶部的密封唇。外密封唇的内侧壁的直径大于容器外壁的外径。一个夹紧装置，它可以被设计为一个内密封，当螺旋帽被旋到容器上时，由于瓶盖的外壳的变形，产生一个盖顶部的收缩，通过该装置，密封唇被压抵到容器口。以这种方式，密封唇在拧入过程中，仅径向压抵到容器口。由此，应防止过度伸展和对密封唇材料的损坏。在啮合位置中，密封唇围绕容器开口颈部的上部外缘啮合。一个缺点是，瓶盖的所述变形与大量的操作力有关。另一个缺点在于，由于大量的应力和变形（应力开裂），外壳倾向于破坏，这会导致瓶盖的完全失效和产品的损失。
于2002年由Bericap提交的WO03011699针对一种包括一个内部密封裙的封闭盖，其大致上被截断，并且从密封裙基部向密封裙自由端收敛。密封裙的内部被设计为与颈部的外侧配合。朝向其自由端部的密封裙的内径被设计为小于颈部的外径。如描述的那样，该密封盖包括一个环形的V形槽，设计以改善衬垫到颈部的缘的连接或衬垫和缘之间的接触。
另一个专利出版物展示了几种密封技术和/或瓶盖，例如JP57133851，JP58073551，US4489845，US6874648，JP9150846，JP3872546，JP4392873，JP2000109105，JP4456681，US7014055，WO0187725，US6695161，JP4533597，WO05039996，JP4413071，US7575121，JP2007145341或US7607547。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种重量减轻的瓶盖，能够承受例如来自碳酸饮料的内部压力。本发明的另一个目的是提供一种具有改进的性能的瓶盖，如排气、消除扭力等等。
所述瓶盖用于现有技术中已知的标准化的颈部末端。标准化的颈部末端包括一个带有外螺纹的外周表面。外周表面通过一个缘表面混合到一个环形顶表面，当直立时，形成容器的上端。在环形顶表面和外螺纹之间，一个外自由表面延伸超过颈部约1mm至3mm的长度，该长度不被螺纹覆盖，适用于密封目的。此外，容器的颈部包括一个大致上圆柱状的、相邻于环形顶表面的内周表面。
本发明的目的通过一个瓶盖解决，该瓶盖包括一个重量减轻的外壳，其可承受例如碳酸液体产生的内部压力。在一般情况下，节省的重量，即减少的材料，与承受内部压力的能力是矛盾的。承受内部压力的能力与瓶盖的一定的刚度或刚性有关，即瓶盖的外壳避免不必要的变形。关键区域即是瓶盖的密封或顶板。如果瓶盖的外壳的刚度（刚性）不足，或以一个错误的方式设计，则瓶盖倾向于变形并因此不能够满足所要求的规格。即在升高的温度和内部压力下，不足的瓶盖倾向于失效并因此不能被接受。
本发明的瓶盖设计为：一方面具有一个相比于现有技术已知的瓶盖非常低的重量，另一方面具有承受内部压力的高性能。瓶盖的设计是基于特定的变形公差，其允许瓶盖在某些极端条件下变形。外壳和密封从而以平衡的方式彼此交互作用。密封被设计为它可以调整外壳的变形，使得在本说明书内，不会有不需要的泄漏或压力损失发生。
本发明的瓶盖包括一个带有盘状顶部的基座和一个与其相邻的外裙部，该外裙部带有内螺纹或类似的固定装置，适用于与如上文所述的颈部末端的外螺纹啮合。
该瓶盖进一步包括一个连接到外裙部的低自由端的防拆带，该防拆带由易断连接桥或类似装置，如薄的薄片材料，一体地连接于其上。
在一个优选的实施例中，本发明的瓶盖包括一个顶板和一个与其相邻的外裙部。所述外裙部包括一个在内侧的分段螺纹，从而在圆周方向上的两个相邻螺纹段之间，布置有在裙部的轴向方向上延伸的第一道状凹槽。道状凹槽与螺纹段的行交替布置。在裙部外侧，布置有至少一个在裙部的轴向方向上延伸的第二道状凹槽。所述第二凹槽布置为位于至少两个在瓶盖的轴向方向上彼此相邻的螺纹段的径向外侧，并与所述至少两个在瓶盖的轴向方向上彼此相邻的螺纹段对齐。在一般情况下，内侧的第一凹槽的数量与外侧的第二凹槽的行数彼此相等。在一个优选的实施例中，裙部的外侧的至少一个第二凹槽布置为相对于裙部内侧的相邻螺纹段可调整（对称）。如果合适，第三凹槽布置在所述第二凹槽之间。由此，瓶盖的重量可以额外地减少。当螺纹段和第一凹槽的行数的数量为10-15行时，可以实现良好的结果。优选地，在螺纹段的每一行的外侧，第二凹槽被布置为至少在圆周方向上相对于螺纹段可调整。第二凹槽优选地布置为与螺纹段的行同轴。
为了补偿和平衡外壳的变形，一个密封装置被布置在瓶盖内部，它具有一个相对于其横截面的外侧柱，该外侧柱从瓶盖的顶板大致上垂直地延伸，并被布置为，在瓶盖到颈部末端的应用位置，该外侧柱与颈部末端的一个外表面相互作用，形成第一密封区域。外侧柱被布置为指向稍微径向向内，从而外侧柱的内侧壁被以一个相对于顶板（水平方向；方向垂直于瓶盖轴）介于85°-90°之间的角α布置。根据应用领域，外侧柱内侧可以包括一个布置在相邻于顶板的外侧柱的内根处的凸块。该凸块被设计和布置用于与颈部末端的缘表面和/或环形端部表面相互作用，形成第二密封区域，由此，凸块密封由一个凹口功能性的从外侧柱分离。当瓶盖应用到颈部末端时，凸块趋于明显变形。
通过一个包括混合部（blend）的密封可达到非常好的效果，该混合部互连于外侧柱和顶板。从而，混合部在瓶盖的应用位置作为一个第二密封区域。共混物被设计为在外侧柱和第二密封区域之间提供一个功能性的相互作用。一个进一步的优点是，混合部不会像凸块那样多的变形，并且大致上变形是可逆的。当瓶盖应用到颈部末端时，在外侧柱和颈部末端的外表面之间的第一密封区域建立好之后，颈部末端的缘表面按压到混合部上。从而，混合部的缩短会引起外侧柱被以增加的方式向内拉，从而提高外侧柱的密封性能。
附图说明
从下面给出的详细描述和附图，本文所述的发明将被更充分地理解，而不应该被认为是限制所附权利要求书中描述的本发明。附图显示：
图1本发明的瓶盖的第一实施例的透视图；
图2图1中的瓶盖的俯视图；
图3图1中的瓶盖的底视图；
图4图1中的瓶盖的侧视图；
图5图1中的瓶盖沿剖面线D-D的剖视图；
图6图5中的细节A；
图7图1中的瓶盖的侧视图；
图8图7中的瓶盖沿剖面线E-E的剖视图；
图9图7中的瓶盖沿剖面线F-F的剖视图；
图10图7中的瓶盖沿剖面线C-C的剖视图；
图11本发明的瓶盖的第二实施例的侧视图；
图12图11中的瓶盖沿剖面线H-H的剖视图；
图13图11中的瓶盖沿剖面线I-I的剖视图；
图14图12中的细节B。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的瓶盖1的第一实施例的透视图。图2显示了同一瓶盖1的顶视图，图3是底视图，图4和图7是侧视图。图5示出了该瓶盖沿剖面线D-D的剖视图，图6以放大的方式示出图5中的细节A。图8示出了该瓶盖沿剖面线E-E的剖视图，图9是沿剖面线F-F的剖视图，图10是沿剖面线C-C的剖视图。
如图1所示，瓶盖1包括一个圆形的顶板2和与其相邻的外裙部3。防拆带4互连到外裙部3的下自由端。瓶盖壳5由顶板2和外裙部3组成。
从图5和6可以看出，外裙部3包括内侧的由螺纹段6.1组成的螺纹6。螺纹6在所示的实施例中延伸的总角度超过765°（21/4圈）。
两个在圆周方向（螺旋）相邻的螺纹段6.1之间，道状凹槽7于垂直方向（平行于瓶盖z轴，垂直表示大致垂直）布置在裙3的内侧上。所示实施例包括总共12个道状凹槽7，圆周均匀分布在螺纹段6.1之间。正如看到的，凹槽7在轴向方向上延伸，至少跨过两个在轴向方向上相邻的螺纹段6.1。通过螺纹段5.1和道状凹槽7的均匀分布和平衡布置，实现负载的均衡分布，所述负载例如因内部压力或类似情况而发生。
道状凹槽7的大部分延伸跨过外裙部3的外侧自由长度约70-90％。只有在延伸的螺纹起始段6.2上方的凹槽7具有更短的长度（参见图5）。所示的实施例中，凹槽7有一个大致上恒定的横截面。如果合适的话，在凹部7的长度上，横截面可能会发生变化。如果合适的话，凹槽7可以具有弯曲的形状，如螺旋状，而不是如图所示的直线设计。
在图1和图2中可最好地观察到，瓶盖1的外裙部3包括在外面的滚花8，其可预见地增加瓶盖1的握力。在径向外侧的方向，螺纹段6.1的后面并与螺纹段6.1对齐，布置有道状第二凹槽9，其在瓶盖的轴向方向上延伸，具有第一深度d1。该第二凹槽9在裙3的外部，第一凹槽8在裙3的内部，在圆周方向上相对于彼此交替。第二凹槽9的中间布置有道状第三凹槽10，相对于第二凹槽9具有第二深度d2。第三凹槽在瓶盖1的轴向方向上（z方向）延伸。凹槽8、9、10的深度和方向在其长度上可以变化，例如，由于出模斜度和/或设计的原因。已经发现，本文所示的较小的滚花、凹槽7、9、10和螺纹段6.1以平衡和均衡的方式的配置，导致具有非常低的重量的瓶盖壳5（顶板和外裙部）仍然有高刚度以承受发生的负载条件。如果合适，第二和/或第三凹槽9、10可以具有相同的尺寸/横截面。如果合适的话，可以没有第二和/或第三凹槽，尽管瓶盖的整体重量从而提高。凹槽9、10优选具有一个大致的圆柱形或略微的锥形形状，以增加瓶盖壳5的轴向刚度和刚性。
瓶盖1包括内侧的密封装置11，当瓶盖1被施加到颈部末端12（图6中虚线示意性表示的截面部分）时，该装置至少和外表面13及颈部末端12的缘表面14交互作用。缘表面14通过环形端部表面15与外表面13互连。
图6示出了密封11的横截面视图。该密封以非变形的方式显示。可以看到，在所示实施例中，密封11包括一个具有大致上恒定厚度的外侧柱16。该外侧柱16通过一个间隙33与外裙部3分离。间隙33允许外侧柱在径向方向上自由地变形。在正常情况下，可预见到不与外裙部相互作用。外侧柱16的内侧壁17被布置成垂直于或以一定角度α指向稍微径向向内。当角α在85°-90°之间的范围内时，取得良好的结果。更大的角度会降低密封的有效性，因为它们是难以生产的，并因此当射出的瓶盖取出模具时，倾向于被扭曲。在所示实施例中，内侧壁17在外侧柱16的下端合并到一个具有第一半径R1的环形导入表面18。可替代地或者另外地，导入表面18可以是漏斗形。导入表面18帮助外侧柱16应用到颈部末端12上。当应用到颈部末端12上时，外侧柱16形成一个具有颈部末端12的外表面13的第一密封区域。
在外侧，外侧柱16包括一个外侧壁19，其被布置为大致上平行于内侧壁17。随外侧柱16的下端，外侧壁合并入一个外过渡表面20，其在所示实施例中有一个具有第二半径R2的圆形的横截面，根据应用领域，第二半径R2在0.25mm至1.5mm的范围内。
在外侧柱16的内侧后端，可见的凸块21，其被设计和布置为：当瓶盖被应用到颈部末端上时，凸块21与缘表面14交互作用形成一个第二密封区域。凸块21被一个凹口22功能性地从外侧柱16分离。外侧柱16与凸块21之间的功能性的相互作用可以由凹口22的形状调整。在一个优选实施例中，凹口22的深度在0.1到0.3mm的范围内。在所示实施例中，凸块21有一个环形的形状，其半径优选在0.1至0.5mm的范围。当瓶盖1的壳体的发生变形时，凹口22避免了外侧柱16和凸块21之间的不期望的交互作用。
从图6可以看出，密封装置11还包括一个孔密封36，具有由内侧柱23组成的横截面，当瓶盖应用到颈部末端12时，所述内侧柱23到达颈部末端12并作为一个孔密封。该内侧柱23具有一个突起24，该突起24径向向外延伸并在应用位置于密封装置11和颈部末端12之间形成一个第三密封区域。所述孔密封36取决于应用领域可具有不同的形状。孔密封36包括一系列布置在孔密封36的较低自由端的槽37（参见图3）。槽37在打开过程中，可以改善瓶盖的排气，这样存储在容器内的气体能够更迅速地释放。
如果合适，本文所示的密封装置11可用于不同的瓶盖壳，尽管这会导致一个具有更高材料消耗的低效率的解决方案。
在图5、图7和图9中可以最清楚地看到，防拆带4由易断连接桥25互连到瓶盖壳5，当制造瓶盖1时，所述易断连接桥25一体地形成。该易断连接桥是锥体形状，其尖端布置在裙3的方向。根据应用领域和瓶盖的性能，可选地，所述易断连接桥可以通过一个刻痕过程制造。防拆带4包括内侧的径向向内指向的突起26，其与颈部末端的相应的小珠（图中未详细示出）互锁。从图9和图10的剖视图可以看出，突起26在所示实施例的顶视图中具有大致上圆形的横截面。
在图5中可以最好地看到，易断连接桥25被布置在防拆带4的突起26之间，并且在螺纹段6的行之间。易断连接桥与裙3的内侧上的第一凹槽7对齐。通过这个平衡的和对称的设置，结合补偿外壳5的变形的密封装置，当内部的压力和/或温度升高发生时，可获得一个重量很轻的瓶盖，其相对于现有技术中已知的瓶盖仍具有优越的性能。
根据图5所示的实施例可以看出，在防拆带4中，通过缩减所述带可实现进一步地减轻重量，即通过第四和第五凹槽27、28均匀分布在防拆带4的圆周上。
图11示出了瓶盖1的第二实施例的侧视图。图12示出了图11中的瓶盖1沿剖面线H-H的剖视图，图13是沿剖面线I-I的剖视图。图14示出图12的细节B。
瓶盖1的外壳5大致上类似于图1至图10的瓶盖1的壳体5。因此，对于这些元件的一般性解释，参考所述附图。图1至图10的瓶盖1与图11至图14的瓶盖1之间的差异是稍微不同的防拆带4和不同的密封装置11。
密封装置10包括在垂直方向上（大致上z方向）由顶板2延伸的外侧柱16。该密封装置10以未变形的方式示出。外侧柱16通过间隙33与外裙部3分离，大致上自由地直立，即在正常条件下与外裙部3不接触。外侧柱16在其下端包括一个密封表面29，当瓶盖应用到颈部末端上时，密封表面29与颈部末端11（虚线）的外表面13交互作用，形成第一密封区域30。外侧柱16在其内侧根部处包括一个混合部（blend）31，在外侧柱16和顶板2之间形成一个过渡区。混合部31与颈部末端11的缘表面14建立一个第二密封区域32。如图14所示，在应用位置，颈部末端11的缘表面14可以显著地深入引入以及使混物部31变形。从而，密封表面29径向向内拉，产生第一密封区域30的一个增加的密封力。由于这种效果，由于瓶盖1的外壳5的变形而可能引起的消极影响，可以显着地降低。在所示实施例中，混合部31具有半径R3的圆形形状。半径优选地在0.5mm至1.2mm之间的范围内。在所示实施例中，半径为1mm。在所示实施例中，密封表面29突出到混合部31的内表面上方形成最内点。在外侧，外侧柱16由布置为大致上垂直于顶板2的外侧壁34确定。在自由端，外侧壁34演变成一个具有半径R4的外过渡表面35。半径R4优选地在0.25mm至1.5mm的范围内。密封装置11进一步包括具有一个孔密封36，所述孔密封36具有由一个内侧柱23和一个在径向向外方向上的突起组成的横截面。
符号列表
Rl  第一半径（外侧柱16）
R2  第二半径（外侧柱16）
R3  第三半径（外侧柱16）
R4  第四半径（外侧柱16）
d1  第一深度（第二凹槽9）
d2  第二深度（第三凹槽10）
1   瓶盖
2   顶板
3   外裙部；裙部
4   防拆带
5   瓶盖壳（顶板2+外裙部3）
6   螺纹(6.1：螺纹段;6.2：螺纹起始段)
7   道状第一凹槽；第一凹槽
8   滚花
9   道状第二凹槽
10  道状第三凹槽
11  密封装置（密封）
12  颈部末端
13  颈部末端的外表面
14  颈部末端的缘表面
15  环形端部表面
16  外侧柱
17  内侧壁
18  导入表面
19  外侧壁
20  外过渡表面
21  凸块
22  凹口
23  内侧柱（孔密封）
24  突起（内侧柱）
25  易断连接桥
26  突起（防拆带）
27  第四凹槽（内防拆带）
28  第五凹槽（外防拆带）
29  密封表面（外侧柱）
30  第一密封区域
31  混合部（外侧柱）
32  第二密封区域
33  间隙
34  外侧壁（外侧柱16）
35  外过渡表面
36  孔密封
37  槽(孔密封)

Claims (13)

1.一种瓶盖，具有：
a.一个顶板，以及
b.一个与其相邻的外裙部，
c.所述外裙部在内侧包括一个分段螺纹，从而
d.两个在圆周方向上相邻的螺纹段之间，布置有在裙部的轴向方向上延伸的第一道状凹槽，从而
e.在裙部外侧，布置有至少一个在裙部的轴向方向上延伸的第二道状凹槽，从而所述第二凹槽布置为位于至少两个在瓶盖的轴向方向上彼此相邻的螺纹段的径向外侧，并与所述至少两个在瓶盖的轴向方向上彼此相邻的螺纹段对齐。
2.如权利要求1所述的瓶盖，其特征在于：所述至少一个第二凹槽布置为关于相邻的螺纹段对称。
3.如前述权利要求之一所述的瓶盖，其特征在于：所述第二凹槽和螺纹段相对于彼此以对称的方式布置。
4.如前述权利要求之一所述的瓶盖，其特征在于：在两个第二凹槽之间布置有一个第三凹槽。
5.如前述权利要求之一所述的瓶盖，其特征在于：在裙部的内侧，于圆周方向上，布置有10-15行螺纹段和第一凹槽。
6.如权利要求5所述的瓶盖，其特征在于：在螺纹段的每一行的外侧布置有一个第二凹槽。
7.如权利要求6所述的瓶盖，其特征在于：所述第二凹槽布置为与螺纹段的行同轴。
8.如前述权利要求之一所述的瓶盖，其特征在于：至少一个易断连接桥在圆周方向与第一凹槽对齐。
9.如前述权利要求之一所述的瓶盖，其特征在于：所述防拆带的至少一个突起在圆周方向上与一个螺纹段对齐。
10.如前述权利要求之一所述的瓶盖，其特征在于：一个密封装置被布置在瓶盖内部，其中，所述密封装置的横截面包括一个外侧柱，该外侧柱从瓶盖的顶板大致上垂直地延伸，并被布置为，在瓶盖到颈部末端的应用位置，该外侧柱与颈部末端的一个外表面相互作用，形成第一密封区域。
11.如权利要求10所述的瓶盖，其特征在于：所述密封装置包括一个布置在外侧柱的内侧根部处的凸块，该凸块与颈部末端的缘表面和/或环形端部表面相互作用，形成第二密封区域，由此，凸块密封由一个凹口功能性地从外侧柱分离。
12.如权利要求10所述的瓶盖，其特征在于：在外侧柱和顶板之间，布置有一个混合部，所述混合部作为一个第二密封区域，其中，所述混合部被设计为，在外侧柱和第二密封区域之间提供一个功能性的相互作用。
13.如权利要求12所述的瓶盖，其特征在于：所述混合部的横截面为凹状。
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