CN1138313A - 有防破坏条的塑料咬合封盖及其制造方法 - Google Patents

Abstract

塑料咬合封盖有一个咬合装置(3)位于盖壁(2)的内表面上，该咬合装置能咬合在容器嘴部的凸缘上。为了显示封盖的初始开启过程，在封盖的下边缘处设置了大约铅直方向的削弱部位(4)。在咬合封盖初次开启时，盖壁(2)在至少一个这些削弱部位(4)处会撕裂。

Description

有防破坏条的塑料咬合封盖及其制造方法

本发明涉及的是按照权利要求1的序言中的特征所述的一种塑料咬合封盖以及这种咬合封盖的制造方法。这种形式的咬合封盖用于对容器进行密封，这种容器在其大约呈圆柱状的嘴部区域的外面有一环形的凸缘。对饮料瓶子，如啤酒瓶子或矿泉水瓶子进行密封是其主要应用领域。

这种形式的容器经常是通过在适当的折皱装置的帮助下安装的金属冠形盖来密封的。这种折皱的盖壁在对容器进行密封时会延伸越过容器嘴部上的凸缘。对这种封盖进行开启要利用一个标准的开瓶器通过横向向上弯曲盖壁而完成的，这就产生了盖壁的塑性形变。因而容器初次开启后，金属的冠形盖就不能可靠地用来再次密封。

在EP21036中已经建议使用合成树脂的封盖来代替金属的冠形盖，该合成树脂封盖能够咬合在容器的嘴部。为此目的，合成树脂封盖沿其内圆周具有突出的卡环(collar)。如果容器密封了，则此卡环啮合在容器嘴部的凸缘上以形成封闭，从而使瓶子得到密封。这里也是一样借助于通常的开瓶器实现封盖的开启；由于封盖是由塑料构成的，因而和金属的冠形盖相反，封盖可以从容器嘴部除去而盖壁却没有发生塑性形变。在开启时，盖壁只是经受了弹性膨胀，因而可恢复其原来的形状。此封盖因而就可重复使用，即使是经过几次开启和再封闭后，封盖的密封质量也不受影响。

除了其与密封有关的质量以外，通常要求封盖能以尽可能明显的形式显示出容器的初次开启，因而实现防破坏功能。在这一方面，EP21036建议减少其下部区域的盖壁厚度，使得在开启容器时，封盖在此处因开瓶器的抓盖刃的作用而经受形变。这种形变就显示出容器的初次开启过程。这种防破坏功能的质量和可靠性与所用开瓶器的实际结构有很大关系。抓盖刃窄的开瓶器，例如袖珍小刀中带的开瓶器，会使得盖壁下边缘明显损伤。但是一般说来，用来开启金属冠形盖的开瓶器都有较宽的抓盖刃，而使用这种开瓶器，和EP 21036中公开的一样，塑料盖可以从容器上取下，而盖壁却受不到明显的损伤。由于抓盖刃所造成的盖壁的形变开启后在很大程度上能恢复其原来的形状，因而防破坏功能不能得到可靠的保证。

本发明的目的是改善目前技术状态的咬合封盖的防破坏功能，以及产生一种能可靠而明显地显示初次开启的塑料咬合封盖。

按照本发明，这一目的是通过一个具有权利要求1所述的特征的塑料咬合封盖以及一种具有权利要求9或11所述特征的制造方法而实现的。

沿着盖壁内表面上的圆周安置有突出的咬合装置，它能咬合在容器嘴部的凸缘上。此咬合装置的径向厚度在盖壁的环形咬合区域达到最大值。在装配时，封盖沿轴向被压向容器嘴部。这样以来，盖壁就经受弹性拉伸，而咬合封盖的咬合装置就滑过容器嘴部上的凸缘。只要环形咬合区域，因而只要此咬合装置的最厚处，越过凸缘，封盖就咬合在容器的嘴部。在咬合区域下面，盖壁至少具有三个削弱部位，这些部位大约铅直方向地走向并沿圆周分布，盖壁的强度在这些带处降低了。通常，削弱部位是由至少是部分地减弱了壁厚而形成的，例如通过打孔或开铅直方向缺口的方法。

为了从容器嘴部除去封盖，必须对下部盖壁使用一个杠杆工具。在盖壁上所产生的负载会导致盖壁在至少一个削弱部位区域撕裂。这种撕裂会使盖壁产生永久性的损伤，因而清楚地显示出封盖的初次开启过程。

就咬合封盖作为密封件的效用而言，其品质主要取决于从盖壁内表面突出的咬合件的强度。为了保证原来的密封质量，同时也为了保证初次开启后重新密封的质量，盖壁在环形咬合区域的强度必须不减弱。为此，铅直方向的削弱部位安置在咬合区域的下面，于是咬合区域的强度就不会减弱，盖壁在其一个或几个削弱部位受到撕裂时也是这样。

为了开启咬合封盖，最好是使用开启金属冠形盖的标准开瓶器，这种开瓶器的抓盖刃啮合在盖壁的一侧。在初次开启这种封盖时，盖壁必须在任何情况都会撕裂，而与开瓶器在封盖圆周上所加的位置无关。为了保证这种撕裂，至少需要三个沿着圆周分布的铅直方向削弱部位。但是最好使用较大数目的削弱部位。

在开启封盖时，最大的力量是作用在盖壁的下边缘处。如果这种削弱部位向下延伸到盖壁的下边缘，就会促使削弱部位区域发生撕裂。

如果盖壁在削弱部位区域具有光滑的外表面，盖壁在削弱部位区域的撕裂就特别明显。例如，如果削弱部位是由盖壁内表面上的凹陷所形成的，这就可以实现。

甚至使用轻轻的力盖壁也会在削弱部位区域撕裂。咬合封盖因而可以设计得使用较轻的力就能从容器嘴部除去封盖而不影响防破坏功能。在一个优选实施例中，使用了许多咬合件作为咬合件，该咬合件在盖壁的内表面上沿着圆周分布，互相之间分开来。和圆周的咬合凸缘相反，这种构形的优点是盖壁在相邻的咬合件之间的中空处更有弹性和可弯曲性。因而降低了掀起封盖所需的力。

如果把削弱部位安置在相邻的咬合件之间的中空处，就会实现进一步的改进。因此这种削弱部位就位于盖壁的一个区域，这个区域不会被其内表面上的咬合件所加强。由于在开启封盖时，这个区域受到特殊的拉伸，盖壁的撕裂就由于设置在此区域中的削弱部位而额外地被促进了。

为了开启这种咬合封盖，最好使用也可用于开启金属冠形盖的开瓶器。这种形式的开瓶器具有的抓盖刃啮合在盖壁的下边缘的圆周的一点上，支承面与抓盖刃协同作用，而其支承面处于盖基体的外表面上并做为反向支承点。对大多数开瓶器来说，抓盖刃和支承面之间的距离通常是由比较扁平的金属冠形盖所决定的，一般约在12-15mm之间。在本发明的一个优选实施例中，封盖的此高度为最大值12mm，因此可以用上述形式的开瓶器开启封盖。

对盖壁的强度有特殊的要求。在开启时，盖壁在铅直方向的削弱部位区域必须撕裂。这利用在径向向盖的下边缘加力就可以做到。但是，同时在轴向的盖壁畸变是不希望的，这是因为主要是需要力的铅直方向分量来掀起封盖。为了把盖壁的这种轴向畸变限制到绝对最小，盖壁最好设计得其外表面具有几个径向外突而沿圆周分布的肋。这种肋提高了盖壁对负载的轴向抗力。由于开瓶器所加的负载在盖的下边缘处达到最大，这些肋最好设计得延伸到盖的下边缘。这同时也带来优点，即在盖的下边缘处，开瓶器抓盖刃可用的接触面积大于在肋部区域的接触面积。在盖壁上设置这种肋会使得肋部区域的壁厚增大；最小可能的壁厚设计是针对铅直方向削弱部位中的：因而削弱部位最好安排在相邻肋之间的中空处。

改善对盖壁负载的轴向抗力的第二可能性是由两个同心的环形件形成具有削弱部位的下部盖壁区域。这样以来，在其具有削弱部位的下部区域，盖壁包含有内支承环和沿该支承环同心分布的防破坏环。此处大约铅直方向的削弱部位是处在外部防破坏环上。在初次开启时，因而主要是实现了外部防破坏环的破坏，而更加坚固的支承环吸收了开瓶器的铅直方向力。这两个同心环最好设计得只是外部防破坏环具有削弱部位，而内支承环不会因削弱部位而减弱，因此具有较大的强度。

为了保证外部防破坏环也能实际上在封盖初次开启时被破坏，根据本发明的这个实施例，咬合封盖最好设计得使此防破坏环进一步延伸到支承环的下边缘以下。上述设计削弱部位的基本原则也用于该削弱部位加在上述形式的防破坏环的情况中。在这种情况中，此削弱部位最好也是由防破坏环内表面上的凹陷所形成的，而此防破坏环在削弱部位的区域内具有光滑的外表面。这样做的优点是从外面能立刻确认其撕裂来。

在选择防破坏环和内支承环的尺寸时，要考虑到这些壁件的不同功能。最好尺寸的关系选择得防破坏环的径向厚度比支承环的径向厚度小。

各个壁件之间的联接也可设计成不同的方式。在这种联接中壁件是三个：即，支承环；环绕支承环的防破坏环；以及盖壁的上部。此盖壁的上部在这种联接中也被看成是第三环形件，在下面将被称之为“壁环”。在设计这种联接时，各个件的功能必须又一次被考虑。支承环必须把开瓶器的轴向力传递到上部壁环上(在此壁环上安排有咬合封盖的咬合件)。因而支承环最好是作为上壁环的直接延伸而形成的，于是支承环与上部壁环一起形成连续的壁段。然而稍微改变支承环和壁环的直径是可能的：特别是为了适应外部防破坏环，支承环的外径相对于壁环的外径最好是减小一些。

和支承环同样，外部防破坏环可同样与盖壁的上部壁环相连。换种方式，防破坏环也可以与盖壁的其余部分只是用几个沿圆周分布的弹性桥件来联接。用语“盖壁的其余部分”是指壁环和贴靠在该壁环上的支承环。通过使用桥式件作为联接件，防破坏环的径向可弯曲性会进一步增加，使得在用开瓶器初次开启封盖时，该防破坏环将更容易被开瓶器向外压，结果铅直方向削弱部位的撕裂也更容易。

如果防破坏环是由桥式件与盖壁的其余部分联接起来，这些桥式件就可额外地承担防破坏功能：这里的这种联接桥式件设计得在初次开启时，各个桥式件会断裂。为了确保断裂，需要一个内径比盖壁其余部分的最大外径大的防破坏环。这样以来，桥式件最好是安排在防破坏环内表面和支承环外表面之间。使防破坏环断裂所需的力由桥式件的数目和厚度来决定。

削弱部位设计得使盖壁的撕裂，特别是在其下部区域的撕裂容易被辨认出来。按照已经叙述过的实施例，削弱部位设计得最好能使盖壁的外表面具有光滑的表面。在光滑的外表面上可容易辨认出撕裂来。

如果在削弱部位的上部区域打孔的话，盖壁的撕裂会特别容易，因而在每个孔的中心和盖壁的下边缘之间形成可断裂的桥式件。在桥式件区域内的外表面也最好是光滑的，因为这特别易于辨认撕裂。

如果用塑料把咬合封盖作成单体，可以得到特别经济和有效的生产。

除了通过序言中讲的把封盖咬合到容器嘴部来初次装配咬合封盖之外，也可设想其他的装配方法，用其他方法时，封盖在放到容器嘴部上以后，通过外部加热而畸变以达到其最后形状。这样的形变既可以使用热缩塑料来实现，也可用外加力来实现。例如，可以使用一付电加热的装配钳，该装配钳在盖壁放到容器嘴部上以后使其形变。也可以接着以这种方法加上削弱部位。

制造前述咬合封盖中的一个简单的变化是在一个单一的加工步骤中浇铸包括铅直方向削弱部位的整个咬合封盖。但是，根据与所希望的削弱部位的设计，只是在后来才加上削弱部位是有优点的。为此目的，首先在一个单一的加工步骤中浇铸出具有盖基体、紧靠着的柱状盖壁以及在该盖壁的内表面上沿圆周突出的咬合件的封盖，接着在进一步的加工步骤中向盖壁的下部区域装配上至少三个大约铅直方向的削弱部位。削弱部位的装配可以借助于例如切割工具通过切割或研磨来实现。换一种方式，也可以用例如加热工具通过后来的热形变或熔化来加装削弱部位。这样以来，可以在把封盖放到容器嘴部以前或以后加装削弱部位。

在咬合封盖的另一种制造方法中，首先在一个单一的浇铸过程中制作一个封盖，此封盖的盖壁具有几个从其下边缘向上铅直方向延伸的槽口。这些槽口通过盖壁的形变和/或充填塑料而部分地再闭合，因而在槽口区域就保留了盖壁的一个削弱部位。用于充填槽口的塑料可以是随后变干或固化的液体或糊状粘结剂。然而也可使用热塑性塑料，在加热状态填入槽口中，接着再固化。对此实施例而言，由于只是在咬合封盖装配之后才关闭槽口，因而防止了在装配咬合封盖时再打开槽口。

下面在各种实施例的基础上，对此发明进行更详细的说明：即

图1是按照本发明的咬合封盖从下看的平面图，

图2是按照图1沿A-A线的截面图，

图3是由咬合封盖密封的容器嘴部的截面图，开瓶器处在开启位置，

图4是抬起咬合封盖后图3所示的结构图，

图5是咬合封盖首次开启后的透视图，

图6是具有另一种优选设计的削弱部位的咬合封盖的侧视图，

图7是安装在容器嘴部的咬合封盖，在盖壁的外表面有径向突出的肋，

图8是按照图7的密封盖由下面看的视图，

图9是咬合封盖的边缘区域，其封盖在下部区域是由支承环和防破坏环组成，

图10是有防破坏环的咬合封盖，该防破坏环是由桥形元件与盖壁的其余部分连在一起，以及

图11是按照图10的咬合封盖从下面看的视图。

图1表示出按照本发明的咬合封盖，它是从下面看的而且有盖基体1的内表面的视图。沿圆周在盖壁2的内表面上安置有多个咬合元件3，该咬合元件在放到容器嘴部上的时候，啮合在容器嘴部上的凸缘下面。铅直方向的削弱部位4是由盖壁2的内表面上的缺口13形成的，该缺口安置在两个相邻的咬合元件3的中空处。

图2表示出按照图1的咬合封盖截面图，截面沿着图1所示的A-A线。缺口13设置在盖壁2的内表面上，因而盖壁在削弱部位4的区域中具有光滑面17。因此从外部容易确认出盖壁的撕裂。缺口13向下延伸到盖壁2的下边缘14处。

图3表示出装上了咬合封盖的容器嘴部的截面图。咬合元件3啮合在容器嘴部的凸缘5的下面。环形的咬合区域6对于封盖的固定是特别重要的，在这里咬合元件3的径向厚度到达其最大值7。环形咬合区6处的盖壁减薄会明显地降低能达到的密封质量。由缺口13形成的削弱部位4因而安置在盖壁2的环形咬合区6的下面。

此外，图3中也表示出了一个开瓶器10，处在咬合封盖上打开容器的位置。开瓶器的抓盖刃9啮合在封盖下边缘的一点上。抓盖刃9与开瓶器的接触区18相连接，该连接区位于该基体1的外表面上。使用也用于打开冠形盖的标准开瓶器时，由于抓盖刃9和接触区域18之间的距离19通常在12-15mm区间，因而此塑料咬合封盖最好也设计得其高度最大为12mm。此外，如果盖壁内表面和容器颈部的外表面之间存在一个距离8的话，使用开瓶器来开启是有宜处的，因而开瓶器抓盖刃9尽可能结实地啮合在盖壁下边缘的后面。

如果图3中所示的开瓶器沿箭头11所指方向运动，抓盖刃9同时会压向盖壁的下侧边，这实际上导致了咬合封盖在其一侧从容器嘴部抬起。这种状态下的布局见图4。抓盖刃9与盖壁相接触的那一点被压向外。盖壁在靠近抓盖刃9处的削弱部位4被撕裂，因而马上可以确认出此封盖的初次打开。在图3和图4中所示的例子的情况下，开瓶器抓盖刃9正好是在削弱部位4的区域中与盖壁2相接触的。然而在削弱部位4的区域中盖壁足够容易撕开的，当开瓶器加在两个邻近的削弱部位之间时，盖壁在下一个相邻的削弱部位区域中也会撕开的。

图5表示了初次开启后咬合封盖的透视图。盖壁2在两个铅直方向削弱部位4a的区域中被撕裂。在开启封盖时，如果开瓶器加在这两个削弱部位4a之间就会发生这种情况。盖壁的这种撕裂是明显的，因而保证了可靠的防破坏功能。

图6表示了咬合封盖的另一个实施例的侧视图，例中的盖壁在削弱部位的上部是打了孔的。在每个孔中心15的下面是一个可撕裂的桥式件16。这个实施例的优点是盖壁的将被撕裂的部分集中在桥式件16上，因而集中在盖壁的下边缘区域。由于开启时产生的负载在盖壁的下边缘处最大，所以桥式件16特别容易断裂。减少桥式件16的径向厚度可实现进一步的改进。通过在盖壁的内表面上施加额外的缺口，而在桥式件16的区域内盖壁仍具有光滑的外表面，就可方便地实现这种改进。

图7表示了一个安装在容器嘴部的咬合封盖，其盖壁具有多个径向向外突出的肋分布在其圆周上。图7的左半边表示了咬合封盖的外部视图，而右半部是截面图。由于盖壁外表面上大约铅直方向走向的纵向肋20的作用，增加了盖壁对轴向负载27的抗力。由于肋20向下延伸到盖壁的下边缘，可用于施加开瓶器的接触面积同时也加大了。这也可以从图8看出，在此图中按照图7的咬合封盖可以从下部看到。铅直方向的削弱部位4在每种情况下都是安排在两个相邻肋20之间空处。削弱部位4是由盖壁内表面上的缺口形成的。在相邻的肋20之间的中空处，盖壁具有光滑表面，因此，从外部可以容易确认削弱部位的撕裂。

图9表示了封盖边缘区域的截面图，在其下部区域盖壁有支承环21和同心地环绕该支承环的防破坏环22，该下部区域设置有削弱部位4b。此削弱部位4b接着就设置在外部防破坏环22上。这些削弱部位是由防破坏环的内表面上的缺口13a所形成的，于是防破坏环在削弱部位区域内保持其光滑表面，因而削弱部位的撕裂是易于被确认的。防破坏环22向下延伸越过支承环21的下边缘。因此，通过一个标准的开瓶器仍可实现抓住防破坏环22，而通常开瓶器是啮合在支承环21的内边缘上(见图3)。防破坏环22的径向厚度24比支承环21的径向厚度25小得多。防破坏环就可做得尽可能易碎，内支承环21就会有传递开瓶器所施加的提升力所需的强度。

除了支承环21和外部防破坏环22以外，本实施例中咬合封盖的盖壁也有一个上部盖壁，原则上来讲，这个上部盖壁同样也是环形截面，下面将以“壁环”26表示。因此盖壁基本上是由三个相互联接的部件组成。图9中所示的支承环21是上部壁环26的直接延伸，两种环形部件都具有同样的内径。外部的防破坏环22由一个类似的环形中空28与内部支承环21分隔开来。由于工艺制造的原因，在整个封盖是由塑料浇铸成单件时，这个中间的空间是必须的。在它的低端，壁环26的外径与防破坏环22的外径相同，因此，防破坏环(支承环21也同样)在其表面处同样与上部壁环相连接。

图10表示了咬合封盖的另一个实施例，它具有支承环21a和防破坏环22a。这里，防破坏环22a的内径比盖壁其他部分的最大外径大。防破坏环22a只是通过多个塑料桥式件23与盖壁的其余部分相连，该桥式件被安置得沿圆周分布。措辞“盖壁的其余部分”在这方面来讲是一个对于支承环21a和上部壁环26来说的集合名词。在图示例子的情况下，桥式件23是位于防破坏环22a的内表面和支承环22a(应为21a-译者)的外表面之间。

最后，图11表示了按照图10的咬合封盖从下方看的视图。注意：在这一实施例的情况下，提供的桥式件23的数目与防破坏环22a的铅直方向削弱部位4c的数目相同，连接桥式件23安置在任何两个铅直方向削弱部位4c之间。

由于本发明易于被修改和改动，上面的叙述和附图不应看成是对本发明限制，本发明是由下面的权利要求及其不同的组合所确定的。

Claims (19)

1.用于有大约呈圆柱状嘴部的容器的塑料咬合封盖，它具有盖基体(1)和邻接在该盖基体上的盖壁(2)，在该盖壁的内表面上沿圆周分布着突出的咬合件(3)，该咬合件能够咬合在容器嘴部的凸缘(5)上，该咬合件的径向厚度在盖壁环形咬合区(6)中达到极大值(7)，其特征在于：铅直方向的削弱部位(4)安置在咬合区域(6)的下面。

2.按照权利要求1所述的咬合封盖，其特征在于：削弱部位(4)向下延伸到盖壁(2)的下边缘(14)处。

3.按照权利要求1或2中之一所述的咬合封盖，其特征在于：削弱部位(4)是由盖壁(2)的内表面上所设置的凹陷(13)所形成的，而且盖壁(2)在削弱部位(4)的区域中具有平滑的外表面。

4.按照权利要求1到3中之一所述的咬合封盖，其特征在于：咬合件是几个沿盖壁内表面的圆周安置并互相分开一定距离的咬合件(3)。

5.按照权利要求4所述的咬合封盖，其特征在于：削弱部位(4)安置在相邻咬合件(3)之间的中空内。

6.按照权利要求1到5中之一所述的咬合封盖，其特征在于：盖壁(2)在削弱部位(4)的上部区域是打了孔的，因而在每种情况下，可撕裂的桥式件(16)是位于孔中心点(15)和盖壁下边缘之间。

7.按照权利要求1至6中之一所述的咬合封盖，其特征在于：盖壁的外表面具有几个径向外伸的突肋(20)，它们沿圆周分布，延伸到盖的下边缘。

8.按照权利要求1或2中之一所述的咬合封盖，其特征在于：其下部区域有削弱部位(4b，4c)，在此下部区域盖壁包含有一个内支承环(21)和一个同心地环绕该支承环分布的防破坏环(22)，而且在防破坏环(22)上设置有削弱部位。

9.按照权利要求8所述的咬合封盖，其特征在于：防破坏环(22)向下延伸越过支承环(21)的下边缘。

10.按照权利要求8或9中之一所述的咬合封盖，其特征在于：削弱部位(4)是由设置在防破坏环(22)的内表面上的凹陷(13a)所形成的，而且防破坏环在削弱部位的区域中具有平滑的外表面(17a)。

11.按照权利要求8到10中之一所述的咬合封盖，其特征在于：防破坏环的径向厚度(24)比支承环的径向厚度(25)小。

12.按照权利要求10至11中之一所述的咬合封盖，其特征在于：防破坏环(22a)只是借助于几个沿圆周分布的塑料桥式件(23)与盖壁的其余部分相连接。

13.按照权利要求8至12中之一所述的咬合封盖，其特征在于：防破坏环(22a)的内径比盖壁其余部分的最大外径大。

14.按照权利要求1至13中之一所述的咬合封盖，其特征在于：封盖的高度(12)等于最大值12mm，因而此封盖可以使用也可用于除去金属冠形盖的开瓶器来从容器嘴部除去。

15.按照权利要求1至14中之一所述的咬合封盖的制造方法，其特征在于：首先制造一个带有盖基体(1)、邻接在该盖基体上的一个圆柱状的盖壁(2)和一个在盖壁内表面沿着圆周分布的突出机构(3)的封盖，然后在盖壁的下部区域至少加上三个大约铅直方向的削弱部位。

16.按照权利要求15所述的方法，其特征在于：铅直方向削弱部位(4)是借助于切割工具通过切割或研磨或/和通过热变形，分别熔化而加上的。

17.按照权利要求1到16中之一所述的咬合封盖的制造方法，其特征在于：首先在单个浇铸过程中制造一个封盖，此封盖带有一个基体(1)和一个柱状盖壁(2)，而且其内表面上有一个咬合件(3)，其中，盖壁具有几个从该盖壁下边缘向上铅直方向延伸的槽，而且这些槽至少部分地由于盖壁的变形和/或由于充填了塑料而被重新封闭，因而盖壁的削弱部位保留在这些槽的区域中。

18.按照权利要求17所述的方法，其特征在于：这些槽只有在装配了咬合封盖后才关闭。

19.按照权利要求17或18所述的方法，其特征在于：这些槽中填有液体的或糊状的填充物以封闭这些槽，这些填充物在一段时间后才硬化。

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