CN1333733A - 形成盖子的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用来注射模制塑料瓶瓶盖(10)的模具,模具具有一形成瓶盖的顶部和裙部的外斜面的模腔(36)。型芯(41)和一固定于该型芯顶部的型芯嵌件(42)形成盖子的内部并构成一单个的、不移动的部件。位于模腔下方的锥形脱模圈(43)与盖子裙部(13)的底部相啮合。在通过热注嘴(37)将形成盖子的融熔塑料注入模腔内之后,将模腔回撤。然后借助推顶杆(44)将脱模圈相对于型芯提升起来。此时,空气在盖子顶部的下方被释放,从而破坏了趋向于使盖子保持在盖子嵌件上的真空。由此即可将盖子从模具中推顶出来。本发明缩短了工作时间。可以减小盖子的壁厚,因此还可降低材料成本。

Description

形成盖子的装置和方法

本发明的背景

1.本发明的领域

本发明涉及用来形成一种用于五加仑水瓶的塑料盖子的新型和改进型装置和方法。更具体地说，本发明涉及一种用来形成这种盖子的模具以及制造这种盖子的方法。

2.相关技术的描述

盖子，诸如附图所示并将在下文中描述的盖子，多年来都是在塑料注射成型设备上来进行模制的。这里所涉及的盖子与美国专利5,232,125中所揭示的部分内容是相类似的。采用本发明的模制装置和方法，可以更迅速地制造盖子，并且所使用的材料较少。

本发明概述

在附图中示出并且将在下文中描述的盖子是一种称为“不溢出”的类型的盖子。这种盖子的凹下部用一塞子塞住，然后将盖子盖在一诸如用来盛装天然泉水等的五加仑水瓶的瓶子上。应予理解的是，本发明也可以用在其它盖子的制造中，在这些盖子中有一顶部和一自其周缘垂下来的裙部。

将在下文中描述的本发明模具可以安装在传统的塑料注射模制机内。用来形成盖子的模具和方法可以使整个盖子采用较薄的壁，从而可以减轻材料的重量。此外，还可以缩短模制机的循环时间。循环时间的缩短以及重量的减轻是很大的经济优点。举例来说，藉助采用本发明的模具和方法，盖子的重量可以从近似13克减至近似8克，而且模制机的循环时间可以从大约15秒缩短至8秒。

本发明的特征之一在于：盖子藉助抵着盖子裙部底缘上向上推而从模具中推顶出来，而已有技术是将一推杆顶着盖子的顶部向上推的。采用推杆的推顶方法要求顶部壁厚远远大于盖子实际所需的壁厚。否则，推顶将使得顶部出现不可接受的“半球形隆起”。采用推杆来顶着盖子顶部底侧向上推的另一缺点在于：盖子容易向上变形，从而会使得裙部的上部受到应力而抵着模具向内拉，由此会增大推顶盖子所需的作用力，进而需要较厚的壁。而根据本发明，藉助在裙部底缘上向上推压，可以显著减小盖子顶部上的应力，因此可以避免盖子裙部向内变形。这样就可以使用壁较薄的盖子裙部。壁厚的增大增加了已有技术制作盖子所需的材料。

本发明的另一特征在于：实际上，对盖子模制在其周围的型芯，没有采用需要彼此相对滑动的部件。在早先的模具结构中，裙部的内表面是由一中空的型芯来形成的，在所述中空部内部有一在一部分工作循环中相对于型芯滑动的推杆。由于本发明的各部件不需要彼此相对移动，因此，可以大大改善模具的冷却条件，由此可以避免通过那些相对移动的表面来进行热量的传递。

本发明的又一优点在于：模具的模腔部分和模具的型芯部件之间的分模面与盖子裙部的底缘相重合。这样一种构造就可以在裙部的下部的外表面上设置凸肋或设计材料。

本发明的另一特征在于：本来就与型芯相接触的脱模圈以及型芯都具有向上向内锥形表面。因此，当脱模圈相对于型芯向上移动时，就没有擦伤的可能，而这种擦伤可能会阻碍各部件的移动。以前用来制造本发明这种盖子的模具其问题之一是：模具的各部分容易擦伤，因为在模具的“较下”部分内有三个独立的部件，所有这些部件都必须彼此相对移动。此外，由于各部件彼此相对滑动，因各部件之间必须要有足够大的间隙以便能进行这种移动，因此，各配合表面之间的热传递较差。这些问题均可由本发明来解决。

附图简要说明

结合在本说明书中并且构成本说明书一部分的各附图示出了本发明的几个实施例，它们与本描述一起对本发明的原理进行阐述。

图1是已有技术中所用的一模具的纵剖视图。

图2是一与图1相类似的视图，它示意性地示出了本发明的模具。

图3是经过图2所示模具的一部分的、放大的纵剖视图。

图4是一与图2相类似的视图，它示出了在操作所述模具过程中一个步骤完成后的情况。

图5是一与图4相类似的视图，它示出了在操作所述模具过程中的随后一个步骤。

图6是位于一容器颈部上的本发明盖子的纵剖视图。

图7是按照本发明的一种盖子的实施例的侧视图。

图8是按照本发明的另一种盖子实施例的纵剖视图。

较佳实施例的具体描述

下面将对本发明的几个较佳实施例进行具体描述，各附图示出了本发明的较佳实施例的例子。虽然本发明将结合这些较佳实施例来进行描述，但应予理解的是，本发明并不限于这些实施例。相反，本发明将包括在所附权利要求书中所阐述的本发明的精神和实质范围之内的所有变化、改进和等效物。

从图6中可以最清楚地看到藉助将在下文中描述的模具和方法所形成的典型盖子以及一个互补的瓶螺口。盖子10具有一顶部11，图中示出的顶部是呈环形，并且在其中心形成有一凹下部12。凹下部12由一塞子(未示)所封盖，所述凹下部和塞子如美国专利5,232,125所描述的那样。但是，本发明也可以用于其他的盖子。例如，其纵剖视图如图8所示的盖子110与图6所示的盖子相类似，只是在图8所示的盖子中没有了凹下部12。再请参阅图6，从顶部11的周缘垂下来的是一具有一底缘14和一内锁紧凸缘16的裙部13，所述凸缘可与一较大水瓶(瓶颈部螺纹121)上的互补止动结构相配合，这在本技术领域中是众所周知的。在裙部13上至少有一处是一撕扯线(未予图示但这在本技术领域中是众所周知的)。在下文中将对一种用于这种撕扯线的构造予以描述。如图7所示，自底缘14悬垂下来的是一位于所述撕扯线附近的撕扯突舌18，使用者可以抓紧该突舌而将裙部13撕扯下来，以将盖子10从瓶颈上除去。

锁紧凸缘16紧贴地位于瓶螺口121的上“冠形”部120的下方。该瓶螺口的靠下面的小直径部分122由盖子10的纵向延伸的下裙部13所跨越。在该下盖子裙部的底部处，藉助采用一向内的凸部124使所述裙部的横截面稍稍变厚。该向内凸部减小了盖子裙部在其下终点处的内径，从而使得盖子和瓶子之间形成紧密配合，以防止灰尘和其他污染物进入瓶螺口121的上部。盖子裙部底部处的增厚部分由于在从模具中推顶出来过程中，当脱模圈向上推时，可防止裙部底部发生弯曲，因此还有利于盖子的模制作业。

在裙部13上至少有一处具有一强度较弱的线或撕扯线。该撕扯线可以使人们在需要时用手除去盖子。在图7中示出了一种用于这样一种撕扯线的构造。在图7中，示出了所述盖子的侧视图，该图示出了基本竖直的刻痕130、131，它们位于盖子裙部13内、撕扯突舌18的两侧。这两条减弱线的至少其中之一纵向延伸穿过锁紧凸缘16。在图3中示出了一种使强度较弱的线延伸穿过锁紧凸缘16的方法，其中，钢制模具凸部96和97共同使强度较弱线延伸穿过凸缘16。两条刻痕线中只有其中之一130是延伸靠近盖子的顶部的，而另一条刻痕线131则终止在稍稍低于顶部的地方。这样做是为了便于将盖子从瓶子上除去。因为，人们发现，如果两条撕扯线都延伸至盖子的顶部，持续不断地拉动所述突舌事实上将使得锁紧凸缘16增大它在瓶子上的粘着度，这样就极难将盖子除去。当只有一条撕扯线延伸至盖子顶部时，可大大方便盖子的除去。

在此之前，盖子10是利用图1所示的模具来进行模制的。这样一种模具的轴线以及本发明模具的轴线在使用中通常都是水平的，但是在本说明书和权利要求书中则被图示和描述成垂直的。通常可以将模具的上部称为模腔21，一热注嘴22位于所述模腔的内部，熔融的塑料材料(诸如低密度聚乙烯)通过该热注嘴注入模腔21与模具下部之间的空间内。在已有技术的模具结构中，两个半模之间的分型面23位于盖子顶部附近，基本上是位于盖子顶部的下方，高出其底缘的上方很多。

这种模具的下部包括一芯腔26。在芯腔26的内部是一套筒状型芯27，在套筒27的内部则是一推杆28。为了保证水的循环，一推杆嵌件29固定于所述推针的上端。

在图1所示已有技术模具的操作过程中，将各部分如图1所示的那样闭合起来，通过热注嘴22将熔融的塑料注入两个半模之间的空间内。之后，将上半模或模腔21与模具的下部分开。推杆28和型芯27相对于芯腔26向上移动，使盖子10离开芯腔26。当盖子脱离芯腔26时，型芯27停止移动而推杆28则继续移动，由此可将盖子从该型芯中脱出来。

与上文所例举和描述的已有技术模具相比，本发明具有显著的优点。

图2示出了两个闭合起来的本发明的半模。模腔36包括一热注嘴37，图中，所述热注嘴相对于纵轴呈一角度。应予理解的是，热注嘴37可以设置在其它位置。模腔36和型芯41之间的分型面38位于盖子裙部13的底缘14处。固定于型芯41的上端的是一型芯嵌件42。在型芯41的外表面上是可藉助推顶杆44相对于型芯41被移动的脱模圈43。

下面将结合图3对模腔36进行更具体的描述，模腔36的上部46决定了顶部11的上表面和凹下部12的内表面的形状。在顶部46的下方有一环形的、向下垂的突部51。突部51的内部决定了裙部13的外表面的形状。突部51的下表面或底缘52(包括两个半模之间的分型面)在裙部13的底缘14的水平高度上。模腔36的外表面如图2和图3所示，但是它的结构不构成本发明的内容，因此不予详述。例如，其中的外凹槽48是用来对流体进行冷却的。自上部46凸伸的中心凸部49决定了凹下部12的内部的形状。

固定于型芯41的上端的型芯嵌件42具有一顶面56，该顶面决定了顶部11的下侧的绝大部分的形状。顶部11的下侧的其余部分的形状则由型芯41的尖端57来决定。型芯41的环形延伸部64的外表面决定了裙部13的内部(包括凸缘16在内)的形状。嵌件42的底部59紧抵在一位于型芯41内的内腔的底部61上，型芯41的那一位于该内腔之外的部分则构成了型芯41的环形延伸部64。自表面61向上凸伸的是一些榫钉63，从图3中可以最清楚地看到，这些榫钉安装入孔65内，由此可将嵌件42相对于型芯41而定位。

利用位于型芯41的延伸部64内部的嵌件42的目的是便于对构件41-42进行冷却。因此，如图3所示，设有一与型芯41内的通路67连通并且于冷却水源头相连的环形冷却水槽66。虽然图中未予示出，但应予理解的是，还设有另一通路67，来自槽66的冷却水可通过该通路而抽出。密封件58和58a将型芯嵌件42与型芯41相密封。

一凹部71形成在嵌件42内，其中有一螺纹紧固件(未示)用以将部件41和42装配在一起。

诸提升阀76位于嵌件42的顶部56的下方的几个位置处。阀76与通道77连通，通道77又与连接通道78连通，图中所示的所述连接通道78设置成与纵向呈一角度。通道78与型芯41内的纵向延伸通道79连通。用提升阀76的目的是为了破坏真空，当盖子10从型芯41中脱出来时，该真空趋向于使盖子10尤其是其顶部11保持在模具上。

从图2中可以最清楚地看到，型芯41的外表面包括一向下向外锥形侧翼83，并且在该侧翼的下方是一套环84。在闭合位置，模具脱模圈43的底面85座落在套环84的顶部上，并且其顶面86与模腔36的突部51的底面52相配合，所述两个表面52和86组成分型面38。应予指出的是，脱模圈43的内部具有一向上向内锥形表面88，当模具处于闭合位置时，该表面88与表面83相配合。套环84形成有一些孔，推顶杆44可在这些孔内滑动以使脱模圈43相对于型芯41移动。

为了形成裙部13的撕扯线或使裙部变薄，一凸肋96固定于突部51(参见图3)的内表面。为使凸缘16附近的裙部13进一步变薄，将一嵌件97加设在延伸部64上。为了形成拉舌18，一凹槽形成在脱模圈43内，向下延伸到脱模圈43的底面85附近。

操作

在操作循环开始时，先将两半模闭合起来，并使各部件处于图2所示的位置。将熔融的塑料从热注嘴37注入两半模之间的空间内。下一操作步骤是将模腔36取出，图4示出了该步骤完成后的情况。

将盖子10与模具分开的下一步骤是藉助将脱模圈43相对于型芯41向上推动的推顶杆44来完成的。脱模圈43的上表面86贴合在裙部13的底缘或底部14的下方。提升阀76在顶部11的下方供给空气，从而有助于破坏盖子和型芯41以及型芯嵌件42之间的真空。图5示出了该步骤的完成的过程。对于实用目的来说，盖子10是摆脱半模的，并且根据传统实践藉助重力而落至一可将其从模制机器上取出的传送器上。应予注意的是，当脱模圈43开始相对于型芯41移动时，表面88和83立即分离，从而可以消除擦伤的可能，而如果采用已有技术中所使用的滑动构件，如上文所描述的那样，这将成为一个大问题。

以上对于本发明的几个实施例的描述是为了举例说明和描述之用。不应将它们视为穷举的或者视为本发明限于以上所揭示的具体细节，显然，在上文的提示下可以对本发明做出很多改进和变化。为了最佳地阐释本发明的原理和其实际应用，本文选择了几个实施例并予以描述，以使本技术领域的其他熟练人员可以最佳地利用本发明以及种种为了适合于实际应用而做出的种种改进的实施例。本发明的保护范围应由所附权利要求书以及它们的等效物来限定。

Claims (19)

1.一种用来模制一具有顶部和下垂裙部的塑料盖子的装置，所述裙部具有一底缘，所述装置包括：

一模腔，它具有一包括用来注射塑料的热注嘴的上部和一环形下部，所述模腔具有一些用来形成所述顶部和所述裙部的外侧的表面，

一形成所述顶部和所述裙部的内侧的型芯，所述模腔相对于所述型芯是可分离的，

所述模腔和所述型芯彼此隔开一距离以形成所述顶部和所述裙部的壁厚，所述模腔的所述下部在所述底缘的水平高度处终止，

一位于所述型芯的外表面上并且可以与其分离的脱模圈，所述脱模圈具有一位于所述模腔的所述下部下方并且与其相啮合的顶面，

所述脱模圈与所述底缘相啮合，并且至少一个构件可相对于所述型芯移动，以使所述脱模圈在一与所述型芯相啮合的回缩位置和一将所述盖子从所述型芯中脱模出来的凸伸位置之间移动。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱模圈的所述顶面和所述下部的底面包括所述装置的分型面，所述分型面与所述盖子的所述底缘重合。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱模圈具有一底面，所述型芯具有一周向套环，当处于内缩位置时，所述底面位于所述周向套环上。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述套环具有至少一个孔，所述构件包括一延伸穿过所述孔并固定于所述脱模圈的推顶杆。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述型芯具有一向上向内的第一外表面，所述脱模圈具有一向上向内的第二内表面，当所述脱模圈处于回缩位置时，所述第二内表面与所述第一外表面相配合。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述顶部呈环形，所述盖子具有一中心凹下部，所述模腔具有一可形成所述凹下部的内表面的中心凸部，所述型芯在其顶面内具有一中心内腔，所述中心内腔设置在形成所述凹下部的外表面的所述凸部的周围并且与之隔开。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括：一插设在所述型芯内的阀和一位于所述型芯内与所述阀连通以破坏趋向于使盖子保持在所述型芯上的真空的通道。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述型芯包括一型芯本体和一型芯嵌件，所述型芯本体形成有一具有一底型芯表面的内腔，所述型芯嵌件具有一与所述底型芯表面相啮合的底嵌件表面，所述本体具有一环设在所述嵌件周围的环形注嘴，所述嵌件形成有一位于所述嵌件和所述注嘴之间的冷却凹槽和一位于所述本体内、与所述冷却凹槽连通的通道。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述型芯包括一型芯本体和一型芯嵌件，所述型芯本体形成有一具有一底型芯表面的内腔，所述型芯嵌件具有一与所述底型芯表面相啮合的底嵌件表面，所述嵌件具有：一设置在所述模腔对面的顶面、一插设在所述顶面内的阀和一在型芯内与所述阀连通以破坏趋向于使盖子保持在所述型芯上的真空的通道。

10.一种用来模制一具有顶部和下垂裙部的塑料盖子的方法，所述裙部具有一底缘，所述方法包括提供一模具，所述模具包括：

一模腔，它具有一包括用来注射塑料的热注嘴的上部和一环形下部，所述模腔具有一些用来形成所述顶部和所述裙部的外侧的表面，

一形成所述顶部和所述裙部的内侧的型芯，所述模腔相对于所述型芯是可分离的，所述模腔和所述型芯彼此隔开一距离以形成所述顶部和所述裙部的壁厚，所述模腔的所述下部在所述底缘的水平高度处终止，

一位于所述型芯的外表面上并且可以与其分离的脱模圈，所述脱模圈具有一位于所述模腔的所述下部下方并且与其相啮合的顶面，

所述方法包括以下步骤：

将所述模具闭合起来，并使所述脱模圈与所述型芯相啮合且使所述模腔与所述脱模圈相啮合，

通过热注嘴将塑料注射在所述模腔和所述型芯之间以形成所述盖子，所述脱模圈定位得与所述盖子的所述底缘相啮合，

将所述模腔与所述型芯分开，

藉助抵在所述底缘上将所述脱模圈向上推动，将所述脱模圈相对于所述型芯提升起来，以使所述盖子离开所述型芯。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，它还包括：在提升所述脱模圈的过程中，在所述顶部的底侧下方将空气注入，以破坏所述盖子和所述型芯之间的真空。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述盖子的所述顶部呈环形，所述盖子具有一中心凹下部，所述模腔具有一可形成所述凹下部的内表面的中心凸部，所述型芯在其顶面内具有一中心内腔，所述中心内腔设置在形成所述凹下部的外表面的所述凸部的周围并且与之隔开，

将所述模腔于所述型芯分离的步骤包括将所述中心凸部从所述凹下部的内表面中取出。

13.一种盖子，它包括一顶部和一自所述顶部垂下来的裙部，所述裙部具有一底缘，所述裙部基本上呈圆筒形，所述裙部上的一内锁紧凸缘向上与所述底缘隔开，用来与一将所述盖子盖在其上的颈部相啮合，所述裙部上的一第二内锁紧凸缘具有一自所述底缘向上延伸且基本上呈圆柱形的下部。

14.如权利要求13所述的盖子，其特征在于，所述第二凸缘具有一位于向上且向外呈锥形的所述下部上方的上部。

15.一种盖子，它包括一顶部和一自所述顶部下垂的裙部，所述裙部具有一底缘，所述裙部基本上呈圆筒形，所述裙部上的一内锁紧凸缘向上与所述底缘隔开，用来与一将所述盖子盖在其上的颈部相啮合，所述裙部形成有一对自所述底缘向上延伸、基本上相互平行、基本纵向的外撕扯线，其中一条撕扯线向上延伸的高度高于另一撕扯线向上延伸的高度。

16.如权利要求15所述的盖子，其特征在于，它还包括一位于所述底缘下方、所述撕扯线之间的撕扯突舌。

17.如权利要求15所述的盖子，其特征在于，所述一条撕扯线延伸至一位于所述顶部附近的终点。

18.如权利要求15所述的盖子，其特征在于，所述的至少一条撕扯线延伸到所述内锁紧凸缘的上方，所述内锁紧凸缘形成有一朝着所述至少一条撕扯线向内凹进的内凹口。

19.如权利要求18所述的盖子，其特征在于，所述内锁紧凸缘具有一向下且向外弯曲的底面，所述凹口形成在所述表面内。

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