ES2313457T3 - Medio de sellado para un cierre, cierre y proceso. - Google Patents
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Abstract
Medio de sellado (2) para sellar un cuello (25) de un recipiente, caracterizado porque el mencionado medio de sellado (2) comprende: (a) un medio de sellado exterior deformable radialmente (20), adecuado para ser acoplado con una superficie libre exterior (17) del collar (25), mediante lo que (b) el medio de sellado exterior (20) tiene una sección transversal en general con forma de P, con (c) una base anular (22), y (d) un aro de sellado anular (23) dispuesto en un extremo libre de la base anular (22), que sobresale radialmente hacia dentro sobre la superficie interna de la base (22) y forma, en posición acoplada con el cuello (25), un primer área de sellado (30) con la superficie libre exterior (17), caracterizado porque el aro de sellado anular (23) y la base (22) se extienden libremente en la dirección radial mientras el medio de sellado (2) se aplica al cuello.
Description
Medio de sellado para un cierre, cierre y
proceso.
La presente invención se refiere a un medio de
sellado para cierres, especialmente a un medio de sellado para
cierres de envases de líquidos tales como bebidas. En concreto, la
invención se refiere a un medio de sellado para recipientes de
líquidos carbonatados tales como bebidas sin alcohol, pero también
adaptado para sellar otros recipientes tales como recipientes de
vidrio o PET, con contenidos a presión atmosférica o por debajo de
esta, o que tienen componentes gaseosos o bien requieren una junta
estanca hermética. La invención se refiere además a un cierre y un
proceso para la fabricación y aplicación, respectivamente de un
medio de sellado y un cierre.
Generalmente se fabrica juntas estancas de
cierres a partir diversos tipos de plásticos, tales como polietileno
(en lo que sigue, PE) o polipropileno (en lo que sigue, PP), o
materiales basados en EVA tales como materiales de revestimiento
Darex^{TM}. Este último se utiliza principalmente para la
fabricación de cierres de revestimiento; el material es menos duro
y menos duradero que el PE. Materiales más blandos tales como PE de
baja densidad (LDPE, low density PE), etileno acetato de vinilo
(EVA, ethylene vinyl acetate) o compuestos basados en materiales en
bruto de poliolefinas, se utilizan a menudo como material de junta
estanca. Materiales más rígidos tales como polipropileno, son
utilizados a menudo como material de carcasa para cierres.
Del arte previo hay una gran cantidad de
documentos disponibles que están dirigidos a cierres y tapas para
el sellado de recipientes. A continuación se explica un grupo
seleccionado.
El documento EP 0 076 778, de Albert Obrist AG,
se presentó en 1982 y está dirigido a una tapa de cierre fabricada
de materiales plásticos, que tiene un borde de sellado exterior
circular, con un grosor que disminuye continuamente frente a su
extremo libre. El borde de sellado exterior está dispuesto en la
región de unión entre un faldón vertical y una parte superior de
tipo disco, y apunta oblicuamente hacia abajo. En su diámetro menor,
el borde de sellado tiene una parte de sellado redondeada. Por
debajo de la parte de sellado, el borde de sellado se ensancha
hacia fuera a modo de embudo, para recibir una apertura del
recipiente. Sin embargo, debido a la disposición obligada del borde
de sellado, el borde de sellado tiende a menudo a distorsionarse
durante su aplicación, especialmente durante una aplicación
deformada sobre un cuello de un recipiente. Otra desventaja
consiste en que, debido a la disposición inclinada, este sellado es
relativamente rígido y por lo tanto no es demasiado bueno ajustando
en la dirección
lateral.
lateral.
El documento US 4 489 845 se presentó en 1984 y
fue asignado a Albert Obrist AG. El documento US 4 489 845 está
dirigido a un tapón a rosca para cerrar la abertura de un
recipiente. El tapón tiene un borde de sellado que está unido a la
parte superior del tapón. La pared lateral interna del borde de
sellado exterior tiene un diámetro que es mayor que el diámetro
exterior de la pared exterior del recipiente. Un dispositivo de
apriete, que puede diseñarse con una junta estanca interna, crea
una contracción de la parte superior de la tapa, cuando el tapón a
rosca se enrosca sobre el recipiente debido a la deformación de la
coraza exterior del cierre, mediante lo cual el borde de sellado
será presionado contra la boca del recipiente. De este modo, el
labio de sellado es presionado solo radialmente contra la boca del
recipiente durante el transcurso del proceso de enroscado. De ese
modo, se impide el sobre-estiramiento y los daños en
el material del borde de sellado. En una posición acoplada, el
borde de sellado acopla alrededor del cerco externo superior del
cuello de la abertura de un recipiente. Una desventaja es que la
deformación del cierre descrita, está relacionada con fuerzas de
apertura considerables. Otra desventaja consiste en que la carcasa
externa tiende a romperse, debido a una tensión y una deformación
considerables (rotura por tensión) que tienen como resultado una
avería total del cierre y la pérdida del producto.
El documento EP 0 114 127 presentado en 1984,
de Continental Whitecap, y el documento EP 0 176 205 presentado en
1985, de Sun Cost Plastic, revelan una junta estanca que tiene dos
aletas de sellado en general dispuestas en forma de V. Cuando se
tira hacia abajo del cierre sobre un recipiente, las aletas se
deformarán de acuerdo con la sección transversal del área
superficial de sellado del recipiente, lo que incluye descender
dentro de la boca del recipiente y a lo largo del lateral de la
superficie exterior del acabado del cuello, para proporcionar un
contacto de sellado eficaz con el área de sellado del recipiente.
Las aletas de sellado están en posición acoplada, lateralmente
soportadas y presionadas contra el cuello del cierre.
El documento EP 0 529 383, presentado en 1992
por Jacob Berg GmbH, está dirigido a una tapa a rosca de plástico
para recipientes, en particular para recipientes de bebidas con
presión. El recipiente comprende una tira de sellado anular, que
está moldeada integralmente con la carcasa del cierre. Adyacente a
la tira de sellado, hay dispuesto un gollete que presiona la tira
de sellado contra un borde externo superior del cuello de un
recipiente. Una desventaja consiste en las reducidas posibilidades
de ajuste lateral.
El documento EP 0770559, presentado en 1996 por
Sacmi Cooperativa Meccanici, está dirigido a un tapón de rosca de
plástico, con un revestimiento fabricado mediante moldeado por
compresión. El cierre comprende un borde anular que está diseñado
para soportar un revestimiento, y sobresale desde la parte de tipo
disco, concéntricamente con respecto a la pared externa cilíndrica.
El borde anular actúa como un hombro para un revestimiento de
sellado, de modo que el revestimiento, cuando el tapón ha sido
aplicado al recipiente, acopla con el cerco de la boca del
recipiente.
El documento US 4 489 844 se presentó en 1982 y
fue asignado a Charles A. Breskin Assoc. Inc., y está dirigido a un
tapón reutilizable para cerrar recipientes de bebidas carbonatadas,
o similares. El recipiente consiste en una carcasa que tiene una
rosca interna, con un soporte en esta que acopla de forma estanca el
cuello del recipiente de bebidas, en su borde libre. La carcasa y
el soporte están construidos de diferentes materiales plásticos, y
están moldeados por inyección en diferentes partes de la misma
cavidad de moldeo. Primero se moldea el soporte y después, sin
mover el soporte de la posición en que este ha sido moldeado, se
moldea la carcasa para producir una estructura unitaria en la que
partes sustanciales del soporte están incrustadas en la
carcasa.
El documento US 5 447 674, presentado en 1993
por Frank Schellenbach, está dirigido a un método y a un núcleo de
molde, para la producción de un cierre de plástico moldeado por
inyección en dos componentes. Un núcleo de molde para ser utilizado
en un método de moldeo de inyección de dos componentes, se presenta
para el moldeo de inyección en dos componentes, de cierres de
plástico para recipientes. El núcleo de molde consiste en núcleos
secundarios primero y segundo. Después de inyectar la primera
sustancia, un núcleo secundario o elemento herramienta es
desplazado en una cantidad determinada, en relación con el primer
moldeo. Una desventaja del procedimiento descrito, es que el
desplazamiento del núcleo puede tener lugar solo cuando el material
de la primera etapa está lo suficientemente solidificado, lo que
tiene como resultado un retardo significativo. Otra desventaja
consiste en que la geometría del cierre y de la junta estanca está
significativamente limitada debido a la función del molde. Otra
desventaja más, es que la junta estanca puede no comprender un
saliente radial, lo que tendría como resultado un socavado en el
molde, debido a que el desplazamiento del núcleo del molde dejaría
de ser posible.
El documento W0 03 011 699 presentado en 2002
por Bericap, está dirigido a un tapón de cierre que comprende un
faldón de sellado interno que está truncado sustancialmente y
converge desde la base del faldón de sellado hacia el extremo libre
del faldón de sellado. El interior del faldón de sellado está
diseñado para cooperar con el exterior del cuello. El diámetro
interno del faldón de sellado hacia su parte extrema libre, por
diseño es menor que el diámetro externo del cuello. Como se ha
descrito, el cierre puede comprender una muesca en V anular,
diseñada para mejorar la unión de un revestimiento al cerco del
cuello, o para contactar entre el revestimiento y el cerco.
Del inventor de la invención aquí revelada, son
conocidos y están descritos una serie de cierres para recipientes
de bebidas carbonatadas, en los documentos WO 99/03 746 (1998), WO
99/03 747, WO89/12 584 (1989), WO03/022 701, WO00/56 616 y WO/56
615. Las juntas estancas de estos cierres tienen todas en común que
una nervadura de señal anular, que inicialmente se proyecta hacia
abajo y hacia dentro con respecto a la parte superior del cierre,
se gira hacia el corte interior durante su aplicación sobre un
cuello de un recipiente.
El documento CH - 410 655, relacionado con el
arte previo más reciente, revela medios de sellado donde la pared
externa no es deformable, y las paredes interna e inferior son
deformables de modo flexible.
Un problema de los cierres conocidos del arte
previo, es que la junta estanca de estos cierres falla a menudo
bajo alta presión interna, y el contenido se fuga debido al
abombamiento o al despegue de la parte superior del tapón.
Especialmente con tapones que sellan principalmente sobre la
superficie periférica interna o sobre la superficie superior anular
del cuello del recipiente, puede producirse este problema. Otro
problema que se produce a menudo con cierres conocidos del arte
previo, es la fuga de la junta estanca debido a una alta presión
interna recipiente, y a una carga superior adicional aplicada a la
parte superior del recipiente, por ejemplo debido al apilamiento de
varios recipientes. La razón de esto puede encontrarse en la
deformación del recipiente, y con esto en el relacionado
desplazamiento de la junta estanca. Otro problema de los cierres
conocidos del arte previo, es que la junta estanca falla debido a la
aplicación inclinada del cierre sobre el cuello de un
recipiente.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un medio de sellado para cierres, especialmente cierres
para recipientes de bebidas carbonatadas y otros líquidos calientes
o fríos, que tiene una capacidad mejorada para adaptarse a cuellos
de recipientes, especialmente a cuellos de recipientes que tienen
ciertas imperfecciones o daños.
Otro objetivo más de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de sellado y un cierre apropiados para
bebidas carbonatadas y otros líquidos calientes o fríos, para
ofrecer ventajas en la producción tales como un tiempo de ciclo
corto y menos consumo material, y que sigan siendo herméticos a
elevadas presiones internas y con cargas superiores
considerables.
El cierre que tiene un dispositivo de sellado
acorde con la presente invención, es apropiado para ser acoplado
con recipientes que comprenden un cuello estandarizado de un
recipiente. El cuello estandarizado comprende una superficie
periférica exterior con una rosca externa. La superficie periférica
exterior se extiende, mediante una superficie de borde, a una
superficie superior anular que forma el extremo superior del
recipiente, cuando este se encuentra de pie en posición vertical.
Entre la superficie superior anular y la rosca externa, se extiende
una superficie libre externa, sobre una longitud de aproximadamente
1 mm a 3 mm del cuello, la cual no está cubierta por la rosca y es
apropiada para funciones de sellado. Además, el cuello del
recipiente comprende una superficie periférica cilíndrica, interna,
adyacente a la superficie superior anular.
Junto a un medio de sellado, de acuerdo con la
presente invención el cierre comprende en general una base con una
parte superior de tipo disco, y un faldón externo adyacente a esta,
con medios de retención tales como una rosca interna, apropiada
para ser acoplada con correspondientes medios de retención tales
como una rosca externa del cuello estandarizado de un recipiente,
como se ha descrito arriba. Si procede, el recipiente puede tener
una tapa abisagrada que está interconectada a la base del cierre, y
es apropiada para cerrar un orificio de forma estanca.
Preferentemente el material plástico de cierre
es polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad,
polipropileno o una combinación de estos. Cuando el recipiente va a
utilizarse para líquidos gaseosos, los materiales plásticos
preferentemente tienen una muy baja porosidad al gas.
El medio de sellado aquí descrito comprende, en
una primera realización, una sección transversal esencialmente con
forma de P. El medio de sellado comprende un faldón cilíndrico que
se extiende, en general, perpendicular desde la parte superior de
tipo disco del cierre, en el interior del cierre, distanciado
radialmente respecto del faldón externo del cierre mediante una
separación que tiene anchura y profundidad definidas. El faldón
interno, que con respecto a su sección transversal tiene en general
forma de pata descendente ajustable lateralmente de forma
independiente, en su base está preferentemente interconectado
directamente a la parte superior del cierre. En el área de su
extremo libre inferior opuesto, el faldón interno se convierte en al
menos un aro de sellado toroidal que sobresale por encima de la
superficie lateral del faldón cilíndrico. El aro de sellado
toroidal interacciona en la posición cerrada, radialmente desde el
exterior, con la superficie libre externa del cuello del
recipiente, a través de una superficie de contacto diseñada, de modo
que esta superficie de contacto está preferentemente dispuesta tan
alejada como se pueda bajando sobre la superficie libre del cuellos
de botella, para reducir la influencia de problemas conocidos que
puede producirse, por ejemplo abombamiento, daños en el acabado de
la botella en el cerco externo superior, y elevación del cierre. El
faldón cilíndrico actúa como una base para el aro de sellado
toroidal, y tiene una longitud que evita la interacción negativa
del aro de sellado toroidal con la rosca del cuello del recipiente.
El al menos un aro de sellado toroidal, está conformado
preferentemente de modo que sella principalmente debido una tensión
anular. Por lo tanto, el medio de sellado es preferentemente
independiente incluso en una posición deformada radialmente, cuando
se aplica sobre el cuello de un recipiente. En una realización
preferida, la separación entre el faldón interno y externo está
diseñada de forma que en ningún momento se produce contacto entre el
medio de señal y el faldón externo.
El aro de sellado toroidal comprende un saliente
que está dispuesto en posición acoplada hacia el collar del
recipiente, y define una zona de contacto. A diferencia de las
juntas estancas conocidas del arte previo, que están principalmente
sometidas a una presión anular o a fuerzas de curvatura en la base,
el medio de sellado en general independiente perpendicularmente,
acorde con la presente invención, sella principalmente debido a
fuerzas de tensión anulares que se producen en el aro de sellado
toroidal, cuando se aplica sobre el cuello del recipiente. El medio
de sellado está diseñado de modo que es capaz de ajustar/compensar
cierta cantidad desplazamiento o distorsión lateral y/o radial del
cuello del recipiente. El faldón cilíndrico, que actúa como base,
proporciona cierta flexibilidad en la dirección lateral/radial. Se
consigue buenos resultados por cuanto que la relación proporcional
de la longitud vertical frente al grosor radial de la base del medio
de sellado, que está dispuesta entre la parte superior del cierre y
el aro de sellado toroidal, es de al menos 1:1, y preferentemente
de 4:1. Dependiendo del campo de aplicación, son relevantes
relaciones de aspecto tales como el grosor radial y la forma de la
base del medio de sellado y el grosor radial del aro de sellado
anular, y la relación de aspecto de la longitud vertical frente al
grosor radial del aro de sellado anular, y la separación entre el
faldón interno y el externo.
En otra realización, la junta estanca tiene una
sección transversal en general con forma de R, mediante lo que la
sección transversal con forma de P se transforma en el interior, en
una superficie superior interna del cierre. La mencionada
transición está conformada de modo que constituye una segunda región
de sellado con la superficie del borde del collar del recipiente,
lo que provoca que cuando la superficie del borde es presionada
sobre la transición, se tire del aro de sellado anular debido a la
deformación controlada de la base hacia dentro, sobre la superficie
libre externa del cuello del recipiente. Dependiendo del campo de
aplicación, la transición interconecta la base y la superficie
superior suavemente, mediante una forma cóncava que tiene un radio,
mediante una forma de tipo rampa, o mediante un perfil convexo que
sobresale localmente hacia fuera.
En una realización preferida, la relación de
aspecto entre el grosor radial del aro de sellado anular y la base,
está en el rango entre 2:1 y 3:1 (dependiendo del campo de
aplicación, pueden ser apropiadas otras relaciones de aspecto). La
relación de aspecto entre la longitud libre vertical del aro de
sellado anular y su grosor radial, está preferentemente en el rango
entre 1:1 y 4:1. Dependiendo del campo de aplicación, pueden ser
apropiadas otras relaciones de aspecto. La forma de la sección
transversal del aro de sellado anular, y la excentricidad de la
superficie de contacto con respecto a la base del medio de sellado,
son de relevancia adicional para el campo de aplicación, debido a
que estos parámetros influyen en la distribución de las fuerzas de
tensión anular.
La forma y el alineamiento de la base del medio
de sellado, son relevantes para el rendimiento y el comportamiento
físico del medio de sellado. Por ejemplo, si la base del medio de
sellado está inclinada (cónicamente) cierto ángulo con respecto a
la parte superior del cierre, la colocación del cierre sobre el
orificio (apertura) del recipiente se hace más difícil, y los
fallos debidos a desajustes son más probables. Una razón para esto
es que se hacen más difíciles la distribución de fuerzas y el
ensanchamiento inicial de la junta estanca.
Una realización preferida del medio de sellado y
el cierre, se realiza mediante un proceso de moldeado por
inyección, respectivamente un proceso de moldeado por inyección de
dos componentes, en un molde multi-componente
mediante el que se fabrica un revestimiento de sellado, en el que un
primer material plástico es inyectado en forma líquida en una
primera cavidad sobre un núcleo de una cavidad de molde, donde el
primer material que moldea el revestimiento se solidifica. A
continuación, el revestimiento es desplazado con el primer núcleo a
la posición de una segunda cavidad, donde es inyectado un segundo
material para una carcasa externa del cierre, en la segunda
cavidad. El material del revestimiento de sellado y el material de
la carcasa externa se unen así integralmente, uno con otro.
Para optimizar el proceso de producción, el área
en la cavidad del revestimiento de sellado, que no está en contacto
con el primer núcleo, está conformada preferentemente de modo que el
revestimiento de sellado puede ser extraído de la primera cavidad
sin fuerzas de retención. Por lo tanto, se evita muescas
entorpecedoras que se extienden perpendicularmente con respecto a
la dirección de desplazamiento. Mediante el proceso descrito de
moldeo por inyección, se obtiene una firme unión entre los
materiales del revestimiento y de la carcasa. A diferencia de los
cierres de dos componentes que se conoce del arte previo, fabricados
mediante un proceso de moldeo por compresión, la invención aquí
revelada tiene como resultado una junta estanca más fiable. Los
problemas que se producen típicamente cuando se desmoldea cierres
fabricados mediante moldeo por compresión, donde la carcasa del
cierre se fabrica primero y el revestimiento de sellado se fabrica
en segundo lugar, no se producen con la invención aquí descrita. La
carcasa externa está fabricada preferentemente de polipropileno
(PP) o polietileno de alta densidad (HPDE), mediante lo que el
revestimiento se forma a partir de un material más blando que EVA,
LPDE o un material compuesto basado en materiales poliolefínicos en
bruto. La realización del cierre comprende además medios de sellado
que interactúan con una superficie cilíndrica periférica libre de
rosca externa, dispuesta entre la rosca y la superficie superior
anular del cuello del recipiente.
Una realización preferida del medio de sellado,
para sellar un cuello de un recipiente, comprende un medio de
sellado externo deformable radialmente, adecuado para ser acoplado
con una superficie libre externa del cuello, mediante lo que el
medio de sellado tiene una sección transversal en general con forma
de P, con una base anular y un aro de sellado anular dispuesto en
un extremo libre de la base anular, sobresaliendo radialmente hacia
dentro sobre la superficie interna de la base, y formando en
posición acoplada con el cuello, un primer área de sellado con la
superficie libre externa.
En otra realización preferida, el medio de
sellado tiene un medio de sellado externo con sección transversal
en general en forma de R. Hay una transición dispuesta en la base,
que interconecta la base con una superficie superior vertical del
cierre. La transición puede formar, en posición acoplada del medio
de sellado y el cuello, un segundo área de sellado entre una
superficie de borde del cuello y el medio de sellado externo. El
sellado externo puede conformarse de modo que, mediante interacción
entre la superficie del borde y la transición, el medio de sellado
externo se forma de modo controlable, de forma que el aro de sellado
anular es presionado más firmemente contra la superficie libre
externa del cuello. La transición puede tener diferentes formas
dependiendo del campo de aplicación: por ejemplo una sección
transversal de tipo rampa, una sección transversal convexa o una
sección transversal cóncava. Cuando la transición está diseñada como
una interconexión suave, preferentemente tienen un radio R que es
mayor que el radio de la superficie del borde del cuello del
recipiente.
En otra realización el medio de sellado,
respectivamente el cierre, puede comprender un revestimiento
fabricado de material de revestimiento. De ese modo, el
revestimiento puede comprender un faldón interno que se extiende
verticalmente a lo largo de una pata externa descendente. Un aro de
sellado anular fabricado de material de revestimiento, puede
disponerse en el extremo del faldón interno.
Además, el medio de sellado puede comprender una
junta estanca del diámetro interior, de modo que la junta estanca
del diámetro interior puede fabricarse de material de revestimiento,
y puede tener un núcleo fabricado de material de carcasa.
El medio de sellado y el cierre acordes con la
presente invención, se explican con mayor detalle en función de las
realizaciones preferidas.
La figura 1 muestra un cierre con un medio de
sellado, visto en perspectiva desde abajo;
la figura 2 muestra el cierre acorde con la
figura 1, en una vista en perspectiva desde arriba;
la figura 3 muestra un cierre con una primera
realización de un medio de sellado, en una vista lateral;
la figura 4 muestra un corte transversal a
través del cierre acorde con la figura 3, a lo largo de la línea
AA;
la figura 5 muestra el detalle B de la figura
4;
la figura 6 muestra un cierre, con una segunda
realización de un medio de sellado en una vista lateral;
la figura 7 muestra un corte transversal a
través del cierre acorde con la figura 6, a lo largo de la línea
CC;
la figura 8 muestra el detalle D de la figura
7;
la figura 9 muestra un cierre con una tercera
realización de un medio de sellado, en una vista lateral;
la figura 10 muestra un corte transversal a
través del cierre acorde con la figura 9, a lo largo de la línea
EE; y
la figura 11 muestra el detalle F de la figura
10.
La figura 1 muestra un cierre 1 que comprende un
medio de sellado 2 acorde con la presente invención, en una vista
lateral isométrica desde abajo, y la figura 2 muestra el mismo
cierre 1 desde la vista lateral en perspectiva desde arriba. El
cierre 1 comprende un faldón externo 3 que se extiende en general
perpendicular, desde la parte superior de tipo disco 4. El faldón
externo 3 tiene sobre su exterior, un estriado 5 dispuesto
verticalmente, que proporciona un mejor agarre cuando se maneja al
cierre. En el interior, el faldón externo 3 comprende una rosca 6
que consiste en segmentos de rosca 7. En su extremo inferior, el
faldón externo está interconectado una banda a prueba de
manipulación. La banda a prueba de manipulación 8 de la realización
mostrada, tiene en general el mismo diámetro externo que el faldón
externo 3 del cierre. En su interior, la banda a prueba de
manipulación 8 comprende segmentos socavados 9 que sobresalen
radialmente hacia dentro, y que tienen en general una parte
inferior esférica 10. Durante la aplicación del cierre sobre el
cuello de un recipiente (no visible), los segmentos socavados
esféricos soportan el centrado y alineación del medio de sellado con
respecto al cuello del recipiente. De ese modo puede reducirse
significativamente fallos debidos a la aplicación de una
inclinación. Sobre los segmentos socavados 9 hay dispuestos
elementos de centrado 11, que sobresalen radialmente sobre la
superficie interna 15 de la banda de la de manipulación 8, los
cuales están alineados con el eje z del cierre, y ayudan a centrar
el cierre 1 con respecto a un gollete de bloqueo del cuello de un
recipiente. De ese modo se reduce la inclinación de la banda a
prueba de manipulación 8, durante la abertura del recipiente 1.
La banda a prueba de manipulación 8 está
interconectada con el faldón externo 3 de cierre 1, mediante puentes
frangibles 12 que se destruyen durante la apertura inicial del
cierre 1. La banda a prueba de manipulación 8 está separada del
faldón de cierre 3 mediante una separación 13. Los puentes 12 están
dispuestos en la realización mostrada, en rebajes 14 que extienden
la longitud de los puentes 12, y de ese modo ayudan a evitar el
deterioro no deseado de los puentes 12 durante la aplicación del
cierre 1.
La figura 3 muestra otra realización de un
cierre 1 en una vista lateral. El cierre 1 comprende una banda a
prueba de manipulación 8, con un diámetro externo generalmente menor
que el faldón 3 del cierre 1. La banda a prueba de manipulación 8
comprende un hombro 16 apropiado como punto de contacto durante la
expulsión del cierre 1. Los puentes 12 son similares al cierre
acorde con las figuras 1 y 2, dispuesto en rebajes 14. El corte
transversal a lo largo de la línea AA se muestra en la figura 4.
La figura 4 muestra un corte transversal a
través del cierre 1 y el medio de sellado 2, a lo largo de la línea
AA de la figura 3, y la figura 5 muestra el detalle B del medio de
sellado 2 de la figura 3, de forma ampliada. En la figura 5 se
muestra esquemáticamente un cuello 25 (línea a trazos) de un
recipiente. El medio de sellado 2 de la realización mostrada, se
muestra de manera no deformada, y comprende una junta estanca
lateral externa 20 y una junta estanca superior 21 en general con
forma de V, que sobresale desde la superficie interna de la parte
superior de tipo disco 4 del cierre 1, de forma en general
perpendicular dentro del cierre 1, y dispuesta de modo que
interactúa en una posición cerrada, con la superficie externa anular
27 del cuello 25. La junta estanca lateral 20 tiene una sección
transversal en general con forma de P, y comprende una base 22 y un
aro de sellado anular 23 que sobresale lateralmente, radialmente
hacia dentro sobre la base 22, de forma apropiada para sellar sobre
una superficie periférica externa 17 del cuello 25, en un área libre
de rosca, sobre la rosca 26. La junta estanca lateral 20 está en
una disposición distanciada radialmente respecto del faldón externo
3. En la realización mostrada, una separación anular 24 con, en una
etapa no deformada, paredes laterales en general paralelas, se
extiende verticalmente entre la junta estanca lateral 20 y el faldón
externo 3 del cierre 1 que define la longitud libre externa L de la
junta estanca lateral 20. El grosor t de la separación anular 24 se
escoge de tal forma que el aro de sellado anular 23 y la base 22
pueden extenderse libremente en la dirección radial r+, mientras el
cierre se aplica sobre el cuello 25. La longitud vertical L de la
base 22 del sellado lateral 20, se escoge aquí de tal forma que el
aro de sellado anular 23 se dispone tan lejos como sea posible, a
lo largo de longitud libre de la superficie vertical externa 17 del
cuello 25, en la realización mostrada, inmediatamente sobre el
inicio del recipiente de rosca externa 26. La zona de contacto está
sobre un recipiente-PET, colgando del inicio de la
rosca, típicamente posicionada unos 0,5 mm a 2 mm por debajo la
superficie externa anular del cuello. Mediante esta disposición
puede minimizarse la influencia del abombamiento u otra deformación
del cierre 1, de tal forma que la junta estanca 2 es más fiable. La
base 22 ajustable lateralmente de forma flexible y rígida
verticalmente, de la junta estanca lateral 20, garantiza que el aro
de sellado anular 23 puede ajustar lateralmente incluso mientras se
coloca la junta estanca lateral 20 sobre un cuello de un recipiente
que es excéntrico, especialmente en la dirección radial. El saliente
radial p del aro de sellado anular 23 sobre su base 22, es
relevante para la interferencia con el cuello 25. Para obtener una
fuerza de sellado radial, el diámetro interno D del aro de sellado
anular 23, es menor que el diámetro externo Da de un cuello del
recipiente. Si procede, la posición vertical del medio de sellado 2
con respecto al cuello 25 está definida por un elemento de tope
adicional.
La figura 6 muestra una realización adicional de
un cierre 1 en una vista lateral, la figura 7 muestra un corte
transversal a través del cierre acorde con la figura 6, a lo largo
de la línea CC, y la figura 8 muestra el detalle D de la figura 7
de forma aumentada. La configuración general del cierre 1
corresponde al cierre que se describe según las figuras 1 a 5. Por
lo tanto, la explicación de detalles similares tales como el faldón
externo, la banda a prueba de manipulación y la rosca, no se repiten
aquí y se hace referencia a tales dibujos.
Como puede verse en la figura 8, la junta
estanca lateral 20 tiene en la realización aquí mostrada del medio
de sellado 2, una sección transversal en general con forma de R, y
está en disposición separada radialmente respecto del faldón
externo 3. Una separación anular 24 con, en una etapa no deformada,
paredes laterales en general paralelas, se extiende verticalmente
entre la junta estanca lateral 20 y el faldón externo 3 del cierre
1. La separación anular 24 se escoge de tal forma que el aro de
sellado anular 23 y la base 22 pueden deformarse, al menos
inicialmente libres en la dirección radial r, mientras el sellado se
aplica sobre un cuello 25 (indicado esquemáticamente mediante
líneas a trazos). La longitud vertical L de la base 22 de la junta
estanca 20, se ajusta de tal forma que el aro de sellado anular 22
está dispuesto tan lejos como es posible, bajando a lo largo de la
longitud libre 17 de la superficie vertical externa del cuello 25,
mostrada en la realización inmediatamente sobre el inicio de la
rosca 26. En posición aplicada, se desarrolla una primera zona de
sellado 30 entre el medio de sellado 2 y el cuello 25, en la que el
aro de sellado anular 23 está presionando contra la superficie
libre exterior 17 del cuello 25 debido al estiramiento lateral. Como
puede verse, la base 22 transita sobre el interior, mediante una
transición 24 que tiene aquí un radio R, a una superficie vertical
35 del cierre 1. La transición 34 está conformada de modo que forma
una segunda región de área/contacto de sellado 31, en la que está
en posición cerrada en contacto estanco con una superficie de borde
28 que interconecta la superficie libre externa 17 y la superficie
superior anular 27 del cuello 25. El radio R es, en general, mayor
que el radio de la superficie del borde 28, de tal forma que se
determina una zona de interacción precisa. Durante el proceso de
aplicación del medio de sellado 2 sobre el cuello 25, el aro de
sellado anular 23 de la junta estanca 20 está primero en contacto
con la superficie superior anular 27 y/o la superficie del borde 28
del cuello 25. Durante la aplicación subsiguiente, el aro de sellado
23 es estirado circunferencialmente hasta que se desliza sobre la
superficie libre exterior 17 del cuello 25, estableciendo una
primera zona de contacto 30. Durante el procedimiento subsiguiente,
el aro de sellado anular 23 y la primera zona de contacto 30 se
deslizan descendiendo a lo largo de la superficie libre externa 17
del cuello 25, hasta que la transición 34 está entrando en contacto
con la superficie del borde externo 28 del cuello 25, estableciendo
la segunda zona de contacto 31. Puesto que, como se indica
esquemáticamente mediante la flecha F, la superficie del borde
presiona contra la base interna (transición 34) de la junta estanca
20, debido a la geometría del aro de sellado anular 23 se consigue
la deformación controlada del cierre del que se tira hacia dentro
(esquemáticamente indicado mediante la flecha rp), y de ese modo es
presionado más firmemente contra la superficie libre externa 17 de
tal forma que se mejora el rendimiento del sellado. Esta
interconexión funcional entre las zonas de contacto primera y
segunda, se indica esquemáticamente mediante la flecha a. Antes de
que se establezca la segunda zona de contacto 31, la base 22 de la
junta estanca 20 externa es ajustable lateralmente, y se bloquea en
su posición final debido a la interconexión funcional, cuando se
establece la segunda zona de contacto 31. Así se consigue que,
durante la aplicación del dispositivo de sellado 2 y antes de que
se establezca la segunda zona de contacto 31, se mantenga todas las
ventajas de la realización descrita de acuerdo con las figuras 3 a
5, y en la posición final, cuando se establece la segunda zona de
contacto y la junta estanca exterior 20 es así bloqueada 31, se
tiene como resultado un rendimiento adicionalmente mejorado del
sellado en su conjunto.
Como puede verse, el aro de sellado anular 23
sobresale localmente sobre la superficie lateral interna de la base
22. En la realización mostrada, el saliente 33 tiene una sección
transversal en general circular, que forma una primera zona de
contacto apropiada entre el aro de sellado anular 23 y la superficie
libre externa 17, y sigue permitiendo el desmoldeo de la muesca. El
aro de sellado anular 23 comprende además una primera superficie de
introducción con forma de embudo 29, apropiada para establecer un
primer contacto entre la junta estanca exterior 20 y el cuello 25,
y actuar como una rampa para el aro de sellado anular 23 de tal
forma que este se deslice fácilmente sobre la superficie libre
exterior 17.
El medio de sellado mostrado 2, está además
equipado con una junta estanca del diámetro interior 36 que llega
bajando en posición cerrada, al orificio del cuello 25. La junta
estanca del diámetro interior 36 tiene, en general, una forma
crónica que se extiende desde su base, donde está interconectada a
la parte de superior de tipo disco 4 del cierre 1, frente a su
extremo libre que se extiende hacia fuera radialmente a un ángulo
\alpha. La sección transversal de la base 37 de la junta estanca
del diámetro interior 36 tiene en general forma de V, a un ángulo
\beta que tiene su vértice en la región del extremo libre. La
junta estanca del diámetro interior 36 tiene además una segunda
superficie de introducción con forma de embudo 38, que garantiza
una fácil conexión de la junta estanca del diámetro interior 36 en
el orificio del cuello 25. Junto a la segunda superficie de
introducción 38, el sellado del diámetro interior está equipado con
una superficie de contacto 39 aquí toroidal, que en posición
cerrada forma una tercera zona de contacto 32 entre el medio de
sellado 2 y la superficie lateral interna 41 del cuello 25. Como
puede verse, el medio de sellado 2 se muestra en una etapa no
deformada, y se debe a que solapa con la geometría del cuello 25. No
obstante, está claro que el cierre 1 ajusta durante el
funcionamiento del cuello 25 debido a la deformación elástica del
material de cierre. El diámetro de la base Dr de la junta estanca
del diámetro interior 36, se escoge de tal forma que la junta
estanca del diámetro interior 36 no interactúa con el cuello del
cierre en el área de su base. Durante la aplicación del medio de
junta estanca toroidal 20 sobre el cuello 25, la junta estanca del
diámetro interior 36 se curva hacia dentro en la dirección r-, de
modo que se ajusta al diámetro interno Di del orificio del cuello
25. En la realización de la invención aquí descrita, la tercera zona
de contacto 32 establecida en la posición cerrada está dispuesta
aproximadamente al mismo nivel vertical (dirección z) que la primera
zona de contacto 30 de la junta estanca exterior 20. Mediante esta
disposición opuesta al mismo nivel el, cuello 25 está sujeto
firmemente, lo que tiene como resultado una dureza y una
característica de sellado mejoradas. El ángulo de ventilación del
cierre puede ajustarse mediante la longitud activa Lb, que
corresponde a la distancia entre la tercera zona de contacto 32 y
la base de la junta estanca del diámetro interior 36. Para obtener
un ángulo de ventilación mayor, se incrementa la longitud activa Lb
de la junta estanca del diámetro interior 36, y se reduce para un
ángulo de ventilación menor (el ángulo de ventilación corresponde al
ángulo que tiene que girarse del cierre hasta que se produce
ventilación). Dependiendo del campo de aplicación, puede evitarse
el sellado del diámetro interior.
El medio de sellado comprende, en el área de la
superficie superior intermedia 35 o adyacente a esta, un saliente
en general como forma de V (no mostrada en detalle) que forma una
junta estanca superior (cuarta zona de contacto/región de sellado),
e interactúa en la posición de cierre con una superficie superior
anular 27 del cuello 25.
La figura 9 muestra otra realización de un
cierre 1 que comprende un dispositivo de sellado acorde con la
presente invención, en una vista lateral, fabricado por moldeo de
inyección de dos componentes. La figura 10 muestra un corte
transversal a través del cierre acorde con la figura 9 a lo largo de
la línea EE, y la figura 11 muestra el detalle F de la figura 10,
de forma aumentada.
Una explicación detallada de como un medio de
sellado como el mostrado en las figuras 9 a 11 puede fabricarse de
forma óptima, se proporciona con todo detalle en la aplicación de
patente internacional PCT/EP2005/051559 del mismo inventor que la
invención aquí revelada, y se incorpora por completo y con todas las
realizaciones a la presente aplicación de patente.
Se dirige ahora la atención a la figura 11. La
sección transversal y la funcionalidad del medio de sellado 2 que
se muestra en la figura 11, se corresponden con el medio de sellado
mostrado en la figura 8, con la única diferencia de que el medio de
sellado 2 se construye aquí a partir de dos materiales (material de
la carcasa y material del revestimiento). Por lo tanto, con
respecto a la funcionalidad se hace referencia a la figura 8 y a la
explicación correspondiente.
A diferencia de los cierres descritos de acuerdo
con las previas figuras 1 a 8, el medio de sellado 2 de cierre
acorde con las figuras 9 a 11 está fabricado de dos materiales,
preferentemente mediante moldeo de inyección de dos componentes,
teniendo una carcasa exterior 45 (parte superior de tipo disco 4 y
faldón exterior 3) fabricada de un material de carcasa, y un
revestimiento de sellado 46 fabricado de material de revestimiento,
que cubre aquí todas las superficies expuestas a los bienes
almacenados en el recipiente a ser sellado. La carcasa externa 2
del cierre 1 está preferentemente fabricada de polipropileno (PP) o
polietileno de alta densidad (HDPE), mediante lo que el
revestimiento de sellado 46 está preferentemente compuesto de un
material de revestimiento más blando, tal como Darex^{TM}. La
carcasa externa 45 y el revestimiento de sellado 46 están, como se
muestra aquí, firmemente adheridos entre sí a lo largo de su
superficie límite 49, 50, de tal forma que se hace posible una
aplicación y posicionamiento seguros del medio de sellado 2.
La base 22 del medio de junta estanca 20
comprende una pata descendente externa 47 fabricada de material de
carcasa, que soporta un faldón interno 48 fabricado de material de
revestimiento. La pata descendente 47 soporta y estabilice el
faldón interno 48 y el aro de sellado toroidal 23 fabricado
parcialmente de material de revestimiento, y dispuesto en el
extremo de la base 22 en direcciones lateral y vertical. Como puede
verse, el revestimiento 46 está formado de modo que se extiende en
la dirección x-y a lo largo de la superficie
superior 35 del cierre 1, y descendiendo a lo largo de la pata
descendente externa 47 (dirección z). El faldón interno 48 transita,
mediante la transición 34, a la superficie superior vertical 35.
Tanto el faldón interno 48 como la base interna 22, se muestran de
modo no deformado pero se extenderán radialmente hacia fuera durante
la aplicación sobre un cuello de un cierre. La superficie límite
vertical 49 entre la pata descendente externa 47 del revestimiento
de sellado 46 y el faldón interno 48 de la realización mostrada, son
en general rectas y ligeramente cónicas, de modo que el
revestimiento 46 puede extraerse fácilmente del molde tras el
moldeado en la primera etapa. Dependiendo del campo de aplicación,
la superficie límite puede tener una forma diferente tal como se
indica mediante la línea s, de modo que el extremo inferior de la
junta estanca externa 20 está fabricado completamente fuera del
material de carcasa, y está soportado solo sobre su extremo
inferior, mediante la pata descendente externa 47.
Como se ha explicado en relación con la figura
8, el medio de sellado puede comprender, en el área de la superficie
superior intermedia 35 o junto a esta, un saliente en general con
forma de V (no mostrado en detalle) que forma una junta estanca
superior (cuarta zona de contacto) e interactúa en la posición de
cierre, con una superficie superior anular 27 del cuello 25 (véase
la figura 8).
El medio de sellado 2 comprende además en la
realización mostrada, una junta estanca del diámetro interior 36
que tiene, a diferencia de la realización mostrada en las figuras 6
a 8, una sección transversal en general con forma de aceituna. Como
puede verse, la junta estanca del diámetro interior 36 está
integrada en el disco de revestimiento 46. Si procede, la junta
estanca del diámetro interior 36 puede comprender una sección
fabricada de material de carcasa, para obtener un soporte lateral
incrementado. Alternativa o adicionalmente, la junta estanca del
diámetro interior puede estar soportada por nervaduras laterales (no
mostradas en detalle).
\bullet EP 0 076 778 A [0004]
\bullet EP 1982 A [0004]
\bullet US 4 489 845 A [0005] [0005]
\bullet US 1984 A [0005]
\bullet EP 0 114 127 A [0006]
\bullet EP 1984 A [0006]
\bullet EP 0 176 205 A [0006]
\bullet EP 1985 A [0006]
\bullet EP 0 529 383 A [0007]
\bullet EP 1992 A [0007]
\bullet EP 0 770 559 A [0008]
\bullet EP 1996 A [0008]
\bullet US 4 489 844 A [0009]
\bullet US 1982 A [0009]
\bullet US 5 447 674 A [0010]
\bullet US 1993 A [0010]
\bullet WO 03 011 699 A [0011]
\bullet WO 2002 A [0011]
\bullet WO 9 903 746 A [0012]
\bullet WO 9 903 747 A [0012]
\bullet WO 8 912 584 A [0012]
\bullet WO 03 022 701 A [0012]
\bullet WO 0 056 616 A [0012]
\bullet WO 56 615 A [0012]
\bullet CH 410 655 [0013]
\bullet EP 2005 051 559 W [0042]
Claims (24)
1. Medio de sellado (2) para sellar un cuello
(25) de un recipiente, caracterizado porque el mencionado
medio de sellado (2) comprende:
- (a)
- un medio de sellado exterior deformable radialmente (20), adecuado para ser acoplado con una superficie libre exterior (17) del collar (25), mediante lo que
- (b)
- el medio de sellado exterior (20) tiene una sección transversal en general con forma de P, con
- (c)
- una base anular (22), y
- (d)
- un aro de sellado anular (23) dispuesto en un extremo libre de la base anular (22), que sobresale radialmente hacia dentro sobre la superficie interna de la base (22) y forma, en posición acoplada con el cuello (25), un primer área de sellado (30) con la superficie libre exterior (17), caracterizado porque el aro de sellado anular (23) y la base (22) se extienden libremente en la dirección radial mientras el medio de sellado (2) se aplica al cuello.
2. Medio de sellado (2) acorde con la
reivindicación 1, caracterizado porque el medio de sellado
exterior (20) tiene una sección transversal en general con forma de
R, mediante la que se dispone de una transición (34) en la base
(22), e interconecta la base (22) con una superficie superior
vertical (35).
3. Medio de sellado (2) acorde con la
reivindicación 2, caracterizado porque la transición (34)
forma, en posición acoplada del medio de sellado (2) y el cuello
(25), un segundo área de sellado (31) entre la superficie de borde
(28) del cuello (25) y el medio de sellado exterior (20).
4. Medio de sellado (2) acorde con la
reivindicación 3, caracterizado porque el medio de sellado
exterior (20) está conformado de modo que, mediante la interacción
entre la superficie de borde (28) y la transición (34), el medio de
sellado exterior (20) se deforma de modo controlable, de forma que
el aro de sellado anular (23) es presionado de más firmemente
contra la superficie libre exterior (17) del cuello (25).
5. Medio de sellado (2) acorde con una de las
reivindicaciones 3 a 4, caracterizado porque la transición
(34) tiene una sección transversal de tipo rampa.
6. Medio de sellado (2) acorde con una de las
reivindicaciones 3 a 4, caracterizado porque la transición
(34) tiene una sección transversal convexa.
7. Medio de sellado (2) acorde con una de las
reivindicaciones 3 a 4, caracterizado porque la transición
(34) tiene una sección transversal cóncava.
8. Medio de sellado (2) acorde con la
reivindicación 7, caracterizado porque la transición (34)
tiene un radio R que es más largo que el radio de la superficie de
borde (28).
9. Medio de sellado (2) acorde con una de las
reivindicaciones previas, caracterizado porque el aro de
sellado anular (23) comprende una primera superficie de
introducción con forma de embudo (29), adecuada para establecer un
primer contacto entre el sellado exterior (20) y el cuello (25), y
actuar como una rampa para el aro de sellado anular (23), de tal
forma que este se desliza fácilmente sobre la superficie libre
exterior (17).
10. Medio de sellado (2) acorde con una de las
reivindicaciones previas, caracterizado porque el medio de
sellado (20) comprende un revestimiento (46) fabricado de un
material de revestimiento.
11. Medio de sellado (2) acorde con la
reivindicación 10, caracterizado porque el medio de sellado
exterior (20) comprende un faldón interno (48) que se extiende
verticalmente (z) a lo largo de la pata descendente exterior
(47).
(47).
12. Medio de sellado (2) acorde con la
reivindicación 11, caracterizado porque hay un aro de sellado
anular (23) fabricado de material de revestimiento, dispuesto en el
extremo del faldón interno (48).
13. Medio de sellado (2) acorde con una de las
reivindicaciones previas, caracterizado porque el medio de
sellado (2) comprende una junta estanca del diámetro interior
(36).
14. Medio de sellado (2) acorde con la
reivindicación 13, caracterizado porque la junta estanca del
diámetro interior está fabricada de material de revestimiento.
15. Medio de sellado (2) acorde con la
reivindicación 14, caracterizado porque la junta estanca del
diámetro interior (36) tiene un núcleo fabricado de material de
carcasa.
16. Medio de sellado (2) acorde con una de las
reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque la junta
estanca del diámetro interior (36) tiene una base con forma cónica
en general, que sobresale radialmente hacia fuera a un ángulo
(\alpha), y una superficie de introducción en general con forma de
embudo, las cuales están interconectadas mediante una superficie de
contacto toroidal (39) dispuesta en el área de máximo diámetro de
la junta estanca del diámetro interior (36), la mencionada base
teniendo un grosor que disminuye continuamente frente a su extremo
libre inferior.
17. Medio de sellado (2) acorde con una de las
reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque la junta
estanca del diámetro interior (36) tiene una sección transversal en
general con forma de oliva.
18. Medio de sellado (2) acorde con una de las
reivindicaciones previas, caracterizado porque la junta
estanca del diámetro interior (36) está soportada por nervaduras
laterales.
19. Cierre (1) que comprende un medio de sellado
(2) acorde con una de las reivindicaciones previas.
20. Cierre (1) acorde con la reivindicación 19,
caracterizado porque el cierre (1) comprende una base con una
parte superior de tipo disco (4) y un faldón externo adyacente a
esta (3), con medios de retención (6) apropiados para ser acoplados
con correspondientes medios de retención de un cuello estandarizado,
mediante lo que el medio de sellado (2) está distanciado
radialmente respecto del faldón externo (3) del cierre (1), mediante
una separación (24) que tiene una anchura (t) y una profundidad (L)
definidas.
21. Cierre (1) acorde con la reivindicación 19 o
la 20, caracterizado porque el cierre (1) comprende una tapa
articulada que está interconectada a la base del cierre (1), y
cierra de forma estanca un orificio.
22. Proceso para aplicar un cierre (1) que
comprende un medio de sellado (2) acorde con una de las
reivindicaciones 1 a 18, sobre un cuello (25) de un recipiente,
caracterizado por las siguientes etapas:
- a)
- alinear el cierre (1) sobre el cuello (25);
- b)
- mover el cierre (1) en relación con el cuello (25), hasta que se establece un contacto entre el medio de sellado exterior (20) y la superficie de borde (27) del cuello (25);
- c)
- mover aun más el cierre (1) en relación con el cuello (25), de forma que el aro de sellado anular (23) se extiende en la dimensión circunferencial, y se extiende libremente en la dirección radial hasta que se desliza sobre una superficie libre exterior (17) del cuello (25), y se establece un primer área de sellado (30).
23. Proceso acorde con la reivindicación 22, en
el que el cierre (1) se mueve en relación con el cuello (25), hasta
que se establece un segundo área de sellado entre la superficie de
borde (27) y una transición (34).
24. Proceso acorde con la reivindicación 23, en
el que la superficie de borde (27) es presionada contra la
transición (34), mediante lo que el medio de sellado exterior (20)
se deforma de modo controlable, de tal forma que el aro de sellado
anular (23) es presionado más firmemente conforme a la superficie
libre exterior (17).
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