PL209618B1 - Zamknięcie formowane w położeniu zamkniętym - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy zamknięcia (1) formowanego w położeniu zamkniętym. W skład zamknięcia (1) wchodzi korpus (2) i wieczko (3), które są oddzielone od siebie obwodową szczeliną (10). Zatrzaskowy zawias (4) zawierający dwa trapezowe elementy (5), z których każdy jest połączony foliowymi zawiasami (6) z korpusem (2) i wieczkiem (3), powoduje zatrzaskowe działanie w trakcie otwierania lub zamykania zamknięcia (1). Zamknięcie umożliwia kąty otwarcia w przedziale 220°.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zamknięcie formowane w położeniu zamkniętym.

Znane są nakrętki, np. do butelek do napojów wykonanych z polietylenu (PET) i butelek wykonanych ze szkła. W przypadku tych zamknięć konieczne jest stosowanie dużego obciążenia fizycznego potrzebnego do ich otwierania i zamykania. Takie zamknięcia nakrętkowe są na ogół trudne do formowania ze względu na wewnętrzny gwint, który często powoduje problemy na etapie formowania. Takie zamknięcia nie mogą być obsługiwane jedną ręką a także wymagają ich oddzielnego trzymania po otwarciu.

Z opisu EP 1 147 054 znane jest zawiasowe zamknię cie z zawiasem formowanym w położeniu zamkniętym. Zamknięcie to, ze względu na konstrukcję zawiasu, nie ma możliwości całkowitego odłączenia wieczka i odsunięcia go od otworu, co byłoby pożądane podczas picia bezpośrednio z butelki. Zawias takiego zamknięcia jest umieszczony pod pewnym kątem względem głównej osi zamknięcia w taki sposób, ż e zawiasy, wykonane z cienkich folii z tworzywa sztucznego, są dostę pne w formie zarówno z góry jak i z dołu.

Z opisu EP 0 532 471 znane jest zawiasowe zamknięcie uformowane w poło żeniu zamkniętym. Konwencjonalny rodzaj zawiasu zastosowanego w tym zamknięciu ma pojedynczy pasek tworzywa sztucznego, który tworzy bezpośrednie połączenie pomiędzy dolną częścią (korpusem) a górną częścią (wieczkiem). W szczególności, ze względu na główne połączenie zawiasu, wieczko nie może być odsunięte i odłączone od otworu tak, aby było możliwe picie z butelki. Z tego względu ten typ zamknięć nie jest używany do butelek do napojów. Jedynym znanym zastosowaniem tego rozwiązania jest butelka do oleju spożywczego we Francji.

Z opisu EP 0 309 369 znane jest zamknię cie z tworzywa sztucznego z częścią dolną (korpusem) i częścią górną (wieczkiem), które może być wytwarzane w położeniu zamkniętym. Część górna jest połączona z częścią dolną za pomocą głównego zawiasu foliowego w taki sposób, że część górna przemieszcza się po okręgu względem części dolnej. Część górna ma, na swojej stronie wewnętrznej, część wystającą z wystającymi elementami uszczelniającymi, które tworzą z wylotem pojemnika szczelne połączenie. Część górna jest dodatkowo połączona z częścią dolną w sposób obrotowy za pomocą sprężystego elementu. Sprężysty element jest połączony z częścią górną za pomocą zawiasu foliowego oraz połączony jest z częścią dolną za pomocą zawiasu foliowego. W celu otwarcia należy wygiąć zawias foliowy łączący część górną z częścią dolną. Ze względu na mały kąt otwierania i konstrukcję głównego połączenia zawiasowego pomiędzy częściami zamknięcia, taka koncepcja zamknięcia nie jest odpowiednia np. do pojemników do napojów.

Z opisu FR 2 715 381 znane jest zamknię cie formowane w poł o ż eniu zamknię tym. Zamknię cie to posiada zawias martwy bez działania zatrzaskowego, który jest skonstruowany z dwóch pasków tworzywa sztucznego, które są skręcane podczas otwierania lub zamykania zamknięcia. Współczynnik wykorzystania formy jest stosunkowo mały ze względu na dużą średnicę zamknięcia. Rozwiązanie to posiada także mały kąt otwarcia.

Zamknięcia do butelek do napojów są wyrobami silnie podatnymi na wpływy cen. Na cenę wpływa głównie materiał stosowany na zamknięcie, czas cyklu wytwarzania oraz współczynnik wykorzystania formy, który wynika głównie z miejsca potrzebnego w formie na zamknięcie. Ogólnie zamknięcia zawiasowe są wytwarzane w położeniu otwartym, z czego wynika, że wymagają więcej miejsca niż zamknięcia, które są formowane techniką wtrysku w położeniu zamkniętym. Współczynnik wykorzystania formy zamknięcia formowanego w położeniu zamkniętym wynika głównie z obszaru bazowego, w szczególności jego średnicy. Dlatego też dla zamknięcia z pionowymi ścianami bocznymi występuje lepszy współczynnik wykorzystania formy niż dla zamknięcia ze skośnymi ścianami bocznymi. Najlepsze współczynniki wykorzystania formy uzyskuje się dla zamknięć z cylindrycznymi ścianami bocznymi.

Celem wynalazku jest opracowanie zawiasowego zamknięcia formowanego w położeniu zamkniętym o dużym kącie otwarcia i zoptymalizowanym współczynniku wykorzystania formy.

Kolejnym celem wynalazku jest opracowanie zawiasowego zamknięcia nadającego się do zastąpienia zamknięć typu nakrętkowego do butelek do napojów niegazowanych lub gazowanych.

Zamknięcie formowane w położeniu zamkniętym zawierające korpus posiadający elementy mocujące do mocowania zamknięcia na szyjce butelki, wieczko posiadające element uszczelniający do uszczelniania otworu butelki, przy czym korpus i wieczko są oddzielone od siebie obwodową szczeliną, oraz zawias zatrzaskowy posiadający pierwszy i drugi element trapezowy oraz pierwszą i drugą

PL 209 618 B1 parę foliowych zawiasów wyznaczających pierwszą i drugą płaszczyznę, przy czym elementy trapezowe, pierwszy i drugi, są połączone za pomocą pierwszej i drugiej pary foliowych zawiasów z wieczkiem i korpusem, charakteryzuje się tym, że pierwsza i druga płaszczyzna są usytuowane równolegle do osi zamknięcia.

Korzystnie, pary foliowych zawiasów, pierwsza i druga, są usytuowane pod kątem φ względem siebie, zaś płaszczyzny, pierwsza i druga, wyznaczone przez pierwszą i drugą parę foliowych zawiasów są usytuowane pod kątem ω, przy czym zależność pomiędzy kątem ω, kątem φ a kątem otwarcia α zamknięcia jest następująca: Φ / 2 = atan

Sin(a) . (Z

-r^-sml — I

- COS(a) ( 2 )

Korzystnie, kąt otwarcia α wynosi od 180° do 240°.

Korzystnie, foliowe zawiasy i wewnętrzny obwód zamknięcia mieszczą się w głównym promieniu wewnętrznym zamkni ęcia.

Korzystnie, foliowe zawiasy są wyznaczone przez płaszczyznę po wewnętrznej stronie zamknięcia, a zewnętrzna powierzchnia foliowych zawiasów jest wyznaczona przez dwie płaskie powierzchnie graniczne, usytuowane pod kątem κ względem siebie, oraz cylindryczną powierzchnię graniczną mającą promień.

Korzystnie, elementy trapezowe są rozmieszczone w odstępie względem siebie i oddzielone wycięciem.

Korzystnie, elementy trapezowe są połączone za pomocą foliowego zawiasu wzdłuż krótszej krawędzi.

Korzystnie, korpus i wieczko są połączone elementami sygnalizującymi naruszenie zawartości, niszczonymi podczas pierwszego otwierania.

Korzystnie, korpus i wieczko są, w położeniu otwartym, rozmieszczone w odległości względem siebie, przy czym ta odległość jest równa 50% do 90% długości krótszej krawędzi elementów trapezowych.

Korzystnie, zamknięcie ma cylindryczny przekrój ścianki zewnętrznej.

W skład zawiasowych zamknięć formowanych w położeniu zamkniętym wchodzi na ogół pierścieniowa część dolna (korpus) i kapturkowa część górna (wieczko), połączona zawiasem z częścią dolną. Ogólnie kapturkowa część górna zawiera wbudowane urządzenie uszczelniające i/lub oddzielny element uszczelniający. Pierścieniowa część dolna zawiera na ogół elementy trzymające, nadające się do mocowania zamknięcia na odpowiedniej szyjce butelki. Część dolna i górna zamknięcia są połączone strukturą zawiasową i mogą być połączone bezpośrednio lub pośrednio za pomocą dodatkowych elementów, takich jak elementy blokujące albo elementy, które sygnalizują próby otwarcia przez osoby niepowołane albo próby pierwszego otwierania. Struktura zawiasowa może być aktywna, z efektem zatrzaskowym, albo nieaktywna, bez efektu zatrzaskowego. W razie potrzeby części zamknięcia są dodatkowo wyposażone w elementy sygnalizujące otwarcie opakowania, np. w rozrywany pasek albo w cienkie mostki materiałowe, które są przemieszczane lub niszczone, sygnalizując próby pierwszego otwarcia opakowania.

W celu optymalizacji współczynnika wykorzystania formy stosuje się zamknięcia z cylindrycznymi lub prostoliniowymi ściankami bocznymi. Aspekt ten trzeba wziąć pod uwagę przy projektowaniu formy, ponieważ zamknięcia z cylindryczną ścianką boczną często mają podcięcia, które są trudne do wyjmowania z formy. Gniazdo formy na zamknięcie zawiera na ogół rdzeń wyznaczający wewnętrzny kształt zamknięcia oraz co najmniej dwie połówki formy tworzące zewnętrzny kształt zamknięcia. Do wyjmowania zamknięcia z formy lub wyjmowania zamknięcia z rdzenia mogą być niezbędne następne elementy, takie jak pierścienie zdzierające.

Konwencjonalne rodzaje zawiasów, mające główne połączenie zawiasowe łączące bezpośrednio korpus z wieczkiem, uniemożliwiają uzyskanie dużego kąta otwarcia, gwarantującego wystarczającą dużą odległość wieczka od otworu w położeniu otwartym, ze względu na to, że w konwencjonalnych zawiasach kąt otwarcia wynosi tylko około 130°. Zawias zamknięcia według wynalazku nie ma głównego połączenia zawiasowego pomiędzy częściami zamknięcia, tak że kąt otwarcia α może wynosić od 200° do 240°. Definicje tych kątów opisano w EP 0 836 576. Wprowadzono je do niniejszego opisu z uwzględnieniem definicji kątów α, Z i φ (patrz dalej).

W celu rozwiązania wspomnianych powyżej problemów w konstrukcji zamknięć trzeba wziąć pod uwagę kilka aspektów związanych z formowaniem. Z powodów technicznych i ekonomicznych przewiduje się, że, korzystnie, zamknięcie zawiasowe może być oderwane od rdzenia. Dobre wyniki

PL 209 618 B1 uzyskuje się stosując pierścień zrywający przemieszczany wzdłuż powierzchni rdzenia formy, który formuje wnętrze zamknięcia. Dla zapobiegnięcia zderzania się pierścienia zrywającego z zawiasem istotne jest zwłaszcza skonstruowanie zawiasu w taki sposób, żeby nie wystawał poza główny promień (średnicę) rdzenia na wewnętrznej stronie zamknięcia.

Ze względu na to, że konwencjonalny rodzaj zawiasów nie zapewnia ani dużego kąta otwarcia ani możliwości skonstruowania w taki sposób, żeby nie występowały zderzenia, niniejszy wynalazek dotyczy specjalnego typu zawiasu skonstruowanego w sposób umożliwiający spełnienie wszystkich potrzeb.

W skł ad zawiasu zamknię cia wchodzą dwa elementy trapezowe, które tworzą skoordynowany dwuzawiasowy mechanizm, zapewniający odpowiednie zachowanie kinematyczne części zamknięcia względem siebie podczas otwierania i zamykania zamknięcia. Kinematyczna koncepcja dwuzawiasowego mechanizmu gwarantuje to, że części zamknięcia nie poruszają się po okręgach względem siebie, co jest na ogół konieczne do zapewnienia odpowiedniej funkcjonalności. Konwencjonalne koncepcje zawiasów, ograniczone głównym połączeniem zawiasowym pomiędzy wieczkiem a korpusem zamknięcia, nie nadają się do rozwiązania wspomnianych powyżej problemów. Konwencjonalne zawiasy posiadają ograniczony kąt otwarcia w zakresie 130° i duże naprężenia w materiale, często powodujące uszkodzenie zawiasu.

Korzystnie, elementy trapezowe są usytuowane w przybliżeniu pionowo (równolegle do bocznych ścian zamknięcia) względem płaszczyzny bazowej zamknięcia. Każdy z elementów trapezowych jest połączony za pomocą foliowego zawiasu (cienkiej wstęgi z tworzywa sztucznego wyznaczającej określone działanie zawiasu) z korpusem i wieczkiem zamknięcia. Dwa foliowe zawiasy łączące pierwszy i drugi element trapezowy są usytuowane w pierwszej i drugiej płaszczyźnie. Foliowe zawiasy w pierwszej i drugiej płaszczyźnie przecinają się ze sobą pod kątem φ. Pierwsza i druga płaszczyzna przecinają się ze sobą pod kątem ω. Korzystnie, pierwsza i druga płaszczyzna są usytuowane równolegle do osi zamknięcia/rdzenia, w stosunku do kierunku odrywania. Dwie wolne krawędzie każdego elementu trapezowego, które nie są połączone za pomocą foliowych zawiasów z wieczkiem lub korpusem zamknięcia, są zasadniczo swobodne tak, że nie przeszkadzają w ruchu części zamknięcia podczas otwierania lub zamykania zamknięcia. Z powodu trapezowego kształtu elementów trapezowych jedna z dwóch swobodnych krawędzi jest dłuższa niż druga. Ogólnie dłuższa swobodna krawędź zawsze pozostaje swobodna, przy czym w specyficznych przykładach wykonania krótsze swobodne krawędzie elementów trapezowych mogą być połączone ze sobą bezpośrednio lub pośrednio za pomocą co najmniej jednego foliowego zawiasu i/lub części pośredniej.

Korzystnie, elementy trapezowe są wykonane z pewną sztywnością skrętną taką, że nie wykręcają się od dołu wzdłuż swojej długości pod działaniem obciążenia/momentu skrętnego, jaki występuje podczas otwierania lub zamykania zamknięcia. Optymalna wartość sztywności skrętnej zależy od wymiarów zamknięcia i zawiasu. Na ogół sztywność skrętna powinna być na tyle duża, żeby części zamknięcia były skoordynowane względem siebie podczas otwierania i zamykania zamknięcia. Korzystnie, elementy trapezowe są wykonane na tyle sztywne, aby nie zapadały się pod obciążeniem ściskającym działającym w kierunku ich podłużnej osi.

W zależ noś ci od dziedziny zastosowań stosuje się kilka koncepcji uszczelnienia otworu pojemnika. W przeciwieństwie do tego konwencjonalne zawiasy znane ze stanu techniki mają ograniczony zakres ze względu na swoją kinematykę. Zalecane elementy uszczelniające na ogół otaczają górne obrzeże szyjki otworu i/lub co najmniej częściowo wchodzą w otwór, działając jak zatyczka od strony wewnętrznej. Ze względu na to, że takie koncepcje uszczelnienia wymagają na ogół tego, żeby element uszczelniający przemieszczał się co najmniej w przybliżeniu w kierunku podłużnym otworu w trakcie otwierania i zamykania zamknięcia, koncepcje zawiasu z głównym połączeniem zawiasowym pomiędzy wieczkiem i korpusem są trudne w realizacji. Zawiasy z głównym połączeniem zawiasowym pomiędzy korpusem a wieczkiem nie znajdują zastosowań ze względu na to, że z powodu głównego połączenia zawiasowego wieczko porusza się po okręgu wokół głównego połączenia zawiasowego. W wypadku konieczności zastosowania takiej koncepcji zawiasu z głównym zawiasem konieczne jest usytuowane głównego połączenia zawiasowego na poziomie górnego obrzeża otworu, ponieważ w innym wypadku nie byłoby możliwe prawidłowe umieszczenie uszczelnienia względem otworu. Z tego względu jest oczywiste, że zastosowany zawias nie ogranicza funkcjonalności elementu uszczelniającego albo można go do niego dostosować.

PL 209 618 B1

W odróż nieniu od konwencjonalnych zawiasów, korzystnie, przedstawiony tu mechanizm zawiasowy jest ulepszonym mechanizmem wielozawiasowym opisanym w EP 0 746 512, EP 0 836 576 i EP 1 075 432, który nie ma głównego połączenia zawiasowego pomiędzy częściami zamykającymi.

Aktualnie nie są znane zawiasowe zamknięcia do butelek do napojów gazowanych, w których to butelkach występuje zwiększone ciśnienie wewnętrzne. Specyficzne przykłady wykonania ujawnionego tu wynalazku zapewniają zamknięcie, które jest uszczelniane przy zwiększonym ciśnieniu i które jest zaopatrzone w mechanizm zatrzaskowy umożliwiający powtarzalne blokowanie zamknięcia, z uzyskaniem szczelnoś ci pod ciś nieniem. Korzystnie, mechanizm zatrzaskowy jest zaopatrzony w element sygnalizują cy nieuprawnione naruszenie zawartoś ci, w celu zapobiegnię cia nieprzewidzianemu otwieraniu i wskazywaniu początkowego otwarcia opakowania. Korzystnie, zalecanym elementem sygnalizującym nieuprawnione naruszanie zawartości jest co najmniej jeden cienki tłoczony mostek łączący, bezpośrednio lub pośrednio, wieczko z korpusem. Mostek ten jest wykonany w taki sposób, że ulega zniszczeniu podczas pierwszego otwierania.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w rzucie perspektywicznym z tyłu zawiasowe zamknięcie według wynalazku, fig. 2 przedstawia w rzucie perspektywicznym z przodu zawiasowe zamknięcie według wynalazku, fig. 3 przedstawia w rzucie perspektywicznym z przodu drugi przykład wykonania zawiasowego zamknięcia z mechanizmem zatrzaskowym, fig. 4 przedstawia w rzucie z boku zawiasowe zamknię cie z fig. 3, fig. 5 przedstawia w rzucie z góry zawiasowe zamknięcie i butelkę, fig. 6 przedstawia w rzucie głównym, w przekroju, zamknięcie i butelkę z fig. 5, fig. 7 przedstawia w rzucie z góry zawias, fig. 8 przedstawia w przekroju wzdłuż linii DD zamknięcie z fig. 7, fig. 9 przedstawia widok szczegółu P z fig. 8, fig. 10 przedstawia w rzucie z boku zamknięcie z fig. 3, fig. 11 przedstawia w przekroju wzdłuż linii EE zamknięcie z fig. 10, zaś fig. 12 przedstawia widok szczegółu F z fig. 11.

Na fig. 1 przedstawiono zamknięcie 1 według wynalazku uformowane w położeniu zamkniętym, w rzucie perspektywicznym z tyłu. W skład zamknięcia 1 wchodzi pierścień kształtujący dolną część stanowiącą korpus 2 i kapturkowa, stanowiąca wieczko część górna 3, które są połączone ze sobą za pomocą zawiasu zatrzaskowego 4. W przeciwieństwie do większości zawiasów znanych ze stanu techniki, zawias zatrzaskowy 4 nie ma głównego połączenia zawiasowego pomiędzy korpusem 2 a wieczkiem 3. W skład zawiasu zatrzaskowego 4 wchodzi pierwszy i drugi element trapezowy 5, każdy połączony z korpusem 2 i wieczkiem 3 za pomocą pierwszego i drugiego foliowego elementu zawiasowego, będącego foliowym zawiasem, odpowiednio 6.1, 6.2 oraz 6.3, 6.4. Zawiasowe elementy będące foliowymi zawiasami 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 są wykonane jako foliowe zawiasy z wyraźnym działaniem zawiasowym, określonym przez cienką wstęgę materiału uzyskaną techniką formowania wtryskowego. Zalecana grubość foliowych zawiasów mieści się w przedziale 0,2 do 0,6 mm, w zależności od wymiarów zamknięcia. Każdy z elementów trapezowych 5 ma swobodną krótszą krawędź 7 i swobodną dłuższą krawędź 8, które są ograniczone względem korpusu 2 i wieczka 3 pierwszą krótszą szczeliną 45 i drugą dłuższą szczeliną 46, które są usytuowane w niniejszym przykładzie wykonania w przybliżeniu pionowo i w kierunku osi x tak, że można je łatwo formować. Elementy trapezowe 5 są oddzielone od siebie wycięciem 9. W niektórych przykładach wykonania elementy pośrednie stanowiące elementy trapezowe 5 mogą być łączone ze sobą wzdłuż swojej swobodnej, krótszej krawędzi 7, bezpośrednio lub pośrednio za pomocą co najmniej jednego dodatkowego foliowego zawiasu (niewidocznego w tym przykładzie wykonania). Takie połączenie może skutkować słabszym zawiasem i/lub ograniczeniem kąta otwierania.

Foliowe zawiasy 6 każdego elementu trapezowego 5 wyznaczają pierwszą i drugą płaszczyznę 48, 49, które przecinają się ze sobą pod kątem ω. Definicję tych kątów podano w opisie EP 0 836 576. Zgłoszenie to jest wprowadzone do niniejszego opisu w powiązaniu z definicją kątów α, ω i φ.

Korpus 2 i wieczko 3 są oddzielone od siebie obwodową szczeliną 10. W obwodowej szczelinie 10 można umieścić cienkie mostki 11 z materiału z tworzywa sztucznego. Mostki 11 są skonstruowane w taki sposób, że zapobiegają zapadaniu się zamknięcia 1 podczas wyjmowania z formy z powodu sił zrywających. Równocześnie mostki 11 działają jak elementy sygnalizujące próby naruszenia zawartości, które są niszczone podczas pierwszego otwierania, wskazując pierwsze otwieranie zamknięcia. Dobre wyniki uzyskuje się kiedy mostki 11 mają kształt piramid.

Dodatkowo albo zamiast mostków 11 można zastosować zrywaną opaskę (niepokazaną), którą usuwa się przed pierwszym otwarciem.

Zamknięcie 1 jest umieszczone na szyjce butelki 12, którą widać tylko częściowo. Otwór butelki 12 jest usytuowany w wieczku 3 (niepokazanym) i uszczelniony w położeniu zamkniętym za pomocą

PL 209 618 B1 elementu uszczelniającego. Korpus 2 jest osadzony na szyjce butelki 12, na ogół za pomocą techniki prasowania. Na wewnętrznej stronie korpusu 2 znajdują się elementy trzymające (niewidoczne), które nadają się do sprzęgania z odpowiednimi elementami na szyjce butelki 12, gwarantując bezpieczne mocowanie zamknięcia 1. Oś A zamknięcia 1 jest usytuowana równolegle do osi z globalnego układu współrzędnych. Kąt φ jest kątem pomiędzy zawiasami foliowymi 6 przylegającymi do elementu trapezowego 5. Foliowe zawiasy 6 (odpowiednio 6.1,6.2 i 6.3, 6.4) każdego elementu trapezowego 5 mogą nie być równoległe ze względu na brak funkcjonalności.

Na fig. 2 pokazano kolejny przykład wykonania zamknięcia 1 uformowanego w położeniu zamkniętym w rzucie perspektywicznym z przodu. Zawias zatrzaskowy 4 zamknięcia 1 nie jest widoczny, ponieważ znajduje się na tylnej stronie zamknięcia 1. Na przedniej stronie zamknięcia 1 widać palcowe zagłębienie 20 znajdujące się w górnym obrzeżu wieczka 3. W wieczku 3 zamknięcia 1 znajdują się, wewnątrz i w pobliżu obwodowej szczeliny 10, pierwsze elementy (niewidoczne) wystające promieniowo do wewnątrz, które w zamkniętym położeniu zamknięcia 1 są sprzęgnięte z odpowiednimi drugimi elementami (niewidocznymi) szyjki butelki 12. Zadaniem pierwszych i drugich elementów jest zapobieganie nieprzewidzianemu otwieraniu zamknięcia 1. Pokazane zamknięcie 1 jest przeznaczone głównie do nienasyconych wód/napojów (niegazowanych wód/napojów) bez ciśnienia wewnętrznego.

Z powodu podcięć często niezbędnych w obszarze elementów trapezowych 5, wycięcia 9 i obwodowej szczeliny 10, forma (niepokazana) używana do wytwarzania zamknięcia 1 składa się ogólnie, korzystnie, z dwóch części od strony zewnętrznej, wskutek czego płaszczyzna rozdzielająca 13 formy jest umieszczona równolegle do osi A zamknięcia 1 (płaszczyzna yz w pokazanym układzie współrzędnych) i prostopadle do zawiasu zatrzaskowego 4. Korzystnie, wnętrze zamknięcia 1 jest utworzone przez pojedynczy rdzeń.

Na fig. 3 pokazano następny przykład wykonania zamknięcia 1 w rzucie perspektywicznym z przodu, umieszczonego na szyjce butelki 12. Zawias zatrzaskowy 4 znajduje się z tyłu zamknięcia 1 i dlatego nie widać go szczegółowo. Naprzeciwko zawiasu zatrzaskowego 4 znajduje się mechanizm zatrzaskowy zapobiegający nieprzewidzianemu otwieraniu zamknięcia 1. Mechanizm zatrzaskowy składa się z zatrzasku 16 będącego częścią korpusu 2. W położeniu zamkniętym zamknięcia 1 zatrzask 16 jest sprzęgnięty z odpowiednim występem 17. Zatrzask 16, który jest skonstruowany w taki sposób, że jest osadzony ruchomo w kierunku promieniowym w zewnętrznej ściance bocznej wieczka 3, składa się z szyjki i główki, która jest szersza niż szyjka formująca w położeniu zamkniętym styczne podcięcie z występem 17, zapobiegając nieprzewidzianemu otwieraniu zamknięcia 1. Obwodowa szczelina 10 otacza zatrzask 16 i występ 17. W celu otwarcia zamknięcia 1 naciska się na zatrzask 16 do wewnątrz w kierunku strzałki F1 w stosunku do szyjki butelki 12, do chwili kiedy główka zatrzasku 16 zwolni występ 17 umożliwiając otwarcie wieczka 3. Korzystnie, zatrzask 16 jest formowany w taki sposób, żeby w trakcie zamykania wieczka 3 zatrzask 16 przemieszczał się automatycznie w kierunku na zewnątrz lub do wewnątrz tak, żeby było możliwe przejście wieczka 3 i występu 17. W celu zapobiegnięcia kolizjom, korzystnie, górna krawędź zatrzasku 16 jest formowana jako okrągła lub skośna. W obwodowej szczelinie 10 można umieścić elementy sygnalizujące próby naruszania zawartości, takie jak mostki 11, których zadaniem jest wskazywanie pierwszego otwarcia. Pokazane zamknięcie 1 jest skonstruowane głównie dla gazowanych wód/napojów wywołujących zwiększone ciśnienie wewnętrzne w butelce 12.

Na fig. 4 pokazano zamknięcie 1 z fig. 2 w położeniu otwartym, w rzucie z boku. Zawias zatrzaskowy 4 jest skonstruowany tak, żeby kąt otwierania α (kąt pomiędzy położeniem zamkniętym a otwartym) wynosił około 220°. Gwarantuje to, że wieczko 3 nie przeszkadza w piciu przez otwór 21 butelki 12. Jak można zauważyć, elementy trapezowe 5 są usytuowane w położeniu odwróconym w miejscu odpowiadającym w przybliżeniu połowie kąta otwarcia α. Zamknięcie 1 jest skonstruowane w taki sposób, że części i elementy zamknięcia 1 są wolne od naprężeń zarówno w położeniu zamkniętym jak i otwartym. W położeniu pośrednim, pomiędzy położeniem otwartym a zamkniętym, zawias zatrzaskowy 4 powoduje odkształcenie części zawiasu zatrzaskowego 4 i innych części zamknięcia 1 i/lub butelki 12. Odkształcenie to, zależne od konstrukcji zamknięcia 1, zmagazynowane jest w formie energii sprężystej w niektórych obszarach wieczka 3 i/lub korpusu 2 i/lub elementów trapezowych 5 i/lub foliowych zawiasów 6, powodując zatrzaskowe działanie wieczka 3 względem korpusu 2. Podczas otwierania i zamykania zamknięcia 1 wieczko 3 musi być przemieszczone przeciwko sile sprężystej, i po przejściu przez martwe położenie środkowe (niestabilne) wieczko 3 przemieszcza się automatycznie do najbliższego położenia otwartego lub zamkniętego. Kąt φ pomiędzy foliowymi zawiasami 6 elementu trapezowego 5 jest jednym z parametrów, który wpływa na zatrzaPL 209 618 B1 skowe działanie zamknięcia 1. Zależność pomiędzy różnymi kątami zawiasu zatrzaskowego 4 jest wyjaśniona na fig. 5. W położeniu otwartym korpus 2 i wieczko 3 znajdują się w pewnym odstępie s od siebie. Z tego względu możliwe jest uzyskanie kąta otwarcia α, który wynosi ponad 180°. W zależności od wymiarów zamknięcia 1, odległość s wynosi w przybliżeniu od 50% do 90% długości krótszej krawędzi 7 elementów trapezowych 5.

Na fig. 5 pokazano zamknięte zamknięcie 1 w rzucie z góry. Zawias zatrzaskowy 4 jest usytuowany z lewej strony figury a palcowe zagłębienie 20 z prawej strony. Elementy trapezowe 5, które są usytuowane równolegle do cylindrycznej ścianki bocznej 22 zamknięcia 1, pokazano w rzucie z góry. Oś zawiasowych elementów będących foliowymi zawiasami 6 pokazano linią kropkowo-kreskową. Kąt ω pomiędzy osiami normalnymi w rzucie głównym (płaszczyzna xy) do osi foliowych zawiasów 6 jest ważnym czynnikiem przy obliczaniu efektu zatrzaskowego działania zawiasu i kąta otwarcia α. Powiązanie pomiędzy kątem otwarcia α zamknięcia 1, kątem ω a kątem φ pomiędzy dwoma foliowymi zawiasami 6 każdego z elementów trapezowych 5 jest następujące: Φ/2 = atan sin(a) . (ωj

-r^-sml — I

1-cos(a) ( 2 )

Na fig. 6 pokazano przekrój wzdłuż linii BB na fig. 5. Element uszczelniający 23 jest usytuowany wewnątrz wieczka 3. Element uszczelniający 23 jest, w położeniu zamkniętym zamknięcia 1 sprzęgnięty z szyjką 24 butelki 12. Element uszczelniający 23 ma wystające obrzeże 25, które jest uformowane w kierunku na zewnątrz na wewnętrznej poziomej (płaszczyzna xy) podstawie 26 wieczka 3. Wystające obrzeże 25 ma w pokazanym przykładzie wykonania lekko stożkowy kształt rozbieżny względem podstawy 26 wieczka 3. Obrzeże 25 posiada największą średnicę w obszarze styczności 38, którym styka się z wewnętrzną powierzchnią 36 otworu 37. Obrzeże 25 jest skonstruowane w taki sposób, że w położeniu zamkniętym zamknięcia 1 jest sprzęgnięte z szyjką 24 wystawioną na działanie ściskania promieniowego, uszczelniając otwór 37 butelki 12. Szyjka 24 butelki 12 ma na swojej powierzchni zewnętrznej, na poziomie wieczka 3, wystające promieniowo obwodowe obrzeże trzymające 39. W położeniu zamkniętym wieczka 3 obrzeże trzymające 39 sprzęga się z wystającym promieniowo do wewnątrz elementem trzymającym 29 uformowanym wewnątrz wieczka 2, co umożliwia uniknięcie niezamierzonego otwierania zamknięcia 1.

Szyjka 24 butelki 12 zawiera element mocujący, wykonany w pokazanym przykładzie wykonania jako wystające promieniowo obrzeża mocujące 40. Zamknięcie 1 zawiera obwodowe zagłębienie 41 usytuowane pomiędzy trzema odpowiadającymi sobie promieniowymi kołnierzami 42, które współdziałają z obrzeżami mocującymi 40 butelki 12, służąc jako elementy trzymające na wewnętrznej stronie zamknięcia 1. Można zastosować alternatywne elementy do pewnego mocowania zamknięcia 1 na szyjce 24 butelki 12. Korzystnie, elementy mocujące zamknięcia 1 można wykonać tak, żeby można je było formować siłą. W celu zmniejszenia sił (obwodowych) umożliwiających wyjmowanie z formy można zastosować segmentowe promieniowe kołnierze 42.

Na fig. 7 pokazano rzut z góry zamknięcia 1. Linią DD pokazano przekrój widoczny na fig. 8. Linia DD rozciąga się przez środek elementu trapezowego 5 i przylegające foliowe zawiasy 6 zawiasu zatrzaskowego 4. Elementy trapezowe 5, foliowe zawiasy 6, wycięcia 9 i obwodowa szczelina 10, jak również i mostki 11 oraz pionowe pierwsze i drugie krótsze szczeliny 45, 46 są wykonane w taki sposób, że można je uformować poprzez otwarcie zewnętrznej sekcji formy (niepokazane) w kierunku +x i -x. Dlatego też elementy trapezowe 5, foliowe zawiasy 6 i mostki 11, korzystnie, są usytuowane wzdłuż wewnętrznej ścianki zamknięcia 1 tak, żeby w kierunku x nie występował efekt zawiasowego zachodzenia tych elementów na siebie. Obwodowa szczelina 10 i pionowa pierwsza i druga pionowa krótka szczelina 45, 46 mogą być, w razie potrzeby, ograniczone przez nierównoległe ścianki boczne, np. stożkowe.

Na fig. 8 pokazano przekrój wzdłuż linii DD na fig. 7. Przekrój ten rozciąga się przez element trapezowy 5 i dwa przyległe elementy zawiasowe będące foliowymi zawiasami 6, element uszczelniający 23 i wystający promieniowo do wewnątrz element trzymający 29, który znajduje się w pobliżu obwodowej szczeliny 10. W obwodowej szczelinie 10 widać mostki 11 działające jako elementy sygnalizujące naruszanie zawartości, które są niszczone w trakcie pierwszego otwierania.

Foliowe zawiasy 6 i elementy trapezowe 5.1, 5.2 są umieszczone na wewnętrznej stronie zamknięcia 1 w taki sposób, żeby mogły być łatwo formowane w kierunku z poprzez zrywanie zamknięcia 1 z rdzenia formy (obu nie widać). Jak widać w tym przykładzie wykonania, foliowe zawiasy 6 są formowane w postaci prostoliniowej w celu optymalizacji parametrów zamknięcia 1. Wewnętrzny obwód tego zamknięcia 1 jest zaprojektowany tutaj w postaci płaszczyzny 31 usytuowanej na promieniu

PL 209 618 B1

R2, który jest mniejszy niż główny promień wewnętrzny R1 zamknięcia 1. W tym rzucie jedna płaszczyzna 31.1 jednego elementu trapezowego 5.1 jest prostopadła do płaszczyzny figury i dlatego widać ją tylko jako linię. Natomiast całkowicie widać płaszczyznę 31.2 przeciwległego elementu trapezowego 5.2.

Wszystkie elementy na wewnętrznej stronie zamknięcia 1 są usytuowane na mniejszym promieniu niż główny promień wewnętrzny R1, ponieważ w innym wypadku trudno byłoby wyjąć zamknięcie 1 z formy za pomocą pierścienia zrywającego o promieniu wewnętrznym odpowiadającym promieniowi wewnętrznemu R1. Korzystnie, zawias zatrzaskowy 4 jest skonstruowany w taki sposób, że nie posiada żadnego podcięcia, które musiałoby być formowane za pomocą siły. Wewnętrzny brzeg foliowych zawiasów 6 stanowi sieczną okręgu o promieniu równym głównemu promieniowi wewnętrznemu R1 zamknięcia 1.

Na fig. 9 pokazano szczegół P z fig. 8 w powiększeniu. Foliowe zawiasy 6, korzystnie, są skonstruowane w taki sposób, żeby były prostoliniowe wzdłuż całej swojej długości. Obwód foliowego zawiasu 6 jest uformowany na zewnątrz zamknięcia 1 w postaci dwóch prostoliniowych (płaskich) powierzchni granicznych 35 i cylindrycznej powierzchni granicznej 33, łączącej stycznie te dwie powierzchnie graniczne 35 i mającej promień R3. Te dwie powierzchnie graniczne 35 są usytuowane pod kątem κ względem siebie. W trakcie otwierania foliowy zawias 6 jest obracany wokół osi 34 zawiasu. W trakcie otwierania zamknięcia 1 te dwie powierzchnie graniczne 35 przemieszczają się razem do położenia, w którym dochodzą do najbliższego położenia na etapie całkowitego otwarcia zamknięcia 1. Kąt κ jest wyznaczony tak, żeby można było otwierać zamknięcie 1 bez kolizji tych dwóch powierzchni granicznych 35 w taki sposób, żeby sobie nie przeszkadzały. W celu uzyskania lepszych parametrów zawias jest skonstruowany w taki sposób, żeby (teoretyczna) oś 34 zawiasu dla foliowego zawiasu 6 była wyrównywana stycznie z cylindryczną powierzchnią graniczną 33. Grubość T foliowych zawiasów 6 wynosi, korzystnie, w zależności od wielkości zamknięcia 1, od 0,2 mm do 0,6 mm. Foliowe zawiasy 6 są formowane w taki sposób, żeby zamknięcie 1 mogło być całkowicie otwarte bez kolizji z blokowaniem ruchu. Można zastosować alternatywne przykłady wykonania foliowych zawiasów 6 o różnych przekrojach.

Na fig. 10 pokazano zamknięcie 1 z fig. 3 w położeniu zamkniętym w rzucie z przodu. W obwodowej szczelinie 10 widać mostki 11. Zatrzask 16 jest usytuowany w występie 17, uniemożliwiając niezamierzone otwieranie wieczka 3. Ze względu na to, że mostki 11, które służą jako elementy sygnalizujące naruszenie zawartości, nadal łączą korpus 2 z wieczkiem 3, jest oczywiste, że zamknięcie 1 nigdy nie było otwierane. Nie przedstawiono tu w szczegółach zawiasu zatrzaskowego 4, który znajduje się z tyłu zamknięcia 1. Linią EE przedstawiono linię przekroju pokazanego na fig. 11.

Na fig. 11 pokazano przekrój przez zamknięcie 1 na fig. 10 wzdłuż linii EE. Zamknięcie 1 jest usytuowane na szyjce 24 butelki 12. Korpus 2 zamknięcia 1 jest trzymany przez promieniowe obrzeże mocujące 40 butelki 12, które sprzęga się z obwodowym zagłębieniem 41 zamknięcia 1. Zawias zatrzaskowy 4 widać tylko częściowo. Za szyjką 24 butelki 12 widać wewnętrzną powierzchnię elementu trapezowego 5. Na wewnętrznej stronie wieczka 3 widać urządzenie uszczelniające 43 o stożkowym obrzeżowym kształcie, które jest skierowane do wewnątrz względem otworu 37 szyjki 24. Urządzenie uszczelniające 43 jest wycentrowane na osi A zamknięcia 1 i względem szyjki 24 butelki 12. Urządzenie uszczelniające 43 jest trwale połączone z wieczkiem 3 i spoczywa w położeniu zamkniętym wieczka 3 na obrzeżu 44 otworu 37. Urządzenie uszczelniające 43 w pokazanym tu przykładzie wykonania jest wykonane z innego materiału, który jest bardziej elastyczny niż materiał zamknięcia 1 i szyjki 24 butelki 12. W niektórych przykładach wykonania możliwe jest użycie tego samego materiału. Urządzenie uszczelniające 43 ma wewnątrz komorę 45, na którą działa ciśnienie wewnętrzne P butelki 12. Urządzenie uszczelniające 43 jest zbudowane w taki sposób, że kiedy na komorę 45 działa ciśnienie wewnętrzne P to urządzenie uszczelniające 43 jest odkształcane. Odkształcenie spowodowane ciśnieniem wewnętrznym P jest ograniczone za pomocą obrzeża 44 otworu 37, co powoduje zwiększenie efektu uszczelniającego urządzenia uszczelniającego 43. Szczegółowy opis zasady funkcjonowania urządzenia uszczelniającego 43 można odnaleźć w opisie WO 0232775. Pokazane w tym przykładzie wykonania urządzenie uszczelniające 43 ma złączkę 46 usytuowaną na zewnętrznej powierzchni, naprzeciwko zatrzasku 16 mającego w przybliżeniu szerokość złączki 46.

Na fig. 12 pokazano szczegół F z fig. 11. Złączka 46 jest skonstruowana w taki sposób, że kiedy na zatrzask 16 naciska się z siłą F1 (patrz fig. 12), promieniowo do wewnątrz (odkształcenie wskazane strzałką s1), zatrzask 16 styka się ze złączką 46, powodując lokalne odkształcenie urządzenia uszczelniającego 43. W wyniku tego odkształcenia urządzenie uszczelniające 43 odłącza się lokalnie (co wskazano strzałką s2) od górnego obrzeża 44 otworu 37 tak, że następuje kontrolowany spadek

PL 209 618 B1 ciśnienia wewnętrznego P. Po spadku ciśnienia P zatrzask 16 jest dalej dociskany promieniowo do wewnątrz, do chwili kiedy zatrzask 16 odłączy się od występu 17 i możliwe jest otwarcie wieczka 3.

Mostki 11 są skonstruowane w taki sposób, że ulegają zniszczeniu kiedy zatrzask 16 jest wciskany promieniowo do wewnątrz, sygnalizując pierwsze otwarcie zamknięcia 1.

Claims (10)

1. Zamknięcie formowane w położeniu zamkniętym zawierające korpus posiadający elementy mocujące do mocowania zamknięcia na szyjce butelki, wieczko posiadające element uszczelniający do uszczelniania otworu butelki, przy czym korpus i wieczko są oddzielone od siebie obwodową szczeliną, oraz zawias zatrzaskowy posiadający pierwszy i drugi element trapezowy oraz pierwszą i drugą parę foliowych zawiasów wyznaczających pierwszą i drugą płaszczyznę, przy czym elementy trapezowe, pierwszy i drugi, są połączone za pomocą pierwszej i drugiej pary foliowych zawiasów z wieczkiem i korpusem, znamienne tym, że pierwsza i druga płaszczyzna (48, 49) są usytuowane równolegle do osi (A) zamknięcia (1).

2. Zamknięcie według zastrz. 1, znamienne tym, że pary foliowych zawiasów (6.1, 6.2; 6.3, 6.4), pierwsza i druga, są usytuowane pod kątem φ względem siebie, zaś płaszczyzny (48, 49), pierwsza i druga, wyznaczone przez pierwszą i drugą parę foliowych zawiasów (6.1,6.2; 6.3, 6.4) są usytuowane pod kątem ω, przy czym zależność pomiędzy kątem ω, kątem φ a kątem otwarcia α zamknięcia (1) jest następująca: Φ/2 =atan sin(a) . (ω)

-rm-sinl — I

1 - cos(a) 2 )

3. Zamknięcie według zastrz. 2, znamienne tym, że kąt otwarcia α wynosi od 180° do 240°.

4. Zamknięcie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że foliowe zawiasy (6) i wewnętrzny obwód zamknięcia (1 mieszczą się w głównym promieniu wewnętrznym (R1) zamknięcia (1).

5. Zamknięcie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że foliowe zawiasy (6) są wyznaczone przez płaszczyznę (31.1, 31.2) po wewnętrznej stronie zamknięcia (1), a zewnętrzna powierzchnia foliowych zawiasów (6) jest wyznaczona przez dwie płaskie powierzchnie graniczne (35), usytuowane pod kątem κ względem siebie, oraz cylindryczną powierzchnię graniczną (33) mającą promień (R3).

6. Zamknięcie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy trapezowe (5) są rozmieszczone w odstępie względem siebie i oddzielone wycięciem (9).

7. Zamknięcie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy trapezowe są połączone za pomocą foliowego zawiasu wzdłuż krótszej krawędzi (7).

8. Zamknięcie według zastrz. 1, znamienne tym, że korpus (2) i wieczko (3) są połączone elementami sygnalizującymi naruszenie zawartości, niszczonymi podczas pierwszego otwierania.

9. Zamknięcie według zastrz. 1, znamienne tym, że korpus (2) i wieczko (3) są, w położeniu otwartym, rozmieszczone w odległości (s) względem siebie, przy czym odległość (s) jest równa 50% do 90% długości krótszej krawędzi (7) elementów trapezowych (5).

10. Zamknięcie według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 6 albo 7 albo 8 albo 9, znamienne tym, że ma cylindryczny przekrój ścianki zewnętrznej.