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CN1251073A - 塑料螺旋瓶盖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种塑料螺旋瓶盖,它由一盖形物构成,盖形物包括一瓶盖外壳(1),一顶盖板(2)和一密封带(4),瓶盖外壳(1)基本上呈圆柱形,设有内螺纹(8);以供旋到一瓶颈(10)的外螺纹(11)上,顶盖板(2)基本上为圆盘形状,密封带(4)基本上为圆柱形,从顶盖板(2)的内侧沿轴向伸出,其外径大致相当于或略大于瓶颈的外径,其内径(2R2)必定小于瓶颈外径(D)。本发明试图提供一塑料螺旋顶部,该顶部具有上述特性,在瓶颈边遭到轻微损害或变形时,它能依靠较可靠的方式以免泄漏;如可能,它还能稍有变形。本发明还企图利用一种尽可能简单地制作出的模注工具简化它的制造。为此,本发明提出:沿径向在圆柱形密封带(4)内另设一基本上呈圆柱形的密封橄榄体(3),其外径(2R1)至少在顶盖板附近和在密封带(4)对面的范围内大于为之配瓶盖的瓶颈(10)的内径(d)。

Description

塑料螺旋瓶盖
本发明涉及一种塑料螺旋瓶盖，它由一瓶盖外壳、一顶盖板和一密封带构成。其中，瓶盖外壳基本上为圆筒形，带有内螺纹，以旋到瓶颈的外螺纹上；顶盖板基本上为圆盘形；密封带基本上为圆柱形，由顶盖板内侧沿轴向向内延伸，其外径大致与瓶颈的外径相一致或稍大，其内径肯定小于瓶颈的外周缘。
根据DE 41 28 474，这种类型的塑料螺旋瓶盖已为人所知。
这种大家所熟悉的塑料螺旋瓶盖是为螺纹瓶颈而设计的，其瓶盖与瓶颈的配合是这样的：大致呈圆柱形的密封带从上面和外侧安放到瓶颈的边缘上，并且基本上是沿着倒圆的瓶颈或瓶口密封地紧贴在其上外侧边缘。此外，密封带还被夹紧在外部大致呈圆柱形的突出部与瓶颈之间，并在与瓶颈边缘紧固密封结合时承受拉力和压力。原则上，这种瓶盖也适合用于塑料瓶，例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)瓶。
如果是多次使用的玻璃瓶，在重新使用前，要对整个瓶，特别是瓶颈和瓶口进行目视检查。但在检查时不能排除极有可能忽视掉瓶颈边缘与瓶盖或瓶盖密封元件在密封结合部位发生的损伤。原则上，这种情况也适用于塑料瓶，特别是越来越广泛流行的PET瓶。塑料瓶也要考虑到或许由于厂方的原因造成较大的制造公差，或在制造或使用过程中发生损伤。小的损伤，特别是外形上很小的凹陷或凹槽，难以用目视方法发现。甚至完全有可能发生这样的情况，即在装瓶和封瓶时，瓶颈边缘显现有很小的损伤、变形或制造时造成的不平整现象，在检查时容易忽视，这足以影响瓶颈边缘与瓶盖密封元件之间的密封结合。这种情况在瓶内承受压力时特别重要，例如瓶内装碳酸饮料时。这样的瓶由于密封不良，气体从瓶内逸出，导致压力下降，压力降低后又引起饮料中所含碳酸的排放，存放时间达到数天或数星期后，所含碳酸大部损失殆尽，饮料相应地变成淡而无味。
根据WO 96/02430，已知还有一种据说能保证具有特别良好的密封结合的瓶盖。但这种已知的瓶盖不用大致呈圆柱形的密封带，而代之以采用大致水平延伸的密封带，紧靠在瓶颈的上边缘上，同时另外在瓶盖的底部或顶盖板上设有环形突出部，它在密封带与瓶颈边缘相对的一侧与密封带啮合，并将谱线形状的密封压力作用到密封带上。另外，还设有一内部约为圆柱形密封橄榄体，“橄榄体”一词用来直观地说明下部横截面具有向外突出部分。该向外突出部同样具有谱线形状，将与瓶颈的内表面啮合。尽管一般瓶颈内表面是相当严格地限定的，至少PET瓶是这样，但仍然可能发生损伤，以致密封橄榄体的突出部虽然与瓶颈内表面达到谱线形状啮合，仍不能保证可靠地密封。此外，已知瓶盖上的密封突出部到顶盖板上密封薄片的附体还有相当大的距离，因此在突出部的范围内不能产生很高的回弹力和压紧力。
基本上沿径向伸展的密封薄片虽然部分地覆盖着外部一般经严格限定的、倒圆的瓶颈边缘，但由于瓶颈边缘仍有可能遭受损伤，所以密封薄片同密封橄榄体一样，不能控制内部经轻度倒圆的瓶颈边缘的边棱。这些相对于瓶盖轴线的安放位置各不相同的部分限定了一个盲孔状的凹痕，带有严重的侧凹，这在制造上以及在制造时必须挤出空气的过程中会造成相当大的问题。
从WO 96/26121中，还可了解到一种相应的螺旋瓶盖，这种瓶盖除了具有一近似锥形朝外布置的、旋转着与外部瓶颈边缘啮合的密封薄片以外，另外还具有一内部的对中附体，但其外径小于略小于瓶颈的内径。因此，该附体不能与瓶颈的内侧密封啮合，特别不能与瓶颈的上内侧密封啮合。
由于密封薄片呈锥形，因此，将这种瓶盖从注塑工具中脱模有相当困难，而且费时费力。对于上文提到的根据WO 96/02430的瓶盖来说，这种情况尤甚，因为其密封薄片平行于顶盖板沿径向向内在一个平面上伸展，并与一更加位于内侧的密封橄榄体形成一个近乎封闭的凹穴。
已知的各种瓶盖在制造过程中，特别是在脱模时存在问题，至少是部分地存在问题，另一方面，一旦在瓶颈边缘发生小的损伤或变形的情况下，还不能保证绝对可靠地密封。
与上述技术发展水平相对照，本发明的基本任务是，设计一种本文开头所提出的特殊的塑料螺旋瓶盖，这种瓶盖即使在瓶颈边缘发生轻微损伤或变形时也能极好地达到密封，除此以外，还容易脱模，通过简单的注塑工具即可进行制作。
本发明的这一任务是通过以下办法解决的，即使塑料螺旋瓶盖除了本文开头提出的特征以外，还具有另外一些特征，这就是在圆柱形的密封带范围内沿径向还设有另外一个基本上呈圆柱形的密封橄榄体，其外径至少在接近顶盖板处和与密封带相对的范围内大于为之配备瓶盖的瓶颈的内径。
外部密封带的配备大致与已知的DE 41 28 474的情况相同，因此，瓶颈的上外部边缘达到了相当良好的密封，与此同时，另外增设了内部密封橄榄体，从而又使瓶颈上边缘的内表面得到了密封。后者是通过以下办法实现的，即：密封橄榄体在位于靠近顶盖板处和与密封带相对的范围内，也就是在正常情况下当瓶盖旋到一个瓶上时，瓶盖到达瓶颈的上边缘所处的范围内，其外径总是大于在该范围内瓶颈或瓶颈边缘相应的内径，因而内部的密封橄榄体沿径向被向内推开，并密封地紧贴在瓶颈边缘的内表面上。由于受到密封带和密封橄榄体的直径条的制约而强制产生了这样的结果，即：在一给定的轴向位置上，特别是在上部瓶颈边缘所处的轴向范围内，密封带与密封橄榄体之间的间距必须小于相应的瓶颈边缘的厚度。特别可取的是，按本发明的一种结构形式，密封带与密封橄榄体之间的跨度距离(间隙)在密封范围内小于瓶颈厚度的三分之二，在一定条件下甚至小于瓶颈厚度的一半。既然密封橄榄体与密封带一样较佳地采用瓶盖的塑料制造，因此，它有足够的弹性，足以在装上或拧紧瓶盖时被瓶颈边缘推开，但由于回弹力的出现而使它非常牢固地与瓶颈上边缘实现密封啮合。
另外，在本发明的一种较佳的结构形式中预先规定，密封橄榄体在其外侧有一平缓的突出部，其横截面形状大致呈一钝角三角形。
这种情况下要考虑到，沿径向向内推开内侧附体，与压缩构成密封橄榄体的材料具有同等意义。具有相应较大外径的突出部首先是出现在与瓶颈边缘的内表面发生密封啮合时，并进而迫使对构成密封橄榄体的材料进行更强的压缩，因此增大了回弹力，最终确保可靠的密封啮合。
在密封橄榄体的自由端上，密封橄榄体被较佳地倒圆和(或)削斜，因此，密封橄榄体在瓶颈方向上进行轴向运动时，实际上也是沿径向被向内挤压，不是坐落在瓶颈边缘上，而是完全沿径向被向外推开。
按照类似的方式，在较佳的结构形式中，密封带在其自由端同样具有一倒圆的和(或)削斜的形状，因此，当它与瓶颈边缘啮合，沿瓶颈方向进行轴向运动时，同样是沿径向被向外撑开。
总的来说，可以让密封带和密封橄榄体的较佳的变化方案具有如下的特点，即：它们与严格的空心圆柱体形状的偏差基本上限定于附体的外壁和密封带的内壁。同时，在较佳的结构形式中，橄榄体的厚度是密封带的两倍，并且至少要比密封带长50％(在轴向上)。最好是，密封橄榄体的轴向长度甚至达到密封带轴向长度的两倍左右。鉴于密封橄榄体的构造比较密实，在本发明的较佳结构形式中，在基本上实现密封的范围内，密封橄榄体的外径与瓶颈边缘直径之差总是小于相应的密封带内径与瓶颈边缘外径之差，这是因为密封带较薄和较短，而且容易发生弹性延伸和移动。
密封橄榄体的外表面和密封带的内表面的变化，在整个密封带的轴向延伸范围内，最好是基本平行的，就是说，沿着密封带的整个长度，密封橄榄体与密封带之间的间隙宽度基本不变，且密封橄榄体的外表面主要沿着密封带端部的轴向高度与密封带倒圆和削斜的形状相平行。在横截面上，在密封橄榄体与密封带之间形成的空腔还有一狭窄的、呈轻微内凹曲面和上部倒圆的结构，其下端敞开，上端闭合。自下而上略有摆动地伸展的空腔在其横截面上有一基本不变的宽度，并仅在其上部闭合和倒圆的端部位置处变狭，且其上段相对于瓶盖轴线近似呈圆柱形，下段则呈圆锥形向外扩张。与对应的瓶颈的厚度相比，空腔比较狭窄，其轴向长度是由相对较短的外密封带的长度限定的，这样，在旋到瓶颈上时，它刚好将倒圆的外瓶颈边缘完全围住。因此，密封橄榄体与密封带之间狭窄的空腔在轴向上相应地保持较短，这可使相应的注塑工具的成型和制造过程变得容易。具体地说，这一空腔(与密封带的轴向长度有关)小于4mm的轴向深度，最好小于3mm，特别是2到2.5mm更为可取。
螺旋瓶盖瓶盖外壳的自由端最好是整体配以一验封和拆封带。甚至，在较佳的结构形式中，整个瓶盖也是利用注塑技术用均质的塑料整件制成的。由于密封橄榄体和密封带基本上呈圆柱形形状，而且其轴向长度较短，因此，脱模比较容易和简单，制作工具的成型相应地比较简单。
下面根据对一较佳结构形式的说明和附图，可以详细了解本发明的其它一些优点、特征和应用可能性。图中：
图1a一包含轴线的、放大的剖视图，表明根据本发明的螺旋瓶盖。
图1b一近似于同原尺寸大小的、图1的螺旋瓶盖的侧视图；以及
图2与图1同一轴线的剖视图，此时瓶盖已经旋到瓶颈上。
在图1a中所示是一包含轴线的、根据本发明螺旋瓶盖的纵剖面图。螺旋瓶盖主要由一圆柱形瓶盖外壳1构成，上面配有一整体连接于其上的、大致呈圆盘形的顶盖板2。在圆柱形瓶盖外壳1的自由端，同样与瓶盖外壳1整体地连接着一验封和拆封带7，该验封和拆封带7在从瓶上拧开螺旋瓶盖时被扯破或被从瓶盖外壳1上扯下，因此可作瓶已经被打开过的标志。
圆柱形瓶盖外壳1有一整体式断续的内螺纹8，在其外侧有一手柄齿纹9，该手柄齿纹9有利于减轻手指作用在瓶盖上的扭矩。
与瓶颈起密封作用的两个元件是环形绕转的圆柱形密封带4，以及同样地环形绕转并与之平行的密封橄榄体3。可以看出，圆柱形密封带4的外壁以及圆柱形密封橄榄体3的内壁在剖面图上的走向都是直线，因而相当严格地符合圆柱体形状。圆柱形密封带4的内壁的走向只在相当短的一段内平行于轴线，并在其自由端的方向上被倒圆和朝外倾斜。圆柱形“橄榄体”3的外壁在剖面图上有一个平缓的突出部，大致呈钝角三角形的形状，其中，该钝角三角形的钝角尖端限定了附体3即突出部的最大外径，并沿轴向大致与密封带4的自由端叠合。然后，圆柱形橄榄体3的外壁伸向顶盖板2，从突出部开始，在重新近似地平行于轴线之前，近似平行于倾斜和倒圆的末端部分，然后以一弧线的形式过渡到密封带4的内壁。
图1b以真实尺寸示出了瓶盖的侧视图。可以清楚地看出螺旋瓶盖外侧上有便于用来打开和拧上瓶盖的齿纹9，以及下部的验封和拆封带7。另外，图1和图2中的瓶盖是严格按照比例绘制的，其中尺寸Ra约小于31mm。由此可按比例准确地推算出所有其它尺寸，并可通过附图根据比例了解各个元件的绝对和相对尺寸。不言而喻，本发明不限定必须保持螺旋瓶盖各个元件的绝对和相对尺寸。
密封橄榄体3的自由端也是被倒圆的，以保证当密封橄榄体3的自由端碰到瓶颈的边缘时，它向内转向和被推开。在图2中可以看出，塑料螺旋瓶盖是在同一个截面上，但表示瓶盖已经旋紧到瓶颈上的状态。如图所示，密封橄榄体3由于其被倒圆的自由端与瓶颈10的端面啮合而被向内推开，突出部贴近瓶颈的内圆柱形表面。可以看出，圆柱形橄榄体3被向内推开和压缩，因而产生相应的回弹力，以造成紧固的密封啮合。
由于与密封带4啮合，瓶颈的上部外边缘得以密封，密封带4在其被倒圆或削斜的自由端与瓶颈的端面啮合时被向外推开，然后被夹紧在瓶颈的外表面与圆柱形突出部5之间，并通过突出部围绕在上部瓶外边缘周围，此时，突出部5处在瓶盖瓶盖外壳与顶盖板之间的过渡部位，并具有基本上呈圆柱形的内表面。对于由此而达到的、良好的密封啮合的细节，参见DE 41 28 474。由于密封橄榄体3明显较厚，最好设计得为密封带厚度的2倍左右(不考虑突出部)如密封带4那样，因此，本发明的较佳结构形式预先规定，密封橄榄体的外径2R1在它与上部瓶边缘啮合的范围内，相对于该范围内瓶颈边缘的内径d之差小于密封带4的内表面相对于瓶颈外边缘之差，因为密封带4在相同的外力作用下比密封橄榄体3更容易变形。这一点也可以在图2中和通过与图1进行比较明显地看出来。在瓶盖没有旋到瓶颈上时，密封橄榄体与内瓶颈边缘之间的直径之差|d-2R1|仅是密封带内表面与外瓶颈边缘之间直径之差D-2r2的大约三分之一到四分之一。
使用本发明的瓶盖，可做到同样将瓶颈口的上外边缘和内表面围住和密封在两个对立的密封元件之间。如此可以得到两道近乎等效的和彼此独立的密封线，因此，在上瓶颈边缘留下未被察觉的损伤、变形或公差偏差的情况下，用至少两道密封线中的一道确保充分的密封，这种概率是相当大的，因为上部外边缘和瓶颈内表面上的损伤或变形不可能同样都没有被察觉。
此外，瓶颈把基本上沿径向相互反向作用的力施加到两个密封元件上。由此避免了下述情况，即：在传统的单面密封上接受该作用力的顶盖板(或盖底)由于作用力的缓慢地渗透而使它发生变形，并使密封啮合逐渐减弱。

Claims (14)

1.塑料螺旋瓶盖，它由一盖形物构成，盖形物包括一瓶盖外壳(1)，一顶盖板(2)和一密封带(4)，瓶盖外壳(1)基本上呈圆柱形，设有内螺纹(8)，以供旋到一瓶颈(10)的外螺纹(11)上，顶盖板(2)基本上为圆盘形状，密封带(4)基本上为圆柱形，从顶盖板(2)的内侧沿轴向伸出，其外径大致相当于或略大于瓶颈的外径，其内径(2R2)必定小于瓶颈外径(D)，其特征在于，沿径向在圆柱形密封带(4)的范围内设有另外一个基本上呈圆柱形的密封橄榄体(3)，其外径(2R1)至少在顶盖板附近和在密封带(4)对面的范围内大于为之配瓶盖的瓶颈(10)的内径(d)。
2.根据权利要求1的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，在实施密封的范围内密封带(4)与密封橄榄体(3)之间的间距(r2-R1)小于瓶颈(10)厚度的三分之二，一般选择地小于瓶颈(10)厚度的二分之一。
3.根据权利要求1或2的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，密封橄榄体(3)在其外侧有一平缓的突出部(6)，其横截面为钝角三角形。
4.根据权利要求1到3之一的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，密封橄榄体(3)在横截面图上其自由端被适当倒圆和(或)削斜，使密封橄榄体(3)在沿轴向运动到瓶颈(10)上时沿径向被向内挤压。
5.根据权利要求1到4之一的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，密封带(4)在其自由端上被适当倒圆和(或)削斜，使它在沿轴向运动到瓶颈上时沿径向被向外张开。
6.根据权利要求1到5之一的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，密封橄榄体(3)和密封带(4)偏离空心圆柱体形状基本上仅限于密封橄榄体(3)的外壁和密封带(4)的内壁。
7.根据权利要求1到6之一的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，沿径向在密封带(4)的外部在从顶盖板(2)向瓶盖瓶盖外壳(1)的过渡部分上设有一其内表面大致呈圆柱形的突出部(5)，其内径最多等于和最好略小于瓶颈直径(D)与两倍密封带(4)厚度之和。
8.根据权利要求1到7之一的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，密封带(4)和密封橄榄体(3)的互相面对面的表面在密封带(4)轴向长度的大部分范围内是平行分布的。
9.根据权利要求1到8之一的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，密封橄榄体(3)的轴向长度比密封带的轴向长度至少大50％。最好是大100％左右。
10.根据权利要求1到9之一的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，密封橄榄体(3)的平均厚度大约是密封带(4)厚度的一倍。
11.根据权利要求10的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，密封橄榄体(3)的外径(2R1)与瓶颈的内径(d)之差(|2R1-d|)明显小于密封带(4)的内径(2r2)与瓶颈的外径(D)之差(|2r2-D|)。
12.根据权利要求11的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，两差之比最小为1∶2，最好为1∶3到1∶5。
13.根据权利要求1到12之一的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，瓶盖外壳(1)的下边缘上设有一验封和拆封带(7)。
14.根据权利要求1到13之一的塑料螺旋瓶盖，其特征在于，塑料螺旋瓶盖是整体式的，最好采用均质材料制成。
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