ПЛАСТМАССОВЫЙ ЗАТВОР ДЛЯ БУТЫЛОК Российский патент 1999 года по МПК B65D41/28 B65D41/58 

Изобретение относится к пластмассовому затвору для бутылок в выполнении согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Из заявки США 2850193 известен пластмассовый затвор, внутреннее уплотнительное кольцо которого, прилегающее при использовании к краю отверстия бутылки в виде уплотнительного элемента, имеет несколько коаксиально расположенных и соединенных радиальными перемычками внутренних колец в качестве опорной конструкции, которая вследствие мало гибкого выполнения ограничивает возможности применения пластмассового затвора и при изготовлении с значительными затратами материала приводит к высокой себестоимости.

В основу изобретения положена задача создать пластмассовый затвор, изготовленный с незначительными затратами и обеспечивающий при использовании в отверстиях бутылок с различными диаметрами, обусловленными допусками, достаточную герметичность.

Изобретение решает эту задачу признаками, приведенными в отличительной части п. 1 формулы изобретения. Другие признаки и предпочтительные формы выполнения содержатся в пунктах 2-16.

Пластмассовый затвор, выполненный в соответствии с изобретением, придает внутреннему уплотнительному кольцу как достаточную устойчивость, так и гибкость, позволяющие компенсировать допуски в зоне поверхности, уплотняющей отверстие бутылки.

С помощью ребер жесткости с складчатым звездообразным профилем тонкостенное в целом уплотнительное кольцо при вводе в отверстие бутылки может под действием прижима принимать такую форму, что по всему внутреннему периметру с достаточной гарантией обеспечивается герметичность при одновременном исключении нежелательной деформации верхней колпачковой части. При этом тонкостенное внутреннее уплотнительное кольцо позволяет в том числе и при применении твердой пластмассы гибкую адаптацию к отверстиям бутылок с различными допусками и/или контурами отверстий. При выпуклом выполнении уплотнительной поверхности внутреннее уплотнительное кольцо имеет притягиваемую к защитной крышке переходную зону, предотвращающую передачу напряжений материала на защитную крышку таким образом, что она сохраняет на поверхности внешне представительную форму.

Несмотря на особый профиль ребер жесткости при изготовлении колпачка затвора за одно целое способом литья под давлением его извлечение из формы осуществляется просто.

Изобретение поясняется более подробно в приведенном далее описании и на чертежах, на которых представлено несколько примеров выполнения пластмассового затвора согласно изобретению.

На фиг. 1 показан вид снизу на пластмассовый затвор для бутылки с выпуклым краем горлышка с соответствующими ребрами жесткости в зоне внутреннего уплотнительного кольца,
фиг. 2 - в частичном разрезе вид сбоку на пластмассовый затвор согласно фиг. 1,
фиг. 3-6 - внутренние уплотнительные кольца, имеющие соответствующие отдельные выполнения аналогично фиг. 1 с различными формами ребер жесткости,
фиг. 7 - вид сбоку аналогичного фиг. 2 пластмассового затвора, имеющего во второй форме выполнения резьбовую насадку,
фиг. 8 - вид снизу пластмассового затвора в третьей форме выполнения, аналогичный фиг. 1 с зоной ослабленной прочности, предусмотренной на внутреннем уплотнительном кольце,
фиг. 9 - вид сбоку пластмассового затвора в разрезе согласно фиг. 8,
фиг. 10-17 - соответственно увеличенные изображения в разрезе пластмассового затвора в области зоны ослабления прочности,
фиг. 18 - вид снизу четвертой формы выполнения пластмассового затвора с резьбовой насадкой согласно фиг. 7 и
фиг. 19 - вид сбоку в разрезе пластмассового затвора согласно фиг. 18.

На фиг. 1 показан пластмассовый затвор, обозначенный целиком позицией 1, который предназначен в частности для обычно закрываемых кронен-пробками бутылок с утолщением по краям горлышка (на чертеже не показано). Пластмассовый затвор 1 состоит из колпачка 3, имеющего плоскую круглую защитную крышку 2 (фиг. 2), на нижней стороне которого имеются внешнее кольцо 5, в закупоренном положении охватывающее горлышко бутылки, имеющее утолщенный край, и внутреннее уплотнительное кольцо 6, прилегающее по меньшей мере на отдельных участках к внутреннему периметру отверстия бутылки в виде уплотнительного колпачка. Оба кольца 5, 6 при этом расположены, преимущественно, концентрически относительно продольной средней оси 7 и в целесообразной форме выполнения отформованы на защитной крышки за одно целое с ней.

В пластмассовом затворе 1 согласно изобретению внутреннее уплотнительное кольцо 6 на его внутренней стороне 10, противолежащей уплотнительной поверхности 9, снабжено несколько осепараллельными ребрами жесткости 11. Поэтому в целесообразной форме выполнения ребра жесткости 11 выполнены в виде фасонных деталей 12, которые соединены за одно целое с задней стороной внутреннего уплотнительного кольца 6 и нижней стороной 4 защитной крышки 2. Внутреннее уплотнительное кольцо 6, находящееся в закупоренном положении колпачка на горлышке бутылки в дополнительном опорном взаимодействии, имеет вместе с ребрами жесткости 11 несколько фасонных элементов, с помощью которых обеспечивается воздействие на жесткость на отельных участках или отдельных точках, а также упругость материала.

Показанный на фиг. 2 в частичном разрезе пластмассовый затвор 1 позволяет увидеть, что ребра жесткости 11 имеют длину 13 профиля, соответствующую в осевом направлении по существу длине внутреннего уплотнительного кольца 6. При этом ребра жесткости 11 снабжены на своем свободном в осевом направлении конце опорной зоной 14, сужающейся к направляющему острию, с помощью которого обеспечивается при запрессовывании затвора 1 в горлышке бутылки легкодоступное центрирование внутреннего уплотнительного кольца 6.

На фиг. 1 вид снизу поясняет в целом конструктивное выполнение ребер жесткости 11, при этом они на своем свободном конце, направленном к продольной средней оси 7, имеют по мере надобности попарно общую соединительную зону 16. Таким образом, между внутренней стороной 10 внутреннего уплотнительного кольца 6 и ребрами жесткости 11 образуется соответствующая пружинящая полость 17, а ребра жесткости 11 образуют в окружном направлении внутреннего уплотнительного кольца 6 складчатый звездообразный профиль таким образом, что деформации, возникающие при запрессовывании внутреннего уплотнительного кольца 6 в горлышко бутылки, равномерно распределяются по всей уплотняющей поверхности и тем самым достигается надежный плотный затвор бутылки. При этом складчатый звездообразный профиль соединен в одно целое как с внутренним уплотнительным кольцом 6, так и с защитной крышкой 2.

Изображения других форм выполнения пластмассового затвора 1 или внутреннего уплотнительного кольца 6 согласно фиг. 3-6 поясняют, что ребра жесткости 11 имеют аналогичный контур и выполнены по мере надобности в виде исходящей от узловой зоны 18 на внутренней стороне 10 внутреннего уплотнительного кольца 6 в основном в виде V-образно выступающих сторон 19 профиля (фиг. 1). В форме выполнения согласно фиг. 3 ребра жесткости 11 выполнены в виде дугообразных, переходящих друг в друга сторон 19' профиля, а в другом измененном выполнении согласно фиг. 4 эти ребра жесткости соединены в своих соответствующих выступающих к продольной оси 7 дугообразных зонах общим опорным кольцом 20. В выполнении согласно фиг. 5 каждая сторона 19" профиля имеет радиальную соединительную перемычку 21, а в выполнении согласно фиг. 6 представлено дальнейшее развитие формы выполнения, показанной на фиг. 1, при этом на V-образных сторонах 19 профиля имеется опорное кольцо 20'.

Представленный в разрезе пластмассовый затвор 1 согласно фиг. 2 поясняет выполнение контура внутреннего уплотнительного кольца 6, при этом, с одной стороны, оно имеет в поперечном сечении уплотнительную поверхность 9 выпуклой формы, а, с другой стороны, его внутренняя сторона 10, соединенная с ребрами жесткости 11, выполнена на отдельных участках в виде поверхности 24 цилиндрической оболочки. В верхней зоне поверхность 24 цилиндрической оболочки имеет наклонную переходную зону 25, направленную к продольной средней оси 7, и в предпочтительном выполнении выпуклая уплотнительная поверхность 9 имеет постоянный радиус R, который проходит в этой переходной зоне 25 в нижнюю сторону 4 защитной крышки 2.

Для надежного запрессовывания внутреннего уплотнительного кольца 6 в горлышко бутылки или обхвата наружным кольцом 5 выпуклого края бутылки выпуклая уплотнительная поверхность 9 имеет высшую точку S, наиболее выступающую относительно продольной средней оси 7, которая расположена выше плоскости закрепления 27, определяемой выступающей частью 26, находящейся на внешнем кольце 5 и охватывающей в закупоренном положении выступающий край бутылки.

Во второй форме выполнения пластмассового затвора 1' согласно фиг. 7 внутреннее уплотнительное кольцо 6' имеет в поперечном сечении в основном трапециевидный контур, причем его переходная зона 25', наклоненная к защитной крышке 2, снабжена параллельными кольцевыми поверхностями 28, 29. В этой форме выполнения уплотнительная поверхность 9' и внутренняя сторона 10', соединенная с ребрами жесткости 11, проходят по меньшей мере на отдельных участках параллельно. Внутреннее уплотнительное кольцо 6' снабжено на защитной крышке 2 внешним кольцом 5 с резьбовой нарезкой 30, с помощью которой пластмассовый затвор 1' образует резьбовой затвор с соответствующим горлышком бутылки (не показано).

В вышеописанных пластмассовых затворах 1, 1' на гибкость и способность к деформации внутреннего уплотнительного кольца 6 можно воздействовать с небольшими затратами на конструкцию благодаря тому, что ребра жесткости 11 имеют толщину H стенки в каждой узловой зоне 18, проходящей к внутренней стороне 10 внутреннего уплотнительного кольца 6, которая в осевом направлении по меньшей мере на некоторых участках меньше, чем толщина H' стенки, образованная между уплотнительной поверхностью 9 и внутренней стороной 10 (фиг. 1 и 2), так что при таком соотношении толщин стенок исключаются нежелательные деформации при изготовлении пластмассовых затворов 1, 1'.

Далее на фиг. 8 или 18 показаны соответствующие виды снизу изображения двух других форм выполнения пластмассового затвора 101, 101', причем они снабжены по мере надобности в зоне всего колпачка 103 фасонной выемкой 141, образующей зону ослабленной прочности 140. Вид в разрезе согласно фиг. 9 или 19 и соответствующие фрагменты в разрезе согласно фиг. 10-17 показывают зоны ослабленной прочности 140 с соответствующими фасонными выемками 141, 141', имеющими различный контур поперечного сечения, причем в зоне их дна по мере надобности образуется перемычка 142 с уменьшенной толщиной M материала. При этом контур поперечного сечения фасонных выемок 141, 141' кроме прямоугольной формы (фиг. 10 и 11), дугообразной формы (фиг. 12 и 13) и треугольной формы (фиг. 14 и 15) может иметь любую другую форму, как поясняется на фиг. 16 и 17. При этом сдвоенная прямоугольная форма согласно фиг. 17 в качестве примера показывает дополнительными насечками 143 на перемычке 142, за счет чего зона ослабленной прочности может быть уменьшена до незначительной толщины материала.

Точно также является допустимым выполнение фасонной выемки в виде кольцевой канавки, отформованной в соответствующем запорном колпачке 103 (на чертеже не показано), при этом она аналогична показанным на чертеже фасонным выемкам 141 на нижней стороне 104 и/или 141' на верхней стороне запорного колпачка 103.

Разрезы согласно фиг. 9 или 19 поясняют, что в целесообразном примере выполнения фасонная выемка 141 расположена в зоне между двумя ребрами 11 соответствующего складчатого звездообразного профиля. Также допускается, что фасонная выемка 141 расположена на нижней стороне 104 запорного колпачка 101, 101' во внутренней зоне 144 соответствующего внутреннего уплотнительного кольца 6 таким образом, что изготовление зоны ослабленной прочности 140 является наиболее простым, и она хорошо доступна для контроля.

Пластмассовый затвор, надеваемый на бутылку с выступающим краем горлышка, в частности, по принципу кронен-пробки, имеет наряду с вышеописанной зоной ослабленной прочности 140 встраиваемый с небольшими затратами при его изготовлении за одно целое, например, способом литья под давлением, деформируемый материал. При применении пластмассового затвора 101, 101', например, для бутылок с содержимым, имеющим углекислоту, зона 140 ослабленной прочности по виду предохранительного клапана может предотвращать взрывание бутылки.

Благодаря этому, в частности, при выполнении затвора 101, 101' из высокопрочной пластмассы, его соединительные зоны могут быть установлены над складчатым звездообразным профилем, находящимся на внутреннем уплотнительном кольце 6, и выступающей частью 26 края для герметичной укупорки при высоком давлении, например до 25 бар, таким образом, что одновременно при применении взрывоопасного материала бутылки, например стекла, за счет зоны ослабленной прочности, встроенной в крышку, снижается риск причинения вреда. При этом путем соответствующего выбора размера зоны ослабленной прочности 140, например, толщины M материала в зоне перемычки 142, может применяться выполнение пластмассового затвора 101, 101', соответствующее различным допустимым внутренним давлениям.

В целесообразной форме выполнения вышеописанные пластмассовые затворы 1, 1'; 101, 101', изготовлены из полипропилена (PP) или полиэтилена (PE, HDPE), при этом затворы имеют надежную герметичность по меньшей мере при температуре окружающей среды от 10-60^oC в закупоренном состоянии также при внутреннем давлении до 25 бар и более.

Кроме того, разрезы согласно фиг. 9 или 19 поясняют, что внутреннее уплотнительное кольцо 106 имеет длину 113 профиля, уменьшенную относительно плоскости 127 закрепления выпуклой части 126 (фиг. 9) или резьбовой нарезки 130 (фиг. 19), благодаря чему наряду с экономией материала при изготовлении затвора достигается, в частности, оптимизация сил, необходимых при запрессовывании пластмассового затвора в бутылку с утолщением на горлышке (не показано). В процессе запрессовывания (поясняется стрелкой 145, фиг. 9) бутылка с утолщением на горлышке охватывается на первой стадии укупорки выступающей частью 126, затем на второй стадии внутреннее уплотнительное кольцо 6 устанавливается в закупоренное положение. При этом на пластмассовый затвор действуют в общей сложности меньшие силы, повреждения исключены и достигается надежна плотная укупорка.

В целесообразном выполнении пластмассовые затворы 1, 101 в зоне своих соответствующих внешних колец 5 снабжены по краю фасонным кольцом 146, деформирующимся при снятии пластмассового затвора 1, 101 с бутылки, так что благодаря его остающейся деформации с небольшими затратами получают достаточно надежное доказательство нарушения целостности пластмассовых затворов 1, 101.

Затвор содержит запорный колпачок с кольцом, охватывающим горлышко бутылки, и уплотнительным кольцом. Уплотнительное кольцо прилегает по меньшей мере на отдельных участках к внутренней поверхности отверстия бутылки. Кольца концентричны и выполнены заодно с запорным колпачком. Уплотнительное кольцо изнутри имеет несколько ребер жесткости, образующих складчатый звездообразный профиль. Ребра жесткости служат эластичной опорой для уплотнительного кольца при закупоренном колпачке. Это обеспечивает затвору гарантированную герметичность при укупорке бутылок с варьированием в пределах допусков на изготовление диаметров их отверстий. 15 з.п.ф-лы, 19 ил.

1. Пластмассовый затвор для бутылок, состоящий из колпачка (3), имеющего плоскую круглую защитную крышку (2), у которого на нижней стороне (4) защитной крышки имеется внешнее кольцо (5; 5'), в закупоренном положении охватывающее горлышко бутылки, и внутреннее уплотнительное кольцо (6), прилегающее по меньшей мере на отдельных участках к внутреннему периметру отверстия бутылки в виде уплотнения, и у которого оба кольца (5, 6), расположенные преимущественно концентрически относительно продольной средней оси (7) запорного колпачка (3), отформованы на защитной крышке (2) за одно целое, а внутреннее уплотнительное кольцо (6), на его внутренней стороне (10, 10'), противолежащей уплотнительной поверхности (9, 9'), имеет несколько ребер жесткости (11), проходящих, в основном, параллельно относительно продольной средней оси (7), отличающийся тем, что ребра жесткости (11) образуют стороны (19) складчатого звездообразного профиля (12; 12'; 12''; 12''', 12''''), которые исходят из соответствующей узловой зоны 18 на внутренней стороне (10, 10') внутреннего уплотнительного кольца 6; 6 и имеют в основном V-образную форму. 2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что каждые две стороны (19) профиля имеют общую соединительную зону (16) на своем свободном конце, направленном к продольной средней оси (7). 3. Затвор по п.1 или 2, отличающийся тем, что складчатый звездообразный профиль (12') имеет дугообразно переходящие друг в друга стороны (19') профиля. 4. Затвор по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что стороны (19') профиля на своих концах, направленных к продольной средней оси (7), соединены общим опорным кольцом (20, 20'). 5. Затвор по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что внутренняя сторона (10, 10') внутреннего уплотнительного кольца (6, 6') и стороны (19, 19') профиля ограничивают открытые снизу полости (17, 17'). 6. Затвор по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что внутреннее уплотнительное кольцо (6, 6') в осевом поперечном сечении образует выпуклую уплотнительную поверхность и внутреннюю сторону (10), выполненную в виде поверхности (24) цилиндрической оболочки, которая имеет переходную зону (25, 25'), направленную к продольной средней оси (7) и наклоненную к нижней стороне (4) защитной крышки (2). 7. Затвор по п.6, отличающийся тем, что выпуклая уплотнительная поверхность (9) имеет в поперечном сечении постоянный радиус R. 8. Затвор по п.7, отличающийся тем, что уплотнительная поверхность (9) имеет выступающую точку S, расположенную выше поверхности закрепления (27), которая определяется выступающей частью (26), расположенной на внешнем кольце (5) и охватывающей в закупоренном положении выступающий край бутылки. 9. Затвор по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что внутреннее уплотнительное кольцо (6, 6') имеет в поперечном сечении в основном трапециевидный контур и переходную зону (25) с параллельными кольцевыми поверхностями (28, 29), наклоненными к защитной крышке (2). 10. Затвор по одному из пп.1 - 9, отличающийся тем, что складчатый звездообразный профиль (12) в узловых зонах (18), расположенных на внутренней стороне, имеет толщину H стенки, которая по меньшей мере на некоторых участках меньше, чем толщина H' стенки между уплотнительной поверхностью (9, 9') и внутренней стороной (10, 10') внутреннего уплотнительного кольца (6). 11. Затвор по одному из пп.1 - 7, 9 или 10, отличающийся тем, что внешнее кольцо (5') снабжено резьбовой нарезкой (30). 12. Затвор по одному из пп.1 - 11, отличающийся тем, что колпачок затвора (101, 101') имеет в защитной крышке (2), в зоне складчатого звездообразного профиля по меньшей мере одну зону (142) уменьшенной толщины M стенки, образующую зону (140) ослабленной прочности. 13. Затвор по п.12, отличающийся тем, что зона (140) ослабленной прочности образована внешней и/или внутренней выемкой (141, 141'). 14. Затвор по п.13, отличающийся тем, что выемка (141) выполнена в виде кольцевой канавки. 15. Затвор по одному из пп.1 - 14, отличающийся тем, что внутреннее уплотнительное кольцо (6) имеет по меньшей мере на некоторых участках осевую длину (13) профиля, уменьшенную относительно внешнего кольца. 16. Затвор по одному из пп.1 - 15, отличающийся тем, что внешнее кольцо (5) имеет по краю фасонное кольцо (146), остающееся деформированным при снятии пластмассового затвора 1, 101 как доказательство того, что бутылка была открыта.