УДОБНАЯ ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ БУТЫЛЬ И УКУПОРОЧНЫЙ РЕЗЬБОВОЙ УЗЕЛ Российский патент 2007 года по МПК B65D41/04 

Настоящее изобретение относится к усовершенствованным резьбовым укупорочным узлам для контейнеров. Изобретение также относится к усовершенствованным резьбовым укупорочным колпачкам.

В серийно изготавливаемых в настоящее время контейнерах для напитков используются непрерывные резьбы спирального типа, выполненные на горловине контейнера и на укупорке. Резьбы содержат одну фактически непрерывную часть на горловине контейнера, имеющую малый угол наклона, обычно составляющий менее 5°. Малый угол наклона требуется для того, чтобы гарантировать невозможность самопроизвольного отвинчивания укупорки. Малый угол наклона также создает необходимое рычажное воздействие для обеспечения воздухонепроницаемого, работающего на сжатие уплотнения между укупоркой и горловиной контейнера, когда укупорка затянута на горловине контейнера. Малый наклон спиральных витков также означает, что укупорку обычно необходимо повернуть более чем на 360° для ее полного отсоединения от горловины контейнера.

Недостатки таких спиральных резьб с малым наклоном включают в себя трудоемкое вращение, требуемое для отделения укупорки и для ее повторного крепления на горловине, чрезмерное использование формовочного материала для формирования длинных спиральных витков резьбы и ненадежное отделение колец, свидетельствующих о попытке вскрытия, от юбки укупорки вследствие малого угла наклона резьбы.

В международной заявке WO95/05322 заявителем описана улучшенная с точки зрения безопасности при воздействии давления укупорка, предназначенная для контейнеров с газированными напитками. В этой заявке описаны укупорочные узлы для контейнеров, имеющие фактически непрерывные резьбовые витки, образующие фактически непрерывный спиральный путь прохождения резьбы, хотя наклон спирали может изменяться. Укупорка может быть перемещена из полностью отсоединенного положения в полностью закрепленное положение на горловине контейнера посредством ее вращения на 360° или менее. Резьбы на горловине или на укупорке выполняют с входящими в зацепление друг с другом элементами для блокирования или ограничения вращения укупорки в направлении отвинчивания за промежуточное положение, когда укупорка находится под действием осевого давления со стороны горловины контейнера, при этом горловину и укупорку конструируют и компонуют таким образом, чтобы обеспечить выпускное отверстие для выпуска газа из горловины контейнера, по меньшей мере, тогда, когда укупорка находится в промежуточном положении. Этот отличительный признак, заключающийся в обеспечении безопасности при воздействии давления, препятствует неуправляемому срыву укупорки, как только начинается ее отвинчивание с горловины контейнера. При этом он обеспечивает возможность использования более коротких, имеющих более крутой наклон или многозаходных резьб на контейнере и на укупорочном узле, тем самым делая узел более удобным для пожилых людей и детей без ущерба в отношении безопасности, связанной с воздействием давления. В публикациях WO97/21602 и WO99/19228 описаны усовершенствованные варианты узлов согласно публикации WO95/05322.

Укупорочные узлы контейнеров с напитками, приведенные в качестве примера в публикации WO95/05322, имеют короткие выступающие участки резьбы на колпачке и более длинные выступающие участки резьбы на горловине контейнера. Такая компоновка является общепринятой частично вследствие требований высокоскоростного выполнения литья колпачков под давлением, согласно которому колпачки должны "выталкиваться" из (предпочтительно) выполняемой в виде единой детали формовочной оправки с минимальным искажением.

Интересно то, что различные формы винтовых верхних частей для контейнеров, предназначенных для напитков, еще не полностью заменили стеклянные бутыли с корончатыми укупорками. Этот факт имеет место несмотря на то, что корончатые укупорки требуют использования открывающего устройства для открытия бутылок и не могут быть повторно установлены на горловину бутыли с обеспечением воздухонепроницаемости, тем самым вызывая необходимость употребления всего содержимого такой бутыли сразу же после ее открывания.

Заявитель считает, что одной из причин продолжающегося использования корончатых укупорок состоит в том, что в случае их применения более удобно употреблять содержимое непосредственно из бутыли, поскольку относительно ровные поверхности горла бутыли потребитель может с большим комфортом охватывать губами. Эту особенность можно назвать "удобством для потребителя", создаваемым горловиной бутыли. Напротив, горловины контейнеров с винтовой верхней частью имеют резьбовые витки, которые представляют собой относительно грубую или обдирающую губы поверхность.

Задача настоящего изобретения заключается в создании усовершенствованных укупорочных узлов с винтовой верхней частью, предназначенных для контейнеров. Настоящее изобретение главным образом может быть применено к сосудам для питья, содержащим напитки, включая газированные напитки.

В настоящем изобретении создан резьбовой укупорочный узел для контейнера, содержащий: горловину контейнера, имеющую отверстие, укупорку для горловины, при этом укупорка имеет основание, и юбку, первую резьбу на горловине, при этом первая резьба содержит один или более первых участков резьбы; вторую резьбу на внутренней поверхности юбки укупорки, при этом вторая резьба содержит один или более вторых участков резьбы; первой и второй резьбам придана такая конфигурация, чтобы обеспечить возможность для пользователя крепить, отделять и повторно крепить укупорку на горловине в положении, обеспечивающем уплотнение посредством простого вращения укупорки на горловине, при этом первые участки резьбы короче вторых участков резьбы, и каждый из вторых участков резьбы составлен из множества отстоящих друг от друга радиально выступающих частей, причем каждая часть проходит радиально вокруг юбки укупорки не более чем примерно на 60°.

Предпочтительно, чтобы горловина контейнера была образована из термопластичного материала, то есть из отформованного полимера, но она может быть образована и из стекла.

Предпочтительно, чтобы укупорка была изготовлена из термопластика, формуемого посредством литья под давлением, причем особое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что укупорки можно легко изготавливать посредством высокоскоростного литья под давлением, что ниже будет описано дополнительно.

Средний внутренний диаметр горловины может быть типичным для контейнеров с газированными напитками, составляя, например, от 1,5 до 3 см. В других вариантах конструкции горловина имеет больший диаметр для содействия питью или разливу из горловины, например средний внутренний диаметр может составлять примерно от 3 до 8 см, а предпочтительно примерно от 4 до 6 см.

Предпочтительно, чтобы имелось, по меньшей мере, два первых участка резьбы. Более предпочтительно, чтобы имелось, по меньшей мере, четыре первых участка резьбы. В случае больших форм горловины в основном могут иметь место шесть, восемь, десять, двенадцать или более первых участков резьбы. Количество вторых участков резьбы обычно будет таким же, что и количество первых участков резьбы. Предпочтительно, чтобы это приводило к количеству заходов резьбы, равному количеству первых участков резьбы, или предпочтительно, по меньшей мере, к двум заходам резьбы, а более предпочтительно, по меньшей мере, к четырем, шести или восьми заходам резьбы.

Первые участки резьбы на горловине контейнера короче, чем вторые участки резьбы. То есть они проходят радиально вокруг горловины на меньший угол, чем угол, на который вторые участки резьбы проходят по окружности вокруг юбки укупорки. Предпочтительно, чтобы первые участки резьбы не проходили по всему пути вокруг горловины, причем предпочтительно, чтобы они не перекрывали друг друга вокруг горловины контейнера. Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один из первых участков резьбы проходил по окружности на протяжении примерно от 1 до 60 градусов вокруг горловины контейнера, более предпочтительно примерно от 2 до 45 градусов, еще более предпочтительно примерно от 5 до 30 градусов, а еще более предпочтительно примерно от 10 до 20 градусов, причем более предпочтительно, чтобы все первые участки резьбы проходили таким образом. Предпочтительно, чтобы максимальная длина каждого из первых участков резьбы составляла примерно от 2 до 20 мм, более предпочтительно примерно от 4 до 15 мм, а еще более предпочтительно примерно от 6 до 12 мм. Предпочтительно, чтобы все первые участки резьбы имели, по существу, одну и ту же конфигурацию, при этом количество заходов резьбы может быть равно количеству первых участков резьбы.

Термин "первый участок резьбы" обычно относится к удлиненному, наклонному выступу на горловине контейнера. Он, как правило, не относится к простой выступающей выпуклости или к штифту. Средний наклон поверхностей первых участков резьбы предпочтительно составляет примерно от 5° до 25°, а более предпочтительно примерно от 10° до 20°. Верхняя и нижняя поверхности первых участков резьбы могут иметь разные наклоны, причем наклон вдоль той или иной из упомянутых поверхностей также может изменяться. Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, одна из упомянутых поверхностей имела, по меньшей мере, одну зону с постоянным наклоном, проходящую, по меньшей мере, на 5° вокруг горловины контейнера. Например, первый участок резьбы может представлять собой короткий спиральный участок резьбы, имеющий закругленные концы, подобный участкам резьбы на укупорочных колпачках, подробно описанным в публикации WO95/05322 или WO97/21602.

В сечении вдоль продольной оси горловины первые участки резьбы, по существу, могут быть треугольными, прямоугольными, прямоугольными с закруглениями или со скосами, либо трапецеидальными. Предпочтительно, чтобы первые участки резьбы были сглажены. То есть, по меньшей мере, одной кромке участков должна быть придана такая форма, чтобы она имела закругленное или содержащее скосы сечение вдоль продольной оси горловины вместо треугольного, прямоугольного или трапецеидального сечения между боковой стороной участка и его верхней частью. Предпочтительно, чтобы, по существу, все кромки участка были сглажены подобным образом. Предпочтительно, чтобы это приводило к увеличенному радиусу кривизны между верхней частью участка и его боковой стороной по отношению к известным техническим решениям. Например, радиус кривизны может составлять, по меньшей мере, 0,5 мм, а более предпочтительно, по меньшей мере, 1 мм или 2 мм. Предпочтительно, чтобы сечение участков, взятое вдоль продольной оси горловины, фактически представляло собой непрерывную кривую, например кривую в виде полуокружности или синусоидальную кривую. Такой сглаженный профиль повышает удобное для пользователя исполнение конечной части горловины.

Предпочтительно, чтобы максимальная высота первых участков резьбы в радиальном направлении над цилиндрическим основанием конечной части горловины составляла больше 0,1 мм, более предпочтительно больше 0,2 мм, еще более предпочтительно от 0,5 до 3 мм, а наиболее предпочтительно от 1 до 2 мм. Предпочтительно, чтобы ширина первых участков резьбы (измеренная вдоль продольной оси горловины контейнера) составляла от 1 мм до 6 мм, а более предпочтительно от 2 мм до 4 мм. Использование таких относительно больших и высоких участков резьбы способствует возможности создания удобной для пользователя конечной части горловины, на которой может быть закреплена и повторно закреплена с обеспечением герметичности приемлемая верхняя винтовая часть. Тем не менее, укороченное выполнение первых участков резьбы и обычно закругленное или сглаженное поперечное сечение этих участков обеспечивает возможность выполнения удобной для пользователя, относительно высокой конечной части горловины, в частности выполнения ее комфортной для губ пользователя, пьющего непосредственно из горловины.

Предпочтительно, чтобы вторые участки резьбы на внутренней стороне юбки укупорки образовывали фактически непрерывный спиральный путь прохождения резьбы, вдоль которого первые участки резьбы перемещаются из положения фактически полного отсоединения в положение фактически полного закрепления укупорки на горловине контейнера. То есть первые и вторые витки резьбы входят в зацепление не ступенчатым образом, подобно байонетной укупорке (что обычно для коротких участков резьбы), а скорее по образу обычной непрерывной спиральной резьбы. Другими словами, наклон пути прохождения резьбы составляет менее 90° по всей его длине. Понятно, что наклон спирали может и не быть постоянным. Предпочтительно, чтобы средний наклон спирального пути резьбы составлял от 5 до 20 градусов для типичного узла, предназначенного для газированного напитка, который был описан выше. Наклон может быть иным для узлов с широкой горловиной, которые описаны выше.

Непрерывный путь резьбы обеспечивает возможность особенно легкого закрытия узла пожилыми и слабыми людьми или детьми. Напротив, резьбы байонетного типа, такие, которые описаны в публикации США US-A-5135124, требуют выполнения относительно сложных ступенчатых манипуляций для крепления укупорки на горловине контейнера, в результате чего укупорка часто будет закреплена на горловине контейнера не так, как требуется. Кроме того, чрезвычайно трудно разработать кольцо для укупорки, свидетельствующее о попытке вскрытия, которое легко и надежно отделяется при открытии укупорочного узла байонетного типа. Наконец, если сосуд находится под давлением, то в случае непрерывной резьбы физически слабым людям легче выполнять отвинчивание, чем при резьбе байонетного типа.

Вторые участки резьбы не являются участками байонетного типа. Вторые участки резьбы проходят по юбке укупорки на достаточном расстоянии, при этом верхняя часть одного участка резьбы находится вблизи от нижней части другого участка резьбы и предпочтительно будет перекрывать другой участок резьбы на ограниченном по углу расстоянии вокруг юбки укупорки. То есть предпочтительно, чтобы соответствующие верхняя и нижняя части смежных вторых участков резьбы перекрывали друг друга в окружном направлении. Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один из вторых участков резьбы проходил, по меньшей мере, на 45° вокруг юбки укупорки, более предпочтительно, по меньшей мере, на 60°, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, на 90°. Между верхней и нижней частями участков резьбы образован зазор. Один из первых участков резьбы проходит через этот зазор, когда укупорку навинчивают на горловину контейнера или отвинчивают с горловины контейнера.

Предпочтительно, чтобы имелось четыре, шесть или восемь вторых участков резьбы. Предпочтительно, чтобы первые и вторые участки резьбы образовывали четырехзаходный, шестизаходный или восьмизаходный, фактически непрерывный и быстроходный наклонный путь прохождения резьбы.

Предпочтительно, чтобы укупорка могла быть перемещена из положения полного отделения в положение полного зацепления на горловине контейнера (или наоборот) посредством одного плавного вращения примерно на 360 градусов или менее, более предпочтительно примерно на 180 градусов или менее, а наиболее предпочтительно примерно на 90 градусов или менее.

Предпочтительно, чтобы максимальная высота в радиальном направлении вторых участков резьбы над цилиндрической поверхностью юбки укупорки была больше примерно 0,1 мм, более предпочтительно больше примерно 0,2 мм, еще более предпочтительно примерно от 0,5 до 3 мм и наиболее предпочтительно примерно от 1 до 2 мм. Предпочтительно, чтобы ширина вторых участков резьбы (измеренная вдоль продольной оси юбки укупорки) составляла примерно от 1 мм до 6 мм, а более предпочтительно примерно от 2 мм до 4 мм.

Каждый из вторых участков резьбы составлен из одной или более отстоящих друг от друга радиально выступающих частей, при этом каждая часть проходит вокруг юбки укупорки не более чем примерно на 60°, предпочтительно не более чем примерно на 45°, а еще более предпочтительно примерно от 2° до 35°. Отстоящие друг от друга радиально выступающие части предпочтительно отстоят друг от друга на величину зазоров, проходящих радиально на протяжении примерно от 0 до 10°, а предпочтительно примерно от 0,5° до 2°. Предпочтительно, чтобы ширина зазоров примерно составляла от 0,1 мм до 5 мм, а более предпочтительно примерно от 0,5 мм до 2 мм. Другими словами, вторая резьба предпочтительно представляет собой разорванную или прерываемую резьбу, имеющую большое количество зазоров в каждом участке, однако зазоры достаточно узки в окружном направлении, чтобы не мешать работе вторых участков резьбы. То есть вторые участки резьбы все же образуют между собой фактически непрерывный спиральный путь прохождения резьбы. При этом требуется, чтобы зазоры во вторых участках резьбы (так же как и зазоры между вторыми участками резьбы) радиально были бы уже, чем первые участки резьбы.

Предпочтительно, чтобы каждый второй участок резьбы был составлен, по меньшей мере, из двух частей, а предпочтительно, по меньшей мере, из трех или четырех частей, что предполагает наличие на участке резьбы, по меньшей мере, одного или предпочтительно, по меньшей мере, двух, либо трех зазоров. Наличие зазоров во вторых участках резьбы может улучшить выпуск газа через вторую резьбу при открывании контейнеров, находящихся под давлением. Более важно то, что укупорочные колпачки легче выталкивать из выполненной в виде одной детали формовочной оправки в течение высокоскоростного изготовления, поскольку резьбы с разрывами оказывают меньшее сопротивление расширению юбки укупорки в радиальном направлении.

Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один из вторых участков резьбы также имел сглаженное поперечное сечение. Поперечное сечение второй резьбы предпочтительно согласуется с описанными выше поперечными сечениями первых участков резьбы. Понятно, что это может привести к лучшему соответствию между первыми и вторыми участками резьбы, например, если они имеют согласующиеся друг с другом формы поперечного сечения, параллельные оси вращения. Кроме того, сужающиеся или сглаженные витки на укупорке позволяют легче выталкивать укупорку из формовочной оправки, тем самым способствуя высокоскоростному изготовлению укупорок посредством литья под давлением без необходимости использования формовочных деталей, состоящих из большого количества частей.

Настоящее изобретение может быть применено к широкому ассортименту контейнеров, для которых желательно удобное для пользователя исполнение, включая контейнеры, предназначенные как для газированных, так и для негазированных напитков. Настоящее изобретение может быть применено к формуемым из термопластиков укупорочным узлам контейнеров и к стеклянным или металлическим укупорочным узлам контейнеров, а также к их сочетаниям (например, стеклянная горловина контейнера с металлической или термопластичной укупоркой).

Предпочтительно, чтобы укупорочный узел контейнера, выполненный согласно настоящему изобретению, дополнительно содержал взаимодействующие стопорные средства на горловине контейнера и на укупорке, которые оказывают сопротивление отвинчиванию укупорки из положения полного зацепления на горловине контейнера, после того как укупорка закреплена или повторно закреплена на горловине контейнера, пока не будет приложен заданный минимальный крутящий момент для открывания. Эти элементы обеспечивают возможность использования более круто наклоненных резьб и свободно движущихся (параллельных) резьб без опасности самопроизвольного отвинчивания укупорки. Использование более круто наклоненных резьб, в свою очередь, обеспечивает возможность применения более широких и более высоких участки резьбы в пределах ограничений по размеру и высоте для обычной конечной части горловины.

Предпочтительно, чтобы стопорное средство на горловине контейнера содержало выступ или углубление для зацепления с сопрягающимися с ними углублением или выступом на юбке укупорки. Более предпочтительно, чтобы выступ или углубление на горловине контейнера были сглажены так, как указано выше.

Более предпочтительно, чтобы стопорные средства содержали продольное стопорное ребро на горловине контейнера и сопрягающийся с ним стопорный уклон на юбочной части укупорки, при этом стопорное ребро примыкает к удерживающей кромке стопорного уклона, когда укупорка входит в полное зацепление с горловиной контейнера. В предпочтительных альтернативных вариантах конструкции стопорное углубление, например продольная канавка, может быть выполнено в одном или более из первых или вторых участков резьбы, а продольное стопорное ребро выполняют на другом из упомянутых элементов - на горловине контейнера или на юбочной части укупорки, при этом стопорное ребро заходит в углубление на участках резьбы в положении полного зацепления и уплотнения укупорки на горловине контейнера. Стопорные средства этого типа подробно описаны в публикациях WO91/18799 и WO95/05322, все содержание которых специально включено сюда посредством ссылки на них.

Сопрягающиеся друг с другом стопорные средства позволяют получить ряд важных преимуществ. Во-первых, они предотвращают случайный срыв укупорки из положения полного зацепления и уплотнения на горловине контейнера при наличии давления внутри контейнера. Они также позволяют использовать более круто наклоненные резьбы на горловине контейнера и на укупорке. Кроме того, стопорные средства обеспечивают принудительное "защелкивание", когда достигнуто положение полного зацепления и уплотнения укупорки на горловине контейнера, посредством чего пользователь получит достоверный сигнал о достижении такого положения. Это способствует гарантии того, что будет создана именно та степень сжатия между контейнером и укупоркой, которая позволяет получить эффективное воздухонепроницаемое уплотнение.

Предпочтительно, чтобы укупорочный узел контейнера, выполненный согласно изобретению, представлял собой узел для газированного напитка, при этом контейнер дополнительно содержит входящие в зацепление друг с другом элементы на горловине и на укупорке для блокирования или ограничения вращение укупорки в направлении отвинчивания за промежуточное положение, когда укупорка находится под действием осевого давления со стороны горловины контейнера. Это так называемый отличительный признак обеспечения безопасности при воздействии давления, который предназначен для предотвращения неконтролируемого отвинчивания или срыва укупорки, когда ее удаляют с горловины контейнера под действием давления. Желательно, чтобы предпочтительные варианты осуществления отличительного признака, касающегося безопасности при воздействии давления, были такими же, как и описанные в публикациях WO95/05322, WO97/21602 и WO99/19228, все содержание которых специально введено сюда посредством ссылки на них.

Предпочтительно, чтобы первая и вторая резьбы были сконструированы и скомпонованы таким образом, чтобы обеспечить смемещение укупорки в осевом направлении по отношению к горловине, по меньшей мере, тогда, когда укупорка находится в упомянутом промежуточном положении, а также предпочтительно, чтобы зацепные элементы были предназначены для зацепления друг с другом, когда укупорка смещена по оси в направлении со стороны горловины, например, посредством осевого давления внутри контейнера, находящегося под давлением. Более предпочтительно, чтобы входящие в зацепление друг с другом элементы были сконструированы и скомпонованы таким образом, чтобы они не входили в зацепление друг с другом, когда укупорка смещена по оси во внутреннем направлении к горловине в промежуточное положение, например, когда укупорку навинчивают на горловину контейнера.

Предпочтительно, чтобы входящие в зацепление друг с другом элементы содержали ступеньку или углубление, образованные в нижней поверхности одного из вторых участков резьбы, для создания первой опорной поверхности, на которую опирается вторая опорная поверхность на одном из первых участков резьбы, чтобы заблокировать или ограничить вращение укупорки в направлении отвинчивания в промежуточном положении, когда укупорка находится под действием осевого давления со стороны горловины контейнера.

Более предпочтительно, чтобы второй участок резьбы содержал первую часть, имеющую первое сечение в продольном направлении, и вторую часть, имеющую второе сечение в продольном направлении, более узкое, чем первое сечение, посредством чего первый участок резьбы опирается на вторую часть. Относительно широкое первое сечение предпочтительно прилегает к обеспечивающей перекрытие по окружности зоне вторых участков резьбы, что приводит к относительно узкому зазору резьбы в этой зоне.

Предпочтительно, чтобы узлы согласно настоящему изобретению дополнительно содержали добавочные средства для формирования герметичного уплотнения между горловиной и укупоркой. В некоторых вариантах осуществления конструкции уплотняющие средства содержат сжимаемую прокладку с внутренней стороны части укупорки, являющейся основанием, для примыкания к кромке горловины контейнера. Предпочтительно, чтобы уплотняющая прокладка была образована из сжимаемого эластомера. Проходящее по окружности уплотняющее ребро может быть выполнено на кромке горловины контейнера либо с внутренней стороны основания укупорки под уплотняющей прокладкой, чтобы оптимальным образом сжимать эластомер для получения герметичного уплотнения. Однако предпочтительно, чтобы кромка горловины контейнера была гладкой и закругленной для доведения до максимума ее исполнения, удобного для пользователя.

В других вариантах осуществления конструкции уплотняющие средства могут содержать цилиндрическую уплотняющую пробку, которая выступает концентричным образом и находится внутри юбки укупорки, при этом она формирует герметичное уплотнение с внутренней стороной горловины контейнера вблизи от отверстия.

Предпочтительно, чтобы первые и вторые резьбовые витки на горловине контейнера и на укупорке представляли собой витки с изменяемым наклоном, предпочтительно такие, которые описаны в публикации WO97/21602, все содержание которой включено сюда посредством ссылки. Предпочтительно, чтобы наклон пути прохождения резьбы при отвинчивании, определяемого первыми и вторыми участками резьбы, был относительно меньшим в первой зоне и относительно большим во второй зоне, смещенной от первой зоны в направлении отвинчивания. Предпочтительно, чтобы наклон пути прохождения резьбы в первой зоне фактически был постоянным. Первая зона обычно включает в себя место, в котором укупорка уплотнена на горловине контейнера. Предпочтительно, чтобы первая зона проходила на 20°-40° по окружности горловины контейнера или юбки укупорки. Предпочтительно, чтобы наклон нижней поверхности резьбы в первой зоне находился в диапазоне 1°-12°, а более предпочтительно 2°-8°.

Предпочтительно, чтобы вторая зона прилегала к первой зоне пути прохождения резьбы. Предпочтительно, чтобы наклон спирального пути прохождения резьбы во второй зоне фактически был постоянным, при этом вторая зона предпочтительно проходит на 15°-35° по окружности горловины контейнера или юбки укупорки. Предпочтительно, чтобы наклон пути прохождения резьбы во второй зоне находился в диапазоне от 15° до 35°.

Использование резьбы с переменным наклоном создает возможность более легкого сочетания обеспечивающих быстрый поворот витков резьбы, имеющих крутой средний наклон, что благоприятно для пожилых людей и детей с точки зрения безопасности в условиях действия давления. Проблема, которая может возникнуть в случае витков резьбы, обеспечивающих быстрый поворот, заключается в том, что они круто наклонены, а это приводит к тенденции отхода укупорки из положения полного закрепления на горловине контейнера, когда контейнер находится под давлением. Эта проблема может быть решена посредством использования резьб байонетного типа, однако использование резьб байонетного типа приводит к ряду различных проблем, которые указаны выше. Напротив, резьбы с изменяемым наклоном позволяют решить проблему отхода укупорки под действием давления с сохранением всех преимуществ непрерывных резьб, обеспечивающих быстрый поворот.

Предпочтительно, чтобы спиральный путь прохождения резьбы при отвинчивании дополнительно содержал третью зону, смежную со второй зоной, при этом третья зона имеет относительно малый наклон. Предпочтительно, чтобы третья зона имела относительно постоянный наклон, причем предпочтительно, чтобы он находился в диапазоне 1-12°, а более предпочтительно 2-8°. Предпочтительно, чтобы третья зона включала в себя место укупорки на горловине контейнера, когда укупорка блокируется в промежуточном положении выпуска газа. Относительно малый наклон третьей зоны уменьшает тенденцию к переходу укупорки через блокировочное средство при высоких давлениях выхода газа.

Предпочтительно, чтобы укупорочный узел включал в себя углубление во внутренней поверхности юбки укупорки, при этом углубление размещают между двумя из большого количества вторых участков резьбы, причем с перекрытием их по окружности, чтобы увеличить площадь поперечного сечения, обеспеченную для выпуска газа между вторыми участками резьбы.

Установлено, что зазор между перекрывающими друг друга частями смежных вторых участков резьбы может иметь поперечное сечение, которое весьма мало для оптимального выпуска газа при всех обстоятельствах. Углубление позволяет устранить это затруднение за счет увеличения поперечного сечения резьбового зазора, чтобы увеличить скорость выпуска газа через резьбовой зазор.

Увеличенная площадь поперечного сечения пути выпуска газа в перекрывающих друг друга по окружности зонах второй резьбы обеспечивает возможность более быстрого сброса давления внутри контейнера, вследствие чего уменьшается время, в течение которого укупорка блокируется в промежуточном положении, когда происходит сброс давления, причем без какого-либо ухудшения безопасности, связанного с действием давления.

Предпочтительно, чтобы углубление представляло собой удлиненную канавку, проходящую вокруг юбки укупорки между вторыми участками резьбы в упомянутых зонах перекрытия. Предпочтительно, чтобы удлиненная канавка проходила фактически параллельно спиральному пути резьбы. Предпочтительно, чтобы углубление представляло собой удлиненную канавку с внутренней стороны юбки укупорки. Предпочтительно, чтобы площадь сечения углубления в продольном направлении составляла от 5% до 50% средней площади сечения в продольном направлении частей вторых участков резьбы, прилегающих к углублению.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, создан укупорочный колпачок для укупорочного узла контейнера, при этом колпачок содержит основание и юбку, имеющую резьбу, образуемую множеством участков, выступающих внутрь от юбки и проходящих радиально, по меньшей мере, на протяжении примерно 90° вокруг юбки, при этом каждый из участков резьбы составлен из множества отстоящих друг от друга радиально выступающих частей, а каждая часть проходит по окружности не более чем примерно на 60° вокруг юбки укупорки.

Предпочтительные отличительные признаки укупорочного колпачка согласно этому аспекту изобретения такие же, как и отличительные признаки, описанные ранее в отношении первого аспекта изобретения. Предпочтительно, чтобы укупорочный колпачок был образован из термопластиков посредством литья под давлением.

Конкретные варианты осуществления конструкции укупорочных узлов контейнеров, выполненных согласно настоящему изобретению, далее будут описаны посредством примера со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:

на фигуре 1 представлен вид укупорочного узла контейнера, выполненного согласно настоящему изобретению, при этом укупорка находится на горловине контейнера в состоянии полного зацепления, причем горловина показана по вертикали, а укупорка показана с частично отсеченной юбкой для демонстрации витков резьбы на горловине контейнера;

на фигуре 2 представлен боковой вид по вертикали горловины контейнера для укупорочного узла согласно фиг.1 после удаления укупорки;

на фигуре 3 представлено поперечное сечение только укупорки узла, показанного на фигуре 1;

на фигуре 4 представлена проекция в плане витков резьбы юбки укупорки узла согласно фиг.1, при этом витки резьбы на горловине показаны заштрихованными в последовательности положений, которые они занимают в течение крепления укупорки;

на фигуре 5 представлена проекция, подобная проекции на фиг.4, но при этом витки резьбы на горловине показаны заштрихованными в последовательности положений, которые они занимают в течение снятия укупорки.

Если обратиться к фиг.1 и 2, то этот вариант осуществления конструкции представляет собой укупорочный узел контейнера, главным образом предназначенный для контейнера с газированным напитком. Основные отличительные признаки этого узла подобны отличительным признакам узла, описанного и заявленного в международных заявках на патент WO95/05322, WO97/21602 и WO99/19228, все содержание которых специально введено сюда посредством ссылки. Однако важно заметить, что резьбы на укупорке и на горловине в настоящем изобретении выполнены обратными по отношению к укупорочным узлам, описанным в упомянутых заявках на патент. То есть в более ранних описаниях подробно раскрыты узлы, имеющие короткие участки резьбы на юбке укупорки и более длинные участки резьбы на горловине, в то время как в настоящем изобретении выполнены только короткие участки резьбы на горловине и более длинные участки резьбы на юбке укупорки.

Узел включает в себя горловину 10 контейнера для газированного напитка и укупорку 12. Как горловина контейнера, так и укупорка образованы из пластиков. Предпочтительно, чтобы контейнер был образован посредством литья под давлением и выдувным формованием из полиэтилентерефталата обычным способом, известным применительно к изготовлению контейнеров для газированных напитков. Предпочтительно, чтобы укупорка была образована из полипропилена посредством литья под давлением.

На горловине 10 контейнера выполнена четырехзаходная первая резьба, составленная из четырех первых участков 18, как показано на фигуре 2, и в заштрихованном виде на развертках резьбы согласно фиг.4-5. Первые участки 18 резьбы представляют собой короткие участки, проходящие примерно на 33° вокруг горловины и имеющие нижнюю поверхность 60 с относительно малым наклоном, составляющим примерно 6°, и верхнюю поверхность 62 с промежуточным наклоном, составляющим примерно 13,5°. Первые участки резьбы имеют фактически трапецеидальное поперечное сечение вдоль оси горловины. Горловина контейнера имеет закругленную кромку для того, чтобы горловина обеспечивала большее удобство для пользователя.

Как показано на фигурах 1 и 3, укупорка 12 содержит часть 14, являющуюся основанием, и юбочную часть 16. Юбка 16 укупорки снабжена второй резьбой, образованной из четырех вторых участков 20, каждый из которых составлен из четырех отстоящих друг от друга радиально частей, отделенных зазорами, при этом каждый из них имеет нижнюю поверхность 22 и верхнюю поверхность 24. (Термин "верхняя" в этом контексте означает более близкое расположение к основанию укупорки, то есть далее от открытого конца укупорки). Верхняя и нижняя поверхности 22, 24 второй резьбы придают участкам резьбы фактически трапецеидальные боковые кромки, которые сопрягаются с формой первых участков резьбы. По существу непрерывный, приблизительно спиральный зазор 26 резьбы образован между перекрывающими друг друга зонами верхней и нижней поверхностей 22, 24 на смежных вторых участках 20 резьбы.

Можно видеть, что верхняя и нижняя части смежных вторых участков 20 резьбы в окружном направлении перекрывают друг друга на части их длины.

Важный отличительный признак этого узла заключается в профилировании верхних поверхностей 24 вторых участков 20 резьбы, что описано более подробно в международной заявке на WO97/21602. Верхние поверхности 24 резьбы в первой верхней зоне 28 имеют, по существу, постоянный наклон, составляющий примерно только 6°. Верхняя зона 28 прилегает к промежуточной зоне 30, имеющей фактически постоянный, гораздо больший наклон, составляющий примерно 25°. Средний наклон спирального пути прохождения резьбы, определяемого вторыми участками 20 резьбы, составляет 13,5°.

Вторые участки 20 резьбы также включают в себя отличительный признак, касающийся безопасности при воздействии давления, подобный отличительному признаку, описанному и заявленному в международной заявке на патент WO95/05322. Короче говоря, самая нижняя часть второго участка 20 резьбы образует ступеньку для опирания о конец первых участков 18 резьбы и блокирования отвинчивания укупорки 12 с горловины 10, когда первые участки 18 резьбы опираются о верхнюю поверхность 24, то есть когда имеется сила, фактически действующая на укупорку в осевом направлении со стороны горловины контейнера. Третья зона 34 верхних поверхностей 24 вторых участков резьбы, приемлемым образом прилегающая к ступеньке 32, также имеет малый наклон, составляющий примерно 6°.

Контейнер и укупорочный узел также снабжены сопрягающимися друг с другом стопорными элементами на горловине контейнера и на укупорке, чтобы блокировать отвинчивание укупорки из положения полного зацепления на горловине контейнера, пока не будет приложен минимальный крутящий момент для отвинчивания. Эти стопорные элементы содержат четыре равноотстоящих по окружности стопорных ребра 36 на горловине контейнера и четыре равноотстоящих по окружности стопорных уклона 38 на внутренней стороне юбки 16 укупорки. Уклоны 38 содержат проходящую по окружности наклонную наружную поверхность и проходящую по окружности выступающую стопорную кромку, к которой примыкает ребро 36 на укупорке, когда укупорка находится в состоянии полного зацепления на горловине контейнера. Сопрягающиеся друг с другом стопорные средства могут представлять собой такие стопорные средства, которые описаны в международной заявке WO91/18799, все содержание которой специально введено сюда посредством ссылки. Однако в этом варианте конструкции стопорное ребро находится на горловине контейнера, а не на укупорке, что также способствует улучшению удобного для пользователя исполнению конечной части горловины контейнера, главным образом, в случае надлежащего сглаживания ребра.

Контейнер и укупорочный узел также содержат средство для формирования газонепроницаемого уплотнения между укупоркой и горловиной контейнера. Это средство может содержать газонепроницаемую уплотняющую прокладку 46 из эластомера, которая прижимается к кромке горловины контейнера. Оптимальное уплотнение предпочтительно обеспечивают тогда, когда эластомерная уплотняющая прокладка сжимается между 30% и 70% ее первоначальной толщины. В других вариантах конструкции уплотнение может быть обеспечено без прокладки, например посредством прижатия проходящих по окружности уплотняющих ребер или гребней, которым придана надлежащая конфигурация и которые находятся на укупорочном колпачке, к горловине контейнера.

Вторые участки 20 резьбы заканчиваются у своих нижних концов в выступающей части, которая образует продольное плечо 72, формирующее первый стопор, о который может опираться второй конец 74 первых участков 18 резьбы, чтобы таким образом блокировать чрезмерное затягивание укупорки на горловине.

Укупорочный узел контейнера также содержит отличительный признак, обеспечивающий сохранность и свидетельствующий о попытке вскрытия. Он содержит кольцо 50, свидетельствующее о попытке вскрытия, которое первоначально образовано как одно целое с юбкой 16 укупорки 12 контейнера и подсоединено к ней посредством хрупких перемычек 52. Кольцо 50, свидетельствующее о попытке вскрытия, содержит множество образованных заодно с ним гибких, расположенных по окружности и направленных внутрь удерживающих ушек 54. На горловине 10 контейнера обеспечена проходящая по окружности стопорная кромка 56. Ниже проходящей по окружности стопорной кромки 56 на горловине контейнера также могут быть обеспечены храповые выступы (в этом варианте конструкции отсутствуют), причем таким образом, чтобы они отстояли друг от друга радиально вокруг горловины контейнера для блокирования вращения кольца 50, свидетельствующего о попытке вскрытия, на горловине 10 в направлении отвинчивания. Однако может оказаться предпочтительным сглаживание храповых выступов или отказ от них, чтобы улучшить удобное для пользователя исполнение конечной части горловины. Конструкция и работа отличительного признака, заключающегося в кольце, свидетельствующем о попытке вскрытия, такие же, как конструкция и работа, описанные и заявленные в международной заявке на патент WO94/11267, все содержание которой специально введено сюда посредством ссылки.

При использовании укупорку 12 крепят на горловине 10 контейнера посредством обычного навинчивания. Укупорка 12 может быть перемещена из положения полного отсоединения в положение полного зацепления на горловине 10 посредством вращения примерно на 90°. Когда навинчивают укупорку, то обычно имеется полезное осевое усилие, прилагаемое пользователем к укупорке и к горловине контейнера, и соответственно первые участки 18 резьбы примыкают к верхним поверхностям 22 выступающих частей вторых участков 20 резьбы на юбке укупорки и перемещаются вдоль этих верхних поверхностей, как показано на фигуре 4. Таким образом можно видеть, что первые участки резьбы фактически следуют по непрерывному пути вдоль спирали с переменным наклоном. Первые и вторые витки резьбы представляют собой витки свободного движения, то есть в данном случае фактически отсутствует крутящий момент трения между участками резьбы, пока не будет достигнуто приближение к положению полного зацепления. Эти отличительные признаки, заключающиеся во вращении укупорки на 90°, в фактически непрерывном пути прохождения резьбы и в витках резьбы, обеспечивающих свободное перемещение, создают возможность чрезвычайно легкого закрепления укупорки на горловине контейнера, особенно пожилыми людьми или лицами, страдающими артритом, либо детьми.

Когда укупорка приближается к положению полного зацепления на горловине 10 контейнера, происходит несколько событий. Во-первых, кольцо 50, свидетельствующее о попытке вскрытия, начинает перемещаться по стопорной кромке 56 на горловине контейнера. Удерживающие ушки 54 на кольце 50 изгибаются радиально наружу для возможности прохождения кольца поверх стопорной кромки 56 без создания чрезмерного радиального напряжения на хрупких перемычках 52.

Во-вторых, стопорные ребра 36 на горловине контейнера проходят вверх по наружной наклонной поверхности 40 стопорных уклонов 38 на юбке 16 укупорки. Незначительный наклон наклонных поверхностей 40 совместно с упругостью юбки 16 укупорки означает, что требуется относительно небольшой дополнительный крутящий момент, чтобы вызвать перемещение стопорных ребер 36 вверх по наклонным поверхностям 40.

В-третьих, начальное примыкание между уплотняющей прокладкой 46 в основании укупорки контейнера и уплотняющей кромкой 48 на горловине контейнера приводит к тому, что на укупорку в направлении от горловины контейнера будет действовать фактически осевое усилие. Оно приводит к выходу участков 18 резьбы из состояния опирания на нижние поверхности 22 выступающей части вторых участков 20 резьбы и приводит их в состояние опирания на верхние поверхности 24 выступающих частей вторых участков 20 резьбы. Точнее происходит приведение первых участков 18 резьбы в состояние опирания на верхние зоны 28 выступающих частей верхних поверхностей 24 резьбы. Продолжающееся вращение укупорки в направлении навинчивания вызывает перемещение первых участков 18 резьбы вдоль верхних зон 28, пока не будет достигнуто положение окончательного, полного зацепления, показанное на фиг.4. Малый наклон верхних поверхностей 28 означает, что это дальнейшее вращение обеспечивает приложение значительного рычажного (кулачкового) воздействия для прижатия уплотняющей прокладки 46 к уплотняющему ребру 48, чтобы создать эффективное газонепроницаемое уплотнение.

Когда достигнуто положение полного зацепления укупорки 12 на горловине 10 контейнера, стопорные ребра 36 защелкиваются поверх верхней части соответствующих наклонных поверхностей 40 и примыкают к крутым удерживающим поверхностям храповых уклонов 38. В том же самом положении вторые концы 74 первых участков 18 резьбы могут примыкать к стопорным плечам 72 в верхней части вторых участков резьбы, тем самым блокируя дальнейшее затягивание укупорки, которое могло бы повредить витки резьбы или привести к чрезмерному сжатию уплотняющей прокладки.

Когда укупорка 12 находится в положении полного зацепления на горловине 10 контейнера, верхние поверхности 60 первых участков 18 резьбы примыкают к верхним зонам 28 верхних поверхностей 24 выступающих частей второго участка 20 резьбы, как показано на фиг.3. Верхняя поверхность первых участков резьбы имеет малый наклон для сопряжения с наклоном верхних зон 28, чтобы довести до максимума площади контакта между выступающими частями в зонах 28 и тем самым по возможности равномерно распределить осевое усилие, оказываемое укупоркой, вокруг горловины контейнера. Вследствие малого наклона в зонах 28 относительно небольшая часть осевой силы, возникающей со стороны горловины контейнера вследствие давления внутри контейнера, преобразуется во вращательную силу отвинчивания из-за примыкания поверхностей резьбы в таком положении. Это в значительной степени уменьшает тенденцию к самопроизвольному отвинчиванию укупорки под действием давления. Самопроизвольное отвинчивание также предотвращается посредством примыкания друг к другу стопорных ребер 36 и удерживающей кромки 44 на стопорных уклонах 38. Важное преимущество узла заключается в том, что уменьшение тенденции к самопроизвольному отвинчиванию вследствие малого наклона резьбы в верхних зонах 28 означает, что требуемый для открывания минимальный крутящий момент стопорных элементов 36, 38 может быть уменьшен без опасности самопроизвольного срыва укупорки. Это позволяет легче удалять укупорку пожилыми людьми или лицами, страдающими артритом, либо детьми без снижения безопасности укупорки при воздействии давления.

При использовании укупорка удаляется с горловины контейнера путем простого отвинчивания. Путь отвинчивания по резьбе, следуемый по коротким участкам резьбы на горловине контейнера, представлен на фигуре 5. Вначале требуется минимальный крутящий момент отвинчивания, чтобы преодолеть сопротивление стопорных элементов 36, 38. Как только это сопротивление преодолено, фактически не требуется приложение крутящего момента пользователем для отвинчивания укупорки. Имеющееся в контейнере внутреннее давление оказывает на укупорку осевое давление со стороны горловины контейнера, в результате чего первые участки 18 резьбы перемещаются вдоль верхних поверхностей 28 выступающих частей вторых участков 20 резьбы, когда происходит отвинчивание укупорки. Первые участки резьбы вначале перемещаются вдоль верхних зон 28, а затем круто наклоненных промежуточных зон 30 верхней поверхности вторых участков 20 резьбы. Далее первые участки 18 резьбы примыкают к нижней выступающей части вторых участков 20 резьбы, как показано на фиг.5. В этом положении дальнейшее отвинчивание укупорки блокируется, при этом происходит выпуск газа вдоль путей 26 прохождения резьбы. Также следует заметить, что в этом промежуточном положении выпуска газа первые участки 18 резьбы примыкают, главным образом, к зоне 34 верхней поверхности вторых участков 20 резьбы. Малый наклон этой зоны 34 приводит к тому, что относительно малая часть осевой силы, действующей на укупорку, преобразуется в крутящий момент отвинчивания, посредством чего уменьшается тенденция к выходу укупорки за пределы, определяемые отличительным признаком, обеспечивающим безопасность при воздействии давления, и к ее срыву.

Как только завершен выпуск газа из горловины контейнера и на укупорку, более не действует направленная вверх осевая сила, укупорка может быть опущена, так чтобы привести участки 18 резьбы в состояние примыкания к нижним поверхностям 22 вторых участков 20 резьбы. В этом положении отвинчивание может быть продолжено для полного отсоединения укупорки от горловины контейнера, как показано на фиг.5.

Приведенный выше вариант конструкции описан только в качестве примера. Для квалифицированных специалистов в этой области техники будут очевидны многие другие варианты конструкции согласно изобретению, попадающие в объем прилагаемых пунктов формулы изобретения. В частности, настоящее изобретение не ограничено контейнерами для газированных напитков или контейнерами, образованными из формуемых термопластиков.

Укупорочный узел содержит горловину, имеющую отверстие и укупорку для горловины. Укупорка имеет основание, юбку и первую резьбу на горловине. Первая резьба содержит один или более первых участков резьбы. Вторая резьба выполнена на внутренней поверхности юбки укупорки. Вторая резьба содержит один или более вторых участков резьбы. Первым и вторым участкам резьбы придана такая конфигурация, чтобы обеспечить для пользователя возможность крепления, снятия и повторного крепления укупорки в положении, обеспечивающем уплотнение на горловине посредством вращения укупорки на горловине. Первые участки резьбы короче вторых участков резьбы. Каждый из вторых участков резьбы составлен из одной или более отстоящих друг от друга радиально выступающих частей, при этом каждая часть проходит радиально не более чем примерно на 60° вокруг юбки укупорки. Изобретение позволяет повысить удобство пользования. 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Резьбовой укупорочный узел контейнера, содержащий

горловину контейнера, имеющую отверстие;

укупорку для горловины, имеющую основание и юбку;

первую резьбу на горловине, при этом первая резьба содержит один или более первых участков резьбы;

вторую резьбу на внутренней поверхности юбки укупорки, при этом вторая резьба содержит один или более вторых участков резьбы;

первой и второй резьбам придана такая конфигурация, чтобы обеспечить для пользователя возможность крепления, снятия и повторного крепления укупорки в положении уплотнения на горловине посредством вращения укупорки на горловине; и

сопрягающиеся друг с другом стопорные средства на горловине контейнера и на укупорке, которые оказывают сопротивление отвинчиванию укупорки из положения полного зацепления на горловине контейнера, после того как укупорка закреплена или повторно закреплена на горловине контейнера, пока не будет приложен заданный минимальный крутящий момент для отвинчивания, причем вторые участки резьбы образуют, по существу, непрерывный спиральный путь резьбы, вдоль которого первые участки резьбы проходят из положения, по существу, полного отсоединения в положение, по существу, полного закрепления на горловине контейнера посредством одного плавного поворота примерно на 360° или менее, отличающийся тем, что первые участки резьбы проходят по окружности от 5 до 45° вокруг горловины контейнера; вторые участки резьбы проходят, по меньшей мере, на 60° вокруг юбки укупорки и вторые участки резьбы составлены из одной или более отстоящих друг от друга выступающих по окружности частей, при этом каждая часть проходит вокруг юбки укупорки не более чем примерно на 60°.