專利名稱：瓶子密封的制作方法
技術領域：
本發明是關于瓶子的瓶口與瓶蓋密封方面的問題，在瓶口附近加工有一個外螺紋。該發明涉及到瓶子，主要是指飲料用的瓶子；本發明還包括瓶口密封的有關方法，主要是利用有一個下面將要描述的密封瓶蓋；本發明還將介紹瓶口密封的輔助壓力設備，以上內容主要是針對飲料瓶而言的，在該瓶口附近加工成結合用的外螺紋。
背景技術：
一般來說，一個普通旋緊瓶蓋主要是指內螺紋部分和瓶子的外螺紋部分相配合進行旋緊，其襯墊材料通常采用軟木材料，由于軟木的外部形狀很難控制，所以就會導致瓶蓋產生鋒利的邊角。當人們在旋緊和松開瓶蓋時，可能會傷害到使用者的手部。
發明內容
本發明的目的是完成一個如權利要求1所描述的瓶蓋密封，它比較容易使用并且可以低成本的制造。
這個目的是這樣實現的用一個瓶蓋來密封瓶子，在瓶口附近加工有一個外螺紋，瓶蓋可以較方便地與瓶口分離，尤其在安裝瓶蓋，需對瓶蓋產生較大變形時，瓶蓋外表面將生成溝槽，內部也相應地擠壓出內螺紋來。不同于傳統意義上的瓶蓋，該瓶蓋上并沒有完全制有螺紋，而僅僅是規劃了分布在瓶蓋上的變形區域。基于這種情況，所以在瓶蓋上的變形區域是由可以進行塑性變形的材料來制成的。例如可以是金屬或者是塑料等材料制成。這種瓶蓋可以是由一種材料制成或是由多種材料來制成。對于變形區域的變形情況，可以通過外面的溝槽來觀測到，也可以通過內部變化來觀測。變形時將有一個部分區域增高的變化，對比于完全是平面的設計，溝槽的設計可以更好地滿足變形補償。在變形增高的過程中，瓶蓋內的螺紋就形成了。而且螺紋的形成區域不是全部區域，僅僅是部分區域，也就是變形區域。
對于這個瓶蓋一個較佳實施例是通過闡述上述變形區域的形成以及對應瓶口變形方向上的變化。這個變形方向也就是密封瓶口的瓶蓋旋轉方向。伴隨著變形的形成過程螺紋的橫向范圍也確定了。于是，對應于每一個變形區域就生成許多的螺紋部分，換一句話說，就是在一個變形區域附近部分將衍生出許多的螺紋來。
對于這個瓶蓋另一個較佳實施例就是通過闡述在瓶口變形方向上形成的舌形或溝槽形狀的變形。由于瓶蓋可以被反復地松脫和旋緊，因此要求瓶蓋內類似軟木結構的襯墊材料，要在變形區域部分形成對應螺紋。
瓶蓋的外殼是由可以塑性變形的金屬片，如鋁片制成，內部是由可以塑性變形的密封材料構成，如塑料等。瓶蓋的外殼還具有密封材料載體的功能，保護瓶口不被損壞。變形區域處外殼還生成有相應的溝槽。在瓶口和瓶蓋之間的閉合處，生成瓶口螺紋的變形處，密封材料可以很好的保證該處的密封狀態。瓶蓋的外殼是包裹在一個圓柱形套狀主體上，頂部是一個自然形成的圓形金屬片。上述的變形區域主要是發生在這個圓柱體的范圍內。
下面利用圓柱形主體內的密封材料來介紹該裝置特點，由于螺紋是在部分區域形成的，所以在整個密封材料覆蓋范圍內，并不是全螺紋結構，尤其是形成的螺紋區域較小的情況下。
分布在主體和頂部之間結合部分的密封材料，可以對瓶口的徑向和軸向起到很好的密封作用。
對于這個瓶蓋來說，必須要有像定位元件之類的彈性元件。這個瓶蓋的獨特設計之處在于采用了這類彈性元件。此外該瓶蓋也可以采用彈性收縮片來替代定位元件。
此發明的另一個特點是使該瓶蓋可以方便的使用以及能夠大量低成本生產。
利用上面所介紹的瓶蓋就可以很好地達到瓶口密封目的，這也是為瓶子尤其是飲料瓶設計的目的之一。在以前的舊式瓶蓋中用的是軟木蓋，而現在所介紹的瓶蓋卻有一個優點，就是利用上面所說的定位元件或者收縮片，來實現瓶蓋在經過反復的旋緊和松脫后可以繼續使用。
下面將對如何使用這種廉價方便的瓶蓋進行講解。正如上面所描述的原理，這種瓶蓋在具有軟木蓋功能的同時，還可以不使用另外的開瓶起子，就可實現瓶蓋的旋緊和打開。
瓶蓋制成的具體步驟是首先，利用外部壓力將瓶蓋與瓶頸部進行壓合，然后在壓合的過程中，在瓶蓋的相應變形區域就自動生成了螺紋，最后就實現了瓶頸、瓶口與瓶蓋的良好密封。
現在來介紹一下使用何種設備來進行上述的封裝過程。通過該設備中夾緊元件的作用，可以將瓶蓋壓合在瓶頸上，并且相應地生成螺紋。
同時對于該設備中的夾緊元件來說，要具有很好的轉動性和操作性。在這個夾緊元件的外部是起著導引作用的圓錐襯套，該襯套可以使夾緊元件很好地完成對瓶蓋的積壓運動，最終形成瓶蓋的塑性變形。其中有一條很好的解決方法是參考現有發明專利中此部分的設計。
在設備內還有一個壓頭用來施加對瓶蓋的壓力，通過壓頭的向下運動，壓力就被施加倒瓶蓋上，擠壓瓶蓋壓緊在瓶口上，最終達到瓶蓋與瓶口的密封結合。
需要強調一點，相比于以往的設計來說，從結構的觀點上看，在壓頭上固定一個可以轉動的夾緊元件具有很好的優點。
在夾緊元件上加套一個彈性擋圈可以很好地約束夾緊元件的運動，防止在施加壓力時夾緊元件產生不均勻運動。
在夾緊元件上還特別預留一個間隙來補償彈性擋圈的變形，當壓力設備在運動時，變形的彈性擋圈不會產生滑動。
在夾緊元件底部還設計了一個凸起圈，它是被用來擠壓形成瓶蓋底部的定位元件。該圈與瓶蓋的連接部有許多的細孔，便于人們用手可以擰開瓶蓋。這一部分也可以用專門工具來完成。
在設計上采用的圓錐襯套可以保證夾緊元件運動方向的正確性，起到很好的導向性作用，大大提高了該設備的可操作性。
關于更多的特點，優點及細節可以在以下的描述部分中看到，下面的圖片是從不同的角度和應用實例方面來展示的。可以將這幾張圖結合起來進行理解。
圖1是瓶口與瓶蓋結合的半剖示意圖。
圖2是與圖1所示類似的瓶蓋部分剖示圖。
圖3是圖2中的瓶蓋外形圖。
圖4是與圖3中所示瓶蓋類似的一個瓶蓋示意圖。
圖5是一個密封設備的縱剖面圖。
圖6是圖5中所示設備在壓緊變形時的縱剖面圖。
圖7是帶有活動夾緊元件的壓力設備工作時的縱剖面圖。
具體實施例方式
在圖1中可以看到一個飲料瓶的瓶頸1部分的縱剖示圖。瓶口外螺紋的地方制有兩條螺紋線5，6，而且瓶頸1的下部還有一個凸起圈8。
在瓶蓋2與瓶口的接觸部分是圓形蓋10，圓形蓋與圓柱形套狀主體12是連為一體的。圓柱形套狀主體并不是完全的圓柱形結構，而是輕度的圓錐形狀。瓶蓋通過連接條14與定位元件16相連，同時定位元件又在瓶頸凸起圈的擠壓變形下固定在瓶頸上，這樣瓶蓋也就可以借助定位元件包裹整個瓶口。
從瓶蓋的外表上，我們可以看到有許多的溝槽21，22分布在四周。這些溝槽21，22從頂蓋10一直延伸到靠近連接條14的位置處。在溝槽內部對應排列的是螺紋5，6，參見圖中的25，26部分。在內部兩個螺紋附近也相應地產生了突起。
在頂蓋10和圓柱形套狀主體12之間的過渡區域瓶蓋內部是一個軸向密封區28和徑向密封區29。軸向密封區28負責完成瓶子與瓶蓋之間的軸向密封，徑向密封區29負責完成徑向密封。
圖2，3所示的是與圖1相似的一個瓶蓋結構，為了避免不必要的重復描述，對二者相同的部分就不進行贅述了。下面將對二者不同的地方進行講解。
圖2中的縱剖面圖顯示了，瓶蓋外殼32是一種金屬片，如鋁片。在外殼下是密封材料34，外殼和密封材料都經過了塑性變形。
在外殼32的變形區域是溝槽20，21。在該區域的內部是與螺紋5，6相結合的密封材料34。與圖1中所示的瓶蓋不同，該瓶蓋的定位元件16并不是完全包裹在瓶頸上，而是部分的貼合。圖中19所示的是完全與凸起圈8結合的部分。圖4中所示的瓶蓋是通過一個塑料薄膜或塑料環，來連接瓶頸上的凸起圈8。當然也可以利用一些老式瓶蓋上的類似方法。
在圖5和圖6中介紹的是壓力設備如何將瓶蓋和瓶子進行壓合的。首先是沖頭52產生作用力，然后作用力傳遞到壓頭51上，壓頭51再將瓶蓋和瓶口壓合，在壓合處壓力使材料變形，達到瓶口與瓶蓋的軸向和徑向的密封。
壓頭51相對壓力襯套55作相對軸向運動，圓柱形的壓力襯套55上部有個縮頸口56。縮頸口56起到了對螺旋彈簧58定位的作用，螺旋彈簧58的另一頭頂在壓頭上，這樣預加力就可以通過彈簧58，壓頭51施加到瓶蓋上了。
在壓力襯套55下面延伸有夾緊元件60，61，其均勻分布在壓力襯套圓周上。
在圖6中我們可以清楚地看到，在縮頸口56通過彈簧58將壓力傳到壓頭51，繼續施加壓力，壓力襯套55將相對壓頭作軸向運動，同時推動夾緊元件60，61擠壓瓶蓋變形區21，62，在擠壓變形過程中，瓶蓋上的溝槽和內部密封材料在瓶頸上外螺紋處的塑性變形也相應得以完成了。
在圖7中描述的是采用設備進行瓶蓋密封的另一個實例，如圖所示，是將瓶蓋2同瓶頸1密封的結構圖。本設備由壓頭71和金屬箍72共同組成實現設備功能。壓頭71上加工出環形槽73，在圖中可以看到環形槽73顯示為一個半圓形的剖面。夾緊元件74，75被緊固在環形槽73中，并且可以繞軸轉動。夾緊元件74，75被均勻的緊固在環形槽73中，此結構使得兩夾緊元件承受同樣的載荷。夾緊元件74，75分別由兩個螺紋夾鉗76，77所構成，而螺紋夾鉗76，77在圓錐襯套72在軸向上施加壓力時，將壓力作用在瓶蓋2的變形區域上。
接下來，可以看到夾緊元件74，75分別由對應的圓形支撐件78，79所構成，圓形支撐件78，79的作用是將定位環16固定折疊在凸起圈8處區域上。同時，通過彈性擋圈80的作用，將夾緊元件74，75構成一個整體來共同完成其功能。
在前面所描述的發明中，一個共同的本質的特點是將相應的變形區域結合統一起來，而這一區域往往有兩種實現形式一種是由相互連接的螺紋結構連同定位元件，比如定位圈或者定位片來共同構成其密封功能；另一種是由具有創新性的瓶蓋結構來實現密封功能的。在這當中，如果采用鋁來作為瓶蓋材料的話，其優勢是可以有效地避免意外發生的生銹狀況。
綜上所述，上面文章描述的這種類型的瓶蓋密封設備具有一些特別的優點首先是將瓶蓋放置在瓶口區域。然后在這一區域安裝圓柱套狀設備在瓶頸處，設備的作用是通過外螺紋在瓶頸1處實現其密封瓶蓋的功能。這種瓶蓋一般是由單一材料制成統一的形狀，通常采用具有較好的延展性的材料制作，應用最為廣泛的材料是鋁材。
在圖1-7中，并沒有相應的注釋來詳細說明本發明是如何完成密封功能的。從圖中我們可以看出，本密封設備主要是借助定位環來對瓶蓋進行密封的。在定位環的作用下，設備的圓柱形套狀主體被定位在了瓶蓋的底輪廓線附近。從上文中我們可以明顯看出，盡管這種類型的定位環能夠在密封瓶蓋的過程中提供比較好密封性能，但是相對地會在消費者打開瓶蓋時帶來麻煩，因此這種類型的定位環并不是本發明中所必須包含的設備結構。
在密封過程中，對于設備的圓柱形套狀主體在被分配的瓶蓋的變形區域的位置是已經固定的。從圖上看，設備的圓柱形套狀主體的剖面是一段細長形的溝槽，正好對應著凸起的瓶頸1的剖面。從內部來看，圓柱形套狀主體12在長方形的溝槽區域這一部分，與凸起的瓶頸同螺紋結構來相互嚙合。換句話來說就是瓶蓋的主體部分是通過在上文所述的細長形的溝槽區域與瓶頸的外螺紋相互嚙合來完成其密封的功能。
這種靠套狀結構的瓶蓋主體同瓶頸外螺紋相互嚙合的結構形式來作為各種瓶類的密封形式的方法是為人所熟知的。不僅在上述的細長形的溝槽區域，這種應用瓶頸外螺紋來形成的相互嚙合的結構形式也在瓶蓋的變形區域得以應用。在溝槽區域之中加工出棱紋結構，這種結構能夠提高瓶蓋的敏捷性。
采用這種結構就必須要求圓柱形套狀主體12在細長形的溝槽區域的厚度要與上述的溝槽區域之中棱紋區域的厚度相同。從另一角度來看，可以把圓柱形套狀主體看作是一面可以穿過的墻壁。
從上文可以看出，采用使圓柱形套狀主體的溝槽區域與瓶頸外螺紋相互嚙合或者相互緊固的結構形式是一種非常恰當的密封形式，這種結構使密封的各項性能大大的得到提升。采用這種結構還提供另一種方便在消費者在第一次打開瓶蓋之后，如果沒有喝完飲料，那么他可以再一次將瓶蓋在瓶口旋緊，等到以后的時間再次使用。
采用這種密封結構，可以看到，同那些不采用螺紋嚙合結構的密封形式相比，在各個方面，特別是在第一次將瓶蓋固定在瓶頸的過程中，都存在著很大的不同。這里所采用的外螺紋結構一般是在瓶頸1的內表面來加工出凸起的棱紋來實現所需要的功能。這種螺紋嚙合結構即使在瓶蓋的外表面或者圓柱形套狀主體的外表面沒有承受壓力的情況下，也會造成瓶蓋和瓶頸的材料發生變形和(或)擠壓的效果。而圓柱形套狀主體在第一次被緊固在瓶頸上時，其外表面不會發生變形。
在之前所述的密封結構中，由于在密封安裝過程中發生變形的材料會在瓶蓋被打開的過程中發生往回變形的情況，所以要使得這種形式的密封結構再一次完全實現其密封的功能并不是件容易的事，必須對瓶蓋本身進行又一次的受力變形過程。
由此可以看出，采用使圓柱形套狀主體的溝槽區域與瓶頸外螺紋相互嚙合或者相互緊固的結構形式，使瓶蓋能夠從外部受力，從而使得本發明的密封形式的功能達到了最優化的效果。相對應的是，在傳統的密封結構中往往是在瓶蓋內部的特定區域來受到力的作用，而不是采用螺紋的結構形式。
從圖中對密封形式的注釋可以非常清楚地了解到，在密封結構中特別是圓柱形套狀主體區域上，密封元件的材料是之前規定好的。而這些密封元件需要嵌入到頂殼10的對應區域，同時頂殼10也必須緊固在瓶頸1的指定區域上。
通過在從密封結構主體的外部施加的一個作用力，這些密封元件就能在相對應的變形區域同瓶頸上加工好的外螺紋嚙合起來形成一個整體。在緊固的過程需要注意的是，施加在密封結構主體的作用力必須逐步減小，這樣做的目的是能夠避免可能發生的造成瓶頸上的外螺紋損壞的情況。
但是另外需要指出的是在上文所提到的這些密封元件并非一定是在圓柱形套狀主體區域上所必需應用的，也就是說，我們同樣可以把圓柱形套狀主體直接與瓶頸上加工好的外螺紋嚙合起來形成一個整體。
在對應的瓶頸變形區域上，通過上述的嚙合方式，我們也就達到了使瓶蓋與瓶頸外螺紋之間進行最合適的緊固方式的目的，來使得消費者在第一次打開瓶蓋時所使用的開蓋力都是已經確定的相同的值。除此之外，在第一次打開瓶蓋之后，消費者再一次將瓶蓋旋緊在瓶頸上的緊固力也是確定好的恒定的值。
權利要求
1.對一個要進行密封的瓶子來說，近瓶頸(1)處加工有瓶口，同時在開口的外表面加工有外螺紋(5，6)；其特征在于對于瓶蓋(2)來說，至少要準備一個或者多個可變形區域，這一區域的變形形式主要是可延展變形，來構成瓶蓋的溝槽區域(21，22)的外加工表面，同時使得溝槽區域的內表面(25，26)與螺紋(5，6)相互嚙合起來。
2.根據權利要求1所述的瓶子密封，其特征在于變形區域(21，22，25，26)被加工成細長形，其方向與瓶子縱向平行或者與瓶口螺紋成一角度。
3.根據權利要求2所述的瓶子密封，其特征在于在變形區域上的凸緣和溝槽的方向置于瓶子縱向的方向。
4.根據上述權利要求中任一所述的瓶子密封，其特征在于瓶蓋(2)包括兩個部件外表層(32)是由延展變形性能較好的金屬板材制成，其中以鋁材最為合適；密封層(34)內表面也是要由可延展變形的材料制成，以塑料為材料比較好。
5.根據權利要求4所述的瓶子密封，其特征在于外表層(32)一般采用套狀結構，包括了在圖中顯示的圓柱形套狀主體(12)，其端部通過圓盤狀的頂殼(10)來固定。
6.根據權利要求5所述的瓶子密封，其特征在于密封元件(34)被設置在圓柱形套狀主體(12)的內部。
7.根據權利要求4至6中任一所述的瓶子密封，其特征在于密封元件(34)的位置一般在圓柱形套狀主體(12)與頂殼(10)的結合面上。
8.根據上述權利要求中任一所述的瓶子密封，其特征在于瓶蓋(2)與一個定位元件(16)相結合。
9.對于具有圖中瓶頸(1)結構的瓶子，特別是飲料瓶來說，在瓶口處需要加工成結構相似的外螺紋(5，6)，其特征在于這樣加工的目的是使得瓶口能夠通過上述權利要求中任一所述的瓶蓋(2)實現其密封功能。
10.對具有圖中瓶頸(1)結構的瓶子，特別是飲料瓶來說，在瓶口處需要加工成結構相似的外螺紋(5，6)，這樣加工的目的是使得瓶口能夠通過瓶蓋(2)實現權利要求1至8中任一所述的瓶子密封的密封功能，其特征在于對這種結構的瓶口進行密封的過程如下將瓶蓋(2)置于瓶頸(1)上，使得變形區域發生延展性變形，形成了瓶蓋外圓周區域的溝槽區域(21，22)，然后使得溝槽區域的內表面(25，26)與瓶口螺紋(5，6)相互嚙合構成了密封結構。
11.根據權利要求10所述的瓶子密封方法，其特征在于對這種結構的瓶口進行密封的過程分為以下兩個步驟a)接下來對瓶蓋(2)施加一定的壓力，來使瓶蓋(2)和瓶口(1)實現密封功能；b)然后在上述瓶蓋(2)上形成的變形區域(21，22，25，26)。
12.對具有圖中瓶頸(1)結構的瓶子，特別是飲料瓶來說，在瓶口處需要加工成結構相似的外螺紋(5，6)，這樣加工的目的是使得瓶口能夠通過瓶蓋(2)實現權利要求1至8中任一所述的瓶子密封的密封功能，其特征在于對這種結構的瓶口進行密封的設備為夾緊元件(60，61，74，75)，在變形區域(21，22，25，26)上進行密封工作。
13.根據權利要求12所述的瓶子密封設備，其特征在于夾緊元件(60，61，74，75)以可以進行周向轉動的方式設置。
14.根據權利要求13所述的瓶子密封設備，其特征在于圓錐襯套(72)用來對固定在變形區域(21，22，25，26)上的夾緊元件(60，61，74，75)施加壓力，來使得上述變形區域發生延展性變形。
15.根據權利要求12至14中任一所述的瓶子密封設備，其特征在于壓頭(51，71)用來對瓶蓋(2)施加壓力，來將瓶蓋(2)壓在瓶口上。
16.根據權利要求15所述的瓶子密封設備，其特征在于夾緊元件(74，75)同時也固定在壓頭(71)上，并且可以進行周向轉動。
17.在根據權利要求15或16所述的瓶子密封設備，其特征在于夾緊元件(74，75)通過彈性擋圈(80)相結合來共同完成其功能。
18.根據權利要求17所述的瓶子密封設備，其特征在于夾緊元件(74，75)還設置有凹壁以容納彈性擋圈(80)。
19.根據權利要求15至18中任一所述的瓶子密封設備，其特征在于在夾緊元件(74，75)的下端設置圓形支撐件(78，79)，它們的作用是將定位環(16)固定在夾緊元件(74，75)上。
20.根據權利要求15至19中任一所述的瓶子密封設備，其特征在于圓錐襯套(72)以在壓頭(71)的縱軸向上可相對于該壓頭移動的方式設置。
全文摘要
本發明是關于瓶子的瓶口與瓶蓋密封，對一個要進行密封的瓶子來說，近瓶頸(1)處加工有瓶口，同時在開口的外表面加工出外螺紋(5，6)；為了提供容易使用并且可以低成本的制造的密封，對于瓶蓋(2)來說，至少要準備一個或者多個可變形區域，這一區域的變形形式主要是可延展變形，來構成瓶蓋的溝槽區域(21，22)的外加工表面，同時使得溝槽區域的內表面(25，26)與螺紋(5，6)相互嚙合起來。
文檔編號B67B3/00GK1787952SQ200480012927
公開日2006年6月14日 申請日期2004年5月5日 優先權日2003年5月13日
發明者京特·施帕茨 申請人:阿爾科阿德意志大地有限公司