本發明涉及一種容器和封閉件,具體地涉及一種用于容置飲料的容器。容器可以是各種尺寸,并且可以例如是寬口容器或其可以是瓶子。在一些情況下,容器可以設計成用于容納碳酸飲料。本發明還涉及分開的和在一起的容器和封閉件、容器和封閉件的使用以及制造容器和封閉件的方法。
背景技術:
容器和用于寬口容器和瓶的封閉件是已知的,諸如在申請人的早期申請例如WO 2006/000774和WO 2011/151630中描述的那些。WO 2014/006418中公開了進一步的發展。這些申請嘗試提供一種能夠牢固地封閉容器,同時保持使消費者相對容易移除的封閉件,該容器的內容物例如在運輸期間和/或當經受高溫時可以處于高壓。
寬口容器可以用于儲存飲料(或其他內容物),并且一旦封閉件已移除則可以作為飲用器皿。在一些情況下,封閉件還可以被設計成使得其可以用于重新封閉和/或再密封容器。典型的寬口容器具有直徑在55至65mm范圍內的口,但是該術語也適用于具有直徑在45至80mm范圍內的口的容器。
瓶子通常用于在將飲料倒入飲用器皿之前儲存飲料(或其它內容物)。常用的瓶子,例如用于儲存啤酒和其它飲料的瓶子,通常具有約28mm的直徑的口。
雖然以上文獻中描述的封閉件在許多情況下是令人滿意的,但是本發明嘗試提供使容器和/或封閉件能夠進一步簡化,并且降低材料成本和/或制造成本,同時保持封閉件的性能,特別是打開和封閉、重新封閉(在需要的情況下)和排氣(在容置碳酸飲料的情況下)的舒適性和可靠性的改進。共同未決申請GB 1407157.5提供了使用的優選材料的更多細節,特別是用于封閉件和密封構件的優選材料的更多細節。
技術實現要素:
根據本發明的第一方面,提供了一種容器及其封閉件,所述容器具有限定出軸線的開口和圍繞所述容器的外表面向外突出的第一構件,所述第一構件包括多個周向隔開的第一部分,每個第一部分具有帶有長形的上表面和下表面的元件,所述第一部分的該元件的所述上表面和所述下表面在周向方向上大致水平,所述封閉件具有頂部部分和裙部部分,所述裙部部分包括圍繞該裙部部分的內表面向內突出的第二構件,所述第二構件包括多個周向隔開的第二部分,每個第二部分具有帶有長形的上表面和下表面的元件,所述第二部分的該元件的所述上表面和所述下表面在周向方向上大致水平,所述第二部分的元件具有使得所述第二部分能夠穿過所述第一部分之間的間隔的長度并且能夠定位在所述第一部分下方,以將所述封閉件固定到所述容器。
因此,用于將封閉件固定到容器上的裝置包括圍繞每個部件的圓周延伸的突起,該突起包括一系列大致水平的周向隔開的元件,這些元件布置成使得封閉件上的元件可以通過容器上的元件之間的間隔并位于容器上的元件下方以將封閉件固定到容器。容器上的突起的元件在周向方向上彼此分離并且在垂直方向上彼此不重疊。類似地,封閉件上的突起的元件在周向方向上彼此分離并且在垂直方向上彼此不重疊。
優選地,所述第一部分中的每一個(或所述第二部分中的每一個)在其一個端部具有向上傾斜端部和/或在其另一個端部具有向下傾斜端部。所述第二部分的向上傾斜端部和/或向下傾斜端部優選地分別延伸超過該第二部分的所述長形的上表面和下表面。
優選地,當所述封閉件繞軸線A沿第一方向旋轉時,所述向下傾斜端部用于相對于所述第一部分向下驅動所述第二部分,其中,當所述封閉件繞軸線A沿第二方向旋轉時,所述向上傾斜端部用于相對于所述第一部分向上驅動所述第二部分。
優選地,所述封閉件的頂部部分具有用于延伸到容器開口中的孔部件和在所述孔部件上用于與所述容器的內密封表面提供密封的密封構件。
優選地,所述向下傾斜端部用于將所述第二部分從所述密封構件在非密封位置接觸所述容器的位置向下驅動到所述密封構件密封地接合所述容器的內密封表面的位置。
所述密封構件可包括安裝在壓蓋(gland)中的O形環。
優選地,所述封閉件能夠在第一固定密封位置與能夠進行所述容器的排氣的第二固定排氣位置之間移動。
根據本發明的另一方面,提供一種容器及其封閉件,所述容器具有限定出軸線的開口和圍繞所述容器的外表面向外突出的第一構件,所述第一構件包括多個周向隔開的第一部分,每個第一部分包括具有上表面和下表面的元件,所述上表面在周向方向上大致水平并且所述下表面在周向方向上大致水平,所述封閉件具有頂部部分和裙部部分,所述頂部部分具有用于延伸到容器開口中的孔部件和在所述孔部件上用于與所述容器的內密封表面提供密封的密封構件,所述裙部部分包括圍繞該裙部部分的內表面向內突出的第二構件,所述第二構件包括多個周向隔開的第二部分,所述封閉件能夠通過所述第一部分與第二部分之間的相互作用固定到所述容器,所述封閉件能夠在第一位置、所述封閉件相對于所述容器沿第一方向旋轉及向下移動之后的第二位置與所述封閉件相對于所述容器沿所述第一方向進一步旋轉及所述封閉件相對于所述容器進一步向下移動之后的第三位置之間移動,在所述第一位置,所述第二部分的至少一部分接合所述第一部分的上表面,在所述第二位置,所述密封構件在非密封位置接觸所述容器并且所述第二部分的元件與所述第一部分之間的間隔對齊,在所述第三位置,所述密封構件已向下移動成密封地接合所述密封表面并且所述第二部分的所述元件定位在所述第一部分下方與該第一部分的所述下表面接觸。
這種封閉件和容器可以布置成使得當封閉件最初放置在容器上時,封閉件在第二構件擱置于第一構件上的情況下水平地坐落于容器上。在封閉件的水平旋轉之后,封閉件移動到密封構件擱置于容器的口部上的位置。進一步的水平旋轉導致封閉件被向下驅動,因此,密封構件向下移動到密封位置并且第二構件位于第一構件下方以將封閉件固定到容器。以下描述其他優選特征。
如上所述,容器上的第一構件的第一部分在周向方向上彼此分離并且在垂直方向上彼此不重疊。類似地,封閉件上的第二構件的第二部分在周向方向上彼此分離并且在垂直方向上彼此不重疊。
優選地,所述密封表面大致平行于所述軸線,并且所述容器在其上端部具有通向所述密封表面的傾斜導入表面。
優選地,在所述第二位置,所述密封構件接觸所述導入表面。在容置碳酸飲料的容器的情況下,這是排氣位置。
優選地,當所述封閉件從所述第二位置向下移動到所述第三位置以移動該封閉件與所述密封表面密封接合時,所述密封構件被壓縮在所述容器與所述孔部件之間。
所述封閉件可以布置成通過圍繞所述軸線在第二方向上旋轉以使之從所述第三位置移動到所述第二位置,隨后移動到所述第一位置而從容器移除,即,是將封閉件固定到容器的方式的反轉。
在優選的布置中,尤其對于容置碳酸飲料的使用,所述封閉件的裙部部分包括另一向內突出的構件,所述另一向內突出的構件包括多個周向隔開的第三部分,所述第三部分中的每一個具有比所述第二部分的上表面的高度低的上表面,所述第三部分布置成當所述封閉件處于排氣位置時接合所述第一部分的下表面,即所述第三部分布置成當所述封閉件處于所述第二位置時接合所述第一部分的下表面。
在優選的布置中,所述第二部分中的每一個具有向下成角度的端部,所述向下成角度的端部布置成當所述封閉件從所述第二位置沿著所述第一方向旋轉時接合所述第一部分的第一端部面,反之亦然,并且與所述第一部分的第一端部面相互作用以向下驅動所述封閉件。封閉件的簡單旋轉因此導致封閉件被向下驅動到容器上,因此,密封構件從排氣位置移動到密封位置。
類似地,所述第二部分中的每一個優選地具有向上成角度的端部,所述向上成角度的端部布置成當所述封閉件從所述第二位置沿著第二方向(與第一方向相反)旋轉時接合所述第一部分的第二端部面,反之亦然,并且與所述第一部分的第二端部面相互作用以向上驅動所述封閉件,因此,所述密封構件從所述密封位置移動至排氣位置。
所述第二部分可以豎直地通過所述第一部分之間的間隔,但是優選地被布置成有角度地穿過所述第一部分之間的間隔。
所述第二部分的大致水平的上表面的周向長度優選地為所述第一部分的大致水平的下表面的周向長度的至少50%或至少75%。
最優選地,在用于容置碳酸飲料的容器的情況下,所述第二部分的大致水平的上表面的周向長度與所述第一部分的大致水平的下表面的周向長度大致相同。
優選地,每個第一部分具有與第二部分的所述元件的周向長度大致類似的周向長度,并且優選地,當所述封閉件固定到所述容器時,所述第二部分的所述元件接觸所述第一部分的所述下表面的大致整個周向長度。
對于容置碳酸飲料的寬口容器,所述第一部分的組合的周向長度優選地是所述容器在其上設置所述第一部分的位置處的外圓周的大致一半。
所述第一構件優選地與容器的上端部隔開例如9至12mm范圍內的距離或者在其它情況下隔開6至16mm范圍內的距離。
本文描述的容器和封閉件特別適用于如本文所限定的寬口容器,但也可用于其它尺寸的容器,例如具有相對較窄開口的瓶子。
容器優選地通過注塑成型工藝,隨后通過對第一構件下方的部分的吹塑成型工藝形成。
優選形式的容器在所述第一構件下方的外表面中具有凹槽,所述第一構件和/或所述凹槽設置有保持裝置,所述保持裝置在所述容器從注塑成型設備轉移至吹塑成型設備時和/或在所述吹塑成型工藝期間能夠保持所述容器。因此,第一構件具有雙重作用:其既用作用于將封閉件固定到容器的裝置的一部分,又用作保持裝置的一部分。
優選地,封閉件或其至少一部分由具有大于3000MPa的拉伸模量(楊氏模量)、大于3000MPa的彎曲模量和大于70MPa的屈服應力的塑料材料形成。用于這種封閉件的優選材料是聚甲醛(POM)。容器優選地由包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的塑料材料形成。
在一些應用中,容器和/或封閉件可以由金屬形成。這使得壁厚度以及因此用于形成封閉件和/或容器的材料的量減少,從而減少其重量和/或成本。金屬封閉件可以通過一個或多個壓制操作形成及成形。
如以上提到的,容器的內表面優選地包括鄰近容器的口部的截頭圓錐形導入表面,其表面相對于容器的軸線傾斜例如10至30度并且通常具有大約2mm的垂直尺寸。導入表面優選地通向大致平行的側面圓柱形表面,該側面圓柱形表面的表面大致平行于所述軸線。圓柱形表面的直徑與截頭圓錐形表面的較小(最低)端部大致相同。對于與碳酸飲料一起使用的封閉件,密封構件布置成接合該大致圓柱形表面并在封閉件與該大致圓柱形表面之間提供液密和氣密密封。
在一些情況下,可能期望在導入表面中設置多個隔開的排氣凹槽以有助于容器的排氣,所述凹槽從容器的內部朝向容器的口部延伸。
如以上指示的,對于碳酸化應用,封閉件優選地可以在第一固定位置與相對于第一位置升高的第二固定位置之間移動,在第二位置能夠進行容器的排氣。
密封構件優選為O形環密封件。本文所使用的術語O形環應該理解為包括具有圓形橫截面(或其它橫截面)的彈性體材料的環形體。這種O形環通常位于壓蓋(其通常可以由凹槽或由具有兩個或更多個面的凹部限定)中。O形環優選地能夠在壓蓋內移動或變形,以能夠響應于容器的內部與外部之間的壓差而與密封表面更緊密地密封(如以上參考的WO 2011/151630描述的)。雖然這種形式的O形環是優選的,但是該術語也應該理解為涵蓋模仿O形環的其他形式的密封件和設置在兩個相對剛性的部件(具有與密封件不同的材料)之間的(例如通過彈性材料的包覆成型形成的)其它形式的柔性密封材料,所述材料能夠在這些部件之間提供氣密密封。O形環優選地由丁腈橡膠(NBR)形成。在以上參考的GB 1407157.5中給出進一步的細節。
如本文所使用的諸如向上、向下、上和下的方向術語,應該理解為指的是涉及相對于以穿過其開口的軸線A大致垂直的方式站立于水平表面上的容器的方向(除非上下文另外明確要求)。
本發明還涉及一種容器,用于與封閉件一起使用以提供如以上所描述的容器和封閉件,以及一種用于提供如以上所描述的容器和封閉件的封閉件。
本發明還涉及如以上描述的用于容納碳酸飲料的容器和封閉件的用途。
根據本發明的另一方面,提供了一種制造在提供如以上描述的容器和封閉件時使用的容器的方法,所述方法包括注塑成型工藝,隨后是吹塑成型工藝。
優選地,所述容器在所述第一構件下方的外表面中具有凹槽,所述第一構件和/或所述凹槽用作保持裝置,所述保持裝置在所述容器從注塑成型設備轉移至吹塑成型設備時和/或在所述吹塑成型工藝期間能夠保持所述容器。
優選地,封閉件通過注塑成型工藝形成。封閉件可以由各種塑料材料形成,但優選地由聚甲醛(POM)形成。
根據本發明的另一方面,提供一種制造容器用封閉件的方法,所述容器具有限定出軸線的開口,所述封閉件具有頂部部分和裙部部分,所述頂部部分具有用于延伸到容器開口中的孔部件、在所述孔部件的徑向向外面向的表面中用于接納密封構件的凹部,并且所述裙部部分具有圍繞該裙部部分的內表面向內突出的保持構件,所述保持構件包括多個周向隔開的部分,所述封閉件通過注塑成型工藝形成,所述注塑成型工藝包括以下步驟:
提供注塑成型工具,所述注塑成型工具具有模腔和工具芯,所述模腔用于形成所述封閉件的頂部部分和裙部部分的向外面向的特征,所述工具芯包括用于至少形成所述孔部件的凹部的內部部件和用于至少形成所述裙部部分的保持構件的外部部件,
所述內部部件布置成使得一旦所述封閉件已經形成,則所述內部部件能夠從所述封閉件大致軸向地抽出,
所述外部部件包括可收縮芯,使得一旦所述內部部件已經抽出,則所述可收縮芯的部分能夠徑向向內地移動,至少部分地移動到之前由所述內部部件占據的空間中,以使所述可收縮芯與所述保持部分脫離,使得所述可收縮芯能夠隨后從所述封閉件大致軸向地抽出。
優選地,所述凹部形成用于接納O形環密封構件的壓蓋。
在優選的方法中,鄰近所述凹部形成用于將所述密封構件軸向保持在所述凹部中的多個徑向向外突出的彈性指狀物,所述指狀物徑向向內彎曲以當所述內部部件軸向地抽出時允許所述內部部件與之脫離。
優選地,所述孔部件的徑向最外部分與所述裙部部分的保持構件的徑向最內部分之間的徑向間隔為4.0mm或更小,最優選地為3.9mm或更小。
優選地,所述保持部分從所述裙部部分的內壁突出至少R mm,其中R為至少1.0mm,優選地為至少1.3mm。
在優選的方法中,所述內部部件的抽出提供了允許所述外部部件的所述部分徑向向內移動至少R并且優選地R加上至少0.5mm的間隔,以允許所述封閉件一旦形成則收縮。
在優選的方法中,所述封閉件由塑料材料形成,所述塑料材料的剛性例如需要使用可收縮芯以使所述芯與所述保持部分分離。所述塑料材料可以包括聚甲醛。
根據本發明的另一方面,提供一種容器用封閉件,所述容器具有限定出軸線的開口,所述封閉件具有頂部部分和裙部部分,所述頂部部分具有用于延伸到容器開口中的孔部件、在所述孔部件的徑向向外面向的表面中用于接納密封構件的凹部,并且所述裙部部分具有圍繞該裙部部分的內表面向內突出的保持構件,所述保持構件包括多個周向隔開的部分,其中,所述封閉件通過如以上描述的方法制造。
優選地,所述凹部形成用于接納O形環密封構件的壓蓋。
優選地,鄰近所述凹部設置用于將所述密封構件軸向保持在所述凹部中的多個徑向向外突出的彈性指狀物。
所述孔部件的徑向最外部分與所述裙部部分的保持構件的徑向最內部分之間的徑向間隔可以為4.0mm或更小,優選地為3.9mm或更小。
所述保持部分可以從所述裙部部分的內壁突出至少R mm,其中R為至少1.0mm,優選地為至少1.3mm。
所述頂部部分和裙部部分可以由包括聚甲醛的塑料材料整體形成。
本發明的優選和可選特征將根據以下說明書的描述和附屬的權利要求顯而易見。
附圖說明
參照附圖,現在將僅通過示例的方式描述本發明的實施例,其中:
圖1A和圖1B示出了從在本發明的第一實施例中使用的容器的上方和側方觀察的透視圖;
圖2A和圖2B示出了從在本發明的第一實施例中使用的封閉件的上方和下方觀察的透視圖;
圖3A示出了當封閉件移動成與圖1的容器接合時圖1的封閉件,圖3B示出了當固定到容器時的封閉件;
圖4至圖6示出了圖1和圖2所示的容器和封閉件的簡化形式的示意圖和橫截面圖,以說明將封閉件固定到容器的過程的主要階段:圖4A和圖4B涉及預加載階段,圖5A和圖5B涉及加載(或排氣)位置,圖6A和圖6B涉及密封位置;
圖7至圖12示出了圖2的封閉件固定到圖1的容器的更詳細的步驟順序,和示出了封閉件和容器在每個階段的相對位置的橫截面;
圖7A和圖7B涉及第一預加載階段;
圖8A和圖8B涉及第二預加載階段;
圖9涉及初始加載階段;
圖10A和圖10B涉及初始驅動下降階段;
圖11涉及密封位置;和
圖12A和圖12B涉及鎖緊位置。
圖13至圖15示出了從容器移除封閉件的步驟順序和示出了封閉件和容器在排氣階段的相對位置的橫截面:
圖13涉及初始移除階段;
圖14涉及驅離階段;
圖15A和圖15B涉及排氣階段;
圖16、圖17和圖18涉及另外的驅出階段;
圖19至圖21示出了與用于非碳酸飲料的容器相關的類似于圖4至圖6的容器和封閉件的另一簡化形式的容器和封閉件的示意圖和橫截面圖:圖19A和圖19B涉及預加載階段,圖20A和圖20B涉及加載位置,圖21A和圖21B涉及密封位置;
圖22是根據本發明的封閉件的另一實施例的橫截面;
圖23是圖22的封閉件的放大部分,以說明根據本發明的另一方面的這種封閉件的制造方法;
圖24A和圖24B是容器的一部分的側視圖,示出了容器的與圖1B所示的容器相比的替代性細節;
圖25A和圖25B示出了對應于圖22的根據本發明的封閉件的兩個另外的實施例的橫截面圖;和
圖26示出了與圖25的封閉件一起使用的容器的橫截面圖。
具體實施方式
圖1A和圖1B示出了在本發明的第一實施例中使用的寬口容器10。容器具有限定出軸線A的開口10A,并且具有圍繞容器10的外表面向外突出的第一構件11,第一構件包括多個周向隔開的第一部分11A(在所示示例中為四個),每個第一部分11A具有上表面11B、下表面11C、第一端部表面11D和第二端部表面11E。上表面11B在周向方向上大致水平,但可以在徑向方向上彎曲或傾斜。下表面11C在周向方向上也是大致水平的,并且在所示的實施例中,在徑向方向上大致水平且且大致平坦。以下將參照圖7至圖18進一步描述端部表面的形狀和作用。
第一構件11的隔開部分形成間歇的、向外突出的唇緣,唇緣可以位于或接近容器10的上端部,或者如在所示的實施例中,與容器10的上端部隔開例如9至12mm范圍內的距離。第一部分11A在周向方向上彼此分離并且在垂直方向上彼此不重疊。
容器10的上端部具有導入表面12,導入表面相對于軸線A傾斜并通向容器10的內表面的大致平行的側面圓柱形部分13(參見圖4、圖5和圖6)。導入表面優選地具有大致截頭圓錐形狀并且相對于軸線A處于10至30度范圍內的角度。多個排氣凹槽14或通道優選地設置在圍繞導入表面的圓周隔開的位置處以便于容器的排氣(以下進一步描述)。
圖1所示的容器在其外表面中還具有處理凹槽15,以當容器例如在制造和例如洗滌、填充、封閉等隨后的過程期間通過自動化機械時便于封閉件的處理。在其他實施例中(未示出),可以不需要處理凹槽。
容器通常由塑料材料例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成,并且通常以兩級成型工藝形成:在形成凹槽15上方的特征的第一注塑成型階段形成預成型件,隨后是第二吹塑成型階段,在第二吹塑成型階段,預成型件被吹塑以形成凹槽15下方的容器形狀。間歇唇緣11和/或凹槽可以用于在吹塑成型階段期間保持預成型件。PET容器通常設置有例如處于二氧化硅或碳的薄涂層的形式或者處于層壓結構的形式的阻隔材料,以改善其對氣體滲透性的抵抗性(尤其是氧的進入或二氧化碳的排出)。
容器還可以由例如玻璃或金屬的其他材料或材料的組合形成。
圖2A和2B示出了在本發明的第一實施例中使用的封閉件。封閉件包括頂部部分20和從頂部部分起的裙部部分21。頂部部分20具有從其下面延伸并且在使用時延伸到容器10中的孔部件22。孔部件22承載密封構件23,例如O形環(參見圖4B),使得當封閉件安裝在容器10上時,密封構件23在容器10的內密封表面13與孔部件22之間提供密封(參見圖6B)。O形環位于設置在孔部件22的外表面上的凹槽或壓蓋23B中。在以上參考的WO 2011/151630中提供了適當形式的O形環和壓蓋的進一步細節。應該注意的是,壓蓋的壁應該是平滑的以確保令人滿意的密封,并且具體地,不應該包括模具關閉線(這使得難以提供平滑的表面)。用于與寬口封閉件使用的O形環通常具有2至3mm的橫截面直徑。密封表面13具有足以容置(例如由于容器中的壓力變化導致的)O形環相對于容器的一些垂直移動的軸向長度,通常具有至少8mm的軸向長度,并且在一些情況下高達13mm。
封閉件的裙部部分21設置有圍繞其內表面向內突出的第二構件24,所述第二構件包括多個周向隔開的第二部分24A(在所示示例中為四個)。第二部分中的每一個具有上表面24B、下表面24C、帶有第一端部表面24D的向下成角度的端部和帶有第二端部表面24E的向上成角度的端部。上表面24B在周向方向上大致水平,并且在所示的實施例中,在徑向方向上大致水平且大致平坦。下表面11C在周向方向上也是大致水平的,但是可以在徑向方向上彎曲或傾斜,例如如圖7B和圖12B所示的。端部表面24D和24E分別沿周向方向向下和向上成角度,并且在所示的實施例中,這些表面分別延伸超過第二部分24A的下表面24C和上表面24B。以下將參照圖7至圖18進一步描述成角度的端部和端部表面24D和24E的作用。在所示的實施例中,在裙部部分上設置有另外的向內突出的構件,該構件包括多個周向隔開的第三部分25A。第三部分中的每一個還具有上表面25B,上表面在周向方向上大致水平,并且在所示的實施例中,在徑向方向上大致水平且大致平坦。上表面25B處于比上表面24B低的高度處(當封閉件的頂部部分20最高時觀察),上表面24B與25B之間的垂直間隔通常為大約2.5至4.0mm。第三部分25A還具有成角度的側面25C和25D。
第二部分24A在周向方向上彼此分離,并且在垂直方向上彼此不重疊。
第三部分25A也在周向方向上彼此分離,并且在垂直方向上彼此不重疊,但是它們可以在垂直方向上與第二部分24A至少在某種程度上重疊。
圖2B還示出了小肋26,當放置在容器上時小肋有助于防止封閉件傾斜,并因此有助于保持封閉件水平。
封閉件可以通過第一部分11A與第二部分24A之間的相互作用固定到容器10。圖4至圖6(以下進一步描述)提供了當封閉件固定到容器時第一部分與第二部分之間的相互作用以及O形環密封件的位置的示意圖。
在所示的布置中,封閉件可以在第一位置(圖4)、封閉件相對于容器10旋轉及向下移動之后的第二位置(圖5)與封閉件相對于容器10進一步旋轉和進一步向下移動之后的第三位置(圖6)之間移動,在所述第一位置,第二部分24A(或第二部分的至少一部分)接合第一部分11A的上表面11B,在所述第二位置,密封構件23在非密封位置接觸容器10,并且第二部分24A與第一部分11A之間的間隔對齊,在所述第三位置,密封構件23已向下移動成密封地接合容器的密封表面13,并且第二部分24A位于第一部分11A下方并且與第一部分的下表面11C的大致整個周向長度接觸。
在第三位置使第二部分的上表面24B與第一部分的下表面11C之間的接觸最大化是重要的。首先,期望使第一部分11B的長度最小化,以使第一部分對容器的外觀的影響最小化并且使第一部分與從容器飲用的使用者的嘴唇的接觸最小化,其次,期望充分利用第一部分11A與第二部分24A之間的接觸,以便將封閉件固定在容器上,具體地以便抵抗(例如,在容器容納碳酸飲料和/或經受高壓的情況下)由于容器內的高壓導致的封閉件上的向上壓力。
圖1和圖2所示的實施例設計成使用碳酸飲料。對于給定直徑的容器(以及因此經受內部壓力的封閉件的面積),可以確定第二部分的上表面24B與第一部分的下表面11C之間的期望的最小接觸面積。例如,對于具有大約62mm的內徑(和大約64mm的外徑)的容置碳酸飲料且經受高達40℃的溫度的寬口容器,期望該重疊面積至少為大約100mm2。對于具有四個第一部分(和四個第二部分)的實施例,在四個第一部分各自具有25mm的長度,因而第一部分11B的組合的周向長度為大約100mm(其表示容器在該點處的外圓周的大約50%)并且四個第一部分的徑向突起為約1.0mm的情況下,可以例如實現這點。優選地避免第一部分11B的更大徑向突起,以便使其對從容器飲用的使用者的嘴唇的接觸和影響因此最小化。還可以通過將第一部分11B定位在與容器的上端部隔開的位置處,例如在所述實施例的容器的頂部下方10mm處,來減小第一部分對用戶的嘴唇的影響。
對于具有較小內徑(例如約50mm)的實施例,封閉件上的向上壓力較小,從而可以例如通過使用四個較短的第一部分或通過減少第一部分的數量例如減小到三個來減小第一部分11B的組合的周向長度。
第一部分的需要的組合的周向長度(在第一部分的徑向突起保持相同,例如1mm的情況下)與封閉件的面積大致成比例。對于封閉件的面積減小35%,第一部分的組合的周向長度可以因此減小大約35%,即減小到大約65mm2的重疊面積。在給出的示例中,這可以由具有大約16mm的長度的四個第一部分或具有大約22mm的長度的三個第一部分提供。
圖3A示出了封閉件朝向容器的移動。最初,封閉件朝向容器軸向移動,但是,如將在以下進一步說明的,封閉件隨后相對于容器(繞軸線A)旋轉以使之固定到容器上。圖3B示出了一旦安裝在容器上并固定到容器上的封閉件。
如以上提到的,圖4至圖6示出了圖1和圖2所示的容器和封閉件的簡化形式的示意圖和橫截面視圖,以有助于說明將封閉件固定到(無論是用于保持碳酸飲料還是非碳酸飲料的)容器所涉及的移動的主要階段。使用相同的附圖標記,但是應該注意,與在后續附圖中示出的實施例中所示的特征相比,在這些附圖中以高度示意性的形式示出了特征中的一些。
圖4A和圖4B涉及預加載階段,其中,封閉件的第二部分24A(或第二部分的至少一部分)擱置在容器的第一部分11A的上表面11B上。圖4B示出沿圖4A中的線B-B截取的橫截面。在該位置,封閉件的O形環密封件23與容器隔開。
隨后(沿任一方向)使封閉件旋轉并從圖4所示的位置向下移動,直到封閉件的第二部分24A與容器的第一部分11A之間的間隔對齊為止,如圖5所示。該示意性表示示出了當第二部分通過第一部分11A之間的間隔時的第二部分24A。如在以下關于圖10A將進一步描述的,在第一部分和第二部分在徑向方向上成角度或彎曲的情況下,第一部分與第二部分之間的垂直關系可以更復雜,側視圖將示出第一部分和第二部分為重疊,例如如圖9)中示出的。圖5示出了第二部分24A,一旦第二部分已經移動到與第一部分11A之間的間隔對齊的位置,則因此第二部分隨后能夠通過那些間隔。如圖5A所示,第二部分24A的周向長度小于第一部分11A之間的間隔,因此第二部分可以通過這些間隔,但是如所示的,第二部分優選地具有與這些間隔大致相似的長度。圖5B是沿圖5A中的線C-C截取的截面。
如圖5B所示,在該位置,O形環23與容器10的導入表面12接觸,并且在該位置支撐(或幫助支撐)封閉件。
從圖5所示的位置,封閉件進一步向下移動到容器上。在該示意圖所示的簡單布置中,可以將封閉件進一步軸向按壓到容器上。在該向下移動期間,O形環23被壓縮在孔部件22與容器之間,并且通過與導入表面12接觸地移動以密封地接合容器的密封表面13。在該位置,第二部分的上表面24B與第一部分11A的下表面11C大致齊平(或略微在其下方)。隨后使封閉件繞軸線A相對于容器旋轉,使得容器的第二部分定位在容器的第一部分下方,如圖6A所示。在(以下描述的)其他布置中,第二部件的移動可以是大致對角的,因此第二部件向下移動并同時相對于容器旋轉。圖6B是沿圖6A的線D-D截取的截面。
在該第三位置,封閉件固定在容器上并且不能相對于容器向上移動,除非封閉件旋轉到第二部分可以通過第一部分之間的間隔向上移回的位置。而且,由于第二部分的上表面和第一部分的下表面大致水平,所以例如因容器內的高壓導致的封閉件上的向上壓力不具有使封閉件相對于容器旋轉的任何趨勢。如該圖所示的,第一部分中的每一個的上表面11B也接觸相應的第一部分的大致整個長度,其中上表面11B定位在相應的第一部分下方。如以上提到的,這使第一部分與第二部分之間的重疊面積最大化,因此,重疊面積可用于抵抗(例如,由于容器中的高壓導致的)封閉件上的向上力。此外,這意味著為了釋放該接合,需要使封閉件相對于容器旋轉足夠的距離,以使第二部分的整個長度不與第一部分接觸。
因此,如圖4至圖6所示的,第二部分24A最初位于第一部分11A的上方,隨后移動,使得第二部分通過第一部分之間的間隔且最后到達第二部分位于第一部分11A下方的位置。第二部分24A的上表面24B在其整個長度上(或者至少在第二部分24A的傾斜端部24D與24E之間)大致水平且大致平坦,因此第二部分可以在第一部分的11A的下表面11C下方水平地滑動,下表面11C在其整個長度(或至少在第一部分11A的端部11D與11E之間)也是大致水平的且大致平坦。
為了將封閉件從圖6所示的固定位置釋放,使封閉件相對于容器旋轉以使第二部分從第一部分的下面脫離,隨后將第二部分向上移動到圖5所示的位置。在沒有將封閉件保持在排氣位置的另外裝置的簡單布置中,可以將封閉件從容器提起拿開。在其它布置中,將需要進一步旋轉以便將封閉件從排氣位置釋放。
圖7至圖12示出了更詳細的步驟順序,通過這些步驟,諸如圖2所示的封閉件被固定到諸如圖1所示的容器(被設計成用于碳酸飲料),并且示出了封閉件和容器在每個階段的相對位置的橫截面,尤其是O形環密封件的位置。步驟順序基于以上關于圖4至圖6的示意圖描述的順序(但是在一定程度上被修改)。
返回參照圖1,將注意到的是,第一部分11A具有傾斜的端部表面11D和11E。優選地,端部表面相對于水平線成大約45度。如圖1所示,端部表面11D可以從上表面11B延伸到下表面11C。然而,如圖1B所示,端部表面11E可以不從下表面11C一直延伸到上表面11B。
第一部分的端部表面11D和11E也可以具有其它形式(參見以下描述的圖24A至24C)。
并且,如關于圖2B描述的,第二部分24A具有帶端部表面24D和24E的傾斜端部,端部表面24D和24E延伸超過下表面24C和上表面24B,例如如圖2B和圖7A中所示的。以下將進一步描述這些。
圖7至圖12還示出了圖2B所示的第三部分25A。如以上提到的,第三部分25A設置在旨在與容置碳酸飲料的容器一起使用的封閉件中,并且其作用是在位于排氣位置時將封閉件保持在容器上(如以下進一步描述的)。
在圖7A、圖8A、圖9、圖10A、圖11和圖12A中,容器和封閉件以虛線示意性地示出,而第一部分11A、第二部分24A和第三部分25A以實線示出,以突出它們之間的相互作用。圖7B、圖8B、圖10B和圖12B示出了位于與圖7A、圖8A、圖10A和圖12A的位置對應的位置的封閉件和容器的橫截面。
圖7A和圖7B示出了處于第一預加載階段的封閉件,其中,第三部分25A擱置在第一部分11A的上表面11B上(圖7A示出了由于第一部分的上表面11B和第三部分25A的下表面如圖7B的截面圖中所示的在徑向方向上成角度或彎曲而在垂直方向上重疊的這些部分)。在該位置,O形環23與容器10隔開。
在封閉件從圖7所示的位置繞軸線A相對于容器10沿著緊固方向(在所示實施例中為順時針)旋轉之后,第三部分25A下落到第一部分11A之間的間隔中,直到第二部分24A的向下成角度的端部擱置在第一部分11A的上表面11B上,如圖8A和8B所示的。在該第二預加載位置,如所示的,O形環23仍然與容器10隔開(但是僅隔開小的距離)。該位置(或圖7所示的位置)對應于以上關于圖4提到的第一位置。
當封閉件從圖8所示的位置沿封閉方向進一步旋轉時,第二部分24A沿著第一部分11A的上表面11B滑動,直到其向下成角度的端部從上表面11B的端部脫落且第二部分24A的下表面24C擱置在第一部分11A的上表面11B上(如圖9所示)為止。應該注意的是,圖9示出了由于第一部分的上表面和第二部分的下表面(如圖17B所示的)在徑向方向上彎曲或成角度而在垂直方向上在某種程度上重疊的第一部分和第二部分。盡管如此,第二部分擱置在第一部分的上表面上并由第一部分的上表面支撐。
在該位置,封閉件比圖8A所示的位置略低。并且,如將從圖9看到的,第二部分24A(沿周向方向)的長度或至少其水平部分的長度優選地大致類似于第一部分11A的長度。
如在圖9中還將看到的,在該位置,第三部分25A接合第一部分11A的下面。
當封閉件從圖9所示的位置沿緊固方向進一步旋轉時,第二部分24A沿著第一部分的上表面滑動且第三部分25A沿著第一部分11A的下面滑動。該水平移動繼續,直到第二部分的向下成角度的端部的端部表面24D(如以上提到的,端部表面優選地延伸超過下表面24C)到達第一部分11A的端部表面11E為止。隨后,第二部分24A與第一部分11A之間的間隙對齊,如圖10A所示。應該注意的是,封閉件和容器的相對垂直位置在圖9和圖10A中大致相同,并且如所示的,第三部分25A仍然位于第一部分11A下方。
圖10B是位于圖10A所示的位置的封閉件和容器的橫截面圖。如將看到的,在該位置,O形環與容器10的導入表面12接觸,并且第一部分11A夾在第二部分24A與第三部分25A之間。圖10A和10B所示的封閉件的位置對應于參照關于圖5的第二位置。如以下將進一步描述的,這也對應于當封閉件從容器移除時的排氣位置。
在圖9和圖10所示的兩個旋轉位置,封閉件相對于容器的垂直位置因此通過擱置在容器的第一部分11A上的封閉件的第二部分24A和/或擱置在容器10的導入表面12上的O形環23而確定。
從圖10A還將注意到的是,第二部分(沿周向方向)的長度或至少其水平部分的長度大致類似于(并且略小于)第一部分11A之間的間隔的長度。這是必要的,以使第二部分24A能夠通過第一部分11A之間的間隔向下移動,如以下將描述的(即使如將描述的,它們向下對角地移動)。
當封閉件從圖10所示的位置沿緊固方向進一步旋轉時,第二部分的向下成角度的端部的傾斜端部表面24D滑動到第一部分的傾斜端部表面11E下方,因此,封閉件在旋轉時相對于容器被向下驅動。優選地,端部表面24D和11E以大致相同的角度傾斜,例如在所示的實施例中大約45度,因此,第二部分24A以這個角度相對于軸線A向下移動。因此,封閉件的旋轉使之向下驅動,直到第二部分24A的傾斜端部表面24D與第一部分11A的傾斜端部表面11E的下端部脫離為止。隨后,第二部分24A的上表面24B與第一部分11A的下面11C齊平,如圖11所示。在從該位置進一步旋轉時,第二部分24A沿著第一部分11A的下面水平滑動,直到具有端部表面24E(其延伸超過上表面24A)的向上成角度的端部接合第一部分的端部表面11E并且停止進一步旋轉為止,如圖12A所示。將看到的是,在該位置,第二部分24A位于第一部分11A下方并且第二部分24A的大致水平的上表面24B與第一部分11A的大致水平的下面11C的(在周向方向上的)大致整個長度接觸。因此,第二部分24A牢固地位于第一部分11A下方,并且第二部分與第一部分之間的接觸面積(其抵抗由于容器內的高壓而導致的封閉件向上移動)被最大化。
圖12B示出了處于圖12A所示的位置的封閉件和容器的橫截面。如將看到的,O形環已經從導入表面12(圖10B所示的位置)向下驅動以密封地接合圍繞容器內部的大致圓柱形的密封表面13。這涉及O形環的壓縮,其中,由封閉件的旋轉實現了引起封閉件向下移動的以上裝置在提供壓縮O形環所需的力方面提供了顯著的機械優點,尤其是對于(例如與瓶蓋相比)封閉件具有相對大的直徑的寬口封閉件而言。
圖12A和圖12B所示的位置對應于關于圖6所述的第三位置。
將從以上描述中領會的是,當封閉件從圖10A所示的位置旋轉到圖11所示的位置時,封閉件被向下驅動。該旋轉經過相對小的角度(取決于傾斜端部表面11D的長度和角度)并且通常可以在5至15度的范圍內。
并且將領會的是,封閉件向下驅動的垂直距離由端部表面24D的角度和長度確定,并且端部表面24D超過下表面24C的延伸使封閉件能夠被向下驅動足夠的距離,因此O形環23從導入表面12被向下驅動并且與密封表面13密封接合。
還將從以上描述領會的是,一旦封閉件被向下驅動到圖11所示的位置,則進一步旋轉到圖12A所示的位置,不會涉及封閉件的進一步降低,也不會涉及O形環的進一步壓縮,而是通過使第二部分與第一部分之間的重疊面積最大化而使第二部分牢固地接合在第一部分下方。在所示的實施例中,封閉件在圖11與圖12A所示的位置之間旋轉40至50度范圍內的角度。這也意味著一旦處于圖12A所示的位置,則封閉件牢固地保持在容器上,并且在封閉件可以從容器移除之前封閉件需要往回旋轉該角度(40至50度)(如以下將進一步描述的)。由于該旋轉是水平的(而非如在螺旋螺紋的情況下那樣是傾斜的),因此,不需要設置在可以發生該旋轉之前需要克服(例如,涉及封閉件的垂直移動)的任何棘爪或其他特征。
圖13至圖18示出了從圖1的容器移除圖2的封閉件的更詳細的步驟順序,以及示出了封閉件和容器在每個階段的相對位置的橫截面,尤其是O形環密封件的位置。這與以上描述的加載順序基本相反。
為了從圖12A和圖12B所示的鎖緊位置釋放封閉件,使封閉件相對于容器10繞軸線A沿松開方向(在所示實施例中為逆時針)旋轉。最初,使封閉件旋轉到圖13所示的位置,直到第二部分24A的向上成角度的端部的端部面24E(如以上提到的,其延伸超過第二部分24A的上表面24B)接觸第一部分11A的端部表面11D為止。隨后,當從該位置進一步旋轉時,傾斜端部表面24E越過傾斜端部表面11D,如圖14所示,直到第三部分25A接合第一部分11A的下面,如圖15所示,以阻止封閉件的垂直移動為止。在封閉件的該向上移動期間,O形環23通過密封地接合密封表面13移動到O形環位于導入表面12上的位置,如圖15B所示。將領會的是,圖15A和圖15B所示的位置對應于圖10A和圖10B所示的位置。
圖15A和圖15B所示的位置是排氣位置。容器內的過量壓力可以通過O形環密封件23與導入表面12之間的氣體,具體地借助導入表面中的排氣凹槽14(如圖1A所示)的逸出而被釋放。然而,封閉件通過第三部分25A與第一部分11A的下面的接合被牢固地保持在容器上,如圖15A所示。如圖15B所示,第一部分11A夾在第二部分24A與第三部分25A之間。
當封閉件從圖15A所示的位置沿松開方向進一步旋轉時,第三部分25A沿著第一部分11A的下面滑動并且第二部分24A沿著第一部分11A的上表面24B滑動,直到第二部分的延伸超過其下表面24C的向下成角度的端部到達第一部分11A的傾斜端部表面11D為止。同時,第三部分25A到達從第一部分11A的下面11C脫離的位置(因此,不再抵抗封閉件的向上移動)。這是圖16所示的位置(其對應于圖9所示的位置)。
當封閉件從圖16所示的位置進一步旋轉時,第二部分的向上成角度的端部部升高第一部分11A的傾斜端部表面11D,并且第三部分25A的傾斜側面25B越過第一部分11A的傾斜端部面11E,因此,封閉件如圖17所示對角地向上移動。在容器容置碳酸飲料的情況下,由此在容器內產生的壓力將有助于封閉件的該向上移動。
當封閉件從圖17所示的位置進一步旋轉時,第三部分25A能夠通過第一部分11A之間的間隔向上移動,封閉件可以從容器上自由地提起拿開,如圖18所示。
如以上描述的,第二部分24A的傾斜端部分別用于相對于容器向下和向上驅動封閉件,并且第二部分還分別用作止動件,以限制封閉件相對于容器的順時針和逆時針的旋轉。
圖19至圖21示出了與圖4至圖6類似的關于非碳酸飲料用容器的容器和封閉件的簡化形式的示意圖和橫截面圖。除了容器具有較少的第一部分11A(在所示的示例中為兩個而非四個)并且封閉件具有較少的第二部分24A(同樣,在所示示例中為兩個而非四個)之外,其類似于圖4至圖6中所示的布置。
圖19A和19B示出了預加載階段,其中,第二部分(或第二部分的至少一部分)擱置在第一部分上并且O形環23與容器隔開。同樣,應該注意的是,這些附圖示出了部件的示意性表示,因此不需要與上述附圖中所示的部件具有一對一的關系。
圖20A和20B示出了加載位置,其中,O形環23擱置在容器的導入表面12上并且第二部分24A與第一部分11A之間的間隔對齊。
圖21A和21B示出了密封位置,其中,第二部分24A已向下進一步移動并且在第一部分11A下方,并且O形環密封件已向下移動以密封地接合容器的密封表面13。
由于容器用于非碳酸飲料,所以與用于碳酸飲料的實施例相比,由于封閉件需要能夠承受的向上壓力大大減小,因此處于固定位置的第一部分與第二部分之間的重疊面積可以大大減少。盡管如此,仍然期望使第一部分與第二部分之間的重疊最大化,即,通過使第一部分與第二部分在周向方向上具有彼此大致相同的長度,因此可以在仍充分利用可能的重疊量(以確保封閉件的牢固附接并且避免由第二部分對第一部分的壓痕損壞)的同時,使第一部分的總周向長度最小化(進而使其對使用者的嘴唇的影響最小化)。
在圖22中示出了封閉件的另一個實施例的橫截面。除了第二部分的向下和向上成角度的端部以及其端部表面24D和24E較長且以略淺的角度(例如在與水平線成30至40度的范圍內)延伸之外,該封閉件與以上描述的封閉件類似。這有助于減小在緊固和松開方向上旋轉封閉件所需的扭矩,特別是在O形環被向下驅動到容器中的階段以及當O形環被向上驅動以從容器中抽出時。第二部分的水平部分的移動以及其與第一部分之間的間隔的關系保持與以上描述的實施例中一樣。
圖23示出了圖22中所示的橫截面的放大部分,以示出封閉件的制造方法(和以上描述的實施例的封閉件的制造方法)。
當已知形式的注塑成型的封閉件由相對柔性的材料(諸如聚丙烯或聚乙烯)形成時,封閉件的裙部部分的內側上的螺紋通常彎曲或“碰撞”形成這些部件的模具。然而,在使用更硬的塑料材料的情況下,這可能不再行得通,相反,模具也可能具有“可收縮芯”以形成這種螺紋。通常,可收縮芯可以具有4、6或8個內部滑動件,該內部滑動件徑向向內移動以抽空內部螺紋上方的區域。然而,由于這些可以防止滑動件向內移動,因此這種滑動件的使用隨后防止在封閉件的頂部部分的下面上(尤其是在靠近裙部部分的位置處)形成其它特征。
為了克服這個問題,本發明的另一方面提供了一種封閉件的制造方法,該封閉件具有頂部部分20和裙部部分21,所述頂部部分具有:孔部件22(孔部件在使用時延伸到容器開口中);凹部23B,位于孔部件22的徑向向外面向的表面中以用于接納例如O形環23的密封構件,裙部部分21具有圍繞其內表面向內突出的保持構件24,保持構件處于多個周向隔開的部分24A的形式。這種封閉件可以通過注塑成型工藝形成,該注塑成型工藝包括以下步驟:
提供注塑成型工具,注塑成型工具具有模腔和加工芯,模腔用于形成頂部部分20和裙部部分21的向外面向的特征,加工芯包括內部部件和外部部件,內部部件用于至少形成孔部件22的所述凹部23B,外部部件用于至少形成裙部部分的所述保持構件24A,內部部件布置成使得一旦已經形成封閉件,則可以從模腔中大致軸向地抽出內部部件,
外部部件包括可收縮芯,使得一旦內部部件抽出,則可收縮芯的部分可以徑向向內移動,至少部分地移動到之前由內部部件占據的空間中,以使可收縮芯與所述保持部分24A脫離,使得隨后可以從封閉件大致軸向地抽出可收縮芯。
因此,使用具有內部圓柱形部件和外部圓柱形滑動芯組的模芯,內部圓柱形部件用于形成孔部件22的外部部件,例如O形環將坐落于其中的凹部23B,外部圓柱形滑動芯組用于形成裙部部分21的內部特征,即,第二部分或保持構件24A。
一旦已經形成封閉件,則可以通過以下步驟順序移除模芯:
首先,如由箭頭A1所示,從封閉件軸向地抽出內部圓柱體。這留下了具有寬度C1(例如2.4mm)的徑向向內的外部圓柱體的空間,外部圓柱體可以“收縮”到該空間中。
第二,如由箭頭A2所示,外部圓柱形芯徑向向內“收縮”到由模芯的內部圓柱體騰出的空間中。
最后,可以如由箭頭A3所示地軸向地抽出已經收縮成與保持構件24A脫離的內部圓柱形芯。
圖22和23中圖示的封閉件還具有鄰近凹部23B的下邊緣的多個徑向向外突出的彈性指狀物23C,以用于將O形環軸向地保持在凹部中(因此,當孔部件從容器中抽出時,O形環保持在孔部件22上)。指狀物23C徑向向內彎曲,以允許模芯的內部部件在內部部件抽出時與指狀物脫離。
當孔部件22的徑向最外部分與保持構件24的所述保持部分24A的徑向最內部分之間的徑向間隔較小時,上述方法尤其適合。在當前情況下,相當于容器壁的厚度的該間隔在封閉件安裝在容器上時占據該空間。
在寬口封閉件的典型示例中,該徑向間隔可以為4.0mm或更小,優選為3.9mm或更小。
保持部分24A從裙部部分21的內壁突出至少R mm,其中R為至少1.0mm,優選為至少1.3mm。
將領會的是,內部部件的抽出提供了允許外部部件的部分徑向向內移動或收縮至少R且優選地R加0.5mm或更多(以允許封閉件一旦形成則伸縮)的空間。
如以上指示的,封閉件可以由塑料材料形成,塑料材料的剛性例如需要使用可收縮芯以將芯與所述保持部分分離。優選的材料是塑料材料,其包括聚甲醛(如以上描述的)。
將領會的是,模芯的外部圓柱形部件在徑向方向上相對較薄(對應于尺寸C2,例如1.5mm)。在一些情況下,可能期望通過在外部圓柱形部件的外表面上提供加強肋來加強這些部分。圖22中所示的實施例在保持構件24A中的每一個具有間隙24A以容置這種肋,因此肋可以將外圓柱形部件的厚度局部地增加R,例如1.3mm。盡管上表面24B和下表面24C在內部具有這種小間隙,但上表面24B和下表面24C仍然提供以上關于之前的實施例描述的作用。
圖24A和圖24B示出了容器的一部分的側視圖,示出了設置在容器上的第一部分的替代性形狀,并且示出了上表面11B和下表面11D以及端部表面11D和11E。
圖24A所示的第一部分包括水平的上表面和下表面以及在上表面與下表面之間延伸的傾斜端部表面11D和11E。上表面和下表面以及端部表面示出為在多個點處會合,但是實際上,這些表面可能由于制造工藝和公差而略微成圓形。上表面和下表面提供了在之前的實施例中描述的作用,并且傾斜端部表面也如以上描述的用作向下驅動表面和向上驅動表面。
除了端部表面11D比圖1B所示的端部表面處于略淺的角度且略長,例如以對應于圖22中所示的封閉件的端部表面24E的較淺的角度之外,圖24B所示的第一部分的形狀類似于圖1B所示的第一部分的形狀。該形狀比圖24A所示的形狀更短且更圓,因此,對使用者的嘴唇具有較小的影響,而其表面提供描述的作用。
圖25A和25B示出了對應于圖22的由金屬(而不是塑料材料)形成的封閉件的兩個另外的實施例的橫截面圖。
圖25A所示的實施例具有凹孔特征22(當從上方觀察時)。該孔特征的外表面具有用于保持O形環(未示出)的凹痕23B。容器內的壓力將作用于孔特征22的下面,以有助于將O形環壓靠在容器的密封表面上。
封閉件可以在壓制操作中形成,在壓制操作中,通過壓制反向形狀而形成孔特征22。隨后,將孔特征22的側壁滾動以形成用于O形環的凹痕23B。
圖25B所示的實施例是相似的,除了隨后(從圖25A所示的位置)例如通過沖壓而反向形成孔特征22之外,因此,封閉件的上表面具有更常規的凸形(當從上方觀察時)。反向成形在凹痕的基部處建立雙重折疊22A,雙重折疊提供附加的箍強度以抵抗孔特征22的向內彎曲(其可能削弱O形環與容器之間的密封)。
在兩個實施例中,金屬封閉件的裙部部分21在其外表面中具有軋制的凹槽,以在提供第二部分的內表面上形成突起24A。例如當封閉件向上轉動以提供凸緣(如在常規金屬封閉件中)時,在封閉件的下唇緣中形成第三部分25A。
第二部分24A和第三部分25A具有與在之前的實施例中描述的形狀和作用大致相同的形狀和作用。金屬封閉件的裙部部分的內表面因此形成為具有類似于由塑料(或其它可模制材料)形成的上述實施例的內表面的形狀。然而,壁厚度(尺度)相當小,例如在0.18mm至0.22mm的范圍內(與塑料封閉件的大約1.65mm相比)。
所使用的金屬可以類似于在常規金屬封閉件(例如用于其它類型的擰開蓋)中使用的金屬,例如馬口鐵(在兩個表面上涂覆有錫的電解沉積的低碳軟鋼)。該材料通常具有大約0.14至0.18mm的尺度和大約580至620MPa的屈服應力。
金屬封閉件可以用于封閉由塑料材料(如以上描述的)或其他材料(例如金屬容器)形成的容器。
圖26示出了由金屬(而不是塑料材料)形成的容器的另一實施例的橫截面圖,該容器可以與關于圖25A和25B所描述的金屬封閉件一起使用(或者與如在之前的實施例中描述的塑料封閉件一起使用)。金屬容器設計成與圖1B所示的容器相對應。金屬例如通過從內部沖壓而形成,使得容器的外表面具有突出的第一部分11A,第一部分具有與之前的實施例中描述的形狀和作用大致相同的形狀和作用(圖26中的橫截面示出了當從容器的內部觀看時的這些特征)。
金屬容器的該部分的外表面因此形成為具有與由塑料(或其它可模制材料)形成的上述實施例的相應部分的外表面類似的形狀。然而,壁厚度(尺度)相當小,例如在0.14mm至0.18mm的范圍內(與塑料容器的頸部部分中大約2.0至2.5mm以及由吹塑成型形成的容器的部分中大約0.7至1.0mm相比)。
金屬容器的最上部分形成為提供用于接納O形環(如之前的實施例中所描述的)的傾斜導入表面12和在該導入表面內的排氣通道14。容器的上部分可以具有如示出的軋制邊緣和導入表面以及在上部分的內表面上壓制或沖壓的排氣通道。因此,金屬容器的該部分的內表面形成為具有與由塑料(或其它可模制材料)形成的上述實施例的相應部分的內表面類似的形狀。然而,壁厚度(尺度)同樣相當小(如以上描述的)。
金屬容器可以由類似于在常規鋼飲料容器中使用的金屬形成。這種材料通常具有大約0.20至0.25mm的尺度和大約350至420MPa的屈服應力。
因此,金屬封閉件或容器的重量和材料成本可以小于由塑料材料形成的相應的封閉件或容器的重量和材料成本。
在以上描述的實施例中,第一部分、第二部分和第三部分各自圍繞容器和封閉件的圓周等角度地隔開。然而,例如在期望在一個或多個區域中的部分之間提供大的間隔的情況下,這些可以不均勻地隔開以提供更舒適的飲用。
圖示的實施例各自具有四個第一部分(以及四個第二部分和四個第三部分),但是如指示的,根據封閉件和容器的直徑以及封閉件被設計要承受的壓力,可以使用更小或更大的數量。
第一部分的下表面和第二部分的上表面如所描述的優選地在徑向方向上大致平坦。然而,在一些實施例中,例如在瓶頸上,這些表面可以在徑向方向上傾斜或彎曲,只要這些表面在垂直方向上之間的相互作用足以提供封閉件在垂直方向上在容器上所需的固定即可。
在所述的實施例中,第一部分優選地具有簡單且相對平滑的形狀,以使第一部分對容器的外觀及其對使用者的嘴唇的影響最小化,而封閉件上的第二(和可選地第三)部分可以具有更復雜的形狀,這是由于第二部分不與使用者的嘴唇接觸以及第二部分在一定程度上被隱藏在封閉件的內表面上的緣故。然而,在這些因素較少關注的情況下,第一部分可以具有更復雜的形狀。一種可能性是第二部分的向下和向上成角度的端部替代地設置在第一部分上。另一種可能性是第一部分設置在封閉件上,第二部分設置在容器上。
尤其對于碳酸化應用,在依賴容器內的壓力以幫助使用者在一旦第三部分在第二部分下方的接合已經釋放則提起封閉件的情況下,也可以省略向上成角度的端部。
如以上提到的,至少對于碳酸化應用,第一部分的組合的周向長度優選為容器的外圓周的大約50%,并且在固定位置,第二部分與所述第一部分的下表面的大致整個周向長度接觸。尤其對于非碳酸化應用,而且當蓋和容器都由較為不容易變形的較堅固材料例如金屬制成時,第一部分(和第二部分)的組合的周向長度可以較小,但是優選地為容器(或封閉件)的外圓周的至少15至25%,以有助于確保封閉件牢固地保持在容器上(其原因是封閉件仍然可能因溫度變化或者減小的外部壓力而經受壓力差)。此外,在第一部分或第二部分之間的間隙變得太大的情況下,存在封閉件可能扭曲成非圓形形狀的風險,這可能損害容器與封閉件之間的密封。
類似地,第二部分可以接觸小于所述第一部分的下表面的整個周向長度。然而,接觸長度應該在第二部分不會凹入第一部分或以其它方式損壞第一部分的情況下足以使表面能夠彼此滑動并且足以承受封閉件將經受的壓力。
從以上描述的實施例還將領會的是,第一部分之間的周向間隔必須足以允許第二部分在其間通過。盡管第二部分可以具有一個或多個傾斜端部并且這些可以在第一部分之間以一定角度通過,然而第二部分的水平元件必須短于第一部分之間的周向間隔(無論第二部分是垂直還是傾斜地通過第一部分之間的間隙)。
為了避免疑問,如本文所使用的動詞“包括”具有其正常的字典含義,即,表示非排他性包含。因此,單詞“包括”(或其任何派生詞)的使用不排除包括其他特征的可能性。
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本發明不限于所描述的實施例的細節。本發明擴展到包括以上提及的特征中的一個或多個、或者任何其它新穎概念、特征、或者本文公開的特征的組合的容器和/或封閉件。