ПОДМЕШИВАЮЩЕЕ УКУПОРОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕМКОСТИ
MIXING AND SEALING DEVICE FOR CONTAINER

Изобретение касается укупорочного устройства для емкости, в частности бутылки для напитков, причем это укупорочное устройство имеет крышечный элемент для укупорки емкости, расположенную на крышечном элементе камеру и внутренний корпус, при этом камера имеет концевой элемент камеры, имеющий сливное отверстие, укупориваемое укупорочным средством, при этом внутренний корпус включает в себя открывающее средство для открывания сливного отверстия, при этом камера обладает возможностью движения относительно внутреннего корпуса из закрытого положения в положение слива, при этом в положении слива освобожден сливной канал между камерой и емкостью, так что заправленная в камеру среда может выходить в емкость.
Укупорочные устройства вышеназванного рода известны в уровне техники. Они, как и емкости, обычно изготовлены из полиэтилена (ПЭ) или полипропилена (ПП). Эти укупорочные устройства служат для того, чтобы укупоривать емкость, например, бутылку для напитков, и одновременно создавать камеру для отдельного помещения жидких или порошкообразных добавок, например, чайных эссенций, так чтобы они подавались в емкость только в тот момент, когда укупорочное устройство удаляется с емкости, и там приходили в соприкосновение и/или смешивались, например, с водой. Обычно это тот момент, в который пользователь, например, хотел бы употребить находящийся в емкости напиток.
Публикация WO 2007/129116 A1 касается, например, укупорочного устройства, у которого крышечный элемент имеет вдающуюся в емкость стенку, которая ограничивает камеру для заправки среды. Стенка этой камеры соединена с концевым элементом камеры, который охватывает камеру с концевой стороны подобно вставному соединению. Концевой элемент камеры имеет сливное отверстие, в котором расположен укупорочный элемент, расположенный на внутреннем корпусе. При отвертывании крышечного элемента от емкости крышечный элемент и вместе с тем одновременно также расположенная на нем камера удаляется с внутреннего корпуса. Вследствие этого укупорочное средство смещается внутри сливного отверстия концевого элемента камеры, при этом освобождается сливной канал, и заправленная в камеру среда может выходить в емкость.
Недостатком этого ранее известного укупорочного устройства является, что камера и крышечный элемент выполнены цельно, так что стенки камеры, как и стенки крышечного элемента, выполнены из ПП или ПЭ. Однако эти полимерные материалы не образуют достаточного барьера для газов, таких как кислород или двуокись углерода. Кроме того, этот ранее известный крышечный элемент требует относительно больших затрат времени и расходов при изготовлении.
WO 2012/175934 A2 касается укупорочного устройства, которое имеет крышечный элемент и расположенную на нем камеру. Камера облита методом экструзии материалом крышечного элемента. Это обливание методом экструзии тоже требует больших затрат времени и материала, так как камера должна обливаться методом экструзии материалом крышечного элемента до концевого элемента камеры, чтобы обеспечить желаемую герметичность, т.е. барьерное свойство, камеры по отношению к газам, таким как, например, кислород или двуокись углерода.
Поэтому задачей изобретения является создать укупорочное устройство, у которого камера и концевой элемент камеры могут соединяться друг с другом быстро, экономично и особенно непроницаемо для текучих сред, а также непроницаемо для газов.
В этой связи изобретение предлагает укупорочное устройство согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, у которого камера и концевой элемент камеры посредством полимерного уплотнения, прилитого методом экструзии к камере и концевому элементу камеры, соединены друг с другом непроницаемо для текучих сред и газов, при этом камера, концевой элемент камеры и полимерное уплотнение выполнены из одного и того же полимерного материала.
В соответствии с изобретением теперь камера с концевым элементом камеры и полимерным уплотнением может изготавливаться как узел, независимый от крышечного элемента. Тем самым дополнительно обеспечивается преимущество выбора в качестве материала для камеры, концевого элемента камеры и полимерного уплотнения полимерного материала, который отличается от материала крышечного элемента, в частности обладает более высокой плотностью и/или создает надлежащий барьер, например, для кислорода и двуокиси углерода. Итак, с помощью изобретения создается непроницаемый для текучих сред и газов узел, который как таковой должен всего лишь соединяться с крышечным элементом, например, посредством простого зажимного соединения. Посредством полимерного уплотнения, прилитого методом экструзии, камера и концевой элемент камеры могут теперь изготавливаться непосредственно из непроницаемого для текучих сред и газов материла, так что дополнительная герметизация или дополнительное усиление, например, путем обливания по большой поверхности методом экструзии материалом крышечного элемента, является излишней. Это является также, в частности, преимуществом, когда предпочтительно наполненная камера находится под избыточным давлением относительно окружающей среды. Это избыточное давление может быть надлежащим образом получено с помощью газовой подушки.
Предпочтительно в предварительном технологическом шаге камера может полностью подготавливаться к монтажу на крышечном элементе. В частности, сначала может подготавливаться камера с концевым элементом камеры и при необходимости другими уплотнительными элементами. В частности, например, дополнительно может предварительно монтироваться уплотнительный элемент (резиновое уплотнение), расположенный между камерой и концевым элементом камеры и/или между концевым элементом камеры и сливным отверстием, т.е. укупорочным средством. При последующем приливе методом экструзии предлагаемого изобретением полимерного уплотнения, как к камере, так и к концевому элементу камеры, они непроницаемо для газов и текучих сред соединяются друг с другом и образуют цельный узел камеры, который как таковой может соединяться с крышечным элементом в следующем технологическом шаге. При приливе методом экструзии полимерного уплотнения к камере и концевому элементу камеры они по меньшей мере частично размягчаются, так что получается непроницаемое для текучих сред и непроницаемое для газов соединение камеры, полимерного уплотнения и концевого элемента камеры.
3
3
3
3
Камера, концевой элемент камеры и полимерное уплотнение в соответствии с изобретением выполнены из одного и того же полимерного материала, предпочтительно термопластичного полимерного материала. В частности, предлагается, чтобы этот полимерный материал имел плотность от 1,1 г/см до 1,5 г/см, особенно предпочтительно от 1,20 г/см до 1,45 г/см. В частности, полимерный материал может представлять собой полибутилентерефталат (ПБТ). Альтернативно возможно было бы также применение полиэтилентерефталата (ПЭТ). Благодаря тому, что как камера и концевой элемент камеры, так и полимерное уплотнение выполнены из одного и того же полимерного материала, они могут особенно просто соединяться друг с другом путем одного только прилива методом экструзии полимерного уплотнения к камере и концевому элементу камеры. При приливе методом экструзии как камера, так и концевой элемент камеры размягчаются по меньшей мере в отдельных областях, так что при последующем охлаждении полимерного материала получается непроницаемое для текучих сред и непроницаемое для газов сварное соединение. Предпочтительно в качестве полимерного материала выбирается полибутилентерефталат (ПБТ), который обычно предусмотрен в уровне техники в качестве материала для камеры. В частности, для того, чтобы обеспечить необходимое барьерное действие в отношении газов, таких как кислород или двуокись углерода. Теперь уже дополнительно концевой элемент камеры также может быть выполнен из ПБТ, так что он не является местом утечки текучих сред или газов. Дополнительно с помощью прилитого методом экструзии полимерного уплотнения достигается еще большее повышение герметичности и одновременно усиливается также механическое соединение между камерой и концевым элементом камеры, дополнительно к вставному соединению.
Дополнительно предлагается, чтобы камера была выполнена цилиндрической, при этом концевой элемент камеры и полимерное уплотнение выполнены по существу кольцеобразно. Благодаря такой геометрической конфигурации особенно просто адаптировать предлагаемое изобретением укупорочное устройство к цилиндрической емкости, такой как, например, бутылка для напитков. При этом концевой элемент камеры выполнен кольцеобразно, при этом он оставляет свободным сливное отверстие в центре. Полимерное уплотнение тоже выполнено кольцеобразно, так что оно равным образом может укладываться с геометрическим замыканием на концевой элемент камеры и камеру.
Наконец, предлагается, чтобы концевой элемент камеры был с геометрическим замыканием установлен в камеру с концевой стороны камеры, при этом между камерой и концевым элементом камеры был образован зазор для расположения полимерного уплотнения. При этом как стенка камеры, так и концевой элемент камеры могут быть выполнены в такой форме, чтобы их обращенные друг к другу поверхности не находились полностью в контакте друг с другом, а, например, имели выполненные в особой форме концевые области, которые образуют между собой зазор. В этот зазор может впрыскиваться методом экструзии материал для образования полимерного уплотнения, благодаря чему увеличиваются контактные поверхности между полимерным уплотнением и камерой или, соответственно, полимерным уплотнением и концевым элементом камеры. Благодаря этому дополнительно усиливается механическая прочность и герметичность соединения камеры и концевого элемента камеры.
Наряду с вышеупомянутым укупорочным устройством, изобретением предлагается также камера, которая имеет концевой элемент камеры, имеющий сливное отверстие, укупориваемое укупорочным средством, при этом камера и концевой элемент камеры посредством полимерного уплотнения, прилитого методом экструзии к камере и концевому элементу камеры, соединены друг с другом непроницаемо для текучих сред и газов, при этом камера, концевой элемент камеры и полимерное уплотнение выполнены из одного и того же полимерного материала. Предложенная камера предлагается, в частности, для укупорочного устройства, которое представлено выше. Эта предлагаемая изобретением камера образует предварительно собранный неразъемный узел, который как таковой может соединяться с остальными составными частями укупорочного устройства, в частности крышечного элемента. Предпочтительно камера выполнена цилиндрической, при этом концевой элемент камеры и полимерное уплотнение выполнены кольцеобразно. Наконец, предложена также камера, у которой концевой элемент камеры установлен в камеру с геометрическим замыканием, при этом между камерой и концевым элементом камеры образован зазор для расположения полимерного уплотнения.
Дополнительно к вышеназванным предметам изобретение предлагает также способ изготовления укупорочного устройства или камеры, причем этот способ содержит следующие шаги:
подготовка камеры;
подготовка концевого элемента камеры, который выполнен из того же полимерного материала, что и камера;
установка с геометрическим замыканием концевого элемента камеры в концевую область камеры;
прилив методом экструзии полимерного уплотнения к камере и концевому элементу камеры, причем это полимерное уплотнение выполнено из того же полимерного материала, что и камера и концевой элемент камеры, так что камера и концевой элемент камеры соединяются друг с другом непроницаемо для текучих сред и газов.
Далее, предлагается, чтобы полимерное уплотнение впрыскивалось методом экструзии в зазор, образованный между камерой и концевым элементом камеры.
Ниже изобретение поясняется подробнее на одном из примеров осуществления. При этом показано:
фиг.1: предлагаемое изобретением укупорочное устройство, имеющее полимерное уплотнение, прилитое методом экструзии к камере и концевому элементу камеры, в закрытом положении;
фиг.2: укупорочное устройство в соответствии с фиг.1 в положении слива;
фиг.3: укупорочное устройство в соответствии с фиг.1 в полностью отделенном от емкости положении.
Изображенное на фиг.1 укупорочное устройство 1, будучи уже предварительно смонтировано, навернуто на емкость 2. Емкость 2 представляет собой, например, обычную полимерную бутылку для напитков.
Укупорочное устройство 1 имеет крышечный элемент 3, расположенную на крышечном элементе 3 камеру 5 и расположенный на емкости 2 внутренний корпус 4. Емкость 2 посредством первой резьбовой пары 14 соединена с внутренним корпусом 4. Внутренний корпус 4, в свою очередь, посредством второй резьбовой пары 15 соединен с крышечным элементом 3. Камера 5, например, посредством зажимного соединения, установлена на крышечном элементе 3, при этом материал крышечного элемента 3 распространяется только по части общей длины камеры 5. В настоящем примере материал крышечного элемента 3 покрывает приблизительно одну пятую общей длины боковой стенки камеры 5.
На внутреннем корпусе 4 расположены открывающее средство 8 и укупорочное средство 6, причем открывающее средство 8 и укупорочное средство 6 по этому примеру осуществления выполнены как неразъемный пробочный элемент. Этот пробочный элемент вдается в сливное отверстие 7 камеры 5. Открывающее средство 8 по этому примеру осуществления соединено с внутренним корпусом 4 за счет того, что материал внутреннего корпуса 4 частично перелит методом экструзии через краевую область открывающего средства 8.
Камера 5 в ее обращенной от крышечного элемента 3 концевой области имеет концевой элемент 9 камеры, который выполнен кольцеобразно и образует сливное отверстие 7. Между концевым элементом 9 камеры и вдающимся в сливное отверстие 7 укупорочным средством 6 пробочного элемента дополнительно расположен уплотнительный элемент 12, например, резиновое уплотнение или полимер, обладающий свойствами резины, в частности из нитрила, который в сочетании с укупорочным средством 6, в зависимости от положения укупорочного средства 6, либо укупоривает, либо освобождает сливное отверстие 7. В изображенном закрытом положении внутри самого узкого поперечного сечения сливного отверстия 7 находится выступ укупорочного средства 6, который укупоривает сливное отверстие 7 непроницаемо для текучих сред и газов.
При изготовлении показанного укупорочного устройства 1 предпочтительно сначала изготавливается предварительно собранный узел из камеры 5, концевого элемента 9 камеры, полимерного уплотнения 10 и предпочтительно также уплотнительного элемента 12. Для этого концевой элемент камеры, подобно вставному соединению, вставляется в открытую концевую область камеры 5. Концевой элемент 9 камеры дополнительно, предпочтительно с геометрическим замыканием, соединен с уплотнительным элементом 12, который уплотняет области контакта с камерой 5, с одной стороны, и с укупорочным средством 6, с другой стороны. Благодаря форме концевых областей камеры 5 и концевого элемента 9 камеры образуется зазор 11, в который впрыскивается методом экструзии полимерный материал, так что образуется полимерное уплотнение 10. Вследствие высокой температуры приливаемого методом экструзии полимерного уплотнения 10 камера 5 и концевой элемент 9 камеры по меньшей мере частично расплавляются, в частности, потому что они изготовлены из одного и того же материала, и поэтому имеют одну и ту же точку плавления. После затвердевания получается узел из камеры 5, концевого элемента 9 камеры, полимерного уплотнения 10 и уплотнительного элемента 12. Теперь этот узел может соединяться с крышечным элементом 3, например, посредством зажимного соединения.
После этого крышечный элемент 3 и внутренний корпус 4 соединяются друг с другом посредством второй резьбовой пары 15. Окончательно изготовленное таким образом укупорочное устройство 1 соединяется затем с емкостью 2. Для этого внутренний корпус 4 укупорочного устройства 1 привертывается к емкости 2 посредством первой резьбовой пары 14.
На фиг.2 показано укупорочное устройство 1 в положении слива, т.е после задействования укупорочного устройства 1. При движении открывания укупорочного устройства 1 относительно емкости 2 (вдоль второй резьбовой пары 15) крышечный элемент 3 и вместе с тем также расположенная на крышечном элементе 3 камера 5 отодвигается от внутреннего корпуса 4, т.е., в соответствии с фиг.1, вверх, вследствие чего изменяется положение укупорочного средства 6 внутри сливного отверстия 7 камеры 5. Укупорочное средство 6 предпочтительно является неподвижным, а емкость 2 движется относительно укупорочного средства 6. При этом освобождается сливной канал 13 внутри открывающего средства 8, так что заправленная в камеру 5 среда может выходить в емкость 2. При дальнейшем движении отвертывания крышечного элемента 3 от емкости 2 резьбы, выполненные между крышечным элементом 3 и внутренним корпусом 4, оказываются в конечном положении, в котором крышечный элемент 3 и внутренний корпус 4 не могут больше вращаться друг относительно друга. Поэтому вращательное движение продолжается посредством выполненной между внутренним корпусом 4 и емкостью первой резьбовой пары 14, так что в итоге происходит полное отвертывание укупорочного устройства 1 от емкости 2.
Полностью отсоединенное от емкости 2 укупорочное устройство 1 показано на фиг.3. При этом укупорочное средство 6 находится внутри сливного отверстия 7 в конечном положении, в котором сливное отверстие 7 укупорено посредством выполненной в соответствующей форме концевой области укупорочного средства 6, так что последующее стекание капель из камеры 5 предотвращается.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Укупорочное устройство
2 Емкость
3 Крышечный элемент
4 Внутренний корпус
5 Камера
6 Укупорочное средство
7 Сливное отверстие
8 Открывающее средство
9 Концевой элемент камеры
10 Полимерное уплотнение
11 Зазор
12 Уплотнительный элемент
13 Сливной канал
14 Первая резьбовая пара
15 Вторая резьбовая пара