УСТРОЙСТВО ДЛЯ УКУПОРКИ ГОРЛОВИН СОСУДОВ, СОСУД, СНАБЖЕННЫЙ ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ, СПОСОБ УКУПОРКИ ТАКОГО СОСУДА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОГО УСТРОЙСТВА
VESSEL NECK CLOSING DEVICE, VESSEL FITTED BY SUCH DEVICE, CLOSING METHOD FOR SUCH VESSEL AND METHOD OF PRODUCING SUCH DEVICE

Настоящее изобретение касается устройства для укупорки горловины сосуда и сосуда, снабженного таким устройством, а также способа укупорки сосуда с помощью такого устройства и способа изготовления такого устройства. Изобретение относится, в частности, к сосудам для алкогольных напитков, в частности вина.
Традиционно бутылки укупориваются пробками из пробковой коры, вставленными внутрь горлышка бутылки, покрытыми затем снаружи металлической облицовкой, обычно из алюминиевого листа, принимающего внешнюю форму пробки.
Для облегчения удаления пробок из стеклянных бутылок и, особенно их повторного укупоривания, ранее было предложено заменить пробки из пробковой коры подвижными металлическими пробками, навинчиваемыми и свинчиваемыми с горлышка бутылки. Герметичность укупоривания обеспечивается уплотнительной деталью, обычно дисковой формы, на практике - диском, вставляемым внутрь пробки в глубину на расстоянии от стенок. Эти металлические пробки часто содержат навинчивающуюся головку и неподвижный ободок у основания горловины бутылки, при этом головка и ободок связаны между собой металлическими перемычками, сминаемыми при первом использовании бутылки. Ободок размещается на горловине бутылки по размерам и/или по цвету, эстетически соответствующему горловине бутылки. Однако эти металлические пробки опасны для пользователя, который рискует порезаться во время манипуляции с ними.
В патентах FR-A-1 372 671, EP-A-0 592 721, FR-A-2 267 952 и WO-A-00/07898 предложены пробки из пластического материала в виде относительно гибкого колпачка, в глубине которого предусмотрена укупоривающая прокладка, которая может быть введена в горлышко бутылки, в то время как юбка колпачка охватывает горловину. Гибкость юбки позволяет обычно охватывать внешнюю часть горловины. Однако на практике юбки этих колпачков выполнены цилиндрически кольцевыми, так что, когда горлышки, предназначенные для закрытия, имеют развитую геометрию или когда при заданной геометрии имеют разброс по размерам их внешних контуров, эффект плотного надевания колпачков не обеспечивается. Кроме того, этот вид гибкого колпачка, который разрывают при первом открывании, нельзя надеть на горлышко для его укупоривания.
В патенте WO-A-00/63089 предлагается устройство для укупоривания из трех основных компонентов - внешнего колпачка, внутреннего вкладыша, вставленного неподвижно в колпачок, и герметизирующего диска, удерживаемого вкладышем. Вкладыш обеспечивает возможность завинчивания и свинчивания устройства с горлышка сосуда, которое можно укупорить или раскупорить, в то время как внешний колпачок служит только эстетическим целям устройства, полностью маскируя внутренний вкладыш. WO-A-00/63089 описывает также твердые колпачки как из металла, требующие разрезания, указанного выше, так и из пластического материала. В обоих случаях колпачки содержат кольцевой трубчатый корпус, образованный посадочной головкой тела вкладыша и внешним ободком, аксиально простирающимся снаружи вкладыша к основанию горловины сосуда. Однако внешний вид ободка этих устройств менее притягателен, так как этот ободок предназначен для горловин сосудов, низ которых выполнен с различной геометрией или даже с заданной геометрией, но с большим разбросом внешних контуров. На практике ободки этих устройств обычно являются цилиндрическими, кольцевыми с небольшим осевым размером, для того, чтобы избежать любого контакта и любого заклинивания между жестким колпачком и горлышком стеклянного сосуда. Зазор между устройством для укупорки и срезом горлышка может вызвать появление грязи или рост микробов, засоряющих ободок внешнего колпачка.
Задачей настоящего изобретения является разработка устройства для укупорки, содержащего внутренний фиксирующий вкладыш, подвижный на горлышке сосуда, и внешний пластиковый колпачок, который, особенно на уровне основания горлышка сосуда, предназначенного для укупорки, ограничивает риск засорения внутри колпачка, при этом эстетические свойства его улучшены, в частности, за счет уменьшения металлических пробок, упомянутых выше, а также в тех случаях, когда размеры горлышек сосуда, предназначенного для укупорки этим устройством, имеют некоторый геометрический разброс.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство для укупорки горловины сосуда, описанное в пункте 1 формулы настоящего изобретения.
Устройство для укупорки по изобретению может также обтягивать горловину сосуда по большей части его длины: внешняя свободная часть горловины окружена головкой трубки колпачка, внутри которой прочно закреплен вкладыш, связанный с верхней частью конца горловины подвижно, в то время как на нижнюю часть, противолежащую горловине, то есть связанную с основным корпусом сосуда, надета юбка. Между горловиной и ее внешней частью, противолежащей головке, отсутствует радиальная гибкая связь, за счет того, что усеченный конус, образованный колпачком, создает прессующее усилие внутренней поверхности этой части. Другими словами, усеченный конус эластично охватывает внешнюю часть горловины, автоматически убирая все возможные зазоры горловины. Таким образом, загрязняющие частицы не могут проникнуть в зазор между горловиной и колпачком через усеченный конус. Кроме того, эстетичность юбки суммируется с эстетичностью металлических ободков металлических пробок, упомянутых выше. Более того, придание эластичности юбке позволяет ей скрадывать размерные отличия горловины, при этом выполнение колпачка из пластического материала уменьшает риски разрушения или травмирования пользователя при манипуляции устройством для укупоривания согласно изобретению. Кроме того, для стеклянных сосудов наличие пластического материала вокруг горловины сосуда не создает значительных препятствий в том, что касается повторного использования стекла сосуда, причем этот пластический материал может быть без негативных последствий смешан при варке стекла во время его переварки в отличие от устройств укупорки, содержащих металл.
Другие предпочтительные характеристики устройства, взятые по отдельности или в возможных технических комбинациях, представлены в зависимых пунктах 2-6 формулы изобретения.
Объектом изобретения является также сосуд, содержащий горловину, приспособленную для укупорки предложенным устройством. Предпочтительно, чтобы данный сосуд был выполнен из стекла.
Объектом изобретения является также способ укупорки горловины сосуда с помощью вышеупомянутого устройства по пункту 9 формулы изобретения.
Объектом изобретения является также способ изготовления устройства для укупорки горловины сосуда, описанного в пункте 10 формулы изобретения.
Способ по изобретению позволяет также, с одной стороны, быстро разместить внешний колпачок из пластмассы и, с другой стороны, быстро использовать устройство для укупорки, которым легко манипулировать в связи с его подвижностью, например вращать вокруг горловины сосуда. Различные операции способа изготовления по изобретению, такие как прессование, так и использование различных компонентов устройства, могут быть применены в соответствии со строго аксиальными движениями; этот способ может быть на практике автоматизируемым без ухудшения его качества.
В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие фигуры чертежей, в числе которых:
фиг.1 изображает устройство для укупорки в разобранном виде по изобретению; и
фиг.2 - продольный разрез устройства по фиг.1, размещенного вокруг горловины сосуда, при этом левая часть чертежа иллюстрирует устройство в собранном виде, но еще не размещенное вокруг горловины бутылки, а правая часть чертежа иллюстрирует устройство в собранном виде, размещенное на горловине путем его укупорки.
На фиг.1 и 2 представлено устройство 1 для укупорки, приспособленное для подвижного навинчивания на горловину 2 сосуда 3, например стеклянной бутылки или т.п., предназначенной для алкоголя, в частности вина. Горловина 2 имеет обычно трубчатую форму по продольной оси Х-Х.
В дальнейшем в описании для большего удобства термины «высший» и «высоко» соответствуют общему направлению, параллельному оси Х-Х и удаляющемуся от горловины 2, то есть направлению, относящемуся к верхней части фиг.1 и 2, в то время как термины «нижний» и «низко» соответствуют противоположному ему направлению.
На своем свободном конце горловина 2 ограничивает верхний край 4, на уровне которого жидкость, содержащаяся в сосуде, выливается. Внешняя часть горловины 2 последовательно снабжена сверху вниз винтовой нарезкой 5 и буртиком 6, причем оба направлены радиально наружу. На уровне перехода между верхней внутренней частью этого буртика и оставшейся частью горловины 2, которая формирует высоту шейки 7, сформировано поперечное плечико 8, имеющее небольшой наклон относительно перпендикулярной плоскости к оси Х-Х. Внешняя часть 7А шейки 7 выполнена конической по оси Х-Х и подходящей к плечику 8.
Устройство для укупорки содержит три различные части: колпачок 10, вкладыш 20 и герметизирующий диск 30, коаксиально вставляемые один в другой и затем устанавливаемые на горловине 2. В собранном виде колпачок 10 и вкладыш 20 образуют пробку 40, составляющую единую деталь, как будет показано ниже.
Колпачок 10 и вкладыш 20 выполнены в виде трубчатой детали по продольной оси, совпадающей с осью Х-Х, когда устройство 1 собрано и надето на горловину 2, как показано на фиг.2. Колпачок и вкладыш открыты с внутренней стороны и закрыты с внешней стороны соответствующими днищами 11 и 21, при этом по периферии каждой детали размещены имеющие трубчатую форму втулка 12 и юбка 22 с центральной осью Х-Х.
Вкладыш 20 предназначен для введения внутрь колпачка 10 до жесткого закрепления как аксиально, так и вокруг оси Х-Х и формирования пробки 40. Верхняя концевая часть втулки 12 колпачка 10 образует головку 13 с пазом для фиксации вкладыша 20, причем длина, то есть размер этой головки по оси Х-Х, практически равна вкладышу 20. Оставшаяся часть втулки 12, то есть ее часть, размещена под аксиальным уровнем вкладыша 20, когда последняя помещена в головку 13, образуя юбку 14, детально описанную ниже. Колпачок 10 является моноблочным.
Для предотвращения вращения вкладыша 20 внутри головки 13 внешняя поверхность 22А юбки 22 вставки снабжена множеством продольных бороздок 221, радиально направленных наружу и размещенных по периферии вставки. Эти бороздки имеют размер, обеспечивающий контакт с продольными дополнительными бороздками внутренней поверхности 13В головки 13.
Аксиальная неподвижность вкладыша 20 в головке 13 обеспечивается вверху стенкой основания 11 колпачка 10, а внизу - внешней наружной частью 141 юбки 14, снабженной внутренними выступами относительно верхней внутренней части головки 13. Радиальный размер указанного выступа не имеет особого значения относительно толщины юбки 22 вкладыша, если предусмотреть достаточно плотное радиальное прилегание вставки в головке колпачка 10 при установке этого вкладыша. В непредставленном варианте упомянутый буртик может отсутствовать.
Юбка 22 вкладыша 20 ограничивает внутреннюю поверхность 22В, снабженную в нижней части нарезкой 222, выступающей внутрь и дополняющей внешнюю нарезку 5 горловины 2 таким образом, что пробка 40, то есть вкладыш и колпачок, соединенные вместе, способны навинчиваться и свинчиваться с горловины 2. Для облегчения пользования пробкой, внешняя поверхность 13А головки 13 снабжена продольными бороздками.
В верхней части внутренняя поверхность 22В юбки 22 вкладыша 20 имеет три радиально углубленных выреза 223, распределенных по периферии юбки 22 между зонами 224 связи и основанием 21 вкладыша. Одна из этих зон 224 связи представлена в разрезе на левой части фиг.2, в то время как на правой части фиг.2 представлены соответствующие части юбки 22, которые простираются над сквозными вырезами 223. Каждый вырез 223 ограничивает таким образом внутреннюю относительно плоскую поверхность 225. Три поверхности 225 принадлежат одной и той же плоской поверхности, перпендикулярной оси Х-Х, и образуют, таким образом, нижнюю аксиальную подложку для диска 30.
В аксиальном продолжении вниз верхней части 141 юбка 14 образует усеченный конус 142 с центром по оси Х-Х, сходящийся книзу.
Крайняя верхняя часть 143 усеченного конуса 142, то есть самая широкая из двух крайних частей усеченного конуса, имеет форму, близкую к форме цилиндра, внутренний диаметр d143 которого является равным внешнему максимальному диаметру буртика 6 горлышка 2. Исходя из этого, когда устройство укупоривания 1 размещено вокруг горловины 2, внутренняя поверхность 143В этой сходящейся части 143 находится в контакте с зоной максимального диаметра буртика 6, как представлено на правой части фиг.2.
На нижнем краю 144 усеченного конуса 142, то есть на конце самого стянутого из двух аксиальных краев усеченного конуса, внутренний диаметр d144 юбки является меньшим, чем внешний диаметр зоны шейки 7, на аксиальном уровне которого этот край 144 предназначен для растяжения, когда устройство 1 устанавливается на горловину 2. Отсюда следует, что, во время установки на место, внутренний диаметр края 144 увеличивается благодаря эластичной деформации втулки 12 и переходит к значению d'l44, почти равному диаметру соответствующей зоны поверхности 7А шейки 7 горловины 2. Так как толщина стенки усеченного конуса 142 практически постоянна по длине, внешний диаметр края 144 переходит в значение D 144, когда устройство 1 еще не касается горловины 2, и в значение D'144, когда устройство 1 устанавливается на место. Соответствующее увеличение поперечного сечения края 144 усеченного конуса 142 происходит за счет уменьшения конусности усеченного конуса, то есть уменьшения угла при вершине конуса. Другими словами, когда устанавливается на место устройство 1 вокруг горловины 2, форма усеченного конуса части 142 юбки 14 стремится к цилиндрической форме основания без необходимости его достижения в соответствии с размерами этой юбки, а также размерами горловины 2. Из этого следует, что внутренняя поверхность 144В края 144 усеченного конуса 142 радиально и эластично опирается на соответствующую зону внешней поверхности 7А шейки 7 горловины 2 без зазоров между этими поверхностями.
На практике при установке на место устройства 1 вокруг горловины 2 усеченный конус 142 деформируется в направлении наружу, его верхняя часть 143, находясь в контакте с буртиком 6 горловины 2, образует своего рода шарнир для внутренней части усеченного конуса 142, которая, как показано стрелкой F, поворачивается вокруг этого шарнира. Конфигурация после деформации усеченного конуса показана сплошной линией, тогда как первоначальная конфигурация показана штрихпунктирной линией.
Кроме того, в отличие от головки 13, связанной со стенкой дна 11, в которой закреплен вкладыш 20 в положении соединения с устройством 1, юбка 14 имеет некоторую гибкость, позволяющую осуществить ранее указанную деформацию, и придает ей определенную структурную эластичность, которая стремится вернуть усеченный конус 142 в первоначальное положение. Таким образом, поверхность 144В упруго удерживается на внешней поверхности 7А шейки 7 горловины 2.
В средней части усеченный конус 142 юбки 14 снабжен с внутренней стороны кольцевым язычком 145, разрываемым в случае необходимости по внутренней периферии буртика. По оси Х-Х этот язычок направлен вниз, когда устройство 1 еще не встало на место вокруг горлышка 2, как показано в левой части фиг.2, и он направлен вверх при установке устройства 1 на место, как показано на правой части фиг.2. Когда устройство 1 надевается на горловину 2, свободный конец язычка 145 размещен точно под заплечиком 8 так, что, когда пробка 40 колпачка свинчивается впервые вверх, язычок упирается в заплечик, препятствуя перемещению нижней части юбки 14 вверх, в то время как головка 13 и дно 11 могут перемещаться вверх. Для этого предусмотрена размещенная в средней части юбки 14 над язычком 145 линия разрыва 146, представленная пунктиром на фиг.1 и 2. В представленном примере линия разрыва размещена на уровне зоны связи между верхней частью 141 и усеченным конусом 142. Эта линия разрыва может быть, например, образована прорезями или множеством насечек, или концентрическими отверстиями в стенке юбки.
Внешняя часть 143 усеченного конуса 142 внутри снабжена противолежащим линии разрыва 146 кольцом 147, размещенным по всей внутренней периферии верхней части 143. Это кольцо плотно прижимается к внутренней поверхности выступа 6 горлышка 2 и мешает таким образом тому, чтобы капельки жидкости, попадающие на торец 4 и стекающие вдоль винтовой нарезки 5, проникали между шейкой 7 и оставшейся частью юбки 14 при разрыве линии 146.
Наличие этого кольца 147 в непосредственной близости от линии разрыва, кроме того, мешает возможному радиальному перемещению верхней части 143 усеченного конуса 142 и буртика 6, что могло бы ухудшить внешний вид части устройства 1, остающейся на горловине 2, при открывании бутылки.
Колпачок 10 изготовлен из пластического полутвердого материала, такого как полипропилен или полиэтилен, при этом полипропилен предпочтителен с точки зрения внешнего вида. Колпачок получается прессованием пластического материала при одновременном формовании головки 13 и юбки 14 вместе с усеченным конусом 142. При извлечении отливки колпачка из формы следует учитывать внутреннюю противолежащую поверхность усеченного конуса таким образом, что колпачок 10 предпочтительно извлекать из формы за дно 11 при условии сохранения адекватного размера усеченного конуса 142.
Следует отметить, что для облегчения извлечения отливки колпачка из формы язычок 145 на выходе из формы располагается, как показано на левой части фиг.2, то есть свободным концом направлен вниз.
Далее будет описана сборка устройства 1 для укупорки и его размещение вокруг корпуса 2.
Вначале берут колпачок 10, вышедший из отливочной машины, вкладыш 20 и герметизирующий диск 30.
Сначала вводят герметизирующий диск 30 внутрь вкладыша 20 таким образом, чтобы разместить этот диск аксиально между поверхностями 225 вырезов 223 и стенкой дна 21 при необходимой малой деформации диска. Диск размещается между вырезами или приклеивается к стенке дна 21, если нанести адгезивный слой между диском и этой стенкой дна. Во всяком случае вырезы 223 исключают выпадение диска 30 из вкладыша 20.
До или после введения диска 30 внутрь вкладыша 20 этот вкладыш помещают внутрь головки 13 колпачка 10, вводя его аксиально путем надавливания на внутреннюю открытую поверхность. Оборудование, позволяющее осуществление этой операции, отгибает также язычок 145 вверх, как показано на правой части фиг.2.
Обеспечив неподвижность вкладыша 20 в головке 13 колпачка 10, формируют пробку 40, которую затем навинчивают на горловину 2 до тех пор, пока, с одной стороны, язычок 145 пройдет под выступ 8 горлышка, и, с другой стороны, герметизирущий диск 30 будет аксиально сжат между краем 4 горловины и внутренней поверхностью дна 21 вкладыша 20, при этом внутренняя поверхность диска образует кольцевую полость 31, ответно повторяющую край горлышка. Когда навинчивают пробку на горловину 2, внутренняя поверхность 143В части 143 юбки совмещается, в частности, на уровне кольца 147 для соединения форм с буртиком 6 для центрирования втулки 12 вокруг горлышка. Устройство 1 принимает, таким образом, конфигурацию, показанную на правой части фиг.2.
В этой конфигурации юбка 14 плотно охватывает основание горловины 2, так как ее часть 143 находится в контакте с буртиком 6, а внутренний конец 144 напрессован на шейку 7.
Можно представить другие преимущества и варианты устройства для укупорки, описанного выше. Например, горловина 2 сосуда 3 необязательно должна иметь на уровне удерживающей зоны края 144 юбки 14 внешнюю поверхность с конусностью, противоположной конусности юбки 14 на выходе из отливочного оборудования; эта горловина могла бы иметь внешнюю цилиндрическую поверхность или в форме усеченного конуса, сходящегося к оси Х-Х и удаляющегося от края 4 горловины при условии, что угол при вершине юбки будет больше угла шейки горловины так, что при установке на место устройства для укупорки осуществляется достаточная деформация юбки, чтобы ее край 144 был прижат к шейке.
Вместо того, чтобы выполнять герметизирующий диск 30 из одной детали, можно предусмотреть его изготовление в виде сэндвича с внутренним герметизирующим и внешним эластичным слоями.
Герметизирующий диск 30 может быть заменен герметизирующей шайбой, внутренний диаметр которой является равным или меньшим внутреннего диаметра верхнего края 4.
Комплектуя или заменяя средства укупорки на средства, указанные выше, между вкладышем 20 и головкой 13 колпачка 10, вкладыш может быть закреплен внутри колпачка 10 сваркой, например, ультразвуковой, склеиванием или другим аналогичным способом.
Горловина сосуда, на которую устанавливается устройство для укупорки, может быть выполнена из пластического материала.