УКУПОРОЧНОЕ СРЕДСТВО С ИНДИКАЦИЕЙ ПОВРЕЖДЕНИЯ, УПАКОВОЧНАЯ ТАРА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
CAPPING DEVICE WITH DAMAGE INDICATION, CONTAINER AND METHOD OF FABRICATION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к укупорочным средствам и упаковочной таре, снабженным устройствами для обнаружения повреждения, и способам изготовления, в частности к укупорочному средству, снабженному устройством для обнаружения повреждения, имеющему крылышки для зацепления сцепляющих зубьев на горлышке контейнера с целью отделения ленты для обнаружения повреждения от юбки укупорочного средства.
Уровень техники
Известно укупорочное средство, снабженное устройствами для обнаружения повреждения, которое включает в себя разрывную ленту, прикрепленную к юбке укупорочного средства, и крыловидные элементы, которые обращены внутрь от ленты для обнаружения повреждения для зацепления с шариком на горлышке контейнера. Крылышки являются плоскими и они гибко прикрепляются к внутренней поверхности ленты вдоль линий, которые расположены по часовой стрелке или под положительным углом по отношению к оси юбки, если смотреть изнутри юбки. Такие крыловидные укупорочные средства, снабженные устройством для обнаружения повреждения, изготавливаются в пресс-формах с применением при извлечении из пресс-форм прямого удаления, а не вывертывания.
Несмотря на то что крыловидные укупорочные средства, снабженные устройствами для обнаружения повреждения, выполненные по прежней технологии, находили применение для упаковочной тары с буртиком, как, например, упаковочная тара для газированных напитков, крыловидные укупорочные средства, снабженные устройствами для обнаружения повреждения, выполненные по прежней технологии, не вполне пригодны для применения в сочетании с контейнерами, которые имеют средства обнаружения повреждения зубчатого типа на горлышке контейнера. Укупорочные средства прежней технологии также не вполне пригодны для изготовления способом литьевого формования под давлением такого типа, в котором необходимо выворачивать укупорочное средство из стержня литейной формы, в противоположность простому вытягиванию укупорочного средства из стержня литейной формы в осевом направлении. В подобных промышленных применениях крылышки, расположенные под положительным углом на ленте для обнаружения повреждения, складываются и подвергаются остаточной деформации при вывертывании укупорочного средства из стержня литейной формы. Одной из целей настоящего изобретения является укупорочное средство и способ изготовления, в котором элементы для обнаружения повреждения, выполненные в форме крылышка, запрессовываются на внутренней стороне ленты для обнаружения повреждения в процессе операции литьевого формования, в которой укупорочное средство вывертывается из стержня литейной формы и в которой крыловидные элементы не искривляются и не подвергаются остаточной деформации в процессе вывертывания стержня из укупорочного средства.
Другой целью настоящего изобретения является упаковочная тара, снабженная устройствами для обнаружения повреждения, которая содержит подобное укупорочное средство и контейнер, пригодный для использования в сочетании с подобным укупорочным средством в упаковочной таре, снабженной устройствами для обнаружения повреждения.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение затрагивает несколько разных аспектов, которые могут осуществляться независимо друг от друга или, что более предпочтительно, в сочетании друг с другом.
Укупорочное средство, снабженное устройством для обнаружения повреждения, в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения содержит базовую стенку, имеющую цилиндрическую юбку для разъемного зацепления с горлышком контейнера. Разрывная лента для обнаружения повреждения прикрепляется к юбке, и большое количество крылышек обращено внутрь от внутренней поверхности ленты для обнаружения повреждения для зацепления с горлышком контейнера. Крылышки гибко и упруго прикрепляются к внутренней поверхности ленты вдоль линий, которые расположены против часовой стрелки или под отрицательным углом по отношению к оси юбки, если смотреть изнутри юбки. В иллюстративном, но в настоящее время предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения лента для обнаружения повреждения содержит участок, который выступает в радиальном направлении наружу относительно юбки и прикрепляется к юбке по соседству посредством соединительного участка стенки. Крылышки нераздельно присоединены и к выступающему, и к соединительному участкам стенки ленты, таким образом, что жесткое сопротивление этих крылышек изгибанию по отношению к ленте сильнее в местах, прилегающих к соединительному участку стенки, чем в местах, удаленных от соединительного участка стенки.
Упаковочная тара, снабженная устройством для обнаружения повреждения, согласно другому аспекту настоящего изобретения содержит контейнер, имеющий горлышко, по меньшей мере, с одним внешним резьбовым сектором, и большое количество внешних сцепляющих зубьев, расположенных на расстоянии от резьбового сектора. Укупорочное средство, снабженное устройством для обнаружения повреждения, содержит базовую стенку, имеющую юбку с одним, по меньшей мере, внутренним резьбовым сектором для зацепления с горлышком контейнера, и разрывную ленту для обнаружения повреждения, прикрепленную к этой юбке. Большое количество крылышек обращено внутрь от внутренней поверхности ленты для обнаружения повреждения для зацепления с внешними сцепляющими зубьями на горлышке контейнера. Крылышки гибко и упруго прикрепляются к внутренней поверхности ленты вдоль линий, которые расположены против часовой стрелки или под отрицательным углом по отношению к оси юбки, если смотреть изнутри юбки. В предпочтительном варианте выполнения изобретения угловой интервал между крылышками меньше, чем угловой интервал между сцепляющими зубьями, а в самом предпочтительном варианте он составляет половину углового интервала между сцепляющими зубьями. Крылышки в настоящем предпочтительном варианте выполнения взаимодействуют друг с другом с целью предотвращения удаления укупорочного средства из горлышка контейнера без отделения ленты для обнаружения повреждения посредством разрыва с юбкой укупорочного средства.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение вместе с его дополнительными целями, отличительными признаками, преимуществами и аспектами будет понятно из следующего описания, прилагаемой формулы изобретения и сопроводительных чертежей, на которых:
фиг.1 - фрагментарный местный вид в вертикальном разрезе укупорочного средства и контейнерной упаковочной тары в соответствии с одним из предпочтительных вариантов выполнения изобретения;
фиг.2 - увеличенный фрагментарный разрез части фиг.1 внутри зоны 2;
фиг.3 - фрагментарный разрез части фиг.2 внутри зоны 3;
фиг.4 - разрез, выполненный, главным образом, вдоль линии 4-4 на фиг.1;
фиг.5 - местный вид в вертикальном разрезе оболочки укупорочного средства в упаковочной таре фиг.1-4;
фиг.6 - фрагментарный разрез в увеличенном масштабе части фиг.5 внутри зоны 6;
фиг.7 и 8 - соответственно фрагментарные разрезы частей фиг.5 внутри зон 7 и 8;
фиг.9 - вид в плане снизу по направлению 9 на фиг.8;
фиг.10 - фрагментарный вид в вертикальном разрезе горлышка контейнера в упаковочной таре на фиг.1 и 2;
фиг.11 - горизонтальная проекция сверху горлышка контейнера на фиг.10;
фиг.12 - фрагментарный разрез горлышка контейнера на фиг.10-11;
фиг.13 - разрез, выполненный, главным образом, вдоль линии 13-13 на фиг.10;
фиг.14 - фрагментарная принципиальная схема пресс-формы для литьевого формования оболочки укупорочного средства согласно фиг.5-9;
фиг.15 - принципиальная схема, полезная для объяснения операции по одному аспекту настоящего изобретения; и
фиг.16 - принципиальная схема, сходная с показанной на фиг.15 и необходимая для объяснения способа извлечения из стержня литейной формы укупорочного средства с крылышками, сформованными по часовой стрелке или под положительным углом по отношению к оси контейнера.
Осуществление изобретения
Фиг.1-2 представляют укупорочное средство и контейнерную упаковочную тару 20 в соответствии с одним предпочтительным вариантом выполнения изобретения, как содержащим контейнер 22, имеющий цилиндрическое горлышко 24. Укупорочное средство 26 крепится с внешней стороны к горлышку контейнера 24. Укупорочное средство 26 в иллюстрируемом варианте выполнения изобретения представляет собой сборку, включающую кольцевидную оболочку 28 укупорочного средства, диск 30 гильзы и изолирующую гильзу 32 на нижней стороне диска 30. Оболочка 28 укупорочного средства включает в себя базовую стенку 34 и периферийную юбку 36, имеющую один или более внутренних резьбовых секторов 38 для зацепления с одним или более внешними резьбовыми секторами 40 на горлышке контейнера 24. Диск 30 имеет вытянутые в осевом направлении пальцы 42 для установки диска 30 внутри центрального отверстия к базовой стенке 34 оболочки. Гильза 32 в предпочтительном варианте запрессовывается на свое место на нижней стороне диска 30. В пределах описанного, укупорочное средство 26 является аналогичным раскрытому в американской патентной заявке под номером 10/217,691.
Согласно настоящему изобретению, разрывная лента 50 для обнаружения повреждения прикрепляется к нижней кромке юбки 36 укупорочного средства. (Ориентирующие слова, такие как "верхний" и "нижний", применяются с целью описания, а не ограничения в отношении вертикальной ориентации упаковочной тары, показанной на фиг.1 и 2; ориентирующие слова, такие как "аксиальный" и "радиальный", применяются с целью описания, а не ограничения в отношении оси горлышка контейнера или юбки укупорочного средства в зависимости от конкретного случая.) Такая разрывная взаимная связь может быть осуществлена с помощью нерабочих участков 52, которые связывают юбку 36 с лентой 50, сформованной посредством разрывных мостиков, которые зафальцованы в юбку укупорочного средства, как раскрыто, например, в американском патенте 5,564,319, или сочетанием формованных нерабочих участков и фальцевания. В менее предпочтительном варианте разрывная связь может быть осуществлена в форме тонкой паутины, которая нераздельно связывает ленту с юбкой. В предпочтительном варианте выполнения изобретения лента 50 для обнаружения повреждения имеет большей частью цилиндрическую часть 54, которая выступает наружу в радиальном направлении из юбки 36, и соединительную конусообразную часть 56, которая полностью присоединяет цилиндрическую часть 54 к юбке укупорочного средства.
Большое количество крыловидных элементов (крылышек) 58 обращено внутрь от внутренней поверхности ленты 50 для обнаружения повреждения. В предпочтительном варианте все крылышки 58 являются идентичными. Каждое крылышко 58 условно является равным или плоским, хотя эти крылышки могут выходить из пресс-формы в некоторой степени неплоскими по причине допусков пресс-форм или вследствие незначительного искривления в процессе извлечения из пресс-формы. Каждое крылышко 58 гибко и упруго прикреплено к внутренней поверхности ленты 54 вдоль линии, которая расположена против часовой стрелки под углом 60 (фиг.8) по отношению к оси 62 юбки 36 укупорочного средства, если смотреть изнутри юбки. Это расположение против часовой стрелки или под "отрицательным" углом 60 облегчает извлечение укупорочного средства из стержня литьевого формования без существенной остаточной деформации или искривления крылышек 58, как будет описано далее. Угол 60 - больше, чем 0°; в предпочтительном варианте он варьируется - от 18° до 35°, в более предпочтительном варианте он составляет 18°. В предпочтительном варианте каждое крылышко 58 имеет одинаковую толщину, предпочтительно толщина варьируется от 0,024 до 0,03 дюйма (0,6096-0,762 мм). В предпочтительном варианте крылышки 58 расположены с одинаковым угловым интервалом вокруг внутреннего периметра ленты 50, в приведенном в качестве примера предпочтительном, но иллюстративном варианте выполнения изобретения - с угловым интервалом . Как правило, каждое крылышко 58 является трапецеидальным и имеет внешнюю кромку, нераздельно соединенную с лентой 50, внутреннюю кромку 64, параллельную оси 62, и верхнюю кромку 68. Желательно, чтобы нижняя кромка 66 была параллельна плоской поверхности базовой стенки 34, и в типовом варианте она расположена под углом в диапазоне от -5° до +5° по отношению к базовой стенке. Верхняя кромка 68, которая повернута лицевой стороной к базовой стенке 34 укупорочного средства, расположена под углом к базовой стенке 34, варьирующемся в диапазоне от 25° до 45°, в самом предпочтительном варианте этот угол составляет 35°. Верхняя кромка каждого крылышка 58 также нераздельно соединена с внутренней поверхностью соединительного участка 56 ленты 50 и выступает из него, так что каждое крылышко 58 является наиболее гибким по отношению к ленте 50 в зоне нижней кромки 66 и наименее гибким по отношению к ленте 50 в зоне верхней кромки 68. Другими словами, гибкость каждого крылышка 58 уменьшается в направлении от нижней кромки 66 к верхней кромке 68. Если смотреть в осевом направлении через открытую концевую часть оболочки 28 (фиг.9), крылышки располагаются по часовой стрелке под углом 61 по отношению к диаметру оболочки, в предпочтительном варианте в диапазоне от 25° до 70°.
Горлышко контейнера 24 более подробно представлено на фиг.10-13. Горлышко 24 имеет открытую верхнюю концевую часть 70, которая определяет границы входного отверстия контейнера. Внешние резьбовые секторы 40 расположены под верхней концевой частью 70. По желанию предусматривается внешний поддерживающий фланец 72 в месте, расположенном на расстоянии от открытой концевой части 70. Внешний бортик 74 выступает вокруг горлышка 24 и располагается под резьбовыми секторами 40. Большое количество сцепляющих зубьев 76 выступает в радиальном направлении наружу от бортика 74. Как показано на фиг.11, сцепляющие зубья 76 в предпочтительном варианте предусмотрены в виде двух диаметрально противоположных групп на горлышке 24, расположенных со значительным угловым интервалом между этими группами, внутри которого не размещается никаких сцепляющих зубьев 76. В приведенном в качестве примера предпочтительном варианте выполнения изобретения имеется по пять сцепляющих зубьев 76 в каждой диаметрально противоположной группе. Каждый сцепляющий зуб 76 имеет направленный по часовой стрелке лицевой торец 78. Как показано на фиг.13, лицевой торец 78 на сцепляющем зубе 76а расположен под значительным острым углом к диаметру горлышка, лицевые торцы 78 зубьев 76b и 76с расположены под менее острым углом к диаметру горлышка, в то время как лицевые торцы 78 на зубьях 76d и 76е расположены параллельно друг другу и к направлению вытягивания из пресс-формы с разъемной матрицей, в которой формуется контейнер. Угол лицевого торца на зубе 76а в предпочтительном варианте составляет около 37°, а угол лицевых торцов 78 на сцепляющих зубьях 76b и 76с в предпочтительном варианте составляет около 20°. В предпочтительном варианте выполнения изобретения, поясненном чертежами, угловой интервал между лицевыми торцами 78 составляет 20°. Сцепляющие зубья и лицевые торцы на противоположной стороне горлышка контейнера такие же, как показано на фиг.13.
Действие крылышек 58 укупорочного средства и сцепляющих зубьев 76 контейнера лучше всего представлено на фиг.4. По мере того, как укупорочное средство 26 первоначально накладывается на горлышко 24 контейнера вращением в направлении по часовой стрелке, как это видно из фиг.4, крылышки 58 укупорочного средства ползут над сцепляющими зубьями 76. Затем, при попытке удалить укупорочное средство 26 из горлышка контейнера посредством его вращения в направлении против часовой стрелки, крылышки 58 зацепляют лицевые торцы сцепляющих зубьев 76 таким образом, чтобы эффективно препятствовать вращению ленты для обнаружения повреждения 50 по отношению к горлышку контейнера. Принудительное вращение оболочки укупорочного средства вызывает разрушение разрывного соединения между лентой для обнаружения повреждения 50 и юбкой 36 укупорочного средства, и это разъединение свидетельствует о том, что имело место вскрытие упаковочной тары. Размещение крылышек 58 на расстоянии половины углового интервала между лицевыми торцами сцепляющих зубьев обеспечивает невозможность вывертывания оболочки укупорочного средства из горлышка контейнера без разрушения разрывного соединения между лентой для обнаружения повреждения и юбкой укупорочного средства. Обращаясь, например, к фиг.4, можно увидеть, что крылышко 58а зацепляется за лицевой торец сцепляющего зуба 76а, когда укупорочное средство вращается в направлении против часовой стрелки по отношению к горлышку контейнера. Между тем, крылышко 58 зацепляется с кулачковой поверхностью сцепляющего зуба 76b. Крылышко 58b расположено так, чтобы помешать перегибанию крылышка 56а в противоположном направлении по мере того, как укупорочное средство выворачивается из горлышка контейнера, и, таким образом, улучшить осуществление функции обнаружения повреждения.
Фиг.14 схематично иллюстрирует пресс-форму 80 для литьевого формования оболочки 28 укупорочного средства. Пресс-форма 80 включает в себя полость литейной формы 82 и стержень литейной формы 84. Стержень 84 содержит резьбовой сердечник 86, имеющий внешние каналы 88 для литьевого формования резьбовых секторов 38 на юбке 36. Кольцо 90 нерабочего участка с внешней стороны окружает резьбовой сердечник 86 и имеет выступающий наружу буртик 92 для литьевого формования нерабочих участков 52 (фиг.5-8) и верхних поверхностей 68 на крылышках 58. Рукав 94 крылышка с внешней стороны окружает кольцо 90 нерабочего участка для формования карманов, в которых отливаются крылышки 58. Съемное кольцо 96 с внешней стороны окружает рукав 94 крылышка. Резьбовой стержень 84 может вращаться для вывертывания сердечника из формованного укупорочного средства по мере того, как кольцо 90 нерабочего участка вытягивается в осевом направлении из отформованного укупорочного средства, а съемное кольцо 96 выталкивает укупорочное средство 26 из сердечника. Рукав 94 крылышка может вращаться в любую сторону по отношению к другим кольцам и рукавам. Буртик 92 кольца нерабочего участка проталкивает поверхности 68 крылышек по мере того, как укупорочное средство выдирается из сердечника 80 (фиг.14). Поскольку крылышки 58 сформованы в направлении против часовой стрелки или под острым углом 60 по отношению к оси юбки, как показано на фиг.15, это проталкивание крылышек 58 складывает крылышки 58 в направлении 100 к внутренней поверхности ленты 50, что не приводит к остаточной деформации крылышек. И наоборот, как показано на фиг.16, если крылышки 102 были запрессованы в направлении по часовой стрелке или под положительным углом 104 по отношению к оси 62 укупорочного средства, проталкивание кромок 68 крылышек кольцом нерабочего участка приведет к складыванию крылышек в направлении 106, противоположном углу, под которым крылышко выдается из внутренней поверхности ленты для обнаружения повреждения, тем самым, вызывая перекашивание и остаточную деформацию крылышек.
Таким образом, здесь были раскрыты пластиковое укупорочное средство, и контейнерная упаковочная тара, и способ изготовления, которые полностью удовлетворяют всем изложенным целям. Изобретение описано с привязкой к нескольким аспектам, предпочтительным в настоящее время, и с привязкой к предпочтительным в настоящее время вариантам выполнения, а также с рассмотрением нескольких модификаций и разновидностей. Другие модификации и разновидности без труда сами напомнят о себе тем лицам, которые обладают ординарным опытом в этой технологии. Например, настоящее изобретение никоим образом не ограничивается реализацией в сочетании со сборным укупорочным средством, состоящим из двух (или нескольких) узлов по типу, представленному на фиг.1-2. В самом деле, это укупорочное средство может также быть выполнено в виде цельной неразъемной формованной пластиковой оболочки, имеющей изолирующее средство, в котором гильза не предусмотрена, или имеющей отдельную гильзу, запрессованную на месте в базовой стенке укупорочного средства, или гильзу, вылитую отдельно и присоединенную к базовой стенке укупорочного средства. Изобретение может быть также реализовано в случае применения компрессионного формования, в котором резьбовой сердечник вывертывается из укупорочного средства, в отличие от извлечения из стержня литейной формы с применением естественной обдирки. Намерением настоящего изобретения является охватить эти и все другие модификации и разновидности, которые попадают в рамки основной тенденции и широкого круга возможностей прилагаемой формулы изобретения.