КРЫШКА-КОЛПАЧОК ДЛЯ УКУПОРИВАНИЯ БУТЫЛКИ

Настоящая полезная модель относится к средствам укупоривания бутылок, используемым после розлива в бутылки их содержимого, например напитков, в том числе алкогольных, преимущественно газированных, а более конкретно - к крышке-колпачку для укупоривания бутылки.
Настоящая полезная модель может быть использована для укупоривания бутылок, например, с различными напитками, в том числе, с водой, молоком, соком, компотом и тому подобными напитками.
Наиболее эффективно настоящая полезная модель может быть использована для укупоривания бутылок с газированными напитками, то есть для укупоривания бутылок с пищевыми жидкостями, имеющими избыточное давление, например, сладкими газированными напитками, лимонадами, игристыми или шампанскими винами.
Укупорочные средства - это различные элементы, которые применяют для защиты и изоляции разлитых в бутылки напитков от проникновения воздуха, загрязнения, возможного окисления продуктов и потери аромата, а также предотвращения преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке газированного продукта.
Для сохранения органолептических свойств разлитых в бутылки напитков или других жидких продуктов требуется надежная укупорка бутылок, заполненных определенным продуктом, исключающая проникновение воздуха или загрязнений в продукты, окисление продуктов, потерю их аромата, преждевременному вытеканию содержимого бутылки. Газированные напитки, кроме того, требуют более надежной укупорки, исключающей преждевременный выход газа из находящегося в бутылке газированного продукта. Надежная укупорка сопряжена с необходимостью приложения значительных усилий при укупорке и откупоривании бутылок. Кроме того, после розлива продуктов в бутылки и их укупоривания, бутылки необходимо складировать, хранить и транспортировать к месту использования, в процессе чего возможны механические повреждения укупорочных средств, что может привести к разгерметизации бутылки и преждевременному вытеканию содержимого бутылки или преждевременному выходу газа из находящегося в бутылке газированного продукта. Все это отрицательно сказывается на органолептических свойствах содержащегося в бутылке продукта до его розлива. В связи с вышесказанным к крышкам - колпачкам для укупоривания бутылок с напитками предъявляются строгие требования.
Согласно распространенному определению, под укупоркой понимают закрывание тары после того, как в нее помещена продукция. Основной задачей любой укупорки является сохранение количества и качества фасованной продукции; сохранение неприкосновенности продукции и обеспечение ее защиты от внешнего воздействия. Укупорочным средством называется надеваемое на горлышко бутылки приспособление для обеспечения герметичности бутылки и защиты напитка.
Для укупорки бутылок с напитками широко известны натуральные пробки, пластиковые пробки и металлические пробки (пробки из алюминия) (https://article.unipack.ru/35361/). Однако натуральные пробки очень дороги и требуют сложной процедуры складирования, хранения и транспортировки бутылок, пластиковые пробки неэкологичны и передают в напиток вредные химические соединения, металлические пробки (из алюминия) являются наиболее технологичными для укупорки бутылок с винами, так как сочетают в себе высокую гигиеничность, удобство, практичность, дешевизну и исключают попадание в напиток вредных химических соединений. Однако металлические крышки не имеют средства предохранения от смятия при закрывании и открывании бутылки и механических повреждений в процессе ее складирования, хранения и транспортировки. Это создает возможность преждевременного вытекания содержимого бутылки или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке газированного продукта, не позволяет соблюсти герметичность укупоренной бутылки до момента розлива напитка и приводит к ухудшению органолептических свойств напитка до момента его употребления.
В настоящее время для укупорки бутылок с напитками все больше используют крышки-колпачки, состоящие из двух частей, соединенных между собой сборочными операциями (например, напрессовкой) и находящихся между собой в функциональном конструктивном единстве, в которых пытаются соединить положительные качества известных укупорочных средств и исключить их недостатки.
Известна крышка-колпачок для укупоривания бутылки с напитком (US 3887100), содержащая металлическую крышку, приспособленную для размещения снаружи горлышка бутылки и имеющую круглую плоскую верхнюю стенку и по существу цилиндрическую боковую стенку; фиксирующее отрывное кольцо, соединенное с нижним торцем боковой стенки металлической крышки с помощью перемычек; прокладку, размещенную между торцем горлышка бутылки и внутренней поверхностью верхней стенки металлической крышки; защитный пластиковый колпачок, напрессованный снаружи металлической крышки, содержащий круглую плоскую верхнюю стенку и кольцевую выпуклую боковую стенку. Внутренняя поверхность плоской верхней стенки защитного пластикового колпачка размещена в непосредственной близости от наружной поверхности круглой плоской верхней стенки металлической крышки, а наружная поверхность защитного пластикового колпачка выполнена гладкой. Известная крышка-пробка имеет средство зацепления металлической крышки и защитного пластикового колпачка, содержащее единую область зацепления боковых стенок металлической крышки и защитного пластикового колпачка, имеющую храповой механизм, содержащий кольцеобразный участок с накаткой, выполненной на наружной поверхности боковой стенки металлической крышки непосредственно под его верхней стенкой с образованием вокруг боковой стенки чередующихся гребней и впадин, которые входят в зацепление с чередующимися гребнями и впадинами кольцевой части с ответной накаткой, выполненной на внутренней поверхности защитного пластикового колпачка. Для обеспечения функционирования храпового механизма впадины каждой накатки имеют несколько большие размеры, чем входящие в соответствующие впадины гребни соответствующих накаток, что приводит к проскальзыванию защитного пластикового колпачка относительно металлической крышки. Ниже накатки металлической крышки выполнена кольцевая канавка, ниже которой выполнена резьба винтовой зоны для соединения с бутылкой. Ниже винтовой зоны выполнена кольцевая наружная верхняя втулка, приспособленная для образования нижнего буртика, имеющего нижний кольцевой фланец, приспособленный для зацепления с нижней пластиной бутылки. Металлическая крышка выполнена, как правило, из алюминия, а защитный пластиковый колпачок выполнен жестким из твердого пластика, полипропилена, полистирола, аэронитрил-бутадиен-стирола, фенольных смол, твердого полиуретана или другого твердого или жесткого или по существу твердого или жесткого материала. При этом данный защитный пластиковый колпачок является декоративным и скрывает металлическую крышку.
Однако при открывании бутылки путем откручивания металлической крышки с помощью защитного пластикового колпачка возникают значительные силы сопротивления этому откручиванию, а именно: силы трения прокладки о срез венчика бутылки; силы трения стенок резьбы винтовой зоны металлической крышки о стенки резьбы винтовой зоны венчика бутылки; силы, возникающей при разрушении перемычек и их отрыва от нижнего торца боковой стенки металлической крышки; силы трения фиксирующего отрывного кольца о выступ венчика бутылки. Кроме того, давление внутри бутылки создает значительно усилие на крышку, которое уравновешивается силами в резьбовом зацеплении металлической крышки и бутылки. Эти силы в резьбовом зацеплении создают дополнительные силы трения поверхностей винтовой зоны металлической крышки о поверхности винтовой зоны венчика бутылки в момент начала откручивания колпачка. В процессе эксплуатации данной крышки-колпачка указанные силы сопротивления суммируются и передаются через стенки металлической крышки на средство зацепления. Для гарантированного открывания бутылки средство зацепления должно выдерживать моменты, достаточные для одновременного преодоления указанных сил сопротивления. При этом требуется приложение значительных усилий для преодоления этих сил сопротивления и гарантированного отвинчивания данной крышки-колпачка. Однако конструктивное выполнение указанного средства зацепления (наличие единой области зацепления) не выдерживает воздействия суммированных сил сопротивления, что приводит к взаимному деформированию гребней указанных накаток и резьбы винтовой зоны металлической крышки. В результате происходит смятие указанных гребней и резьбы, что приводит к проскальзыванию защитного пластикового колпачка относительно металлической крышки. Кроме того, взаимное расположение верхних стенок металлической крышки и защитного пластикового колпачка приводит к возможности деформирования (например, при падении бутылки) верхней стенки металлической крышки, гребней указанных накаток и резьбы винтовой зоны металлической винтовой крышки в процессе транспортировки, складирования и хранения бутылки, что приводит к возможности преждевременного вытекания содержимого бутылки или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке газированного продукта, а также приводит к проскальзыванию защитного пластикового колпачка относительно металлической крышки в процессе откупоривания бутылки. Все вышесказанное приводит к проскальзыванию колпачка относительно крышки при откручивании крышки-колпачка и, соответственно, к проблемам с открыванием бутылки, а также снижает надежность укупорки бутылки с напитком, приводит к возможности преждевременного вытекания содержимого бутылки или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке газированного продукта, что не обеспечивает гарантированное открывание бутылки, не обеспечивает соблюдение герметичности укупоренной бутылки до момента розлива напитка и приводит к ухудшению органолептических свойств напитка до момента его употребления. Кроме того, наличие гладкой поверхности защитного пластикового колпачка обуславливает проскальзывание данного колпачка в руке пользователя, что затрудняет открывание крышки-колпачка.
В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача создать крышку-колпачок для укупоривания бутылки, которая обеспечит надежную укупорку бутылки, исключающую возможность деформирования (смятия и механического повреждения) верхней стенки металлической крышки, гребней и впадин поясов средства зацепления и резьбы винтовой зоны металлической крышки, исключит возможность проскальзывания защитного пластикового колпачка относительно металлической крышки при открывании бутылки и возможность механического повреждения металлической крышки и ее элементов в процессе складирования, хранения и транспортировки бутылки, что обеспечит гарантированное открывание бутылки, исключит возможность преждевременного вытекания содержимого бутылки или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке газированного продукта, позволит соблюсти герметичность укупоренной бутылки до момента розлива продукта и исключит потерю органолептических свойств напитка до момента его употребления.
Эта задача решена созданием крышки-колпачка для укупорки бутылки, содержащей металлическую крышку, приспособленную для размещения снаружи горлышка бутылки и имеющую верхнюю стенку и боковую стенку, на которой выполнена винтовая зона для соединения с бутылкой; фиксирующее отрывное кольцо, соединенное с нижним торцем боковой стенки металлической крышки с помощью перемычек; прокладку, размещенную между торцем горлышка бутылки и внутренней поверхностью верхней стенки металлической крышки; защитный пластиковый колпачок, напрессованный снаружи металлической крышки и содержащий верхнюю стенку и боковую стенку; средство зацепления металлической крышки и защитного пластикового колпачка, в которой, согласно полезной модели, средство зацепления металлической крышки и защитного пластикового колпачка содержит две кольцеобразные области зацепления боковых стенок металлической крышки и защитного пластикового колпачка, последовательно размещенные одна под другой, каждая область зацепления имеет внешний пояс зацепления, который содержит чередующиеся вертикальные гребни и впадины, выполненные на наружной поверхности боковой стенки металлической крышки, и ответный внутренний пояс зацепления, который содержит соответствующие ответные чередующиеся вертикальные гребни и впадины, выполненные на внутренней поверхности боковой стенки защитного пластикового колпачка и входящие в зацепление с вертикальными гребнями и впадинами соответствующего внешнего пояса зацепления, при этом первая кольцеобразная область зацепления расположена над винтовой зоной боковой стенки металлической крышки, а вторая кольцеобразная область зацепления расположена под винтовой зоной боковой стенки металлического крышки, причем вертикальные гребни первой и второй кольцеобразных областей зацепления выполнены соосными, а верхняя стенка защитного пластикового колпачка выполнена выпуклой и между внутренней поверхностью верхней стенки этого колпачка и наружной поверхностью верхней стенки металлической крышки образована буферная полость, в которой размещено по меньшей мере одно ребро жесткости, соединяющее эти поверхности.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в обеспечении надежной укупорки бутылки с напитком, преимущественно с газированным напитком, исключающей возможность деформирования (смятия и механического повреждения) металлической крышки, гребней и впадин поясов средства зацепления и резьбы винтовой зоны металлической крышки, что исключит возможность проскальзывания защитного пластикового колпачка относительно металлической крышки при открывании бутылки и возможность повреждения металлической крышки и ее элементов в процессе складирования, хранения и транспортировки бутылки, что обеспечит гарантированное открывание бутылки, исключит возможность преждевременного вытекания содержимого бутылки или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке газированного продукта, позволит соблюсти герметичность укупоренной бутылки до момента розлива и исключит потерю органолептических свойств напитка до момента его употребления. Это обеспечивается наличием двух (первой и второй) размещенных одна под другой областей зацепления металлической крышки и защитного пластикового колпачка, что позволяет разнести (распределить) по высоте крышки-колпачка места преодоления отдельных сил сопротивления вращению крышки-колпачка относительно бутылки. То есть первая (верхняя) область зацепления преодолевает силы трения прокладки о срез венчика бутылки и силы трения стенок резьбы винтовой зоны металлической крышки о стенки верхних витков резьбы винтовой зоны венчика бутылки, а вторая (нижняя) область зацепления преодолевает силы трения стенок резьбы металлической крышки о стенки нижних витков резьбы венчика бутылки, а также силы, возникающей при разрушении перемычек и их отрыва от нижнего торца боковой стенки металлической крышки, и силы трения фиксирующего отрывного кольца о выступ венчика бутылки. Это позволяет равномерно распределить места приложения моментов этих сил, увеличить суммарную высоту областей зацепления, снизить удельное давление на поверхности вертикальных гребней и впадин поясов областей зацепления и равномерно распределить усилия, требующиеся для преодоления отдельных сил сопротивления вращению крышки-колпачка относительно бутылки по разным областям зацепления. Это исключает возможность деформирования (смятия) металлической крышки, гребней и впадин поясов средства зацепления и резьбы винтовой зоны металлической. Исключает возможность проскальзывания защитного пластикового колпачка относительно металлической крышки при открывании бутылки, исключает возможность преждевременного вытекания содержимого бутылки или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке газированного продукта, позволяет соблюсти герметичность укупоренной бутылки до момента розлива, исключает потерю органолептических свойств напитка до момента его употребления. Кроме того, указанный технический результат достигается выполнением верхней стенки защитного пластикового колпачка выпуклой формы в виде купола, которая обеспечивает возможность образования между внутренней поверхностью верхней стенки защитного пластикового колпачка и наружной поверхностью верхней стенки металлической крышки демпфирующей буферной полости с ребрами жесткости, предохраняющей металлическую крышку, элементы средства зацепления и резьбу винтовой зоны металлической крышки от механических повреждений в процессе складирования, хранения и транспортировки бутылки, что исключает возможность деформирования (механического повреждения, например, воздействия внешних ударов при падении бутылки) металлической крышки, гребней и впадин поясов средства зацепления и резьбы винтовой зоны металлической крышки. Исключает возможность проскальзывания защитного пластикового колпачка относительно металлической крышки при открывании бутылки, исключает возможность преждевременного вытекания содержимого бутылки или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке газированного продукта, позволяет соблюсти герметичность укупоренной бутылки до момента розлива и исключает потерю органолептических свойств напитка до момента его употребления. Все это увеличивает надежность укупорки бутылки с напитком, преимущественно с газированным напитком, и обеспечивает гарантированное открывание бутылки, позволяет соблюсти герметичность укупоренной бутылки до момента розлива, исключает потерю органолептических свойств напитка до момента его употребления.
Для укупорки бутылок с сильно газированными напитками конструктивно обосновано, чтобы средство зацепления металлической крышки и защитного пластикового колпачка дополнительно содержало третью кольцеобразную область зацепления, размещенную под второй кольцеобразной областью зацепления в непосредственной близости от места соединения перемычек с нижним торцем боковой стенки металлической крышки. Это позволяет более равномерно распределить указанные силы по областям зацепления, увеличить суммарную высоту областей зацепления и снизить удельное давление на поверхности вертикальных гребней и впадин поясов областей зацепления и более равномерно распределить усилия, требующиеся для преодоления отдельных сил сопротивления вращению крышки-колпачка относительно бутылки, что обеспечивает достижение описанного выше технического результата.
Целесообразно, чтобы чередующиеся вертикальные гребни и впадины внешнего пояса зацепления каждой области зацепления были равномерно распределены по соответствующей окружности, а ответные чередующиеся вертикальные гребни и впадины ответного внутреннего пояса зацепления каждой соответствующей области зацепления были расположены по соответствующей окружности с шагом, равным или кратным шагу гребней и впадин внешнего пояса.
Желательно, чтобы первая область зацепления имела высоту, меньше высоты второй области зацепления.
Благоприятно, чтобы первая область зацепления имела высоту, меньше высоты второй области зацепления и больше высоты третьей области зацепления.
Предпочтительно, чтобы каждый вертикальный гребень и каждая вертикальная впадина поясов зацепления в плане имела форму трапеции, обеспечивающую размещение по посадке соответствующих вертикальных гребней в соответствующих вертикальных впадинах (папа-мама).
Полезно, чтобы нижняя часть гребней внешнего пояса нижней области зацепления и верхняя часть гребней внутреннего пояса верхней области зацепления имела оппозитно ориентированные фаски.
Технологически оправданно, чтобы соосные гребни внутренних поясов зацепления всех кольцеобразных областей зацепления были выполнены за одно целое.
Удобно, чтобы на наружных поверхностях верхней и боковой стенок защитного пластикового колпачка выполнены ребра противоскольжения.
Предпочтительно, чтобы на наружной поверхности боковой стенки металлической крышки и на наружной поверхности фиксирующего отрывного кольца были выполнены соответствующие кольцеобразные буртики, приспособленные к зацеплению с соответствующими кольцеобразными буртиками, выполненными на внутренней поверхности боковой стенки защитного пластикового колпачка.
Возможно, чтобы в плане каждый вертикальный гребень внутреннего пояса зацепления защитного пластикового колпачка имел толщину, больше толщины каждого вертикального гребня внешнего пояса зацепления металлической крышки, при этом каждая вертикальная впадина внешнего пояса зацепления металлической крышки в плане имела толщину, по существу равную толщине каждого соответствующего гребня внутреннего пояса зацепления защитного пластикового колпачка.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает надежную укупорку бутылки с напитком, преимущественно с газированным напитком, исключающую возможность деформирования (смятия и механического повреждения) металлической крышки, гребней и впадин поясов средства зацепления и резьбы винтовой зоны металлической крышки, что исключит возможность проскальзывания защитного пластикового колпачка относительно металлической крышки при открывании бутылки и возможность повреждения металлической крышки и ее элементов в процессе складирования, хранения и транспортировки бутылки, что обеспечит гарантированное открывание бутылки, исключит возможность преждевременного вытекания содержимого бутылки или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке газированного продукта, позволит соблюсти герметичность укупоренной бутылки до момента розлива и исключит потерю органолептических свойств напитка до момента его употребления.
Для лучшего понимания предлагаемой полезной модели ниже приведены конкретные примеры ее выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает крышку-колпачок, выполненный согласно предлагаемой полезной модели, закрепленный на бутылке, продольное сечение;
фиг. 2 - крышку-колпачок, выполненный согласно предлагаемой полезной модели с тремя поясами зацепления, без бутылки, продольный разрез;
фиг. 3 - крышку-колпачок, выполненный согласно предлагаемой полезной модели с двумя поясами зацепления, без бутылки, продольный разрез;
фиг. 4 - крышку-колпачок, выполненный согласно предлагаемой полезной модели, закрепленный на бутылке, внешний вид;
фиг. 5 - крышку-колпачок, выполненный согласно предлагаемой полезной модели, без бутылки, изометрия, вид снизу;
фиг. 6 - сечение V-V на фиг. 2, фиг. 3.
Предлагаемая крышка-колпачок для укупоривания бутылки, преимущественно с газированным напитком содержит металлическую крышку 1, приспособленную для размещения снаружи горлышка 2 бутылки 3 и имеющую круглую по существу плоскую верхнюю стенку 4 и по существу цилиндрическую боковую стенку 5, на которой выполнена винтовая зона 6 для соединения с бутылкой 3, имеющей ответную винтовую зону 7. Между торцем горлышка 2 бутылки 3 и внутренней поверхностью 8 верхней стенки 4 металлической крышки 1 размещена прокладка 9. С нижним торцем боковой стенки 5 металлической крышки 1 с помощью перемычек 10 соединено фиксирующее отрывное кольцо 11.
Кроме того, предлагаемая крышка-колпачок содержит защитный пластиковый колпачок 12, напрессованный снаружи металлической крышки 1 и содержащий выпуклую верхнюю стенку 13, например, в виде купола, в основном цилиндрическую боковую стенку 14 и нижнюю часть 15, которая закрывает фиксирующее отрывное кольцо 11. Наличие нижней части 15 обеспечивает защиту отрывного кольца 11 от механических повреждений в процессе складирования, хранения и транспортировки укупоренных бутылок 3, что исключает возможность деформирования (например, воздействия внешних ударов при падении бутылки 3) отрывного кольца 11.
Металлическая крышка 1 и фиксирующее отрывное кольцо 11 выполнены, как правило, из алюминия, а защитный пластиковый колпачок 12 выполнен жестким из твердого пластика, полипропилена, полиэтилена высокой плотности, поликарбоната, полистирола, твердого полиуретана или другого твердого или жесткого или по существу твердого или жесткого материала, разрешенного для использования в пищевой промышленности.
Также предлагаемая крышка-колпачок содержит средство 16 зацепления металлической крышки 1 и защитного пластикового колпачка 12, а между внутренней поверхностью верхней стенки 13 защитного пластикового колпачка 12 и наружной поверхностью плоской верхней стенки 4 металлической крышки 1 образована демпфирующая буферная полость 17, в которой размещено по меньшей мере одно ребро 18 жесткости, соединяющее эти поверхности. Каждое ребро 18 жесткости имеет прочность, достаточную для защиты металлической крышки 1 от непосредственных внешних механических воздействий, например, силой до 8 кг при вертикальном падении бутылки 3 весом до 1,5 кг на твердую поверхность защитным пластиковым колпачком 12 с высоты по меньшей мере 200 мм.
Количество ребер 18 жесткости зависит от прочности материала и толщины верхней стенки 13 защитного пластикового колпачка 12. Чем меньше прочность и толщина верхней стенки 13 защитного пластикового колпачка 12, тем большее количество ребер 18 жесткости нужно разместить в буферной полости 17.
Наличие демпфирующей буферной полости 17 с ребрами 18 жесткости предохраняет металлическую крышку 1, элементы средства 16 зацепления и резьбу винтовой зоны металлической крышки 1 от механических повреждений в процессе складирования, хранения и транспортировки бутылки, что исключает возможность деформирования верхней стенки 4 металлической крышки 1, средства 16 зацепления и резьбы винтовой зоны металлической крышки 1. Исключает возможность проскальзывания защитного пластикового колпачка 12 относительно металлической крышки 1 при открывании бутылки 3, исключает возможность преждевременного вытекания содержимого бутылки 3 или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке 3 газированного продукта, позволяет соблюсти герметичность укупоренной бутылки 3 до момента розлива продукта и исключает потерю органолептических свойств напитка до момента его употребления. Все это увеличивает надежность укупорки бутылки 3 с напитком, преимущественно с газированным напитком, и обеспечивает гарантированное открывание бутылки 3.
Верхняя стенка 13 защитного пластикового колпачка 12 может иметь любую известную выпуклую форму, при этом наиболее эффективна округлая форма, например, в виде купола, эргономически приспособленная для удобного размещения в пальцах руки пользователя.
Средство 16 зацепления металлической крышки 1 и защитного пластикового колпачка 12 содержит две кольцеобразные области 19 зацепления боковой стенки 5 металлической крышки 1 и боковой стенки 14 защитного пластикового колпачка 12, разнесенные по высоте металлической крышки 1 и последовательно соосно размещенные одна под другой (вторая кольцеобразные область 19 зацепления под первой). Каждая область 19 зацепления имеет внешний пояс 20 зацепления, который содержит чередующиеся вертикальные гребни 21 и впадины 22, выполненные на наружной поверхности боковой стенки 5 металлической крышки 1, и ответный внутренний пояс 23 зацепления, который содержит соответствующие ответные чередующиеся вертикальные гребни 24 и впадины 25, выполненные на внутренней поверхности боковой стенки 14 защитного пластикового колпачка 12 и входящие в зацепление с вертикальными гребнями 21 и впадинами 22 внешнего пояса 20 зацепления. При этом первая (верхняя) кольцеобразная область 19 зацепления расположена над винтовой зоной 6 боковой стенки 5 металлической крышки 1, а вторая (нижняя) кольцеобразная область 19 зацепления расположена под винтовой зоной 6 боковой стенки 5 металлической крышки 1, причем вертикальные гребни 24 внутренних поясов 23 первой и второй кольцеобразных областей 19 зацепления выполнены соосными. Области зацепления в плане идентичны.
Наличие двух размещенных одна под другой областей 19 зацепления металлической крышки 1 и защитного пластикового колпачка 12 позволяет разнести (распределить) по высоте крышки-колпачка места преодоления отдельных сил сопротивления вращению крышки-колпачка относительно бутылки 3. То есть первая (верхняя) область 19 зацепления преодолевает сумму силы трения прокладки 9 о срез венчика бутылки 3 и силы трения стенок резьбы винтовой зоны металлической крышки 1 о стенки верхних витков резьбы винтовой зоны венчика бутылки 3, а вторая (нижняя) область 19 зацепления преодолевает сумму силы трения стенок резьбы винтовой зоны металлической крышки 1 о стенки нижних витков резьбы винтовой зоны венчика бутылки 3, силы, возникающей при разрушении перемычек 10 и их отрыва от нижнего торца боковой стенки 5 металлической крышки 1, и силы трения фиксирующего отрывного кольца 11 о выступ венчика бутылки 3. Это позволяет равномерно распределить места приложения моментов этих сил по разным областям 19 зацепления, увеличить суммарную высоту областей зацепления и снизить удельное давление на поверхности вертикальных гребней 21,24 и впадин 22, 25 поясов 20, 23 областей 19 зацепления и равномерно распределить усилия, требующиеся для преодоления отдельных сил сопротивления вращению крышки-колпачка относительно бутылки 3. Это исключает возможность деформирования (смятия) металлической крышки 1, гребней 21, 24 и впадин 22, 25 поясов 20, 23 областей 19 зацепления средства 16 зацепления металлической крышки 1 и защитного пластикового колпачка 12 и резьбы винтовой зоны 7 металлической винтовой крышки 1. Исключает возможность проскальзывания защитного пластикового колпачка 12 относительно металлической крышки 1 при открывании бутылки 3, исключает возможность преждевременного вытекания содержимого бутылки 3 или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке 3 газированного продукта, позволяет соблюсти герметичность укупоренной бутылки 3 до момента розлива, исключает потерю органолептических свойств напитка до момента его употребления.
Первая кольцеобразная область 19 зацепления имеет высоту, меньше высоты второй кольцеобразной области 19 зацепления. Это связано с тем, что сумма силы трения прокладки 9 о срез венчика бутылки 3 и силы трения стенок резьбы металлической крышки 1 о стенки верхних витков резьбы венчика бутылки 3, меньше суммы силы трения стенок резьбы металлической крышки 1 о стенки нижних витков резьбы венчика бутылки 3, силы, возникающей при разрушении перемычек 10 и их отрыва от нижнего торца боковой стенки 5 металлической крышки 1, и силы трения фиксирующего отрывного кольца 11 о выступ венчика бутылки 3.
Средство 16 зацепления металлической крышки 1 и защитного пластикового колпачка 12 для игристых вин дополнительно может содержать третью (нижнюю) кольцеобразную область 19 зацепления, расположенную под второй (средней) кольцеобразной областью 19. При этом первая (верхняя) кольцеобразная область 19 зацепления расположена над винтовой зоной 6 боковой стенки 5 металлической крышки 1 в непосредственной близости от верхней стенки 4 металлической крышки 1, вторая (средняя) кольцеобразная область 19 зацепления расположена под винтовой зоной 6 боковой стенки 5 металлической крышки 1 в непосредственной близости от нижнего витка резьбы винтовой зоны 6 боковой стенки 5 металлической крышки 1, а третья (нижняя) кольцеобразная область 19 зацепления расположена под второй кольцеобразной областью 19 зацепления в непосредственной близости от места соединения перемычек 10 с нижним торцем боковой стенки 5 металлической крышки 1.
При этом при откручивании бутылки первая область 19 зацепления преодолевает силу трения прокладки 9 о срез венчика бутылки 3, вторая область 19 зацепления преодолевает силу трения стенок резьбы винтовой зоны металлической крышки 1 о стенки резьбы винтовой зоны венчика бутылки 3, а третья область 19 зацепления преодолевает сумму сил, возникающей при разрушении перемычек 10 и их отрыва от нижнего торца боковой стенки 5 металлической крышки 1, и силы трения фиксирующего отрывного кольца 11 о выступ венчика бутылки 3. Это позволяет более равномерно распределить места приложения моментов этих сил по разным областям 19 зацепления, увеличить суммарную высоту областей зацепления и снизить удельное давление на поверхности гребней 21, 24 и впадин 22, 25 поясов 20, 23 областей 19 зацепления и более равномерно распределить усилия, требующиеся для преодоления отдельных сил сопротивления вращению крышки-колпачка относительно бутылки 3, что обеспечивает аналогичный описанному выше технический результат.
Первая кольцеобразная область 19 зацепления имеет высоту, меньше высоты второй кольцеобразной области 19 зацепления и больше высоты третьей кольцеобразной области 19 зацепления. Это связано с тем, что сила трения прокладки 9 о срез венчика бутылки 3 меньше силы трения стенок резьбы винтовой зоны металлической крышки 1 о стенки резьбы венчика бутылки 3 и больше суммы силы, возникающей при разрушении перемычек 10 и их отрыва от нижнего торца боковой стенки 5 металлической крышки 1, и силы трения фиксирующего отрывного кольца 11 о выступ венчика бутылки 3.
Для обеспечения надежности зацепления металлической крышки 1 и защитного пластикового колпачка 12 и исключения смятия элементов средства 16 зацепления при напрессовке защитного пластикового колпачка 12 на металлическую крышку 1 вертикальные гребни 21 внутренних поясов 23 первой и второй кольцеобразных областей 19 зацепления выполнены соосными, вертикальные впадины 22 внутренних поясов 23 первой и второй кольцеобразных областей 19 зацепления выполнены соосными, вертикальные гребни 21 внешних поясов 20 первой и второй кольцеобразных областей 19 зацепления выполнены соосными, вертикальные впадины 22 внешних поясов 20 первой и второй кольцеобразных областей 19 зацепления выполнены соосными.
При этом вертикальные гребни 21 и впадины 22 внешних поясов 20 зацепления, выполненные на наружной поверхности боковой стенки 5 металлической крышки 1, равномерно распределены по соответствующей окружности, а вертикальные гребни 24 и впадины 25 внутренних поясов 23 зацепления, выполненных на внутренней поверхности боковой стенки 14 защитного пластикового колпачка 12, расположены по соответствующей окружности с шагом, равным или кратным шагу гребней 21 и впадин 22 внешнего пояса 20 зацепления, выполненных на наружной поверхности боковой стенки 5 металлической крышки 1. Диаметр вертикальных гребней 21 внешнего пояса 20 зацепления и диаметр вертикальных гребней 24 внутреннего пояса 23 зацепления, как правило, выполняют от 24,0 до 36,0 мм, а указанные вертикальные гребни 21 внешнего пояса 20 зацепления в зависимости от диаметра как правило, располагают с шагом по окружности от 1,2 до 2,8 мм, так как это наиболее эффективно для укупорки горлышек 2 бутылок 3 с разными напитками, в том числе газированными. При этом вертикальные гребни 21, 24 имеют высоту профиля от 0,4 до 1,0 мм.
Каждый вертикальный гребень 21, 24 и каждая вертикальная впадина 22, 25 соответствующих поясов 20, 23 зацепления в плане имеет форму трапеции, обеспечивающую размещение по посадке (возможно наличие технологического зазора) соответствующих вертикальных гребней 21, 24 в соответствующих вертикальных впадинах 22, 25 (папа-мама). При этом возможен вариант, при котором трапеция имеет зауженную форму, и другой вариант, при котором трапеция имеет угол у основания, приближенный к 90 градусам. Указанное конструктивное выполнение вертикальных гребней 21, 24 и впадин 22, 25 соответствующих поясов 20, 23 зацепления обеспечивает надежную напрессовку защитного пластикового колпачка 12 на металлической крышке 1, предотвращает проворачивание защитного пластикового колпачка 12 на металлической крышке 1 и увеличивает надежность их зацепления.
В зависимости от твердости материалов металлической крышки 1 и защитного пластикового колпачка 12 вертикальные гребни 21, 24 и впадины 22, 25 внешнего и внутреннего поясов 20, 23 зацепления в плане могут иметь разную толщину. Если материал защитного пластикового колпачка 12 имеет твердость, меньше твердости материала металлической крышки 1, то в плане каждый гребень 24 внутреннего пояса 23 зацепления защитного пластикового колпачка 12 будет иметь толщину, больше толщины каждого гребня 21 внешнего пояса 21 зацепления металлической крышки 1, при этом каждая вертикальная впадина 22 внешнего пояса 21 зацепления металлической крышки 1 в плане будет иметь толщину, по существу равную толщине каждого соответствующего гребня 24 внутреннего пояса 23 зацепления защитного пластикового колпачка 12. Если материал защитного пластикового колпачка 12 имеет твердость, по существу равную твердости материала металлической крышки 1, то в плане каждый вертикальный гребень 24 и каждая вертикальная впадина 25 внутреннего пояса 23 зацепления защитного пластикового колпачка 12 будет иметь толщину, одинаковую с толщиной каждого гребня 21 и каждой впадины 22 внешнего пояса 20 зацепления металлической крышки 1. Это, в значительной мере, обеспечивает равнопрочность гребней 21, 24 и позволяет каждой области 19 зацепления переносить больший момент при откручивании крышки-колпачка с бутылки 3 без разрушения элементов области 19 зацепления.
Нижняя часть гребней 21 внешнего пояса 20 зацепления нижней области 19 зацепления и верхняя часть гребней 24 внутреннего пояса 23 зацепления верхней области 19 зацепления имеют оппозитно ориентированные фаски. Это обеспечивает автоматическое попадание гребней 24 защитного пластикового колпачка 12 во впадины 22 между гребнями 21 металлической крышки 1, что обеспечивает надежную напрессовку защитного пластикового колпачка 12 на металлической крышке 1.
Соосные гребни 24 внутренних поясов 23 зацепления кольцеобразных областей 19 зацепления могут быть выполнены отдельно в каждой кольцеобразной области 19 зацепления, при этом технологически обосновано выполнение соосных гребней 24 внутренних поясов 23 зацепления за одно целое во всех кольцеобразных областях 19 зацепления.
На наружной поверхности боковой стенки металлической крышки 1 и на наружной поверхности фиксирующего отрывного кольца 11 выполнены соответствующие кольцеобразные буртики 26, 27, приспособленные к зацеплению с соответствующими кольцеобразными буртиками 28, выполненными на внутренней поверхности боковой стенки 14 защитного пластикового колпачка 12. Это исключает возможность самопроизвольного снятия (соскакивания) защитного пластикового колпачка 12 с металлической крышки 1 в процессе складирования, хранения и транспортировки бутылки 3, что обеспечивает соблюдение герметичности укупоренной бутылки 3 до момента розлива продукта.
На наружных поверхностях верхней и боковой стенок 13, 14 защитного пластикового колпачка 12 выполнены ребра 29 противоскольжения, что исключает проскальзывание наружной поверхности верхней стенки 13 внутри руки пользователя, облегчает открывание крышки-колпачка и обеспечивает гарантированное открытие бутылки.
Описанное конструктивное выполнение предлагаемой крышки-колпачка обеспечивает надежную укупорку бутылки 3 с напитком, преимущественно с газированным напитком, исключающую возможность деформирования (смятия и механического повреждения) металлической крышки 1, гребней 21, 24 и впадин 22, 25 поясов 20, 23 зацепления средства зацепления и резьбы винтовой зоны металлической крышки 1, что исключает возможность проскальзывания защитного пластикового колпачка 12 относительно металлической крышки 1 при открывании бутылки 3 и возможность повреждения металлической крышки 1 и ее элементов в процессе складирования, хранения и транспортировки бутылки 3, что обеспечивает гарантированное открывание бутылки 3, исключает возможность преждевременного вытекания содержимого бутылки 3 или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке 3 газированного продукта, позволяет соблюсти герметичность укупоренной бутылки 3 до момента розлива и исключает потерю органолептических свойств напитка до момента его употребления.
Предлагаемая крышка-колпачок работает следующим образом.
Продукт разливают в бутылку 3, которую укупоривают при помощи предлагаемой крышки-колпачка. Далее бутылку 3 складируют, транспортируют или хранят до момента ее откупоривания. Для откупоривания бутылки 3 потребитель прикладывает усилие вращения к наружной поверхности защитного пластикового колпачка 12. Пояса 20, 23 зацепления передают приложенные усилия на области 19 зацепления защитного пластикового колпачка 12 и металлической крышки 1, где в соответствующей (первой и второй - первый вариант; первой, второй и третьей - второй вариант) области 19 зацепления возникают усилия, необходимые для преодоления конкретных сил трения. А именно: в первом варианте: первая (верхняя) область 19 зацепления преодолевает сумму силы трения прокладки 9 о срез венчика бутылки 3 и силы трения стенок резьбы винтовой зоны металлической крышки 1 о стенки верхних витков резьбы винтовой зоны венчика бутылки 3, а вторая (нижняя) область 19 зацепления преодолевает сумму силы трения стенок резьбы винтовой зоны металлической крышки 1 о стенки нижних витков резьбы винтовой зоны венчика бутылки 3, силы, возникающей при разрушении перемычек 10 и их отрыва от нижнего торца боковой стенки 5 металлической крышки 1, и силы трения фиксирующего отрывного кольца 11 о выступ венчика бутылки 3. Во втором варианте первая (верхняя) область 19 зацепления преодолевает силу трения прокладки 9 о срез венчика бутылки 3; вторая (средняя) область 19 зацепления преодолевает силу трения стенки резьбы винтовой зоны металлической крышки 1 о стенки резьбы винтовой зоны венчика бутылки 3; третья (нижняя) область 19 зацепления преодолевает сумму силы, возникающей при разрушении перемычек 10 и их отрыва от нижнего торца боковой стенки 5 металлической крышки 1 и силы трения фиксирующего отрывного кольца 11 о выступ венчика бутылки 3.
В результате происходит исключение деформирования (смятия) гребней 21, 24 и впадин 22, 25 поясов 20, 23 зацепления средства 16 зацепления и защитного пластикового колпачка, а также резьбы винтовой зоны металлической крышки 1. При этом, при складировании, транспортировании или хранении бутылки 3 до момента ее откупоривания демпфирующая буферная полость 17 с ребрами 18 жесткости предохраняет верхнюю стенку 4 металлической крышки 1, элементы средства 16 зацепления и резьбу винтовой зоны металлической крышки 1 от механических повреждений, что исключает возможность деформирования, (например, воздействия внешних ударов при падении бутылки 3 на верхнюю стенку 4) металлической крышки 1, средства 16 зацепления и резьбы винтовой зоны металлической крышки 1. Исключает возможность проскальзывания защитного пластикового колпачка 12 относительно металлической крышки 1 при открывании бутылки 3, исключает возможность преждевременного вытекания содержимого бутылки 3 или преждевременного выхода газа из находящегося в бутылке 3 газированного продукта, позволяет соблюсти герметичность укупоренной бутылки 3 до момента розлива продукта и исключает потерю органолептических свойств напитка до момента его употребления. Все это увеличивает надежность укупорки бутылки 3 с напитком, преимущественно с газированным напитком, и обеспечивает гарантированное открывание бутылки 3.