КРЫШКА-ПРОБКА ДЛЯ УКУПОРИВАНИЯ БУТЫЛКИ
BOTTLE CAP LID FOR BOTTLE CLOSURE

Настоящее изобретение относится к средствам для укупоривания бутылок, используемым после розлива в бутылки их содержимого, а более конкретно - к крышке-пробке для укупоривания бутылки.
Настоящее изобретение может быть использовано для укупоривания бутылок с различными жидкостями, в том числе, с водой, молоком, соком, компотом и тому подобными напитками.
Наиболее эффективно настоящее изобретение может быть использовано для укупоривания бутылок с алкогольными напитками, имеющими высокую крепость, например, с водкой.
Средства для укупоривания бутылок - это различные приспособления, которые применяют для защиты и изоляции разлитых в бутылки напитков от проникновения воздуха, загрязнения, возможного окисления продуктов и потери аромата.
В настоящее время для укупоривания бутылок с напитками используют, как правило, крышки-пробки, состоящие из двух частей: защитной крышки и пластиковой пробки, соединенных между собой сборочными операциями (например, напрессовкой) и находящихся между собой в функциональном конструктивном единстве.
Для сохранения органолептических свойств разлитых в бутылки напитков или других жидких продуктов требуется надежное укупоривание бутылок, заполненных определенным продуктом, исключающее проникновение воздуха или загрязнений в эти продукты, окисление продуктов, потерю их аромата, преждевременному вытеканию содержимого бутылки. Для этого необходимо исключить возможность нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки в процессе извлечения пластиковой пробки из пресс-формы и насадки готовой крышки-пробки на горлышко бутылки, исключить возврат фиксирующей ленты и ее разомкнутых концов в положение, полученное в процессе изготовления (литья) пластиковой пробки в пресс-форме, а также повысить стабильность процесса укупоривания, что значительно увеличит надежность укупоривания бутылки.
Заявитель настоящего изобретения длительное время работает над проблемой надежности укупоривания бутылок с различными напитками и имеет множество патентов на изобретения, полезные модели и промышленные образцы в России (RU 102208, RU 2666453) и за рубежом (IT 0000271658; PL 66558), в которых он последовательно модернизирует свои технические решения, обеспечивая увеличение надежности укупоривания бутылок.
Например, известен Патент Заявителя настоящего изобретения на полезную модель «Крышка-пробка для бутылки» (RU 83492). Данная крышка-пробка содержит пластиковую пробку, сверху которой плотно закреплена защитная крышка, а снизу с помощью первых тонких перемычек закреплен разомкнутый отрывной поясок, приспособленный для размещения вокруг горлышка бутылки. Отрывной поясок снабжен язычком, имеющим вторые тонкие перемычки, соединяющие разомкнутые концы отрывного пояска, имеющего загнутую внутрь по линии загиба фиксирующую ленту, приспособленную для размещения по окружности между венчиком и буртиком бутылки и имеющую свободный край, выполненный с возможностью взаимодействия с венчиком бутылки, и разомкнутые концы, соединенные посредством третьей горизонтально расположенной тонкой перемычки, которая выполнена по свободному краю фиксирующей ленты. При этом фиксирующая лента выполнена сплошной, конусообразной, линейной, имеющей толщину, приблизительно равную толщине отрывного пояска. Фиксирующая лента расположена с наклоном к продольной оси крышки-пробки, в результате этого малый диаметр ленты меньше диаметра наружной поверхности формообразующей детали пресс-формы. Причем указанные конструктивные особенности фиксирующей ленты из-за своей формы и толщины исключают адаптивность фиксирующей ленты при приложении поперечной нагрузки, то есть исключают возможность упругого растягивания ленты в местах воздействии поперечных нагрузок, что исключает возможность увеличения диаметра в любом месте по ширине фиксирующей ленты без деформации последней и значительного увеличения зазоров между ее концами. Поэтому при извлечении пластиковой пробки из пресс-формы и напрессовке крышки-пробки на горлышко бутылки происходит деформация фиксирующей ленты путем воздействия формообразующей детали и воздействия венчика бутылки на фиксирующую ленту, соответственно. Эта деформация приводит к разрыву третьей перемычки и передаче полученных местных деформаций на отрывной поясок, что приводит к разрыву первых и вторых тонких перемычек и разрушению пластиковой пробки. Это значительно снижает надежность укупоривания бутылок, а также, в отдельных случаях, исключает возможность использования крышки-пробки по назначению.
Кроме того, пластический материал, из которого отливают пластиковую пробку, обладает памятью формы, то есть способностью возвращаться из деформированного состояния, полученного при изготовлении готового изделия (крышки-пробки), к исходному состоянию, полученному в процессе отливки пластиковой пробки в пресс-форме, например, под действием разницы температур (https://ru.xcv.wiki/wiki/Shape-memory_polymer). В качестве пластического материала, из которого выполнена пробка, может быть использован твердый полиэтилен высокой прочности HDPE, разрешенный для применения в пищевой промышленности, или любой другой материал, пригодный для аналогичных целей.
После изготовления (литья) пластиковой пробки в пресс-форме фиксирующая лента отрывного пояска направлена вниз по высоте пробки и представляет собой продолжение отрывного пояска. При сборке готовой крышки-пробки фиксирующую ленту поворачивают вверх-внутрь относительно линии загиба и в этом положении при укупоривании бутылки фиксирующая лента входит в зацепление с венчиком бутылки. Однако при складировании, хранении и транспортировании готового изделия (то есть до процесса укупоривания бутылки) возможен нагрев крышки-пробки, в результате чего пластиковая пробка стремится принять положение, полученное в процессе изготовления в пресс-форме, так как внутренние напряжения, возникающие в фиксирующей ленте, превышают усилия, удерживающие ленту в рабочем положении. Так как фиксирующая лента выполнена разомкнутой, сначала принимают положение, полученное в процессе отливки, края фиксирующей ленты, а затем и вся лента. При складировании, хранении и транспортировании готового изделия, особенно в условиях переменных температур, этот процесс приводит к изменению положения фиксирующей ленты и увеличению габаритов пробки, что исключает возможность использования крышки-пробки по назначению.
Кроме того, в результате возможного нагрева укупоренной бутылки, в последней возникает повышенное давление, под действием которого может произойти вскрытие бутылки, так как в силу линейности фиксирующей ленты жесткость последней недостаточна для удержания крышки-пробки на бутылке. Это значительно снижает надежность укупоривания бутылок с различными напитками.
В основу настоящего изобретения поставлена задача создать крышку-пробку для укупоривания бутылки с таким конструктивным выполнением фиксирующей ленты, которое при приложении поперечной нагрузки обеспечит возможность увеличения длины фиксирующей ленты без ее деформации, что исключит возможность нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки в процессе извлечения пластиковой пробки из пресс-формы и напрессовки готовой крышки-пробки на горлышко бутылки, исключит возможность возврата фиксирующей ленты и ее разомкнутых концов в положение, полученное в процессе изготовления пластиковой пробки в пресс-форме, обеспечит сохранение целостности пластиковой пробки путем снижения нагрузки на первые, вторые и третью перемычки и повышение стабильности процесса укупоривания, что значительно увеличит надежность укупоривания бутылки, в том числе при складировании, транспортировании и хранении до использования по назначению, особенно при переменных температурах окружающей среды.
Эта задача решена созданием крышки-пробки для укупоривания бутылки, содержащей пластиковую пробку, сверху которой плотно закреплена защитная крышка, а снизу с помощью первых перемычек закреплен разомкнутый отрывной поясок, приспособленный для размещения вокруг горлышка бутылки, имеющий язычок, снабженный вторыми перемычками, соединяющими разомкнутые концы отрывного пояска, и загнутую внутрь по линии загиба фиксирующую ленту, приспособленную для размещения по окружности между венчиком и буртиком бутылки и имеющую свободный край, выполненный с возможностью зацепления с венчиком бутылки, и разомкнутые концы, соединенные посредством третьей перемычки, при этом, согласно изобретению, фиксирующая лента имеет конусообразные гофры, ориентированные к продольной оси крышки-пробки, каждый из которых имеет переменное поперечное сечение и переменную высоту, увеличивающиеся в направлении от линии загиба к свободному краю фиксирующей ленты, при этом гофры выполнены с возможностью упругого распрямления под действием поперечной нагрузки и восстановления формы после снятия этой нагрузки.
Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в увеличении надежности укупоривания бутылки путем увеличения адаптивности фиксирующей ленты при приложении поперечной нагрузки, то есть путем обеспечения возможности упругого растягивания ленты в местах воздействии поперечных нагрузок, что исключает возможность нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки в процессе изготовления пластиковой пробки и напрессовки готовой крышки-пробки на горлышко бутылки, а также путем исключения возможности возврата положения фиксирующей ленты и ее разомкнутых концов в положение, полученное в процессе изготовления пластиковой пробки в пресс-форме, при хранении и транспортировании готовой крышки-пробки, а также путем сохранения целостности пластиковой пробки из-за снижения нагрузки на перемычки и повышения стабильности процесса укупоривания, что значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки, в том числе при складировании, транспортировании и хранении до использования по назначению, особенно при переменных температурах окружающей среды.
Это объясняется наличием указанных конструктивных особенностей фиксирующей ленты, которые обеспечивают возможность последовательного упругого растягивания (раскрытия) гофров в местах воздействии поперечных нагрузок на гофрированную фиксирующую ленту. При этом форма гофров и последовательное упругое раскрытие гофров постепенно и плавно увеличивают длину фиксирующей ленты в местах приложения поперечных нагрузок на любом ее диаметре, что компенсирует приложенные поперечные нагрузки, а также исключают разрыв перемычек и разрушение пластиковой пробки. После снятия указанных поперечных нагрузок происходит восстановление первоначальной формы гофров без разрушения фиксирующей ленты и перемычек. Это обеспечивает зацепление свободного края фиксирующей ленты с венчиком бутылки и надежное укупоривание последней. Таким образом сначала происходит свободное извлечение пластиковой пробки из пресс-формы, а затем свободная напрессовка готовой крышки-пробки на горлышко бутылки без деформации отрывного пояска, фиксирующей ленты и перемычек, что исключает возможность нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки и значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Кроме того, наличие указанных гофров обеспечивает равномерное распределение деформаций по поверхности гофрированной фиксирующей ленты, что исключает наличие значительных местных деформаций в областях разомкнутых концов отрывного пояска, разомкнутых концов фиксирующей ленты и первых перемычек, связывающих отрывной поясок и основную часть пробки. Причем внутренние напряжения, удерживающие фиксирующую ленту в рабочем положении, превышают равномерно распределенные по ленте местные деформации. Это исключает возможность возврата фиксирующей ленты и ее разомкнутых концов в положение, полученное в процессе изготовления пластиковой пробки в пресс-форме, исключает изменение положения фиксирующей ленты и увеличение габаритов пробки, что обеспечивает возможность надежного использования крышки-пробки по назначению. При этом равномерное распределение деформаций по внутренней поверхности гофрированной фиксирующей ленты и исключение значительных местных деформаций в областях разомкнутых концов отрывного пояска, разомкнутых концов фиксирующей ленты и перемычек обеспечивает сохранение целостности пластиковой пробки путем снижения нагрузки на перемычки и отрывной поясок и повышение стабильности процесса укупоривания, что значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки, в том числе при складировании, транспортировании и хранении до использования по назначению, особенно при переменных температурах окружающей среды.
Кроме того, наличие гофров увеличивает жесткость и устойчивость фиксирующей ленты на сжатие вдоль ребер гофров, при этом наличие гофров, имеющих максимальное переменное поперечное сечение и максимальную высоту на свободном крае фиксирующей ленты, которые входят в зацепление с венчиком бутылки, уменьшает удельную нагрузку на торцевую поверхность свободного края фиксирующей ленты, что уменьшает возможность смятия фиксирующей ленты, а также уменьшает поперечную жесткость фиксирующей ленты, то есть облегчает компенсацию приложенной поперечной нагрузки и исключает разрыв перемычек и разрушение пластиковой пробки. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылок, а также обеспечивает возможность надежного использования крышки-пробки по назначению. Особенно это актуально при пониженных температурах, когда пластический материал становится более хрупким.
Предпочтительно, чтобы каждый конусообразный гофр фиксирующей ленты имел толщину стенки, значительно меньше толщины отрывного пояска.
В связи с этим уменьшаются деформации отрывного пояска посредством фиксирующей ленты. Кроме того, это облегчает упругое распрямление (растягивание) тонкостенных гофров под действием поперечной нагрузки, снижает усилия, передаваемые от фиксирующей ленты на отрывной поясок, и исключает деформацию перемычек. Причем наличие тонкостенных гофров увеличивает жесткость и устойчивость фиксирующей ленты на сжатие вдоль ребер гофров, то есть уменьшает возможность смятия фиксирующей ленты, и уменьшает жесткость фиксирующей ленты в поперечном направлении, то есть облегчает компенсацию приложенной поперечной нагрузки, что исключает разрыв перемычек и разрушение пластиковой пробки, а также увеличивает общее усилие, которое выдерживает гофрированная фиксирующая лента без нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Полезно, чтобы каждый конусообразный гофр на свободном крае фиксирующей ленты имел максимальную высоту.
При этом высокие гофры раскрываются на длину, достаточную для того, чтобы фиксирующая лента в расправленном состоянии на любом диаметре имела увеличенную длину, которая была приближена к длине цилиндрической поверхности отрывного пояска в пределах упругих деформаций. Причем наличие гофров, имеющих максимальную высоту на свободном крае фиксирующей ленты, которые входят в зацепление с венчиком бутылки, уменьшает удельную нагрузку на торцевую поверхность свободного края фиксирующей ленты и, соответственно, на возможность смятия фиксирующей ленты, и уменьшает поперечную жесткость фиксирующей ленты, то есть облегчает компенсацию приложенной поперечной нагрузки и исключает разрыв перемычек и разрушение пластиковой пробки. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылок, а также обеспечивает возможность надежного использования крышки-пробки по назначению. Особенно это актуально при пониженных температурах, когда пластический материал становится более хрупким.
Целесообразно, чтобы третья перемычка, соединяющая разомкнутые концы фиксирующей ленты, была выполнена V-образной формы и имела острие, обращенное в сторону линии загиба, и две стороны, конец каждой из которых был закреплен около свободного края соответствующего разомкнутого конца фиксирующей ленты.
Это обеспечивает возможность упругого распрямления (растягивания) этой перемычки под действием поперечной нагрузки, приложенной к фиксирующей ленте, а также возможность восстановления первоначальной формы этой перемычки после снятия нагрузки без нарушения ее целостности. Это исключает возможность возврата положения фиксирующей ленты и ее разомкнутых концов в положение, полученное в процессе изготовления пластиковой пробки в пресс-форме, при хранении и транспортировании готовой крышки-пробки. При этом в растянутом положении третья перемычка дополняет длину фиксирующей ленты, что облегчает извлечение формообразующей детали из сформированной в пресс-форме пробки и насадки готовой крышки-пробки на венчик бутылки без нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Желательно, чтобы защитная крышка была выполнена из металла, а пробка, отрывной поясок, фиксирующая лента и перемычки были выполнены из полиэтилена высокой прочности HDPE.
Указанный материал защитной крышки обеспечивает ее жесткость и отсутствие деформаций части пластиковой пробки, размещенной в защитной крышке, что, в свою очередь, придает жесткость и стабильность формы крышке-пробке, особенно при внешнем воздействии, обеспечивает защиту уплотняющей части пробки, передачу вертикальных усилий при напрессовке крышки-пробки на венчик бутылки, удержание верхней части пробки от деформаций при отрыве первых перемычек во время удалении отрывного пояска. Данный полимерный материал обладает эластичностью и упругостью, достаточной для обеспечения уплотнения с горлышком бутылки, жесткостью, достаточной для удержания пластиковой пробки на венчике бутылки и защитной крышки на пластиковой пробке, а также хрупкостью, достаточной для разрыва перемычек отрывного пояска при вскрытии бутылки. Это обеспечивает возможность упругого распрямления гофров под действием поперечной нагрузки и восстановления формы гофров после снятия этой нагрузки, что облегчает извлечение формообразующей детали из сформированной в пресс-форме пробки и насадки готовой крышки-пробки на горлышко бутылки без нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Благоприятно, чтобы загнутая внутрь фиксирующая лента была ориентирована с наклоном к продольной оси крышки-пробки.
Это облегчает растянутым гофрам при любом диаметре по ширине фиксирующей ленты достижение длины, примерно равной длине окружности внутреннего диаметра основной части отрывного пояска. Это облегчает извлечение формообразующей детали из сформированной в пресс-форме пробки и насадки готовой крышки-пробки на горлышко бутылки без нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки, что значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Возможно, чтобы конусообразные гофры были выполнены на всей фиксирующей ленте.
Это обеспечивает плавное раскрытии гофров по всей ширине и длине фиксирующей ленты, что обеспечивает свободное извлечение пластиковой пробки из пресс-формы и свободную напрессовку готовой крышки-пробки на горлышко бутылки без деформации отрывного пояска, фиксирующей ленты и перемычек, что исключает возможность нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки и значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Предпочтительно, чтобы конусообразные гофры были выполнены на первых секторах, распределенных по фиксирующей ленте и отделенных один от другого с помощью промежуточных секторов, каждый из которых выполнен линейным, конусообразным и имеющим толщину, больше толщины стенки каждого гофра. Наличие промежуточных секторов увеличивает жесткость и устойчивость гофрированной ленты, в результате чего увеличивается общее усилие, которое выдерживает гофрированная фиксирующая лента без нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки, в том числе при попытке снять крышку пробку с бутылки без удаления отрывного пояска. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Для равномерного распределение деформаций по фиксирующей ленте желательно, чтобы конусообразные гофры были равномерно распределены по каждому первому сектору.
Возможно, чтобы отрывной поясок имел ребра жесткости, по существу, вертикально ориентированные по внутренней поверхности отрывного пояска. Это увеличивает жесткость отрывного пояска. В результате увеличивается общее усилие, которое выдерживает крышка-пробка без нарушения целостности пластиковых частей пробки, в том числе при попытке снять крышку-пробку с бутылки без удаления отрывного пояска. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки. Кроме того, это обеспечивает отсутствие проворота пластиковой пробки относительно венчика бутылки при удалении отрывного пояска.
Предпочтительно, чтобы линия размыкания разомкнутых концов отрывного пояска и линия размыкания разомкнутых концов фиксирующей ленты были разнесены по окружности пробки, а места соединения вторых перемычек с отрывным пояском были размещены с возможностью перекрытия линий размыкания разомкнутых концов, соответственно, отрывного пояска и фиксирующей ленты. Это дает возможность соединить разомкнутые концы отрывного пояска с помощью множества вторых перемычек, что исключает разрушение отрывного пояска при растягивании фиксирующей ленты в процессе напрессовки (насадки) крышки-пробки на горлышко бутылки и обеспечивает легкое поочередное их разрушение при удалении отрывного пояска во время вскрытия бутылки, что значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Таким образом предлагаемое изобретение увеличивает надежность укупоривания бутылки путем увеличении адаптивности фиксирующей ленты, что исключает возможность нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки в процессе извлечения пластиковой пробки из пресс-формы и напрессовки готовой крышки-пробки на горлышко бутылки, исключает возможность возврата положения фиксирующей ленты и ее разомкнутых концов в положение, полученное в процессе изготовления пластиковой пробки в пресс-форме, при складировании, хранении и транспортировании готовой крышки-пробки, обеспечивает сохранение целостности пластиковых частей крышки-пробки путем снижения нагрузки на перемычки и повышения стабильности процесса укупоривания, что значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки, в том числе при складировании, транспортировании и хранении до использования по назначению, особенно при переменных температурах окружающей среды.
Для лучшего понимания изобретения ниже приводим конкретные варианты предлагаемого изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает крышку-пробку для укупоривания бутылки, выполненную согласно изобретению, общий вид спереди;
фиг. 2 изображает крышку-пробку для укупоривания бутылки, выполненную согласно изобретению, общий вид сверху;
фиг. 3 изображает крышку-пробку для укупоривания бутылки, выполненную согласно изобретению, общий вид снизу;
фиг. 4 - крышку-пробку для укупоривания бутылки, выполненную согласно изобретению, разрез IV - IV на фиг. 1, сечение проходит через гофры, снизу показано сечение горлышка бутылки;
фиг. 5 - крышку-пробку для укупоривания бутылки, выполненную согласно изобретению, разрез V - V на фиг. 1 (повернуто), сечение проходит через гофры, фиксирующая лента в положении литья;
фиг. 6 - крышку-пробку для укупоривания бутылки, выполненную согласно изобретению, разрез VI - VI на фиг. 3 (повернуто), сечение проходит через промежуточные секторы фиксирующей ленты, снизу показано сечение горлышка бутылки;
фиг. 7 - крышку-пробку для укупоривания бутылки, выполненную согласно изобретению, в момент начала ее напрессовки на бутылку, разрез VII - VII на фиг. 3 (повернуто), сечение проходит через промежуточные секторы фиксирующей ленты, снизу показано сечение горлышка бутылки;
фиг. 8 - крышку-пробку для укупоривания бутылки, выполненную согласно изобретению, в момент начала ее напрессовки на бутылку, разрез VIII - VIII на фиг. 1, сечение проходит через гофры фиксирующей ленты, снизу показано сечение горлышка бутылки;
фиг. 9 - крышку-пробку для укупоривания бутылки, выполненную согласно изобретению, в положении окончательной напрессовки крышки-пробки на бутылку, разрез IX - IX на фиг.3 (повернуто), сечение проходит через промежуточные секторы фиксирующей ленты;
фиг. 10 - крышку-пробку для укупоривания бутылки, выполненную согласно изобретению, в положении окончательной напрессовки крышки-пробки на бутылку, разрез X - X на фиг.1, сечение проходит через промежуточные секторы фиксирующей ленты;
фиг. 11 - крышку-пробку для укупоривания бутылки, выполненную согласно изобретению, вид снизу, изометрия.
Предлагаемая крышка-пробка предназначена для стеклянной бутылки с напитком.
Крышка-пробка содержит пластиковую пробку 1 (фиг. 1 - фиг. 11), сверху которой плотно закреплена защитная крышка 2. Снизу пластиковой пробки 1 с помощью первых тонких перемычек 3, образующих, так называемую, слабую связь, закреплен разомкнутый отрывной поясок 4, приспособленный для размещения вокруг горлышка бутылки, в том числе вокруг венчика 5 и расположенной ниже части горлышка до буртика 6, на который опирается отрывной поясок 4. Отрывной поясок 4 имеет язычок 7, снабженный вторыми тонкими перемычками 8, образующими, так называемую, слабую связь, соединяющими разомкнутые концы 9 отрывного пояска 4. Кроме того, отрывной поясок 4 имеет фиксирующую ленту 10, загнутую внутрь по линии загиба 11 и приспособленную для размещения по окружности между венчиком 5 и буртиком 6 горлышка бутылки. Фиксирующая лента 10 имеет свободный край 12, выполненный с возможностью зацепления с венчиком 5 бутылки, и разомкнутые концы 13, соединенные посредством третьей тонкой перемычки 14.
Пробка 1, отрывной поясок 4, фиксирующая лента 10 и перемычки 3, 8, 14, как правило, выполнены из полиэтилена высокой прочности HDPE, разрешенного для применения в пищевой промышленности, или любого другого полимера, пригодного для аналогичных целей и обладающего аналогичными свойствами, такими как эластичность и упругость, достаточная для обеспечения уплотнения с горлышком бутылки, жесткость, достаточная для удержания пластиковой пробки 1 на венчике 5 горлышка бутылки, а защитной крышки 2 на пластиковой пробке 1, а также хрупкость, достаточная для разрыва первых перемычек 3 отрывного пояска 4 при вскрытии бутылки.
Защитная крышка 2 установлена на пластиковой пробке 1 с натягом и выполнена из материала, жесткость которого больше жесткости материала крышки. Как правило, защитная крышка 2 выполнена из металла (сталь, алюминий), однако она также может быть выполнена из любого полимера, прочность которого выше прочности HDPE. При этом защитная крышка 2, плотно установленная на пробке 1, создает препятствие для расширения пробки 1.
Указанный материал защитной крышки 2 обеспечивает ее жесткость и отсутствие деформаций верхней части пластиковой пробки 1, размещенной в защитной крышке 2, что, в свою очередь, придает жесткость и стабильность форме крышки-пробки, особенно при внешнем воздействии, обеспечивает защиту уплотняющей части пробки 1, передачу вертикальных усилий при напрессовке крышки-пробки на венчик 5 горлышка бутылки, удержание верхней части пробки 1 от деформаций при отрыве первых перемычек 3 во время удаления отрывного пояска 4. При этом материал пластиковой пробки 1 обладает эластичностью и упругостью, достаточной для обеспечения уплотнения с горлышком бутылки, жесткостью, достаточной для удержания пластиковой пробки 1 на венчике 5 бутылки и защитной крышки 2 на пластиковой пробке 1, а также хрупкостью, достаточной для разрыва первых перемычек 3 отрывного пояска 4 при вскрытии бутылки.
Фиксирующая лента 10 имеет конусообразные гофры 15, ориентированные к продольной оси а-а крышки-пробки. Каждый конусообразный гофр 15 имеет переменное поперечное сечение и переменную высоту, постепенно увеличивающиеся в направлении от линии загиба 11 к свободному краю 12 фиксирующей ленты 10, соответственно. При этом гофры 15 выполнены с возможностью упругого распрямления под действием поперечной нагрузки и восстановления формы после снятия этой нагрузки.
Наличие указанных гофров 15 и их указанное конструктивное выполнение увеличивают адаптивность фиксирующей ленты 10 при приложении поперечной нагрузки, что исключает возможность разрушения пластиковых частей крышки-пробки и обеспечивает возможность последовательного упругого распрямления (упругого растягивания, раскрытия) гофров 15 в процессе извлечения пластиковой пробки 1 из пресс-формы и в процессе напрессовки готовой крышки-пробки на горлышко бутылки, то есть при воздействии поперечных нагрузок на гофрированную фиксирующую ленту 10. При этом форма гофров 15 и последовательное растягивание гофров 15 приводит к постепенному и плавному увеличению длины фиксирующей ленты 10 в местах приложения поперечных нагрузок, что компенсирует приложенные поперечные нагрузки и исключает разрыв перемычек 3, 8, 14 и разрушение пластиковой пробки 1. После снятия указанных поперечных нагрузок происходит восстановление первоначальной формы гофров 15, что обеспечивает уменьшение длины гофрированной фиксирующей ленты 10 до первоначального положения без разрушения последней и перемычек 3, 8, 14. Это обеспечивает зацепление свободного края 12 фиксирующей ленты 10 с венчиком 5 горлышка бутылки и надежное укупоривание последней. Таким образом сначала происходит постепенное плавное упругое распрямление фиксирующей ленты 10 под действием поперечной нагрузки и свободное извлечение пластиковой пробки 1 из пресс-формы, после чего происходит восстановление первоначальной формы гофров 15 фиксирующей ленты 10. Затем происходит постепенное плавное упругое распрямление фиксирующей ленты 10 под действием поперечной нагрузки и свободная напрессовка готовой крышки-пробки на горлышко бутылки без деформации отрывного пояска 4, фиксирующей ленты 10 и перемычек 3, 8, 14, что исключает возможность нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки и значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Под термином «адаптивность» мы понимаем конструктивные особенности фиксирующей ленты 10, обладающей способностью распределять деформации и перераспределять напряжения в пределах заданных значений упругих деформаций, обеспечивающих саморазгрузку материала конструкции для сохранения ее работоспособности.
Наличие указанных гофров 15 обеспечивает равномерное распределение деформаций по гофрированной фиксирующей ленте 10, что исключает наличие значительных местных деформаций в областях разомкнутых концов 9 отрывного пояска 4, разомкнутых концов 13 фиксирующей ленты 10 и первых перемычек 3, связывающих отрывной поясок 4 и основную часть пробки 1. Причем внутренние напряжения, удерживающие фиксирующую ленту 10 в рабочем положении, превышают равномерно распределенные по ленте 10 местные деформации. Это исключает возможность возврата фиксирующей ленты 10 и ее разомкнутых концов 13 в положение, полученное в процессе изготовления пластиковой пробки 1 в пресс-форме, исключает изменение положения фиксирующей ленты 10 и увеличение габаритов пробки 1, что обеспечивает возможность надежного использования крышки-пробки по назначению. При этом равномерное распределение деформаций по гофрированной фиксирующей ленте 10 и исключение значительных местных деформаций в областях разомкнутых концов 9 отрывного пояска 4, разомкнутых концов 13 фиксирующей ленты 10 и перемычек 3, 8, 14 обеспечивает сохранение целостности пластиковой пробки 1 путем снижения нагрузки на перемычки 3, 8, 14 и отрывной поясок 4 и повышение стабильности процесса укупоривания, что значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки, в том числе при складировании, транспортировании и хранении до использования по назначению, особенно при переменных температурах окружающей среды.
Кроме того, наличие гофров 15 увеличивает жесткость фиксирующей ленты 10 на сжатие вдоль ребер гофров 15, то есть уменьшает возможность смятия фиксирующей ленты 10, и уменьшает продольную жесткость фиксирующей ленты 10, то есть облегчает возможность постепенного увеличения длины гофрированной фиксирующей ленты 10 в местах приложения поперечной нагрузки, что компенсирует приложенную поперечную нагрузку и исключает разрыв перемычек 3, 8, 14 и разрушение пластиковой пробки 1. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылок, а также обеспечивает возможность надежного использования крышки-пробки по назначению. Особенно это актуально при пониженных температурах, когда пластический материал становится более хрупким.
При этом использование описанных выше материалов защитной крышки 2 и пластиковой пробки 1 облегчает возможность упругого распрямления гофров 15 под действием поперечной нагрузки и восстановления формы гофров 15 после снятия этой нагрузки, что облегчает извлечение формообразующей детали из сформированной в пресс-форме пробки 1 и насадки готовой крышки-пробки на горлышко бутылки без нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
При приложении поперечной нагрузки к гофрированной фиксирующей ленте 10, например, при прохождении венчика 5 или извлечении формообразующей детали при изготовлении пластиковой пробки 1 конусообразная форма гофров 15 обеспечивает постепенное, плавное и упругое распрямление (раскрытие) гофров 15. Такое распрямление гофров 15 обеспечивает достижение длины раскрытых гофров 15 на любом диаметре фиксирующей ленты 10 примерно равной длине окружности внутреннего диаметра отрывного пояска 4. Гофры 15, имеющие максимальную высоту на свободном крае фиксирующей ленты 10, приближены к продольной оси а-а крышки-пробки и раскрываются на большую длину, чтобы иметь возможность в расправленном виде приблизиться к цилиндрической внутренней поверхности отрывного пояска 4. Гофры 15 вблизи линии загиба 11 фиксирующей ленты 10 удалены от продольной оси а-а крышки-пробки и приближены к цилиндрической внутренней поверхности отрывного пояска 4, эти гофры имеют минимальную высоту и, соответственно, раскрываются на меньшую длину, но достаточную для того, чтобы в расправленном виде приблизиться к цилиндрической внутренней поверхности отрывного пояска 4. При прохождении крышки-пробки, например, через венчик 5 возникает поперечная нагрузка на фиксирующую ленту 10, при этом гофры 15 поворачиваются и раскрываются, причем вблизи свободного края - больше, а вблизи линии загиба - меньше, что обеспечивает свободное, в пределах упругих деформаций, увеличение диаметров фиксирующей ленты 10 в местах приложения поперечной нагрузки. В связи с этим уменьшаются деформации фиксирующей ленты 10 и отрывного пояска 4, а наличие максимальной высоты гофров 15 вблизи свободного края 12 фиксирующей ленты 10 обеспечивает создание максимальной площади торцевой поверхности ленты 10. В связи с этим, при прохождении венчика 5 бутылки через гофрированную фиксирующую ленту 10, нагрузки на пластиковую пробку 1 нарастают плавно, без деформаций, превышающих предел упругости материала пробки 1, при этом удельные нагрузки на торцевую поверхность фиксирующей ленты 10 уменьшаются. Все это обеспечивает создание минимальных напряжений в пластиковой пробке 1 в пределах упругих деформаций и, соответственно, высокую надежность укупоривания бутылки и функциональности конструкции.
Каждый конусообразный гофр 15 фиксирующей ленты 10 имеет толщину стенки, значительно меньше толщины отрывного пояска 5. Это облегчает упругое распрямление (растягивание) тонкостенных гофров 15 под действием поперечной нагрузки, снижает усилия, передаваемые от фиксирующей ленты 10 на отрывной поясок 4, и исключает деформацию перемычек 3, 8, 14. Причем наличие тонкостенных гофров 15 увеличивает жесткость фиксирующей ленты 10 на сжатие вдоль ребер гофров 15, то есть уменьшает возможность смятия фиксирующей ленты 10. А также уменьшает жесткость фиксирующей ленты 10 в поперечном направлении, то есть облегчает компенсацию приложенной поперечной нагрузки, что исключает разрыв перемычек 3, 8, 14 и разрушение пластиковой пробки 1. При этом увеличивает общее усилие, которое выдерживает гофрированная фиксирующая лента 10 без нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки, что значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Каждый конусообразный гофр 15 на свободном крае 12 фиксирующей ленты 10 имеет максимальное поперечное сечение и максимальную высоту. Это облегчает упругое распрямление (растягивание) тонкостенных гофров 15 под действием поперечной нагрузки, что обеспечивает максимальное раскрытие гофров 15 на длину, достаточную, чтобы фиксирующая лента 10 могла в расправленном виде приблизиться к цилиндрической поверхности отрывного пояска 4 в пределах упругих деформаций. А также обеспечивает снижение удельных нагрузок на торцевую поверхность фиксирующей ленты 10.
Третья перемычка 14, соединяющая разомкнутые концы 12 фиксирующей ленты 10, выполнена V-образной формы и имеет острие 16, обращенное к линии загиба 11 фиксирующей ленты 10, и две стороны 17, свободный конец каждой из которых закреплен около свободного края 12 соответствующего разомкнутого конца 13 фиксирующей ленты 10. Это обеспечивает возможность упругого распрямления (растягивания, раскрытия) этой перемычки 14 под действием поперечной нагрузки, приложенной к фиксирующей ленте 10, а также возможность восстановления первоначальной формы этой перемычки 14 после снятия нагрузки без нарушения ее целостности. Это исключает возможность возврата положения фиксирующей ленты 10 и ее разомкнутых концов 13 в положение, полученное в процессе изготовления пластиковой пробки 1 в пресс-форме, в том числе при хранении и транспортировании готовой крышки-пробки. При этом в растянутом положении третья перемычка 14 дополняет длину фиксирующей ленты 10, что облегчает извлечение формообразующей детали из сформированной в пресс-форме пробки 1 и насадки готовой крышки-пробки на горлышко бутылки без нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Загнутая внутрь фиксирующая лента 10 ориентирована с наклоном к продольной оси а-а крышки-пробки. Это обеспечивает создание суммарной длины расправленных гофров 15 на любом диаметре фиксирующей ленты 10, примерно равной длине окружности внутреннего диаметра отрывного пояска 4 и создание минимальных напряжений в пластиковой пробке 1, что обеспечивает высокую надежность функциональности конструкции и значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Возможен вариант выполнения, при котором конусообразные гофры 15 выполнены на всей фиксирующей ленте 10. Это обеспечивает плавное раскрытии гофров 15 по всей ширине и длине фиксирующей ленты 10, что обеспечивает свободное извлечение пластиковой пробки из пресс-формы и свободную напрессовку готовой крышки-пробки на горлышко бутылки без деформации отрывного пояска 4, фиксирующей ленты 10 и перемычек 3, 8, 14, что исключает возможность нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки и значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Возможен вариант выполнения, при котором конусообразные гофры 15 выполнены на первых секторах 18, предпочтительно равномерно распределенных по окружности фиксирующей ленты 10 и отделенных один от другого промежуточными секторами 19, каждый из которых выполнен линейным, конусообразным и имеющим толщину, больше толщины стенки каждого гофра 15. Наличие промежуточных секторов 19 увеличивает жесткость и устойчивость гофрированной фиксирующая ленты 10, в результате чего увеличивается общее усилие, которое выдерживает фиксирующая лента 10 без нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки в процессе извлечения пластиковой пробки 1 из пресс-формы и напрессовки готовой крышки-пробки на горлышко бутылки. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Конусообразные гофры 15 могут быть равномерно распределены по каждому первому сектору 18. Это обеспечивает равномерное распределение деформаций по фиксирующей ленте 10, что обеспечивает сохранение целостности пластиковой пробки 1 путем снижения нагрузки на перемычки 3, 8, 14 и отрывной поясок 4 и повышение стабильности процесса укупоривания, что значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки, в том числе при складировании, транспортировании и хранении до использования по назначению, особенно при переменных температурах окружающей среды.
Отрывной поясок 4 может иметь ребра жесткости 20, по существу, вертикально ориентированные по внутренней поверхности отрывного пояска 4. Это увеличивает жесткость отрывного пояска 4. В результате увеличивается общее усилие, которое выдерживает крышка-пробка без нарушения целостности пластиковых частей пробки 1, в том числе при попытке снять крышку-пробку с бутылки без удаления отрывного пояска 4. Это значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки. Кроме того, это обеспечивает отсутствие проворота пластиковой пробки 1 относительно венчика 5 бутылки при удалении отрывного пояска 4.
Линия размыкания разомкнутых концов 9 отрывного пояска 4 и линия размыкания разомкнутых концов 13 фиксирующей ленты 10 разнесены по окружности пробки 1, а места соединения вторых перемычек 8 с отрывным пояском 4 размещены с возможностью перекрытия линий размыкания разомкнутых концов 9, 13, соответственно, отрывного пояска 4 и фиксирующей ленты 10. Это дает возможность соединить разомкнутые концы 9 отрывного пояска 4 с помощью множества вторых перемычек 8, что исключает разрушение отрывного пояска 4 при растягивании гофрированной фиксирующей ленты 10 в процессе напрессовки крышки-пробки на горлышко бутылки и обеспечивает легкое поочередное их разрушение при удалении отрывного пояска 4 во время вскрытия бутылки, что значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки.
Таким образом предлагаемое изобретение увеличивает надежность укупоривания бутылки путем увеличения адаптивности фиксирующей ленты 10 при приложении поперечной нагрузки, что исключает возможность нарушения целостности пластиковых частей крышки-пробки в процессе извлечения пластиковой пробки 1 из пресс-формы и напрессовки готовой крышки-пробки на горлышко бутылки. А также увеличивает надежность укупоривания бутылки путем исключения возможности возврата положения фиксирующей ленты 10 и ее разомкнутых концов 13 в положение, полученное в процессе изготовления пластиковой пробки 1 в пресс-форме при складировании, хранении и транспортировании готовой крышки-пробки. А также увеличивает надежность укупоривания бутылки путем обеспечения сохранения целостности пластиковых частей крышки-пробки при снижении нагрузки на перемычки 3, 8, 14 и повышения стабильности процесса укупоривания, что значительно увеличивает надежность укупоривания бутылки, в том числе при складировании, транспортировании и хранении до использования по назначению, особенно при переменных температурах окружающей среды.
Для обеспечения надежного и герметичного укупоривания бутылки и исключения возможности удаления крышки-пробки с бутылки путем ее нагрева возможен вариант выполнения верхней части пластиковой пробки 1, который описан в патенте RU 83 492, обладателем которого является Заявитель предлагаемого изобретения. На внутренней поверхности торцевой стенки 21 пластиковой пробки 1 аксиально и жестко установлен трубчатый элемент 22, приспособленный для плотного прилегания к стенке сливного канала 23 бутылки. В основном трубчатый элемент 22 имеет конусообразную форму с расширением в сторону внутренней поверхности торцевой стенки 21 пробки 1.
На наружной поверхности торцевой стенки 21 пробки 1 над стенкой трубчатого элемента 22 выполнен кольцевой упругий выступ 24, который выполнен с загибом 25, ориентированным к продольной оси а-а крышки-пробки. Упругий выступ 24 образует тарельчатый упор, который препятствует разгерметизации укупоривания при накоплении в бутылке избыточного внутреннего давления вследствие воздействия высоких температур и/или при взбалтывании, например, при транспортировании.
На внутренней поверхности торцевой стенки 21 пробки 1 на участке, ограниченном стенкой трубчатого элемента 22 и боковой стенкой 26 пробки 1, имеется концентрично выполненный кольцевой выступ 27, который обеспечивает более плотное прилегание кромки горлышка бутылки к пробке 1. На внешней поверхности торцевой стенки пробки 1 на ее кромке имеется кольцевой упругий выступ 28, выполненный в основном с загибом, ориентированным к продольной оси а-а крышки пробки. Упругий выступ 28 при напрессовке крышки-пробки на горлышко бутылки сминается, при этом защитная крышка 2 прижимается к пробке 1 и упругий выступ 28 входит в зацепление с внутренней отбортовкой 29 кромки боковой стенки 26 пробки 1. При снятии нагрузки упругий выступ 28 возвращает свою первоначальную форму и приподнимает защитную крышку 2 над пробкой 1, что обеспечивает надежное замковое соединение пробки 1 с крышкой 2. При этом кромка крышки 2 ложится на кромку отрывного пояска 4, причем поверхности обеих кромок приспособлены для образования без щелевого прилегания.
Более подробно конструктивное выполнение верхней части крышки-пробки описано в патенте RU 83 492 Заявителя предлагаемого изобретения.
В других вариантах настоящего изобретения верхняя часть пластиковой пробки 1 может иметь другое конструктивное выполнение, которое обеспечивает надежное укупоривание бутылки.
Предлагаемую крышку-пробку изготавливают следующим образом.
Пластиковую пробку 1 отливают из описанного выше материала в пресс-форме, установленной в термопластавтомат (ТПА). Литье производят под давлением. Пластиковой пробке 1 придают описанную выше форму и описанные конструктивные особенности, выполненные согласно предлагаемому изобретению. Защитную крышку 2 изготавливают из листового металла методом штамповки, а затем край крышки 2 завальцовывают внутрь роликами на специальной машине. На сборочной машине фиксирующую ленту 10 разворачивают внутрь пластиковой пробки 1 и затем сверху напрессовывают защитную крышку 2. Все описанные технологические этапы изготовления крышки-пробки общеприняты в промышленности для подобных изделий и не вызывают затруднений у специалистов данной области производства.
Предлагаемую крышку-пробку напрессовывают следующим образом.
Крышку-пробку используют для укупорки бутылок, заполненных различными жидкостями, на линиях розлива. Крышки-пробки из транспортных коробов засыпают в ориентатор, где их ориентируют в пространстве и подают в направляющий канал. В конце направляющего канала крышку-пробку надевают на венчик 5 бутылки, а затем вертикальным усилием напрессовывают на бутылку. Все описанные технологические этапы применения крышки-пробки общеприняты на линиях розлива жидкостей в бутылки и не вызывают затруднений у специалистов данной области производства.