具有一穿孔元件的封閉裝置的製作方法

2023-05-11 05:27:46 1

專利名稱：具有一穿孔元件的封閉裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種塑料的封閉裝置，其可以藉助一封閉容器的一可穿孔位置安裝，該封閉裝置包括一具有圓柱狀的流出嘴的塞子狀下部，該流出嘴與該容器連通或可與該容器連通；一可以被推到該下部上的螺帽；以及一在軸向上兩邊開口的且可移位地裝在該下部中的圓柱狀穿孔元件，其中在該螺帽中設有裝置，該裝置在該螺帽第一次旋下的移動過程中成螺旋形地向下移動該穿孔元件。
背景技術：
包括三個部分的塑料的封閉裝置，如上該，特別包括一個具有圓柱狀的流出嘴的塞子狀下部，一在其中可移動的圓柱狀穿孔元件以及螺帽，該螺帽包括用來移動該穿孔元件的裝置，其以很多不同的實施方式為人所知。這樣的封閉裝置安裝到(attached to)軟包裝容器，該容器包括多層薄膜，該薄膜通常具有一層或多層的紙或紙板層，一層或多層的塑料膜層和至少一層例如鋁的封閉層。在將要安裝的封閉裝置的區域中，該包裝包括適當的被預衝壓的穿孔位置。通常根據該封閉裝置的穿孔元件，多半只有位於最裡面的緊密塑料膜層和鋁層需要被切割。
最為公知的實施方式的穿孔元件是這樣設計的，穿孔元件僅僅執行一個朝向容器內部的平移運動，例如EP-A-0328652(Toppan Printing Co.Ltd.)公開了一個解決方案，其中在該螺帽中一個導向槽狀的螺旋線被圍繞中心地結合到一內壁上，同時該穿孔元件具有相同的反向(counter-running)螺紋，然而同時該穿孔元件設有多個防止相對於流出嘴塞子(pour-out bung)旋轉的凸起(cams)。一種以實際上同等的方法作用的解決方案也可從WO99/62776中獲知(Crown Cork and Seal Technologies Corp.)。從GB-2241224中得知一個具有一個塞子狀流出嘴的封閉裝置，一個具有多個導向凸起(guide cams)的穿孔元件在塞子狀流出嘴中運行，其中導向凸起接合入軸向運行槽中，而同時穿孔元件包括一個與螺帽的中心環形壁合作的內螺紋，其中該中心壁包括一個外螺紋。同時在螺帽和流出嘴塞子之間存在有一螺紋連接。
最後根據GB-A-2241224提到的解決方案不是以該包裝中的一可穿孔位置來起作用，而是流出嘴塞子已經被從內側焊接到該包裝的內壁上，且一個附加薄膜被安裝到流出嘴塞子的凸緣上的內側上。這樣一個封閉薄膜可以有任何不同於實際包裝的特性。從而，在例如根據這個公開文本的圖1的解決方案中，穿孔元件的形狀實際上可以是無限的，或者可以在穿孔元件的圓周上設置幾個穿孔齒。與這完全類似，在來自根據EP-A-0328652的實施方式中示出了一個穿孔元件，它包括多個在下邊緣上的穿孔齒。同樣已經被提及的WO99/62776也是這種情形。
與前面提到的被保護的專利權對比，WO95/05996(International PaperCompany)示出了一個封閉裝置，通過該裝置穿孔元件不是僅僅進行一個純粹的平移運動，而是一個螺旋運動。穿孔元件相應的包括一外螺紋，其被嚙合地導入在流出嘴塞子中的內螺紋中，穿孔元件可以經由螺帽中的突起裝置開始相應的螺旋運動。如果螺帽被旋下，那麼穿孔元件同時在螺旋移動中向下進入要被打開的容器。以與先前知道的解決方案完全相似的方式，這裡的穿孔元件沿其下邊緣也具有多個穿孔齒。
實際上這裡所有的今天可在市場上獲得的感興趣類型的封閉裝置已經引起了許多問題。儘管這裡沒有記載的最初的解決方案實際上是沒有穿孔齒地進行工作的，具有這種封閉裝置的容器壁在某些地方會被破壞，人們認為具有了穿孔齒就可以對這個問題應付自如，然而情況並非如此。主要原因之一在於這樣的事實，即所有的解決方案都要求在開口上作用一個很大的力。實際上對於所有的解決方案，在遍及薄膜的整個圓周的許多地方被同時穿孔。如果齒精確地位於那些垂直地處於預分離薄膜之上的地方，那麼解決方案將是可行的。然而這要求封閉裝置在容器上的固定實際上精確到十分之一毫米，這毫無疑問是不可能的。因而齒也刺入沒有被預衝壓的包裝範圍。因此這不僅僅需要相當大的力，同時還導致一個純粹的對薄膜的拉動。儘管薄膜通常敏感地對穿孔作出反應，但大部分薄膜對於拉緊力是格外有抵抗力的。
根據WO95/05996的實施方式沒有認可這裡引用的解決方案，其本質上是獲得一個切割效果而不是一個刺穿效果，從而具有多個穿孔齒的概念本身沒有意義。補充到這裡的是這樣的事實，隨著一個小的旋轉角度，整個內部區域從包裝上被切掉並落入容器裡的容納物中。這不但是不希望有的和不衛生的，而且還會另外導致這樣的事實，即在流出過程中鬆散(loose)部分反覆地進入流出區域並導致不可控制的流出特性。

發明內容
由此，本發明的目的是改善前述類型的封閉裝置，以便可以簡單的打開，同時可以避免前面所述的缺點。
一個具有權利要求1的特徵的封閉裝置實現了該目的。
當偏斜角α選擇小於180度時，確保了可以不從包裝區域完全分離，然而當偏斜角選擇大於100度時，確保了在移位元件有效作用時超過一半的圓周被切割從而已經被切割的部分可以被折迭起來。後面也已給出，當偏斜角小於100度時，一方面存在移位元件不但將已經分離的區域推到旁邊，而且同時又使該區域仍沒被切至斷裂的危險，而最後另一方面，當偏斜角小於100度時，打開的流出區域將是非常有限的。
本發明的主題的進一步有益的設計方式將從從屬權利要求中引出，它們的意義和作用方式在隨後的說明中參考附圖進行解釋。


在附圖中展示了本發明的主題的一個優選實施例，其中圖1示出了在第一次打開之前，一個在裝配好的情況下在容器上通過封閉裝置的垂直截面；圖2示出了在第一次打開之後同樣的具有一個旋下的螺帽，再在一個徑向縱斷面中處於裝配好的情況下的封閉裝置；圖3示出了在製造位置中作為整體地連接到下部的穿孔元件的一個徑向縱斷面；圖4示出了在裝配好的情況下在使用位置中的封閉元件，其中僅僅示出了被部分地截開的包裝；
圖5和圖6示出了對於兩種不同偏斜角α的示意性的切面和曲面。
具體實施例方式
雖然本發明本質上僅僅涉及穿孔元件的設計，但為了更好的理解整個結構，示出了包括三個部分的封閉裝置1。它們是一下部2，該下部2黏附地與該容器B相連接，一可螺旋移動地裝在其中的穿孔元件3和接合在該下部2上方的一螺帽4。下部2具有一個圓柱形流出嘴20，該流出嘴20在端部合併入一個下凸緣21中並且既包括一個內螺紋22又包括一個外螺紋23，凸緣21用於黏附連接到容器B。這個容器包括一個由薄膜製成的多層的軟包裝，其中該多層的薄膜包括一個部分地穿過一層或多層以限定一個標準開口的所謂的預衝壓部(pre-punching)V。為了打開容器B，結果該多層薄膜仍須在預衝壓部V的區域完全切割。該下部的凸緣21可以被焊接或黏附在容器B的多層薄膜上，該預衝壓部V限定了一個位於圓柱形流出嘴20的開口內的圓形表面，預衝壓部V的直徑小於流出嘴20的直徑幾個百分比。相反，預衝壓部V的直徑極端精確地與穿孔元件3或與由穿孔元件的切割元件移動時限定的圓形路線的直徑一致。圓柱形流出嘴20的內螺紋22是一個粗牙的螺紋，這意味著一方面螺紋高度相對較大，因而螺紋具有一個較大的螺距。在轉動約360度或更少的時候，穿孔元件3從其原始裝配位置(如圖1中所示)移入按照圖2使用的較底的位置。相應地，外螺紋23實現為一種所謂的細牙螺紋，從而螺紋23僅具有細小的螺紋面高度並且螺距小(flat)。因此，為了旋下螺帽4需要經歷幾圈的旋轉。
穿孔元件3的動作通過螺帽4影響。該螺帽4具有一個蓋子表面40，一個圓柱狀外壁41在蓋子表面40上作為邊界。外壁41具有一個設計為細牙螺紋的內螺紋42，其與圓柱狀流出嘴的外螺紋23配合，相對外壁41同心地延伸的環形壁43一體地形成在蓋子表面40的下側上。具有多個突起44(lugs)的形式的裝置被一體地形成在這個同心的環形壁43上，該環形壁43的直徑小於穿孔元件的內徑。隨著螺帽4的旋轉，該多個突起44在反向運動(counter-running)方向上驅動穿孔元件3，當螺帽4向上移動時，由於在螺帽4和下部2間的螺紋被定向為與穿孔元件3和下部2之間的螺紋的旋轉方向相反，故穿孔元件向下移動。一個保證帶(guarantee strip)45經由斷開的(break-off)跨接位置46被一體地形成在外壁41的底部，這樣通過多個保持凸起(retaining cams)24保持在被保護的位置(secured position)中並且即使在第一次打開後保證帶45也保持在這裡，如圖2所示。
如圖3中所示，有利地是穿孔元件3與下部製成為一體，該穿孔元件3基本上包括一個具有外螺紋32的環形壁部分31，該外螺紋32又被設計為粗牙螺紋，與下部2的內螺紋22相配。至少兩個切割元件33和至少一個移位元件34，35被整體地形成在該環形壁部分31上。移位元件34可以與切割元件33結合或者，從圖1至3明顯看出，可以被設計為一個單獨元件35。在根據圖1至3的截面圖中，在所有情況下都只有一個切割元件33可以被認出，根據圖4的側面圖僅可以看見兩個切割元件33。切割元件33大致具有一個通向一個末端的穿孔齒(perforating tooth)36的三角形形狀。在所有情況下箭頭D都表示穿孔元件的旋轉方向。一個直接地連接到穿孔齒的切削刃37被整體地形成在旋轉方向上的前部的邊緣上。優選實施方式的切削刃37合併入一個移位邊38，該移位邊38因此形成該移位元件34並成為切割元件33的一部分。在切割元件33的內表面上在切削刃37上方，整體地形成一個突起加厚部分39，一個突起44在螺帽第一次的旋下運動過程中對突起加厚部分39施加壓力，這樣穿孔元件3開始一個螺旋運動。帶有移位邊38的解決方案是可選擇的，如已經提到的，這裡同樣可以認識到，可以設置一個附加的、單獨的移位元件35。該移位元件35在穿孔元件3的軸向方向上設計得比切割元件33短。從而當兩個切割元件33已經至少大致地形成一個連續的切割線時，移位元件35才開始接觸到容器B的薄膜。另外，單獨的移位元件35大致具有切割元件33的形狀，但其形成有鈍的稜角並且沒有穿孔齒，且以一個圓弧方式運轉。
根據本發明的封閉裝置的動作方式在後面參考附圖5和6說明。兩個切割元件33被布置為跟在彼此之後相差一個偏斜角α。在第一次打開封閉裝置前的最初位置中，兩個切割元件33的兩個穿孔齒36位於位置A』和B』，在某個提前角(advance angle)β之後，兩個穿孔齒36接觸將在點A和點B被切割的容器的薄膜。參見旋轉方向D，一切割元件的穿孔齒在第二切割元件的前面相差一個偏斜角α運行，隨著在方向D上的進一步旋轉，穿孔齒36刺穿薄膜並在進一步的過程中切割薄膜，其中一個切割元件經過從點A到點B的切割路線運行，同時另一個切割元件限定了一從點B到點C的切割線。從而穿孔元件一旦旋轉過偏斜角α，就導致一個從點A到點C延伸的2α的連續的切割線。在這個位置，切削刃37至少已經大致完全地刺入容器薄膜的內部，移位邊38和/或移位元件35馬上從點C作用。當移位元件35在區域VB中，移位邊立刻從點C作用，其中該區域VB在尚未被切割的區域中處於相對靠近預衝壓部V處。然後被自由切割的區域以摺疊(flap)的方式向下壓入容器中，同時，預衝壓部V實質上起一個彎曲線的作用，很顯然例如在圖2中就是這種情況。依據偏斜角α的選擇，預衝壓部V保留的未被切割的區域較大或較小。理論上偏斜角α必須至少是90度，然而實際上這是不夠的，偏斜角α的實際最小尺寸必須大於100度。為了保證切割線不是圓周的，結果一個完全的圓形部分從該薄膜上切下，其很可能掉入容器中，偏斜角α當然必須小於180度。實際上最大的偏斜角α可以是大約170度，在圖5和6中所示的方案涉及實際的細節。如果一個人操作一個單獨的移位元件35，那麼偏斜角α可以趨向於較小，因為在這種情況下在旋轉方向上的前方的切割元件達到點C之前，移位元件可能已經壓在薄膜上，通過這種方式，薄膜被輕微地向下壓從而出現一個比理論上的切割線稍微長一些的連續的切割線。
與先前已知的具有多個穿孔齒的穿孔元件比較，這裡的穿孔僅在兩個點起作用，其優點是需要的力比較小。同時，這裡實現了一個真實的切割運動。切削刃37特別地實現了一個垂直於切割線的移動分量(movementcomponent)和一個在切割線方向上的移動分量。然而，因為預衝壓部V也相對地靠近薄膜與下部2的凸緣21的相對硬的連接運行，導致了一定的剪切力。
當然在穿孔元件3和下部2之間的粗牙螺紋的斜度需要涉及到切割元件的幾何形狀。切削刃37的完全的垂直長度必須等於相應於角度α的螺距。如果移位元件與切割元件結合，尤其符合後者的這種情況。
附圖標記一覽表1封閉裝置2下部3穿孔元件4螺帽20流出嘴，圓柱狀21凸緣22內螺紋23外螺紋24保持凸起31圓柱狀環形壁部分32外螺紋33切割元件34移位元件35單獨的移位元件36穿孔齒37切削刃38移位邊39加厚部分40蓋子表面41外壁42內螺紋43同心的環形壁44突起45保證帶46斷開的跨接位置B容器V預衝壓部
權利要求
1.一種塑料的封閉裝置，其可以藉助一封閉容器(B)的一可穿孔位置安裝，該封閉裝置包括一具有一圓柱狀的流出嘴(20)的塞子狀下部(2)，該流出嘴(20)與該容器連通或可與該容器連通；一可以被旋到該下部(2)上的螺帽(4)；以及一在軸向上兩邊開口的且可移位地裝在該下部中的圓柱狀穿孔元件(3)，其中在該螺帽(4)中設有裝置(44)，該裝置(44)在該螺帽第一次旋下的移動過程中成螺旋形地向下移動該穿孔元件(3)，其特徵在於，該穿孔元件(3)配備有至少兩個切割元件(33)，該切割元件(33)被布置為在彼此之後相差一個小於180度且大於100度的偏斜角(α)運轉，使得在該穿孔元件旋轉過該偏斜角之後，出現一個2α的連續的切割線，並且一移位元件(34，35，38)立刻作用於未分離區域，將容器的被部分切掉的薄片推出該流出嘴(20)的區域。
2.如權利要求1所述的封閉裝置，其特徵在於，該移位元件與該超前運轉的切割元件(33)結合，成為一個元件(34，38)。
3.如權利要求2所述的封閉裝置，其特徵在於，該超前運轉的切割元件(33)具有一切削刃(37)，該切削刃(37)合併入一起移位元件作用的移位邊(38)中，其中該切削刃(37)的長度使得該移位邊(38)隨著在該穿孔元件(3)經過至少大約該偏斜角α的一個旋轉(D)之後的螺旋運動將該容器(B)的未分離區域推出該流出嘴(20)的區域。
4.如權利要求1所述的封閉裝置，其特徵在於，在該穿孔元件(3)的旋轉方向上設有一移位元件(35)，其與該切割元件分離並且在該超前運轉的切割元件(33)的前面運行。
5.如權利要求4所述的封閉裝置，其特徵在於，該兩個切割元件(33)和該移位元件(35)是與該穿孔元件(3)整體地連接。
6.如權利要求1所述的封閉裝置，其特徵在於，該兩個切割元件(33)和該移位元件(34)朝向中心大約經過該環形壁部分(31)的壁厚同心偏移到該圓柱狀穿孔元件(3)的外壁。
7.如權利要求1所述的封閉裝置，其特徵在於，具有該切割元件(33)的該穿孔元件(3)具有一個與該圓柱狀流出嘴(20)的軸向長度最大地一致的軸向長度。
8.如權利要求4所述的封閉元件，其特徵在於，該移位元件(35)比該兩個切割元件(33)短一個軸向距離，該軸向距離與該兩個切割元件(33)隨著該穿孔元件(3)旋轉過該偏斜角α移動的軸向的運動路線一致。
全文摘要
本發明涉及一封閉裝置(1)，其設於一封閉容器(B)的可穿孔點上方。所述封閉裝置包括一具有圓柱狀流出嘴(20)的下部(2)，一螺帽(4)和一穿孔元件(3)。裝置(44)被用來在所述封閉裝置的該下部(2)中的螺帽(4)內，在軸向方向上以一螺旋式的方式向下移動兩邊開口的該穿孔元件(3)。所述穿孔元件(3)具有兩個以一角度(α)偏移的能產生一個連續的、互連的切割線(2α)的切割元件(33)以及一移位元件(34，35，38)，該移位元件(34，35，38)從該流出嘴(20)的區域移動該容器的一被部分切掉的薄片(tab)。
文檔編號B65D51/18GK1522216SQ02813144
公開日2004年8月18日 申請日期2002年6月10日 優先權日2001年6月27日
發明者維爾納·弗裡茨·杜巴赫, 維爾納 弗裡茨 杜巴赫 申請人:特克索公開股份有限公司