EA009862B1 - Плоский самооткрывающийся затвор для композитных упаковок или для горловин бутылок и емкостей, закрываемых плёночным материалом - Google Patents

Abstract

Самооткрывающийся затвор состоит из выливного штуцера (3), поворотного колпачка (1), а также из расположенной внутри выливного штуцера (3) втулки-самооткрывателя (2), которая приводится во вращение поворотным колпачком (1). Втулка-самооткрыватель (2) имеет комбинированные прокалывающие и режущие органы (5-7), расположенные на ее нижнем крае и отстоящие от него. Втулка-самооткрыватель (2) имеет на своей внутренней стороне три равномерно размещенных на периметре, направленных к ее центру, гвоздеобразных выступа (9, 10, 11) с ножками выступа (12) и шляпками выступа (13). Ножка выступа (12) и нижняя сторона шляпки выступа каждого выступа действуют в качестве направляющих для одного из трех цилиндрических стеновых сегментов, расположенных на внутренней стороне колпачка концентрически к его оси вращения. Поворотный колпачок (1) соединен на своем нижнем крае (25), как минимум, через две не радиальные по отношению к нему, предназначенные действовать в качестве мест заданного обрыва перемычки (22, 23, 24) с плоским опорным элементом (21), соединяемым горизонтально с фланцем (20) выливного штуцера (3) с помощью пальцев.

Description

Данное изобретение относится к плоскому самооткрывающемуся затвору для композитных упаковок, а также к затворам горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом. При этом, главным образом, имелись в виду упаковки для жидкостей в виде таких композитных упаковок из фольгированной бумаги, в которые упаковываются, например, молоко, фруктовые соки, различные безалкогольные напитки либо вообще жидкости не пищевого назначения. Данный затвор может быть также использован для композитных упаковок, в которых хранятся или упаковываются сыпучие продукты, такие как сахар, крупа, или различные химикаты и т.п. Фольгированная бумага представляет собой многослойный материал (ламинат), например, из картона или бумаги, покрытый пластиком, например полиэтиленом и/или алюминием. Обычно объемы таких упаковок составляют от 200 мл до 2 л и более. В другом применении самооткрывающийся затвор может быть смонтирован на емкостях, закрытых пленочным материалом, например на всех видах стеклянных или пластиковых бутылок или аналогичных емкостях. Известны различные исполнения подобных пластиковых затворов. Они образуют, если предназначены для композитной упаковки, в основном, выливной штуцер с полкой, радиально выступающей из его нижнего края и образующей на этом выливном штуцере запирающий фланец. Штуцер имеет внешнюю резьбу, на которую может быть накручен резьбовой колпачок в качестве затвора. Такой самооткрывающийся затвор нафланцовывается на композитную упаковку, для чего он нижней стороной своего выступающего края, т.е. нижней стороной своего фланца, герметично наваривается или наклеивается на композитную упаковку. Свободный проход в нижнем конце штуцера после этого закрыт бумагой и герметизирующей пленкой композитной упаковки. В случае бутылочного затвора выливной штуцер, со своей стороны, надевается или накручивается на венчик горловины бутылки и закрыт пленочной мембраной на своей внутренней стороне. Штуцер имеет внешнюю резьбу, на которую затем может быть навинчен резьбовой колпачок.

Проходящая под наваренным или наклеенным штуцером усиленная пленкой бумага или пленочная мембрана, проходящая внутри штуцера, должна быть разрезана, надорвана или выдавлена для открывания, чтобы освободился проход и жидкость или сыпучий материал могли быть вылиты или высыпаны из емкости через штуцер. Для этого внутри штуцера расположена втулка, которая при вращении навинченного резьбового колпачка выдавливается им аксиально вниз и затем вращается им в том же направлении вращения. Нижний край втулки имеет один или несколько прокалывающих или режущих зубьев. В результате, вследствие своего аксиального опускания и последующего вращения, втулка должна вырезать круг из проходящей под ней усиленной пленкой бумаги или пленочной мембраны.

Традиционно такие самооткрывающиеся затворы состоят из выливного штуцера, который герметично монтируется на композитную упаковку или на штуцер для бутылок или емкостей, закрываемый пленочным материалом, из соответствующего поворотного колпачка, а также из втулки-самооткрывателя, расположенной внутри выливного штуцера и приводимой во вращение поворотным колпачком. Новейшие конструкции имеют втулку-самооткрыватель по меньшей мере с одним отдельным комбинированным прокалывающим и режущим органом, расположенным на нижнем крае втулки и отстоящим от него. Эта втулка-самооткрыватель, выливной штуцер, а также поворотный колпачок оснащены направляющими и силовыми элементами, взаимодействующими друг с другом таким образом, что при первом вращении поворотного колпачка в направлении открывания втулка-самооткрыватель сначала толкается без вращения аксиально вниз, а затем вращается вокруг своей оси без аксиального перемещения.

Однако если втулка-самооткрыватель имеет только один отдельный комбинированный прокалывающий и режущий орган, то втулка должна иметь определенную длину пропорционально своему диаметру, что должно обеспечивать стабильное перемещение в аксиальном направлении в выливном штуцере, чтобы надежно исключить ее перекашивание. Это требует соответствующей конструктивной высоты самооткрывающегося затвора. Кроме того, втулка-самооткрыватель должна иметь сравнительно тяжелое и прочное исполнение, чтобы воспринимать силы реакции, исходящие от одного отдельного прокалывающего и режущего органа. Гарантия первого открывания на подобном затворе чаще всего обеспечивается тем, что на нижнем крае колпачка формуется гарантийное кольцо через большое число обрывных перемычек, при этом гарантийное кольцо при первом монтаже насаживается на выливной штуцер через утолщение. При первом открывании колпачка необходимо одновременно разорвать большое число перемычек, что требует соответствующего большого усилия.

Принципиальной задачей данного самооткрывающегося затвора является получение значительно более плоского и легкого исполнения затвора с уменьшенной конструктивной высотой, причем, несмотря на это, втулка-самооткрыватель должна вскрывать пленку надежно и без перекосов. На изготовление этого самооткрывающегося затвора требуется меньше полимерного материала благодаря уменьшенной конструктивной высоте. Кроме того, особое исполнение данного самооткрывающегося затвора имеет гарантию первого открывания, требующую меньше усилий со стороны потребителя, открывающего этот затвор. Кроме того, данное устройство гарантии первого открывания также должно быть более плоским и одновременно более легким, т.е. изготовляться с использованием меньшего количества синтетического материала.

- 1 009862

Эта принципиальная задача решается плоским самооткрывающимся затвором для композитных упаковок, а также для горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом, состоящим из выливного штуцера, который герметично монтируется на композитную упаковку или на горловину бутыли или емкости, закрываемую пленочным материалом, из соответствующего поворотного колпачка, а также из втулки-самооткрывателя, расположенной внутри выливного штуцера и приводимой во вращение поворотным колпачком, причем втулка-самооткрыватель имеет по меньшей мере один отдельный комбинированный прокалывающий и режущий орган, расположенный на нижнем крае втулки и отстоящий от него, и отличающимся тем, что втулка-самооткрыватель имеет на своей внутренней стороне гвоздеобразные выступы с ножками выступа и шляпками выступа, направленные к центру втулки, причем ножки и нижние стороны шляпок выступов предназначены в качестве направляющих для сегментов в форме стенки цилиндра, расположенных концентрически к оси вращения колпачка на внутренней стороне крышки колпачка, при этом каждый сегмент имеет скошенный край, расположенный под острым углом к нижней стороне колпачка, и примыкающий к нему толкающий край, расположенный вертикально к плоскости колпачка.

Специальное исполнение средства гарантии первого открывания описано в зависимых пунктах изобретения.

На фигурах в различных видах представлено имеющее много преимуществ исполнение данного самооткрывающегося затвора для композитных упаковок. При помощи этих фигур ниже подробно описывается данный самооткрывающийся затвор и поясняются его функции.

Показано:

фиг. 1: самооткрывающийся затвор с тремя своими компонентами в разобранном состоянии в перспективном представлении;

фиг. 2: самооткрывающийся затвор с тремя своими компонентами в разобранном состоянии в перспективном представлении, однако, в виде сечений для каждого компонента;

фиг. 3: самооткрывающийся затвор в собранном состоянии в перспективном представлении в виде сечения.

Фиг. 1 показывает самооткрывающийся затвор с тремя своими компонентами в разобранном состоянии в перспективном представлении, причем взгляд падает на затвор сверху и сбоку. Сверху виден поворотный колпачок 1, в середине - втулка-самооткрыватель 2 и внизу - выливной штуцер 3. Поворотный колпачок 1 выполнен в виде резьбового колпачка и имеет соответствующую внутреннюю резьбу, подходящую к наружной резьбе 4 на выливном штуцере 3. Втулка-самооткрыватель 2 в качестве существенного признака имеет, прежде всего, три комбинированных прокалывающих и режущих органа 5-7, расположенных на ее нижнем крае и отстоящих от него. Два из этих прокалывающих и режущих органа, а именно 5 и 6, расположены диаметрально друг против друга, а третий прокалывающий и режущий орган 7 удален от обоих органов 5 и 6 на 85-100° по периметру втулки-самооткрывателя и отформован на ее нижнем крае 8.

Далее, втулка-самооткрыватель 2 имеет на своей внутренней стороне три равномерно размещенных по периметру, направленных к ее центру гвоздеобразных выступа 9, 10, 11 с ножками выступа 12 и шляпками выступа 13. Ножка 12 и нижняя сторона соответствующей шляпки 13 каждого из этих выступов 9-11 действуют как направляющие и силовые элементы для расположенных концентрически к оси вращения колпачка на внутренней стороне крышки колпачка трех сегментов в форме стенки цилиндра, которые будут видимы на другом представлении колпачка 1. На верхнем крае втулка-самооткрыватель 2 имеет слегка выступающий буртик 14, на внешней стороне которого через определенные интервалы расположены выемки 29. На внешней стенке втулки-самооткрывателя 2 отформованы аксиально расположенные ребра 15-17. Они взаимодействуют с соответствующими аксиальными ребрами 18 и горизонтальными ребрами 19 на внутренней стороне выливного штуцера, как будет разъяснено несколько позже.

На выливном штуцере 3 виден фланец 20. На показанной здесь как передней стороне фланца 20, т.е. непосредственно на нем, лежит пластина 21, зафиксированная на фланце 20 с помощью пальцев на своей нижней стороне, для чего фланец 20 имеет соразмерные с этими пальцами отверстия, в которые вводятся эти пальцы. На этом элементе 21 видны три тонкие перемычки 22-24, расположенные параллельно друг другу так, что по меньшей мере две крайние перемычки 22, 24, безусловно, не являются радиальными к выливному штуцеру 3. Изначально, т.е. на полностью собранном затворе, эти перемычки 22-24 образуют цельную деталь с нижним краем 25 колпачка 1. Втулка-самооткрыватель 2 при монтаже затвора вставляется при правильном положении вращения в выливной штуцер 3, затем колпачок 1 вместе с пластиной 21, связанной с ним перемычками 22-24, насаживается на резьбу 4 выливного штуцера 2, и затем элемент 21 впрессовывается своими пальцами на своей нижней стороне в отверстия во фланце 20 выливного штуцера.

Если впоследствии поворачивать колпачок 1 в отпирающем направлении, т.е. против часовой стрелки, если смотреть сверху, как показано на верхней стороне колпачка, то сначала будут разрушены тонкие перемычки 22-24. Так как эти перемычки 22-24 расположены параллельно к выливному штуцеру и не все из них являются радиальными, то они ломаются не все одновременно. Сначала натянется и сломается перемычка 24, затем средняя перемычка 23, и в заключение ломается еще перемычка 22. Благода

- 2 009862 ря такому последовательному разрушению перемычек 22-24 требуется меньше усилий, чем в существовавших до сих пор решениях, требовавших одновременного разрушения большого числа перемычек. Поэтому такая конструкция гарантии первого открывания вполне посильна и пожилым, и недостаточно сильным людям. Как вариант, возможно также предварительное машинное пробивание средней перемычки 23, расположенной в данном случае радиально к штуцеру, так, что в готовом затворе потребуется последовательно разрушить поворотом колпачка 1 только две внешние перемычки 24 и 22.

На фиг. 2 виден самооткрывающийся затвор с тремя своими компонентами в разобранном состоянии в перспективном представлении. Здесь каждый из отдельных компонентов представлен в виде сечения, а именно осевого сечения. В отличие от фиг. 1 здесь видны части трех сегментов в форме стенки цилиндра 26, расположенных концентрически к оси вращения колпачка на внутренней стороне донышка колпачка. Все эти сегменты стенки цилиндра 26 имеют скос 27, расположенный под острым углом к нижней стороне колпачка, и примыкающий к нему толкающий край 28, расположенный вертикально к нижней стороне (донышка) колпачка. В собранном затворе при вращении поворотного колпачка 1 против часовой стрелки этот скос 27 воздействует на ножку 12 гвоздеобразного выступа 11 на внутренней стороне втулки-самооткрывателя 2. То же самое относится к наклонным поверхностям 27 двух других сегментов в форме стенки цилиндра 26. Так как сегменты в форме стенки цилиндра 26 расположены так же, как и гвоздеобразные выступы 9-11, то они не могут отклониться внутрь вследствие изгиба. Эта конструкция с направляющими в виде выступов 9-11 делает возможным значительно более тонкое и, тем самым, более легкое исполнение стеновых цилиндрических сегментов 26, чем в имеющихся конструкциях.

Ввиду наличия направляющих ребер на внешней стороне втулки-самооткрывателя 2 и таких же на внутренней стороне выливного штуцера 3 втулка-самооткрыватель 2 не может сначала поворачиваться, а может только перемещаться аксиально вниз. Поэтому при вращении поворотного колпачка 1 против часовой стрелки, если смотреть сверху, втулка отходит вниз и, следовательно, перемещается в выливном штуцере 3 аксиально вниз, при этом наклонные края 27 скользят по ножкам 12 гвоздеобразных выступов 9-11, пока толкающие края 28 не упрутся в ножки выступов 12.

В этом положении втулка-самооткрыватель оказывается настолько сдвинута аксиально вниз, что теперь ее верхний буртик 14 лежит ниже вертикальных ребер 18. Горизонтальные ребра 19 могут быть пройдены верхним буртиком 14 втулки-самооткрывателя 2, так как выемки 29 в этом буртике расположены напротив горизонтальных ребер 19. В ходе этого аксиального проталкивания вниз втулкисамооткрывателя 2 ее три прокалывающих и режущих органа 5-7 прокололи пленку, находящуюся ниже втулки. При дальнейшем вращении колпачка 1 в направлении открывания втулка-самооткрыватель 2 уже не опускается вниз, а вращается только в горизонтальной плоскости. При этом каждый из трех прокалывающих и режущих органов 5-7 прорезает против часовой стрелки по периметру отверстия выливного штуцера 3 разрез в пленке, а именно всего около 120°. Резьбовой колпачок 1 откручивается далее на выливном штуцере 3 примерно на этот угол поворота и поднимается при этом вверх так, что, в конце концов, стеновые цилиндрические сегменты 26 и их толкающие края 28 оказываются над выступами 9-11 и толкающие края 28 уже более не поворачивают эти выступы 9-11 и, следовательно, втулкусамооткрыватель 2. Так как два прокалывающих и режущих органа 5 и 6 расположены на удалении 180° друг от друга, то при повороте втулки-самооткрывателя 2 примерно на 120° они оставляют неразрезанным участок пленки по периметру выливного штуцера 2. Пленка откидывается вниз в выливном штуцере точно вокруг этого оставшегося целым участка и остается висеть в отверстии, не падая внутрь упаковки.

И в заключение фиг. 3 показывает осевое сечение собранного затвора. Здесь показано, как стеновые цилиндрические сегменты 26, отформованные под крышкой резьбового колпачка 1, взаимодействуют с гвоздеобразными выступами 9-11, из которых здесь виден только выступ 11. Если из этого положения вращать колпачок 1 в отпирающем направлении, то скошенный край 27 давит на ножку 12 прилегающего выступа 11. Втулка-самооткрыватель 2 не может вращаться вместе с колпачком и, вследствие этого, вынужденно давится вниз, причем прокалывающие и режущие органы 5-7, из которых здесь виден только орган 7, прокалывают пленку. Это движение продолжается до тех пор, пока поворотный колпачок 1 не повернется и, одновременно, не поднимется так, что вертикальная поверхность 28 подойдет вплотную к ножке 12 выступа 11. Так как втулка-самооткрыватель 2 в это же время двигалась аксиально вниз, то теперь она может вращаться в горизонтальной плоскости, и в соответствии с этим при дальнейшем вращении поворотного колпачка 1 она будет вращаться вертикальными толкающими краями 28 против часовой стрелки, если смотреть сверху, благодаря чему прокалывающие и режущие органы 7-9 вырезают из проколотой ими пленки почти полный круг, который отклоняется вниз в конечной фазе вращения.

Данный самооткрывающийся затвор отличается особенно плоской конструкцией. Благодаря гвоздеобразным, выступающим внутрь в радиальном направлении выступам 9, 10, 11 обеспечивается возможность изготовления особенно легкой и низкой втулки-самооткрывателя 2. Тем не менее, она надежно ведется в аксиальном направлении, так как ножки 12 и шляпки 13 гвоздеобразных выступов 9, 10, 11 действуют как направляющие, когда поворотный колпачок 1 своими направленными вниз стеновыми цилиндрическими сегментами 26 вступает в зацепление с этими выступами 9, 10, 11. Втулкасамооткрыватель 2 может быть такой относительно низкой, что отношение ее высоты без прокалывающих и режущих органов 5-7 к ее внутреннему диаметру составляет всего 1:3, а вместе с прокалывающи

- 3 009862 ми и режущими органами - только 1:2. Отношение общей конструкционной высоты собранного затвора, включая колпачок 1, втулку-самооткрыватель 2 и выливной штуцер 3, к внутреннему диаметру выливного штуцера 3 составляет всего 3:5. Тем самым создан очень плоский самооткрывающийся затвор, сверх того, требующий немного материала, имеющий малый вес, благодаря филигранной конструкции втулкисамооткрывателя 2, и, несмотря на это, полностью работоспособный.

Claims (10)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Плоский самооткрывающийся затвор для композитных упаковок, а также для горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом, включающий выливной штуцер 3, который герметично монтируется на композитную упаковку или на горловину бутыли или емкости, закрываемую пленочным материалом, поворотный колпачок 1, а также втулку-самооткрыватель 2, расположенную внутри выливного штуцера 3 и приводимую во вращение поворотным колпачком 1, при этом втулкасамооткрыватель 2 имеет по меньшей мере один отдельный комбинированный прокалывающий и режущий орган 5, 6, 7, расположенный на нижнем крае втулки и отстоящий от него, отличающийся тем, что втулка-самооткрыватель 2 имеет на своей внутренней стороне гвоздеобразные выступы 9, 10, 11 с ножками выступа 12 и шляпками выступа 13, направленные к центру втулки, причем ножки 12 и нижние стороны шляпок выступов являются направляющими для сегментов в форме стенки цилиндра 26, расположенных концентрически к оси вращения колпачка на внутренней стороне донышка колпачка, причем каждый сегмент образует скос 27, расположенный под острым углом к нижней стороне колпачка, и примыкающий к нему толкающий край 28, расположенный вертикально к плоскости колпачка.
2. 2. Плоский самооткрывающийся затвор для композитных упаковок, а также для горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом согласно п.1, отличающийся тем, что поворотный колпачок 1 для создания средства гарантии первого открывания соединен на своем нижнем крае через, как минимум, две не радиальные по отношению к нему, предназначенные действовать в качестве мест заданного обрыва перемычки 22, 23, 24 с плоским опорным элементом 21, соединяемым горизонтально с фланцем 20 с помощью пальцев на своей нижней стороне.
3. 3. Плоский самооткрывающийся затвор для композитных упаковок, а также для горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом, по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что втулка-самооткрыватель 2 имеет на своем нижнем крае отстоящие от него три комбинированных прокалывающих и режущих органа 5, 6, 7, расположенных в двух диаметрально противоположных точках периметра, а также и в некоторой точке между ними, и что втулка-самооткрыватель 2 имеет на своей внутренней стороне три равномерно распределенных по периметру, направленных к центру втулки гвоздеобразных выступа 9, 10, 11 с ножками выступа 12 и шляпками выступа 13, причем ножки 12 и нижние стороны шляпок выступов предназначены в качестве направляющих для сегментов в форме стенки цилиндра 26, расположенных концентрически к оси вращения колпачка на внутренней стороне колпачка.
4. 4. Плоский самооткрывающийся затвор для композитных упаковок, а также для горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом, по одному из вышеупомянутых пунктов, отличающийся тем, что отношение высоты втулки-самооткрывателя 2 без прокалывающих и режущих органов 5, 6, 7 к ее внутреннему диаметру составляет всего 1:3.
5. 5. Плоский самооткрывающийся затвор для композитных упаковок, а также для горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом, по одному из вышеупомянутых пунктов, отличающийся тем, что гвоздеобразные выступы 9, 10, 11 являются деталями, выступающими в радиальном направлении внутрь втулки-самооткрывателя 2 и имеющими по одной ножке выступа 12 и сидящей на ней шляпке выступа 13, выступающей во все боковые стороны за ножку выступа 12.
6. 6. Плоский самооткрывающийся затвор для композитных упаковок, а также для горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом, по одному из вышеупомянутых пунктов, отличающийся тем, что на внешней стенке втулки-самооткрывателя 2 отформовано несколько аксиально расположенных ребер 15-17, взаимодействующих с аксиальными ребрами 18 на внутренней стенке выливного штуцера 2 и благодаря этому служащих для защиты от отклонения, пока втулка-самооткрыватель 2 не будет сдвинута поворотным колпачком 1 в самое нижнее положение в выливном штуцере 3.
7. 7. Плоский самооткрывающийся затвор для композитных упаковок, а также для горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом, по одному из вышеупомянутых пунктов, отличающийся тем, что отношение общей высоты собранного затвора, включая поворотный колпачок 1, втулкусамооткрыватель 2 и выливной штуцер 3, к внутреннему диаметру выливного штуцера 3 составляет всего 3:5.
8. 8. Плоский самооткрывающийся затвор для композитных упаковок, а также для горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом, по одному из пп.2-7, отличающийся тем, что колпачок 1 на своем нижнем краю 25 отлит в виде цельной детали с плоским опорным элементом 21 по меньшей мере через две параллельные друг другу перемычки 22, 24, соединяющие опорный элемент 21 с нижним краем колпачка 1.

   - 4 009862
9. 9. Плоский самооткрывающийся затвор для композитных упаковок, а также для горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом, по п.8, отличающийся тем, что колпачок 1 на своем нижнем краю отлит в виде цельной детали с плоским опорным элементом 21 через три параллельные друг другу перемычки 22-24, соединяющие опорный элемент 21 с нижним краем колпачка 1, причем средняя радиальная перемычка 23 пробита.
10. 10. Плоский самооткрывающийся затвор для композитных упаковок, а также для горловин бутылок и емкостей, закрываемых пленочным материалом, по одному из пп.2-9, отличающийся тем, что колпачок 1 на своем нижнем краю 25 отлит в виде цельной детали с плоским опорным элементом 21 по меньшей мере через две параллельные друг другу перемычки 22, 24, соединяющие опорный элемент 21 с нижним краем колпачка 1, и опорный элемент 21 имеет на своей нижней стороне не менее одного вертикально стоящего пальца, подходящего к соответствующему отверстию в фланце 20 выливного штуцера 3.