专利名称：无衬垫封闭物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于相应容器的塑料封闭物，更具体地说涉及一种无衬垫封闭物，包括一由支承环和与之成一整体的相对可弯曲的密封片组成的侧密封结构。
本来封闭和密封容器的模制塑料封闭物已经得到越来越广泛的应用，例如用于装盛碳化和非碳化饮料、调味品和其它食品以及非食品(例如机油)的容器。尽管多年来各种塑料封闭物的结构已为世人所了解，但为了达到所需的密封效果和便于高速生产和应用这种封闭物，必须制造具有特殊设计结构的封闭物。
为了达到需要的密封性能，诸如美国专利No.4，343，754;4，378，893;4，407，422和4，497，795的一系列现有技术中已知的封闭件结构具有复合的性质，包括一具有相对刚性的外塑料壳和一相对易弯且较软的内密封衬垫。这些专利中的封闭物形成所谓的顶/侧密封，其中，衬垫可与容器的通常向上的表面及通常向外的侧面密封接合。
尽管消除封闭物结构的内密封衬垫将减少其制造的附带费用，但迄今已证明要提供一种封闭物结构，它具有所需的强度，而同时为了与相应的容器实现所需的密封连接，它又要包括一种具有足够柔性和适应性的密封结构，这是很困难的事情。至今，适用于内装带压物的容器的无衬垫、整体式封闭物结构仅取得了有限的进展。
另一种必须考虑的设计涉及封闭物的应用。实践证明典型的螺纹封闭物在应用过程中有倾斜的倾向，据信这是由于封闭物内典型的单头螺旋螺纹结构的不对称性造成的。更具体地说，在封闭物的螺纹终止于封闭物顶壁部分或其附近的一侧处，封闭物具有相对高的刚度和强度。而相反，单螺纹封闭物的相对侧，即螺纹从顶壁部进一步设置半个螺距的一侧是所谓的封闭物的“弱侧”，其刚度和强度较低(这种现象在多头螺纹封闭物中没有这样明显，因为多螺纹的对称性趋于平衡所施加的力)。
另外，应用单螺纹封闭物会使其倾斜，这是因为罩子的“强侧”比“弱侧”与容器连接的更紧且更牢固。实践证明由上述现象引起的封闭物倾斜会对其密封作用产生不利的影响，这是因为其密封元件不能牢固地和准确地位于容器之上。这种倾斜对顶密封件以及侧密封件的适宜设置均有不利影响。
特别将本发明封闭物设置成在可方便地用于容器的同时还能提高密封作用。
体现本发明原理的无衬垫塑料封闭物包括一侧密封结构，它与容器的通常朝外的侧面密封接合。值得注意的是侧密封结构包括两个不同的部分，即一刚度较好的外支承环和一从支承环整体延伸的较易弯曲的内密封片。利用这种结构，可使相对较易弯曲的密封片易于与容器表面适应从而达到所需的密封接合，而支承易弯密封片的支承环使达到相对较高的单位面积密封力。另外，刚度相对较高的支承环在高速应用中提供一所需的对中作用，这将使得封闭物的应用不会产生不希望的倾斜或类似问题。
可通过使密封片的平均轴向厚度小于支承环的平均轴向厚度而达到所需的柔韧性。根据图中所示实施例，侧密封结构包括一台阶部分，它在外支承环和内密封片的连接处形成轴向厚度的明显变化。在这种结构中，在台阶部分处设置一铰链机构，密封片具有与容器密封接合所需的相对易弯性，而支承环具有需要的刚度以支承密封片，并使封闭物在容器上对中。
在优选形式中，支承环上设有多个周向间距的在支承环和封闭物的边缘部之间延伸的角撑件以提高其刚度。角撑件最好在支承环的下表面和封闭物的边缘部分之间延伸，但另外也可使其在支承环的上表面和封闭物的边缘部之间延伸。
根据图示实施例，从封闭物的顶壁部垂下一顶密封件。这种顶密封件可被形成为向下向外分散的密封法兰，向下向内会聚的密封法兰或其它适合的形式(例如插销密封)。顶密封件与容器的通常朝向上的顶面密封接合，在本发明的封闭物中可有选择地应用这种顶密封件以提高结构的密封性能。
图1为体现本发明原理的塑料封闭物的横截面图;
图2为说明本发明密封结构的相对放大的局部视图;
图3为本发明的封闭物与相应容器密封接合时的局部视图;和图4为一说明本发明封闭物的修改的实施例的与图2相似的局部视图。
参见附图，图中示出了体现本发明原理的无衬垫侧密封封闭物10。封闭物10可用塑料材料经济有效地模制出来，例如可对聚丙烯加压模制，当然，也可用其它的塑料材料和模制技术。
封闭物10包括一圆形顶壁部12，和一从顶壁部12整体地垂下的环形边缘部14。边缘部14包括一单头内螺纹件16，该件与相应容器(在图中用C表示)上的相似螺纹件螺纹连接。
为了便于将本发明的封闭物用在内装充碳或带压物的容器上，在封闭物的边缘部设置了多个轴向延伸的通气槽18，它可在打开封闭物时使容器内气压泄漏。
通常需要制成一种如图所示的封闭物用于明显削弱的场合，为此，封闭物10包括一从边缘部14上垂下的环形偷窃带20(pilferband)。该带在图中具有根据美国专利No.4，418，828的结构，但也可具有别的结构，例如根据美国专利No.4，938，370或No.5，004，112的结构。
如图所示，偷窃带20(pilferband)包括一环形带部22，从该带部向内伸出多个周向相间的、可相对弯曲的与容器接合的突起物24。偷窃带20(ilferband)和边缘部14由周向延伸的断裂线26隔开，断裂线26的一部分延伸入多个周向相间的易碎的肋28中。易碎肋28的未刻断裂线的剩余部在偷窃带和边缘部之间提供了所需的脆性连接。
根据本发明，封闭物10包括一从边缘部14整体地向内延伸的侧密封结构30。显然，侧密封结构30包括两个作用截然不同的部件，即，一个从边缘部14整体地向内延伸的相对刚性较好的外支承环32，和一从支承环32整体地向内延伸的相对较易弯曲的内密封片34。如图所示，侧密封结构30包括一台阶部36，此处在支承环32和密封片34的连接处有一显著的轴向厚度的变化。
侧密封结构30最好使得密封片34的平均轴向厚度小于支承环32的平均轴向厚度，借助于台阶部36可为密封结构限定出一铰链机构。尽管侧密封结构最好具有上述结构，但应理解也可是其它结构。例如，支承环可逐渐变细至密封片，而这种逐渐变细的结构的横截面可为连续或不连续的收敛的直线，曲线，复合曲线或其结合。当上述修改的结果是一相对刚性较好的支承环有效地铰接地与相对较易弯曲的密封片连接时，这些修改也应认为属于本发明的范围之内。
如图所示，支承环32上最好设有多个在支承环的下表面和边缘部14的内表面之间延伸的周向相间的角撑板38来提高其刚度。如图3中40处的虚线所示，可提供多个在支承环的上表面和边缘部分14之间延伸的周向相间的刚性角撑板。最好以角撑板提高支承环的轴向刚度，而以支承环支承相对较易弯曲的密封片使之与相应的容器密封接合，而同时在高速应用过程中使封闭物的中心位于容器上。此外，角撑板38在朝向封闭物的开口端的支承环的侧部上的位置可给角撑板38和容器提供引导或“汇聚”的共同作用，从而进而在应用过程中使封闭物对中。
图2说明应用于容器之前的本发明封闭物的密封结构。与之对应，图3说明了应用于容器C上之后的封闭物，其中密封片34已相对于支承环移至一通常向上延伸的位置，因而密封片的内表面与相应容器的通常朝向外面的表面密封接合。在某些应用中，可提供一个或多个用于与容器接合的密封肋42(例如图2中虚线42所示)。这一个或多个密封肋集中地在密封片上延伸以与容器表面接合。
也可设想在应用于相应容器之前，通过使密封片34的内直径略小于容器的表面的外直径而提高密封片与容器的密封接合。通过这种设置，产生一种静配合，结果使密封片伸展和加长，因而提高密封效果。
通过提供刚度相对较高的支承环32，易弯曲的密封片34的弯曲和伸展被限制在一相对较小的区域内，从而在密封片和容器表面的侧壁这间产生一相对较大的单位面积密封接触力。另外，如果用在装有带压物的容器上，任何内部气压会对侧密封结构30进而对密封片34产生反作用力，以增加施加在容器上的密封力。
在某些应用中，例如容器具有相对较低的公差(由于容器模制中较高的精度)，密封片34可被做成几乎完全向上变形。其结果，密封片的基部与支承环32基本上接触并对齐，从而通过支承环和围绕的边缘部将径向密封力导向外。这种在封闭物的相对高强度部分上的理想的弹性变形在容器表面上产生较高的密封接触力，但减小了支承环及周围边缘的永久变形。这种永久变形可产生于塑料材料的冷流或“蠕变”，但由于密封力分布于封闭物结构的一大的部分上，这种由冷流引起的应力被减小。
这种通常产生于密封片基部的密封效果可利用与容器表面的静配合而与产生于密封片自由边缘部的密封一致。这样可提供两种不同的密封机构而提高密封的整体性。
与此相反，将本发明的封闭物用于具有相对较高的制造公差的容器(例如玻璃容器)时，需改变密封片34相对于支承环32的尺寸以适应这种公差，并避免支承环和容器间过盈。在这些应用中，变形基本上限制于密封片，而支承环保持相对未变形。
因此，支承环32的相对较大的环强度和轴向刚度不仅为封闭物提供了一所要求的自对中特性，而且可进一步作用使封闭物的弹性变形大部分限制在用于高公差容器的可弯曲密封片34上，因而在封闭物外表面相对面上确保相对较大的单位压力，这对于具有相对较高硬度的封闭物材料获得有效的密封是必须的。
如图所示，本发明的封闭物包括一顶密封件，图中为具有向下垂下，向上分散形状的顶密封法兰44。如图3所示，顶密封法兰44与容器C的通常朝向上的顶面密封接合。可选择的提供顶密封件可提高封闭物的密封特性。如图4所示，顶密封件也可为向下垂下的向内会聚的法兰144。
本发明封闭物结构的其它好处涉及其在应用封闭物和除去封闭物的过程中与容器的配合。在应用过程中，本发明的封闭物利用其自对中特性根据需要与容器配合并位于其上而获得较大的坚固性。这种坚固性可减小在除去封闭物的力矩作用下的变化性，从而获得消费者认可。
在除去封闭物时，根据经验知道仅具有顶密封的无衬垫封闭物在顶密封件与容器的顶面脱开密封接合后有时会产生不希望的自由转动。与此相反，由本发明封闭物提供的侧密封装置可在除去封闭物时的相对较大的转动中保持与容器的接合，从而产生所需的对除去操作的接触阻力，并避免过大的相对自由转动，这种特性相信会提高消费者的认可度。
权利要求
1.一种用于容器的无衬垫封闭物，包括一圆形顶壁部；一环形边缘部，它从所述壁部整体地垂下，所述边缘部包括一内螺纹结构以与所述容器接合；和侧密封结构，它从所述边缘部上整体地垂下以与所述容器的通常朝外的表面密封接合，所述侧密封结构包括一从所述边缘部整体向内延伸的外支承环和一从所述支承环向内延伸的内密封片，所述密封片可相对支承环移动至一通常向上延伸的位置，从而所述密封片与所述容器的朝外的表面密封接合。
2.根据权利要求1的无衬垫封闭物，包括使所述支承环刚度提高的装置，包括多个周向相间的在所述支承环和所述封闭物的所述边缘部之间延伸的角撑件。
3.根据权利要求1的无衬垫封闭物，其特征在于所述密封片包括至少一个与所述容器密封接合的密封肋。
4.根据权利要求2的无衬垫封闭物，包括从所述封闭物的所述顶壁垂下的顶密封件，以与所述封闭物的朝上的表面密封接合。
5.根据权利要求1-4中任一个的无衬垫封闭物，其特征在于所述密封片的平均轴向厚度小于所述支承环的平均轴向厚度。
6.根据权利要求5的无衬垫封闭物，其特征在于所述侧密封结构包括台阶部分，它在所述外支承环和所述内密封片的连接部限定一轴向厚度变化。
全文摘要
一种用于与容器(C)侧密封接合的无衬垫塑料封闭物(10)。该封闭物(10)包括一圆形顶壁部(12)和一从顶壁部垂下的边缘部(14)，并包括一内螺纹件(16)。侧密封件包括一具有较大刚度的支承环(32)和一较易弯曲的密封片(30)。密封片(30)可移至一与容器(C)的朝向外的表面密封接合的位置，而支承环(32)用来提高密封片(30)的密封效果。值得注意的是具有较高刚度的支承环(32)还需用来在密封物(10)应用于容器的过程中提供一对中作用。
文档编号B65D41/04GK1083013SQ9310958
公开日1994年3月2日 申请日期1993年8月14日 优先权日1992年8月14日
发明者休·万纽斯·莫顿 申请人:H-C工业有限公司