专利名称：受破坏明显显示的密封装置的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种用在瓶子和其它容器上的受破坏明显显示的密封结构，并且特别适合用于含有颈的容器上，其形状适合于安装一个可拧断的盖，一旦被移走后，可以给使用者提供一个容易察觉到的迹象，表明该容器以前曾被打开过。过去曾推荐有若干种包括臂的密封结构，用这种方式来密封瓶子顶部，即一旦盖被移走过，可提供一个直观迹象表明此容器曾被打开过。设计这种密封的目的是为了防止移去盖致使杂质进入容器内，随后将该盖复原，致使后来的使用者在不知不觉中摄入杂质。
过去达到这种破坏明显的密闭结构的一种方法是在瓶子上设置爪或其它突出物，当移去该盖时，旋转盖就会使薄的金属盖部分变形。这种方法是sharp的美国专利1,796,728和1,796,729中的示例。第二种方法在Amabili的美国专利4,055,266中示出。在该专利中公开的密封结构包括具有一个或多个边缘的可拧开的盖，边缘被转到设置在瓶子上的卷边的下方。盖包括许多变薄的线，当其被移去时，边缘沿其断裂或分离，从而可提供一个容易察觉到的迹象，表明该盖曾被打开过。这些以前的密封结构技术由于种种原因不完全满意。例如，Sharp的专利中所示型式的盖可重新用于瓶子上，可向内压使其形状与原始瓶盖十分相象，以致一些使用者不能意识到该盖先前已被移去过。其它的现有密封技术不适合使用高速的封盖设备，或太复杂或太麻烦。
另一种破坏明显的密封结构在本发明人早期的专利美国专利4,782,969-“拧开的瓶盖”和5,263,600-“破坏明显的拧开的密封盖”中示出。在美国专利4,782,969中示出的盖包括一平顶和沿其较低的边缘带有多个窄片的带肋的侧缘。当盖被用在瓶子上后，这些薄片被向上向内弯曲在末端朝前的唇状物之下与设置在容器瓶颈上的表面啮合。当盖子处于密封和锁定位置时，薄片向上弯曲的部分受压，使盖紧紧密封在唇状物的端部上。首先旋转然后提起即可移去盖子。瓶包括多个肋，当盖子旋转时其带动薄片向外。当提起盖子后，薄片通过瓶上的唇状物上向上向外的倾斜面向外进一步弯曲，这种弯曲继续进行，直到薄片处于脱离瓶子上唇状物的位置，并使盖子被自由地从瓶子上提起。虽然这种结构提供了一种有效的防破坏密封，但它是以移去盖时需要较大的转动力矩的不便为条件的。
在美国专利5,263,600中所示的盖使用了一种包括一平顶的盖，该平顶从侧缘的中心边沿延伸向上向内弯曲到垂直带肋的侧缘和多个窄的薄片上。薄片与设置在瓶上的格啮合并且通过与美国专利4,782,969中大概相同的加压方法把盖固定在适当的位置上。瓶还包含多个凸缘，其可带动薄片向外到格的外沿之外的位置。在这个位置薄片的自由端不是被完全弯曲到紧贴到侧缘或盖上，相反却保留一小角度。唇状物自格向上向外延伸。结果，薄片的自由端与唇状物啮合，使得薄片不能随便向上移动。相反地，当盖被提起或旋转时，在盖能被彻底从瓶上拉下之前，薄片必须通过瓶子唇状物上向外倾斜的表面的带动向外被顶起。该发明公开的薄片呈不对称构型，与薄片一边相邻的部分比另一部分稍长，以降低转动盖时所需的转动力矩值。在本发明人的专利5,263,600中所示的盖如同本发明人早期的专利4,782,969中所示的一样，不能以原形态被重新用于瓶子上，除非使用某种非常尖端的和复杂的机器。尽管有其优点，在美国专利5,263,600中所示的密封结构在使用时确实存在若干缺点，这些缺点在本发明中已被克服。
发明概述本发明是针对密封结构，其为本发明人的美国专利5,263,600和早期的美国专利4,782,969中所示密封结构的改进。本密封结构包括一个具有圆形顶壁和下垂边沿或侧缘的盖。下垂边沿或侧缘带有多个薄片，其沿侧缘较低的边设置，位于设置在侧缘上隔开的肋之间。每个薄片包括两个侧边通过横向外边或自由边相连。在优选的实施例中外边成弧形以使其与瓶上与其协作的边沿之间的滑动啮合变得容易。
该密封结构还包括一具有颈的瓶，其颈做成可与盖结合的形状。颈有一个被环形密封边缘围绕的中心倾倒口。颈周围包括向外突出的通常为圆柱形但微呈锥形的部分，具有一个向内延伸的或底部切削的边沿。当盖被放在瓶上，薄片向上弯曲与边沿接触时，边沿适宜于与薄片的自由端啮合。根据本发明，边沿以从内径到外径最好小于10°的小角度向上倾斜。与突出部分的外周壁相邻的边沿的最外部分微成弧形，使得在接合处没有尖锐点。
构成本密封装置的瓶包含列于边沿下边的多个凸缘表面。该凸缘表面包括通常垂直的凸缘壁，该壁从与边沿内径相邻的位置延伸到在边沿最大直径外部的位置。根据本发明的原理，瓶制成这样的形状，即使得在边沿和密封垫圈之间瓶上所有部分的直径都比凸缘的最大直径小。凸缘的作用是随着盖的旋转用凸缘将薄片向外带动，使得薄片从边沿上脱离，并被弯曲与盖的侧缘壁的内表面靠拢。
在一个实施例中，瓶还做成这样的形状，在位于边缘下方设置一较低的突出物，该突出物具有一个向上内伸的表面，在封盖时，该表面有效地协助把薄片的自由端向上引向与边缘啮合。
当盖被使用时，盖被放在瓶的开口端部，其侧缘绕边沿向下延伸。薄片的自由端部向内向上弯曲与边沿啮合。在未端朝上的薄片横向边和薄片与侧缘的结合处之间的薄片部分处于受压状态，并有效地使盖紧靠在瓶的密封垫圈上。为了移去该盖，首先旋转它，通过凸缘的作用使薄片向外弯曲到一个位置，在此，薄片位于边沿和在凸缘与密封边缘之间瓶的任何其它位置的外面。只需用很小的力提起盖子，盖就会被完全移去，因为薄片或盖无需更进一步的变形。
当本发明的盖被从瓶上移走后，它不能被重新锁定在原状态。更特别的是，一旦移去后，盖可被放回到瓶的端部使盖的侧缘和薄片围绕侧沿和凸缘。然而，盖已变形，结果仅能很松地盖上，使任何人很容易明白该盖以前曾被移去过。薄片不能被向内弯曲以恢复到它们原来的锁定位置。
本发明的一个优点是可提供非常明显的迹象表明该盖曾经被移走过。用本发明人早期的美国专利中所示的类型的盖，如不使用非常复杂的设备就不能通过将薄片弯曲回它们原来的锁定位置来将盖完全复原。尽管如此，盖放回原处时，薄片尚能环绕瓶子外表面使得特别粗心的使用者可能注意不到该盖曾被打开过。相反，一旦本发明的盖被从瓶上移走后，当它被重新使用时，其保持相对松驰，给出明显的不会被误解的警告，以示该盖以前曾被移走过。
本密封结构的另一优点是一旦盖被充分旋转使凸缘向外带动所有的薄片，不需任何很大的力即可提起它。由于转动盖所需的小力矩及提起盖所需可忽略不计的力，盖的完全移去非常容易。
本发明另一个优点是，即使对那些对这种新颖的盖的结构完全不熟悉的人，在该盖移去时所遵循的步骤也是很明显的。更特别的是，在优选的实施例中，四个凸缘设置在瓶上。当旋转盖90°时，所有的薄片都已从边沿上脱开。然后，盖仅松松地维持在瓶上，显然仅仅提起它就可将之移走。更特别的是，像此前所表示的一样，瓶和盖的关系是这样的，即薄片被向外弯曲到紧靠在盖的垂直壁上。因此，薄片的自由边不能向里突出与除四个凸缘之外的瓶上的唇形物或任何部位啮合。该盖相对较松并能毫无阻力地被取下，使使用者明白使盖子松开不再需要更进一步的转动。所有必需做的只是向外拉它。它与在我早期的专利5,263,600中公开的盖子形成对照，其中，一旦薄片被凸轮缘向外带动，它们仍然与侧缘排列成一小角，结果薄片的自由边沿与向外伸展的瓶的唇形物啮合。移动时不管通过旋转或提拉，仍有可感觉到的阻力。在这种情况下，很多对这种盖子不熟悉的使用者以为需要继续转动盖子，就象常规设计的拧上的盖子所需做的一样。这样当然不能使需要一个提拉移动的盖子完全松开。本密封结构就盖子移去方式来讲消除了这种不确定性。
本密封结构的另一个优点是在瓶内压力升高很多的情况下，提高了防止盖喷出的能力。以前，许多盖子设计的一个问题是，如果瓶内的压力由于，例如，摇动或受热，而升高很多时，盖子就会象炮弹一样飞离瓶端。这样会对使用者和旁边站的人形成危险。比较起来，本发明的盖，当承受的压力高出设计所承受的压力很多时，仍能保持固定在瓶子上，但是会从瓶子的密封表面上稍微升起，以允许积累的气体逸出。这种防护作用起因于当盖子承受最大设计压力时，薄片有足够的刚性大体上保持为平面，如果压力超出许多，薄片将慢慢弯曲，但仍然系在边沿下面。这就允许盖子的顶表面上升，在盖子顶部下表面和瓶子的密封边之间留一小间隙，以允许受压的气体排出。
附图简述
图1为用于本发明的密封装置的盖的立体图，展示了盖子用于瓶顶之前的情况；图2为用于制造本发明的盖子的毛坯的顶视平面图。
图3为图2中圈定的区域3的放大的正视图，图示了锁定薄片的一种形式。
图4为本发明瓶颈的侧面正视图。
图5为用于本密封装置的瓶颈在图4中沿线5-5的剖面图。
图6为图5中沿线6-6的剖面图。
图7为图5中沿线7-7的剖面图。
图8与图6相似，为穿过瓶颈和盖子的垂直剖面图，显示一个刚刚与瓶子的密封垫圈接触时的预制盖。
图9为与图8相似的垂直剖面图，显示出盖的薄片处于被向内压顶在边沿的下表面上的位置，使得盖被密封并锁定在瓶子上。
图10为与图8相似的瓶和盖的垂直剖面图，显示出在移去时当盖子被旋转使薄片向外离开边沿后的盖子。
附图的详细描述本发明的密封装置包含两个主要部件，即盖10和瓶11，如图3-7所示。如图1所示，盖10包括一个通常为圆形的顶壁12，其具有一下垂的周边或侧缘13。侧缘13包括垂直壁部件14和一下方的扩张部件15。在垂直壁14的下部和扩张部件15上设置了多个肋16。通常肋16最好为U-形，并且彼此分隔开。多个腹板17与肋16互相联系。
多个薄片18在盖的较下部边缘向下延伸。每个薄片最好位于在两个隔开的肋16之间的腹板17的中间部位。每个薄片(见图3)为一具有大体平行的侧缘20和21的细长的平面构件。在优选的实施例中，这些边缘并不是完全平行的，而是向外微呈锥形，靠近侧缘的位置薄片宽度约为0.100英寸，而薄片自由边的宽度约为0.110英寸，这样当进行整体包装或用漏斗加料时，可防止盖子彼此相互卡住。薄片22的自由边或外部横向边最好为弧形以便形成一凸面。显然本实施例所示薄片18为对称结构、薄片也可以为非对称结构如本发明人的专利5,263,600中所示。后一种形状的薄片与一侧边相连的侧缘一侧比另一侧长。较长的部分最好中止在弧形凸出或接触部分。再有，如图1中所示盖的优选形状包含21个薄片，显然可设置较少或较多数目的薄片。然而，当盖子用于瓶子例如有四个匝道的瓶子11时，使用奇数个薄片很有利。奇数个薄片的作用是为了降低开盖时所需的拧开转矩，因为最大转动力矩存在于如果过多数目的薄片恰好位于每个凸缘上相同的位置时。通过设置奇数个薄片供与偶数个匝道接合可预防这种情况。
盖12是由图2所示的毛胚23制成。毛胚23最好由合适的金属如薄的钢或铝制成。它包括一个通常为圆形的部分24，其构成盖的顶壁12。圆形部分24被环状部分25所包围，当盖子被预成形为如图1所示的形状时，其构成了垂直壁14，肋16和腹板18。当然当盖制成如图1所示的形状时，环状部分25沿环线26被向下弯曲。在这种成形工序中，肋16在薄片18之间形成，侧缘的下部保持向外张开。如图8所示，薄片18向内弯曲，使得薄片与腹板部分17形成锐角。如图8所示，环状垫片，或密封垫圈27被牢固地粘着在盖顶壁12的内表面上。该垫片被用于压在盖的顶壁12和设置在瓶颈外端的环状密封边缘30之间。
密封装置的第二个组件为具有颈部28的瓶11。颈部28环绕在中心倾倒口29周围。颈28于环绕倾倒口29的环状密封边缘30处收尾。颈的外部周边被成形为构成边沿31。边沿31从颈的扩大部分的大慨垂直的周边壁32向颈的较小直径的斜壁部33边缘延伸。边沿31最好与水平方向呈10°以下的夹角向下向内延伸。唇形物的最外边与壁32在倒圆形区域34结合。多个凸缘35，数目最好为四个，设置在颈周围、在边沿31的下面。每个凸缘包括大概垂直的工作面36，该工作面从与边沿31的内径相邻的区域37延伸到直径最大的平面部分38，隔开的凸缘径向向外超出边沿的最大直径，其比薄片22厚度稍大。如图6所示，每个凸缘的最外部表面38向内向上倾斜到区域39，并在此与壁32合并。在优选的实施例中，凸缘的下表面40以与水平约成30°角向下向内倾斜直到其与颈的圆柱壁41合并。
如图7所示，瓶11还包括位于主要边沿31的下方较短距离，例如0.090英寸处的一个较低的边沿42。较低的边沿42通过斜壁33与主要边沿31互相连接，壁33以与垂直线约成10°角向上向内倾斜，并且封盖时，当薄片被压向内时，将与薄片18的自由横边啮合。
工作时，提供了多个瓶11和多个形状如图1所示的预制盖10。盖10被放在瓶颈28的开口端上，以密封垫圈27与颈端的密封边缘30啮合。一般为本领域技术人员所熟知的、适用于顶式密封的常用型号的封盖机适用于本盖。这种机器装配有环形柱塞，其可垂直向下移动套在盖上，并与垂直侧缘或边缘13啮合。封盖机向密封垫圈27上施压，减小侧缘13的扩口，通过减小扩口直径使其自图8中所示位置向内变形到图9所示位置。封盖机同时向内压薄片18，使其从图8所示位置到图9所示的锁定位置。由薄片的横向边22与斜壁33的接触来导引薄片移动。当薄片18被压向内时，大多数薄片的横向边与边沿31发生啮合。显然，本盖被完全锁定在瓶子上，既使不是所有薄片都被锁定在边沿31上，仍然有效地在倾倒口29上产生持久的密封压力。显然还有，当薄片位于图9所示的锁定位置时，薄片向上弯曲的壁部分43处于受压状态，而薄片壁46的外部部分44，除“V”形弯曲部分45外，处于受拉状态。这样就会产生向下的力作用于盖上，使顶壁12能够将密封垫圈27压在瓶颈的密封边缘30上，将瓶密封。薄片22的尺寸是确定的，即使得当它们位于图9所示的锁定位置时，薄片不弯曲，并且在瓶内保持最大的设计压力。然而，如果瓶内的压力实际超过设计压力时，薄片稍微弯曲，但是仍与唇状物31保持啮合。这样能够允许盖稍微上升，在密封垫圈27和瓶颈的密封表面之间形成一个间隙。因此，压缩气体能够从瓶内逸出，而不会导致盖从瓶端上喷出。
已测出，如果薄片与边沿啮合大体呈直角，最好为90°或稍小些时，薄片18和边沿31之间达到最佳的相互啮合。已测出，如果边沿与水平面之间的夹角Y保持10°以下(如图9所示)可以得到该接触角。薄片18与垂直线间的夹角保持10°以上，以便边沿与薄片之间的夹角W保持90°或以下。
当盖2被使用者移去时，用手将盖沿逆时针方向大约转动90°。当盖转动时，薄片18被凸缘35的垂直壁36向外带动。薄片弯曲到图10所示的位置，在此内部薄片部分43变得与外壁部分及腹板17邻近并且大体平行。值得注意的是，腹板17也稍微向外弯曲。因此，在薄片18的最内部表面46和边沿31的最大直径34之间产生一个大体水平的间隙。如图9所示，凸缘35的最外部平面38位于离瓶颈中心线较远的距离，该距离比边沿31或位于表面38与倾倒口的密封边缘30之间瓶子的任何部分的最大直径都大。因此，当盖10被旋转90°时，它只靠四个薄片与四个凸缘35的啮合保持在瓶子上。使用者显然明白，盖子已经松开，并且通过简单的上提就可移去盖子。最终向上移去盖子没有明显的阻力。
当盖10移去以后，薄片的43部分入体在图10所示的同一位置保持向上弯曲。重新使盖10安到瓶子上并使薄片回复到如图9所示的与边沿锁定啮合的状态是不可能的，除非使盖子恢复到如图8所示的状态，并使用昂贵而又复杂的机器。因此，作为一个有用的物品，盖子的最大用途就是把它放回到瓶子的端部上图10所示的位置。在该位置，盖子是很松的，并且薄片被弯曲紧靠侧缘，给出了一个明显可见的警告，该盖子以前曾被打开过。用这种方式放回后的盖子，当瓶子倒转时瓶内不能存储液体。当然很明显盖子在任何方向上转动，都不会使薄片18弯曲到如图9所示的锁定位置。因此，本发明的盖子给出了一个非常明显的警告，该容器已去掉该盖而遭到了破坏。该盖在防破坏方面是非常可靠的，因为没有可行的方法使该盖重新盖在瓶子上。
通过上述对本发明的基本原理的概述，以及上面对优选实施例的描述，本领域技术人员将很容易理解本发明可以接受的各种改进。因此，希望仅仅通过下面的权利要求的范围来对本发明进行限制。
权利要求
1.防破坏密封装置，包括带颈的容器；所述颈包括一个外壁和一个中心倾倒口；环绕所述倾倒口设置在所述颈上的密封边缘；表面向下的环状边沿，从所述颈的外壁向外突出，所述边沿具有内径和外径；多个凸缘，其围绕所述颈周向隔开，并且具有排列在所述边沿之下的部分；每个所述凸缘提供一个工作面，该工作面从所述边沿的内径，环绕所述颈，延伸到一个向外设置超过所述边沿外径的突出部分；每一个所述凸缘的所述突出部分辐射排列到所述边沿外面，并辐射排列到所述凸缘和所述密封边缘之间的所述颈上所有部分的外面；并且防破坏盖包括顶壁，四周下垂的边缘，所述边缘成形为构成多个垂直的肋和与所述肋相连的多个腹板，薄片自所述腹板向外延伸，每个所述薄片具有第一侧边，第二侧边和使所述侧边相连的横边，所述薄片向内弯曲并确定尺寸为与所述格架状部啮合，在所述顶壁上维持一个向下的密封压力。
2.如权利要求1的防破坏密封装置，其中，所述边沿向上向外倾斜。
3.如权利要求1的防破坏密封装置，其中，所述边沿的外边在接合处连接大概为圆柱形的壁部分。
4.如权利要求3的防破坏密封装置，其中所述接合处为倒圆形的。
5.如权利要求3的防破坏密封装置，其中，所述大概为圆柱形的壁部分向所述密封面方向向上向内逐渐变细。
6.如权利要求1的防破坏密封装置，其中，所述凸缘包括底壁，并且所述工作表面自所述底壁向上延伸到所述大慨为圆柱形的壁部分。
7.如权利要求6的防破坏密封装置，其中，所述工作壁部分向上向内倾斜。
8.如权利要求1的防破坏密封装置，还包括第二边沿，其与所述第一边沿隔开并排列在其下面。
9.如权利要求8的防破坏密封装置，还包括一个向上向内延伸的壁，使所述第二边沿与所述第一边沿的内径相连。
10.如权利要求1的防破坏密封装置，其中，所述薄片大致以直角与所述边沿啮合。
11.如权利要求1的防破坏密封装置，其中，所述凸缘的尺寸被确定成当所述盖旋转时，能使所述薄片弯曲到与所述侧缘大致平行。
12.如权利要求1的防破坏密封装置，其中，所述凸缘的尺寸被确定成当所述盖旋转时，能使所述侧缘向外弯曲。
13.用于防破坏密封装置的容器，所述容器包括颈；所述颈包括外壁和中心倾倒口；环绕所述倾倒口设置在所述颈上的密封边缘；表面向下的环状边沿，从所述颈的外壁向外突出，所述边沿具有内径和外径；多个凸缘，其围绕所述颈周向间隔开，并且具有设置在所述边沿之下的部分；每个所述凸缘包括一个工作面，该工作面从所述边沿的内径环绕所述颈的一部分延伸到向外设置并超过所述边沿的外径的突出部分；每一个所述凸缘的所述突出部分径向设置到所述边沿的外面，并径向设置到所述凸缘和所述密封边缘之间的所述颈上所有部分的外面。
14.如权利要求13的容器，其中，所述边沿向上向外倾斜。
15.如权利要求13的容器，其中，所述边沿的外边在接合处与大概为圆柱形的壁部分连接。
16.如权利要求15的容器，其中，所述接合处为倒圆形的。
17.如权利要求15的容器，其中，所述大慨为圆柱形的壁部分向所述密封面方向向上向内逐渐变细。
18.如权利要求13的容器，其中，所述凸缘包括底壁，并且所述工作表面自所述底壁向上延伸到所述大概为圆柱形的壁部分。
19.如权利要求18的容器，其中，所述工作壁部分向上向内倾斜。
20.如权利要求13的容器，还包括第二边沿，其与所述第一边沿隔开并设置在其下面。
21.如权利要求13的容器，还包括一个向上向内延伸的壁，使所述第二边沿与所述第一边沿的内径相连。
全文摘要
一种防破坏密封结构,包括盖(10),其上具有顶壁(12),侧缘(13)和多个在侧缘底边延伸的薄片(18)。盖放在容器(11)的颈(28)的口(29)上,其颈包括边沿(31),凸缘(35),该凸缘具有在边沿(31)下方的部分(38),从颈向外延伸到边沿和所有在边沿和颈(28)的端部的密封表面(30)之间的颈上所有部分以外。
文档编号B65D51/16GK1177951SQ95197760
公开日1998年4月1日 申请日期1995年9月11日 优先权日1995年3月6日
发明者约翰·C·亨宁 申请人:产品投资公司