制造用于容器颈部的塞的方法与流程

本发明涉及一种制造用于容器颈部的塞的方法。

技术实现要素：

通常，本发明涉及模制塑料材料制成的塞，所述塞包括围绕容器颈部的裙部，并且当认为该颈部与朝上的其饮用部分竖直地延伸时，所述裙部的下部旨在在所述塞的第一次打开之后保持围绕颈部，而所述裙部的其余部分(即，其上部)设置成相对于颈部能移除，并同时最初通过易碎桥被连接到裙部的不能移除的下部，所述易碎桥沿着裙部的周边分布并且能够在塞的第一次打开期间断裂。由这些桥形成的断裂线用作对第一次打开的控制以引起用户的注意。在本发明的范围内，上裙部部分和容器颈部之间的能移除连接的性质是无关紧要的，使得本发明的目标为例如所谓的“卡扣式”塞(即，可以夹在颈部周围的塞)和螺纹塞两者。

本发明更特别地关注于其中切出断裂线的情况，即所述断裂线例如包括穿过裙部的壁并且沿着其周边切出的一系列交叉切口，以便一方面在两个连续的切口之间限定上述的易碎桥中的一个，并且通过从裙部突出的条来实现围绕容器颈部的裙部的不能移除的下部的保持，所述条与裙部由相同的材料制成。通过切割获得断裂线是具有经济和实际意义的，特别是与断裂线的模制相比，这种模制需要使用例如设置有拔取工具(drawer)的复杂模具。此外，利用上述条来保持裙部的不能移除的下部证明是经济且有效的，通过将裙部和保持条模制在一起，使得在模具的出口处保持条被引导向下，这有利于从模具中取出，然后在引入到裙部内侧的专用推进器的作用下，通过折叠将保持条向上折叠，直到操作配置使得其能够确保通过抵靠与容器颈部相关联的凸起来保持不能移除的下裙部。这种制造方法的示例由US A-2011/265626提供，权利要求1的前序部分基于US A-2011/265626。

已经说过，目前的趋势是制造塞，出于经济和生态原因，为了限制所使用的塑料材料的量，壁，特别是裙部的厚度越来越小。那么，对上述类型的塞的模制和模具移除操作的约束导致在模具的出口处，保持条在裙部的向下延伸部中竖直地逐渐延伸。将保持条从其模制配置折叠到其操作配置的操作变得越来越精细，在这种意义上，为了保持条和上述推进器之间的相互作用(interference)，裙部的中心轴线的径向尺寸变得越来越小，所述推进器用于作用在保持条上以折叠保持条：其结果是保持条在其中保持条的周边部分保持在其模制配置中的方向上的不完全折叠，或者是由推进器导致的裙部的轴向挤压，或两者。

为了克服这个问题，作为上述常规推进器的替代，已知使用更复杂的机器，其包括两个可伸缩移动的杆：围绕第二移动杆的第一移动杆从外部围绕裙部，并且用于预折叠保持条，以便使保持条相对于竖直方向进一步倾斜，从而增加其在裙部内突出的径向尺寸；然后，第二活动杆被引入裙部的内部，以便通过与预折叠的保持条相互作用(interfere)而将保持条折叠直到其操作配置。应当理解，与常规推进器相比，由于存在用于预折叠的第一活动杆，第二活动杆必然具有较小的外径。这样做的结果是，即使第二杆有效地作用在保持条上以将其折叠直到其操作配置，保持条和裙部之间的连接区域与具有较大直径的常规推进器相比必然较不夹紧：在制造过程结束时，保持条然后通过弹性趋向于离开其操作配置而变为预折叠配置。这种用于折叠保持条的刚度的缺乏通过在堵塞容器颈部时显著增加保持条和容器颈部的凸起/凹陷部分之间的抗相互作用而使得将塞放置在容器颈部上变得复杂。

本发明的目的是提出一种用于制造上述类型的塞的方法，其有效且经济地提供了牢固地折叠塞的保持条的可能性，即使当塞在模具的出口处是准竖直时也如此。

为此目的，本发明的目的是一种用于制造如权利要求1所述的用于容器颈部的塞的方法。

本发明的基础的构思是：在保持条的模制配置和其操作配置之间的中间配置预折叠保持条，避免这种预折叠通过用于使保持条转变直到其操作配置的折叠机来执行，但当裙部被切割以在其中形成断裂线时这种预折叠被巧妙地执行。以这种方式，用于制造塞的总周期不受预折叠的影响，因为预折叠与断裂线的切割是同时进行的。此外，一旦完成了伴随的切割和预折叠操作，用于将保持条折叠直到其操作配置的操作可以用大直径的推进器来实施，该推进器有效地与预折叠的保持条相互作用以将保持条推动回来并且牢固地夹紧以避免通过弹性返回而展开保持条，因此这有利于随后将其设置在容器颈部上的位置以堵塞容器颈部。根据本发明的方法因此将效率和性能结合起来，同时易于应用，特别是在不预折叠的情况下通过改变现有方法而应用：为此，用于切割裙部的工具被巧妙地适配，以便在其中集成例如保持条的折叠器，其作用在保持条上以使保持条从其模制配置转变到其预折叠配置，同时该工具的刀片在裙部中切出断裂线。

单独考虑或根据所有技术上可能的组合，根据本发明的制造方法的有利的附加特征在从属权利要求中详细说明。

附图说明

通过阅读仅作为示例给出的下面的描述并参考附图，将更好地理解本发明，其中：

-图1是根据本发明制造的塞的纵向半剖面图，图1示出了放置在容器颈部上的尚未打开的塞；

-图2是图1的塞的纵向剖面图，图2示出了制造期间的塞；

-图3是以图2中圆圈III内的细节的放大视图；

-图4是类似于图2的视图，图4示出了在图1中的制造步骤之后的制造步骤；

-图5是以图4中圆圈V内的细节的放大视图；

-图6是类似于图2和4的视图，图6示出了图4所示的制造步骤之后的制造步骤；以及

-图7是图6中圆圈VII内的细节的放大视图。

具体实施方式

如图1至7所示，示出了塑料材料制成的塞1，其设计成能移除地附加到容器颈部2上，以便封闭容器颈部2，容器颈部2仅在图1中可见。在实践中，容器颈部2与容器的其余部分用相同的材料制成(特别是当容器的其余部分是玻璃或塑料瓶时)，或者容器颈部2适于在跨越容器的壁的开口处永久地固定在该壁上。

如图1所示，当塞1被添加到颈部上时，塞1和颈部2具有相应的整体管状形状，它们在公共基准X-X下的中心纵向轴线基本上重合。为了方便，以下描述通过认为术语“上”和“顶”对应于基本上平行于轴线X-X并且从容器的主体朝向其颈部2的方向(即在图1至7中的朝向上方的方向)而术语“下”和“底”对应于该相同方向的反向方向来定向。

容器颈部2包括具有以轴线X-X为中心的圆形底部的总体圆柱形主体3。在其顶端，该主体3界定饮用边缘4，在饮用边缘4的高度处，容纳在容器中的液体倾向于倒出。在主体3的外表面上，颈部2从顶部到底部连续地设置有螺旋状螺纹5和凸起6，两者都径向向外突出。

如图1所示，塞1在其下端开口，而在其上端，塞由基本平坦的底壁10封闭，在底壁10的外周边处管状裙部12向下延伸，裙部12以轴线X-X为中心并且其顶端12A与底壁10由相同的材料制成。在图中所考虑的示例性实施方式中，底壁10的下表面都设置有以轴线X-X为中心并布置在外裙部12的内部的突出的管状唇部13，并且设置有在底壁的外周边延伸的突出的跟部14：如图1所示，当塞1添加到颈部2上时，底壁10在颈部上方并且穿过颈部延伸，同时一方面裙部12从外部围绕主体3，另一方面，唇部13和根部14相应可密封地压靠在主体的内表面上以及在饮用部4的外周边上，以允许塞1密封地关闭容器颈部2。

裙部12的内表面的顶部设置有径向向内突出并与容器颈部2的外螺纹5配合的螺纹16，从而使得塞1能够在颈部上拧紧和旋松。为了便于该塞的抓紧和旋转驱动，裙部12的外表面的顶部设置有突出的肋部18，突出的肋部18在长度上平行于轴线X-X延伸并且以基本上规则的方式沿着裙部的外周边分布。

在塞1的第一次打开期间，裙部12设置成以便分成两个不同的部分，即包括裙部12的顶端12A的上部12.1和包括裙部12的下端12B的下部12.2，上部12.1和下部12.2最初通过断裂线20彼此连接。该断裂线20在裙部12的整个周边上延伸，同时总体包括在垂直于轴线X-X的平面内，轴向位于裙部12的运行部分(running portion)中。在图1中以及在图6和图7中，断裂线20仅仅由虚线示意性地表示，注意到在塞1的制造期间断裂线20的制造和组装将在后面详细描述。

作为断裂线20断裂的结果，上裙部部分12.1设置成从容器颈部2脱离，使得该裙部部分12.1(因此可被描述为能移除的裙部部分)在内部设置有上述螺纹16并在外部设置有上述肋部18。因此，下裙部部分12.2被设置以保持在容器颈部2周围，同时因此被描述为不能移除的裙部部分：为此目的，该裙部部分12.2在内部设置有在下文详细所述的保持条22，所述保持条22设计成以便在塞1的第一次旋开期间通过接触与容器颈部2的凸起6协作。

保持条22具有以轴线X-X为中心的整体环形形状。条22的轴向端部22A在不能移除的裙部部分12.2的整个内周边上延伸，同时与所述裙部部分12.2以相同的材料制成。在这里考虑的示例性实施方式中，从裙部12的下端12B开始，保持条22从其端部22A延伸到其相对端部22B，因此端部22A和12B被接合。

因此保持条22的端部22B是自由的：如图1所示，当塞1在容器颈部2上就位时，保持条22处于操作配置，在操作配置中，保持条从裙部12延伸到裙部12的顶端12A，其自由端22B朝向底壁10。该自由端22B界定表面24，当保持条22处于操作配置时，此外发现所述表面24当塞1在颈部上就位并且因此封闭该颈部时恰好轴向位于容器颈部2的凸起6上方，如图1所示：在塞1的第一次拧松过程中，表面24轴向向上抵靠凸起6，从而将下裙部部分12.2保持在容器颈部周围。在实践中，如在图1中明显可见，只要塞1不是为了首次拧松而处理，则在表面24和凸起6的下表面之间存在轴向间隙，这种轴向间隙的存在尤其是产生于塞1和容器颈部2之间的尺寸公差。有利地，如图1所示，保持条22的自由端22B还设置有带26，带26相对于表面24突出地延伸，这里带26与保持条22的其余部分一起形成并且由相同的材料制成，并且当塞1在容器颈部上就位并因此封闭容器颈部时，带26径向地位于容器颈部2的凸起6和裙部12之间：这样，带26使得邻接表面24的操作更可靠，即，尽管在表面24和突起6的下表面之间存在上述轴向间隙，但是带26特别通过避免表面24的整体或部分与凸起6的不良轴向邻接，而在塞1的第一次打开之前特别是在将该塞设置在容器颈部2周围时确保了表面24的适当定位，以及在塞第一次打开时前述轴向间隙的有效会合(catching up)，所示不良轴向邻接例如由于相对太大的径向公差或者由于塞1和容器颈部2的相应轴线之间的过分明显的未对准而导致。

在下文中，将详细描述用于制造塞1的示例，包括分别与图2和3、图4和5、图6和7相关联的三个主要的、不同的且连续的步骤。

在制造塞1的第一步骤期间，塑料材料(例如，聚丙烯或聚乙烯)被模制以形成作为一个整体的裙部12，尤其具有其螺纹16、其肋部18和其条22以及有利地其底壁10。实际上，为此目的，使用模制芯和模具块，限定内部模制腔，在注射塑料材料期间在模制腔中放置前述芯。

为了从模具中取出塞1，保持条22被模制成其自由端22B指向下方：在模具的出口处获得的塞1在图2和图3中示出，塞1上的保持条22处于模制配置，其中保持条沿与裙部12的上端12A相反的方向从裙部12延伸。

在用于制造塞1的第二步骤期间，在裙部12中切出断裂线20并且同时进行保持条22的部分折叠，或者随后称为预折叠。在图4和图5中考虑的示例性实施方式中，第二步骤通过使用专用机器来实施，所述专用机器包括：

-心轴100，其自身可围绕其中心纵向轴线102旋转并能够部分地被引入裙部12的内部；

-形成用于底壁10的平面支撑件的支撑板104；

-设置有自由尖锐边缘108的切割刀片106；

-限定自由斜面112的预折叠装置110(随后称作折叠器)，该自由斜面112有利地在心轴100的轴线102的方向上与刀片6的尖锐边缘108垂直地布置；和

-固定框架114，心轴100自身相对于固定框架114被驱动而旋转，并且在固定框架114上固定地固定有刀片106和折叠器110。

为了进行上述切割和预折叠，通过平行地布置轴线X-X和102，将心轴100引入到塞1的裙部12的内部，直到心轴100轴向地支承底壁10抵靠支撑板104。通过使轴线102相对于轴线X-X径向偏移，心轴100沿着轴线X-X的径向方向按压裙部12的一部分，使其抵靠刀片106的尖锐边缘108以及折叠器110的斜面112。通过进一步驱动心轴100自身绕其轴线102旋转，裙部12自身通过围绕其轴线X-X旋转而抵靠固定框架114滚动，同时抵靠刀片106的尖锐边缘108以及抵靠折叠器110的斜面112被径向挤压，从而同时：

-尖锐边缘108通过径向穿过裙部12的壁而在裙部12中切出断裂线20，同时在断裂线20的任一侧上保持薄材料链节以形成易碎桥，只要断裂线20在塞1的第一次打开之前不断裂，在附图中不可见的所述易碎桥将裙部部分12.1和12.2彼此连接；以及

-斜面112沿着横向于轴线X-X的方向支承保持条22，以便使其从其如图2和3所示的模制配置转变到如图4和5所示的预折叠配置，并且所述预折叠配置处于其模制配置和如图1所示的其操作配置之间。

关于用刀片106切出断裂线20，可以想到若干实施方式替代方案。例如，以图中不可见的方式，刀片106设置有沿其长度分布的凹陷的凹口，使得在相对驱动刀片106使其在裙部12和刀片106之间围绕轴线X-X旋转期间，尖锐边缘108通过径向直接穿过裙部12的壁而接触该壁，同时当通过每个上述凹口时，裙部的壁不被切割，从而形成上述易碎桥。在这种情况下，为了引导刀片106的应用，如图中所示的示例中的心轴100设置有周边凹槽116，周边凹槽116用于当尖锐边缘108直接穿过裙部12的壁时接纳尖锐边缘108的端部。另一种可能性包括：在裙部12的整个周边上以及在其整个径向厚度上连续地切割裙部12的壁，同时保留完整的塑料材料肋部，在裙部的内表面模制期间，肋部从裙部的内表面模制并突出，这些肋部形成上述易碎桥。

此外，保持条22通过折叠器110的预折叠可以以各种方式实施。在图中所考虑的示例性实施方式中，保持条122上的支撑斜面112由与刀片106平行布置的刚性典型金属板的自由边缘形成。其他实施方式是可想到的，例如功能相似的指状物或部分，其可选地被设置为相对于固定框架114能移动，特别是相对于轴线102能径向移动。不管折叠器110的实施方式如何，折叠器110的动作优选地设置成通过使保持条22围绕在保持条22和裙部12之间的整体上为一体式铰链连接形式的连接区域相对于裙部12倾斜至少20°或甚至至少30°，而使得保持条22从其模制配置转变到其预折叠配置。该倾斜至少20°或甚至至少30°由图5中标记为α的角度表示，在图5中，在其模制配置中的保持条22以虚线部分地示出。

在实践中，裙部12围绕轴线X-X旋转的驱动可以通过提供通过匹配裙部的外肋部18和框架114的相应外部部分之间的形状的配合来改进。

当然，一方面的裙部12和另一方面的刀片106与折叠器110之间的相对旋转通过裙部12的完整旋转来实现，使得断裂线20在裙部12的整个周边上逐渐地切割出，并且保持条20在保持条的整个周边上逐渐地从其模制配置预折叠到其预折叠配置。

在实践中，应当理解，裙部12的与用于切割裙部的刀片106相互作用的那部分的位置和角度范围不必严格地分别和裙部12的与折叠器110相互作用以使保持条22从其模制配置转变为其预折叠配置的那部分的位置和角度范围一样：实际上，重要的是，一旦裙部12自身通过驱动心轴100已经围绕其轴线X-X进行了旋转，就切出整个断裂线，并且将整个保持条22切换到预折叠配置。已经说过，优选地，上述位置是接近的或者甚至几乎相同的，并且上述角度范围是接近的或者近似相同的：这样的布置便于应用第二步骤所需的工具(即包括心轴100、支撑板104、刀片106、折叠器110和固定框架114的工具)的布局。

在第二步骤结束时，在制造期间对塞1进行第三制造步骤，如图6和7所示：在所述第三步骤中，塞1固定在固定井200中，相对于该固定井200，推进器202沿着轴线X-X被直线平移地驱动经由裙部12的下端12B直到裙部12的内部。推进器202的外径基本上等于裙部12的内径减去保持条22的厚度：换句话说，如在图7中明显可见，当该条处于其操作配置时，推进器202的外径基本上等于保持条22的内径。因此，应当理解，在第三步骤开始时，即当保持条22处于图4和图5的预折叠配置时，保持条22具有严格小于推进器202的外径的内径，使得推进器202在经由裙部12的下端12B同轴地穿入裙部12的内部时逐渐地与保持条相互作用。通过逐渐折叠直到保持条22从保持条和裙部之间的连接区域被牢固地夹紧，这种相互作用将保持条22从其预折叠配置折叠到其操作配置。实际上，如在图中所考虑的示例性实施方式中，通过使保持条22围绕上述连接区域相对于裙部倾斜来实现这种折叠。

此外，可以想到迄今为止所描述的制造方法的不同布置和替代方案。例如：

-回想到，除了通过拧紧(特别是通过夹紧)之外，可以提供在容器颈部2上的塞1的能移除附接件，能移除的裙部部分12.1然后在其内表面上设置有用于夹紧到对应于容器颈部2的凸起边缘上的环；

-保持条22可以沿着裙部的周边规则地中断，而不是连续地在裙部12的整个周边上延伸；

-塞1可以集成到具有若干部件的塞组件，塞上物(over-plug)可以特别地覆盖塞1的一部分，或者密封垫圈可以抵靠底壁10的内表面添加；和/或

-不能移除的裙部部分12.2可以相对于图中所示的其示例性实施方式向下延伸，即其可以基本上在条22下方延伸，以便进一步包覆容器颈部2的主体3的下部，而不会对塞1的使用性能造成不利影响。