专利名称：将塑料配件连接到玻璃容器上的连接组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将塑料配件连接到玻璃容器上的连接组件，它包括一个玻璃容器和一个塑料配件，该玻璃容器包含带开口的开口区，该塑料配件带有沿圆周方向从两面包住该开口区处玻璃容器壁的第一内壁和第二外壁。此外，本发明还涉及一种用于实现牢固连接的方法。
背景技术：
现已公知许多在不同使用情况下将一塑料配件与一玻璃容器相连接的方式。一个会使这种连接承受很高应力的基本应用领域是用于盛放和运送具有非常高温或温度波动的液体的玻璃容器，例如像咖啡壶或茶壶。在此，这种容器的塑料配件为包围住开口区玻璃容器壁并固定在玻璃容器上的注水环或倾倒边。材料通常采用聚丙烯。在此，按照最初的一种设计，该固定通常由机械上的作用力啮合(kraftschluβ)来实现。由于彼此接触的部件(玻璃容器和塑料配件)的材料不同及其热膨胀系数不同，这种固定方式常常导致玻璃破碎。为解决这一问题放弃机械结合方式，而采用通过粘接进行玻璃容器和塑料配件之间的材料结合(stoffschluessig)连接。然而，这种连接的问题在于聚丙烯的粘接性能很差，虽然通过对塑料进行费力昂贵的预处理能够得到改善，但在玻璃容器盛放介质的常见温度为＞70℃的情况下，其连接强度仍不能取得满意的效果，从而存在安全风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种将塑料配件连接到玻璃容器上的牢固可靠的连接组件，它不受使用情况和为塑料配件所选择的材料影响。因此，这种解决方案的特点是加工、安装方便和成本低。可以省去对塑料进行昂贵的预处理。
按照本发明，上述技术问题是这样解决的这种将塑料配件连接到玻璃容器上的连接组件包括一玻璃容器、一塑料配件和一个在圆周方向上断开的环绕件，其中的玻璃容器包含有带开口的开口区，该开口区具有一个其外圆周上的外部尺寸比开口小的区域，该塑料配件带有两个沿圆周方向从两面包围住该开口区处玻璃容器壁的第一内壁和第二外壁，该环绕件在一个较小的横截面区域包围住该开口区，并支承在该玻璃容器的壁上，该塑料配件以形状啮合方式与该环绕件相连接。
本发明将塑料配件连接到玻璃容器上的连接组件的特点是塑料配件和具有切口的环绕件之间的连接是一种形状啮合(formschluessig)的连接，该环绕件在开口区的一个较小的横截面区域从外面包围住该玻璃容器。在此，开口区理解为开口处的连接区域，它与玻璃容器的其余部位相比在横截面上逐渐变细。这里，环绕件的几何形状和尺寸这样来确定，使得其内圆周的尺寸大于开口区较小横截面区域内的外圆周，然而小于与其相接的、直至开口处的开口区区域的外圆周。在环绕件的外圆周上设有一个沿圆周方向行进、优选为环形的凹区或者多个在圆周方向上彼此以确定间隔设置的凹区。按照本发明，这些凹区和塑料配件内圆周上与其设计成互补的凸起部共同起到啮合连接的作用，尤其是形成一种卡式连接。为此，塑料配件具有两个在装入位置时沿圆周方向从两面包围住开口区玻璃容器壁的壁，它们也可称为唇，并且是与塑料配件成一体的部件。它们设置在内圆周上，并对着玻璃容器。第一内壁在装入位置时位于开口中，第二外壁从外面包围住开口区玻璃容器的壁。塑料配件的固定由此间接完成，也就是说，不是直接紧贴在玻璃容器的壁上，而是通过环绕件，该环绕件至少再以其一部分内表面紧贴在玻璃容器的外壁上。在那里，塑料配件内圆周上的单个凸起部或者多个凸起部设置在第二外壁上对着玻璃容器壁的内表面上。这种连接方式通过玻璃容器和塑料配件之间不再存在直接接触就可防止在盛放和运送具有很高温度、例如超过70℃的盛放介质时由于玻璃和塑料的不同物理特性而形成的不同的热膨胀而导致的玻璃容器破碎。
环绕件材料的选用和几何尺寸是这样选择的，使得有可能通过略微弯曲环绕件而将环绕件套到开口区玻璃容器的壁上而方便地完成安装。
开口区或开口的横截面可以具有多种形状。可以想到的有圆形、椭圆形或者任意截面。
然而，为避免由于造型引起不必要的应力，优选玻璃容器的壁至少在开口区具有圆形或者椭圆形的横截面。一种特别优选的设计是整个玻璃容器的横截面均设计成圆形。该环绕件就其形状而言与开口区的形状相匹配，且在圆周方向上具有切口。在圆形结构中，环绕件为环形，并出于安装原因具有切口，也就是说，环在圆周方向上断开。
该环绕件上的凹区出于加工原因优选在整个圆周上延伸，设计成一条在环绕件位于装入状态基本为水平的或者在塑料配件和玻璃容器连接时与塑料配件行进方向成一角度(优选相垂直)的槽。
为简化安装，在塑料配件上、尤其在第二外壁上，优选设有至少三个沿圆周方向彼此相邻设置、且嵌入到环绕件上环形槽内的凸起部。为使负荷均匀分布，这些凸起部沿圆周方向等间隔设置。环绕件上沿圆周方向设置几个彼此相邻的凹区和第二个外壁带有几个凸起部的设计可以用来使两者之间沿圆周方向彼此固定。
环行的单个或多个凸起部与塑料配件的壁成一整体件，也就是说成形在壁上。
理论上也存在将凹区或槽与凸起部的载体交换设置的可能性，即在塑料配件上、特别是第二壁上设有槽，而在环绕件上设有单个或者多个凸起部。然而，这种方案在实践上意义不大，因为制造成本加大了，且第二壁必须增加不必要的壁厚。
第一内壁就其所选用的材料和/或其几何尺寸(特别是在高度和壁厚的比例上)来说优选这样设计，使得在装入状态下该第一内壁对着玻璃容器内部空间的端部区弹性地紧贴在开口区内玻璃容器的内壁上。取决于将该第一内壁压向玻璃容器内壁的作用力大小，这里可以达到玻璃容器内部空间和外界之间的双向密封效果。
然而，按照优选的进一步改进结构，在第一内壁(即唇)对着容器壁的壁面和容器壁之间设有密封件。该接触密封件的作用是使玻璃容器内部经在玻璃容器壁、开口区内包围住玻璃容器壁的壁(第一壁和第二壁)和环形件之间的中间腔而相对于外界封闭，以及反向的密封功能。
密封件可以设置在a)玻璃容器壁的外圆周和装入位置的塑料配件的外壁之间，塑料配件的内圆周和环绕件上对着内圆周的表面之间，也就是环绕件的上方，或者b)开口区玻璃容器的内圆周和第一内壁之间。出于安装原因最好选择b)。
环行密封件可以是单独件或者与塑料配件成一体的整体结构件。优选整体结构，最好成形为密封唇。尤其优选在第一内壁为弹性结构时将其成形在第一内壁上，因为通过该措施，可以使密封面(密封唇和开口区玻璃容器的内圆周)彼此达到最佳的紧贴效果。
然而，根据一种优选的设计，在玻璃容器的壁、塑料配件上包围开口区玻璃容器壁的壁和环形件之间的中间腔中充填一种填充介质。该填充介质用来增加塑料配件与玻璃容器壁相对位置的稳定性、改善中间腔相对玻璃容器内部空间的密封性能和提高连接强度。为提高连接强度，最好使用具有良好粘合性能的材料作为填充介质，例如胶粘剂或者硅树脂。若使用胶粘剂时，对各个部件(开口区玻璃容器的壁以及塑料配件的第一内壁和第二外壁)的相互位置没有提出特别的要求，因为中间腔可以用胶粘剂填满，并且在填充介质硬化状态下符合食品可以接触的要求。根据所希望的强度或密封性，在此可以将例如单组分或双组分的硅树脂粘合剂(硅树脂粘合剂由于材料组分有不同的膨胀系数)与一种具有良好粘结性的材料(ABS，PC或类似的材料)结合起来使用。如果强度或密封性都不很重要，那么，作为材料可以使用例如PP或者质量较差的塑料，或者为密封性而使用填料或者橡胶密封件。在最简单的情况下，塑料配件由第一内壁、第二外壁和两个壁之间的连接件组成。然而，也可以想到其他的变化形式，例如外圆周上的造型带有如壶嘴、柄等功能件和/或附加其他用于美化造型的壁，例如与玻璃容器表面相匹配的壁。
本发明的技术方案、尤其是带有附加材料结合的技术方案的优点是提供了一种牢固的、且可承受负荷的连接组件，只有通过破坏单个部件才能将其拆开。本发明的技术方案一般适用于将任意的塑料配件连接到玻璃容器上。尤其适用在咖啡壶、茶壶或者烧水玻璃器具上。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明图1为清楚示出本发明连接组件的各部件基本结构的简化示意图；图2示出了图1所示本发明连接组件在安装环绕件后所处的装配状态；图3示出了图1所示本发明连接组件在安装完毕后所处的装配状态；图4示出本发明带有附加密封措施的连接组件；图5示出本发明带有另一种附加密封措施的连接组件。
具体实施例方式
图1在极其简化的示意图中以局部轴剖侧视图方式示出了本发明用于将塑料配件2连接到玻璃容器3上的牢固的连接组件1处于安装前状态的各部件的基本结构。如果玻璃容器3为咖啡壶或者茶壶4，则塑料配件2就制成注水环或者倾倒边5的形式。根据玻璃容器3的使用目的，塑料配件2也可以具有其他造型。
玻璃容器3具有一个用于接纳所盛放的介质或将其从玻璃容器3内部空间7倒出的开口6。玻璃容器3在其开口区域设计成具有一个比其余内部空间7小的直径d6。设有开口6的区域起到装入区和/或倾倒区的作用，将其称为开口区8。该区域在玻璃容器3的功能位置上通常沿垂直方向延伸。其他方向同样可以考虑。因而，例如注水环或倾倒边5这样的塑料配件2固定在开口区8上。注水环或倾倒边5由塑料构成，并在其圆周方向上从内外两面包围住开口区8内玻璃容器3的壁29。塑料配件2就其几何形式而言可以设计成各种形状。然而，优选在环绕区域内具有能够包围住开口区8的内壁几何形状。为此，沿其装入位置看，在其内圆周16上设有两个空心圆柱体形状的、成型在塑料配件2上且朝向玻璃容器3延伸的壁11和12，它们在壁厚相对较小时也可以称为唇。朝向玻璃容器延伸的第一空心圆柱体壁11，其特征是其外圆周30的尺寸大于开口区8中玻璃容器3的内圆周18。第二个朝向玻璃容器延伸的壁12包围住玻璃容器3开口区8处的外圆周20。两个壁在垂直方向的上部区域10经塑料配件的内圆周16彼此相连并限定出一中间腔13。此外，塑料配件2为在垂直方向上定位具有一个用于定位和固定的装置9。该定位和固定装置包括至少一个与塑料配件2成一体的环形凸起部26或者包括多个单独的、在圆周方向上彼此相邻设置的凸起部26，这些凸起部也可称为扇形段17，它们设置在相对玻璃容器3垂直方向上延伸的第二壁12的内圆周31上，并在装入位置时沿着朝向玻璃容器3的壁29方向延伸。此外，定位和固定装置9包围一环绕件19，该环绕件在装入位置时在开口区8的一个其外部尺寸小于开口6的区域32内包围该玻璃容器3。为此，该环绕件19具有切口，也就是说，其在圆周方向上具有断开部分14，以便使环绕件19到达装入位置，即套在开口区8上。该环绕件19的内尺寸这样选择，使其在装入位置时不拉开环绕件19就不能在玻璃容器的开口区8移动。优选该玻璃容器3和开口区8具有圆形横截面。于是环绕件19设计成环形件33。为实现与设计成环形扇形段17或多个扇形段17的凸起部26成形状啮合连接，该环形件具有设置在其外圆周21上、优选在整个圆周上沿圆周方向延伸的槽22。
第一壁11就其几何形状的造型和几何尺寸这样选择，使得在装入位置时观察该第一壁至少紧贴在开口6的开口区8的部分内圆周18上。
图2和图3在简化示意图中借助轴向局剖示出了将塑料配件2连接到玻璃容器3上的连接组件1在安装时的各个步骤。
如图2所示，将环绕件19、尤其是环形件33推移到玻璃容器3上开口区8的较小外部尺寸的区域32内而处于完全拉紧状态。从中可以看出，具有槽22的环形件33就其内圆周23上的几何形状这样设计，使其至少与通过内圆周23而构成的表面24的一部分相接触并紧贴在玻璃容器3的外周边20上。环形切口件33优选同样由塑料制成。
图3在简化示意图中借助轴向局剖示出了将塑料配件2连接到玻璃容器3上的连接组件1在将塑料配件2推到玻璃容器3上之后所处的状态。从中可以看出，扇形段17嵌入在环形件33的槽22中，从而与环形件以形状啮合的方式相连接。环形件33由于其内部几何形状的造型，相对于具有比其大的外部尺寸的开口区8部分形成一倒钩作用。从而塑料配件2经环绕件19直接支承在玻璃容器3上。因而，这种连接组件1防止该连接在垂直方向上松开。这仅仅在花费相应的力气才可办到。为防止玻璃容器3内部空间7中的盛放介质通过连接组件1溢到外面，第一个壁11这样构成，使得其紧贴在玻璃容器3开口区8内的内圆周18上。该接触区用28来表示。为此，该壁11具有弹性，这通过对壁11材料的选择和/或几何尺寸来达到。在所示的结构中，该接触区28由第一壁11的端区15和玻璃容器3开口区8中的内圆周18构成。此外，该塑料配件2的壁置放在玻璃容器3上。为实现塑料配件2和玻璃容器3之间的密封作用，要使各相互连接的部件之间相应配合，而这种配合在玻璃容器装满状态当盛放介质温度较高时又会在各部件中产生应力，从而导致无法修复的损坏，鉴于此，各种配合这样来选择，以使得在负荷状态出现这样的应力时也能避免上述负面影响。因此，要求在玻璃容器3和塑料配件2之间设置一密封件。在此，密封作用例如通过如图4所示那样单独的环形密封件25来实现，其作为接触密封件设置在玻璃容器开口区8的内圆周18和壁11的外圆周26之间。对此，该接触密封件可以为密封唇。同样还可以采用其他可能方式。通过该密封件防止内部空间7中的盛放介质经连接组件1、尤其是两个壁11和12之间的中间腔13溢到外面。
与此不同，图5示出了第二种实现塑料配件2和玻璃容器3之间密封的可能方式。在这种情况下，在环形件19和塑料配件2装入状态下介于开口区8的玻璃容器3壁和塑料配件2之间的中间腔13用填充材料或者胶粘剂充填。在此，重要的是该中间腔13由在第一壁11外圆周30和开口区8内圆周18之间的接触区28限定。由此，避免填充材料或者胶粘剂直接与内部空间7或处于内部空间7中的介质接触。
本发明的技术方案可以实现塑料配件2和玻璃容器3之间的牢固连接。这种连接的特点在于它是在一种形状啮合和在环绕件支承在玻璃容器3(尤其是壁20)上的作用力啮合的组合连接的基础上或者在一种形状啮合和材料结合的组合连接的基础上实现的。这种连接适用于具有很高温度的玻璃容器盛放介质，而不必担心在与塑料配件的连接区域内由于材料的热膨胀而出现玻璃破碎。然而，这种连接的松开只有通过将其破坏才有可能。
权利要求
1.一种将塑料配件(2)连接到玻璃容器(3)上的连接组件(1)，它包括1.1一个玻璃容器(3)，包含带开口(6)的开口区(8)；1.2一个塑料配件(2)，带有两个沿圆周方向从两面包住该开口区(8)处玻璃容器(3)壁(20)的壁(11，12)—第一内壁(11)和第二外壁(12)；其特征在于1.3所述开口区(8)具有一个其外圆周上的外部尺寸比开口(6)小的区域；1.4该连接组件还包括一个在圆周方向上断开的环绕件(19)，它在一个较小的横截面区域包围住该开口区(8)，并支承在该玻璃容器(3)的壁(20)上；1.5所述塑料配件(2)以形状啮合方式与该环绕件(19)相连接。
2.按照权利要求1所述的连接组件(1)，其特征在于所述环绕件(19)和塑料配件(2)之间的形状啮合是通过环绕件(19)上和塑料配件(2)第二外壁(12)内圆周上彼此互补的凹区(22)和凸起部(26，17)形成。
3.按照权利要求2所述的连接组件(1)，其特征在于所述环绕件(19)在外圆周上具有一条沿圆周方向行进且环绕圆周延伸的槽(22)。
4.按照权利要求2或3所述的连接组件(1)，其特征在于在所述第二壁(12)的内圆周上设有沿圆周方向行进、且在圆周上延伸的扇形段(17)形式的凸起部(26)。
5.按照权利要求2或3所述的连接组件(1)，其特征在于在所述第二壁(12)的内圆周上至少设有两个彼此在圆周方向上以相同或不同间隔设置的扇形段(17)形式的凸起部(26)。
6.按照权利要求2至5中任一项所述的连接组件(1)，其特征在于所述凸起部(26)设计成与塑料配件(2)成一整体。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的连接组件(1)，其特征在于所述玻璃容器(3)的开口区(8)具有圆形的横截面，并且所述环绕件(19)为带有切口的环形件(33)。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的连接组件(1)，其特征在于在所述塑料配件(2)的第一壁(11)和所述玻璃容器(3)的壁(20)之间设置一环行的接触密封件(25)。
9.按照权利要求1至7中任一项所述的连接组件(1)，其特征在于介于所述两个壁(11，12)、所述玻璃容器(3)的壁(20)和所述环绕件(19)之间的中间腔(13)填充有硬化的、且粘附在连接件上的充填介质。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的连接组件(1)，其特征在于所述第一内壁(11)为弹性结构，从而该内壁在安装位置时至少以其外圆周上的部分表面紧贴在所述玻璃容器(3)开口区(8)的内圆周上。
11.一种用于盛放和倒出盛放介质的容器，尤其是茶壶、咖啡壶或烧水玻璃器具；11.1它包括至少带有一个开口(6)的玻璃容器(3)；11.2包括一个与该开口(6)相配的塑料配件(2)；11.3带有如权利要求1至10中任一项所述的将该塑料配件(2)连接到该玻璃容器(3)上的连接组件(1)。
全文摘要
本发明公开了一种将塑料配件(2)连接到玻璃容器(3)上的连接组件(1)，它包括一玻璃容器(3)、一塑料配件(2)和一个在圆周方向上断开的环绕件(19)。该玻璃容器(3)包含有带开口的开口区(8)，该开口区(8)具有一个其外圆周上的外部尺寸比开口(6)小的区域；该塑料配件(2)带有两个沿圆周方向从两面包围住该开口区(8)处玻璃容器(3)壁(20)的壁(11，12)－第一内壁(11)和第二外壁(12)；该环绕件(19)在一个较小的横截面区域包围住该开口区(8)，并支承在该玻璃容器(3)的壁(20)上；该塑料配件(2)以形状啮合方式与该环绕件(19)相连接。
文档编号A47G19/00GK1442344SQ0311050
公开日2003年9月17日 申请日期2003年3月1日 优先权日2002年3月1日
发明者罗兰·贝克尔 申请人:舱壁玻璃公司