专利名称：具有密封元件的容器瓶帽及其制造方法和制造设备的制作方法
背景技术：
和现有技术本发明涉及一种用于密封瓶或容器的装置，它包括帽元件，该帽元件具有闭合底的杯的形状并包含隔膜，该隔膜可在与闭合底保持适当距离处垂直于装置的轴伸展，帽元件还包括外围的圆筒形或截锥形壁，该外围的圆筒形或截锥形壁设计成放置在容器开口的端部，外围壁设有用于与开口端部结合的器件，该器件通过变形或螺旋连接以便与容器开口的外端部的径向隆脊或外螺纹配合，还包括置于杯形元件和容器开口边缘之间的密封器件。
现有技术中，已知几种类型的这样的帽，该帽以若干不同的方式装配在容器上。
根据现有技术的特殊技术，液体和/或食物容器借助螺旋帽，或金属瓶盖，或不同的金属或塑料盘密封，以便连接到开口边缘，或闭塞密封，它们通过其它机械装置如上面提到的固定就位。
其它类型的帽，如其上有螺纹的金属帽，以如下方式由装在开口上的圆筒形瓶帽制成，该方式即设置在所述开口的容器端部的外表面上，该端部上形成有外螺纹，同时瓶帽设有内螺纹，因此，旋转瓶帽抵靠所述外螺纹端部。
在瓶内或类似物中，已知其它类型圆筒杯型帽，该帽在其外围壁的自由边缘上具有内径向隆脊，外围壁的突起形成内螺纹节段，该节段与在瓶开口处的瓶壁端部的外表面上形成的外螺纹配合。
塑料帽已经设有内螺纹，该内螺纹与在开口处容器端部形成的外螺纹配合。
在所有这些实施例中，由于帽材料自身或由于设置在帽壁的内表面上的密封盘或环，该密封盘或环帽壁垂直于开口轴线定位，由此可获得密封效果。
而且，现有技术的帽典型的具有确保容器保持闭合状态的安全器件，其用作防篡改密封，以显示任意封装物篡改的企图。
这些器件典型的由从瓶帽的开口侧伸展的端环组成，它们在制造帽期间形成整体。在金属帽中，设置连接杯形元件即连接在其壁上的桥，以形成用预定的撕力即可撕开的薄弱线。
这些端环典型的具有内径向隆脊，内径向隆脊可以具有环形或间断形，以便与例如环形肩或类似形状的外径向隆脊接合，该外径向隆脊在容器特别是瓶的开口的端部内形成。
现有技术的帽的两的功能可能带来缺陷。首先，使用密封盘或环要求一定数量的手动操作，以便将密封盘或环安装在帽上，这是相对花费大且复杂的程序。同样，利用杯形元件和容器开口之间的密封不能确保帽内无菌，并且产生密封和杯形元件杀菌的问题。
其次，通过使帽的侧裙缘壁的环形端部设有与帽为一体的撕开部分，可实现防篡改密封，该撕开部分用预定撕力可撕开，防篡改密封可以弹性或非弹性的变形，以便与容器开口外壁的端部的径向加宽部分结合，其位于所述端部的螺纹部分的上游。
本发明的一个目的在于提供一种帽，通过简单且廉价的装配，以允许改进帽和容器之间的密封效果，简化制造帽和在容器上安装帽的操作，以及减少与帽和容器闭合操作有关的成本，同时改进产品的卫生质量。
而且，通过有效防止任意去除防篡改器件或隐蔽容器篡改效果的企图，本发明的又一目的在于获得较好的防篡改效果。
上面都是为了降低与现有技术的帽相比的帽的制造成本，但不要求在当前的装瓶和包装生产线中使用的加帽方法发生任意改变。
详细说明本发明通过提供上述帽来实现上述目的。其中密封器件由隔膜2组成，隔膜2对着并垂直于杯形元件即所谓的瓶帽3的轴，并且完全覆盖所述杯形元件3的开口侧，所述隔膜2由可展开的塑料薄膜制成。
可伸展的隔膜2可以直接固定在瓶帽3的开口侧的边缘，或装在瓶帽3内的相对于所述开口边缘的缩进位置，即较后侧和闭合侧之间的中间位置。
隔膜可以若干不同的方式固定，即或者通过胶粘或者通过其它化学和/或物理粘附布置。
根据第一实施例，如
图1所示，隔膜直接与围绕杯形元件3即瓶帽的开口的边缘连接。该边缘可以有利地加宽，以形成扩大部分或凸缘，该扩大部分或凸缘具有加宽表面以便粘附隔膜。
替换地或与直接连接围绕杯形元件3开口的边缘相结合，图3的变化例提供的是，隔膜2径向伸展超过所述边缘，并且在开口端形成环形外围带，以便与杯形元件3的外圆筒壁的端部连接。隔膜也可以通过胶粘和/或其它化学和/或物理粘附布置固定。
而且，根据该变化例，通过预先伸展的隔膜2的天然弹性，即通过其收缩能力，隔膜2的环形外围带紧密附着杯形元件外表面。事实上，尽管可伸展隔膜2弹性体具有塑料特性，即相互滑动大分子，它也能在伸展后局部恢复其初始结构。特别是，当上述类型的隔膜2置于瓶帽开口，即刚性的杯形元件3上，并且同时沿其轴线伸展，与开口共轴的截面的材料量降低，因为这些截面接近所述容器开口。因此产生了旋转面，其母线是抛物面。一旦塑料材料内的纵向应力消除，由于几何和机械原因，沿与垂直伸展方向垂直的轴向具有较高的弹性向量，从而在平行于旋转面的同心横截面上产生环向收缩效应，因此，导致隔膜的环形外围带使外边缘摺皱。该收缩或起摺皱效应根据隔膜厚度有可能获得很高的压力值，并且总是有效的确保致密的密封效果。
同时，隔膜2可以通过加热隔膜和刚性瓶帽有利地安装在瓶帽3上。
图2所示的变化实施例中，隔膜可以布置在杯形元件3的闭合侧和开口侧之间的中间平面上，从而，也在杯形元件3的圆筒侧壁上设置外围带，这次是设在杯形元件的内侧。
再次，隔膜2，即其中的外围带，通过附着、焊接和/或其它化学和/或物理方法可以连接杯形元件的内壁。
根据一个替换的实施例，塑料弹性隔膜2安装在衬套11或圆筒状环形螺母上，衬套11或圆筒状环形螺母在两端侧是开口的，并且，如图4所示，根据第一实施例，还具有这样的内径，即当隔膜2对着杯形元件3的开口时，其环形外围带在杯形元件3的外围壁的外表面上重重叠一定称度，由于弹性和/或形状匹配布置，衬套或环形螺母11，在杯形元件3的开口端部沿其轴向延伸的一部分，布置在杯形元件3上，因此，使隔膜2的外围带压紧杯形元件3的壁的外表面。
如图5所示，在类似的其它变化例中，杯形元件3的直径与衬套或环形螺母的直径比率使得，衬套13设置在杯形元件3的外围壁的内表面上的一定轴向深度，同时其外表面压缩隔膜2的环形外围带，该隔膜2的环形外围带使衬套或环形螺母的外表面与杯形元件3的圆筒壁的内表面重叠抵靠。
显然，隔膜还可以连续焊接或同时胶粘。
衬套11或13或环形螺母可具有导入面，如果衬套或环形螺母设计成用力装进杯形元件内，则该导入面可由插入端的圆锥或圆拱锥体组成。
在两种情况下，弯曲的隔膜2有利的埋入杯形元件和衬套11或13或环形螺母的组件中。
根据另一个不同的实施例，衬套11或环形螺母和杯形元件3借助该两元件之一的径向隆脊与另一部分的径向凹槽配合实现连接，径向凹槽可以原始设置，或通过在接合时由另一部分的径向隆脊的变形形成。
如图17和18所示的另一个简单且廉价的实施例所提供，对于采用或不用环形螺母11或衬套，隔膜2简单地固定在刚性杯形元件3上而言，取而代之的是，与刚性的杯形元件结合的元件82由弹性材料制成，也具有杯形，并且沿其侧壁具有适当的较厚部分，用于接触刚性杯形元件3的侧壁的内表面，沿轴向刚性杯形元件3比弹性杯形元件82更深。
可伸展的塑料元件82最好通过喷射模塑法制造，并且具有杯形，它具有较厚和较硬的外缘。
与用于确保隔膜2紧密抵靠刚性杯形元件3的衬套11或环形螺母的上述变化例类似，可伸展的塑料杯形元件82的自由边缘具有任意适当形状的加强凸缘或环形加宽部分，并且由相同材料制造，其内径最好对应于瓶帽3或杯形元件的内径减去元件82的圆筒部分的两倍厚度，而其外径等于或大于瓶帽3或刚性杯形元件的外径，并且其厚度足以使边缘足够硬。
上述实施例参考圆筒或基本圆筒以及圆锥或基本圆锥的刚性杯形元件或瓶帽来描述。
上述不同实施例还设有塑料和金属瓶帽3或刚性杯形元件。
下面将可以看的更清楚，一些实施例更适合用于截顶圆锥瓶帽3或刚性杯形元件，以及其它圆筒刚性杯形元件3。
参考第一实施例，当它与刚性杯形元件3即刚性金属瓶帽形成的帽相结合时，本发明提出用于制造帽和隔膜2的组合的方法，其步骤包括1.从与开口侧相对的由隔膜2闭合的一侧抓紧和牢固固定刚性杯形元件3，最好通过电磁铁37进行上述动作，该电磁铁37从闭合侧的外部与刚性杯形元件3接触；2.沿着所述刚性杯形元件3和/或圆柱孔的轴线，将刚性杯形元件3推进具有适当直径的圆柱孔中，可伸展的塑料隔膜2以任意适当的方式预先对着所述孔的开口。
3.通过插入刚性杯形元件3，以便其穿进圆柱孔内或通过圆柱孔，这样来拉伸隔膜，因此，隔膜的表面由于其内横向应力形成旋转抛物面的形状，以便顶住适当位置的环形刀片38，该环形刀片38位于距孔开口一定距离处，并在刚性杯形元件3推到隔膜2上的方向位于孔开口的后面，环形刀片38悬垂并且与孔的内侧成整体，孔内径大于刚性杯形元件3的外径，且显著小于圆柱孔的直径。
因此，隔膜2沿圆周线切割，从而形成外围带，该外围带重叠在刚性杯形元件3的截顶圆锥体外壁并在其上收缩。
因此，隔膜2的外围带围绕刚性杯形元件3的截顶的圆锥体外壁收缩，由于可伸展的塑料聚合物纵向拉伸产生的内部横向弹性应力，其直径小于所述刚性杯形元件3的最大直径。
此外，这可以通过与具有圆筒形或截顶圆锥形的刚性杯形元件3相结合来获得。
用于制造隔膜2和刚性杯形元件3结合物的方法形成相关从属权利要求的主题，下面通过优选实施例进行详细描述。
针对本发明的装配闭合装置的方法，在或以隔膜2预先安装在刚性杯形元件3上的形式，或以可伸展的塑料杯形元件82的形式，结合可伸展的隔膜2后，本发明的装置以常用或已知的方式安装在容器1的开口上。
在特别是用于塑料瓶的带螺纹的闭合装置中，形成瓶帽的刚性杯形元件通过利用弹力将瓶帽安装到容器上，从而相对于闭合装置和/或容器开口的轴线产生轴向位移，因此，隔膜2不会在闭合装置结合前或期间破裂。在用轴向力安装的步骤中，由于压缩器件的作用，可伸展的杯形元件82和容器1的天然弹力允许所述两个部件以及防篡改环的接合器件的配合螺纹相互接合。
当闭合装置安装在容器1上时(采用用于非复合瓶帽的公知方法，该非复合瓶帽与本发明的瓶帽不同)，瓶或任意其它容器的开口，在隔膜2或可伸展的塑料杯形元件82上施加力，从而使其以如下方式伸展，即隔膜粘附在容器1的开口的边缘，从而起到与帽扣紧力无关的密封作用。当容器1的帽打开即拧开时，承受剪应力的隔膜破裂，因此，永久处于打开状态。这样，本发明的闭合装置允许容易地检查容器是否已经被篡改。事实上，尽管利用使防篡改环与隆脊35脱离的公知技术可以防止其与帽分离，该隆脊35将防篡改环固定靠紧瓶1的开口，不破坏与容器开口相对的隔膜，就不会使容器最终打开，防止例如恶意企图更换其中包含的产品。
本发明的进一步改进和变化形成从属权利要求的主题。
参考图1，闭合装置由复合瓶帽组成，包括刚性圆筒杯形元件3和可伸展塑料隔膜2，该可伸展塑料隔膜2对着杯形元件3的整个开口，即固定在杯形元件3的开口侧的划界边缘。
有利地，为了提供较大的粘附表面，围绕开口的所述杯形元件3的侧壁边缘布置成径向加宽的凸缘形式。隔膜2可以以任意形式固定在刚性杯形元件3上，该形式例如是胶粘、焊接或其它化学和/或物理粘附布置。
图3显示图1实施例的变化例，其中用于连接隔膜2的外围凸缘具有扩散的圆锥外形，该圆锥具有略微拱形表面以便粘附隔膜。
该实施例对于弹力安装配置是有利的，当所述隔膜安装在刚性杯形元件3的开口上时，通过使所述隔膜压紧刚性杯形元件3，并随后沿着在一定径向距离围绕刚性杯形元件3的圆周线切割隔膜2，这如权利要求33中所述的方法，由于隔膜2的天然弹性，这种配置是有可能的。
在切割步骤后，由于采用可伸展的材料，隔膜2的外围带受弹性收缩效应的作用，隔膜2的外围带导致外围凸缘抵靠锥形凸缘收缩。如果该带具有足够的宽度，最外径向部分可以到达环形槽，并通过收缩形成一种围绕刚性杯形元件3的套环。
然而，在图2的实施例中，隔膜嵌入在刚性杯形元件3中。该实施例是有利的，因为伸展嵌入的隔膜暴露很少，因而不会直接接触污染和受到机械破坏。
此外，可伸展的隔膜具有外围凸缘，然而后者设计成固定在这样一个位置，在该位置外围凸缘重重叠在圆筒刚性杯形元件3的外围壁的内侧上固定就位。
如图1中早先的例子，隔膜可以通过胶粘、焊接或其它公知的化学和/或物理粘附来设置。
图4和图5显示两个替代实施例，其中隔膜2固定在刚性杯形元件3的开口侧和闭合侧之间的中间位置。
在两种情况下，刚性杯形元件3设置成与环形螺母或衬套11、13结合，环形螺母或衬套11、13设计成例如通过皱缩力或弹力安装接合刚性杯形元件3。
在图4的实例中，环形螺母或衬套11的内径基本上等于或略大于杯形元件3的外径，并且环形螺母或衬套11设计成共轴布置在其外围壁上，至少布置在具有预定轴向延伸量的一部分上，即刚性杯形元件3的圆筒壁的部分或整体延伸量。隔膜2对着刚性杯形元件3的开口，其外围凸缘重叠叠放在所述杯形元件3的外围圆筒壁的外侧。因此，该隔膜机械保持在刚性杯形元件3的圆筒壁的外侧和环形螺母或衬套11之间，其中所述刚性杯形元件3被安装在环形螺母或衬套11内。如果刚性杯形元件3和衬套或环形螺母13由金属制造，这两部件可以通过皱缩或通过使衬套或环形螺母12紧靠刚性杯形元件3的圆筒壁径向施压而结合，并且所述结合可以发生在将闭合装置施加在容器上之前或施加期间，该应用包括在容器的开口旋转闭合装置，以形成例如外螺纹，和在闭合装置与容器开口的隆脊，环形肩和/或凹进部分之间的相互结合的翼片，该应用目前用于闭合容器，例如瓶或类似物的金属瓶帽中。
如果刚性杯形元件3和衬套或环形螺母11或13由塑料制造，那么，这两部件可以通过弹性和/或卡扣配合和/或焊接和/或胶粘或其它化学和/或物理粘附布置连接，可能与先前的卡扣配合或弹力安装接合相结合。有可能，刚性杯形元件3的开口的自由边缘可以略圆或收缩成圆锥外形，以便插入衬套或环形螺母11中。
图5的不同实施例公开一种相反形式，其中衬套13或环形螺母11设计成插进刚性杯形元件3内，因此所述两部件的直径尺寸适当。在这种情况下，隔膜2对着衬套13或环形螺母11的端部，以便布置在刚性杯形元件3的内侧。基本上如图4的先前实施例所述，隔膜与衬套或环形螺母11连接，并且衬套或环形螺母11与刚性杯形元件3相结合。
图6显示不同的实施例，其中除了图2的实施例的隔膜2之外，还设置盘状密封4或类似物。
在图7中，刚性杯形元件3的闭合壁有一小孔9，该小孔9由密封所述小孔9的透明壁8在外面闭合，该密封例如是胶粘在刚性杯形元件3的对应壁的内侧上，并且甚至可以由密封环组成。
图3再显示图2的实施例的变化例，其中，沿着刚性杯形元件3的圆筒壁的预定轴向部分，或沿环形螺母11的预定轴向部分，刚性杯形元件3的圆筒外围壁是间断的，即由通过缺口12分离的壁部分形成，然而，本发明不应限制在仅方便隔膜2应用的方法这种情况。
图14或15或16显示闭合装置安装在瓶1上的典型方法。利用隔膜密封容器1的表面的原理基本与以下描述的实施例相同。
当闭合装置安装在容器1的开口时，将该装置轴向推进到容器1的开口上，从而在隔膜上施加压力并使其伸展。在这些状态下，隔膜是伸展的。当形成隔膜的弹性体具有塑性即相互滑动大分子时，在伸展后通过部分弹性，它也能部分恢复其初始结构。特别是，当由这样的聚合物制造的隔膜2设置在容器1的开口上，并且同时沿开口轴向伸展，例如通过在其中安装复合瓶帽，与开口共轴的截面的材料量降低，因为这些截面接近容器1的开口。因此产生了旋转面，其母线是抛物面。
一旦塑料材料内的纵向应力消除，由于几何和机械原因，沿与垂直伸展方向垂直的轴线具有较高的弹性特征，在平行于旋转面的同心横截面产生环向收缩效应，因此，导致隔膜2使开口的外边缘摺皱。该收缩或起摺皱效应根据隔膜2厚度有可能获得很高的压力值，并且总是有效的确保致密的密封效果。
同时，隔膜2可以通过加热隔膜2和刚性瓶帽3和容器1的开口有利地安装在刚性瓶帽3上。事实上，加热导致塑料材料的技术性能变化，以便其粘附。
本发明的复合瓶帽可以有选择的使用弹性密封4。为了卫生和密封目的，该密封4典型地定位在在帽3和隔膜2之间。它还可典型的直接装在瓶帽3内。
在图14、15特别是图16中，也被称为瓶帽的刚性杯形元件3由螺旋帽组成，其包括防篡改的密封环，该密封环通过撕裂线连接刚性杯形元件3的其余部分，即实际的螺旋帽，该撕裂线需要用预定的破断力才可撕裂从而防止篡改。
如果杯形元件由金属制造，以公知的方式可形成其螺纹，密封环36的预定撕裂线和刚性杯形元件3的确保与瓶1的开口结合所需要的任意进一步变形，该成形方法包括杯形元件在瓶1的开口外侧旋转，瓶具有形成外螺纹101的隆脊和用于轴向保持密封环的肩35，密封环用数字36表示。
接着，闭合装置安装在开口上，并且被推到抵压开口，直到容器1开口的边缘抵靠刚性杯形元件3的对应壁，因此使隔膜2变形，以便获得上述效果。
图14a、15a和16a显示在推动密封装置抵靠瓶1的开口之前的状态，而图14b、15b和16b显示螺旋帽未实际去除，其中可见预定的撕裂线33和保持防篡改环的桥。
图示隔膜2处于未断开的状态，尽管有必要通过拧松操作而将其撕开。因此，任意不破坏防篡改环32而拧松闭合装置的企图，例如利用工具以便使该环32通过隆脊201，将导致对着瓶1的开口的隔膜2被迫破裂，以明确显示该瓶是打开的。
在该连接中，通过提供与图7的变化例类似的透明壁8可获得益处。通过该种配置，不用打开容器，即可很容易看见隔膜2的任意破坏。
参考图4和图5的变化例，图16a和16b显示上述内容。
在这种情况下，隔膜2以刚好相同的方式操作，并且仅防篡改环32一些细节改变，这不影响其特征和操作模式。
提供若干不同方法，用于制造如图2所示的装置。图26表示第一方法，并且也适合于塑料制成的刚性杯形元件3，该方法包括首先制造隔膜圆盘2，其直径比瓶帽3的内径大，以便通过真空装置20共轴地粘附在空心圆筒21的闭合且适当开孔的底部上，该空心圆筒的内径小于瓶帽或刚性杯形元件3的内径，以便此后通过隔膜圆盘2的90度弯曲部分，沿圆筒部分被迫进入瓶帽3内，从而粘附于其上，隔膜圆盘超出圆筒21的直径，靠近刚性杯形元件3的自由边缘。可以设置低锥形截顶圆锥，以替换圆筒，其底具有较小的直径。
如图27所示，用于实施上述方法的另一种设备由组合圆筒组成，即，由若干部件组成，其外径小于刚性杯形元件3的内径，所述组合圆筒纵向分成具有180°角宽度的至少两个扇形区27，该组合圆筒均等地开孔，并具有闭合底部，且通过气动凸轮致动器，例如，通过适当地位于扇形区27之间的活塞28和汽缸28bis，或通过气囊，可以横向地舒展开，然而他们可以通过适当的弹簧29，例如外部和内部围绕组合圆筒的扇形区27的弹簧环而被拉的更近。圆筒的每个空心扇形区保持在真空装置20下，并且在其闭合底部具有至少一个孔。机械驱动器件完成如下操作，即抓住隔膜圆盘2，将其引入瓶帽3中，然后对超过圆筒21的部分施压使其抵靠瓶帽3的内圆筒部分，以便粘附。
图8至13显示用于安装隔膜4的方法的变化例。这里，刚性杯形元件3的开口侧首先通过锥形楔14扩口，然后通过平头圆筒15展平，而刚性杯形元件3放入对应形状的外壳16中，并且隔膜圆盘2以任意适当地形式放置在相对于圆筒轴线弯曲90度部分的平面上。然后，通过第一向后弯步骤，接着通过适当的辊17和相对着的辊18在其上进行辊压矫直，和/或通过圆锥扇形区19的同轴压缩，该圆锥扇形区19连接形成一种心轴，其上安装有隔膜2的展平边缘恢复到其初始位置，同时该瓶帽3通过向其施加真空而稳固的固定在其座或插座16中。
如图3bis所示，扩口、展平，安装隔膜圆盘2以及随后恢复弯曲部分位置的步骤也可以在矩形或梯形的表面上实施，该表面通过切口12限定，隔膜2粘附在切口上。
而且，通过旋转模制由韧性金属制成的刚性杯形元件3，可以获得刚性杯形元件3的自由边缘扩口或90°展平。这里，将金属颗粒引入适当的可开口的模中，并且通过旋转强迫其散布在模内的整个空间，然后实施上述矫直步骤。
然而，参考图17和18，后者显示一个变化实施例，涉及权利要求12和其从属权利要求，其中隔膜2由可伸展材料制成的杯形元件82代替，杯形元件82在其开口具有扩大的外围边缘，并且通过用力安装于其中，或通过用力抵靠刚性杯形元件3的外围壁安装扩大部分，从而与刚性杯形元件3结合，这样获得所述外围壁的变形84，即形成的用于与所述加厚边缘85接合的凹进部分，其通过可伸展的塑料杯形元件82成形。
杯形元件82的隔膜通过它的闭合侧和它的外围壁形成，然而，如上所述，由于形成协作的卡扣配合器件的互补成形，加厚边缘用于与刚性杯形元件3结合。
当详细考虑刚性杯形元件3时，隔膜2由可伸展的塑料元件82代替，更适宜通过喷射模塑制造，并且具有较厚或较硬的外围缘边的杯形，即，具有适当厚度的闭合底部空心圆筒的形状，然而，它的自由边缘具有由任意形状相同材料制造的凸缘或环形加强扩大部分，这种凸缘或扩大部分的内径最好等于刚性杯形元件3的内径减去元件的圆筒部分的两倍厚度，而其外径等于或大于刚性杯形元件3的外径，并且其厚度足以给缘边加强。
这种可伸展的塑料杯形元件82以如下方式安装在刚性杯形元件3中，即，其加厚的缘边与刚性杯形元件3的自由边缘接触，而当所述装置安装在容器1的开口时，塑料杯形元件82的圆筒壁和其闭合底用作伸展的薄隔膜。元件82的外闭合圆筒部分比刚性杯形元件3的内圆筒部分短，并且彼此接触。
或者通过其加强缘边抵靠瓶帽3的自由边缘形成的弹力响应，或者通过胶粘或焊接部分或全部表面以便与刚性杯形元件3接触，可伸展的塑料杯形元件82可以与刚性杯形元件3形成整体。可伸展的塑料元件82可以进一步具有闭合底部的截顶锥形，它在较小直径侧闭合，并且最好设成与刚性截顶锥形的杯形元件8结合。
该加强扩大缘边85和/或凸缘可以形成防篡改密封，以便最好固定在刚性杯形元件3的特殊环形外壳内，或以任意其他适当的形式固定。
图19和20显示根据本发明的方法和用于制造复合瓶帽的设备，该复合瓶帽具有截顶锥形，并且与密封薄膜或隔膜2结合。
该方法用于制造截顶锥形金属复合瓶帽，通过在刚性瓶帽上收缩以便粘附于其上，该方法包括如下步骤1.从与由隔膜2闭合的开口侧相对的一侧牢固地固定刚性杯形元件3，最好利用电磁铁37进行上述动作，该电磁铁37从刚性杯形元件3闭合侧的外侧与该刚性杯形元件3接触；2.沿着所述刚性杯形元件3和/或圆柱孔的轴线将刚性杯形元件3引入具有适当直径的圆柱孔内。
3.在所述孔的开口上对着设置可伸展的塑料隔膜2，并以任意适当的方式将隔膜保持其中。
4.在隔膜2穿入圆柱孔内时，利用刚性杯形元件3拉伸隔膜2，隔膜由于其内横向应力将呈现旋转抛物面形状。
5.在将刚性杯形元件推到隔膜2上后，在与孔保持一定距离和在孔的后面刀片，整个围绕刚性杯形元件3切割隔膜2，例如使用锋利的环形刀片38进行切割。所述环形刀片38同轴且整体地伸进圆柱孔内，其直径大于刚性杯形元件3的外径，并显著小于圆柱孔的直径。
由于可伸展塑料聚合物的纵向拉伸所产生的横向弹性应力，从隔膜切出的边缘围绕刚性杯形元件3的自由边缘的外表面收缩，其直径小于截顶锥形刚性杯形元件3的最大直径，并通过皱缩最终锁定就位。
以下信息适合本根据本说明书的所有瓶帽复合瓶帽基本上由刚性杯形元件3组成，其中可伸展的隔膜2垂直地与刚性杯形元件3的轴线相对，其平面位于所述刚性杯形元件3的开口侧和底部之间的适当距离处，该复合瓶帽必须满足几种特殊状态。
第一状态是它将能够用于实验或目前可获得的封瓶设备。
第二状态是通过简单的操作，即通过施压使刚性杯形元件3抵靠瓶1或类似容器的开口，隔膜2可以在瓶1或类似容器的开口边缘上适当的伸展，而且，在伸展步骤后，当容器1的开口接触刚性杯形元件3的底部时，通过在容器1的开口使用传统设备，如果刚性杯形元件3是由塑料制成，它可以卷曲或熔化。该操作允许获得坚固和紧密地弹性闭合。
第三状态是这种复合瓶帽将可容易的刚好在封瓶前消毒以便储存。
第四状态，该复合瓶帽也将具有特殊的几何和机械特性，根据可伸展的塑料聚合物的质量和厚度以及形成刚性元件3的金属或塑料形状和质量，最重要的是预先施加的隔膜2与刚性杯形元件3的开口边缘的距离。
这些基本特征是1.该隔膜2与刚性杯形元件3的距离必须使得复合瓶帽可以松散地盖在容器1的开口，以便密封。
2.在隔膜2和刚性杯形元件3之间的距离必须是，当所述刚性杯形元件3通过压力抵靠容器1的开口时，隔膜2充分伸展，以便牢固粘附在容器1的边缘，但没有到被撕裂的程度。
形成瓶帽的材料必须能够通过皱缩，通过其它弹性布置，通过加热或熔化，或通过旋拧而固定在容器的开口上，以便获得牢固的粘附。
为了获得这些特性，本发明还提供制造预先装配的能皱缩的韧性金属瓶帽的方法。
如图22、23、24、25所示，根据本发明的不同实施例，这里描述的瓶帽具有附加的密封或防篡改器件，其由朝着容器1底部的帽的壁的伸展部分30组成，该帽即刚性杯形元件3，朝着容器1底部即朝着容器的对侧，伸展部分从刚性杯形元件3的邻近预定的撕裂或截断线33的部分开始，并伸展超过所述密封环以便覆盖整个密封环，该撕裂或截断线33使帽部件与密封环36分离。在这种情况下，伸展部分设有锥形加宽部分，锥形加宽部分设计成置于整个密封环上，该密封环保持在两个连续或断开的环形肩35之间，或者锥形加宽部分设计成在相对于帽去除方向的后侧上，放置在连续或断开的环形肩36上，其中环形肩在距开口预定的距离处在容器或瓶1的颈上形成。
该圆锥伸展部分由刚性材料制造，并且有效防止密封环受任意工具作用而变形，该工具作用是通过不使瓶帽部件与密封环36分离的情况下去除整个瓶帽，以便使密封环通过环形肩35，从而隐蔽篡改。
如图22、23、24和25所示，有利的是，形成帽部件的刚性杯形元件3的圆锥伸展部分伸展超过密封环36，并朝向瓶或容器的底部，从而形成一种任意形状的玻璃瓶，至少在伸展部分的自由边缘部分，或者至少沿着紧接所述自由边缘的端带，或基本整体沿着所述伸展部分的壁，玻璃瓶的壁位于瓶或容器的外围裙壁上。根据瓶或容器的形状可确定不同的替代例。
有利的是，所述伸展部分可由具有刚性杯形元件3的帽部件的一个单件制成，或在其上胶粘或焊接，因此，刚性杯形元件3的所述帽部件形成玻璃瓶底。
有利的是，为了确保玻璃瓶足够卫生，该玻璃瓶所具有的轴长和形状可确保玻璃瓶的自由边缘和邻近其的一部分相对于瓶1或容器放置在适当的位置，该位置使得标签32与所述自由边缘和所述部分重叠，以便保护玻璃瓶的自由边缘和邻近其的外围部分，同时阻止污染颗粒穿透玻璃瓶。
图22、23、24和25显示该布置的不同实施例。
在图22中，玻璃瓶的底部34还形成横穿过瓶的轴线的瓶帽底部，所述帽元件和玻璃瓶30由单体制造。应注意横过瓶1的轴的所述壁较厚，并且具有大于瓶帽底部的直径。这提供了伸展部分30形成的用于玻璃瓶的载体基座，并进一步便于从瓶1旋松或去除瓶帽。
在图23的实施例中，玻璃瓶状伸展部分30具有支座130，其中，通过胶粘和/或焊接和/或任意其它化学和/或物理方法固定刚性杯形元件3的帽部件。在这种情况下，支座在玻璃瓶状伸展部分30的外围壁内侧形成，该支座的形状与刚性杯形元件3的外形互补。
图25的变化例显示一种不同构造，其中玻璃瓶状伸展部分仍然是与帽部件分离的玻璃瓶，但是与玻璃瓶状元件30连接的支座由玻璃瓶状元件30的外围壁的适当尺寸的狭窄部分组成，还提供外围罩或杯形闭合元件39，外围罩或杯形闭合元件39的端部闭合玻璃瓶元件30的外围壁，该端部位于帽部件3的闭合侧上。
根据如图21所示的不同实施例，该玻璃瓶具有基本对应于瓶1或容器端部的形状，并与底部关联，所述玻璃瓶31所具有的尺寸和/或形状使其很容易去除地通过弹力装配固定在所述瓶的底端。另外，标签32布置成与先前实施例相同效果的重叠在玻璃瓶的自由边缘。
本实施例可以与先前的实施例结合，由此瓶可以与至少两个玻璃瓶联合，玻璃瓶的其中之一也用来保护密封环36。
注释参见附图，本发明的特征将从下面的非限制实施例更清晰的显示，附图中图1是根据本发明的第一实施例的圆筒闭合装置的轴向截面图。
图2显示类似于图1显示实施例的变化例。
图3是如图1所示实施例的又一变化例图3bis是根据权利要求40的不同变化例的又一个视图。
图8到13表示用于制造根据本发明发金属闭合装置的方法的不同步骤。
图14a和14b显示将如图2所示的装置安装在瓶上的方法。
图15a和15b显示，类似于图14，将如图5所示的装置安装在瓶上的方法。
图16a和16b显示，类似于图14，将如图4所示的装置安装在瓶上的方法。
图17和18表示根据权利要求13和从属权利要求所述的元件及其布置。
图19和20表示根据权利要求33所示的设备，在两个不同的操作步骤中，它用于制造根据本发明的截顶锥形金属闭合装置。
图21是容器的视图，它与符合其底部形状的玻璃瓶关联。
图22.23.24表示根据本发明的闭合装置的不同实施例，其中刚性杯形元件与玻璃瓶状伸展部分和玻璃瓶连接，该玻璃瓶状伸展部分覆盖防篡改密封环，该玻璃瓶与容器的底部匹配。
图26是开孔圆筒的截面图，该穿孔圆筒通过真空保持时，隔膜圆盘安装在瓶帽内。
图27显示将圆筒分成两个扇形区，该两扇形区可以舒展开，以便将隔膜圆盘安装在瓶帽内。
权利要求
1.一种用于密封或紧密闭合瓶(1)或类似容器的装置，其特征在于，它具有至少两个牢固固定在一起的元件，这两个元件即，具有空心的旋转形状的杯形刚性瓶帽(3)，该刚性瓶帽由具有闭合底的空心圆筒或截顶锥体产生，并由金属、塑料或其它具有类似特性的材料制造；和可伸展的塑料隔膜(2)，该可伸展的塑料隔膜一直对着刚性瓶帽(3)的开口侧的缘边，或者优选地，在位于瓶帽(3)的闭合底部和开口之间的平面内，以任意适当的方式更适宜地垂直对着圆筒或截顶锥体的轴线，当所述装置安装在容器(1)的开口上时，所述隔膜伸展并且紧密粘附在开口的边缘，而且，圆筒或截顶锥形壁具有器件(101)，通过变形或螺钉紧固，器件(101)与容器(1)的开口的端部的径向隆脊或外螺纹配合，并且密封器件(4)置于瓶帽(1)的闭合底部和容器(1)的开口的边缘之间。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，隔膜以下述若干不同形式固定在刚性杯形元件即瓶帽(3)上，该不同形式为通过胶粘或通过其它化学和/或物理粘附布置。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，通过使隔膜与围绕杯型元件3即瓶帽(3)的开口的边缘直接连接，隔膜(2)可以固定在刚性杯形元件即瓶帽(3)上。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，围绕刚性杯形元件即瓶帽(3)的开口的边缘可以如下方式加宽，即形成扩大和/或加厚的部分或凸缘，设置该扩大和/或加厚的部分或凸缘用于提供粘附隔膜(2)的较宽表面。
5.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，隔膜(2)径向伸展超出所述边缘，并且形成环形外围表面，该环形外围表面设计成邻近杯形元件开口端紧贴杯形元件即瓶帽(3)的外圆筒或截顶锥形壁的端部粘附。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，由于隔膜(2)的天然弹力性能，隔膜(2)的环形外围带紧密粘附杯形元件即瓶帽(3)的外表面。
7.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，塑料弹性隔膜定位在衬套(11)或圆筒环形螺母中，该衬套(11)或圆筒环形螺母的两端开口，并且具有这样的内径，以致当隔膜(2)对着杯形元件即刚性瓶帽(3)的开口时，所述隔膜(2)的环形外围带在杯形元件或瓶帽(3)的外围壁的外表面上重叠到一定程度，由于弹性和/或形状安装布置，衬套(11)或环形螺母，从杯形元件(3)的开口端部，沿其轴向伸展的部分布置在刚性杯形元件(3)上，因此，贴紧刚性元件(3)的圆筒壁的外表面压缩隔膜(2)的外围带。
8.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，刚性杯形元件(3)的直径相对于衬套(13)或环形螺母的直径比率使得，衬套(13)沿着一定轴向深度穿透杯性元件(3)的外围壁的内表面，因此压缩隔膜(2)的环形外围带，该隔膜(2)的环形外围带使刚性杯形元件(3)的圆筒壁的内表面与衬套(13)或环形螺母的外表面交迭。
9.如权利要求7或8中所述的装置其特征在于，还可以提供随后的焊接或同时的胶粘。
10.如权利要求7到9中一个或多个所述的装置，其特征在于，衬套(11)或(13)或环形螺母可具有导入表面，如果衬套或环形螺母设计成用力安装在杯形元件(3)内，则该导入表面由插入端的圆锥或圆拱锥体组成。
11.如权利要求7到10中一个或多个所述的装置，其特征在于，隔膜(2)嵌入刚性杯形元件(3)和衬套(13)或环形螺母的组件中。
12.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，衬套(11)或环形螺母和刚性杯形元件(3)通过两个元件之一的径向隆脊连接，该径向隆脊与另一个元件的径向凹进部分配合，在连接时，径向凹进部分可以在初始即设置，或通过其它部件径向隆脊的变形而形成。
13.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，元件(82)与刚性杯形元件(3)结合设置，并由弹性材料制造，还成杯形，其圆筒壁设计成与刚性杯形元件(3)的圆筒或截顶锥形壁的内表面相接触，沿轴向所述刚性杯形元件(3)比用作可伸展的隔膜的弹性杯形元件(82)更深。
14.如权利要求13中所述的装置，其特征在于，可伸展的弹性元件(82)最好通过喷射模塑制造，它是具有外围缘边的杯的形状，该缘边为较厚和/或较硬的环，该形状为具有适当厚度的空心闭合底部旋转体。
15.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，可伸展的塑料杯形元件(82)的自由边缘具有任意适当形状的加强凸缘或环形加宽部分(85)，并且由相同材料制造，而所述凸缘或放大部分的内径最好对应刚性杯形元件(3)的内径减去两倍的元件(82)的圆筒部分厚度，并且外径等于或大于刚性杯形元件(3)的外圆筒壁的外径，并且其厚度足以给边缘加强。
16.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，刚性杯形元件(3)具有为圆筒或基本圆筒或圆锥或基本圆锥的形状，并且具有用于加强缘边(83)的环形支座(84)。
17.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，刚性杯形元件由塑料或金属或所述材料的组合制造而成。
18.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，刚性杯形元件(3)具有在隔膜(2)和闭合底部之间的密封元件(4)，如盘或类似物。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，密封元件预先安装在刚性杯形元件(3)的内底部中。
20.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，刚性杯形元件(3)具有在其闭合底部内形成的至少一个孔(9)，该孔由透明壁(8)紧密闭合，并伸展超过所述底部的部分或整个表面。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，用于紧密闭合孔(9)的透明壁元件(8)也用作密封件，并通过胶粘或焊接或其它化学和/或物理粘附布置来固定刚性杯形元件(3)。
22.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，刚性杯形元件(3)具有与其开口边缘连接的密封环，密封环通过撕裂线固定在刚性杯形元件(3)的其余部分，撕裂线用预定的破断力撕裂，并且，通过将密封环弹力安装在容器上，或使密封环在容器(1)的开口上收缩，与位于容器(1)的开口边缘的预定轴向距离处的至少一个保持肩配合，来提供卡扣接合。
23.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，当刚性杯形元件(3)安装在容器(1)的开口上时，它伸展超出容器(1)的自由边缘一定程度，以便形成玻璃瓶或杯状元件(301)。
24.如权利要求23中所述的装置，其特征在于，将刚性杯形元件(3)的伸展部分(30)定形，并且其直径使得其自由边缘基本上邻接或贴紧粘附容器(1)的外表面。
25.如权利要求23或24中所述的装置，其特征在于，伸展部分(30)由具有刚性杯形元件(3)的单体制成。
26.如权利要求23或24中所述的装置，其特征在于，与刚性杯形元件(3)关联的裙壁的端部(30)具有与所述刚性杯形元件(3)互补的形状(34)，因此，所述端部形成具有如此尺寸的闭合杯底，以便能通过化学和/或物理粘附布置用力安装在刚性杯形元件(3)上和/或与之结合。
27.如前述权利要求23到26中一个或多个所述的装置，其特征在于，裙壁(30)的自由边缘形成刚性杯形元件(3)的伸展部分，其形状与容器(1)的形状配合，该裙壁(30)的自由边缘由标签(32)覆盖和保护，该标签与容器(1)和所述伸展部分(30)的一部分壁的局部地重叠。
28.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，板，盘(33)或类似物设置在刚性杯形元件(3)的闭合底部外侧，用于形成玻璃瓶(30)的底座，其直径最好大于刚性杯形元件(3)的直径。
29.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，刚性杯形元件(3)具有密封端环(36)，密封端环(36)始终沿着所述刚性杯形元件(3)的开口侧的自由边缘伸展，密封端环(36)通过撕裂线与刚性杯形元件(3)的其余部分分离，所述撕裂线需要用预定的破断力才能撕裂，并且密封端环(36)设计成通过与容器(1)的连续或间断的外径向环形肩(35)的卡扣接合和/或皱缩来接合，该环形肩位于离开口边缘的一定距离处，以便当容器完全闭合时，环(35)在容器上接合，而形成玻璃杯状的刚性杯形元件(3)的伸展部分朝着容器(1)的底部伸展，其伸展形状和轴向长度导致该部分放置在密封环(32)上并且超出密封环之外，并且与容器壁间产生小的环形间隙，以防止手或其它工具到达密封环(35)本身。
30.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，提供玻璃瓶元件(31)，其形状与容器(1)的底部互补，并且允许其通过轻微的弹力安装而与所述容器(1)的底部连接，所述玻璃瓶元件(31)的裙壁具有如此的长度，以至标签(32)至少沿着所述玻璃瓶元件(31)的自由边缘的端部放置在所述自由边缘上。
31.如前述一个或多个权利要求中任一所述的装置，其特征在于，它具有与刚性杯形元件(3)关联的玻璃瓶元件(30)，和与容器(1)的底部关联的玻璃瓶元件(31)，两个玻璃瓶元件的自由边缘均由容器的标签(32)覆盖。
33.一种用于制造如权利要求1到6中一个或多个所述的金属截顶锥形瓶帽的方法，其特征在于，该方法的步骤为从与由隔膜(2)所闭合的开口侧相对的一侧牢固固定刚性杯形元件(3)，最好利用电磁铁(37)进行上述操作，该电磁铁(37)从闭合侧的外侧与瓶帽的刚性杯形元件(3)接触；沿着所述刚性杯形元件(3)和/或圆筒孔的轴线，将刚性杯形元件(3)推进具有适当直径的圆筒孔或小口内，可伸展的塑料隔膜(2)以任意适当的方式对着所述孔的开口，在使隔膜(2)穿过圆筒孔和/或经过圆筒孔时，借助刚性杯形元件(3)的自由边缘拉伸隔膜(2)，由于其内横向应力，隔膜(2)形成旋转抛物面形状，在隔膜(2)上采用刚性杯形元件相同的压力，来切割刚性杯形元件(3)周围的隔膜(2)，例如使用锋利的环形刀片(38)进行切割，该环形刀片(38)放置在距孔一定距离处并在孔之后，环形刀片(38)悬挂并且与圆筒孔的内侧形成整体，其直径大于刚性杯形元件(3)的外径，并且小于圆筒孔的直径，其中，由于纵向拉伸可伸展塑料聚合物产生的横向弹性应力，从隔膜(2)切除的边缘围绕刚性杯形元件(3)的自由边缘的外表面收缩，其直径变的小于截顶锥形刚性杯形元件(3)的最大直径，并且最终锁定在适当的位置。
34.如权利要求11所述的用于制造复合瓶帽的方法，其特征在于，首先制造直径大于瓶帽(3)的内径的隔膜圆盘(2)，以便通过真空装置共轴地粘附在空心圆筒(21)的闭合且适当开孔的底部上，该空心圆筒的内径小于瓶帽(3)的内径，以便在此之后通过隔膜圆盘(2)的一部分用力进入瓶帽(3)内，并粘附于其上，隔膜圆盘的所述部分沿圆筒部分超出圆筒(21)的直径，并靠近瓶帽(3)的自由边缘。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，空心圆筒(21)由具有闭合底部的空心截顶锥体替代，较小直径的该底被适当穿孔。
36.一种用于实施如权利要求34所述方法的设备或工具，其特征在于，它由组合圆筒(21)组成，即，由若干部件组成，组合圆筒(21)的外径小于瓶帽(3)的内径，所述组合圆筒(21)纵向分成至少两个具有180°角宽的扇形区(27)，该扇形区是空心且相等，具有闭合底，并通过通过适当布置在两个扇形区(27)之间的气动凸轮致动器，例如，活塞(28)和汽缸(28bis)，或通过可膨胀的袋而被横向展开，而且可以通过适当的弹簧拉近所述扇形区，该弹簧例如是在外和在内围绕组合圆筒(21)的扇形区的弹簧环。
37.如权利要求36所述的设备，其特征在于，圆筒(21)的每一个空心扇形区保持真空，并且在其闭合底部具有至少一个孔，以便与其内腔连通。
38.如权利要求36或37所述的设备，其特征在于，它具有机械驱动器件，以便实现如下步骤，即抓住隔膜圆盘(2)，将其引入刚性杯形杯形元件(3)内，然后紧密抵靠刚性杯形元件(3)的内圆筒部分，来压缩超出圆筒(21)直径的一部分隔膜圆盘，以提供粘附。
39.一种用于制造如权利要求11所述的瓶帽的方法，其特征在于，首先通过锥形楔(14)对刚性杯形元件(3)的开口侧扩口，然后通过扁头圆筒(15)将其展平，而刚性杯形元件(3)通过真空装置(20)固定在对应形状的外壳(16)内，隔膜圆盘(2)以任意适当的方式放置在相对于圆筒轴线弯曲90°的部分的平面上，其上设有隔膜(2)的展平边缘通过第一向后弯曲步骤恢复到其初始位置，随后通过适当的辊(17)和相对着的辊(18)的辊压和/或利用圆锥扇形区(19)的同轴压力，将展平边缘矫直，圆锥扇形区(19)连接形成一种心轴。
40.用于制造如权利要求11所述的复合瓶帽的如权利要求34或39所述的方法，其特征在于，在由切口(12)定界的矩形或梯形表面上，实施扩口、展平、安装隔膜圆盘(2)和随后的恢复弯曲部分位置的步骤，该切口(12)形成在其上粘附有隔膜(2)的瓶帽(3)的圆筒壁上。
41.如权利要求39所述的方法，其特征在于，通过旋转模制韧性金属的瓶帽(3)，可实现90°扩口或展平瓶帽(3)的自由边缘的步骤。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，将金属颗粒引入适当的可开口的模具中，并通过旋转强迫金属颗粒散布在模具内的整个空间，然后实施如权利要求41所述的步骤。
全文摘要
一种用于闭合和密封瓶和类似容器的复合瓶帽及其变化形式，它基本上由两个元件组成刚性瓶帽(3)和可伸展的塑料隔膜(2)，该可伸展的塑料隔膜在刚性瓶帽(3)内侧拉伸，并与之形成整体。用于制造复合瓶帽及其变化形式的不同方法。利用传统的密封设备，所述复合瓶帽及其变化形式在单独一个步骤中可安装在瓶(1)和类似容器上。瓶帽还具有玻璃瓶形状的轴向伸展部分，玻璃瓶的特定功能是防篡改密封功能。
文档编号B21D51/38GK1735539SQ03821279
公开日2006年2月15日 申请日期2003年7月3日 优先权日2002年7月8日
发明者圭多·里比 申请人:圭多·里比