专利名称：一种生产封口装置的改进方法及实施它的机器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生产带凸缘容器的封口装置的改进方法，以及一种连续实施该方法的机器。
这种方法特别涉及那些带螺纹的封口装置，在封口装置的下部延伸出一个防护圈，防护圈经一个可折断的连接带同封口装置相连。该防护圈含有一个受控变形的环形连接带，这个连接带的限定，一方面通过防护底部内环突起，该突起的上表面基本垂直于装置的轴线，其下表面相对于所述轴线倾斜成一个锐角，另一方面通过该圈上部的一个外环突起。
这些装置已作为本申请人的国际专利申请PCT/FR94/00145和PCT/FR94/00144的主题，得到具体的说明。
如同国际专利申请PCT/FR94/00144中所述，这些封口装置的生产方法通常包括的步骤是用注射或压缩进行模制，脱模，然后沿平行轴线的方向将装置退出。
在包装时，先将封口装置柠在已灌装完的带有凸缘的容器上，然后需要施加一个旋紧扭矩，以便造成连接带的一个受控的变形，并且使内环突起卡在容器的凸缘下，从而使封口装置与容器相连。
这里，内环突起越宽，连接带就越厚，防护圈也就越硬，这样就加强了紧密性。但是，紧固扭矩就变得相当大，与之相应的柠松扭矩也变得很大，这给消费者带不便。
所以，需要解决的技术问题是寻求一种令人满意的折衷方案，使封口装置即容易拧开(这主要取决于最初的柠紧扭矩)，又有高度的紧密性。本发明的一个目的就是要满意地克服这个技术问题。
为达到这个目的生产方法包括以下的步骤对上述类型的封口装置的模制，脱模以及平行于轴向的退出，其特征在于包括一个防护圈的顶成形过程先沿所述封口装置的轴向插入一个圆柱形的芯棒，芯棒的直径比该螺纹封口装置的螺纹内径稍小，芯棒的外周具有一个环状凸缘，使得该凸缘与内环突起的下表面相接触，随后对所述装置和/或芯棒施加一个压力，这个压力的强度足以保证位于同凸缘相接触的防护圈内部的芯棒的一个相对的行程，使芯棒达到预成形位置并且停留一定的时间，从而连带地产生连接带的受控的向外弯曲，以及内环突起朝向封口装置的残余偏移，这样，在压力消除和芯棒退出之后，内环突起的上表面相对于该装置轴线的垂直线，保持某一倾斜角度。
根据一个有利的特征，预成形的幅度要至少补偿由于从模具中退出而形成的防护圈的原始变形。根据另一个特征，内环突起的上表面相对于该装置轴线的垂直线的残余倾斜角要小于或等于25°，而且最好在10°与15°之间，而防护圈下部的外侧面相对于并朝向该装置轴线的残余倾斜角在0°到15°之间。
弯曲的实现最好是位于连接带上的一条环形线，通过受控的变形，以保证构成防护圈的聚合物材料在环形线处的分子链具有选择的定向排列。
压力可以同等地作用于封口装置以及/或者芯棒上，压力的作用时间要大于或等于芯棒在预成形位置的停留时间。根据本发明的方法，压力的大小在10到100daN之间，芯棒在预成形位置的停留时间为0.3到5秒。
在第一种变化的实施例中，当封口装置一从模具中退出，就对其实施热态下的预成形。在第二种变化的实施例中，预成形的实施是在装置从模具中退出后，在冷却过程中式在冷却并全部抽出之后进行的。
根据本发明的其它特征，压力的大小，持续时间及芯棒的相应行程的确定，依赖于构成防护圈的材料的机械特性。压力的强度、持续时间及芯棒的相应行程的确定，也依赖于预成形时防护圈的温度。同样地，也要分别根据防圈内环突起的几向形状和针对容器凸缘外形所需要的受控形变的连接带的几何形状，来确定压力的强度、持续时间以及芯棒的相应行程。
根据本发明进行的封口装置的预成形，为其后封口的箍紧准备了可以产生必要变形的防护圈。这种方式方便了灌装后容器的组装，而且不影响这一类封口装置的良好的紧密性和坚固性。另外，防护圈的残余变形，特别是由于环形连接带的受控的形变而引起的内环突起的残余偏转，使得在装瓶过程中，可以获得一个拧紧扭矩，并且拧开的扭矩也保持较小，从而适合消费者的愿望。
保持同样的柠开扭矩，因此获得更好的紧密性，具体地讲，可以使用由于形状及/或材料的改变而具有更高硬度的防护圈。
本发明的另一个目的是提供一台能连续实施本发明的预成形的机器。这台机器包括一个分配器—用来提供带有防护圈的封口部件；传送机—分别用来将所述部件先从分配器传送到一个预成形单元，再从预成形单元传送到一个收存装置，其特征在于，所述的预成形单元包括—一个绕垂直轴转动的平台，平台支撑着一个托架，托架用于支持并固定封口装置，使防护圈保持稳定地面上。—通过轴承滑动的竖杆，其下端支承一个具有外环凸缘的圆柱形芯棒，芯棒用以插入所述封口装置，在竖杆的压力作用下，将所述外环凸缘与防护圈的内环突起相接触。
根据一个有利的特征，所述的用来支撑和定位的托架由一个圆盘构成，圆盘外周设有多个凹槽，用来安放，对正并固定封口装置。
预成形过程是在托架圆盘上的一个角扇区部分进行的。
根据另外一个特征，芯棒的端部被倒成斜面，芯棒的轮廓及几何形状的确定依赖于其上面凸缘的位置，以便在预成形过程中，芯棒同封口装置的底部及内壁都没有任何接触。
再根据另外一个特征，所述芯棒的外环凸缘具有一个有用部位，该有用部位为一个平且倾斜的，带有曲线形侧缘的工作面，它通过一个非工作面向下延伸，其外形和几何形状与防护圈内环突起的下表面相适合。
最后一点，所述用于支撑和定位的托架，通过机械同步和旋转齿轮相连，与传送机一起运行，完成封口装置的进料与输出。
通过参照附图，阅读下面的说明，将更容易理解本发明，这里，
图1为一个处于自由状态的封口装置的剖面图，预成形芯棒处于不工作位置。
图2为图1所示装置在本发明方法的第一阶段当中的局部剖面图。
图3为前述装置在预成形过程中的局部剖面图。
图4为图1至图3中的封口装置在预成形之后的局部剖面图。
图5a和5b分别为根据本发明的一台预成形机器的一个实施例的平面图和局部的垂直剖面图。
现在参照附图来说明。图1所示的封口装置由一个带螺纹的封口装置2和从其下部延伸出去的防护圈3构成，防护圈3通过一个可破断的连接带4与封口装置2相连。该防护圈3包括一个可变形的环状连接带18，它具有受控的变形，这个连接带的限定，一方面通过圈下部的内环突起13，其上表面13a基本垂直于装置的轴线1a，其下表面13b与轴线1a成一锐角α，另一方面通过该圈上部的外环突起7。该外环突起7的宽度基本同封口装置2的厚度相同。环形连接带18处于通过内环突起13之上表面Ba的装置轴线1a的垂直线N和外环突起7的下边缘之间。
该装置的生产方法所包括的现有技术操作是，在一个模具(无图示)中，经注射或压缩模制成装置1，脱模，然后沿平行于轴线1a的方向将装置退出。
所述防护圈3的预成形，可以在冷却之前或在冷却并全部抽出构成该圈的材料之后进行，也可以在它刚从模具中退出的高温状态下进行。
首先，如图2所示，将一个圆柱形芯棒M(已在图1中示出其非工作状态)沿轴向1a插入装置1，芯棒的直径比封口装置2的螺纹21内径稍少。在图2和图3中，芯棒M是从下往上垂直地进入封口装置1，但是也可以在其他的位置状态下实施本发明方法。
芯棒M的外围具有一个环形凸缘C，当芯棒插入时，凸缘C垂直地接触到内环突起13的下表面13b。
在另外一个实施例(无图示)中，凸缘C位于芯棒M的顶端。
如图1所示，圆棒M的顶端可以倒成斜面。
然后，如图3所示，沿轴线1a方向，对装置1及(或者)芯棒M施加一个压力E，E’，该压力具有足够的强度，以保证从静止位置(图2)开始，在防护圈3与凸缘C相接触的情况下，芯棒M有一个相应行程，以达到一个预成形位置。这个预成形位置对应于芯棒M相对于防护圈3的行程终点位置，它使所述圈3产生被迫的且受控的变形。在该位置，防护圈3的外环突起7与封口装置2的下边缘紧靠在一起。这个预成形状态将保持一定的时间，以便连带地形成连接带18的受控的向外弯曲，以及内环突起13的朝向封口装置2的残余偏转。结果，如图4所示，在压力E、E’解除和芯棒M退出后，所述突起13的上表面13a相对于装置1的轴线1a的垂直线N，保持一个倾斜角δ。
这里，芯棒M上凸缘C的外形及位置的确定，要能够使防护圈3上的内环突起13的下表面13b，在行程起点准确地挡住凸缘C，并且在行程终点，所述突起13不被卡住。
芯棒M上凸缘C的有用部位包括，例如，一段平且倾斜的工作面C1，加上一段曲线形的侧面边缘C2，它们的轮廓和几何形状要适合内环突起13的下表面13b可以得到所需要的变形。侧边C2向下(以图1至图3中，沿封口装置向下的方向)延伸到一个非工作面C3，在预成形过程中，该C3面与偏向轴线1a的防护圈3的下边缘没有任何接触。
此外，芯棒M的轮廓和几何形状随凸缘C位置的变化而改变，以保证芯棒既不会碰到封口装置2的底部，也不会碰到装置的内壁，并且为此，芯棒配有一个机械制动，以保证相应行程所必需的精度。另外，芯棒M上凸缘C的外形同封口装置1所安装的容器上的凸缘形状没有关系。
预成形幅度的确定，要使内环突起13的上表面的残余倾斜角δ至少补偿由于从模具中退出而造成的原始变形，也就是说，预成形所形成的总变形要至少补偿由于脱模而形成的原始角空隙90，如图1所示，40是防护圈3底部的外表面相对于轴线1a的夹角。
该原始角空隙90的起点在顶部，靠近基本处于连接带18中间的环线L，90的形成是内环突起13脱模时，防护圈3的底部的摆转所导致的，(如图1所示)。因而，预成形的过程在于实现防护圈3的残余变形并且伴随一个沿连接带18上环形线L的受控的弯折。在某些情况下，也可以通过残余形式实现连接带18的弯曲，以达到更深度的预成形。
残余倾斜角δ是内环突起13的上表面13相对于轴线1a的垂直线N的夹角，该角小于或等于25°，且最好在10°到15°之间。这种结果使得防护圈3底部的外侧面，朝着并相对于封装置2的轴线1a保持一个轻度倾斜，其倾斜角ψ在0到15°之间。这样，在容器被封口之后，由于防护圈底部和所述容器的颈部之间的空隙减小了，使得封口装置的紧密性得以提高。
压力E、E’的强度，持续时间及芯棒M的相应行程的确定，依赖于构成防护圈3的材料的机械特性，和/或依赖于所述圈3在预成形时的温度和/或该圈的轮廓和几何形状。因此，压力E，E’的强度、持续时间及芯棒M的相应行程也依赖于环形突起13的相应的几何形状，及针对容器凸缘外形的受控的变形的连接带18的几何形状。在必要时，针对这些容器凸缘的外形和/或特殊的性质，可以调节压力E，E’的持续时间及/或芯棒M的相应行程，以保证连接带18的一致的受控的变形，而不使可破断的连接带4发生断裂。当然，压力的作用时间要长于或等于保持芯棒M的凸缘C在预成形位置同内环突起13相接触的时间。
通常，该压力的强度大约为10至100daN，而保持时间为0.3至5秒。
防护圈3的构成材料最好是具有形状记忆特性的塑料，如聚丙烯类或聚乙烯类。
预成形过程可以看成是对构成防护圈的聚合物的分子链的选择性残余定向排列，从而有利于并且加强了封口装置在拧紧时连接带18的受控的变形。
当容器灌装后拧上封口装置时，预成形的防护圈通过有限的扭矩，经受所需的变形而卡在容器凸缘的下面，即使该容器凸缘有相当的硬度和非常显眼的外形。
如图5a和5b所示，连续实施预成形过程的机器包括一个分配器D一用来分配带有防护圈的封口装置1，传送机CA和CE-分别用来先将装置1从分配器D传送到预成形单元F，再从所述单元F传送到一个收存装置R。如果需要的话，封口装置脱离模具后可直接送入分配器D。
预成形单元F包括一个绕垂直轴转动的平台P，平台支撑一个托架K，托架用以支持和固定封口装置1，使它们的防护圈3保持稳定地向上。托架K也可以和平台P制成一体。预成形单元F还包括在轴承Pa中滑动的竖杆T，竖杆T的下端支承一个圆柱形芯棒M，芯棒上具有环状外凸缘。通过与平台P的转轴平行的竖杆T，在压力E沿轴线1a的垂直作用下芯棒M从封口装置1的上部插入。
竖杆T的下降，使芯棒M上凸缘C如前面所述地同装置1上防护圈3的内环突起13相接触。
预成形阶段是在托架K上的角扇区部分S内进行的，这里，竖杆T位于低位置，芯棒M上的凸缘C与防护圈的内环突起相接触。
带有支撑封口装置1的托架K的平台P的旋转是连续的。一个包括滚轮G，转动凸轮L和调节棒A的系统，使芯棒M在低位置时可以获得一个机械制动(图5b的右侧部分)。
滚轮G沿着转动凸轮L的轮廓转动，依次保证了压力E的传递，带有芯棒M的竖杆T的下落行程，在装置1经过角扇区S的时间内的凸缘C在预成形位置的停留，以及使芯棒M上升的上升行程。
托架K是一个外圆图上有多个凹槽的圆盘，这些凹槽可以稳固地安放、对正并固定停放的装置1。托架K通过机械同步同旋转齿轮DA、DE相连，配合传送机CA、CE完成封口装置的进料和输出。
权利要求
1.一种生产用干带凸缘的容器的封口装置(1)的方法，该装置由一个带螺纹的封口装置(2)及从底部延伸出的防护圈(3)构成，防护圈(3)通过一个可破断的连接带(4)与封口装置(2)相连；此防护圈(3)具有一个具有受控变形的环状连接带(18)，该连接带的限定，一方面通过防护圈底部的一个内环突起(13)，其上表面(13a)基本垂直于装置(1)的轴线(1a)，其下表面(13b)相对于所述轴线(1a)倾斜成一锐角(α)，另一方面，通过防护圈上部的一个外环突起(7)；本方法包括的步骤有，对所述装置(1)的模制、脱模、以及沿平行其轴线(1a)的方向的退出，其特征在于包括一个对防护圈(3)的预成形过程，它包括—将一个圆柱形芯棒(M)轴向地插入所述装置(1)，芯棒的直径比带螺纹的封口装置(2)的螺纹(21)内径稍小，芯棒表面具有一个环状凸缘(C)，使得插入后，内环突起(13)的下表面(13b)顶靠在所述凸缘(C)上；然后，—对所述装置和/或芯棒(M)施加一个压力(E、E’)，压力的强度要足以保证芯棒在与凸缘(C)相接触的防护圈内部的一个相对行程，使芯棒达到一个预成形位置并停留一定的时间，从而连带地形成连接带(18)的受控的向外弯曲，及内环突起(13)朝向封口装置(2)的残余偏转，使得在压力(E、E’)解除及芯棒(M)退出后，内环突起的上表面(13a)相对于装置轴线(1a)的垂直线(N)保持一个倾斜角(δ)。
2.根据权利要求1的一种方法，其特征在于，当装置一从模具中退出，就对其进行热态预成形。
3.根据权利要求1的一种方法，其特征在于，预成形是在装置从模具中退出后，在冷却期间或在冷却并全部抽出构成防护圈(3)的材料之后进行的。
4.根据以上的任意一个权利要求的一种方法，其特征在于，预成形的幅度要至少能补偿装置从模具退出过程中所形成的原始变形(90)。
5.根据以上的任意一个权利要求的一种方法，其特征在于，压力(E，E’)的强度、持续时间和芯棒(M)相对行程的确定，依赖于构成防护圈(3)的材料的机械特性。
6.根据以上的任意一个权利要求的一种方法，其特征在于，压力(E、E’)的强度、持续时间和芯棒(M)相对行程的确定，依赖于预成形时防护圈(3)的温度。
7.根据以上的任意一个权利要求的一种方法，其特征在于，芯棒(M)的相对行程及它在预成形位置停留时间的确定，分别依赖于内环突起(13)的几何形状，以及针对容器凸缘的外形具有受控的变形的连接带(18)的几何形状。
8.根据以上的任意一个权利要求的一种方法，其特征在于，内环突起(13)的上表面(13a)相对于该封口装置轴线(1c)的垂直线(N)的残余倾斜角(δ)小于或等于25°，且最好在10°到15°之间。
9.根据以上的任意一个权利要求的一种方法，其特征在于，防护圈(3)底部的外侧面相对于且朝向该装置(1)轴线(1a)的残余倾斜角(ψ)在0°到15°之间。
10.根据以上的任意一个权利要求的一种方法，其特征在于，弯曲的形成是沿着位于连接带(18)上的一条环形线(L)，且按照受控的变形，以保证构成防护圈的聚合物的分子链在这条环形线上的选择的定向排列。
11.根据以上的任意一个权利要求的一种方法，其特征在于，压力(E、E’)作用于封口装置(2)及/或芯棒(M)上，压力的持续时间长于或等于芯棒在预成形位置的停留时间。
12.根据以上的任意一个权利要求的一种方法，其特征在于，压力的强度为10到100daN，芯棒(M)在预成形位置的停留时间为0.3至5秒。
13.根据以上的任意一个权利要求的一种方法，其特征在于，封口装置(1)的制造材料是一种具有形状记忆特性的塑料。
14.一台连续实施根据以上的任意一个权利要求的生产方法，尤其是预成形过程的机器，这种机器包括一个具有防护圈(3)的封口装置(1)的分配器(D)，传送机(CA，CE)-分别用来将所述装置(1)先从分配器(D)传送到一个预成形单元(F)，再从所述单元(F)传送到一个收存装置(R)，其特征在于，所述预成形单元(F)包括—一个绕垂直轴转动的平台(P)，平台(P)支持一个托架(K)，托架用来支撑和固定装置(1)，使它们的防护圈(3)保持稳固地向上；—通过轴承(Pa)滑动的竖杆，竖杆下端支持一个带外环凸缘(C)的圆柱形芯棒(M)，通过竖杆(T)施加压力(E、E’)，芯棒被插入所述装置(1)，使凸缘(C)与防护圈(3)的内环突起(13)相接触。
15.一种根据权利要求14的机器，其特征在于，所述的用来支撑和定位的托架(K)由一个外周具有多个凹槽(ka)的圆盘构成，这些凹槽的作用是安放、对正并固定装置(1)的封口装置(2)。
16.一种根据权利要求14或15的机器，其特征在于，预成形阶段对应于所述托架(K)的一个角扇区部分(S)。
17.一种根据权利要求14到16中任意一个的机器，其特征在于，芯棒(M)的顶端有斜倒向，它的轮廓和几何形状的确定依赖于凸缘(C)的位置，使得芯棒在预成形中，同封口装置(2)的底部和内壁都没有任何接触。
18.一种根据权利要求14到17中任意一个的机器，其特征在于，所述外环凸缘(C)具有一个有用部位，其构成为一个倾斜的工作平面(C1)，经过一段曲线形侧边缘(C2)，延伸到一个非工作面(C3)它们的轮廓和几何形状与防护圈(3)内环突起(13)的下表面(13b)相适应。
19.一种根据权利要求14至18中任意一个的机器，其特征在于，所述的用以支撑和定位的托架(K)通过机械同步与旋转齿轮(DA、DE)相连，与传送机(CA、CE)配合，完成供料与输出。
全文摘要
本发明涉及一种生产封口装置(1)的改进方法。该装置由封口装置(2)和防护圈(3)构成，防护圈包含环形连接带(18)和内环突起(13)。根据该发明，防护圈(3)的预成型过程是；先将一个芯棒(M)插入装置(1)，使突起(13)接触到芯棒上的凸缘(C)，然后施加一个压力(E，E′)，使芯棒(M)达到预成型位置并停留一定的时间，从而产生连接带(18)的弯曲及突起(13)的残余偏转，使突起的上表面(13a)相对于装置轴线的垂直线(N)保持一个倾斜角(δ)。
文档编号B67B3/00GK1141841SQ9510706
公开日1997年2月5日 申请日期1995年6月20日 优先权日1994年6月21日
发明者阿兰·G·弗朗肖特, 文森·格拉齐, 皮埃尔·B·佩勒诺 申请人:自动铸模公司