专利名称：分配封盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有一自闭阀的分配封盖以及组装这种封盖的方法。自闭阀指的是实质上一体的阀，该阀由弹性材料注塑成型，并在使用中响应在相关的液体产品产生的升高的压力而打开，且当压力随后降低到大气压时，该阀再次自动地并以自密封的方式闭合。已经提出了供各种液体食品，如调味番茄酱和家用产品，如洗涤液用的自闭阀。
众所周知，现有的带有自闭阀的分配封盖是基本上由三部分形成的单一零件，三部分即(a)形成有分配开口的分配头，所述开口在分配操作后能自动再闭合，(b)安装环，作为一个整体的阀通过该部分能安装在封盖主体中，(c)将分配头和安装环相互连接的连接壁。
为了执行所需的功能，分配头及连接壁需要是柔性的，由于具有与分配头和连接壁相同的较薄的材料，随着在分配过程中作用在安装环上的较大的压力，安装环本身会受到损坏。仍然需要形成和封盖主体的紧密密封，防止产品泄漏。
在具有至今已获得商业成功的自闭阀的分配封盖中，利用封盖主体的两个零件将安装环固定在封盖中，这两个零件是按扣配合在一起的，以便以密封的方式将安装环夹持在它们之间。然而，尽管这种结构就它们的工作性能而言已经令人满意了，但由于这三个零件的出现和需要将它们组装在一起，这种结构具有高制造成本。在某些方案中在组装于封盖内之前已经将安装环粘接或以其他方式连接于一支承环，并且进一步增加了制造成本。
本发明寻求使一自闭阀能以同时具有低制造成本和高密封整体性的方式紧固在封盖中。按照本发明的一个方面，提供了一种将具有一安装环的自闭阀紧固在一分配封盖的组件中的方法，该方法的特征在于以下步骤a)为阀盖主体提供一向下指向的接合面和一通常为圆筒形裙壁，所述接合面围绕其内将设置该阀的一分配孔，所述裙壁的尺寸被确定成接收安装环并沿封盖向下延伸到在轴向上与接合面间隔开的一自由缘，包括自由缘的裙壁的一部分可向内变形；
b)为自闭阀的安装环提供一可与封盖主体的接合面接合的向上指向的接合面；c)使阀进入封盖主体的裙壁，使接合面相对；d)抵着安装环向内弯折裙壁的可变形部分，以使其夹持住安装环，同时使接合面相互靠合以及封盖主体和阀处于密封关系。优选地，封盖主体和阀之间的一密封设置在接合面的界面上。
本发明的第二方面提供了一种容器上或容器用的分配封盖，其包括具有一分配孔的封盖主体，一环绕该孔的向下指向的接合面，和沿封盖向下延伸到一与所述接合面间隔开的自由缘的圆筒形裙壁，封盖还包括一具有一安装环的自闭阀，安装环上形成有一向上指向的接合面，阀被容纳在裙壁内，其接合面与封盖主体的接合面靠合并通过裙壁的向内弯折且为弹性的包括自由缘的部分保持在位，封盖主体和阀以密封关系优选设置在界面处。
在前面的两个段落中，优选利用可能是加热的或者可能由两个或多个相对可动的部分构成的芯棒使封盖主体裙壁的自由缘向内弯折，在阀已经被插入裙壁后，使芯棒与封盖主体裙壁啮合。然而，作为一种替换，可以使用一个或多个绕自由缘部分的圆周依次移动的辊。
为了更好地理解本发明，下面通过例子及参照附图描述本发明的两个分配封盖及其组装方法，其中
图1是中央纵剖面图示出的组装前的第一封盖的分解图；图2是在组装的中间阶段的第一封盖的局部放大图；图3示出了更大放大倍数的图2的部分，涉及到三部分芯棒，通过该芯棒，第一封盖的封盖主体的裙壁的夹紧环形成部分向内围绕自闭阀的安装环变形；图4与图2相似，示出了组装后的第一封盖；图5是第二封盖的与图2对应的图；图6示出了与图4对应的第二封盖；图7示出了图5中改进的第二封盖的一部分。
在图1-4中，附图标记10表示封盖主体，附图标记12表示按照本发明讲授的方法组装到主体上以形成螺旋封盖的自闭阀。
组装后的封盖要适于安装到相关的塑料挤瓶(未示出)的瓶颈上，塑料挤瓶中装有例如液体肥皂的液体产品。为此目的，封盖主体10具有螺纹14(图1)。主体可由标准的热塑性聚合物，如聚乙烯或聚丙烯注塑成型。
附图示出的封盖处于当相关的瓶向上直立在水平面上时的方位。因此，瓶的分配方向是向上的，如图所示，在整个说明书和权利要求书中，词“向上”(“上部”)和“向下”(“下部”)通常分别被用来指示封盖的相对于封装产品的外部和内部。词“向内”(“内部”)和“向外”(“外部”)相应地用于径向方向。
自闭阀12由热塑性弹性体(TPE)或液态硅橡胶(例如，在UK，Bayer公司有售，商标名为SILOPREN)整体注塑成型。在平面图中，自闭阀是环形的，并具有三个部分，即形成环绕阀的连续边缘区域的安装环20，中心阀头24和将安装环连接到阀头的管状连接壁22。
安装环20在竖直方向上是细长的，并具有径向圆筒形内表面26和外表面28。安装环的径向厚度比连接壁22的厚度大，连接壁由安装环的内圆周面向上延伸。在连接壁的径向外侧，安装环具有形成接合面30的斜肩，为了后面将变明确的目的，接合面30向上和向外延伸，如图所示。可以环绕内表面形成如图所示的矩形截面槽31，以便于脱模。安装环的底端自由缘是环形，在图3中用附图标记93表示。
阀头24相对于封盖的外部是中凹的，且其厚度从形成其外圆周的圆筒形面40向其中心线XX(图2，4)逐渐减小。其外表面42是弧形，其内表面48同样是弧形。阀头的表面40，42会聚于锐角构成的圆形自由缘50，该自由缘形成如图示的阀头最顶点。
阀头24形成有两条相同的直切口52A，52B，这两条直切口相交于在中心线XX上的它们的中点。切口相互垂直，并且每个切口均穿透阀头的厚度。这些切口组合在一起形成四个单独的可动舌片，各舌片沿着正方形的各个边连接到阀头上，其顶点重合在中心线上。在图2和4中可以完整地看到这样一个舌片53。
连接壁22具有基本上圆筒形的内表面54和外表面56，其中内表面54通常构成安装环20的内表面26的向上续延。在连接壁的上端，连接壁以一径向延伸、短且薄、向内弯的边缘60与阀头24的圆筒形外表面40相连，边缘60一般为0.3mm厚。
边缘60以一低于阀头顶端自由缘50的距离与阀头的侧表面40相连。阀头位于边缘上方且包括自由缘50的部分相应地构成一向上倾斜并相对顺从的凸缘59，该凸缘能促进无滴落(drip-free)产品的流动，并相对于如果需要的活动盖(未示出)的平面形成对产品密封。为此，从图3中可具体看到，凸缘伸出封盖主体10的周围的和平的上表面62。
连接壁22基本上比边缘60厚，边缘60形成低弯曲韧性的合叶，阀头24通过该边缘与连接壁相连接。
封盖主体10具有通常平的顶部64，其上形成有上表面62。圆周裙壁66(图1)环绕顶部并从其上悬垂下来，裙壁上有螺纹14。
尤其参照图3，顶部64形成有圆形分配孔68，自闭阀12安装在孔中。孔由向下、向内延伸的截头圆锥形面69形成，向下、向内延伸的凸缘70的上表面设置在面69的底端。凸缘70的厚度向其自由端逐渐变小，并具有形成一接合面72的下凸肩，该凸肩与自闭阀的接合面30互补。
管式裙壁74从环绕凸缘70的顶部64的下表面76处伸出。该裙壁的上部呈圆筒形并基本上是刚性的，其内径和长度可以容纳自闭阀12的安装环20。在裙壁上部下方，裙壁终止于夹紧环80，夹紧环的厚度基本上小于上部的厚度，并向其自由端82方向逐渐增加。
在其上部，夹紧环80具有一般0.3mm厚的薄片合叶84，夹紧环通过该合叶连接到裙壁的上部78。薄片合叶能使夹紧环移动到下面所描述的折叠位置。
图1-3示出了封盖主体10的模塑状态下的夹紧环80，可以看到，当从在其中形成夹紧环的注塑模型中注射成型后，该环向下并向内倾斜一个小角度。为了组装封盖，从由夹紧环80形成的开口向上(相对于封盖主体)推自闭阀12，一直到它装配在图2和3所示的相关位置。插入后，凸缘70和夹紧环80弹性地将阀夹持在封盖主体10内，使得在连接组装操作之间能安全地运输封盖。另一种组装方法是，通过如图示的向下移动阀通过凸缘70，将阀装入封盖主体中。
为了完成封盖的组装，按以下描述操作具有三个相对可动部分90A，90B和90C的芯棒，以致随着在薄片合叶84处的弯折，使夹紧环向内弯曲并转向安装环20的自由边缘93。夹紧环是无接头的，因此，在其向内和向上移动过程中，它受到圆周方向的压力，具有一定程度的变形。然而，一旦它通过平面状态(即，图示水平状态)，它就能膨胀成与安装环的内侧面26紧密弹性接触。因此，安装环被牢固地夹靠在封盖主体裙壁74的刚性上部78上。
随着夹紧环80向内和向上移动，它在自己的内表面96处接触到安装环20的底端，从而作为一个整体抬起阀12，直到接合面30，72相互接合、继续的向上移动被阻止为止。上述动作几乎在夹紧环接触到面26的同时发生；因此，如图4所示，安装环被裙壁74牢固地和弹性地夹持，其中安装环的凸肩30靠在封盖主体的接合面72上，以形成防产品漏泄的密封。
图3示出了在封盖的最上端位置的芯棒的三个部分90A，90B和90C，可以理解它们是从一个较低的退回位置(未示出)上升到该位置，在退回位置它们均不与封盖接触。
芯棒各部分顺序上升顶着封盖，从而实现夹紧环80的向内和向上折叠。套叠地设置芯棒各部分，部分90A在最外面，部分90C在最里面。
芯棒的外侧部分90A首先接触到封盖。该部分不参与上述的折叠操作，而是在发生折叠的同时为裙壁74提供外部支撑。为此，该部分90A具有按一定尺寸制成的圆筒形自由端部分98，以便紧密地环绕裙壁的上部78。在自由端部分下方有一突出部92，形成该部分以使其在薄片合叶84处紧贴接合裙壁的外侧，为的是抵抗裙壁在该位置的弯折。
在芯棒外侧部分已经上升到其支撑位置后，芯棒的中间或第二部分90B上升到与夹紧环80的自由端接合。中间部分90B具有仿形上表面94，利用该表面94，中间部分使夹紧环向内和向上移动到处于水平面下约30°角的位置。然后，内侧芯棒部分90C接着工作，通过其上表面99与夹紧环接合，从而使夹紧环上升通过水平面，直到夹紧环能自动地弹性膨胀靠在安装环的内表面26上。然后，芯棒各部分90A，90B，90C再次下降到其为下一个封盖准备的退回位置。
尽管附图中没有图示，但可以使内侧芯棒部分90C与阀头24的下侧接合，以便有助于阀相对于封盖主体10的向上移动。如果需要的话，该功能可通过套叠设置在部分90C内的芯棒的第四部分提供。
尽管通常优选的夹紧环80在圆周上是连续的，但在可能的改进中，利用形成在圆周上一个或多个位置上的一个槽或多个槽，可将环制作成不连续的。所述槽便于使夹紧环向内和向上弯曲到其夹紧位置，但会减小环所能够施加的夹紧压力。而且，槽的数目少，例如有一个、两个、三个或四个，并且由此产生的环的各个分部分具有足够的角度，以便各自独立地产生和保持所需的夹紧力。
为了使用，将组装后的封盖安装到液体产品的塑料挤瓶(未示出)上。活动瓶盖可以安装在封盖的上方，并与封盖主体10的截头圆锥形面69和/或上表面62以及自闭阀12的凸缘59密封接合。而且，可以方便地使裙壁74的上部78用作用于瓶颈内密封的套管密封。
当将瓶子倒转过来并挤压时，增加的产品压力使舌片53以公知的方式分开，以便允许产品分配。由于接合面30，72的取向，增加的产品压力也使在它们之间的界面上的接触压力增加，结果是在界面上形成的密封的可靠性通常和产品压力相一致地增加。分配后，松开瓶子，舌片53最终回到图示的位置，为的是象所希望的那样相互地再次密封。
芯棒90可以在常温下(即，在环境温度下)使用，但对于本发明的某些应用，最好加热使用。在一个改进的组装方法中，用辊或辊组(常温或加热)代替了芯棒，利用这些辊和辊组，夹紧环80逐渐向内折叠到其所希望的位置，靠压在安装环20上。
图5和6示出了又一个实现本发明的封盖。该封盖与图1-4的封盖有许多相似之处，为清楚起见，与前面相同的附图标记添有前缀1，用来指示相同或相似的部分。
在该第二实施例中，封盖阀112的安装环上形成有矩形截面的向内的凸起180，该凸起在大约第一实施例中凹槽31的位置绕安装环的内表面连续延伸。凸起8有助于模塑后阀的脱模，并确保例如在旋转进给机上的组装的阀的脱离。
第二实施例和第一实施例之间的又一个差别在于封盖主体110的夹紧环180与阀112的安装环120的接合。在该实施例中，接合主要发生在安装环的底端内侧角处。
从图5可进一步看出，安装环120紧密地(推进)装配在封盖主体裙壁174的上部178中。当安装环响应在其中的产品压力径向膨胀时，在接合处形成的圆筒形界面能构成在分配过程中防止产品逸出的密封。该密封可以补充或替代如前述的在封盖主体凸缘170和安装环的凸肩130的倾斜界面处的密封。同前面的实施例一样，优选的安装环在其任一个底角处都没有倒圆。这样，安装环的底面93，193的宽度能够最大化，以便于利用脱模板从模具中脱出。
图示和描述的防止产品从封盖漏泄的另一个或可替换的密封设置在主体凸缘70，170的尖端，该处与阀12，112的连接壁22，122接合。为此，凸缘可与连接壁的外表面压配合。
图7示出了图5和6的实施例的一个变化，其中现标记为110’的封盖主体被加工成所需的尺寸，以便与阀112的连接壁122下部200压配合。为此目的，封盖主体从倾斜接合面172向上延伸成一圆筒形表面201。
在表面201和壁部分200之间在直径上的干涉程度一般为0.1mm，由于强加给阀的这种限制条件，基本上减小了阀的安装环120局部脱离与封盖主体的合适的密封配合的倾向(例如，在清洗过程中)。在附图中标记为202的连接壁的上部不受限制地离开封盖主体，以便允许阀有一个必要的自由度，因此当为分配产品需要打开分配孔时，阀头124能径向膨胀。
自闭阀12，112的设计以使它们的材料量和制造成本最少为目的。特别是，由于阀的连接壁22，122通常是圆筒形并被轴向引导，在分配过程中和其后，阀头被限制在主体的基本上相同的位置。而且，本发明可以应用于这种自闭阀，随着相关容器的内部压力的增加或减小，所述阀的连接壁的长度能变化得超出或回缩在分配头中。因此本发明可与这种自闭阀一起使用，所述阀的连接壁包括滚动隔板，或者另一种是能提供一种双稳运行特征，该双稳运行的特征公开在我们共同悬而未决的国际专利申请№PCT/GB98/02230中。
权利要求
1.一种将具有安装环(20，120)的一自闭阀(12，112)紧固在一分配封盖的组件中的方法，该方法的特征在于以下步骤a)为阀盖主体(10，110)提供一向下指向的接合面(72，172)和一通常为圆筒形裙壁(74，174)，所述接合面(72，172)围绕其内将设置该阀的一分配孔(68，168)，所述裙壁(74，174)的尺寸被确定成接收安装环并沿封盖向下延伸到在轴向上与接合面间隔开的一自由缘(82，182)，包括自由缘(82，182)的裙壁的一部分(80，180)可向内变形；b)为自闭阀(12，112)的安装环(20，120)提供一可与封盖主体(10，110)的接合面(72，172)接合的向上指向的接合面(30，130)；c)使阀(12，112)进入封盖主体(10，110)的裙壁(74，174)，使接合面(30，72和130，172)相对；d)抵着安装环(20，120)向内弯折裙壁(74，174)的可变形部分(80，180)，以使其夹持住安装环，同时使接合面(30，72和130，172)相互靠合以及封盖主体(10，110)和阀(12，112)处于密封关系。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于通过沿向上的方向即沿分配产品流动的相同方向经分配孔(68，168)移动自闭阀(12，112)来执行步骤(c)
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于通过朝着裙壁(74，174)的可变形部分(80，180)被升高的一芯棒(90)来执行步骤(d)。
4.按照权利要求3的方法，其特征在于为了实现步骤(d)，芯棒(90)具有第一和第二部分(90B，90C)，其被设置成在裙壁(74，174)的可变形部分(80，180)上按顺序操作。
5.按照权利要求3或4的方法，其特征在于芯棒(90)包括一部分(90A)，其被设置成在进行步骤(d)时为裙壁(74，174)提供外约束。
6.按照权利要求3-5任一项的方法，其特征在于芯棒(90)附带地直接与自闭阀(12，112)接合。
7.一种容器上或容器用的分配封盖，其包括具有一分配孔(68，168)的封盖主体(10，110)，一环绕该孔的向下指向的接合面(72，172)，和沿封盖向下延伸到一与所述接合面间隔开的自由缘(80，180)的圆筒形裙壁(74，174)，封盖还包括一具有一安装环(20，120)的自闭阀(12，112)，安装环上形成有一向上指向的接合面(30，130)，阀(12，112)被容纳在裙壁(74，174)内，其接合面(30，130)与封盖主体(10，110，110’)的接合面(72，172)靠合并通过裙壁(74，174)的向内弯折且为弹性的包括自由缘(82，182)的部分(80，180)保持在位，封盖主体(10，110，110，)和阀(12，112)以密封关系设置。
8.按照权利要求7的分配封盖，其特征在于封盖主体(10，110，110’)和阀(12，112)在它们的接合面(72，30和172，130)的接合处形成一密封。
9.按照权利要求7或8的分配封盖，其特征在于封盖主体(10，110)的接合面(72，172)形成在楔形凸缘(70，170)的下侧。
10.按照权利要求9的分配封盖，其特征在于凸缘(70，170)的自由缘与阀(12，112)的连接壁(22，122)接合。
11.按照权利要求7或8的分配封盖，其特征在于封盖主体(110’)具有一大体圆筒形表面(201)，该表面由接合面(172)向上延伸，与阀(112)的连接壁(122)的一下部(200)接合。
12.按照权利要求7-11任一项的分配封盖，其特征在于封盖主体(110，110’)在一圆筒表界面处与阀(112)的安装环(120)接合。
13.按照权利要求12的分配封盖，其特征在于在圆筒形界面处形成一密封。
14.按照权利要求7-13任一项的分配封盖，其特征在于裙壁(74，174)的上部(78，178)适于在相关容器的口部形成密封接合。
15.按照权利要求7-14任一项的分配封盖，其特征在于阀(12，112)的连接壁(22，122)是大体圆筒形的。
16.按照权利要求7-15任一项的分配封盖，其特征在于裙壁(74，174)的向内弯折部分(80，180)在圆周上是连续的。
全文摘要
一种液体产品,如液体肥皂用分配封盖,该封盖具有自闭阀(12,112),自闭阀具有安装环(20,120)和通过圆筒形连接壁(22,122)与安装环(24,124)连接的分配头。阀位于封盖主体(10,110,110’)的分配孔(68,168)中,从而形成防止产品泄漏的密封。封盖主体的弹性夹紧环(80,180)使安装环保持在其密封位置,利用三部分芯棒(90)使夹紧环朝着安装环向内弯折。
文档编号B65D47/20GK1326412SQ99813329
公开日2001年12月12日 申请日期1999年11月12日 优先权日1998年11月17日
发明者D·D·帕特曼, C·P·拉姆齐 申请人:皇冠塞及密封技术公司