затвор с пробойником

Формула изобретения

1. Затвор из пластика, размещаемый над пробиваемым местом закрытой емкости (В) и состоящий из нижней части (2) в виде шпунта с цилиндрической сливной горловиной (20), соединенной или соединяемой с емкостью, и винтового колпачка (4), навинчиваемого на нижнюю часть (2), а также цилиндрического пробойника (3), который открыт с обеих сторон в осевом направлении и установлен в нижней части с возможностью перемещения, причем в винтовом колпачке (4) имеются средства (44) для перемещения пробойника (3) винтообразно вниз при первом отвинчивании винтового колпачка, отличающийся тем, что пробойник (3) снабжен, по меньшей мере, двумя режущими элементами (33), расположенными друг за другом с расстоянием, на угол смещения более 100° и менее 180°, так что после поворота пробойника (3) на угол смещения возникает единая линия резания 2 , при этом в неразрезанной зоне действует вытесняющий элемент (34, 35, 38), который смещает частично вырезанный кусок емкости из зоны сливной горловины (20).

2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что вытесняющий элемент комбинирован с опережающим режущим элементом (33) в один элемент (34, 38).

3. Затвор по п.2, отличающийся тем, что опережающий режущий элемент (33) имеет режущую кромку (37), которая переходит в действующую в качестве вытесняющего элемента вытесняющую кромку (38), причем режущая кромка (37) имеет такую длину, что во время винтообразного движения после поворота (D) пробойника (3), по меньшей мере, приблизительно на угол смещения вытесняющая кромка (38) смещает неразрезанный участок емкости (В) из зоны сливной горловины (20).

4. Затвор по п.1, отличающийся тем, что в направлении вращения пробойника (3) имеется опережающий передний режущий элемент (33) вытесняющий элемент (35), отделенный от режущего элемента.

5. Затвор по п.4, отличающийся тем, что оба режущих элемента (33) и вытесняющий элемент (35) соединены за одно целое с пробойником (3).

6. Затвор по п.1, отличающийся тем, что оба режущих элемента (33) и вытесняющий элемент (34) смещены концентрично боковой стенке цилиндрического пробойника (3) к центру приблизительно на толщину части (31) кольцевой стенки.

7. Затвор по п.1, отличающийся тем, что пробойник (3) с режущими элементами (33) имеет осевую длину, которая максимально соответствует осевой длине цилиндрической сливной горловины (20).

8. Затвор по п.4, отличающийся тем, что вытесняющий элемент (35) короче обоих режущих элементов (33) на осевое расстояние, соответствующее отрезку осевого движения, который оба режущих элемента (33) прошли при повороте пробойника (3) на угол смещения.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к затвору из пластика, размещаемому над пробиваемым местом закрытой емкости и состоящему из нижней части в форме шпунта с цилиндрической сливной горловиной, соединенной или соединяемой с емкостью, и винтового колпачка, навинчиваемого на нижнюю часть, а также цилиндрического пробойника, который открыт с обеих сторон в осевом направлении и установлен в нижней части с возможностью перемещения, причем в винтовом колпачке имеются средства, которые при первом отвинчивании винтового колпачка перемещают пробойник винтообразно вниз.

Затворы из пластика, состоящие из трех частей, как описано выше, а именно нижней части в форме шпунта с цилиндрической сливной горловиной, перемещаемого в ней цилиндрического пробойника и винтового колпачка, содержащего средства для перемещения пробойника, известны в самых различных вариантах выполнения. Такие затворы размещают на мягких упаковочных емкостях. Емкости состоят из многослойных пленок, содержащих обычно один или несколько бумажных или картонных слоев, один или несколько слоев полимерной пленки и, по меньшей мере, один барьерный слой, например, из алюминия. В зоне размещаемых затворов упаковки имеют соответственно предварительную насечку в местах пробивания. Обычно пробойник затвора в большинстве случаев должен пробивать лишь самый внутренний компактный слой полимерной пленки и алюминиевый слой.

У большинства известных форм выполнения пробойник расположен так, что он совершает только поступательное движение внутрь упаковки. Например, в ЕР-А-0328652 (Топпан Принтинг Ко. Лтд.) раскрыто решение, при котором в винтовом колпачке по центру на внутренней стенке выполнена кулисообразная винтовая линия, тогда как пробойник имеет аналогичную встречную резьбу и одновременно снабжен кулачками, предотвращающими проворачивание относительно сливного шпунта. Решение практически такого же действия известно также из WO 99/62776 (Краун Корк энд Сил Текнолоджиз Корп.). Также из GB-А-2241224 известен затвор со сливом в виде шпунта, в котором движется пробойник с направляющими кулачками, причем направляющие кулачки входят в аксиально проходящие пазы, тогда как пробойник имеет внутреннюю резьбу, которая взаимодействует с центральной кольцевой стенкой в винтовом колпачке, причем центральная стенка имеет внешнюю резьбу. Одновременно между винтовым колпачком и сливным шпунтом имеется резьбовое соединение.

Это последнее решение в GB-А-2241224 функционирует не с пробиваемым местом в упаковке, а сливной шпунт уже приварен изнутри к внутренней стенке упаковки, а на фланце сливного шпунта внутри размещена дополнительная пленка. Такая затворная пленка может иметь любые свойства, отличающиеся от собственно упаковки. Соответственно форма пробойника может быть произвольной, как, например, в решении на фиг. 1 упомянутой публикации, или по периферии пробойника могут быть предусмотрены несколько перфорирующих зубчиков. Совершенно аналогичным образом в ЕР-А-0328652 раскрыт пробойник, имеющий на нижнем краю множество перфорирующих зубчиков. То же относится к уже названной публикации WO 99/62776.

В противоположность вышеприведенным документам в WO 95/05996 (Интернэшнл Пейпер Компани) раскрыт затвор, у которого пробойник совершает не только чисто поступательное движение, но и винтовое движение. Пробойник имеет соответственно внешнюю резьбу, которая входит во внутреннюю резьбу в сливном шпунте. Пробойник выполнен с возможностью придания ему соответствующего винтового движения с помощью поводков в винтовом колпачке. При отвинчивании винтового колпачка пробойник, совершая винтовое движение, одновременно движется вниз внутрь откупориваемой емкости. Совершенно аналогично известным до сих пор решениям здесь пробойник также имеет вдоль своего нижнего края множество перфорирующих зубчиков.

Практически все имеющиеся сегодня на рынке затворы представляющего здесь интерес рода подавали повод к большим проблемам. В то время как первые, документально здесь не упомянутые, решения работали практически без перфорирующих зубчиков, и стенка емкости разрушалась где-нибудь, разработчики полагали справиться с проблемой благодаря перфорирующим зубчикам. Это, однако, не так. Одна из основных причин заключается в том, что все решения требуют больших усилий при откупоривании. Практически у всех решений по всей периферии в пленке перфорируется одновременно много мест. Если бы зубчики находились именно в тех местах, которые находятся вертикально над предварительно разрезанной пленкой, то, вероятно, такое решение было бы приемлемым. Это, однако, потребовало бы точного, практически до десятой доли миллиметра закрепления затвора на емкости. Это, однако, просто невозможно. Соответственно зубчики врезались бы также в зоны упаковки, где нет предварительной насечки. Для этого требуется не только существенно больше силы, но и одновременно вообще не происходит перфорирования пленки, а возникает чисто тянущее воздействие на пленку. В то время как пленки в большинстве случаев восприимчивы к перфорированию, большинство пленок чрезвычайно стойки к растягивающим усилиям.

У выполнения согласно WO 95/05996 не было обнаружено, что в раскрытом здесь решении достигается, по существу, режущее действие вместо пробивающего действия. Соответственно сама по себе концепция с множеством перфорирующих зубчиков бессмысленна. К тому же уже при малом угле поворота из упаковки вырезается вся внутренняя область, которая падает в содержимое емкости. Это не только нежелательно и негигиенично, но и приводит дополнительно к тому, что во время выливания отделенная часть снова попадает в зону слива и приводит к неконтролируемым сливным свойствам.

Следовательно, задачей настоящего изобретения является усовершенствование затвора описанного выше рода таким образом, чтобы стало возможным легкое открывание, при котором одновременно могут быть устранены приведенные выше недостатки.

Эта задача решается посредством затвора, содержащего признаки п. 1 формулы.

Выбор угла смещения величиной менее 180° гарантирует то, что не произойдет полного вырезания участка упаковки, тогда как выбор угла смещения более 100° гарантирует то, что в тот момент, когда действует вытесняющий элемент, будет прорезано более половины периферии и тем самым уже прорезанная часть сможет быть откинута. Последнее само по себе произошло бы даже в том случае, если бы угол смещения составлял менее 100°, однако, с одной стороны, была бы велика опасность того, что вытесняющий элемент сместил бы в сторону не только уже отделенный участок, но и одновременно привел бы к разрыву также еще не прорезанного участка. Наконец, при угле смещения менее 100° открытая зона слива была бы слишком сильно ограничена.

Другие предпочтительные формы выполнения объекта изобретения следуют из зависимых пунктов, а их значение и принцип действия поясняются в последующем описании со ссылкой на прилагаемый чертеж.

На чертеже изображена предпочтительная форма выполнения объекта изобретения. На чертеже представляют:

фиг. 1 - вертикальный разрез затвора в смонтированном состоянии на емкости перед первым открыванием;

фиг. 2 - тот же затвор после первого открывания с отвинченным винтовым колпачком также в смонтированном состоянии в диаметральном вертикальном разрезе;

фиг. 3 - пробойник в положении изготовления, соединенный за одно целое с нижней частью также в диаметральном вертикальном разрезе;

фиг. 4 - затвор в смонтированном состоянии в рабочем положении, причем частично в разрезе изображена только упаковка;

фиг. 5 и 6 - схемы резания и сгиба для двух разных углов смещения.

Хотя изобретение относится, по существу, только к выполнению пробойника, для лучшего понимания вся конструкция затвора 1 изображена состоящей из трех частей. Это нижняя часть 2, прочно размещенная на емкости В, установленный в ней с возможностью винтового движения пробойник 3 и охватывающий нижнюю часть 2 сверху винтовой колпачок 4. Нижняя часть 2 содержит цилиндрическую сливную горловину 20, которая на конце переходит в нижний фланец 21 и имеет внутреннюю 22 и внешнюю 23 резьбы. Фланец 21 служит для прочного соединения с емкостью В. Эта емкость состоит из многослойной, изготовленной из пленок мягкой упаковки, причем многослойная пленка имеет так называемую предварительную насечку V, которая, по меньшей мере, частично пронизывает один или несколько слоев и определяет заданное отверстие. Для вскрытия емкости В многослойную пленку, следовательно, необходимо полностью пробить в зоне предварительной насечки V. Фланец 21 нижней части 2 может быть приварен или приклеен к многослойной пленке емкости В. Предварительная насечка V определяет круговую поверхность, которая должна находиться внутри отверстия цилиндрической сливной горловины 20. Диаметр предварительной насечки V на несколько процентов меньше диаметра сливной горловины 20. Напротив, диаметр предварительной насечки V довольно точно соответствует диаметру пробойника 3 или круговой траектории, которую режущие элементы пробойника совершают при своем движении. Внутренняя резьба 22 цилиндрической сливной горловины 20 является крупной резьбой. Это означает, что, с одной стороны, высота резьбы относительно велика и резьба имеет большой шаг. Следовательно, уже при повороте почти на 360° или менее пробойник 3 движется из своего первоначального монтажного положения, как показано на фиг. 1, в нижнее рабочее положение на фиг. 2. В противоположность этому внешняя резьба 23 выполнена в виде так называемой мелкой резьбы. Соответственно резьба 23 имеет лишь небольшую высоту сторон профиля, а шаг резьбы плоский. Для отвинчивания винтового колпачка 4 он должен сделать, следовательно, несколько оборотов.

Срабатывание пробойника 3 происходит посредством винтового колпачка 4. Винтовой колпачок 4 содержит крышку 40, к которой примыкает огибающая боковая стенка 41. Боковая стенка 41 имеет внутреннюю резьбу 42, которая выполнена в виде мелкой резьбы и подходит к внешней резьбе 23 цилиндрической сливной горловины 20. На нижней стороне крышки 40 отформована проходящая концентрично боковой стенке 41 кольцевая стенка 43. На этой концентричной кольцевой стенке 43, диаметр которой меньше внутреннего диаметра пробойника, отформованы средства в виде поводков 44. При вращении винтового колпачка 4 поводки 44 перемещают пробойник 3 во встречном направлении. В то время как винтовой колпачок 4 движется вверх, пробойник движется вниз, поскольку резьбы винтового колпачка 4 и нижней части 2 ориентированы навстречу направлению вращения резьб пробойника 3 и нижней части 2. Внизу на боковой стенке 41 посредством перемычек 46 в местах заданного разрушения отформована гарантийная полоска 45. Гарантийная полоска 45 удерживается задерживающими кулачками 24 в фиксированном положении и остается здесь также после первого открывания, как это видно на фиг. 2.

Пробойник 3, который, как изображено на фиг. 3, изготовлен предпочтительным образом за одно целое с нижней частью, состоит, по существу, из цилиндрической части 31 кольцевой стенки с внешней резьбой 32, которая также выполнена в виде крупной резьбы и подходит к внутренней резьбе 22 нижней части 2. На этой цилиндрической части 31 кольцевой стенки отформованы, по меньшей мере, два режущих элемента 33 и, по меньшей мере, один вытесняющий элемент 34, 35. Вытесняющий элемент 34 может быть комбинирован с режущим элементом 33 или, как видно на фиг. 2-4, выполнен в виде отдельного элемента 35. На разрезах на фиг. 1-3 виден соответственно только один режущий элемент 33. Лишь при виде сбоку на фиг. 4 видны оба режущих элемента 33. Режущие элементы 33, имеющие приблизительно треугольную форму, заканчиваются перфорирующим зубцом 36. Стрелка D указывает направление вращения пробойника. На передней в направлении вращения кромке непосредственно на перфорирующем зубце 36 отформована режущая кромка 37. Режущая кромка 37 переходит здесь в предпочтительной форме выполнения в вытесняющую кромку 38, которая образует здесь тем самым вытесняющий элемент 34 и является тем самым частью режущего элемента 33. На внутренней поверхности режущего элемента 33 над режущей кромкой 37 отформовано поводковое утолщение 39, в которое во время первого отвинчивания винтового колпачка 4 упирается поводок 44 и тем самым приводит пробойник 3 в винтовое движение. Решение с вытесняющей кромкой 38 является лишь одним из вариантов выполнения. Как уже сказано, может быть предусмотрен дополнительный отдельный вытесняющий элемент 35. Вытесняющий элемент 35 выполнен в осевом направлении пробойника 3 короче, чем режущий элемент 33. Соответственно вытесняющий элемент 35 входит в соприкосновение с пленкой емкости В лишь тогда, когда оба режущих элемента 33 образовали, по меньшей мере, приблизительно единую линию резания. Отдельный вытесняющий элемент 35 имеет в остальном приблизительно форму режущих элементов 33, однако выполнен с тупыми кромками и не содержит никакого перфорирующего зубца, а проходит скругленной дугой.

Со ссылкой на фиг. 5 и 6 ниже поясняется принцип действия затвора согласно изобретению. Оба режущих элемента 33 расположены друг за другом с расстоянием на угол смещения. В исходном положении перед первым открыванием затвора оба перфорирующих зубца 36 обоих режущих элементов 33 находятся в положениях а' и b'. После определенного угла опережения оба перфорирующих зубца 36 касаются разрезаемой пленки емкости в точках А и В. По отношению к направлению D вращения перфорирующий зубец одного режущего элемента опережает перфорирующий зубец второго режущего элемента на угол смещения. При дальнейшем вращении в направлении D перфорирующие зубцы 36 пробивают пленку, а в последующем они прорезают пленку, причем один режущий элемент проходит путь резания от точки А до точки В, тогда как другой режущий элемент откладывает от точки В до точки С линию резания. Как только пробойник будет повернут на угол смещения, возникнет единая линия 2 резания, проходящая от точки А до точки С. В этом положении режущая кромка 37, по меньшей мере, приблизительно полностью проникает сквозь пленку емкости внутрь, и, начиная от точки С, действует, с одной стороны, вытесняющая кромка 38 и/или вытесняющий элемент 35. Вытесняющая кромка 38 действует, начиная с точки С, тогда как вытесняющий элемент 35 в зоне VB относительно близко к предварительной насечке V лежит на еще не прорезанном участке. Подобно клапану вырезанный участок вдавливается внутрь в емкость. При этом предварительная насечка V служит практически линией сгиба. Эта ситуация хорошо видна, например, на фиг. 2. В зависимости от выбора угла смещения оставшаяся непрорезанной зона предварительной насечки V больше или меньше. Теоретически угол опережения должен составлять, по меньшей мере, 90°, однако этого практически недостаточно, и фактическая минимальная величина угла смещения должна быть больше 100°. Угол смещения должен быть, само собой разумеется, также меньше 180°, с тем чтобы линия резания не была огибающей и, следовательно, в пленке не был вырезан целый кружок, который мог быть упасть в емкость. В действительности максимальный угол смещения должен быть около 170°. Изображенные на фиг. 5 и 6 решения соответствуют реальным данным. Если работа осуществляется с отдельным вытесняющим элементом 35, то угол смещения может быть скорее меньше, поскольку в этом случае вытесняющий элемент уже может давить на пленку незадолго до того, как передний в направлении вращения режущий элемент достигнет точки С, в результате чего пленка незначительно давится вниз и тем самым возникает немного более длинная единая линия резания, чем теоретическая линия резания.

По сравнению с известными до сих пор пробойниками с множеством перфорирующих зубцов перфорирование происходит здесь только в двух точках. Это имеет то преимущество, что требуемое усилие меньше. Одновременно здесь возникает также настоящее движение резания. Режущая кромка 37 осуществляет как составляющую движения перпендикулярно линии резания, так и составляющую в направлении линии резания. Поскольку, однако, предварительная насечка V проходит также относительно близко от относительно жесткого соединения пленки с фланцем 21 нижней части 2, возникает определенное усилие резания.

Само собой разумеется, что крутизна крупной резьбы пробойника 3 и нижней части 2 должна быть ориентирована на геометрическую форму режущих элементов. Чисто вертикальная длина режущей кромки 37 должна быть равна шагу резьбы, который соответствует углу . Последнее важно, в частности, тогда, когда вытесняющий элемент комбинирован с режущим элементом.

Перечень ссылочных позиций

1 - затвор

2 - нижняя часть

3 - пробойник

4 - винтовой колпачок

20 - цилиндрическая сливная горловина

21 - фланец

22 - внутренняя резьба

23 - внешняя резьба

24 - задерживающий кулачок

31 - цилиндрическая часть кольцевой стенки

32 - внешняя резьба

33 - режущие элементы

34 - вытесняющий элемент

35 - отдельный вытесняющий элемент

36 - перфорирующий зубец

37 - режущая кромка

38 - вытесняющая кромка

39 - поводковое утолщение

40 - крышка

41 - боковая стенка

42 - внутренняя резьба

43 - концентричная кольцевая стенка

44 - поводок

45 - гарантийная полоска

46 - перемычки в местах заданного разрушения

В - емкость

V - предварительная насечка