在螺纹上带防逆转齿的塑料封盖 本发明一般涉及用于容器的带螺纹的塑料封盖，更具体来说，涉及具有一个或多个转动阻止凸起的用于容器的带螺纹的塑料封盖，所述转动阻止凸起与有关容器的通气槽配合动作以利于在除去封盖的过程中从容器内释放气体压力。
用于例如含碳酸气饮料或类似物的容器的带螺纹的塑料封盖已在市场上被广泛接受。这种封盖一般包括一个模制的封盖帽，该封盖帽具有一个顶壁部分和一个依附的圆筒形裙部。裙部包括一个内螺纹构造，用于啮合在有关容器上的相应的螺纹构造。与容器之间的需要的密封可以通过使封盖设置基本与顶壁部分相邻设置的密封衬垫而实现。在商业上已获特别成功的这种封盖公开在美国专利第4,343,754号、第4,378,893号和第4,497,765号中，所有这些专利在本说明书中用作参考。对于许多应用场合来说，这种封盖需要构制得可以指示滥用，例如，按照上述的美国专利第4,497,765号的技术内容构制，或者按照美国专利第4,938,370号、第4,978,017号和第5,004,112号的技术内容构制，所有这些专利在本说明书中用作参考。
如上所述，上述类型的封盖在商业中已很成功地用在具有含碳酸气内容物的容器上。因此，这种封盖一般构制得便于在去除封盖时通气及从容器内释放气体压力。具体来说，最好在封盖地螺纹构造与设置在有关容器的颈部上的螺纹脱离啮合之前，使这种气体压力从容器内释放出来。
虽然早已认识到在除去封盖的过程中气体可以通过沿着相互配合的螺纹构造的流动而从容器内流出，但是，已经采用了其它布置以利于气体流动。这种布置包括在容器中设置通气槽，所述通气槽一般是轴向的，并横过、基本中断容器的螺纹构造。同样，通过在封盖的侧壁中设置公知的轴向延伸的通气槽也可以中断封盖的螺纹以增大气流。
经验证明，在塑料封盖中采用中断的螺纹和/或通气槽有时可能降低封盖的最佳性能。虽然过去曾试图使这种封盖的通气通道的横截面积最大化，但是，最好使通气道之间的每个单独的封盖螺纹的长度最大化，从而使封盖的轴向强度和环绕强度(hoop strength)最大化。另外，已经证明，短的螺纹部分，由于容易使封盖翘起或误对准地施加，因而使封盖施加不当。另外，据信最好限制这种封盖通气通道的深度，从而使封盖在这种区域中的强度下降最小化。据信，在通气部位，封盖壁厚的减小可能导致在封盖模制过程中形成“编织/熔接线(knit/weld lines)”。在封盖模制过程中，熔化的塑料在注入模具时自然寻找阻力最小的流路。因此，壁厚增大的区域邻接的、封盖壁厚减小的区域可能不象较厚的相邻区域那样迅速地被注满。所导致的在通气通道区域中轴向形成的编织/熔接线自然表现出减小的强度，并可能不利地降低这种封盖的耐冲击性能。
根据上面的描述，据信需要使带螺纹的塑料封盖中设置的通气通道的数目最小，同时最好也使通气通道间的各螺纹部分的长度最大。与此相关，在现有技术中已经知道在塑料封盖的螺纹构造上或在其附近设置凸起，所述凸起用于阻止封盖相对于容器的相对转动。这些有时称为“减速凸块(speed bumps)”的凸起可以与容器的螺纹构造配合动作以阻止相对转动，还可以与容器的轴向延伸的通气槽配合动作以阻止这种转动。在去掉封盖时阻止封盖的转动有利于在配合的螺纹构造脱开啮合之前从容器内释放气体压力。
虽然这种转动阻止凸起是公知的，但是，它们使用也使封盖的应用复杂化。在高速施加封盖的过程中，这种凸起与有关容器的接合也可能不利地导致封盖的翘起，从而妨碍高速装瓶的效率。
本发明的目的是提供一种封盖，它具有改进的转动阻止凸起的布置，有利于在配合工作的封盖和容器的螺纹构造脱开啮合之前从有关的容器内释放气体压力。
体现本发明原理的塑料封盖包括至少一个与封盖的螺纹构造配合工作的转动阻止凸起。应注意的是，所述凸起相对于穿过其的封盖半径是非对称结构的，因而限定和形成了一个导向表面和一个干涉表面。导向表面沿着朝向螺纹构造的螺纹初始部的方向取向，有利于在高速施加过程中将封盖引导施加在容器上。区别在于，干涉表面被构制得可促进与有关容器，特别是容器限定的通气槽的干涉接合，从而在去除封盖的过程中阻止封盖相对于容器的转动。这有利于在封盖螺纹与容器的螺纹构造脱开啮合之前从容器内释放气体压力。
按照图示实施例，本发明的封盖包括一个封盖帽，该封盖帽包括一个顶壁部分，以及一个依附于顶壁部分的圆筒形裙部。圆筒形裙部包括一个在封盖圆周上延伸至少360°的内螺纹构造。在推荐的形式中，该螺纹构造沿封盖圆周延伸大于360°，从而至少部分地自身重叠。该螺纹构造包括在其与封盖帽顶壁部分相隔最远的端部的螺纹初始部。螺纹初始部是在高速施加过程中螺纹首先进入与有关容器的螺纹构造啮合的那个部分。
本发明的封盖包括至少一个，最好是多个转动阻止凸起，它们相邻于螺纹构造设置在裙部的内表面上，以便与有关容器上的相配合的螺纹构造接合。一个转动阻止凸起按照与螺纹初始部在周向上相隔开的关系，邻近于螺纹构造设置。重要之处在于，凸起相对于封盖的穿过凸起的半径是非对称结构的。由于这种结构，凸起限定一个沿着螺纹构造朝向螺纹初始部的方向取向的导向表面，以及一个沿着螺纹构造背离螺纹初始部的方向取向的干涉表面。凸起的干涉表面的取向相对于穿过凸起的封盖半径成一个在大约0°和45°之间的角度。对比而言，导向表面的取向相对于穿过凸起的封盖半径成一个在大约70°和90°之间的角度，因而提供了一个倾斜的“坡面”，顺利地与容器螺纹接合，从而有利于高速施加。借助这种布置，干涉表面限定了一个在去除封盖过程中与有关容器接合的更陡的表面。具体来说，在通气槽横断容器的螺纹构造的情况下，在除去封盖的过程中，每个凸起的干涉表面应与容器的轴向的通气槽干涉式地接合。因此，当从容器除去封盖时形成一种棘齿样的作用，每个转动阻止凸起顺序地与有关容器的通气槽接合。
为了在高速施加过程中尽可能减少封盖的误对准，最靠近封盖螺纹构造的螺纹初始部的转动阻止凸起最好相对于封盖圆周来说与螺纹初始部相隔大约20°和40°之间。在推荐的形式中，包括多个转动阻止凸起，在凸起间的距离选择得可以使螺纹性能最佳化。具体来说，沿着最靠近螺纹初始部的螺纹构造的范围设置的一个转动阻止凸起构成主凸起。对照来说，其它转动阻止凸起设置为至少一个副凸起的形式。至少一个或多个副凸起相对于封盖的与主凸起完全相对的一个部分对称地设置，优选的实施例包括与主凸起完全相对设置的一个单一的副凸起，因此该副凸起与封盖的主凸起是对称的。在另一个包括一对副凸起的实施例中，这种副凸起相对于封盖的与主凸起完全相对的部分对称地设置。在这个实施例中，每个副凸起相对于封盖的与主凸起完全相对的部分在20°和40°之间设置。凸起的这种布置在施加封盖的过程中可提供一种定心作用，理想地使封盖与有关容器容易保持定心、对准的关系。
本发明的其它特征和优点将通过下面的详细说明、附图和权利要求书阐明。
图1的剖视图表示一塑料封盖，该塑料封盖具有体现本发明原理的转动阻止凸起；
图2是适用本发明封盖的那种容器的螺纹颈部的局部侧视图；
图3的立体图表示按照本发明的转动阻止凸起；
图4是图3所示凸起的横剖图；
图5的示意横剖图表示多个转动阻止凸起围绕本发明封盖的转动轴线的定位。
虽然本发明可以具有各种形式的实施例，但是，附图所示的和下文描述的是一个推荐实施例，本说明书公开的技术内容应理解为本发明的实例，而并不是想将本发明限制于特定的图示实施例。
现在参阅图1，图中所示的塑料封盖具有体现本发明原理的转动阻止凸起。这种封盖，由于形成有一个外壳或帽和一个内部密封衬垫，因而有时称为“组合封盖”，很适用于内装充碳酸气的或其它加压内容物的容器，与其形成一个包装件。
封盖10包括一个外部的模制的封帽或壳体12，该壳体具有一个顶壁部分14及一个依附的圆筒形裙部16。裙部16包括一个内螺纹构造18。在图示实施例中，螺纹构造18呈断续结构，包括多个螺纹部分，螺纹构造被基本轴向延伸的通气槽或通道20横断。通气槽20在从容器卸下封盖的过程中有利于气体压力从容器内释放，气体压力的释放最好在螺纹构造18从相关容器的配合工作的螺纹构造脱开啮合之前进行。螺纹构造18最好围绕封盖至少360°，最好多于360°，使螺纹构造本身重叠起来。螺纹构造18一般围绕裙部16内部大约540°，因而螺纹构造沿其本身范围的大约一半自身重叠起来。
为实现本发明封盖的目的，需要提到螺纹初始部19，它是螺纹构造18在封盖应用过程中首先与有关容器中的螺纹进入啮合的部分。螺纹初始部是螺纹构造18离顶壁部分14最远的部分。
封盖10的其它特征是本专业技术人员熟知的。封盖10构制得可以指示撬盖，为此目的，封盖包括一个依附于裙部16的环形防盗带22。防盗带22包括多个周向间隔开来的、向内延伸的挠性凸起24，所述挠性凸起构制得与有关的容器相互接合。防盗带22是借助一条刻线26与裙部16区分开来的，所述刻线部分地或全部地围绕封盖的帽延伸。防盗带22通过设置多个周向间隔开来的脆性肋28而至少部分可卸地连接于裙部16，所述脆性肋在裙部16和防盗带内表面之间延伸，基本跨越刻线26。在除去封盖的过程中凸起24与有关容器的相互作用使脆性肋28断裂，因而使防盗带22部分地或全部地与裙部16分离，从而提供了容易看出开启证据。
在图示实施例中，封盖10包括一个相邻于顶壁部分14的内表面设置的密封衬垫30。一个环形唇边或肩部32从裙部16基本向内延伸，以便于通过压缩模制在封盖的帽内形成衬垫30。
按照本发明，封盖被构制得便于从有关的容器，特别是从具有充碳酸气的或类似的内容物的容器内释放气体压力。这种性质的容器一般是按照图2所示的容器C来构制的，包括一个螺纹颈部，该颈部具有用于与封盖10的螺纹构造18啮合的螺纹构造T。为了便于从这种容器内释放气体压力，容器的颈部包括至少一个、一般是多个(即，4个)在容器颈部形成的、横断螺纹构造T的轴向延伸的通气槽G。这种通气槽通过提供多条从封盖的密封衬垫30区域向下伸至封盖的防盗带的下部自由边缘的流动路径而有利于在除去封盖的过程中从容器内释放气体压力。通气槽G形成得伸入容器颈部，因而在将封盖设置在容器上时，使槽G位于封盖的螺纹构造18以内。
按照本发明，封盖10包括多个转动阻止凸起，其用于与有关容器C的通气槽G相互啮合。下面将要讲到，这些凸起的设置有利于在除去封盖的过程中，在封盖的螺纹构造18与容器的螺纹构造T脱开啮合之前通气并从容器C内释放气体压力。转动阻止凸起的形状和设置经过专门的选择，以便可与通风槽G进行需要的配合动作，同时有利于封盖的应用，提供需要的封盖的性能。
提供一个或多个转动阻止凸起的目的是，除了容器螺纹构造形成的径向干涉以外，形成在每个凸起和容器的通风槽G之间的径向干涉，从而在封盖10和有关的容器C之间增加摩擦阻力。这种摩擦阻力的形成有助于在去除封盖的过程中消耗储存在瓶子头部空间中的能量。这种能量的摩擦消耗用于限制在开启过程中转换成封盖动能的头部空间能量。
同时，在高速装配过程中便于施加封盖，这也是重要的。因此，本发明的每个转动阻止凸起构制得不仅包括一个干涉表面，而且也包括一个便于施加封盖的导向表面。因此，相对于穿过各凸起的半径来说，每个凸起是非对称结构的。
图1，3和4中表示本发明的转动阻止凸起的目前推荐的形状。在这些附图中，转动阻止凸起的标号为40，为了进行描述的目的，这种转动阻止凸起将被认为是一个主凸起(primary projection)。凸起40是初始的，其含义是，它按照与封盖螺纹构造18的螺纹初始部19相隔最近的关系设置，因而是在施加过程中第一个与有关容器的螺纹啮合的凸起40，并且是在去除封盖过程中最后一个与容器螺纹脱开的凸起。可以看出，在封盖的结构中，在施加封盖的过程中，在容器螺纹与凸起40啮合前，没有干涉凸起或类似物与容器螺纹构造T进入啮合。
如图所示，凸起40包括一个导向表面42、一个干涉表面44和一个设置在导向表面和干涉表面之间的中间表面46。一方面，需要将主凸起40设置得尽可能靠近螺纹初始部19，这是由于这可以使凸起设置得刚好在封盖螺纹构造18与容器螺纹构造T脱开之前干涉与容器的通风槽接合。总的说来，经验已经证明，按照与螺纹初始部19太紧密相隔的关系设置主凸起40，在高速施加过程中可能引起封盖的误对准和翘起(cocking)。因此，相对于封盖的圆周，主凸起40与螺纹初始部19设置得在大约20°和40°之间。在目前推荐的实施例中，初始螺纹凸起40与螺纹初始部设置得约为30°。这种布置可以保证在凸起40与容器螺纹构造T接合之前相配合的螺纹构造的啮合。
现在具体参阅图4，图中表示凸起40的推荐的形状。当横断螺纹构造T时，为了使干涉表面44和容器的通气槽之间的摩擦接合最大化，干涉表面处于螺纹构造从螺纹初始部19离开的方向上。干涉表面的取向为相对于封盖的通过凸起的半径成大约0°和45°之间的角，干涉表面44的取向最好为相对于所述半径成大约25°和35°之间的角。在推荐实施例中，表面44的取向为30°，因而凸起的径向高程有突然的改变。
相比之下，凸起的导向表面的取向为螺纹构造朝向螺纹初始部19的方向。导向表面的取向最好为相对于封盖的通过凸起的半径成大约70°和90°之间的角。因此，显然每个凸起40所通过的封盖半径是非对称结构的，导向表面42的取向为相对于穿过凸起的半径所成的角度大于干涉表面取向的角度。在图示实施例中，导向表面42、干涉表面44和中间表面46中的每一个都基本是平面的，但是，显然，提供一个或多个其它结构的转动阻止凸起同时保证本文中公开的技术内容，这也在本发明的范围以内。
进一步参阅图4，每个凸起40的径向尺寸小于螺纹构造18的高度，每个凸起具有的典型的径向尺寸在大约0.020英寸和0.040英寸之间。采用这种相对尺寸关系，中间表面46具有的圆周尺寸约为0.060英寸。虽然凸起的具体尺寸可以改变，同时保证本文中公开的原理，但是已经发现，凸起的图示实施例可提供需要的增加摩擦的干涉作用，同时又有利于高速地将封盖施加在容器上。
在本发明的推荐形式中，设置了多个转动阻止凸起。因此，虽然设置得最靠近螺纹初始部19的凸起40被称为主凸起，但是，封盖10包括至少一个副凸起40′。一个或多个副凸起40′最好按照上面对主凸起40的描述构制，每个副凸起最好相对于所穿过的封盖半径是非对称的，每个副凸起包括一个导向表面、一个干涉表面和一个在其间的中间表面。
图5表示目前推荐的具有按照本发明的转动阻止凸起的封盖的结构。在该封盖中，内部螺纹构造18在封盖的周向上延伸至少360°，典型地延伸大于360°，从而至少部分地自身重叠。一般来说，螺纹构造18延伸540°，因而在大约180°上自身重叠，因此在螺纹构造内存在一个“双螺纹”部分。按照图示实施例，主凸起40最好设置在螺纹构造的重叠部分之间，图5表示主凸起40与螺纹构造的螺纹初始部19相隔30°。
图5表示设置了至少一个副凸起40′。这里推荐一个凸起40′相对于封盖的帽12的一个与主凸起完全相对的部分对称地设置，如图5所示。按照关于封盖的转动轴线对称或定中心的关系来定位转动阻止凸起40，40′，这有利地倾向于保持螺纹构造18与容器在封盖的整个圆周上的啮合。在一个替代实施例中，一对副凸起40′关于封盖的完全相对的位置对称地设置。这在图5中以虚线表示，其中一对副凸起40′中的每一个相对于封盖裙部16的与主凸起40完全相对的部分分别成θ1，θ2角地设置。在该图示的替代实施例中，每一个副凸起40′相对于封盖的这个完全相对的位置成大约30°地设置，即，θ1和θ2都为30°。这种布置可保持主凸起40和副凸起40′之间的基本对称，从而有利于封盖与有关容器的对准。
这样，本发明的封盖包括一个与螺纹初始部19相隔大约20°和40°之间的主凸起40，以及一个与螺纹初始部相隔大约180°和240°之间的副凸起40′，图示实施例的单一的副凸起40′与主凸起40完全相对地设置。封盖可进一步包括至少另一个副凸起40′，与螺纹初始部最好不超过大约250°，所述多个副凸起40′相对于封盖的与主凸起40完全相对的部分对称地设置。
已经发现，按照本发明设置转动阻止凸起40，40′可以利于气体压力从有关容器内释放，这样就为封盖的设计提供了更大的灵活性。虽然以前的结构已经包括了在封盖的帽中的多个通气槽或通道，但是，仍需要增加螺纹构造的各螺纹部分的长度和强度，因此建议最好减少通气通道的数目，同时也减小其尺寸以便加大螺纹部分的尺寸。据信，凸起40，40′所形成的摩擦阻力在凸起“抓住”容器通气槽并形成更多的通气时间时，足以提供适当的通气效果。
另外据信，减少通气槽的深度也是合乎需要的，这也可以通过设置转动阻止凸起40，40′来实现，因此设置这种通气通道时，这种通道不应构制得伸入封盖的裙部16，即，不应在螺纹构造18的内螺纹外径以外延伸。需要减小这种通气槽的深度是为了利于封盖的高速模制。由于设置相对较深的通气通道而使封盖壁厚减小的区域不会象相邻的相对较厚的区域那样迅速地注满熔化的塑料。这样导致在通气部位中轴向形成的编织/熔焊线(knit/weld lines)会自然地减小强度，易于导致典型的封盖冲击损坏。另外，通气通道深度的减小也可以通过设置按照本发明的转动阻止凸起而实现。
根据前面的描述，可以进行各种修改和变化而并不背离本发明的新颖构思的精神实质及超出其范围。显然，本发明并不局限于本说明书所述的具体实施例，所有这样的修改和变化都在权利要求书的范围内。