專利名稱:用于液體容器的可浮游的多室的置入件的制作方法
本發(fā)明涉及一種多室的容器，該容器作為置入件適用于壓力加載的液體容器、例如飲料容器(例如飲料罐)。該容器的一個室被設置用于儲存添加物，該添加物在液體容器被填充及該液體容器被封閉后保持與液體分開，而在液體容器被打開時要混合到該液體中，除了打開時出現(xiàn)的突然的壓力下降外，這無需其它外部作用。
這種容器已由EP1073593公知。該容器具有兩個室，即一個用于添加物的物料室及一個壓力室，該容器由兩部分構成，這兩部分在結合的情況下得到這兩個室。壓力室通過側壁中的一個小尺寸的孔與環(huán)境形成連接，由此，在液體容器例如一個罐被打開的時刻該壓力室具有與該罐的主空間中存在的壓力相同的壓力。如果使用者打開該罐，則在壓力室與環(huán)境之間形成壓力差，雙室容器的兩部分之間的連接敞開，并且物料室的內(nèi)容物可涌入到罐內(nèi)部。內(nèi)容物可以是任意的液態(tài)或固態(tài)的物質(zhì)，例如維生素、調(diào)料、營養(yǎng)補充劑或色素。通常該雙室容器固定在飲料容器的底上。
在非常多的情況下值得期望的是，如上所述的多室的置入件不固定在底上或當液體容器豎立時被液體覆蓋的其它位置上，而是可在液體中自由地浮游。因為這樣置入件可事先與罐的填充過程在空間上分開地制造并且被供給以期望的添加物。然后在填充過程結束時將置入件投入罐中，并且緊接著可封閉該罐，而無需任何附加的措施。如果相反地要將該多室的置入件固定在罐底上，則或者罐必須具有相應的固定裝置、例如用于卡鎖連接的槽，或者將兩個雙室零件中一個事先固定在罐中，此后視幾何結構而定給該部分或其配合件填充以添加物并且接著使這兩部分彼此相連接，為此，在后述情況下必須將罐倒置。然后在填充后還必須再次將罐倒置，以便出于壓力平衡目的使壓力室的小尺寸的孔與罐中的氣體空間形成接觸。
此外，在罐中固定置入件的復雜性還引起后勤供應費用的增加，尤其是罐在不同的裝配站與填充站之間的傳送。
因此已經(jīng)作出這樣的努力提供一種自由浮游的雙室的置入件，如EP1251079A1中所述的那樣。為了可實現(xiàn)壓力室的小尺寸的孔與液體容器中的氣體空間之間的壓力平衡——該孔因此總是朝上指向，該文獻提出，賦予該置入件以一個穩(wěn)定的浮游姿態(tài)，這由此實現(xiàn)該置入件在其長度上具有保持不變的橫截面，而該置入件具有一個向一側偏移的面重心或重心軸線或重心線，其中，小尺寸的孔在離重心最遠的部位上設置在該置入件的外壁中。在此情況下，作為物料室工作的內(nèi)部室構造成圓柱形的，而在軸向方向上環(huán)繞內(nèi)部室的壓力室具有保持不變的但不對稱的橫截面。兩個室通過一個蓋封閉，該蓋具有一個環(huán)形槽，當內(nèi)部容器被封閉時，物料室的壁端部配合在該環(huán)形槽中。向著外壁設置有一個卡鎖連接裝置。
已經(jīng)證實，所述類型的內(nèi)部容器沒有令人滿意地工作。因為對于一個浮游的置入件，由于壓力差在液體容器被打開時使蓋在某個位置上與內(nèi)部容器的外壁分離不是足夠的準則。事實上，內(nèi)部容器必須以高的可靠性或可再現(xiàn)性幾乎完整地或完全地在四周與物料室的壁脫離并且必須盡可能通過氣體壓力符合規(guī)則地“被吹走”，以便形成足夠大的孔，添加物可通過該孔到達液體中。
本發(fā)明的任務在于，提供一種內(nèi)部容器，在該內(nèi)部容器中滿足了上述要求。
該任務通過一個至少兩室的容器來解決，該容器作為自由浮游的內(nèi)部容器或置入件被設置用于壓力加載的液體容器并且具有一個用于容納添加物的物料室及一個壓力室，該壓力室具有至少一個向外指向的孔(壓力平衡孔)，該孔具有小尺寸的直徑，其中，該壓力室及該物料室的幾何結構被這樣選擇，使得在浮游狀態(tài)所述孔位于液面上方，這兩個室的側壁在它們的上端部這樣構造，使得兩個室可由一個唯一的蓋密封地覆蓋并且在蓋側的俯視圖中觀察，該物料室至少朝該蓋在側面四周被該壓力室環(huán)繞，其特征在于該蓋具有密封裝置，這些密封裝置在所述側壁中每一個上相對于對應壁端部隔開均勻距離地作用在其上；該蓋在該壓力室的側面的壁上的密封線與該壁的端部之間的距離a大于該蓋在該物料室的側壁上的密封線與該物料室側壁的上端部區(qū)域中的這樣一條線之間的距離b，從該線起不再形成密封。
上述意義上中的“該蓋與該壓力室的側面的壁之間的密封線”應理解為密封部分的中央，或者當該密封部分由多個環(huán)組成時應理解為離外邊緣最遠的密封部分的中央。
根據(jù)本發(fā)明的措施起到如下的作用在液體容器被打開之前，該液體容器的主空間處于過壓下。多室的置入件的壓力室通過小尺寸的孔與其環(huán)境形成接觸；因此該壓力室在液體容器被封閉后很快就處于與該液體容器的主空間相同的內(nèi)部壓力下。當例如為了飲用包含在該液體容器中的飲料而打開液體容器時，由于液體容器中突然出現(xiàn)的壓力下降而相對于壓力室形成一個壓力差，由于所述孔的尺寸小，該壓力差不能快速減小。壓力室中的與環(huán)境壓力相比高的壓力將蓋從其原始位置向上朝壓力室壁的端部的方向推。因為密封部分沿壓力室的外壁移動直到該密封部分到達上部的壁端部且不再配合所走過的行程a大于密封部分為此沿物料室壁走過的行程b，所以在壁與蓋之間的氣體可由壓力室逸出之前，蓋密封部分完全釋放了物料室。
小尺寸的孔的形狀及直徑已由現(xiàn)有技術公知。
根據(jù)本發(fā)明的置入件可用任意材料來制造。有利的是具有一定柔性的材料。優(yōu)選該置入件用塑料材料如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)制成。
對于置入件的完整的功能重要的是，具有減小的橫截面的孔被這樣設置，使得該孔位于包圍該孔的封裝容器的頂部空間即氣體空間中。在封閉該封裝容器期間及此后約一分鐘時間，但也在該封裝容器的進一步壽命內(nèi)進行溫度和壓力循環(huán)期間，該布置是特別重要的。這通過本發(fā)明來保證。
優(yōu)選的是，該蓋與該物料室的及該壓力室的壁之間的密封部分分別設置在這些壁的內(nèi)側上。為此目的，該蓋可具有相應的階臺。為了使階臺的數(shù)量并非不必要地大并且由此使蓋幾何結構并非不必要地復雜，有利的是，物料室壁沒有壓力室的外壁向上升高得多。用于物料室壁的密封部分則例如可設置在蓋的一個垂直于相對低位的內(nèi)部水平面延伸的凸緣上，該凸緣盡量按要求向上伸展，以便蓋又一直在覆蓋平面中繼續(xù)延伸，直至夠到壓力室的外壁。在那里它又設置有一個垂直于覆蓋平面延伸的加長部分，該加長部分承載有用于壓力室的相應密封裝置。向外連接在該加長部分上的蓋部分可貼靠在壓力室外壁上。
原則上自然也可將密封部分分別設置在物料室的及壓力室的相對應的側壁的外側上。但優(yōu)選選擇內(nèi)側，因為在此情況下通過壓力室中的靜壓壓力增高來實現(xiàn)壓緊壓力的增高。因此，這種系統(tǒng)被設計成自動密封的。
兩個密封部分優(yōu)選具有圓形的環(huán)繞型廓，并且特別優(yōu)選的是這些密封部分構造成彼此同軸心的。圓形的密封部分不“呼吸”，而是穩(wěn)定的，因為壓力處處均勻地作用在這些密封部分上。具有不同地成形的輪廓或橫截面的密封部分以不同的程度經(jīng)受存在的壓力，由此，這些密封部分更容易在內(nèi)部壓力影響下在承受特殊負荷的部位上內(nèi)陷，以致可發(fā)生不希望的過早的壓力平衡。如果這些密封部分彼此同軸心，則力的關系總地來說是最均勻的；因此最可靠地產(chǎn)生上述作用。
密封部分的圓形形狀的前提是，無論是物料室的還是壓力室的構型至少在這樣的位置上也是圓形的，所述蓋支承在該位置上。對于盡可能方便的制造，有利的是，物料室具有圓柱形形狀，其中，蓋則覆蓋圓柱的端側。但圓錐形狀自然也是可以的。此外，如果要實現(xiàn)彼此同軸心布置的密封部分，雖然可以使壓力室成管狀對稱地繞物料室布置，但視縱橫尺寸比而定在此情況下該多室的置入件可垂直地、蓋朝上地位于液體中。在此情況下，蓋根據(jù)壓力下降而彈開后所述添加物到達液體中的機會相對小，因為所有力都對稱地在軸向方向上指向。因此有利的是，賦予壓力室以這樣的形狀，使得被填充的多室的置入件的重心不在物料室的縱向軸線上，而是這樣地側向移位，使得置入件傾斜地、例如以30至60°的傾斜度浮游在液體上。這例如可這樣來實現(xiàn)壓力室雖然朝著蓋同軸心地繞物料室設置，但在該壓力室的背著蓋的側上則構造成不對稱的。對此的一個例子在圖1中示出。在該多室的置入件中，物料室構造成圓柱形的；但在下部分中，壓力室不是在物料室四周都存在。該壓力室由于其構型構成置入件的一側上的一種浮游氣泡。具有小尺寸直徑的孔則也應位于該側上。接著是一個傾斜的過渡區(qū)域，在該過渡區(qū)域中壓力室的不對稱的形狀連續(xù)地過渡到一個對稱的形狀。后述的形狀至少存在于這樣的區(qū)域中，壓力室的外壁與蓋之間的密封部分位于該區(qū)域中。
但是在所述方面看對構型自由度沒有任何限制。因此，壓力室雖然也可處處圓形地繞物料室設置，但以不同的厚度存在。該壓力室的直徑在軸向長度上看可在四周變化或者僅在一側上變化(所謂3D自由形狀)。所述變化開始處的(軸向)高度在四周也可相同，但或者也可不同。也不是絕對必要的是背著蓋的端側是平的或平面的，如圖1中所示，以及壓力室和物料室在該側上齊平地終止。例如可取而代之的是使物料室在所述背著蓋的端側上環(huán)繞壓力室和/或具有被修圓的形狀。但出于制造技術的原因，如圖所示的形狀相對有利。
蓋的密封裝置優(yōu)選構造成環(huán)繞的隆起部，如唇、突耳或其它突出部。有利的是卡鎖式密封部分，在這種卡鎖式密封部分中蓋的隆起部嵌入相應側壁的槽中，或者是所謂的小隆圈密封部分，在這種小隆圈密封部分中一個、兩個或必要時甚至多個具有被修圓的“小隆圈”式的形狀的突出部壓在一個平滑的或設置有相應槽的壁上。其厚度優(yōu)選在幾個十分之一毫米、例如約0.1～0.6mm的范圍中。被證實特別有利的是，對于壓力室的對外密封設置一個密封的卡鎖式連接裝置和/或?qū)τ谖锪鲜业拿芊庠O置一個具有尤其是兩個小隆圈的小隆圈密封部分。這兩個小隆圈比僅一個小隆圈的密封更可靠，而在設置多于兩個小隆圈的情況下難于可靠地保持環(huán)形的密封線。并且配合到卡鎖式連接裝置的凹部中的突出部可具有小隆圈形狀。
尤其是在上述用于物料室的小隆圈密封部分的情況下(但不是僅在此情況下)非常有利的是，蓋的內(nèi)部的部分包括密封物料室的密封裝置、即這里的小隆圈在內(nèi)的直徑d3大于物料室的內(nèi)直徑d1，因為由此實現(xiàn)蓋的特別良好密封的壓配合。這尤其是可在使用PE/PP的情況下實現(xiàn)。
如果在兩個小隆圈之間具有一種不溶于水的液體如油，則密封性進一步提高。
在本發(fā)明的一個十分特殊的構型中，物料室壁朝著蓋以一個被向內(nèi)修圓的形狀終止。在此情況下特別值得期望的是，該修圓使壁大致在這樣一個區(qū)域g中變薄，該區(qū)域大致相應于壁的材料厚度t。于是處于唯一的或離外邊緣最遠的密封部分的中央的密封線直到該區(qū)域g的起點具有距離b。此外，在該構型或另一個特殊的構型中，該物料室壁的上部的壁端部到蓋的這樣一個部分可具有一個盡管僅是相對小的距離c，該部分在其上向外延伸。此外，這兩個特殊構型中的一個或另一個可與以上所述的措施相組合作為用于物料室的密封部分設置兩個小隆圈。于是下部的小隆圈的密封線直到區(qū)域g的起點具有距離b。如果所述的所有三個構型共同實現(xiàn)，則當內(nèi)部的小隆圈運動了距離d-(g+c)時，物料室的密封部分完全被釋放。根據(jù)本發(fā)明，對于該情況必須有a＞d-(g+c)，其中d-(g+c)＝b。取而代之，當蓋例如通過靜壓壓力固定地壓在下部分上時，得到c＝0，由此，下部的小隆圈必須運動過d-g＝b。在蓋在下部分中這樣軸向運動后，下部的小隆圈到達物料室壁的被修圓的區(qū)域。在使外部的壓力室密封的密封部分允許被釋放前，該點必須被達到(即有a＞d-g)。如果上述條件未被滿足，則在蓋仍通過物料室密封部分導向期間，從蓋與下部分之間的間隙中可逸出壓力。這時蓋仍保持插接在物料室密封部分的區(qū)域中，并且填充物不會從物料室到達包圍的液體中。
下面借助于附圖再次示范地描述本發(fā)明。
圖1表示一個置入件的幾何結構，在該置入件中，兩個密封部分8、13構造成圓形的且同軸心的。圖1A從側面示出了該幾何結構，圖1B表示該幾何結構的俯視圖。一個圓柱形的物料室9具有一個底10及一個側壁1。壓力室11由底12、由內(nèi)部的側壁1及由外壁2、2a、2b、2c限定邊界。蓋3以它的部分7封閉圓柱形的物料室，以它的部分6封閉壓力室11。壓力室在該置入件的背離蓋的下部區(qū)域中在長度h2上僅在壓力室的一側上存在(壁2)并且在這里構成一種浮游氣泡。在該側上還設置有帶有減小的橫截面的孔(未示出)。在俯視圖(圖1B)中可看出，物料室的底側輪廓為圓線7，壓力室外壁的底側輪廓為部分地劃有虛線的線14。在中間區(qū)域中，壓力室的側壁2b則從高度h3起傾斜地向外延伸；在位于對面的一側上，外壁2a在相同的高度h2上接在壁1上并且也傾斜地、但以更強地傾斜的角度向外延伸。兩個壁部分通到一個軸向延伸的區(qū)域2c中，該區(qū)域圓形地且與內(nèi)部的壁1同軸心地延伸。該區(qū)域必須至少具有大于a(蓋與壓力室的側面的外壁2c之間的密封線到該外壁的端部的距離，參見說明部分)的長度h4。側壁2、2a/2b、2c的總高度用h1標記。應當指明，h2與h3不必絕對相等；它們也可彼此不同，其中壁2a、2b的傾斜度則相應地適配。
物料室的內(nèi)直徑在該物料室的整個軸向長度上具有保持不變的值d1，在其蓋側端部上成圓形的外壁2c的內(nèi)直徑具有值d2。
圖2表示所述密封部分的幾何關系。物料室的具有壁厚t的壁1在其蓋側邊緣上被修圓，確切地說是被這樣修圓，使得該修圓使該壁在位于長度g上的區(qū)域中變薄，該區(qū)域大致相當于材料厚度t。該壁伸展得沒有壓力室壁那樣高并且被這樣選擇，使得蓋與該壁可(但不是必須)具有一個不等于零的距離c。蓋3在該密封部分的區(qū)域中接觸物料室壁1的內(nèi)側，該密封部分由小隆圈4a、4b組成。小隆圈環(huán)繞地具有寬度f及厚度e＜f。蓋直徑在其內(nèi)部的部分中包括密封裝置(小隆圈)在內(nèi)具有直徑d3，物料室的直徑用d1標記。在d3＞d1的情況下蓋以壓配合靠置。
在上部的壓力室外壁2c中，在該壓力室外壁的上端部下方環(huán)繞地具有一個槽，一個卡鎖小隆圈5密封地嵌入在該槽中。該槽相對該壁的上端部隔開一個距離a設置；蓋3的最外面的部分3a靠置在該壁上。外壁2c至少在一個區(qū)域h4中與物料室側壁同軸心，該區(qū)域h4大于距離a、即蓋密封部分5與壓力室側壁2c之間的密封線與該壁的端部的距離。
一旦外部壓力施加在該系統(tǒng)上，通過所述兩個小隆圈4a、4b形成的內(nèi)部密封已足夠好地抵抗小的壓力(＜1巴)。由此使蓋壓入到下部分中，以致該蓋固定地貼靠在物料室壁的端部上。這時該系統(tǒng)也可抵抗可達幾巴的壓力。
在打開時(在壓力室與外部環(huán)境之間存在壓力差的情況下)，蓋最大程度地運動離開下部分。當內(nèi)部的小隆圈運動了一個位移b＝d-(g+c)時，物料室的密封被完全釋放。只要蓋通過靜壓壓力固定地壓到下部分上并且在此情況下不受外部的蓋邊緣3a對其的妨礙，就得到c＝0，由此，下部的小隆圈必須運動過b＝d-g。在蓋在下部分中的該軸向運動后，下部的小隆圈達到物料室壁的被修圓的區(qū)域。在卡鎖小隆圈5被釋放前，該點必須被達到。即在該例子的構型中必須是a＞d-(g+c)并且與物料室密封部分的特定構型無關地是a＞b。
此外該圖還示出，當包括密封裝置(卡鎖小隆圈)在內(nèi)該蓋的直徑d4大于壓力室的處于蓋側的內(nèi)直徑d2時，蓋與壓力室的外壁之間的密封部分也具有一個壓配合。
權利要求
1.置入件，用于壓力加載的液體容器，該置入件具有一個用于容納添加物的物料室(9)及一個壓力室(11)，該壓力室具有至少一個向外指向的孔，該孔具有小尺寸的直徑，該置入件還具有一個用于封閉這兩個室(9，11)的蓋(3)，其中，該壓力室及該物料室的幾何結構被這樣選擇，使得在浮游狀態(tài)所述孔位于液面上方，并且使得在蓋側的俯視圖中觀察，該物料室(9)至少在蓋附近的區(qū)域中在側面四周被該壓力室(11)環(huán)繞，其特征在于該蓋(3)具有密封裝置(4a，4b，5)，這些密封裝置在這兩個室的每個側壁(1，2c)上相對于對應壁端部隔開均勻距離地作用在其上；該蓋(3)在該壓力室的側面的壁(2c)上的密封線(5)與該壁的端部之間的距離a大于該蓋在該物料室(9)的側壁(1)上的唯一的或位置最遠的密封線(4b)與該物料室側壁(1)的上端部區(qū)域中的這樣一條線之間的距離b，從該線起不再形成密封。
2.根據(jù)權利要求
1的置入件，其特征在于該蓋(3)與該物料室的及該壓力室的壁(1，2c)之間的密封部分(4，5)分別設置在這些壁的內(nèi)側上。
3.根據(jù)權利要求
1或2的置入件，其特征在于該蓋(3)與該物料室壁(1)之間的及該蓋(3)與該壓力室的外壁(2c)之間的密封部分(4a，4b，5)圓形地在保持不變的高度上環(huán)繞相應的壁。
4.根據(jù)權利要求
3的置入件，其特征在于這些密封部分(4a，4b，5)彼此同軸心地布置。
5.根據(jù)以上權利要求
中一項的置入件，其特征在于該蓋的密封裝置(4a，4b，5)是環(huán)繞的隆起部。
6.根據(jù)權利要求
5的置入件，其特征在于該蓋(3)與該壓力室(11)的外壁(2c)之間的密封裝置(5)配合在一個處于該外壁(2c)中的槽中。
7.根據(jù)權利要求
5或6的置入件，其特征在于該蓋(3)與該物料室壁(1)之間的密封裝置(4a，4b)是一個或兩個環(huán)繞的小隆圈，在所述小隆圈之間必要時存在密封流體。
8.根據(jù)以上權利要求
中一項的置入件，其特征在于該物料室壁(1)朝著該蓋在一個區(qū)域g上具有被向內(nèi)修圓的形狀，其中，距離a大于所述距離b+g的總和d。
9.根據(jù)權利要求
8的置入件，其特征在于該區(qū)域g的長度大約相應于該壁(1)的厚度t。
10.根據(jù)以上權利要求
中一項的置入件，其特征在于在該物料室壁(1)的端部與該蓋(3)之間具有一個距離c。
11.根據(jù)權利要求
8與權利要求
10的組合的置入件，其中，該距離a大于所述距離b+g+c的總和d。
12.根據(jù)以上權利要求
中一項的置入件，其特征在于該物料室被填充以一種添加物。
13.液體容器，包含一種液體及一個根據(jù)以上權利要求
中一項的浮游在該液體上的置入件。
14.根據(jù)權利要求
13的液體容器，該液體容器是一個飲料罐。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種置入件，用于壓力加載的液體容器，該置入件具有一個用于容納添加物的物料室(9)及一個壓力室(11)，該壓力室具有至少一個向外指向的孔，該孔具有小尺寸的直徑，該置入件還具有一個用于封閉這兩個室(9，11)的蓋(3)，其中，該壓力室及該物料室的幾何結構被這樣選擇，使得在浮游狀態(tài)所述孔位于液面上方，并且使得在蓋側的俯視圖中觀察，該物料室(9)在蓋側四周被該壓力室(11)環(huán)繞，其特征在于該蓋(3)具有密封裝置(4a，4b，5)，這些密封裝置在這兩個室(9，11)的每個側壁(1，2c)上相對于對應壁端部隔開均勻距離地作用在其上；該蓋(3)在該壓力室的側面的壁(2c)上的密封線(5)與該壁的端部之間的距離a大于該蓋在該物料室(9)的側壁(1)上的該或位置最遠的密封線(4b)與該物料室側壁(1)的上端部區(qū)域中的這樣一條線之間的距離b，從該線起不再形成密封。
文檔編號B65D79/00GK1997562SQ200580022978
公開日2007年7月11日 申請日期2005年6月28日
發(fā)明者貝恩德·烏爾曼, 拉爾夫·利貝茨 申請人:鮑爾包裝歐洲有限責任公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan