PL175697B1

PL175697B1 - Gwintowany kołpak ze sztucznego tworzywa

Info

Publication number: PL175697B1
Application number: PL94306442A
Authority: PL
Inventors: Georg Pfefferkorn; Michael Kirchgessner
Original assignee: Crown Cork Ag
Priority date: 1993-12-23
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1999-01-29
Also published as: HU218165B; ZA9410236B; AU7913394A; HUT70992A; JPH07206018A; IL111841A0; EP0661218A1; ES2119132T3; CO4370041A1; US5803286A; CA2137035A1; BR9405175A; MX9500182A; RU2114035C1; DE59406560D1; CA2137035C; CN1113202A; AU684564B2; HU9403710D0; NZ270227A

Abstract

1. Gwintowany kolpak ze sztucznego two- rzywa, z cylindryczna scianka i z zamykaja cym ja dnem, z którego wewnetrznej powierzchni wychodzi uszczelnienie we wnetrzne, posiadajace na swej zewnetrznej stronie obwodowy element uszczelniajacy do uszczelniania od wewnatrz wylotu zamyka nego pojemnika, które to uszczelnienie we- wnetrzne ponizej elementu uszczelniajacego posiada obwodowy element wprowadzajacy, którego zewnetrzna srednica na jego dolnym koncu jest mniejsza, a w obszarze strefy na- pinania jest wieksza od srednicy wylotu za- mykanego pojemnika, przy czym zewnetrzna powierzchnia uszczelnienia wewnetrznego, w obszarze elementu wprowadzajacego, po- siada przynajmniej jedno wybranie odpowie trzajace, znamienny tym, ze wybranie odpowietrzajace (9) przebiega przynajmniej na calej wysokosci (26) strefy napinania. F IG . 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest nakręcany gwintowany kołpak ze sztucznego tworzywa, z cylindryczną ścianką i z zamykającym ją dnem, z którego wewnętrznej powierzchni wychodzi uszczelnienie wewnętrzne, posiadające na swej zewnętrznej st^^^ie obwodowy element uszczelniający do uszczelniania od wewnątrz wylotu zamykanego pojemnika, które to uszczelnienie

175 697 wewnętrzne poniżej elementu uszczelniającego posiada obwodowy element wprowadzający, którego zewnętrzna średnica na jego dolnym końcu jest mniejsza, a w obszarze strefy napinania jest większa od średnicy wylotu zamykanego pojemnika.

Pojęcie nakręcany należy rozumieć tak, że objęte nim są zarówno gwintowane kołpaki z gwintem śrubowym jak i połączenia bagnetowe. Gwintowane kołpaki tego rodzaju znane są już i stosowane od dłuższego czasu, przede wszystkim do zamykania butelek z napojami orzeźwiającymi zawierającymi kwas węglowy. Chodzi tu zwykle o butelki wielokrotnego użytku ze szkła łub z polietylenu. Ponieważ wylot pojemnika, zwłaszcza w butelkach wielokrotnego użytku, częstojest uszkodzony stosuje się do uszczelnienia pojemnika uszczelnienia wewnętrzne wchodzące korzystnie w wylot pojemnika. Przez to pierwotny element uszczelniający jest nieco przesunięty we wnętrzu wylotu butelki. Uzyskuje się w ten sposób optymalne uszczelnienie również przy uszkodzonym wylocie. Tego rodzaju . kołpak przedstawiony jest w EP 118 267.

Z opisu EP 118 267 jest znany kołpak gwintowany posiadający leżącą wewnątrz wargę uszczelniającą na zewnętrznej stronie wylotu pojemnika. Kiedy taki kołpak gwintowany jest otwierany, gwinty utrzymujące kołpak na wylocie pojemnika wychodzą poza zazębienie z gwintami na zewnętrznej stronie wylotu pojemnika.

Jeśli w tym czasie uszczelnienie wewnętrzne nadal ściśle przylega do wewnętrznego wylotu pojemnika, a zawartość pojemnika znajduje się pod ciśnieniem zachodzi niebezpieczeństwo odskoczenia kołpaka gwintowanego.

Kolejne znane ze stanu techniki rozwiązania stanowi rozwiązanie znane z europejskiego zgłoszenia patentowego EP 10 837. Ze zgłoszenia tego znane jest zamknięcie ze stożkowym uszczelnieniem wewnętrznym zaopatrzone w wybrania odpowietrzające.

W przypadku napojów orzeźwiających zawierających kwas węglowy w zamkniętym pojemniku panuje podwyższone ciśnienie wewnętrzne. Problemem przy tego rodzaju kołpakach gwintowanych jest to, że ciśnienie wewnętrzne musi być najpierw zmniejszone, zanim uszczelnienie wewnętrzne zostanie całkowicie usunięte z wylotu pojemnika. Uszczelnienia wewnętrzne wspomnianego rodzaju, mają obwodowy element uszczelniający, którego średnica zewnętrzna jest nieco większa od średnicy wewnętrznej wylotu butelki. W ten sposób zapewnione jest, że element uszczelniający, przy nasadzonym kołpaku, dociśnięty jest do wewnętrznej ścianki wylotu butelki. Poniżej elementu uszczelniającego znajduje się obwodowy element wprowadzający, którego średnica wewnętrzna zmniejsza się stoźkowo ku dołowi tak, że przy dolnym końcu uszczelnienia wewnętrznego jest mniejsza od średnicy wylotu pojemnika. Jest to konieczne dla pozbawionego uszkodzeń wprowadzania uszczelnienia wewnętrznego przy nakręcaniu gwintowanego zamknięcia nakrętkowego.

TOka konfiguracja uszczelnienia wewnętrznego prowadzi do tego, że górny obszar elementu wprowadzającego nie może zamknąć szczelnie pojemnika, gdy właściwy element uszczelniający uszczelnienia wewnętrznego znajduje się poza wylotem pojemnika. Prowadzi to do niepożądanego późnego zmniejszenia ciśnienia przy odkręcaniu kołpaka. Możnaby zapobiec tej wadzie przez skrócenie elementu wprowadzającego. Określona długość tego elementu jest jednak konieczna, aby uszczelnienie wewnętrzne można było wprowadzać pewnie i bez uszkodzeń.

Znane uszczelnienia wewnętrzne mają ponadto tę wadę, że zewnętrzna powierzchnia elementu wprowadzającego, która jako pierwsza wchodzi w kontakt z wylotem pojemnika, posiada gładką powierzchnię zewnętrzną. Szorstkie, nieregularne lub uszkodzone miejsca wylotu pojemnika nie mogą więc zostać wygładzone przez element wprowadzający tak, że powstaje niebezpieczeństwo uszkodzenia elementu uszczelniającego istotnego dla uszczelnienia.

Zadaniem wynalazku jest uniknięcie tych wad i opracowanie gwintowanego kołpaka wspomnianego rodzaju, przy którym ciśnienie wewnętrzne, podczas odkręcania, zmniejsza się niezawodnie, gdy tylko element uszczelniający uszczelnienia wewnętrznego znajdzie się poza wylotem pojemnika. Wprowadzanie uszczelnienia wewnętrznego do wylotu pojemnika nie powinno być przy tym w jakikolwiek sposób utrudniane. Dalszym zadaniem wynalazku jest takie ukształtowanie elementu wprowadzającego, że wyrównuje nierówności wylotu pojemnika podczas nakręcania tak, że element uszczelniający nie ulega uszkodzeniu przy nakręcaniu.

Gwintowany kołpak ze sztucznego tworzywa, z cylindryczną ścianką i z zamykającym ją dnem, z którego wewnętrznej powierzchni wychodzi uszczelnienie wewnętrzne, posiadające na

175 697 swej zewnętrznej stronie obwodowy element uszczelniający do uszczelniania od wewnątrz wylotu zamykanego pojemnika, które to uszczelnienie wewnętrzne poniżej elementu uszczelniającego posiada obwodowy element wprowadzający, którego zewnętrzna średnica na jego dolnym końcu jest mniejsza, a w obszarze strefy napinaniajest większa od średnicy wylotu zamykanego pojemnika, przy czym zewnętrzna powierzchnia uszczelnienia wewnętrznego, w obszarze elementu wprowadzającego, posiada przynajmniej jedno wybranie odpowietrzające, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wybranie odpowietrzające przebiega przynajmniej na całej wysokości strefy napinania.

Korzystnie według wynalazku zewnętrzna średnica uszczelnienia wewnętrznego w obszarze elementu wprowadzającego maleje w kierunku do dolnego końca.

Element wprowadzający na swym dolnym obszarze posiada strefę poślizgową, której zewnętrzna średnica maleje w kierunku do dolnego końca, a średnica zewnętrzna pomiędzy strefą poślizgową i elementem uszczelniającym, posiada lokalnie minimalną wartość tak, że przy górnym końcu wspomnianej strefy poślizgowej powstaje lokalnie maksymalna średnica zewnętrzna, która jest większa od średnicy zamykanego wylotu pojemnika.

Szerokość wybrania odpowietrzającego nie przewyższa 1/15 obwodu uszczelnienia wewnętrznego.

Na przednim końcu wybrania odpowietrzającego, patrząc w kierunku nakręcania, powierzchnia wybrania przylega pod kątem prostym wzdłuż krawędzi ostrza, do powierzchni obwiedniowej elementu wprowadzającego, jako powierzchnia natarcia.

Szczególnie korzystnie na obwodzie uszczelnienia wewnętrznego jest rozmieszczonych wiele wybrań odpowietrzających, przy czym pomiędzy wybraniami odpowietrzającymi znajdują się krawędzie ostrza, dla wyrównywania nierównomierności uszkodzonych krawędzi wylotu, pojemników ze sztucznego tworzywa.

W kołpaku według wynalazku wybrania odpowietrzające umieszczone są w jednakowych odstępach względem siebie. Wybrania odpowietrzające znajdują się bezpośrednio jedno za drugim. Przy tylnym końcu wybrania odpowietrzającego, patrząc w kierunku nakręcania, powierzchnia wybrania odpowietrzającego, jako powierzchnia przyłożenia, przylega pod płaskim kątem do powierzchni obwiedniowej elementu wprowadzającego. Uszczelnienie wewnętrzne posiada co najmniej 25 a maksymalnie 50 wybrań odpowietrzających.

Element uszczelniający jest tą częścią uszczelnienia wewnętrznego, która przy nasadzonym kołpaku dotyka do wewnętrznej strony wylotu pojemnika i tworzy uszczelnienie.

Element wprowadzający służy głównie do pewnego i nie grożącego uszkodzeniem, wprowadzania uszczelnienia wewnętrznego w wylot pojemnika. Element ten, ze względu na pełnione funkcje, można dodatkowo podzielić. Przedni odcinek elementu wprowadzającego jest strefą centrującą, w której średnica zewnętrzna jest mniejsza od średnicy wylotu pojemnika. Centruje ona i prowadzi uszczelnienie wewnętrzne podczas nasadzania kołpaka. Po strefie centrującej następuje strefa napinania, w której średnica zewnętrzna jest większa od średnicy otworu wylotowego pojemnika. Przy wejściu strefy napinania w wylot pojemnika, uszczelnienie wewnętrzne ulega ściśnięciu i tym samym napięciu. W obszarze elementu wprowadzającego powierzchnia zewnętrzna uszczelnienia wewnętrznego posiada przynajmniej jedno wybranie odpowietrzające. Wybranie odpowietrzające tworzy połączenie z wnętrzem pojemnika, gdy tylko element uszczelniający znajdzie się poza wylotem pojemnika. Wybranie to zapobiega utworzeniu uszczelnienia przez współpracujący element wprowadzający i wylot pojemnika, zapewniając odpowietrzanie pojemnika możliwie najwcześniej. Zapewnione jest w ten sposób, że gwint wewnętrzny kołpaka zazębiony jest w sposób pewny z zewnętrznym gwintem szyjki pojemnika, aż do wystąpienia odpowietrzania. Zmniejsza się przez to niebezpieczeństwo nagłego odskoczenia kołpaka podczas odkręcania go, na skutek zbyt wysokiego ciśnienia wewnętrznego i zbyt późnego odpowietrzania pojemnika.

Dzięki temu, że wybranie odpowietrzające jest tak ukształtowane, że rozciąga się ono co najmniej na całej wysokości strefy napinania, zapewnione jest przez to, że powstaje otwarty kanał powietrzny, gdy tylko element uszczelniający znajdzie się poza zazębieniem z wylotem pojemnika.

175 697

Liczba wybrań odpowietrzających oraz ich szerokość i głębokość, wpływają na prędkość odpowietrzania przy otwieraniu pojemnika. Należy zauważyć, że strefa wprowadzania w obszarze wybrań odpowietrzających nie spełnia swej roli wprowadzania. Szerokość wybrania odpowietrzającego korzystnie nie przewyższa 1/15 obwodu uszczelnienia wewnętrznego, aby zapobiec zniszczeniu elementu uszczelniającego, w obszarze wybrania odpowietrzającego.

Dzięki rozkładowi wybrań odpowietrzających unika się nadciśnienia. W pojemniku zamkniętym kołpakiem gwintowanym w momencie, kiedy kołpak gwintowany zazębiony jest jeszcze trwale z wylotem pojemnika.

Dzięki konstrukcji kołpaka według wynalazku (umieszczone na zewnętrznej powierzchni uszczelnienia wewnętrznego wybrania odpowietrzające, rozciągające się przynajmniej przez całą wysokość strefy napinania), odpowietrzenie następuje już w momencie, w którym elementy uszczelniające leżą poza zazębieniem z wyjściem pojemnika, a nie dopiero w momencie, kiedy cała strefa napinania dostaje się poza zazębienie z wylotem pojemnika.

Niniejszy wynalazek realizuje więc zalety znanych uszczelnień typu oliwkowego (niepodatnych na uszkodzenie górnej krawędzi wylotu pojemnika), bez wykazywania ich znanych wad (odskakiwania kołpaka przy otwieraniu pojemników z podwyższonym ciśnieniem wewnętrznym).

Jako średnicę elementu wprowadzającego, niezależnie od wybrań odpowietrzaj ących, należy rozumieć średnicę najbardziej zewnętrznej powierzchni. Jeżeli wiele wybrań odpowietrzających położonych jest bezpośrednio po sobie, to powierzchnia zewnętrzna może być zredukowana do pojedynczych krawędzi.

Dlatego też miejscami w opisie stosuje się pojęcie powierzchni obwiedniowej, przez co rozumie się powierzchnię zewnętrzną bez wybrań odpowietrzających. Uszczelnienie wewnętrzne często jest tak ukształtowane, że jego średnica zewnętrzna w obszarze elementu wprowadzającego, zmniejsza się w kierunku dolnego końca. Średnica zewnętrzna malejąca stale z reguły stożkowo ku dołowi powoduje, że uszczelnienie wewnętrzne podczas nakręcania napinane jest równomiernie, aż element uszczelniający wejdzie do wylotu pojemnika.

Podczas tej fazy napinania element wprowadzający przylega do wewnętrznej krawędzi wylotu pojemnika. Tarcie pojawiające się przy tym na skutek obrotu kołpaka, działa wyrównująco na ewentualne nierówności w obszarze wylotu.

Działanie tarcia, przez odpowiednie ukształtowanie wybrań odpowietrzających, może być wzmocnione.

W innym, również korzystnym wykonaniu elementu wprowadzającego, strefę wygładzającą ma on tylko w swym dolnym obszarze, w którym średnica zewnętrzna maleje w kierunku do dołu. Pomiędzy strefą wygładzającą i elementem uszczelniającym, średnica zewnętrzna uszczelnienia wewnętrznego posiada lokalnie wartość minimalną tak, że w górnym końcu wspomnianej strefy wygładzającej powstaje lokalnie maksymalna średnica zewnętrzna, która jest większa od średnicy zamykanego wylotu pojemnika. Ta wartość maksymalna korzystnie wybrana jest możliwie duża, jednak tak, aby przy nasadzonym kołpaku odsuwała się od wewnętrznej ściany pojemnika, gdy tylko element uszczelniający wejdzie do wylotu pojemnika. Taka konfiguracja ma tę zaletę, że element wprowadzający, przy nakręceniu kołpaka, przylega do wewnętrznej powierzchni wylotu, gdy tylko strefa wygładzająca wejdzie do wylotu pojemnika. W ten sposób działanie tarcia powodowane przez element wprowadzający przenosi się również na obszar wewnętrznej powierzchni wylotu.

Również sam kształt wybrań odpowietrzaj ących wpływa wzmacniająco na działanie tarcia powodowanego przez element wprowadzający. Działanie tarcia ulega korzystnemu wzmocnieniu, jeżeli pomiędzy wybraniami odprowadzającymi znajdują się krawędzie ostrza służącego do wyrównywania nierównomiernych lub uszkodzonych krawędzi wylotu pojemników ze sztucznego tworzywa. Przy opisywaniu niniejszych wybrań stosowane będą pojęcia znane z obróbki skrawaniem, zwłaszcza do określenia geometrii ostrza. Wybranie odpowietrzające porównywane jest tu, z przerwą pomiędzy dwoma zębami piły. Mimo, że kołpak wykonany jest ' ze stosunkowo miękkiego tworzywa sztucznego, najlepsze rezultaty zostały osiągnięte dla kąta natarcia 0°. Powierzchnia wybrania odpowietrzającego, na jego przednim końcu, patrząc w kierunku nakręcania, stanowi powierzchnię natarcia, która pod kątem prostym, wzdłuż krawędzi ostrza, przylega do powierzchni obwiedniowej elementu wprowadzającego. W ten -sposób

175 697 krawędź ostrza jest tak skierowana, że przy obracaniu kołpaka w kierunku nakręcania, pracuje jako krawędź ostrza. Optymalne warunki uzyskuje się przy kątach natarcia w granicach kąta +-10°. Za pomocą takiego prymitywnego ostrza ze sztucznego tworzywa, nawet w pojemnikach ze sztucznego tworzywanie możnauzyskać właściwego przebiegu skrawania. Nie ma też takiego zamiaru, gdyż wióry z tworzywa sztucznego mogłyby wpadać do napoju. Właściwie chodzi o pewien rodzaj plastycznej deformacji karbów i zadziorów, co możliwe jest przy ujemnym kącie natarcia. Ze względu na miękkość materiału ostrza, najlepsze rezultaty uzyskuje się jednak przy kącie natarcia 0°.

Ponieważ element wprowadzający podczas nakręcania kołpaka tylko podczas części jednego obrotu znajduje się w kontakcie z wylotem, więc jedno wybranie odpowietrzające nie wystarcza do obróbki całego obwodu wylotu w wyżej opisany sposób.

Kołpak zostaje więc dodatkowo ulepszony przez równomierne rozmieszczenie na obwodzie uszczelnienia wewnętrznego wielu wybrań odpowietrzających. Szczególnie dobre własności tarcia uzyskuje się, gdy wybrania odpowietrzające rozmieszczone są względem siebie w jednakowych odstępach, zwłaszcza, gdy duża liczba wybrań umieszczona jest bezpośrednio jedno za drugim. W ten sposób zewnętrzna powierzchnia uszczelnienia wewnętrznego zmniejsza się w tym obszarze, gdzie poszczególne wybrania stykają się ze sobą do pojedynczych krawędzi. Przy nakręcaniu kołpaka, powierzchnia nakładania w strefie wprowadzania, ogranicza się w efekcie do poszczególnych krawędzi, co powoduje wielki docisk powierzchniowy. Ma to pozytywny skutek na przebieg tarcia i wygładzania.

Przy wybraniach odpowietrzających położonych bezpośrednio obok siebie, najlepsze rezultaty uzyskuje się, przy zastosowaniu wspomnianej geometrii ostrza, przez zastosowanie kąta natarcia zbliżonego do 0°. Aby mimo to zapewnić wystarczającą stabilność poszczególnych zębów piły, powierzchnia wybrań odpowietrzających po przeciwnej stronie, przy tylnym końcu, patrząc w kierunku nakręcania, jest tak ukształtowana, że jako powierzchnia przyłożenia przylega pod płaskim kątem do powierzchni obwiedniowej uszczelnienia wewnętrznego. Dobre wyniki uzyskuje się dla kątów przyłożenia mniejszych niż 30°

Jako alternatywę piłokształtnego ukształtowania, można stosować również symetryczne wybrania odpowietrzające. Wynika z tego geometria ostrza o ujemnym kącie natarcia i dodatnim kącie przyłożenia, przy czym oba mają tę samą wartość. W ten sposób, przy nakręcaniu i odkręcaniu uzyskuje się podobne własności tarcia. Dobre rezultaty uzyskuje się dla kątów natarcia i przyłożenia leżących poniżej 60°.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju wylot pojemnika z gwintowanym kołpakiem, który został odkręcony, aż do rozpoczęcia się odpowietrzania, fig. 2 - w przekroju wylot pojemnika z gwintowanym kołpakiem, z elementem wprowadzającym o miejscowych wybraniach, fig. 3 - przekrój przez obszar uszczelnienia kołpaka, fig. 4 - przekrój przez element uszczelniający nakręconego, gwintowanego kołpaka, fig. 5 - przekrój poprzeczny w płaszczyźnie A-A z fig. 6, fig. 6 - wycinek widoku z boku uszczelnienia wewnętrznego z dużą liczbą umieszczonych obok siebie piłokształtnych wybrań odpowietrzających, a fig. 7 przedstawia wycinek uszczelnienia wewnętrznego przedstawionego na fig. 6, widziany od dołu (kierunek B z fig. 6).

Na figurze 1 gwintowany kołpak składa się z cylindrycznej ścianki 1 i zamykającego ją dna 2. Z wewnętrznej powierzchni 3 dna kołpaka, w kierunku otworu kołpaka, przebiega współosiowo ze ścianką kołpaka 1, uszczelnienie wewnętrzne 4. Gdy kołpak jest nakręcony zupełnie na szyjkę pojemnika, to powierzchnia zewnętrzna uszczelnienia wewnętrznego, w ograniczonym obszarze, dotyka do powierzchni wewnętrznej 23 wylotu pojemnika. Obszar tego zetknięcia tworzy obwodowy element uszczelniający 5. Jego średnica zewnętrzna jest większa niż średnica 8 wylotu pojemnika. Poniżej elementu uszczelniającego znajduje się obwodowy element wprowadzający 6, którego średnica zewnętrzna maleje stożkowo w kierunku do dołu. Przy nakręcaniu gwintowanego kołpaka, powierzchnia zewnętrzna elementu wprowadzającego 6 jako pierwsza wchodzi w kontakt z wylotem pojemnika, a element uszczelniający 5 dochodzi do wylotu pojemnika dopiero później.

Element wprowadzający ze swą do dołu malejącą średnicą, przylega do wewnętrznej krawędzi 24 wylotu pojemnika. Centruje on uszczelnienie wewnętrzne względem wylotu

175 697 pojemnika i troszczy się o to, aby był on wstępnie rozciągnięty zanim element uszczelniający 5 dotrze do wylotu. Przy odkręcaniu kołpaka zachodzi przebieg odwrotny. Najpierw z wylotu zostaje wyciągnięty element uszczelniający, a uszczelnienie wewnętrzne pozostaje jeszcze napięte, gdyż element wprowadzający przylega jeszcze do wylotu pojemnika. Dopiero przy dalszym odkręcaniu, gdy element wprowadzający zostanie wyciągnięty z wylotu, uszczelnienie wewnętrzne może się ponownie rozszerzyć. Element wprowadzający, przy odkręcaniu pozostaje tak długo w kontakcie z wylotem pojemnika, aż uszczelnienie wewnętrzne rozszerzy się do swego normalnie odprężonego położenia.

Element wprowadzający dzieli się więc na dwa obszary. Dolny obszar służy do centrowania uszczelnienia wewnętrznego względem wylotu pojemnika, a strefa napinania rozpoczyna się tam, gdzie zewnętrzna średnica elementu wprowadzającego osiąga średnicę 8 wylotu pojemnika.

W obszarze elementu wprowadzającego, uszczelnienie wewnętrzne posiada liczne wybrania odpowietrzające. Zapobiegają one tworzeniu się uszczelnienia w obszarze napinania, przy odkręcaniu kołpaka. Aby zapewnić odpowietrzanie pojemnika w możliwie jak najwcześniejszym momencie, wybrania odpowietrzające 9 zaczynają się bezpośrednio poniżej elementu uszczelniającego. W przedstawionym na fig. 1 kołpaku, element uszczelniający znajduje się tuż poza wylotem pojemnika. Gaz może wypływać z pojemnika przez wybrania odpowietrzające 9, w kierunku strzałki y.

Aby zapewnić równomierne napinanie uszczelnienia wewnętrznego powodowane przez element wprowadzający, należy uważać, aby szerokość 11 wybrań odpowietrzających nie była za duża. Gdy powierzchnia poślizgowa strefy wprowadzania przerywana jest bardzo szerokimi wybraniami odpowietrzającymi, to powstaje niebezpieczeństwo, że uszczelnienie wewnętrzne w obszarze tych wybrań zostanie lokalnie wyciśnięte na zewnątrz, przy odkręcaniu pojemnika. Może to prowadzić do uszkodzenia elementu uszczelniającego, przy montowaniu kołpaka. Dobre rezultaty uzyskuje się za pomocą wybrań odpowietrzających, których szerokość nie przekracza 1/15 obwodu uszczelnienia.

Wybrania odpowietrzające przedstawione na fig. 2, stanowią szczeliny dzielące strefę wprowadzania na pojedyncze prowadzące występy 22. Takie przelotowe szczeliny powodują szybkie odpowietrzenie pojemnika, gdy tylko element uszczelniający znajdzie się poza zasięgiem wylotu pojemnika. Kołpak ma prawoskrętny gwint śrubowy tak, że część 16 powierzchni wybrania, znajdująca się na przednim końcu wybrania, patrząc w kierunku nakręcania 17, działa przy nakręcaniu jako powierzchnia natarcia i wraz z zewnętrzną powierzchnią uszczelnienia wewnętrznego tworzy krawędź ostrza. Mino, że w przypadku występów prowadzących 22, ze względu na kąt przyłożenia wynoszący 0°, nie można mówić o cięciu w dosłownym tego słowa znaczeniu, to w stosowanej tu terminologii stosowane są pojęcia powierzchnia natarcia i krawędź ostrza.

Jak widać z fig. 3 uszczelnienie wewnętrzne, w obszarze elementu wprowadzającego posiada lokalne maksimum 15. Funkcja centrowania i napinania elementu wprowadzającego przejęta jest przez strefę poślizgową 13 znajdującą się poniżej wspomnianej maksymalnej średnicy. Sama strefa poślizgowa podzielonajest funkcjonalnie na strefę centrującą 25, która ma zewnętrzną śr^<^inicę mniejszą niż średnica 8 wylotu pojemnika. Pojemnik przeznaczony do zamknięcia zaznaczony jest linią osiową. Pomiędzy lokalnym maksimum 15 i elementem uszczelniającym 5, uszczelnienie wewnętrzne posiada rowkowe zagłębienie tak, że średnica zewnętrzna maleje w nim do lokalnego minimum 14.

W ten sposób wygładzające działanie tarciowe strefy wprowadzającej rozszerza się korzystnie na powierzchnię wewnętrzną wylotu pojemnika. Tarcie działa na wewnętrzną krawędź wylotu pojemnika, aż do momentu, gdy strefa poślizgowa 13 wejdzie całkowicie do wylotu pojemnika. Przy dalszym dokręcaniu kołpaka, miejsce o lokalnie maksymalnej średnicy zostaje wsunięte w wylot pojemnika, a działanie tarcia przenosi się na wewnętrzną powierzchnię wylotu. W ten sposób przez element wprowadzający wygładzone zostają wady powierzchniowe na wewnętrznej stronie wylotu. Napięcie uszczelnienia wewnętrznego, w tej fazie nie ulega dalszemu zwiększeniu. Dopiero, gdy przy dalszym nakręceniu, element uszczelniający 5 wejdzie w wylot pojemnika, napięcie uszczelnienia wewnętrznego jeszcze trochę wzrośnie, przy czym główną siła napiętego uszczelnienia wewnętrznego działa na element uszczelniający. Maksy8

175 697 malna średnica elementu wprowadzającego dobrana jest korzystnie tak, że jest on całkowicie odciążony, gdy tylko element uszczelniający wejdzie na wylotu pojemnika.

Na figurze 4 kołpak znajduje się w położeniu całkowitego nakręcenia, a uszczelnienie wewnętrzne dotyka wewnętrznej powierzchni 23 wylotu pojemnika tylko w obszarze elementu uszczelniającego 5.

W przedstawionym na fig. 5 przekroju poprzecznym, w płaszczyźnie A - z fig. 6, pokazane jest uszczelnienie wewnętrzne, którego średnica zewnętrzna w obszarze elementu wprowadzającego 6 posiada lokalne maksimum.

Na figurze 6 pokazany jest wycinek w widoku z boku, uszczelnienia wewnętrznego, którego średnica zewnętrzna, jak to widać z fig. 5 w obszarze elementu wprowadzającego posiada lokalne maksimum. Konfiguracja przekroju poprzecznego uszczelnienia wewnętrznego wyjaśniona już została w związku z fig. 3 i 4. Uszczelnienie wewnętrzne na całym obwodzie elementu wprowadzającego posiada dużą liczbę leżących bezpośrednio obok siebie, wybrań odpowietrzających 9. W podanym przykładzie, dwa leżące obok siebiewybrania stykają się tylko w jednym punkcie, mianowicie tam, gdzie zewnętrzna średnica elementu wprowadzającego jest największa. Punkt ten jest jednocześnie najbardziej istotny dla tarcia, gdyż jak wyjaśniono w związku z fig. 3, miejsce to powoduje tarcie również na wewnętrznej stronie wylotu. Wskutek bezpośrednio do siebie przylegających wybrań, element wprowadzający uzyskuje wyprofilowanie mające charakter narzędzia skrawającego, powstaje bowiem dodatni kąt przyłożenia.

Na figurze 7 przedstawione jest w widoku od dołu (kierunek 13 na fig. 6) uszczelnienie wewnętrzne z fig. 6. Widać tu, że wybrania odpowietrzające tworzą przebieg o kształcie ostrzy. Na przedniej stronie wybrań, patrząc w kierunku nakręcania, powierzchnie natarcia 16 tworzą z powierzchnią obwiedniową uszczelnienia wewnętrznego kąt wynoszący ok. 90°, co odpowiada kątowi natarcia 0°. Na fig. 7 linią przerywaną zaznaczony jest korzystny zakres +/-10° dla doboru kąta natarcia α. Przy tylnym końcu wybrania, powierzchnia przyłożenia 21 dochodzi do tej samej powierzchni obwiedniowej pod kątem płaskim. W tym przykładzie zarówno powierzchnia przyłożenia 21, jak i powierzchnia natarcia 16 wykonane są jako płaszczyzny usytuowane równolegle do osi gwintowanego kołpaka.

Wynika stąd, że ze względu na wybrany, widoczny z fig. 5, uszczelniający przekrój poprzeczny, poszczególne wybrania się tylko wjednym punkcie. Możliwe są inne postaci wykonania wybrań odpowietrzających, optymalizujące żądane działanie tarcia. Znajduje· się to w zakresie działalności fachowca. Wybraniamogąbyć zwłaszcza tak ukształtowane, że dotykają się nie tylko w jednym punkcie, lecz wzdłuż krawędzi ostrza.

175 697

FIG.1

HG.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 2,00 zi

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Gwintowany kołpak ze sztucznego tworzywa, z cylindryczną ścianką i z zamykającym ją dnem, z którego wewnętrznej powierzchni wychodzi uszczelnienie wewnętrzne, posiadające na swej zewnętrznej stronie obwodowy element uszczelniający do uszczelniania od wewnątrz wylotu zamykanego pojemnika, które to uszczelnienie wewnętrzne poniżej elementu uszczelniającego posiada obwodowy element wprowadzający, którego zewnętrzna średnica na jego dolnym końcu jest mniejsza, a w obszarze strefy napinania jest większa od średnicy wylotu zamykanego pojemnika, przy czym zewnętrzna powierzchnia uszczelnienia wewnętrznego, w obszarze elementu wprowadzającego, posiada przynajmniej jedno wybranie odpowietrzające, znamienny tym, że wybranie odpowietrzające (9) przebiega przynajmniej na całej wysokości (26) strefy napinania.
2. Gwintowany kołpak według zastrz. 1, znamienny tym, że zewnętrzna średnica uszczelnienia wewnętrznego w obszarze elementu wprowadzającego (6) maleje w kierunku do dolnego końca (7).
3. Gwintowany kołpak według zastrz. 2, znamienny tym, że element wprowadzający (6) na swym dolnym obszarze posiada strefę poślizgową (13), której zewnętrzna średnica maleje w kierunku do dolnego końca, a średnica zewnętrzna pomiędzy strefą poślizgową i elementem uszczelniającym, posiada lokalnie minimalną wartość (14) tak, że przy górnym końcu wspomnianej strefy poślizgowej powstaje lokalnie maksymalna zewnętrzna (15), która jest większa od średnicy (8) zamykanego wylotu pojemnika.
4. Gwintowany kołpak według zastrz. 1, znamienny tym, że szerokość (11) wybrania odpowietrzającego (9) nie przewyższa 1/15 obwodu uszczelnienia wewnętrznego.
5. Gwintowany kołpak według zastrz. 1, znamienny tym, że na przednim końcu wybrania odpowietrzającego (9), patrząc w kierunku nakręcania (17), powierzchnia (12) wybrania przylega pod kątem prostym wzdłuż krawędzi ostrza (18), do powierzchni obwiedniowej elementu wprowadzającego, jako powierzchnia natarcia (16).
6. Gwintowany kołpak według zastrz. 1, znamienny tym, że na obwodzie uszczelnienia wewnętrznego jest rozmieszczonych wiele wybrań odpowietrzających (9).
7. Gwintowany kołpak według zastrz. 6, znamienny tym, że pomiędzy wybraniami odpowietrzającymi (9) znajdują się krawędzie ostrza, dla wyrównywania nierównomierności uszkodzonych krawędzi wylotu, pojemników ze sztucznego tworzywa.
8. Gwintowany kołpak według zastrz. 6, znamienny tym, że wyt?rania odpowietrzające (9) umieszczone są w jednakowych odstępach względem siebie.
9. Gwintowany kołpak według zastrz. 8, znamienny tym, że wybrania odpowietrzające (9) znajdują się bezpośrednio jedno za drugim.
10. Gwintowany kołpak według zastrz. 9, znamienny tym, że przy tylnym końcu (19) wybrania odpowietrzającego (9), patrząc w kierunku nakręcania (17), powierzchnia wybrania odpowietrzającego, jako powierzchnia przyłożenia (21), przylega pod płaskim kątem do powierzchni obwiedniowej elementu wprowadzającego.
11. Gwintowany kołpak według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że uszczelnienie wewnętrzne posiada co najmniej 25 a maksymalnie 50 wybrań odpowietrzających (9).