專利名稱：自帶吸管的飲料罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飲料罐，更具體地說，涉及自帶吸管的飲料罐?，F(xiàn)在，飲料罐的制造、填充和密封是在高速自動化過程中完成。這個過程包括制造用于包容液體或飲料的單獨(dú)的罐體以及用于密封罐體開口端的單獨(dú)的蓋。在飲料罐的制造中有一道工序被稱為“卷邊接縫”，它將蓋放置在已填充的罐體上以及密封其周邊?，F(xiàn)在已知的接縫工序是使蓋片水平移過飲料罐的頂面，到飲料罐頂邊上的垂直距離僅數(shù)毫米。該接縫工序包括使用非常昂貴的高速機(jī)械和工具。
在專利技術(shù)中提出過各種設(shè)計(jì)用以將吸管放置到飲料罐內(nèi)，當(dāng)飲料罐蓋上的封片向內(nèi)偏轉(zhuǎn)開啟后，它即可供使用者飲用。絕大部分這些設(shè)計(jì)可以分為兩組。第一組的設(shè)計(jì)是將吸管放置在罐內(nèi)使其預(yù)先對準(zhǔn)蓋的開口，因此，當(dāng)罐被開啟時，已存在吸管的通道。這種方法的實(shí)踐缺點(diǎn)是在接縫工序中罐的罐體和蓋是任意取向的，因此，任何要求吸管預(yù)先對準(zhǔn)蓋的開口的設(shè)計(jì)都不容易與現(xiàn)有的制罐設(shè)備配合。
第二組設(shè)計(jì)通常包括以某種形式將吸管安裝或固定在蓋的底面，使罐頭被開啟時，吸管端可由開口處拉出或通過開口可以觸及吸管。這些設(shè)計(jì)也難以與現(xiàn)有的制罐設(shè)備配合，因?yàn)槿缤鲜?，商用制罐過程是在高速接縫工序中使蓋在距罐的頂面數(shù)毫米處通過。因此，任何與蓋的底面連接或固定的結(jié)構(gòu)都會破壞接縫過程。
轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國專利No.5,244,112；5,080,247；以及4,930,652公布了第三種方法，它們敘述的各種實(shí)施例是將吸管分配機(jī)構(gòu)放置在罐體內(nèi)和轉(zhuǎn)動吸管對準(zhǔn)已開啟飲料罐的孔口下面。特別的是這些專利敘述的設(shè)計(jì)可以響應(yīng)封閉片的向罐體內(nèi)偏轉(zhuǎn)而驅(qū)動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)。盡管這些設(shè)計(jì)在工藝上和商業(yè)上仍保持著活力，而其他一些方式，特別是借助其他力也可使吸管與已開啟飲料罐的孔口對準(zhǔn)。
在此方面，本發(fā)明提供了一種自帶吸管分配機(jī)構(gòu)的飲料罐，當(dāng)使用者操作飲料罐時它開始工作，重力和浮力使吸管與蓋的開口對準(zhǔn)。特別的是，使用本發(fā)明的飲料罐時，使用者僅僅傾斜飲料罐，最好是在開啟之前，引起飲料罐內(nèi)的機(jī)構(gòu)推動吸管實(shí)質(zhì)上與封片對準(zhǔn)。一旦飲料罐被開啟，僅需極小的操作即可將吸管與孔口完全對準(zhǔn)。
公開了本發(fā)明的幾個實(shí)施例。第一實(shí)施例使用了擺動臂，它可轉(zhuǎn)動地安裝在底板元件的中心柱上，底板元件安裝在飲料罐的底部。吸管垂直支承在擺動臂的外徑向端。擺動臂的重量最好是這樣的，當(dāng)飲料罐傾斜時，擺動臂可以沿飲料罐傾斜的方向自由轉(zhuǎn)動，使吸管與孔口對準(zhǔn)。如果飲料罐在開啟前操作，最好使飲料罐向使用者傾斜而將封閉片處于8點(diǎn)鐘位置。這樣就幫助吸管與蓋的封閉片稍稍錯位，這樣一來，當(dāng)封閉片偏轉(zhuǎn)進(jìn)入飲料罐內(nèi)部時，不會撞到吸管。飲料罐被開啟后，飲料罐最終輕微的操作幫助吸管與蓋片的孔口對準(zhǔn)。最好在吸管上連接一個浮子使吸管通過孔口升起。
在第二實(shí)施例中，一個基本上垂直取向的導(dǎo)柱通過球-窩接頭將其下端可樞轉(zhuǎn)地安裝在底板元件的中心，底板元件安裝在飲料罐的底部。吸管可滑動地靠在導(dǎo)柱上。處于重力下的定位盤連接在吸管鄰接其上端處，這樣當(dāng)飲料罐傾斜時作用在盤上的重力引起吸管在相應(yīng)的方向傾斜。當(dāng)盤與飲料罐的側(cè)壁接觸時，處于重力下的盤的直徑可使吸管充分正確地徑向定位在蓋下面。如同上述，浮子固定在吸管上使吸管通過蓋的孔口升起。
第三實(shí)施例與第二實(shí)施例相似，其不同之處是取消了底板元件，因此吸管組件是自由地放置在飲料罐內(nèi)。處于重力下的定位盤連接在吸管的上端附近，以及浮子固定在吸管的鄰接其底端處。這樣，浮子的浮力引起吸管底部在第一點(diǎn)與飲料罐的下側(cè)壁接觸，以及處于重力下的盤在基本上徑向相對點(diǎn)與飲料罐的上側(cè)壁接觸。當(dāng)飲料罐傾斜時，引起重力盤沿著飲料罐內(nèi)壁移動，使使用者能操作飲料罐，以上述類似方式使吸管與孔口對準(zhǔn)。如前所述，重力盤的直徑可使吸管由飲料罐的側(cè)壁徑向偏移，其距離與蓋的孔口相同。
本專業(yè)技術(shù)人員不難理解本發(fā)明的下列兩個實(shí)施例，它們特別適合于具有偏移孔口的其他類型的飲料罐使用，例如三角頂罐和矩形或方形紙罐，在商業(yè)中通常稱為“無菌”紙罐。
公布的第六實(shí)施例與上述第二實(shí)施例類似，第六實(shí)施例具有基本上垂直取向的導(dǎo)柱，它通過球-窩接頭活動安裝在底板元件的中心，底板元件安裝在飲料罐的底部。收管相對于導(dǎo)柱可滑動地定位。處于重力下的定位盤連接在導(dǎo)柱上鄰接其上端，這樣使飲料罐傾斜時作用在重力盤上的重力引起導(dǎo)柱和吸管在相應(yīng)的方向上傾斜。當(dāng)重力定位盤與飲料罐的側(cè)壁接觸時，重力盤的直徑可使吸管充分正確地在蓋下徑向地定位。如同前述，浮子固定在吸管上幫助吸管通過蓋的孔口升起。這一實(shí)施例比第二實(shí)施例優(yōu)越之處是浮子僅使吸管傾斜，而不使重力定位盤傾斜。
第七實(shí)施例與第二實(shí)施例類似，不同之處是該實(shí)施例依賴于浮力定位和升起吸管。第七實(shí)施例具有基本上垂直取向的導(dǎo)柱，它通過球-窩接頭以其下端可樞轉(zhuǎn)地安裝在底板元件的中心，底板元件安裝在飲料罐的底部。吸管相對于導(dǎo)柱可滑動地定位。浮子連接在吸管鄰接其上端處，這樣當(dāng)飲料罐傾斜時，浮子的浮力使吸管實(shí)質(zhì)上保持垂直。當(dāng)浮子與飲料罐的側(cè)壁接觸時，浮子的直徑使吸管在封閉片下面充分正確地定位。浮子還幫助吸管通過蓋的孔口升起。因此本實(shí)施例要求沿以上實(shí)施例相對的方向傾斜飲料罐。這個方向傾斜提供的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)飲料罐開啟后操作罐時，飲料罐的傾斜引起其所盛液體濺出的傾向性較小。
第八實(shí)施例與第七實(shí)施例類似，其不同之處是該實(shí)施例具有異型的蓋，蓋具有傾斜段可引導(dǎo)吸管進(jìn)入蓋的孔口。
因此，本發(fā)明的目的是提供自帶的吸管分配機(jī)構(gòu)的飲料罐，它與現(xiàn)有的制罐頭設(shè)備相匹配。
此外，本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種自帶吸管分配機(jī)構(gòu)的飲料罐，它設(shè)計(jì)簡單，使用材料少，制造費(fèi)用低以及要求較廉價的設(shè)備即可裝配和插入飲料罐。
此外，本發(fā)明的另一目的是提供簡單而廉價的吸管分配機(jī)構(gòu)，它可方便地用于具有偏置孔口的各種飲料罐，例如飲料罐，三角頂罐，以及方形或矩形紙罐。
結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其他目的將會顯而易見。


圖1為按照本發(fā)明第一實(shí)施例的帶有吸管分配機(jī)構(gòu)的飲料罐的局部剖切圖；圖2為圖1所示飲料罐的水平剖面圖；圖3為按照本發(fā)明第二實(shí)施例的帶有吸管分配機(jī)構(gòu)的飲料罐的垂直剖面圖；圖4為與圖3所示飲料罐類似的剖面圖，示出當(dāng)飲料罐稍稍傾斜時吸管的位置；圖5為圖3所示飲料罐的局部剖切的視圖，示出吸管通過飲料罐蓋的孔口升起；圖6為按照本發(fā)明第三實(shí)施例的帶有吸管分配機(jī)構(gòu)的飲料罐的垂直剖面圖；圖7為與圖6所示飲料罐類似的剖面圖，示出當(dāng)罐稍稍傾斜時吸管的位置；圖8為圖6和7所示飲料罐的局部剖切圖，示出吸管通過罐蓋的孔口升起；圖8A為圖6～8所示飲料罐的局剖剖切圖，示出替換的蓋的設(shè)計(jì)；圖9為本發(fā)明的第四實(shí)施例，示出在三角頂飲料罐方面的應(yīng)用；圖10為本發(fā)明的第五實(shí)施例，示出在矩形或“無菌”飲料罐方面的應(yīng)用；圖11為按照本發(fā)明的第六實(shí)施例的帶有吸管分配機(jī)構(gòu)的飲料罐的垂直剖面圖；圖12為與圖11所示飲料罐的剖面圖，示出當(dāng)罐稍稍傾斜時吸管的位置；圖13為圖11和12所示飲料罐的局部剖切圖，示出吸管通過罐蓋的孔口升起；圖14為按照本發(fā)明第七實(shí)施例的帶有吸管分配機(jī)構(gòu)的飲料罐的垂直剖面圖；圖15為與圖14所示飲料罐類似的剖面圖，示出當(dāng)罐稍稍傾斜時吸管的位置；圖16為圖14和15所示飲料罐的局部剖切圖，示出吸管通過罐蓋的孔口升起；
圖17為按照本發(fā)明的第八實(shí)施例的帶有吸管分配機(jī)構(gòu)的飲料罐的垂直剖面圖；圖18為與圖17所示飲料罐類似的剖面圖，示出當(dāng)罐稍稍傾斜時吸管的位置；以及圖19為圖17和18所示飲料罐的局部剖切圖，示出吸管通過罐蓋的孔口升起。
參見圖1，示出按照本發(fā)明飲料罐的第一最佳實(shí)施例。飲料罐10具有普通鋁、鋼或塑料制成的容器，它包括帶有封閉底14和蓋16的圓筒形罐體12，蓋16是在卷邊接縫工序中接合到罐體12上。蓋具有起動元件手柄環(huán)18，以可樞軸的方式固定在蓋16上，當(dāng)使用它開啟蓋的孔口20時封閉片22偏移進(jìn)入罐內(nèi)。封閉片22是在蓋16上用刻線形成的，它在手柄環(huán)18被使用者起動時使封閉片22的控制部分與蓋16斷開。當(dāng)使用者將環(huán)18提起到最大限度時，封閉片22典型地設(shè)計(jì)為按照刻線向下和向著通向孔口20的一邊偏移以完全開啟孔口和便于液體由孔口流出。
按照本發(fā)明的吸管分配機(jī)構(gòu)具有底板元件24，它帶有2～3條徑向延伸的底條26。底板元件24最好由輕型塑料制成和帶有底條26，柔軟和適合于壓配合到罐底14或側(cè)壁中。代替的方案是也可以采用其他方法將底板元件24粘接到罐的底部14上。
導(dǎo)柱28由底板24的中心向上垂直凸起，擺臂30繞其可轉(zhuǎn)動地連接。特殊的是擺臂30在其一端具有環(huán)部32與導(dǎo)柱28以足夠的間隙配合，以便擺臂繞導(dǎo)柱28自由轉(zhuǎn)動。最好，擺臂30的環(huán)部32和導(dǎo)柱28設(shè)計(jì)為環(huán)部32卡在導(dǎo)柱28中以防止這兩個部件偶然的脫開。擺臂30的外徑向端具有整體成型在其上的垂直延伸的定位柱34用以接受吸管36。由擺臂30的環(huán)部32至吸管定位柱34的徑向長度設(shè)成使得當(dāng)擺臂30轉(zhuǎn)動至與罐蓋的孔口20呈直線位置時，定位柱34應(yīng)直接在孔口20的下面。
吸管36具有浮子元件38，它最好為泡沫塑料制，連接在吸管底端，可在定位柱34上自由滑動。浮子38設(shè)計(jì)來提供足夠的浮力(當(dāng)罐中存在液體時)，當(dāng)吸管對準(zhǔn)孔口20時可使吸管36通過孔口20升起。應(yīng)該注意，定位柱34的高度實(shí)質(zhì)上大于吸管36的頂部和蓋16底面之間的垂直距離，以保證吸管可以通過孔口20一直升起。如圖1所示，最好定位柱34具有的橫截面可以減少吸管通過孔口20升起時定位柱34和吸管36之間的摩擦作用。
為了使吸管36與蓋16的孔口20對準(zhǔn)，使用者向自己一方迅速傾斜飲料罐，并使封閉片22大約處于8點(diǎn)鐘位置或者由使用者偏移一個小角度(限定向使用者方向的6點(diǎn)鐘位置)。飲料罐向使用者傾斜引起擺臂30在重力作用下轉(zhuǎn)至6點(diǎn)鐘位置，這樣吸管36稍稍與孔口20錯開。最好當(dāng)罐恢復(fù)其正常的垂直位置時，使用者拉起手柄環(huán)18使封閉片22偏移進(jìn)入罐內(nèi)，現(xiàn)在罐開啟時，繼續(xù)輕微的操作或向孔口20方向傾斜罐均有助于吸管對準(zhǔn)，從而使吸管36通過孔口20升起。
注意，當(dāng)罐最初向使用者傾斜時，最好封閉片22處于8點(diǎn)鐘位置，而不是4點(diǎn)鐘位置。這是因?yàn)檫@樣的事實(shí)，普通的飲料罐的封閉片22典型地設(shè)計(jì)為向下和向孔口20左邊偏移(即左轉(zhuǎn)折封閉片)。因此，當(dāng)隨后用手柄環(huán)18拉開罐時，封閉片22不會撞到吸管36，因?yàn)樗严蚬迌?nèi)偏移，也不會妨礙吸管最后移動使其與孔口20對準(zhǔn)。顯然，對于帶有左轉(zhuǎn)折封閉片的飲料罐，最好使用開始4點(diǎn)鐘位置。
當(dāng)然，任選的方案是使用者可以選擇在操作罐使吸管與孔口對準(zhǔn)之前就開啟罐。當(dāng)使用這種方法時，使用者將已開啟的罐向孔口20方向傾斜，仿佛有意倒掉一些罐中的液體，其結(jié)果是擺臂30轉(zhuǎn)動使吸管36直接對準(zhǔn)孔口20。顯然，使用這種方法時，使用者必須小心避免過度傾斜罐，防止意外地由罐中倒出。無論如何，這種方法簡單易行，在填充飲料罐的典型液面不會溢出。
此外，使用者可以用其他方式操作罐以使吸管36移動對準(zhǔn)孔口20，例如，使用者可以轉(zhuǎn)動罐使罐中的液體環(huán)形運(yùn)動。代替的方式是使用者將轉(zhuǎn)動和傾斜動作結(jié)合起來，使罐緩慢“搖擺”以達(dá)到吸管希望的轉(zhuǎn)動。
為了便于擺臂30響應(yīng)罐體較輕微的傾斜而移動，擺臂最好處于重力下或增加擺臂30的外徑向端的局部配重。增加的配重可使擺臂30較快地響應(yīng)使用者對罐的操作。增加的配重還可使使用者在比較小的傾斜角下達(dá)到希望的對準(zhǔn)，有助于正確地操作罐而不引起溢出。
此外，中心柱28可以延長，使擺臂30可以環(huán)繞一個更接近罐高中部的水平面轉(zhuǎn)動。在該實(shí)施例中用環(huán)形的導(dǎo)套來代替擺臂30外徑向端的吸管定位柱34以支承吸管。在該代替的實(shí)施例中吸管操作機(jī)構(gòu)可以響應(yīng)較小的傾斜角，因而有利于達(dá)到希望的對準(zhǔn)，并降低了溢出的危險。
為了防止在充罐和接縫過程中浮子38使吸管36升起而妨礙過程的進(jìn)行，用少量的可溶粘接劑，如葡萄糖或觸變凝膠暫時將吸管36粘接到定位柱34和/或擺臂30上。隨之，在接縫工序完成后，粘接劑逐漸溶解并使吸管自由浮起直至與蓋16的底面接觸。
代替的方案是，在吸管36放置到定位柱34上之前使吸管定位柱34熱膨脹。定位柱34的輕度熱膨脹使得在吸管36和柱34之間產(chǎn)生摩擦配合。在充填和接縫過程完成后，降低定位柱34的溫度使其收縮，從而消除與吸管36的摩擦接合。當(dāng)然，吸管36垂直位置暫時固定方法中的任何一種都可以與具有導(dǎo)套的擺臂30一起使用以代替定位柱34來支承吸管。
此外，可能需要提供止動元件40，該元件具有帶一對撓性臂的單圓環(huán)，用以固定吸管36的接近上端處以限制吸管通過孔口20升起的程度，但這點(diǎn)使用者也很容易克服，只要握住吸管的頂端將止動元件40通過孔口20拉出即可。止動元件40有助于保證使用者開啟罐以普通方式吸取飲料時吸管36不會意外地哽塞使用者。
在該實(shí)施例及這里敘述的其他實(shí)施例中，吸管36最好能沿其大部分長度回轉(zhuǎn)，這樣使用者可以延伸它完全達(dá)到罐的底部。
參見圖3～5示出的本發(fā)明的一個替換的實(shí)施例，與以前實(shí)施例等效的部件的標(biāo)號增加“′”。該實(shí)施例的吸管分配機(jī)構(gòu)也具有類似于圖1和2所示基板元件24的基板元件24′，它帶有2-3個底條26′與罐體12的底部14接合。位于底板24′中心的是承窩28′，用以接受在吸管支承柱34′底端制成的相應(yīng)尺寸的球42。這樣支承柱34′的球端42適合于卡入底板24′的承窩28′內(nèi)，使支承柱34′可以繞承窩28′自由樞動和轉(zhuǎn)動。吸管36適合于在支承柱34′上滑動和暫時保持在其上，如上所述。
吸管36上部連接有帶中心孔45的定位盤44用以摩擦接合方式接受吸管36。定位盤44一旦在連接到吸管之后，它附帶有足夠的重量可在飲料罐如圖4所示傾斜時引起吸管的上端移向罐體12的側(cè)壁。定位盤44的直徑尺寸是這樣的，當(dāng)盤與罐體側(cè)壁接觸時，吸管由其偏移的量等于蓋16的孔口20的徑向偏移量。這樣就保證了當(dāng)吸管與孔口呈一定角度時吸管36和孔口20的徑向?qū)?zhǔn)。
因此，為了將吸管36與孔口20對準(zhǔn)，使用者可以遵循上述任何一種方法。在本實(shí)施例中，當(dāng)罐傾斜時定位盤44存在的重力使盤與吸管一起沿罐體12的側(cè)壁繞球窩接頭自由轉(zhuǎn)動，直至達(dá)到低點(diǎn)(即傾斜方向)。當(dāng)吸管與孔口對準(zhǔn)時，浮子38的浮力足夠克服定位盤44的重量，使吸管通過孔口20升起，直至定位盤44與蓋16的底面接觸。在該最佳實(shí)施例中，吸管最初升出蓋約1～2英寸。
在此時使用者可以通過吸管吸取飲料或進(jìn)一步由罐內(nèi)拉出吸管。在本實(shí)施例中，定位盤44制成具有足夠剛性的以及吸管36和盤之間的摩擦作用足夠低，使定位盤頂住蓋16的底面時可通過定位盤向上拉出吸管。如上所述，吸管36最好能沿其整個長度轉(zhuǎn)動，這樣隨后使用者可以延伸它完全達(dá)到罐的底部。
代替的方案是，定位盤44的尺寸和設(shè)計(jì)使其具有足夠的柔性，當(dāng)吸管36被由罐中拉出時，使用者也可通過孔口20將定位盤拉出。當(dāng)定位盤通過孔口被拉出時仍處于飲料管之上，可使其形狀適合于壓配入孔口。使用者可以選擇地將定位盤44放入孔口20，保持沿孔口邊緣稍稍壓縮。如果用這種方式定位，則定位盤44有助于使用時穩(wěn)定吸管36和基本上封閉孔口20以防止臟物和昆蟲進(jìn)入罐內(nèi)。
現(xiàn)轉(zhuǎn)入圖6-8本發(fā)明的第三最佳實(shí)施例。在本實(shí)施例中，吸管36在其下端連接有浮子38和在其上端連接有重力定位盤44′。當(dāng)在充填和接縫工序之前處理時，吸管36的下端最好暫時用少量的可溶粘接劑46粘接到罐底14處，如第一實(shí)施例所述。隨后在充填和接縫過程完成后粘接劑46將會溶解，使吸管36在罐中自由浮起。由于浮子38的位置在盤44′的下面，吸管36在罐中的取向基本上如圖8所示，管36的底端在第一點(diǎn)處接觸罐體的側(cè)壁以及定位盤44′在基本上徑向相對的第二點(diǎn)處接觸罐體的側(cè)壁。
如同圖3～5實(shí)施例所述，定位盤44′的直徑是這樣選擇的，使吸管的頂端徑向偏離罐體側(cè)壁的距離相當(dāng)于蓋16的孔口20的徑向偏移位置。以這種方式，當(dāng)使用者操作罐時引起定位盤44′沿罐內(nèi)壁移動，吸管36轉(zhuǎn)動與孔口20對準(zhǔn)。浮子38的浮力足夠克服定位盤44′的重量，因此當(dāng)對準(zhǔn)孔口20時吸管36將通過孔口20升起。
為了使吸管36對準(zhǔn)蓋的孔口20，使用者應(yīng)遵循與上述相同的兩種方法。與以前的實(shí)施例相同，當(dāng)與孔口20對準(zhǔn)時，吸管將通過孔口升起直到定位盤44′與蓋16的底面接觸。因此為使用者提供的選擇方案與圖3-5所示實(shí)施例相同。
圖8A是圖6-8所示實(shí)施例的改進(jìn)。用帶有異型表面48的蓋16′代替了以前實(shí)施例的蓋16，導(dǎo)型表面可引導(dǎo)吸管36進(jìn)入蓋16′的孔口20。
圖9為本發(fā)明的示范的實(shí)例應(yīng)用，示出了三角頂?shù)娘嬃瞎?。圖9所示飲料罐為作為牛奶紙罐用的普通設(shè)計(jì)。罐50典型地由帶三角形頂部54的方邊體52組成，三角形頂部54沿其上邊緣56密封。開啟罐50時破壞一端的密封，將頂面折回，隨后由三角形頂部54的暴露的端部58形成一個普通方式的飲用口。
本實(shí)施例中的吸管36在其下端連接有浮子38和在接近其上端處連接有重力套60。在該最佳實(shí)施例中當(dāng)罐50內(nèi)存在液體時浮子38對吸管36產(chǎn)生的浮力稍大于重力套60產(chǎn)生的下沉重力。因此，當(dāng)吸管36的上端對準(zhǔn)罐50的開口時，浮子38幫助吸管通過開口升起。
當(dāng)罐50被以普通方式開啟后，稍稍向形成的飲用口傾斜就可使吸管的上端對準(zhǔn)開口，當(dāng)然應(yīng)該小心，以防意外的流出。重力套60的重力引起吸管36的上端向開口移動，從而使吸管通過開口升起。可任選的方式是，在罐開啟前使用者可以使罐50向三角頂端部58傾斜使吸管36的上端預(yù)先處于開口的尖部。以這種方式，當(dāng)罐50隨后開啟時，吸管36立即(或者稍加操作后)通過開口升起。
為了防止過早的升起和妨礙充填和接縫過程，可采用以前實(shí)施例所述的任何一種方法來暫時固定吸管36。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)至圖10，圖中示出本發(fā)明應(yīng)用于矩形飲料紙罐或“無菌”紙罐。普通類型的飲料紙罐典型地具有偏置的孔口64，撕去密封(圖中未示出)即可暴露孔口。雖然孔口64位于圖10所示的紙罐62的頂部66，應(yīng)該了解孔口也可位于紙罐62側(cè)壁68上鄰接頂部66處。
本實(shí)施例的吸管36支承在底板元件或底條72上，而它們又用粘接或其他方法固定在紙罐62的底部70上。類似于圖3-5實(shí)施例所述的承窩74位于底板元件72的中心，用于接受適當(dāng)尺寸的球(圖中未示出)，該球設(shè)在吸管支承柱76的底部，因此吸管支承柱的球端可以速配入承窩74，從而使支承柱76可繞承窩74自由樞動和轉(zhuǎn)動。
適合于在支承柱76上滑動的吸管36在其接近底端處連接有浮子38和在其接近頂端處連接有重力定位盤78。如同圖3-5實(shí)施例所述，定位盤78具有足夠的重量，這樣當(dāng)紙罐62傾斜時，吸管36的上端相應(yīng)轉(zhuǎn)動。
因此，為了使吸管36對準(zhǔn)孔口64，應(yīng)向孔口64稍稍傾斜紙罐。作用于定位盤78的重力引起吸管36繞底板元件72的承窩74轉(zhuǎn)動，直到定位盤78接觸紙罐的側(cè)壁68。定位盤78的尺寸是這樣選擇的，當(dāng)盤78接觸紙罐62的側(cè)壁68時，吸管36的上端偏移的距離足以使吸管36處于孔口64的下面。當(dāng)吸管36對準(zhǔn)孔口64時，浮子38的浮力足以克服定位盤78的重量，使吸管36通過孔口升起，直到定位盤78接觸紙罐62的頂部66。如前所述，使用者這時可以選擇通過吸管吸取飲料或繼續(xù)由紙罐拉出吸管。最好，定位盤78位于吸管36的上端，這樣當(dāng)定位盤78接觸紙罐62的頂部66的底面時，最初約1～2英寸的吸管36通過孔口升起。
現(xiàn)在參見圖11-13，示出本發(fā)明代替的實(shí)施例。圖11-13所示為飲料罐10，按照本實(shí)施例的吸管分配機(jī)構(gòu)具有吸管120，吸管支承元件122和底板元件124。底板元件帶有2或3條延伸底條126。底板元件124最好用輕型塑料制造，其底條126為柔軟的和便于與底部14和/或罐體12的側(cè)壁壓配?？纱娴姆桨甘堑装逶?24也可用專業(yè)中已知的其他方法粘接到底部14。由底板124的中心向上凸起部分為承窩128，用于接受球，說見后述。
吸管支承元件122包括球形端130，管部132和重力套134。球形端130與管部132連接，使罐10內(nèi)的飲料自由流入管部132的下端。球形端適合于卡合到底板124上的承窩128內(nèi)，這樣使支承元件122可以相對于承窩128自由樞轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動。管部132由球形端向上延伸，通過一組指桿136以其上端與重力套134連接。指桿136由小直徑管部132向大直徑重力套134延伸。吸管120在支承元件122的管部132內(nèi)滑動。
浮子元件138與吸管120的上部連接，最好為多孔泡沫塑料。浮子設(shè)計(jì)提供足夠的浮力，當(dāng)罐10中存在液體時，可引起與孔口20對準(zhǔn)的吸管120通過孔口升起。
應(yīng)該指出，吸管120具有足夠的長度以保證吸管120通過孔口20直接升起以及足夠的吸管長度與管部132連接使吸管120由孔口20完全伸出。如圖所示，浮子元件138與吸管120連接，在本發(fā)明的范圍內(nèi)吸管120由浮力材料制造，因此浮子元件138和吸管120的浮力迭加。重力套134設(shè)計(jì)成具有足夠的重量，如圖12所示，當(dāng)飲料罐10傾斜時它引起支承元件122的上端向罐體12的側(cè)壁落下。重力套的直徑尺寸這樣選擇，當(dāng)重力套134接觸罐體12的側(cè)壁時，管部132和吸管120由其偏移的距離等于蓋16孔口20的偏移距離。這樣保證了當(dāng)吸管120和孔口20周邊對準(zhǔn)時，吸管120和孔口20正確的徑向?qū)?zhǔn)。
因此，為了使吸管120對準(zhǔn)蓋16的孔口20，使用者可遵循上述任何一種方法。在本實(shí)施例中，當(dāng)罐10傾斜時，作用于重力套134的重力引起支承元件122與吸管120一起借助球形端130與承窩128的接合沿罐體12的側(cè)壁自由轉(zhuǎn)動直到達(dá)到低點(diǎn)(即傾斜方向)。當(dāng)吸管120對準(zhǔn)孔口20時，浮子元件138使吸管120通過孔口20升起，直至浮子元件138接觸蓋16的底面。在本最佳實(shí)施例中，吸管120最初升起高于蓋16約1-2英寸。將重力套134與吸管支承122相結(jié)合，而不是將重力元件連接到吸管120上要求浮子元件138僅與吸管120配合，而不與重力套134配合，從而降低了對浮子元件的尺寸要求。
此時，使用者可以選擇通過吸管吸取飲料或繼續(xù)由飲料罐10拉出吸管120。在本實(shí)施例中，浮子元件138由具有足夠柔性材料制造使使用者能在拉出吸管120后也可通過孔口20拉出浮子元件138。與以前的實(shí)施例類似，吸管120最好可沿其大部分長度轉(zhuǎn)動，使使用者隨后可以拉出完全達(dá)到飲料罐10的底部。
為了防止罐的充填和接縫過程中浮子元件升起，妨礙過程的進(jìn)行，可用少量的粘接劑，如葡萄糖或觸變凝膠將吸管120暫時粘接到支承元件122上。之后，在接縫工序完成后，粘接劑逐漸溶解，從而使吸管120向上自由浮起，直至接觸蓋16的底面。
參見圖14-16，圖中示出本發(fā)明的代替的實(shí)施例。圖14-16所示為飲料罐10，按照本實(shí)施例的吸管分配機(jī)構(gòu)具有吸管160，吸管支承元件162和底板元件164。底板元件164帶有2或3個徑向延伸的底條166。底板元件164最好用輕質(zhì)塑料制造，其底條166為柔軟的和便于壓配入罐底14和/或罐體12的側(cè)壁中。可代替的方案是底板元件164可以是吸杯，它可精密地壓配合入罐體12內(nèi)或用專業(yè)中已知的其他方法粘接到飲料罐10的底部14。由底板164的中心向上的凸起部分為承窩168，用于接受球，詳見后述。
吸管支承元件162包括球形端170和管部172。球形端170與管部172連接，使罐10內(nèi)的飲料自由流入管部172的下端。球形端170適合卡合到底板164上的承窩168內(nèi)，這樣使支承元件162可以相對于承窩168自由樞轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動。管部172由球形端170向上延伸。吸管160在支承元件162的管部172內(nèi)滑動。雖然圖中所示吸管160作為示范目的是在管部172內(nèi)滑動，但在本發(fā)明范圍內(nèi)，如果希望可用圖3～5所示吸管支承柱34′來代替管部172，隨后使吸管160在支承柱34′內(nèi)滑動。
浮子元件178具有中心孔以摩擦接合方式接受吸管160，浮子元件178連接到吸管160的上端。代替的方案是吸管160可以接合在浮子元件178的中心孔或者浮子元件178可以整體設(shè)在吸管160上。浮子元件最好由多孔泡沫塑料制造以及設(shè)計(jì)具有足夠的浮力(當(dāng)罐10內(nèi)存在液體時)，在吸管160對準(zhǔn)孔口20時它使吸管160通過孔口20升起。應(yīng)該指出，吸管160應(yīng)具有足夠的長度，以保證吸管160通過孔口20直接升起以及足夠的吸管長度與管部172接合，使吸管160通過孔口20完全升起。浮子元件178的直徑這樣選擇，當(dāng)浮子元件178接觸罐體12的側(cè)壁時，吸管160由其偏移的距離等于蓋16的孔口20的徑向偏移距離。這樣保證了吸管160和孔口20周邊對準(zhǔn)時，吸管160和孔口20的徑向?qū)?zhǔn)。為了減少浮子元件的總尺寸，吸管160也可用浮力材料制造。
為了使吸管160對準(zhǔn)蓋16的孔口20，使用者向自己一邊傾斜罐片刻，使封閉片22大致對準(zhǔn)2點(diǎn)鐘位置，或者向使用者相對方向稍稍傾斜(限定向使用者的方向的6點(diǎn)鐘位置，限定與使用者相對方向的12點(diǎn)鐘位置)。向使用者傾斜罐引起浮子元件178和吸管160借助浮子元件178的浮力保持垂直。浮子元件178和吸管160的這一位置為12點(diǎn)鐘位置，使吸管160稍稍與封閉片22和孔口22錯開。最好使飲料罐10處于其正常的垂直位置，使用者隨后拉起手柄環(huán)18使封閉片22偏移進(jìn)罐10內(nèi)?，F(xiàn)在罐10被開啟，繼續(xù)稍稍操作或向離開孔口20的方向傾斜罐10有助于吸管160對準(zhǔn)和使吸管160通過孔口20升起。
注意，當(dāng)罐開始向使用者傾斜時，最好封閉片22處于2點(diǎn)鐘位置，而不是10點(diǎn)鐘位置。這是因?yàn)檫@樣的事實(shí)，普通的飲料罐的封閉片22典型地設(shè)計(jì)為向下和向孔口20的左邊偏移(即左轉(zhuǎn)折封閉片)。因此，當(dāng)隨后用手柄環(huán)18拉開罐時，封閉片22不會撞到吸管160，因?yàn)樗严蚬?0內(nèi)偏移，也不會妨礙吸管160最后移動使其與孔口20對準(zhǔn)。顯然，對于帶有右轉(zhuǎn)折封閉片的飲料罐，最好開始在10點(diǎn)鐘位置。
當(dāng)然，任選的方案是使用者可以選擇在操作罐使吸管160與孔口20對準(zhǔn)之前就開啟罐。當(dāng)使用這種方法時，使用者將已開啟的罐向離開孔口20的方向傾斜。這樣浮子元件178的最后運(yùn)動使吸管160直接對準(zhǔn)孔口20。使用浮子元件178來對準(zhǔn)吸管160而不是用傾斜罐10的方法轉(zhuǎn)變重力，從而減少了由罐內(nèi)無意地溢出飲料的傾向。
此外，使用者可以用其他方法操作罐以使吸管160移動對準(zhǔn)孔口20。例如，使用者可以轉(zhuǎn)動罐使罐中的液體環(huán)形運(yùn)動，代替的方式是使用者將轉(zhuǎn)動和傾斜動作結(jié)合起來，使罐緩慢“搖擺”促使吸管160按要求轉(zhuǎn)動。
此時使用者可以選擇通過吸管吸取飲料或由罐內(nèi)繼續(xù)拉出吸管。在本實(shí)施例中，浮子元件178可由具有足夠剛性的材料制造以及吸管160和浮子178之間的摩擦作用足夠低，當(dāng)浮子元件178頂住蓋16的底面時可以通過浮子元件178向上拉出吸管160。如前所述，吸管160最好可沿其大部分長度轉(zhuǎn)動，隨后使用者可以拉出完全達(dá)到飲料罐10的底部。
代替的方案是，浮子元件178可以選擇尺寸和設(shè)計(jì)具有足夠的柔軟性，使得當(dāng)吸管160已由罐10內(nèi)拉出時，使用者也可通過孔口20拉出浮子元件178，一當(dāng)浮子元件178處于吸管160上被拉過孔口20時，可以任選地壓配進(jìn)入孔口20的形狀。因此使用者可以選擇將浮子元件178壓入孔口20內(nèi)，這樣保持沿孔口20邊緣稍稍壓縮。如果用這種方式定位，則浮子元件178有助于使用時穩(wěn)定吸管160和實(shí)質(zhì)上封閉孔口20以防止臟物和昆蟲進(jìn)入罐內(nèi)。
為了防止在充填和接縫過程中浮子元件178升起吸管160以及從而妨礙過程的進(jìn)行，可用少量的粘接劑，如葡萄糖或觸變凝膠將吸管160暫時粘接到支承元件162上。之后，在接縫工序完成后，粘接劑逐漸溶解，從而使吸管160向上自由浮起直到接觸蓋16的底部。
現(xiàn)在參見圖17-19，示出本發(fā)明的代替的實(shí)施例。圖17-19與圖14-16相似，不同之處是用罐10″代替罐10。飲料罐10″具有圓筒形的鋁，鋼或塑料罐體12，封閉的底部14和蓋16″，它是用接縫工序連接到罐體12上。蓋16″具有啟動元件手柄環(huán)18轉(zhuǎn)折地固定在蓋16″上，當(dāng)啟動手柄環(huán)開啟蓋16″的孔口20時，封閉片22偏移進(jìn)入罐10″內(nèi)。封閉片22是在蓋16″上用刻線制成，當(dāng)使用者對著封閉片22啟動手柄環(huán)18時，封閉片22與蓋16″斷開。當(dāng)使用者最大程度地提起環(huán)18時，封閉片22典型地設(shè)計(jì)為沿刻線向下和向孔口20一邊偏移以完全開啟孔口20，以利于液體由孔口20自由流出。蓋16通常制成具有平坦的水平壁用以封閉罐10，而蓋16″制成具有異型內(nèi)表面200的形式，該內(nèi)表面傾斜或以漏斗形通向孔20。代替的方案是如圖19所示，異型內(nèi)表面200可制成屋頂式。
按照本發(fā)明該實(shí)施例的吸管分配機(jī)構(gòu)與圖14-16所示相同和具有同樣功能。因此，為了使吸管160對準(zhǔn)蓋16″的孔口20，使用者遵循圖14-16所示兩種方法中的任何一種。本發(fā)明該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)吸管160借助浮子元件178的浮力被推動頂住蓋16″時，內(nèi)表面200將引導(dǎo)吸管160移向孔口20。
應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求書所述精神的條件下，本發(fā)明可做附加的修改和改型。
權(quán)利要求
1.一種飲料罐，具有罐體，封閉底端和頂端，頂端通常帶有封閉的孔口，上述飲料罐還具有設(shè)置在上述罐內(nèi)和可在上述罐體內(nèi)作樞軸轉(zhuǎn)動的支承元件；滑動連接在上述支承元件上的吸管；以及與上述吸管配合工作的重力元件，所述的重力元件可對上述罐的操作作出重力的響應(yīng)以使上述支承元件在上述罐內(nèi)移動以及從而通過上述罐適當(dāng)?shù)牟僮魇股鲜鑫軐?zhǔn)上述孔口。
2.按照權(quán)利要求1所述的飲料罐，其特征在于上述重力元件適合于按上述罐的傾斜方向移動上述支承元件。
3.按照權(quán)利要求1所述的飲料罐，其特征在于上述支承元件和上述吸管在上述罐內(nèi)基本上垂直取向，這樣就限定了頂端和底端，所述的罐還具有可使上述吸管的頂端在與上述孔口對準(zhǔn)時通過上述孔口升起的元件。
4.按照權(quán)利要求3所述的飲料罐，其特征在于上述升起元件為連接在上述吸管上的浮子元件。
5.按照權(quán)利要求3所述的飲料罐，其特征在于它還具有將上述吸管暫時保持在上述支承元件上的保持元件，使上述罐開始充填時上述吸管不會升起。
6.按照權(quán)利要求3所述的飲料罐，其特征在于它還具有位于上述罐內(nèi)的底板元件，上述支承元件以可樞軸的方式與上述底板元件連接以支承上述吸管在罐內(nèi)基本上垂直取向。
7.按照權(quán)利要求6所述的飲料罐，其特征在于它還具有暫時將上述吸管固定到上述支承柱上的元件。
8.按照權(quán)利要求6所述的飲料罐，其特征在于上述飲料罐具有圓筒形罐體和封閉上述罐頂?shù)膱A蓋，上述蓋具有封閉蓋的上述孔口的封閉片和使上述封閉片偏移進(jìn)入上述罐內(nèi)以開啟上述孔口的啟動元件，以及上述支承元件以其一端樞軸連接在上述底板元件的中部和另一端連接在垂直取向的柱上，上述吸管與該柱滑動接合。
9.按照權(quán)利要求8所述的飲料罐，其特征在于上述重力元件是上述支承元件整體的一部分。
10.按照權(quán)利要求3所述的飲料罐，其特征在于上述重力元件具有定位盤連接在上述吸管接近頂端處。
11.按照權(quán)利要求10所述的飲料罐，其特征在于上述重力元件具有適合與上述罐的上述罐體的內(nèi)壁接觸的側(cè)邊。
12.按照權(quán)利要求11所述的飲料罐，其特征在于上述孔口與上述罐的側(cè)壁具有間距以及上述重力元件的上述側(cè)邊與上述吸管具有足夠的間距，當(dāng)上述吸管位于上述孔口下面時可使上述吸管的頂端與上述孔口對準(zhǔn)。
13.按照權(quán)利要求12所述的飲料罐，其特征在于它還具有位于上述罐內(nèi)的底板元件，上述支承元件以其一端可樞轉(zhuǎn)地安裝在上述底板元件的中部和以其另一端接受上述吸管，這樣使上述吸管相對于上述支承元件可滑動地安裝。
14.按照權(quán)利要求1所述的飲料罐，其特征在于上述頂端具有異型的表面以引導(dǎo)上述吸管進(jìn)入上述孔口。
15.一種飲料罐，具有罐體，封閉底端和頂端，頂端通常帶有封閉的孔口，上述飲料罐還具有設(shè)置在上述罐的上述罐體內(nèi)的吸管；以及與上述吸管配合工作的浮子元件，它響應(yīng)上述罐的操作以引起上述吸管在上述罐內(nèi)移動從而通過上述罐的適當(dāng)?shù)牟僮魇股鲜鑫軐?zhǔn)上述孔口。
16.按照權(quán)利要求15所述的飲料罐，其特征在于上述浮子元件適合于使上述吸管沿與上述罐傾斜方向相反的方向移動。
17.按照權(quán)利要求15所述的飲料罐，其特征在于上述吸管在上述罐內(nèi)基本上垂直取向，這樣就確定了頂端和底端。
18.按照權(quán)利要求17所述的飲料罐，其特征在于它還具有在上述罐體內(nèi)暫時保持吸管的元件。
19.按照權(quán)利要求17所述的飲料罐，其特征在于它還具有位于上述罐內(nèi)的底板元件以及與上述底板元件可樞轉(zhuǎn)地連接的吸管支承元件，用以使上述吸管以基本上垂直取向支承在上述罐內(nèi)。
20.按照權(quán)利要求19所述的飲料罐，其特征在于它還具有將上述吸管暫時固定到上述吸管支承元件上的元件。
21.按照權(quán)利要求19所述的飲料罐，其特征在于上述飲料罐具有圓筒形罐體和封閉上述罐頂端的圓蓋，上述蓋具有封閉上述蓋的孔口的封閉片和一個啟動元件用以偏移上述封閉片進(jìn)入上述罐內(nèi)以開啟上述孔口，以及上述吸管支承元件以其一端可樞轉(zhuǎn)地連接在上述底板元件的中部和另一端連接在垂直取向的柱上，上述吸管與該柱滑動接合。
22.按照權(quán)利要求17所述的飲料罐，其特征在于上述浮子元件具有定位盤連接在上述吸管接近頂端處。
23.按照權(quán)利要求22所述的飲料罐，其特征在于上述浮子元件具有側(cè)邊適合與上述罐的罐體的內(nèi)壁接觸以及連接上述吸管的孔。
24.按照權(quán)利要求23所述的飲料罐，其特征在于上述孔口與上述罐的側(cè)壁具有間距以及上述浮子元件的側(cè)邊與上述吸管具有足夠的間距，當(dāng)上述吸管位于上述孔口下面時可使上述吸管的上端與上述孔口對準(zhǔn)。
25.按照權(quán)利要求23所述的飲料罐，其特征在于它還具有位于上述罐內(nèi)的底板元件以及以其一端可樞轉(zhuǎn)地安裝在上述底板中部的支承元件，上述支承元件適合于以其另一端接受上述吸管從而使上述吸管相對于上述支承元件可滑動地安裝。
26.按照權(quán)利要求15所述的飲料罐，其特征在于上述頂端具有異型的表面以引導(dǎo)上述吸管進(jìn)入上述孔口。
27.一種飲料罐，具有罐體，封閉底端和頂端，頂端通常帶有封閉的孔口，上述飲料罐還具有一吸管設(shè)置在上述罐的上述罐體內(nèi)基本上垂直取向，從而限定了頂端和底端；位于上述罐內(nèi)的底板元件；與上述底板元件可樞轉(zhuǎn)地連接的用于支承上述吸管在上述基本上垂直取向的吸管支承元件；以及引起上述吸管支承元件繞上述底板元件樞轉(zhuǎn)和響應(yīng)上述罐傾斜以移動上述吸管對準(zhǔn)上述孔口的元件。
28.按照權(quán)利要求27所述的飲料罐，其特征在于引起上述吸管支承元件轉(zhuǎn)動的元件具有重力元件連接在上述吸管接近上述頂端處和具有側(cè)邊適合與上述罐的側(cè)壁接觸和與上述吸管連接的孔，孔與上述側(cè)邊的間距足以使上述吸管位于上述孔口下面時使上述吸管的頂端與上述孔口對準(zhǔn)。
29.按照權(quán)利要求27所述的飲料罐，其特征在于上述頂端具有異型的表面以引導(dǎo)上述吸管進(jìn)入上述孔口。
30.一種飲料罐，具有罐體，封閉底端和頂端，頂端通常帶有封閉的孔口，上述飲料罐還具有一吸管設(shè)置在上述罐的上述罐體內(nèi)基本上垂直取向，從而確定了頂端和底端；以及連接上述吸管接近頂端和響應(yīng)罐的操作以移動上述吸管的頂端與上述孔口對準(zhǔn)的定位元件。
31.按照權(quán)利要求30所述的飲料罐，其特征在于上述定位元件具有適合與上述罐體的內(nèi)壁接觸的側(cè)邊以及與上述吸管連接的孔，孔與上述側(cè)邊的間距足以使上述吸管位于上述孔口下面時使上述吸管的上述頂端與上述孔口對準(zhǔn)。
32.按照權(quán)利要求30所述的飲料罐，其特征在于它還具有在上述罐的上述罐體內(nèi)暫時保持上述吸管的元件。
33.按照權(quán)利要求30所述的飲料罐，其特征在于上述頂端具有異型的表面傾斜通向孔口。
34.一種飲料罐，具有罐體，封閉底端和頂端，頂端通常帶有封閉的孔口，上述飲料罐還具有設(shè)置在上述罐的上述罐體內(nèi)的吸管；與吸管連接的浮子元件用于當(dāng)吸管與孔口對準(zhǔn)時使吸管通過孔口升起；與吸管連接的和重力響應(yīng)罐的操作以移動吸管的頂端對準(zhǔn)孔口的定位元件；以及引導(dǎo)上述吸管到上述孔口的與上述頂端配合的異型表面。
全文摘要
一種具有吸管分配機(jī)構(gòu)的飲料罐(10),吸管分配機(jī)構(gòu)設(shè)置在罐內(nèi)和響應(yīng)罐的適當(dāng)?shù)牟僮魇刮?36)與罐頂?shù)目卓?20)對準(zhǔn)。在一個實(shí)施例中,吸管(36)支承在重力元件(44,60,78)上,它響應(yīng)罐的操作來移動吸管。在吸管(36)上連接有浮子元件(38),使吸管(36)與孔口(20)對準(zhǔn)時吸管(36)通過孔口(20)升起。
文檔編號A47G19/22GK1275058SQ98805132
公開日2000年11月29日 申請日期1998年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月15日
發(fā)明者彼得·F·墨菲, 小詹姆斯·H·庫爾茨, 羅斯·懷特黑德, 戴維·A·薩斯 申請人:流行吸管有限責(zé)任公司