改進(jìn)型低厚度皇冠蓋的制作方法
【專利說明】改進(jìn)型低厚度皇冠蓋
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)根據(jù)美國(guó)法典35 USC § 119(e) (I)，要求申請(qǐng)?zhí)枮?1/714868、名稱為“改進(jìn)型低厚度皇冠蓋”、申請(qǐng)日為2012年10月17日的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日之利益，其全文因引用而納入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及容器的閉合器件，更具體地，涉及一種用于密封瓶子或容器開口的帶有褶紋的皇冠蓋。
【背景技術(shù)】
[0003]瓶蓋最旱生產(chǎn)于十九世紀(jì)九十年代，基于來自巴爾的摩的William Painter的發(fā)明，并在專利號(hào)為468226的美國(guó)專利中描述。Painter的發(fā)明為圓形不銹鋼蓋，其特征在于，圓形的頂部、從頂部的外周向下懸垂的圓形裙邊、及從裙邊外周向下并徑向向外延伸的凸緣。最初形成的凸緣具有24個(gè)齒(或皺褶)，以使蓋與瓶頸壓接，后來縮減為標(biāo)準(zhǔn)的21個(gè)齒。具有紙質(zhì)背襯的軟木塞作為襯墊設(shè)置在蓋的內(nèi)表面，以防止金屬蓋與瓶?jī)?nèi)的液體接觸。除去皇冠蓋時(shí)，需要使用起瓶器把蓋從瓶子上撬開?？傊瑥哪菚r(shí)起，金屬的皇冠蓋就沒有從概念上改變過。
[0004]自Painter的發(fā)明后一百多年的時(shí)間里，對(duì)傳統(tǒng)的皇冠蓋僅有很小的改進(jìn)。這些小的改進(jìn)包括，皇冠蓋取材的變化，用塑料材料代替金屬；皺褶數(shù)量的增加，以使打開(如在旋蓋中)更容易；及蓋的襯墊材料的改變。
[0005]最近以來，本發(fā)明的發(fā)明人開始思考減小皇冠蓋的金屬片的厚度，以減少生產(chǎn)成本。公開號(hào)為2010/0326949的美國(guó)專利申請(qǐng)中，描述了發(fā)明人之前為生產(chǎn)低厚度的皇冠蓋所做的努力，使得皇冠蓋可利用厚度為0.16mm至0.18mm的鍍錫薄鋼板(tinplate steel)來制造。
[0006]為找尋進(jìn)一步的改進(jìn)方法，本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)某些特征或作用，影響由較薄材料制作皇冠蓋的能力。
[0007]在這些特征或作用中，有一種發(fā)明人稱為“回彈效應(yīng)”(spring back effect)的作用。鋼的調(diào)質(zhì)度(temper)增加的結(jié)果是，由于高記憶性及非常低“彈性”的特點(diǎn)，鍍錫薄鋼板將具有總是回復(fù)(或“回彈”)至其初始狀態(tài)的傾向，影響皇冠蓋在瓶子上的配合的“緊密度”。也就是說，皇冠蓋在一定程度上將總是傾向于回復(fù)至其壓接前的形狀，結(jié)果是在固定至瓶子后具有松脫的傾向?？墒?，在采用“二次冷乳”(double reduct1n)材料或厚度非常小且調(diào)質(zhì)度高的材料時(shí)，這種特點(diǎn)將增強(qiáng)。這種“回彈效應(yīng)”的增加，限制了采用較薄材料制作常規(guī)皇冠蓋的能力。
[0008]需要對(duì)皇冠蓋的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，包括進(jìn)一步地減小材料厚度和重
Mo

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]一種應(yīng)用于玻璃飲料瓶的重量輕、皺褶型的皇冠蓋，包括由包含鍍錫薄鋼板的材料制成的外殼。外殼包括，具有上表面、下表面和外周邊緣的圓形面板。裙邊從面板的外周邊緣向下懸垂，裙邊具有少于21個(gè)的皺褶，其中皺褶適于被壓接以把皇冠蓋固定在瓶子開口的上緣。環(huán)形凹槽形成在面板內(nèi)，以在面板的上表面界定向下凹陷的部分，并在面板的下表面界定向下凸出的部分，環(huán)形凹槽布置為與瓶子的上緣對(duì)齊。襯墊設(shè)置于面板的下表面。
[0010]優(yōu)選地，皇冠蓋的實(shí)施例包括，由交替的褶紋和基面界定的十至十九個(gè)皺褶。褶紋和基面分別界定了非接觸區(qū)域和接觸區(qū)域，其中當(dāng)皇冠蓋固定至瓶子上時(shí)，接觸區(qū)域適于與環(huán)繞瓶子的上緣的卷邊密封接觸。接觸區(qū)域的周向長(zhǎng)度與非接觸區(qū)域的周向長(zhǎng)度的比值優(yōu)選地大于1.0。
[0011]鍍錫薄板材料的厚度優(yōu)選地小于0.17mm，更優(yōu)選地小于0.14mm。
[0012]參考下文描述、所附權(quán)利要求書及附圖，可以更容易地理解本發(fā)明的這些及其他的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0013]圖1A為根據(jù)本發(fā)明皇冠蓋的一個(gè)實(shí)施例的局部剖切的側(cè)視圖。
[0014]圖1B為圖1A所示皇冠蓋的俯視圖。
[0015]圖1C為圖1A所示皇冠蓋的頂部透視圖。
[0016]圖1D為圖1A中皇冠蓋的底部透視圖。
[0017]圖2A至圖21為根據(jù)本發(fā)明皇冠蓋的更多實(shí)施例的俯視圖。
[0018]圖3為圖1A所示皇冠蓋壓接至瓶子上時(shí)的截面圖。
[0019]圖4A為顯示常規(guī)皇冠蓋的頂部負(fù)載效應(yīng)的截面圖。
[0020]圖4B為顯示本發(fā)明皇冠蓋實(shí)施例的頂部負(fù)載效應(yīng)的截面圖。
[0021]圖5為細(xì)節(jié)顯示本發(fā)明皇冠蓋的一個(gè)實(shí)施例的皺褶的偏向底部的透視圖。
[0022]圖6為形成本發(fā)明皇冠蓋的皺褶成型模具的透視圖。
[0023]圖7A至圖71為根據(jù)本發(fā)明皺褶成型模具的更多實(shí)施例的俯視圖。
[0024]圖8A為用于形成皇冠蓋的皇冠沖壓工具的示意說明，示出其“備用”狀態(tài)。
[0025]圖8B為圖8A中的皇冠沖壓工具的示意說明，示出其在拉伸操作中的狀態(tài)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參照?qǐng)D1A至圖2所示的實(shí)施例，本發(fā)明的低厚度皇冠蓋10包括外殼100和襯墊200。外殼100包括圓形面板110、裙邊120和凸緣130。裙邊120從圓形面板110的外周向下并向外延伸，凸緣130從裙邊120傾斜地延伸。皺褶132形成在凸緣130的外周部分上，皺褶132包含交替布置的褶紋134和基面136。裙邊120和凸緣130適于被壓接在瓶子的頸部以閉合及密封瓶子。
[0027]圖中所示的皇冠蓋10為撬開類型的皇冠蓋，可利用手柄或起瓶器打開。本發(fā)明還包括通過扭轉(zhuǎn)打開的旋開類型的皇冠蓋(圖中未示出)，對(duì)于熟悉皇冠蓋技術(shù)的人來說是可以理解的。
[0028]如圖3所示，本發(fā)明的皇冠蓋10能夠以常規(guī)方式壓接至瓶子的頂部。所示的皇冠蓋10可應(yīng)用至具有上緣52和卷邊54的瓶子50?；使谏w10及其位于下側(cè)的襯墊200，放置在瓶子50上，使得凹槽112位于瓶子上緣52的上方。通過相對(duì)于卷邊54壓接褶紋134，襯墊200被擠壓在凹槽112的下側(cè)與上緣52之間且發(fā)生變形。用于使本文所描述的任意的皇冠蓋壓接至瓶子上的壓接過程(用于撬開類型或旋開類型的外殼)，優(yōu)選地通過環(huán)狀壓接工具來進(jìn)行，該工具與凸緣130的外邊緣或邊緣區(qū)域接觸，從而避免或減小凸緣130的磨損或損傷，并減小施加至卷邊54的力。
[0029]圓形面板110優(yōu)選地為基本平坦的平面面板。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)的、具有向上凸出面板或頂部的皇冠蓋相比，平坦的平面面板通過減小“回彈效應(yīng)”(spring backeffect)，改善皇冠蓋的性能，“回彈效應(yīng)”為被壓接的皺褶返回至其初始未壓接狀態(tài)的傾向性，該傾向性致使皇冠蓋傾向于從瓶子上松開。
[0030]在某種程度上，被壓接皺褶的這種返回至其初始未壓接狀態(tài)的傾向性，是由材料的剛性及差的彈性特性所產(chǎn)生的，該特性與調(diào)質(zhì)度較高的較薄鍍錫薄板材料相關(guān)。簡(jiǎn)單地說，也就是與較厚材料相比，簡(jiǎn)單地歸因于與形成較薄板相關(guān)的材料要求，較薄的鍍錫薄板本質(zhì)上可能更像彈簧，致使其更傾向于在保持壓接后形狀方面有一定程度的抵抗力。
[0031]具體地，參照?qǐng)D4A和圖4B，當(dāng)施加負(fù)載至皇冠蓋的頂部時(shí)，圖4A所示的常規(guī)皇冠蓋的向上凸出的頂部，有助于這種效應(yīng)。也就是說，皇冠蓋的材料傾向于回彈至其未壓接前的狀態(tài)可能會(huì)因?yàn)樵诨使谏w的頂部施加向下的力或負(fù)載而加劇。施加至蓋的向下的力導(dǎo)致皇冠蓋關(guān)于瓶子上緣的“杠桿作用”，傾向于促使皺褶向外遠(yuǎn)離瓶子上緣，潛在地使蓋從瓶子松脫或降低其密封的有效性。通過使皇冠蓋的面板平面化，如圖4B所示，在皇冠蓋上施加向下的力或負(fù)載時(shí)，這種不良作用會(huì)減小或消失。
[0032]圓形凹槽112形成在面板110內(nèi)，在面板110的上表面界定向下凹陷部分112a，并在面板110的下表面相應(yīng)地界定向下凸出部分112b。換句話說，環(huán)形凹槽112可認(rèn)為是向下突出的圓形卷邊。環(huán)形凹槽112大致與皇冠蓋10的外周同心，且環(huán)形凹槽112布置為，當(dāng)皇冠蓋10壓接至瓶子50時(shí)，環(huán)形凹槽112與瓶子50上緣52的頂面對(duì)齊。更具體地，凹槽112將襯墊200擠壓在上緣52的頂面上，增加了襯墊200與上緣52之間的接觸面積，從而增加密封，并提高瓶蓋的性能。如果設(shè)置了密封部分202，環(huán)形凹槽112優(yōu)選地布置為與襯墊200的密封部分202重合。
[0033]襯墊200設(shè)置在圓形面板110的內(nèi)表面。密封元件202作為向下突出的一個(gè)或多個(gè)特征形成在襯墊上，布置為與瓶子50的上緣52的頂面接觸的特征。在皇冠蓋10壓接在瓶子頂部上后，襯墊200與瓶子50的上緣52接觸并對(duì)其密封。襯墊200可為常規(guī)的、熱成型的、單瓣或雙瓣或卷邊型的襯墊(如圖所示)，例如可從薩克米伊莫拉(SACMI IMOLA)公司獲得，對(duì)于熟悉皇冠蓋技術(shù)的人來說是可理解的。本發(fā)明并不限制襯墊的選擇或存在，其他襯墊的設(shè)置，如常規(guī)的單卷邊襯墊(圖中未示出)、或無卷邊的襯墊，及其他材料，如PVC或常規(guī)的PVC替代品都可包含在內(nèi)。所示的襯墊200的密封元件202，包括向內(nèi)的瓣和向外的瓣，用于與瓶子的向內(nèi)的部分和向外的部分接觸。在采用單卷邊襯墊的實(shí)施例中，單卷邊襯墊的卷邊優(yōu)選地與瓶子50的上緣52的向內(nèi)部分或拐角區(qū)域接合。
[0034]本發(fā)明的皇冠蓋10形成為，具有比常規(guī)的21個(gè)皺褶更少的皺褶，優(yōu)選地具有十
(10)個(gè)至十九(19)個(gè)皺褶。在圖1A至圖1C的實(shí)施例中，所示的皇冠蓋10具有十九(19)個(gè)皺褶。在圖2的實(shí)施例中，所示的皇冠蓋10具有十(10)個(gè)皺