改进型低厚度皇冠盖的制作方法
【专利说明】改进型低厚度皇冠盖
[0001]相关申请的交叉引用
本申请根据美国法典35 USC § 119(e) (I)，要求申请号为61/714868、名称为“改进型低厚度皇冠盖”、申请日为2012年10月17日的美国临时专利申请的申请日之利益，其全文因引用而纳入本文。
技术领域
[0002]本发明涉及容器的闭合器件，更具体地，涉及一种用于密封瓶子或容器开口的带有褶纹的皇冠盖。
【背景技术】
[0003]瓶盖最旱生产于十九世纪九十年代，基于来自巴尔的摩的William Painter的发明，并在专利号为468226的美国专利中描述。Painter的发明为圆形不锈钢盖，其特征在于，圆形的顶部、从顶部的外周向下悬垂的圆形裙边、及从裙边外周向下并径向向外延伸的凸缘。最初形成的凸缘具有24个齿(或皱褶)，以使盖与瓶颈压接，后来缩减为标准的21个齿。具有纸质背衬的软木塞作为衬垫设置在盖的内表面，以防止金属盖与瓶内的液体接触。除去皇冠盖时，需要使用起瓶器把盖从瓶子上撬开。总之，从那时起，金属的皇冠盖就没有从概念上改变过。
[0004]自Painter的发明后一百多年的时间里，对传统的皇冠盖仅有很小的改进。这些小的改进包括，皇冠盖取材的变化，用塑料材料代替金属；皱褶数量的增加，以使打开(如在旋盖中)更容易；及盖的衬垫材料的改变。
[0005]最近以来，本发明的发明人开始思考减小皇冠盖的金属片的厚度，以减少生产成本。公开号为2010/0326949的美国专利申请中，描述了发明人之前为生产低厚度的皇冠盖所做的努力，使得皇冠盖可利用厚度为0.16mm至0.18mm的镀锡薄钢板(tinplate steel)来制造。
[0006]为找寻进一步的改进方法，本发明的发明人已发现某些特征或作用，影响由较薄材料制作皇冠盖的能力。
[0007]在这些特征或作用中，有一种发明人称为“回弹效应”(spring back effect)的作用。钢的调质度(temper)增加的结果是，由于高记忆性及非常低“弹性”的特点，镀锡薄钢板将具有总是回复(或“回弹”)至其初始状态的倾向，影响皇冠盖在瓶子上的配合的“紧密度”。也就是说，皇冠盖在一定程度上将总是倾向于回复至其压接前的形状，结果是在固定至瓶子后具有松脱的倾向。可是，在采用“二次冷乳”(double reduct1n)材料或厚度非常小且调质度高的材料时，这种特点将增强。这种“回弹效应”的增加，限制了采用较薄材料制作常规皇冠盖的能力。
[0008]需要对皇冠盖的设计与结构进行进一步的改进，包括进一步地减小材料厚度和重
Mo
【发明内容】
[0009]一种应用于玻璃饮料瓶的重量轻、皱褶型的皇冠盖，包括由包含镀锡薄钢板的材料制成的外壳。外壳包括，具有上表面、下表面和外周边缘的圆形面板。裙边从面板的外周边缘向下悬垂，裙边具有少于21个的皱褶，其中皱褶适于被压接以把皇冠盖固定在瓶子开口的上缘。环形凹槽形成在面板内，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，环形凹槽布置为与瓶子的上缘对齐。衬垫设置于面板的下表面。
[0010]优选地，皇冠盖的实施例包括，由交替的褶纹和基面界定的十至十九个皱褶。褶纹和基面分别界定了非接触区域和接触区域，其中当皇冠盖固定至瓶子上时，接触区域适于与环绕瓶子的上缘的卷边密封接触。接触区域的周向长度与非接触区域的周向长度的比值优选地大于1.0。
[0011]镀锡薄板材料的厚度优选地小于0.17mm，更优选地小于0.14mm。
[0012]参考下文描述、所附权利要求书及附图，可以更容易地理解本发明的这些及其他的特征、方面和优点。
【附图说明】
[0013]图1A为根据本发明皇冠盖的一个实施例的局部剖切的侧视图。
[0014]图1B为图1A所示皇冠盖的俯视图。
[0015]图1C为图1A所示皇冠盖的顶部透视图。
[0016]图1D为图1A中皇冠盖的底部透视图。
[0017]图2A至图21为根据本发明皇冠盖的更多实施例的俯视图。
[0018]图3为图1A所示皇冠盖压接至瓶子上时的截面图。
[0019]图4A为显示常规皇冠盖的顶部负载效应的截面图。
[0020]图4B为显示本发明皇冠盖实施例的顶部负载效应的截面图。
[0021]图5为细节显示本发明皇冠盖的一个实施例的皱褶的偏向底部的透视图。
[0022]图6为形成本发明皇冠盖的皱褶成型模具的透视图。
[0023]图7A至图71为根据本发明皱褶成型模具的更多实施例的俯视图。
[0024]图8A为用于形成皇冠盖的皇冠冲压工具的示意说明，示出其“备用”状态。
[0025]图8B为图8A中的皇冠冲压工具的示意说明，示出其在拉伸操作中的状态。
【具体实施方式】
[0026]参照图1A至图2所示的实施例，本发明的低厚度皇冠盖10包括外壳100和衬垫200。外壳100包括圆形面板110、裙边120和凸缘130。裙边120从圆形面板110的外周向下并向外延伸，凸缘130从裙边120倾斜地延伸。皱褶132形成在凸缘130的外周部分上，皱褶132包含交替布置的褶纹134和基面136。裙边120和凸缘130适于被压接在瓶子的颈部以闭合及密封瓶子。
[0027]图中所示的皇冠盖10为撬开类型的皇冠盖，可利用手柄或起瓶器打开。本发明还包括通过扭转打开的旋开类型的皇冠盖(图中未示出)，对于熟悉皇冠盖技术的人来说是可以理解的。
[0028]如图3所示，本发明的皇冠盖10能够以常规方式压接至瓶子的顶部。所示的皇冠盖10可应用至具有上缘52和卷边54的瓶子50。皇冠盖10及其位于下侧的衬垫200，放置在瓶子50上，使得凹槽112位于瓶子上缘52的上方。通过相对于卷边54压接褶纹134，衬垫200被挤压在凹槽112的下侧与上缘52之间且发生变形。用于使本文所描述的任意的皇冠盖压接至瓶子上的压接过程(用于撬开类型或旋开类型的外壳)，优选地通过环状压接工具来进行，该工具与凸缘130的外边缘或边缘区域接触，从而避免或减小凸缘130的磨损或损伤，并减小施加至卷边54的力。
[0029]圆形面板110优选地为基本平坦的平面面板。本发明人发现，与常规的、具有向上凸出面板或顶部的皇冠盖相比，平坦的平面面板通过减小“回弹效应”(spring backeffect)，改善皇冠盖的性能，“回弹效应”为被压接的皱褶返回至其初始未压接状态的倾向性，该倾向性致使皇冠盖倾向于从瓶子上松开。
[0030]在某种程度上，被压接皱褶的这种返回至其初始未压接状态的倾向性，是由材料的刚性及差的弹性特性所产生的，该特性与调质度较高的较薄镀锡薄板材料相关。简单地说，也就是与较厚材料相比，简单地归因于与形成较薄板相关的材料要求，较薄的镀锡薄板本质上可能更像弹簧，致使其更倾向于在保持压接后形状方面有一定程度的抵抗力。
[0031]具体地，参照图4A和图4B，当施加负载至皇冠盖的顶部时，图4A所示的常规皇冠盖的向上凸出的顶部，有助于这种效应。也就是说，皇冠盖的材料倾向于回弹至其未压接前的状态可能会因为在皇冠盖的顶部施加向下的力或负载而加剧。施加至盖的向下的力导致皇冠盖关于瓶子上缘的“杠杆作用”，倾向于促使皱褶向外远离瓶子上缘，潜在地使盖从瓶子松脱或降低其密封的有效性。通过使皇冠盖的面板平面化，如图4B所示，在皇冠盖上施加向下的力或负载时，这种不良作用会减小或消失。
[0032]圆形凹槽112形成在面板110内，在面板110的上表面界定向下凹陷部分112a，并在面板110的下表面相应地界定向下凸出部分112b。换句话说，环形凹槽112可认为是向下突出的圆形卷边。环形凹槽112大致与皇冠盖10的外周同心，且环形凹槽112布置为，当皇冠盖10压接至瓶子50时，环形凹槽112与瓶子50上缘52的顶面对齐。更具体地，凹槽112将衬垫200挤压在上缘52的顶面上，增加了衬垫200与上缘52之间的接触面积，从而增加密封，并提高瓶盖的性能。如果设置了密封部分202，环形凹槽112优选地布置为与衬垫200的密封部分202重合。
[0033]衬垫200设置在圆形面板110的内表面。密封元件202作为向下突出的一个或多个特征形成在衬垫上，布置为与瓶子50的上缘52的顶面接触的特征。在皇冠盖10压接在瓶子顶部上后，衬垫200与瓶子50的上缘52接触并对其密封。衬垫200可为常规的、热成型的、单瓣或双瓣或卷边型的衬垫(如图所示)，例如可从萨克米伊莫拉(SACMI IMOLA)公司获得，对于熟悉皇冠盖技术的人来说是可理解的。本发明并不限制衬垫的选择或存在，其他衬垫的设置，如常规的单卷边衬垫(图中未示出)、或无卷边的衬垫，及其他材料，如PVC或常规的PVC替代品都可包含在内。所示的衬垫200的密封元件202，包括向内的瓣和向外的瓣，用于与瓶子的向内的部分和向外的部分接触。在采用单卷边衬垫的实施例中，单卷边衬垫的卷边优选地与瓶子50的上缘52的向内部分或拐角区域接合。
[0034]本发明的皇冠盖10形成为，具有比常规的21个皱褶更少的皱褶，优选地具有十
(10)个至十九(19)个皱褶。在图1A至图1C的实施例中，所示的皇冠盖10具有十九(19)个皱褶。在图2的实施例中，所示的皇冠盖10具有十(10)个皱