利用單件封閉件坯料製造帶有分離的碟片和環的金屬封閉件的方法

2023-07-19 23:41:26

專利名稱：利用單件封閉件坯料製造帶有分離的碟片和環的金屬封閉件的方法
技術領域：
本發明涉及一種具有側壁以及分離的碟片的金屬封閉件，該分離 的碟片形成封閉件的頂板。
背景技術：
由塑料側壁和金屬碟片組成的封閉件已廣為人知，並且這種類型 的封閉件通常稱作"組合型封閉件"。常規上，側壁或"環"用塑料通過 注射才莫塑製造。該塑料環限定螺紋，該螺紋與容器頸部上類似的螺紋 協作。在"環"的自由端限定防篡改帶，並且由易斷連接橋連接到自由 端上。易斷連接橋設計成在打開封閉件時才斷裂，向封閉件/容器包裝 的用戶指示該封閉件以前已經被打開過。密封劑通常用於金屬碟片以 在金屬碟片和容器口之間形成密封。
專利引文0001:美國6662958 B (CROWN, CORK & SEAL TECHNOLOGIES CORPORATION). 2003-12-16.涉及這種封閉件。這 種類型的封閉件的 一個好處在於在金屬碟片和容器之間的密封斷裂 之前防篡改帶就已經斷裂了 ，使用戶確信容器內的容納物沒有被篡 改。
兩件型封閉件設計允許對容器密封的斷裂進行控制。封閉件"環" 的初始轉動激活防篡改特性，例如使防篡改帶斷裂，但碟片仍然密封 在容器上。之後，封閉件"環"上提供的另一個特徵將碟片從容器上撬 開，從而通過斷開碟片和容器之間的密封而使容器內的內壓和外部環 境之間的任何差異平衡。這種兩階段開啟降低了開啟封閉件所需的扭 矩，並且使得能夠更容易地去除封閉件。
在專利引文0002: US 6662958 B -中描述的布置的壞處在於金屬和塑料的組合使得封閉件更難以回收。而且，最近塑料原材料成本上 漲使得封閉件的製造相對較貴，而且塑料"環"妨礙了封閉件在要經受 蒸煮過程的包裝上的使用。
具有限制玻璃頂板(或碟片)的金屬環的組合型封閉件在現有技術 中已眾所周知，並且用於家庭保存中。然而，這些封閉件也是由兩種 材料(金屬和玻璃)製成，其必須分開回收。
專利引文0003 : EP 1686070 A (PLATO PRODUCT CONSULTANTS). 2006-08-02.描述了一種由碟片和環形部件組成的 "組合型"封閉件。描述了一種"特別的特徵"，其降低了將封閉件從容 器旋開所需的力矩。在該文件中描述的封閉件利用了分離的環形墊 圏，該墊圏增強了封閉件和容器之間的密封，封閉件附裝在容器上。

發明內容
如果提供已知的"結合型封閉件"的全金屬等價件，將使用戶獲得 降低的開啟扭矩的好處，同時結合該封閉件的包裝可以通過如當前用 於單件型金屬扭動封閉件的蒸煮過程。這樣一種全金屬的"組合型"封 閉件將更容易回收，因為其實質上僅由一種材料組成。而且，如果封 閉件由常規的金屬、扭動的封閉件殼體製造，現有的軋蓋設備可用於 將封閉件應用到容器上。
製造這種全金屬封閉件的成本要求有效利用金屬原材料以減少 廢料。製造這種由金屬環和金屬碟片組成的金屬形式的"結合型"封閉 件引起的一個問題是，如果這兩種金屬部件由分離的材料塊製造，廢 料量很大。備選地，如果"碟片"簡單地從常規金屬封閉件坯料的頂板 切取，則該碟片將不會被剩餘的"環"所限制。這是因為"碟片"將能夠 通過"環"上的孔，該孔會太大而難以限制前述的碟片。
相應地，本發明提供了 一種製造具有分離的碟片和周緣環的金屬 封閉件的方法，包括下述步驟
-由金屬板材拉制封閉件坯料，該封閉件坯料具有頂板和從該頂板的周邊懸垂的側壁，
-鄰近頂板切割封閉件坯料的側壁以製造碟片和周緣環，碟片和 周緣環均有切割邊。
根據本發明的封閉件主要由金屬製成(除了少量的密封劑)，這提 高了當封閉件不再需要時用戶回收封閉件的能力。根據常規方法，可 在與碟片相對的環的邊緣處提供凸起。
優選地，在將側壁(環)從頂板(碟片)分離之前，在封閉件坯料的 自由邊處形成巻曲。巻曲保護了封閉件坯料的切割邊，防止了傷害等， 並且在將側壁從頂板分離時給環提供了剛度。
鄰近頂板切割封閉件側壁以提供環和分離的碟片。封閉件坯料可 用任何常規方法(例如雷射切割等)進行切割。這樣製造的碟片會具有 和環相同的直徑。因此，對碟片的切割邊進行摺邊或巻曲以減少其外 徑，因而允許其插入到環中。
備選地，可用已知的"修剪，，方法將封閉件坯料的側壁從頂板分 離。這種方法要求側壁的頂部(鄰近於頂板)首先通過第一衝壓和模製 而拉拔至較小的直徑，接著採用具有尖銳角部且介於模具和第 一個衝 壓件的直徑之間的直徑的第二衝壓件進行切斷。這種技術主要用於剪
裁金屬容器體或剪裁薄鋁的巻裝防盜(ROPP)封閉件。這種技術的好處 在於碟片的直徑被減小，從而不需要隨後的碟片巻邊。
在本發明的一個實施例中，碟片支撐於環中，以^f更環和碟片的切 割邊相互靠近，之後環和碟片的切割邊可寬鬆地巻曲在一起。該實施 例的好處在於環不需要保持特徵，因為寬鬆的巻邊將碟片寬鬆地保持 在環內，同時允許碟片的軸向和旋轉運動。
最後，在本發明的另一個實施例中，提議了一個備選的坯料結構， 該結構允許碟片和環如上所述寬鬆地巻曲在一起，但是在該實施例中 坯料在分離成碟片和環之前，其外表面可進行印刷或處理。接著碟片 和環可如上所述進行裝配，但是在該實施例中，碟片和環的外表面都 已經進行了印刷或處理。利用環和碟片是獨立的，且只有在最初開啟封閉件時才分開的事 實，可在該兩件型金屬封閉件上提供篡改證據。因此最初，當環被扭 轉規定的量時，碟片保持密封在容器上而不會移動。易碎橋或帶可固 定在碟片和環上，且當試圖移除封閉件時，環相對於碟片的相對運動 使易碎橋或帶斷裂，提供了已經試圖將封閉件移離容器的可視指示。


現在將僅通過實例參考附圖對本發明進行描述，其中
圖1示出了附裝到容器上的兩件型封閉件的橫截面視圖，顯示了 (通過圓圏)包括在附圖中的全部詳細橫截面視圖所示的區域；
圖2示出了根據本發明的第 一實施例的具有碟片和環的兩件型封 閉件的一部分的詳細橫截面視圖，環的切割邊被巻邊以限制此處的盤 片，在環中形成保持特徵以將碟片定位在其要求的位置；
圖3A示出了通過封閉件坯料的示意性側截面視圖，該封閉件坯 料通常用來製造單件型封閉件，但是其也適用於本發明；
圖3B示出了在封閉件裙狀部分的自由邊形成了巻曲後圖3A的 封閉件坯料的示意性側截面視圖，表示此處頂部可從封閉件的側壁切 除以形成碟片和環；
圖3C示出了在封閉件的頂部和側壁被切斷形成碟片和環之後圖 3B中所示的封閉件坯料的示意性側截面視圖3D示出了圍繞碟片的切割邊形成巻曲之後的經過更改的圖3C 中所示的封閉件坯料的示意性側截面視圖4A示出了根據本發明的另一個實施例的更改的圖3C中所示 的封閉件坯料的示意性側截面視圖，其中封閉件巻曲(在環上)被平整 了，且在插入環之前將碟片翻轉過來；
圖4B示出了更改的圖4A中所示的封閉件坯料的示意性側截面 視圖，其中碟片翻轉插入環中，且支撐在平面巻曲上；
圖4C示出了在環的切割邊形成了巻曲後的更改的圖4B中所示的封閉件坯料的示意性側截面視的一部分的詳細的橫截面視圖。這種布置中，在環中形成保持特徵以 將碟片定位在其要求的位置，且封閉件緊固到容器上以在碟片和容器
之間形成密封；
圖4E示出了圖4D中所示的兩件型封閉件的相同的部位，其中 環已經被旋開，保持特徵已經將碟片從容器中升起，且碟片和容器之 間的密封已經被破壞；
圖5為用於"修剪"封閉件以分離側壁和頂板，同時降低頂板/"盤 片"的外徑的衝壓及模製裝置的示意性視圖。放大視圖(見圖5A)中使 用的工具部分由標為"A"的圓圏顯示。
圖5A為圖5中所示的工具部分的放大視圖。
圖6A示出了封閉件的頂部和側壁已經被切除後的圖3C中所示 的環的示意性側截面^L圖6B示出了環的切割邊形成了環巻曲後的圖6A中所示的環的 示意性側截面4^圖6C示出了碟片已經被插入到圖6A和6B所示的環後的根據本 發明的金屬封閉件的示意性側截面視圖6D示出了圖6C中所示的完成的兩件型封閉件的一部分的詳 細截面視圖，其中封閉件緊固到容器上以形成碟片和容器之間的密 封。在這種布置中，沒有保持特徵，且碟片可在環中軸向地自由移動；
圖6E示出了圖6D中所示的兩件型封閉件的相同的部位，環已 經被旋開，環上的凸起已經將碟片從容器中升起，且碟片和容器之間 的密封已經被破壞。通過使用圖6A至6E中所圖示的方法，不需要翻 轉碟片10，或環20'。而且，在封閉件巻曲25中形成凸起，這比在環 20，的切割邊上形成的環巻邊28具有更大的工作硬化。
圖7示出了根據本發明的第二實施例的具有碟片和環的兩件型封 閉件的 一部分的詳細橫截面視圖，其中碟片和環的切割邊寬鬆地巻曲在一起，允許碟片間隔在環內軸向和旋轉地移動；
圖8A到圖8D示出了圖7中所示的本發明第二實施例的與圖3A 到圖3D、圖4A到圖4C所示相似的示意性過程；以及
圖9A到圖9D示出了允許封閉件坯料的外表面成為兩件型封閉 件的外表面的改進的圖7中所示的本發明的第二實施例的與圖8A到 圖8D所示相似的示意性進程。
圖中所有相同或相似的部件分別採用相同或相似的參考數字標記。
具體實施例方式
參考圖1,其主要被包括來圖示其餘圖中各種詳細視圖的位置， 包裝由帶螺紋的容器3以及具有碟片10'和周緣環20，的兩件型封閉件 l，組成。
圖2示出了圖1中所示包裝的一部分的詳細視圖。兩件型封閉件 由金屬碟片10'和周緣環20，組成，該金屬碟片10'的切割邊由巻曲15 所保護。碟片10，由位於環20，的相對軸向端處的兩個巻曲25， 28捕 獲在環內。設有一個保持特徵或多個特徵27以將碟片IO，寬鬆地定位 在環20，內，同時允許碟片10，自由地相對環20，軸向和旋轉地移動。 保持特徵27可呈多個沿著環20'周邊隔開的凸起的形式，或者備選地， 可由完整或局部的周向巻邊提供。繞碟片IO，的內周邊設有溝道12， 且該溝道用於容納密封劑50。設置溝道12確保了密封劑的正確位置 以與容器3的頸部接合，由於其更好和更精確的分布，也減少了密封 劑50的用量。
圖3A到圖3C示出了用來製造圖2中所示的兩件型金屬封閉件 的示意性進程。首先，乂人金屬板取出用於製造單件型金屬封閉件的常 規封閉件坯料1 (見圖3A)。該封閉件坯料具有頂板10和從頂板10 的外圍懸垂的側壁20。用於密封劑的凹陷12可靠近頂板10的外圍限 定，但是這不是必須的。將側壁20的自由端形成封閉件巻曲25，形成了單件型金屬封閉 件殼體l。封閉件殼體1可採用常規z技術，如旋轉切割，雷射切割或
剪切等在線A-A處切割(見圖3B)。沿著線A-A切割封閉件坯料1將 該封閉件坯料分為碟片IO，和環20'(如圖3C所示)兩個分離的部件。 碟片10'的切割邊緣彎成巻曲15,而該巻曲15既對切割邊提供了保護， 也降低了碟片IO，的外徑，以便碟片IO，可以適合環20，，通過環20' 的粗糙的切割邊(見圖3D)。環20'的粗糙側切割邊隨後也可進行巻曲 以給切割邊提供保護並將碟片10，限制在環20，之內(如圖2中所示)。 一旦碟片10，限制在環20，內，碟片的位置可通過設置一個保持特徵或 多個特徵27而更緊密地控制。
參考圖4A，製造方法可通過如下方式進行更改先將封閉件巻 曲25'弄平,接著將碟片IO，或環20'翻轉，然後將碟片10'裝配到環20， 中。如圖4B中所示。在這種布置中，碟片IO，由弄平的巻曲25，支撐。 在這個階段，將密封劑50插入溝道12中。可在巻曲28或環20，中提 供用來將封閉件固定到容器(未示出)上的凸起或類似的常規構件。
圖4A到圖4E中示出的更改的封閉件的弄平的巻曲其好處在於 具有一條或多條帶的常規的帶式瓶蓋系統，該瓶蓋系統接觸封閉件的 頂面，可用來將更改的兩件型封閉件應用到容器3上。參考圖4D， 當封閉件緊密地應用到容器3上時，弄平的巻曲25，將碟片IO，推向容 器口，容器螺紋35和封閉件凸起26之間的相互作用或類似作用，使 得由密封劑50和容器3形成的密封更緊密。
參考圖4E,當開啟封閉件時，凸起26經過容器螺紋35,保持特 徵27與碟片巻曲15接合，將碟片IO，升起，並破壞密封劑50和容器 3之間的密封。當最初轉動容器3上的封閉件時，碟片IO，保持密封到 容器3 口上，同時環轉動且輕微上升。在碟片10，和環20，之間的這種 相對運動可用於觸發某些形式的防篡改。例如，易碎橋(例如紙帶)可 系在環20，和碟片IO，兩者之上，且環20，相對於碟片IO，的相對運動可 切斷易碎橋，提供了已經試圖打開包裝的一個可視化的指示。圖5和5A圖示了用於"修剪"的衝壓及模製裝置如何可用來將頂 板10從封閉件坯料1的側壁20切斷以形成環和直徑減小的碟片。封 閉件坯料1的側壁20的一部分首先由第一沖擊件70和模具80拉成 較小的直徑。封閉件1由定位環85保持，同時封閉件坯料1的直徑 減小的部分由第二衝擊件75與側壁20的剩餘部分切離，第二衝擊件 75限定尖銳的角部72，並且具有介於^f莫具80和第一沖擊件70的直 徑之間的外徑。釆用這種方法，碟片的直徑減小了，因此不需要對盤 片的外圍進行後續的巻邊來減小碟片的直徑以裝配在環內。
在另一個實施例中，在從碟片切除後，環20，的切割邊設有環巻 曲28來保護環20，的切割邊(如圖6A和6B中所示)。環20，接著^C彎 曲以允許前面形成的碟片IO，從下面插入到環20，中(如圖6C所示)。 最後，碟片10，通過形成凸起26而保持在環20，內(如圖6D所示)。 為了製造示於圖6D中的封閉件，可以任何順序執行將碟片IO，插入到 環20，中，形成環巻曲28以及形成凸起26等步驟。可選地，碟片10， 也可從上面插入到環20，中，其好處在於不需要彎曲環20，。
示於圖6D和6E中的封閉件與關於圖4D和4E所圖示和描述的 類似，但是其沒有任何保持特徵。參考圖6D,當封閉件緊固地應用 到容器3上時，環彎曲28將碟片IO，推向容器口，且容器螺紋35、凸 起26以及環彎曲28之間的相互作用使得由密封劑50和容器3形成 的密封更緊密。當開啟封閉件1，(見圖6E)時，凸起26經過容器螺紋 35,同時碟片10，保持密封到容器3的口部上。環20，繼續轉動和上升， 直到凸起26與碟片巻曲15接合。凸起26升起碟片10，，並破壞密封 劑50和容器3之間的密封。因此，封閉件"上升"，接著"蹦開"，隨之 碟片10，與容器3之間的密封被破壞。
圖7示出了本發明的另一個實施例，其中環20，和碟片IO，的切割 邊寬鬆地巻曲在一起。該實施例也不需要單獨的保持特徵來控制碟片 10，在環20，內的位置。
圖8A到圖8D示出了製造圖7中所示的兩件型金屬封閉件的過程。由頂板10和側壁20組成的金屬坯料由金屬板材料拉制，且封閉 件坯料又沿著線A-A切斷以製造用於碟片IO，和環20，的坯料。示於圖 8A中的封閉件坯料在沿A-A線切斷之前，可以採用塗層、漆或一些 其它的裝飾60進行裝飾。對封閉件坯料而不是對圖8B中分離的碟片 IO，和環20，進行裝飾是有好處的，因為封閉件坯料比分離的碟片10， 和環20，更容易處理。與對圖8A中所示的封閉件坯料的外表面進行裝 飾相關的問題在於當碟片10，和環20，形成並裝配(見圖8B到圖8D)時， 裝飾60位於碟片IO，的內表面上，在第一次使用前將不會被封閉件的 用戶所看到。然而，這種不利也可轉化為有利，如果碟片IO，用於提 供獲獎信息等，其只需要在開啟封閉件時看到。
對圖8A中所述封閉件坯料的更改示於圖9A中。在這種布置中， 封閉件坯料的外表面可在形成碟片IO，和環20，之前進行裝飾(見圖 9B),且裝飾60因而將位於碟片IO，的外表面上(見圖9B到圖9D)。用 於製造圖7中所示的實施例的製造方法此後也是相同的。
參考圖8A和圖9A，封閉件坯料是由金屬板材拉制的單件材料。 接著在頂板10和側壁20之間切開該封閉件坯料以形成碟片IO，和環 20'(見圖8B和圖9B)。參考圖8C和圖9C，對碟片IO，的切割邊進行 巻邊(形成寬鬆的巻曲15的起始端)以減少碟片IO，的外徑，這樣碟片 IO，能適合環20，的切割邊。而且，環20，的一個軸向端也形成了巻曲 25。
如圖8D和圖9D中所示，巻邊的碟片IO，插入到環20，中並支撐 在其中，以便碟片IO，和環20，的切割邊靠近。環20，的切割邊接著繞 碟片IO，的巻邊緣寬鬆地巻曲以形成如圖7和圖9E的詳細橫截面視圖 中所示的兩件型封閉件。在這種布置中，通過寬鬆巻曲15， 28，碟片 10，寬鬆地限制在環20，內。寬鬆巻曲15, 28設計成允許碟片IO，旋轉 運動以及有限程度的軸向運動。
示於圖9A到圖9E中的實施例示出了一個進一步的更改，其可 應用到前面所描述的本發明的任何一個實施例中。可見示於圖9A到圖9E中的環20，具有過渡29,通過該過渡29可以減小環20，的直徑， 使得製成的封閉件更緊湊。
優選地，在上面所描述的本發明的任何實施例中，在將碟片10， 裝配到環20，中之前將密封劑50應用到碟片IO，的凹槽12中。這使得 製造容易了，因為碟片10'分離時比裝配到環20，中後更容易控制和處 理。
權利要求
1.一種用於具有分離的碟片和周緣環的金屬封閉件的製造方法，包括如下步驟拉制具有頂板(10)和從所述頂板(10)的周邊懸垂的側壁(20)的封閉件坯料(1)，鄰近所述頂板(10)切割所述封閉件坯料(1)的側壁，以製造碟片(10』)和周緣環(20』)，該碟片和周緣環二者均有切割邊。
2. —種根據權利要求1所述的金屬封閉件的製造方法，其特徵 在於，所述製造方法包括將所述碟片(IO')的外圍繞其切割邊進行巻邊 以減小所述碟片(10，)的外徑的步驟。
3. —種根據權利要求1或權利要求2所述的金屬封閉件的製造 方法，其特徵在於，所述製造方法還包括在將所述頂板(10)從所述側 壁(20)切除以形成所述碟片(10，)和環(20，)之前，用封閉件巻曲(25)對所 述封閉件坯料(l )的粗糙的邊緣進行精整的步驟。
4. 一種根據權利要求3所述的金屬封閉件的製造方法，其特徵 在於，所述環(20，)上的所述封閉件巻曲(25)被弄平。
5. —種根據任何前述權利要求所述的金屬封閉件的製造方法， 其特徵在於，所述製造方法還包括如下步驟翻轉所述碟片(10，)或所述環(20')， 通過環的切割邊將所述碟片(10，)插入所述環(20')。
6. —種根據權利要求1-4中的任一項所述的金屬封閉件的製造 方法，其特徵在於，所述製造方法還包括用巻曲(28)精整所述環(20') 的切割邊的步驟。
7. —種根據權利要求6所述的金屬封閉件的製造方法，其特徵 在於，所述環(20，)變形以允許所述碟片(10，)插入所述環(20，)。
8. —種根據任何前述權利要求所述的金屬封閉件的製造方法， 其特徵在於，圍繞所述碟片(10，)的外圍應用密封劑(50)，且該密封劑(50)布置成與容器(3)形成密封。
9. 一種根據權利要求2所述的金屬封閉件的製造方法，其特徵 在於，所述製造方法還包括如下步驟將巻邊後的碟片(10，)插入所述環(20，)中，以及 圍繞所述碟片(10，)的巻邊後的外圍形成所述環(20，)的切割邊的 寬鬆巻曲(40)。
10. —種根據任何前述權利要求所述的金屬封閉件的製造方法， 其特徵在於，所述製造方法還包括在將所述頂板(10)從所述側壁(20) 切除以形成所述碟片(10，)和環(20，)之前對所述封閉件坯料(1)進行裝 飾的步驟。
全文摘要
一種用於具有碟片(10』)限制在周緣環(20』)內的兩件式「組合」型封閉件的製造方法。該「組合」型封閉件(1』)由常規的單件封閉件殼體(1)通過在頂盤(10)附近切割側壁(20)以分別製造環(20』)和碟片(10』)而製成。
文檔編號B21D51/44GK101528381SQ200780040452
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月31日 優先權日2006年10月31日
發明者C·P·拉姆齊, P·鄧伍迪 申請人:皇冠包裝技術公司