帶有插入式內襯的組合蓋的製作方法

2023-05-28 21:30:01

專利名稱：帶有插入式內襯的組合蓋的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及容器蓋，特別涉及一種組合蓋，它由外層塑料帽蓋以及放置在該帽蓋中的圓形密封內襯組成，該帽蓋的結構布置能提高密封性、能固置住內襯且製造快捷。
用於瓶子或其它容器的塑模蓋已知有種種結構。例如，美國專利A-4378893、A-4407442和A-4497765闡述了一種組合蓋結構，包括外層蓋帽以及在該蓋帽內就地製成的密封襯墊，該密封襯墊與相關容器之間形成頂向/側向密封(即該蓋子即有大體上方向向下，又有大體上方向向裡的密封表面)。
在美國專利A-4658976中，一預製的圓形襯墊被置入模製蓋帽中，蓋帽在頂部與側部接合處有一環狀臺肩，該臺肩協同密封襯墊與容器形成頂向/側向密封。
帶有內襯的瓶蓋儘管製造成本不算太高，但往的結構設計上還是有缺陷的。由於這種內側面密封的瓶蓋，其密封一般在頂部與側部接合處的環狀臺肩的垂直位置上形成的，與容器間的密封接觸並非在任何情況下部有效地集中定位到最佳密封位置上。此外，該環狀臺肩相應的橫截面的質量也會對瓶蓋的製造產生不利影響，因為該塑料重量在模製時冷卻得較慢。迄今為止，這類帶有內襯的容器蓋的結構形式並不能在從容器上取下容器蓋時消除內襯偶然發生的移位現象。由於圓盤形內襯墊的直徑在從容器上取下後有時小於最初置入該襯墊時的直徑，因此就發生了移位現象，襯墊的移位自然會破壞蓋子的密封性。
體現本發明原理的組合蓋是一由圓形頂部，向該圓形頂部而下的環形側部以及該頂部和該側部接合處的環狀臺肩組成的模製蓋帽。該組合蓋還包括鑲入蓋帽時緊貼蓋帽頂部放置的圓形密封內襯。該蓋帽包括至少一個與密封內襯結合的，從環狀臺肩裡伸展的環狀肋樣凸塊。這樣，就在環狀臺肩上形成一環狀凹槽以容納並固置內襯。
包括與襯墊嚙合的環狀肋的這種結構形式狀的環狀臺肩就能起到集中環狀臺肩與密封襯墊之間的壓力的作用，從而提高密封性能。
選用一定的結構來控制蓋帽與密封襯墊之間的相對旋轉，本組合蓋便能有多種用途。具體來說，一般在頂部和環形肋間的環狀臺肩朝向內部的凹槽內刻上爪狀滾花。可以有選擇地改變這一滾花形狀的方式來控制密封墊與蓋帽向相對旋轉的阻力的大小，從而使本組合蓋用於種種不同場合。
重要的是，包括有至少一條環狀襯墊嚙合肋的環狀臺肩有利於蓋帽的快捷製造，也即它能從相應的壓模模具上很快取下。


圖1是體現出本發明原理的組合蓋的剖面圖;
圖2是例示本組合蓋應用於相關容器的局部剖面圖;
圖3是類似圖2的本發明改進型組合蓋的局部剖面圖。
現在請參照各附圖，可見到體現出本發明的原理的組合蓋10。如進一步描述的那樣，組合蓋10包括一個所謂的插入式內襯墊，該內墊是預先做好的，在將組合蓋用於相關容器之前將內襯插入模製蓋帽11中。
該蓋帽11可用塑料經濟而有效地模製而成，諸如用聚丙烯模村或注塑而成。
蓋帽11包括一圓形頂部12以及與該頂部12連成一體的環狀側部14，該側部14上刻有單螺線內螺紋16，與相關容器(圖2和圖1中標為C)上的同樣形狀的螺紋相配合。
為了便於把本蓋子用於裝有就以碳酸氣或其它高壓物質的容器，本蓋子的側部沿軸向刻有一組放氣槽18，以利於在除去蓋子時容器內高壓氣體的排放。
上述蓋子通常希望做成具有明顯的填塞功用，為此，蓋帽11上有一懸出於側罩部14上的固封圈20。
如圖所示，固封圈20包括環帶部分22，環內沿圓周按一定間距向內伸出若干相對柔軟的凸塊24用以與容器貼合。固封圈20和側罩部14之間以沿圓周的刻產痕線26分開，該刻痕線26的一部分伸入若干沿圓周放置的易折肋28中。該易折肋28的剩下的未刻痕部分在固封圈與側罩部之間形成所需的鬆散連結。
按照本發明，組合蓋10包括一圓盤形密封插入內襯30。如圖1所示，在將該內襯墊30裝入蓋帽11後，但在該蓋蓋緊容器之前，內襯墊30一盤是扁平的。這種形式的插入內襯墊可很有效地比方說用塑料片材(例如聚醋酸乙烯酯)模壓而成，然後將所得圓盤內襯墊插入蓋帽到位。
雖然內襯墊30在放入蓋帽11後通常是扁平的，但蓋帽的形狀須做成在蓋到容器上時，能使圓盤形內襯墊變形並與容器形成頂向/側向密封。為此，蓋帽在其頂部14與側罩部16之間的接合部有一環狀臺肩32。該臺肩32有一個一般定朝向內部環形表面以及一個一般是朝向下的環形表面。
該臺肩32在蓋緊容器時，使內襯墊30改變形狀，形成一個一盤是朝下的密封表面(以下容器形成頂部密封)以及一個一般是朝向內的密封表面(以與容器形成側部密封)，當組合蓋用在裝有充以碳酸氣或其它高壓物質的容器上時，這種頂部/側部密封特別有效。此時，容器的頂部12在高壓物質的作用下會傾向於向上隆起。雖然這一隆起有時會降低內襯墊30與容器間的頂部密封，但環狀臺肩32會被向裡推，從而提高內襯墊30與容器向側部密封。熟悉本行業的人士會看到，在將本組合蓋蓋到相關容器上時，內襯墊30能承受塑性變形。
按照本發明，環狀臺肩32上有至少一個與內襯嚙合的凸塊，最好做成一連續不間斷的環狀肋34形式以與內襯墊30緊密咬合。由於這一結構，在環狀臺肩32的朝向內表面上做出一條有利於密封的連續的環狀凹槽。
在把本蓋子蓋在容器上時，圓盤形插入式內襯墊30發生變形並被推靠在頂部12上，內襯嵌入位於環狀臺肩32內表面由肋34而形成的環狀凹槽中。這種結構如願地起到將內襯固置在蓋子中的作用。但是，應該看到，圓盤形內襯墊會顯示出有回覆到原先圓盤形的傾向(在把蓋子從容器取下時)，從而內襯顯示出有從環狀凹槽中「脫出」的傾向。經驗表明，倘若內襯墊直徑比環狀臺肩32的內徑大，襯墊回復到原先圓盤的傾向就越發明明顯。因此，在能保證它在蓋蓋子之前(即在它變形前)固置在蓋帽內;並仍能保證它與容器緊密密封的條件下，儘量減小襯墊的直徑有利於它固置在環狀凹槽內。
上述至少一個環狀的、與內襯墊嚙合的肋34還給本組合蓋帶來其它幾點突出的優點。與原先結構相比較，環狀肋34的存在起到了使壓力集中在環狀臺肩32與內襯墊30之間的作用。由於內襯墊和容器間的側部密封力大體上被集中到止動肋區域(即，單位密封壓力更高)，因而提高了與容器間的密封嚙合，這一點與原先結構截然不同，在原先結構中，密封內一般形成在這類環形狀臺肩的垂直方向上。
此外，本髮結構可做成由於壓力的集中，在止動肋34與內襯墊材料間生成的應力足以超過襯墊材料的屈服應力，從而造成止動肋區域中內襯墊的永久性變形。同時，附近凹槽內的未屈服材料施加一向外的徑向力，將內襯墊緊固在其位置上。如此，就能避免內襯墊從蓋子中由於不小心或偶然脫出。
本組合蓋的構形也可包括一種用來控制內襯墊30與蓋帽11之間的相對旋轉的結構。在環狀臺肩32的內表面上做出可抓住內襯墊30的某種結構便能控制相對旋轉。這一結構可以是爪狀滾花或其它凸起物(36處的虛線所示)。
這種滾花可以是「直線形」的，從而對蓋帽與內襯墊間的正反向旋轉的阻力都同樣大。另外，這一滾花也可做成起到棘輪那樣的作用(即在一個方向上的阻力比另一方向大)，比方說，每一滾花的形狀都包括一斜面或凸輪形面以及一相鄰的、大體上徑向爪狀表面。
選擇不同形狀的爪狀滾花，本組合蓋便能應用於種種不同場合。在有些場合，希望蓋帽與襯墊之間能相對旋轉，因此無需滾花或只須少量滾花。例如，當用於可回收玻璃容器時，此時，容器成品會有缺陷或損壞，因此希望內襯墊與蓋帽間有相對旋轉，從而使內襯墊與容器成品(不管有什麼缺陷)密封地咬合在一起而不會損壞內襯墊。在另一些場合，可能需要儘量減少發生內襯墊與蓋帽間的相對旋轉，此時就可用爪狀滾花，例如，有些刻有多頭螺紋的蓋子需要附加力矩來蓋或取蓋(用以限制內襯墊與蓋帽間的相對旋轉)從而減少蓋子從相關容器上鬆動脫落的可能。
由環狀肋34形成的凹槽的一個突出好處是能使蓋子高速製造。特別在蓋子從陽模衝杆上「脫模」或「猛然拋出」時，因不需要從其製造衝杆上相對旋轉或「鬆脫」每一蓋子，因而蓋子的製造速度大為提高。這類脫模步驟如下在蓋子尚在陽性衝杆上時把模製蓋子從相應陰模上取下，然後相對移動圍繞著該衝杆的脫模器套管直到頂靠到蓋子的下邊緣(例如固封圓20)，把蓋子從衝杆上推出(參見美國專利4，497，765)。
經驗表明，蓋子形成速度通常受到限制，這種限制是由於這類脫模時蓋子螺線成形過度產生附屬物傾向而影響脫模。這類脫模過程中，當螺紋以凸輪那樣的作用在凹槽中推成形蓋子的側罩向外變形，從而要求螺紋的成形顯示去足夠程度的剛性，即有足夠的冷卻以避免過度的變形。
值得注意的是，環狀肋34以及因而在臺肩32上形成的凹槽起到了幫助這類脫模的作用。具體來說，因為在脫模過程中環狀臺肩12(由於其上的凹槽)傾向於滯留在陽模衝杆的自由端處，所以當蓋子被脫模套管從該衝杆上推出時，選成蓋子側部的向外變形或凸起。這轉而減少通常必定由螺紋成形單獨承受的、使側部向外變形的力，從而使蓋子從陽模衝杆上的脫模容易進行。
環狀肋34在脫模過程中的這一作用在將不帶絲扣的蓋子從相關陽模衝杆上脫模時尤為明顯。在脫模過程中，環狀肋34提供的滯留作用在該肋從陽模衝中脫出前一直起著使蓋子側部向外變形或凸起的作用。對於帶絲扣的蓋子，同樣造成外向彎形或凸起，從而起到在脫模時減少蓋子螺紋成形時的負載的作用，環狀肋這一協同陽模衝杆的作用通過減少脫模時加於螺紋成形之上的力而提高了蓋子製造速度。
蓋子的成形還由於環狀臺肩32處橫截面質量的減少而變得更為容易。由環狀肋34在臺肩32上形成的凹槽使得臺肩處的塑料材料的質量比原先結構有所減少。除了節省材料外，質量的減少有助於模製過程中蓋帽的冷卻和固化，從而提高蓋帽成形速度。
圖3例示了本組合蓋的一種改進型實施例方案，其中，在環狀臺肩32上有一對在垂直方向上相隔一定距離的環狀肋38用來與內襯墊嚙合，這種結構可如願地用於具有缺陷的容器上(例如可回收的玻璃容器)，這一對環狀肋還能起到在把蓋子從相關容器上取下後將內襯墊固置地蓋帽內的作用。
在適用於具有通常精加工的容器上的本組合蓋的這一實施方案中，環狀臺肩32的垂直尺寸「X」(圖2)使用了0.070英寸的尺寸，止動端邊34的尺寸「y」為0.020英寸。內襯墊的厚度在蓋子蓋到容器C後約為0.032英寸，如尺寸「2」所示。
臺肩72處形成的凹槽的內徑「a」為1.024英寸左右，環狀臺肩的內緣直徑的尺寸「b」為1.014英寸左右。與相關容器成品標稱外徑相應的直徑「c」為0.951英寸左右。用聚烯烴製成的圓形密封的內襯墊的標稱厚度為0.040英寸。也可使用其它材料內襯墊製品。
權利要求
1.用於容器(c)的一種組合蓋(10)，包括；由圓形頂部(12)和與該頂部連成一體的環狀側罩部(14)組成的蓋帽(11)；以及緊靠該頂部放置的圓盤形插入式密封襯墊(30)，它被插入蓋帽內用來與該容器密封嚙合，該密封襯墊在放置入該蓋帽之前即已製成；該蓋帽在頂部與側部接合處有環狀臺肩(32)，該臺肩與該圓形密封襯墊協同使該襯墊具有一大體上朝向內部的密封表面，用來與該容器密封嚙合，該蓋帽具有凸塊(34)，用來嚙合該襯墊，該凸塊包括至少一條從該環狀臺肩向裡伸出的環狀肋(34)，將該襯墊放置在該環狀肋與該容器之間，該環狀肋具有一內徑與該襯墊嚙合，該環狀肋與該頂部平行地隔開一間距，從而在該環狀臺肩內表面處形成凹槽，在把該蓋蓋子蓋在容器上時用來容納該襯墊。
2.按權利要求1所述的組合蓋，其特徵在於，還包括一對上述環狀固置肋(34)。
3.按權利要求1所述的組合蓋，其特徵在於，還包括用來控制蓋帽與襯墊間相對旋轉的裝置(36)。
4.按權利要求3所述的組合蓋，其特徵在於，該控制裝置(36)包括一個在該環狀臺肩的內表面上可抓住襯墊的裝置。
5.按權利要求1所述的組合蓋，其特徵在於，該環狀臺肩(32)的內表面處形成一環形凹槽，用來容納並固置該襯墊(30)。
6.按權利要求5所述的組合蓋，其特徵在於，包括在該凹槽之內的襯墊抓緊裝置(36)，該裝置抓住該襯墊(30)，用來控制該襯墊與該蓋帽(11)之間的相對旋轉。
7.按權利要求1所述的組合蓋，其特徵在於，該環狀側部(14)上有內螺紋(16)。
8.按權利要求1所述的組合蓋，其特徵在於，該環狀臺肩(32)和該凸塊(34)協同將壓力集中在環狀臺肩與襯墊之間。
全文摘要
組合蓋(10)，包括塑模蓋帽(11)和緊貼蓋帽頂部(12)放置有圓形盤形襯墊(30)。蓋帽的環狀臺肩(32)與襯墊協同，形成與相關容器(C)的頂部/側部密封。該環狀臺肩上至少有一條用來與襯墊嚙合的環狀肋(34)，它與襯墊協同，提高組合蓋的密封性能，將襯墊固置在蓋帽中，並提高蓋子的成型速度。
文檔編號B65D53/04GK1091106SQ9312068
公開日1994年8月24日 申請日期1993年11月24日 優先權日1992年11月24日
發明者休·萬努伊斯·莫頓 申請人:H-C工業有限公司