專利名稱：帶有插入式內(nèi)襯的組合蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(nèi)襯組成，該帽蓋的結(jié)構(gòu)布置能提高密封性、能固置住內(nèi)襯且制造快捷。
用于瓶子或其它容器的塑模蓋已知有種種結(jié)構(gòu)。例如，美國(guó)專利A-4378893、A-4407442和A-4497765闡述了一種組合蓋結(jié)構(gòu)，包括外層蓋帽以及在該蓋帽內(nèi)就地制成的密封襯墊，該密封襯墊與相關(guān)容器之間形成頂向/側(cè)向密封(即該蓋子即有大體上方向向下，又有大體上方向向里的密封表面)。
在美國(guó)專利A-4658976中，一預(yù)制的圓形襯墊被置入模制蓋帽中，蓋帽在頂部與側(cè)部接合處有一環(huán)狀臺(tái)肩，該臺(tái)肩協(xié)同密封襯墊與容器形成頂向/側(cè)向密封。
帶有內(nèi)襯的瓶蓋盡管制造成本不算太高，但往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還是有缺陷的。由于這種內(nèi)側(cè)面密封的瓶蓋，其密封一般在頂部與側(cè)部接合處的環(huán)狀臺(tái)肩的垂直位置上形成的，與容器間的密封接觸并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(huán)狀臺(tái)肩相應(yīng)的橫截面的質(zhì)量也會(huì)對(duì)瓶蓋的制造產(chǎn)生不利影響，因?yàn)樵撍芰现亓吭谀Ｖ茣r(shí)冷卻得較慢。迄今為止，這類帶有內(nèi)襯的容器蓋的結(jié)構(gòu)形式并不能在從容器上取下容器蓋時(shí)消除內(nèi)襯偶然發(fā)生的移位現(xiàn)象。由于圓盤形內(nèi)襯墊的直徑在從容器上取下后有時(shí)小于最初置入該襯墊時(shí)的直徑，因此就發(fā)生了移位現(xiàn)象，襯墊的移位自然會(huì)破壞蓋子的密封性。
體現(xiàn)本發(fā)明原理的組合蓋是一由圓形頂部，向該圓形頂部而下的環(huán)形側(cè)部以及該頂部和該側(cè)部接合處的環(huán)狀臺(tái)肩組成的模制蓋帽。該組合蓋還包括鑲?cè)肷w帽時(shí)緊貼蓋帽頂部放置的圓形密封內(nèi)襯。該蓋帽包括至少一個(gè)與密封內(nèi)襯結(jié)合的，從環(huán)狀臺(tái)肩里伸展的環(huán)狀肋樣凸塊。這樣，就在環(huán)狀臺(tái)肩上形成一環(huán)狀凹槽以容納并固置內(nèi)襯。
包括與襯墊嚙合的環(huán)狀肋的這種結(jié)構(gòu)形式狀的環(huán)狀臺(tái)肩就能起到集中環(huán)狀臺(tái)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(jié)構(gòu)來(lái)控制蓋帽與密封襯墊之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，本組合蓋便能有多種用途。具體來(lái)說(shuō)，一般在頂部和環(huán)形肋間的環(huán)狀臺(tái)肩朝向內(nèi)部的凹槽內(nèi)刻上爪狀滾花?？梢杂羞x擇地改變這一滾花形狀的方式來(lái)控制密封墊與蓋帽向相對(duì)旋轉(zhuǎn)的阻力的大小，從而使本組合蓋用于種種不同場(chǎng)合。
重要的是，包括有至少一條環(huán)狀襯墊嚙合肋的環(huán)狀臺(tái)肩有利于蓋帽的快捷制造，也即它能從相應(yīng)的壓模模具上很快取下。


圖1是體現(xiàn)出本發(fā)明原理的組合蓋的剖面圖;
圖2是例示本組合蓋應(yīng)用于相關(guān)容器的局部剖面圖;
圖3是類似圖2的本發(fā)明改進(jìn)型組合蓋的局部剖面圖。
現(xiàn)在請(qǐng)參照各附圖，可見(jiàn)到體現(xiàn)出本發(fā)明的原理的組合蓋10。如進(jìn)一步描述的那樣，組合蓋10包括一個(gè)所謂的插入式內(nèi)襯墊，該內(nèi)墊是預(yù)先做好的，在將組合蓋用于相關(guān)容器之前將內(nèi)襯插入模制蓋帽11中。
該蓋帽11可用塑料經(jīng)濟(jì)而有效地模制而成，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(huán)狀側(cè)部14，該側(cè)部14上刻有單螺線內(nèi)螺紋16，與相關(guān)容器(圖2和圖1中標(biāo)為C)上的同樣形狀的螺紋相配合。
為了便于把本蓋子用于裝有就以碳酸氣或其它高壓物質(zhì)的容器，本蓋子的側(cè)部沿軸向刻有一組放氣槽18，以利于在除去蓋子時(shí)容器內(nèi)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上有一懸出于側(cè)罩部14上的固封圈20。
如圖所示，固封圈20包括環(huán)帶部分22，環(huán)內(nèi)沿圓周按一定間距向內(nèi)伸出若干相對(duì)柔軟的凸塊24用以與容器貼合。固封圈20和側(cè)罩部14之間以沿圓周的刻產(chǎn)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(cè)罩部之間形成所需的松散連結(jié)。
按照本發(fā)明，組合蓋10包括一圓盤形密封插入內(nèi)襯30。如圖1所示，在將該內(nèi)襯墊30裝入蓋帽11后，但在該蓋蓋緊容器之前，內(nèi)襯墊30一盤是扁平的。這種形式的插入內(nèi)襯墊可很有效地比方說(shuō)用塑料片材(例如聚醋酸乙烯酯)模壓而成，然后將所得圓盤內(nèi)襯墊插入蓋帽到位。
雖然內(nèi)襯墊30在放入蓋帽11后通常是扁平的，但蓋帽的形狀須做成在蓋到容器上時(shí)，能使圓盤形內(nèi)襯墊變形并與容器形成頂向/側(cè)向密封。為此，蓋帽在其頂部14與側(cè)罩部16之間的接合部有一環(huán)狀臺(tái)肩32。該臺(tái)肩32有一個(gè)一般定朝向內(nèi)部環(huán)形表面以及一個(gè)一般是朝向下的環(huán)形表面。
該臺(tái)肩32在蓋緊容器時(shí)，使內(nèi)襯墊30改變形狀，形成一個(gè)一盤是朝下的密封表面(以下容器形成頂部密封)以及一個(gè)一般是朝向內(nèi)的密封表面(以與容器形成側(cè)部密封)，當(dāng)組合蓋用在裝有充以碳酸氣或其它高壓物質(zhì)的容器上時(shí)，這種頂部/側(cè)部密封特別有效。此時(shí)，容器的頂部12在高壓物質(zhì)的作用下會(huì)傾向于向上隆起。雖然這一隆起有時(shí)會(huì)降低內(nèi)襯墊30與容器間的頂部密封，但環(huán)狀臺(tái)肩32會(huì)被向里推，從而提高內(nèi)襯墊30與容器向側(cè)部密封。熟悉本行業(yè)的人士會(huì)看到，在將本組合蓋蓋到相關(guān)容器上時(shí)，內(nèi)襯墊30能承受塑性變形。
按照本發(fā)明，環(huán)狀臺(tái)肩32上有至少一個(gè)與內(nèi)襯嚙合的凸塊，最好做成一連續(xù)不間斷的環(huán)狀肋34形式以與內(nèi)襯墊30緊密咬合。由于這一結(jié)構(gòu)，在環(huán)狀臺(tái)肩32的朝向內(nèi)表面上做出一條有利于密封的連續(xù)的環(huán)狀凹槽。
在把本蓋子蓋在容器上時(shí)，圓盤形插入式內(nèi)襯墊30發(fā)生變形并被推靠在頂部12上，內(nèi)襯嵌入位于環(huán)狀臺(tái)肩32內(nèi)表面由肋34而形成的環(huán)狀凹槽中。這種結(jié)構(gòu)如愿地起到將內(nèi)襯固置在蓋子中的作用。但是，應(yīng)該看到，圓盤形內(nèi)襯墊會(huì)顯示出有回復(fù)到原先圓盤形的傾向(在把蓋子從容器取下時(shí))，從而內(nèi)襯顯示出有從環(huán)狀凹槽中“脫出”的傾向。經(jīng)驗(yàn)表明，倘若內(nèi)襯墊直徑比環(huán)狀臺(tái)肩32的內(nèi)徑大，襯墊回復(fù)到原先圓盤的傾向就越發(fā)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(nèi);并仍能保證它與容器緊密密封的條件下，盡量減小襯墊的直徑有利于它固置在環(huán)狀凹槽內(nèi)。
上述至少一個(gè)環(huán)狀的、與內(nèi)襯墊嚙合的肋34還給本組合蓋帶來(lái)其它幾點(diǎn)突出的優(yōu)點(diǎn)。與原先結(jié)構(gòu)相比較，環(huán)狀肋34的存在起到了使壓力集中在環(huán)狀臺(tái)肩32與內(nèi)襯墊30之間的作用。由于內(nèi)襯墊和容器間的側(cè)部密封力大體上被集中到止動(dòng)肋區(qū)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(diǎn)與原先結(jié)構(gòu)截然不同，在原先結(jié)構(gòu)中，密封內(nèi)一般形成在這類環(huán)形狀臺(tái)肩的垂直方向上。
此外，本發(fā)結(jié)構(gòu)可做成由于壓力的集中，在止動(dòng)肋34與內(nèi)襯墊材料間生成的應(yīng)力足以超過(guò)襯墊材料的屈服應(yīng)力，從而造成止動(dòng)肋區(qū)域中內(nèi)襯墊的永久性變形。同時(shí)，附近凹槽內(nèi)的未屈服材料施加一向外的徑向力，將內(nèi)襯墊緊固在其位置上。如此，就能避免內(nèi)襯墊從蓋子中由于不小心或偶然脫出。
本組合蓋的構(gòu)形也可包括一種用來(lái)控制內(nèi)襯墊30與蓋帽11之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。在環(huán)狀臺(tái)肩32的內(nèi)表面上做出可抓住內(nèi)襯墊30的某種結(jié)構(gòu)便能控制相對(duì)旋轉(zhuǎn)。這一結(jié)構(gòu)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(duì)蓋帽與內(nèi)襯墊間的正反向旋轉(zhuǎn)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(gè)方向上的阻力比另一方向大)，比方說(shuō)，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(yīng)用于種種不同場(chǎng)合。在有些場(chǎng)合，希望蓋帽與襯墊之間能相對(duì)旋轉(zhuǎn)，因此無(wú)需滾花或只須少量滾花。例如，當(dāng)用于可回收玻璃容器時(shí)，此時(shí)，容器成品會(huì)有缺陷或損壞，因此希望內(nèi)襯墊與蓋帽間有相對(duì)旋轉(zhuǎn)，從而使內(nèi)襯墊與容器成品(不管有什么缺陷)密封地咬合在一起而不會(huì)損壞內(nèi)襯墊。在另一些場(chǎng)合，可能需要盡量減少發(fā)生內(nèi)襯墊與蓋帽間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)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(lái)蓋或取蓋(用以限制內(nèi)襯墊與蓋帽間的相對(duì)旋轉(zhuǎn))從而減少蓋子從相關(guān)容器上松動(dòng)脫落的可能。
由環(huán)狀肋34形成的凹槽的一個(gè)突出好處是能使蓋子高速制造。特別在蓋子從陽(yáng)模沖桿上“脫模”或“猛然拋出”時(shí)，因不需要從其制造沖桿上相對(duì)旋轉(zhuǎn)或“松脫”每一蓋子，因而蓋子的制造速度大為提高。這類脫模步驟如下在蓋子尚在陽(yáng)性沖桿上時(shí)把模制蓋子從相應(yīng)陰模上取下，然后相對(duì)移動(dòng)圍繞著該沖桿的脫模器套管直到頂靠到蓋子的下邊緣(例如固封圓20)，把蓋子從沖桿上推出(參見(jiàn)美國(guó)專利4，497，765)。
經(jīng)驗(yàn)表明，蓋子形成速度通常受到限制，這種限制是由于這類脫模時(shí)蓋子螺線成形過(guò)度產(chǎn)生附屬物傾向而影響脫模。這類脫模過(guò)程中，當(dāng)螺紋以凸輪那樣的作用在凹槽中推成形蓋子的側(cè)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(guò)度的變形。
值得注意的是，環(huán)狀肋34以及因而在臺(tái)肩32上形成的凹槽起到了幫助這類脫模的作用。具體來(lái)說(shuō)，因?yàn)樵诿撃＿^(guò)程中環(huán)狀臺(tái)肩12(由于其上的凹槽)傾向于滯留在陽(yáng)模沖桿的自由端處，所以當(dāng)蓋子被脫模套管從該沖桿上推出時(shí)，選成蓋子側(cè)部的向外變形或凸起。這轉(zhuǎn)而減少通常必定由螺紋成形單獨(dú)承受的、使側(cè)部向外變形的力，從而使蓋子從陽(yáng)模沖桿上的脫模容易進(jìn)行。
環(huán)狀肋34在脫模過(guò)程中的這一作用在將不帶絲扣的蓋子從相關(guān)陽(yáng)模沖桿上脫模時(shí)尤為明顯。在脫模過(guò)程中，環(huán)狀肋34提供的滯留作用在該肋從陽(yáng)模沖中脫出前一直起著使蓋子側(cè)部向外變形或凸起的作用。對(duì)于帶絲扣的蓋子，同樣造成外向彎形或凸起，從而起到在脫模時(shí)減少蓋子螺紋成形時(shí)的負(fù)載的作用，環(huán)狀肋這一協(xié)同陽(yáng)模沖桿的作用通過(guò)減少脫模時(shí)加于螺紋成形之上的力而提高了蓋子制造速度。
蓋子的成形還由于環(huán)狀臺(tái)肩32處橫截面質(zhì)量的減少而變得更為容易。由環(huán)狀肋34在臺(tái)肩32上形成的凹槽使得臺(tái)肩處的塑料材料的質(zhì)量比原先結(jié)構(gòu)有所減少。除了節(jié)省材料外，質(zhì)量的減少有助于模制過(guò)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(jìn)型實(shí)施例方案，其中，在環(huán)狀臺(tái)肩32上有一對(duì)在垂直方向上相隔一定距離的環(huán)狀肋38用來(lái)與內(nèi)襯墊嚙合，這種結(jié)構(gòu)可如愿地用于具有缺陷的容器上(例如可回收的玻璃容器)，這一對(duì)環(huán)狀肋還能起到在把蓋子從相關(guān)容器上取下后將內(nèi)襯墊固置地蓋帽內(nèi)的作用。
在適用于具有通常精加工的容器上的本組合蓋的這一實(shí)施方案中，環(huán)狀臺(tái)肩32的垂直尺寸“X”(圖2)使用了0.070英寸的尺寸，止動(dòng)端邊34的尺寸“y”為0.020英寸。內(nèi)襯墊的厚度在蓋子蓋到容器C后約為0.032英寸，如尺寸“2”所示。
臺(tái)肩72處形成的凹槽的內(nèi)徑“a”為1.024英寸左右，環(huán)狀臺(tái)肩的內(nèi)緣直徑的尺寸“b”為1.014英寸左右。與相關(guān)容器成品標(biāo)稱外徑相應(yīng)的直徑“c”為0.951英寸左右。用聚烯烴制成的圓形密封的內(nèi)襯墊的標(biāo)稱厚度為0.040英寸。也可使用其它材料內(nèi)襯墊制品。
權(quán)利要求
1.用于容器(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(huán)狀側(cè)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(nèi)用來(lái)與該容器密封嚙合，該密封襯墊在放置入該蓋帽之前即已制成；該蓋帽在頂部與側(cè)部接合處有環(huán)狀臺(tái)肩(32)，該臺(tái)肩與該圓形密封襯墊協(xié)同使該襯墊具有一大體上朝向內(nèi)部的密封表面，用來(lái)與該容器密封嚙合，該蓋帽具有凸塊(34)，用來(lái)嚙合該襯墊，該凸塊包括至少一條從該環(huán)狀臺(tái)肩向里伸出的環(huán)狀肋(34)，將該襯墊放置在該環(huán)狀肋與該容器之間，該環(huán)狀肋具有一內(nèi)徑與該襯墊嚙合，該環(huán)狀肋與該頂部平行地隔開一間距，從而在該環(huán)狀臺(tái)肩內(nèi)表面處形成凹槽，在把該蓋蓋子蓋在容器上時(shí)用來(lái)容納該襯墊。
2.按權(quán)利要求1所述的組合蓋，其特征在于，還包括一對(duì)上述環(huán)狀固置肋(34)。
3.按權(quán)利要求1所述的組合蓋，其特征在于，還包括用來(lái)控制蓋帽與襯墊間相對(duì)旋轉(zhuǎn)的裝置(36)。
4.按權(quán)利要求3所述的組合蓋，其特征在于，該控制裝置(36)包括一個(gè)在該環(huán)狀臺(tái)肩的內(nèi)表面上可抓住襯墊的裝置。
5.按權(quán)利要求1所述的組合蓋，其特征在于，該環(huán)狀臺(tái)肩(32)的內(nèi)表面處形成一環(huán)形凹槽，用來(lái)容納并固置該襯墊(30)。
6.按權(quán)利要求5所述的組合蓋，其特征在于，包括在該凹槽之內(nèi)的襯墊抓緊裝置(36)，該裝置抓住該襯墊(30)，用來(lái)控制該襯墊與該蓋帽(11)之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
7.按權(quán)利要求1所述的組合蓋，其特征在于，該環(huán)狀側(cè)部(14)上有內(nèi)螺紋(16)。
8.按權(quán)利要求1所述的組合蓋，其特征在于，該環(huán)狀臺(tái)肩(32)和該凸塊(34)協(xié)同將壓力集中在環(huán)狀臺(tái)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(huán)狀臺(tái)肩(32)與襯墊協(xié)同，形成與相關(guān)容器(C)的頂部/側(cè)部密封。該環(huán)狀臺(tái)肩上至少有一條用來(lái)與襯墊嚙合的環(huán)狀肋(34)，它與襯墊協(xié)同，提高組合蓋的密封性能，將襯墊固置在蓋帽中，并提高蓋子的成型速度。
文檔編號(hào)B65D53/04GK1091106SQ9312068
公開日1994年8月24日 申請(qǐng)日期1993年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月24日
發(fā)明者休·萬(wàn)努伊斯·莫頓 申請(qǐng)人:H-C工業(yè)有限公司