KR20230017267A - 복합재 용기에 대한 종이 기반 단부 마개의 고속 적용을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

복합재 용기에 대한 종이 기반 단부 마개의 고속 적용을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20230017267A
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expansion
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트레버 프라이스
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소노코 디벨럽먼트, 인코포레이티드
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Abstract

복수의 선회 콜릿 세그먼트를 갖는 확장 콜릿을 포함하는 용기 및 마개를 조립하기 위한 시스템으로서, 각각의 콜릿 세그먼트는 선회점를 중심으로 반경방향 외측으로 동시에 선회하도록 구성된다. 상기 콜릿은 상기 용기의 개방 단부의 림과 맞물릴 수 있는 립과, 각진 선단을 포함하고, 상기 각진 선단은 상기 콜릿 세그먼트가 반경방향 외측으로 선회함에 따라 상기 마개의 카운터싱크 부분을 상기 용기의 내벽에 대해 압압하도록 성형되고 상기 립으로부터 반경방향 내측에 위치된다. 상기 용기와 상기 척이 합쳐짐에 따라, 상기 림은 상기 콜릿 세그먼트의 립과 맞물리고, 상기 콜릿 세그먼트의 각진 선단을 상기 용기의 내벽을 향해 외측으로 선회시켜, 상기 마개의 카운터싱크 부분을 상기 용기의 내벽에 대해 압박한다.

Description

복합재 용기에 대한 종이 기반 단부 마개의 고속 적용을 위한 시스템 및 방법
본 출원은 2020년 12월 14일에 출원된 미국 가출원 번호 제63/125,013호 및 2020년 5월 28일에 출원된 미국 가출원 번호 제63/030,959호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 출원은 그 전체가 참조로 본원에 합체된다.
본 개시는 복합재 용기(composite container)에 대한 종이 기반 단부 마개(end closure)의 고속 적용을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 개시는 전체적으로 용기 및 그러한 용기를 밀봉하는 방법에 관한 것이다. 원통형의 종이 기반 또는 복합재 용기는 종종 스낵 식품 및 유사 제품에 대해 사용된다. 이러한 용기는 종종 용기의 상단 림(rim)에 밀봉된 멤브레인, 그 멤브레인을 덮는 오버캡 또는 단부 캡, 및 용기의 바닥 림에 봉합된(seamed) 금속 마개를 구비한다. 통상적으로, 멤브레인은 먼저 상단 림에 밀봉되고 단부 캡이 용기에 적용된다. 그런 다음 용기는 용기의 개방 바닥 단부를 통해 제품으로 채워지고, 금속 마개가 용기의 바닥 림에 봉합된다. 보관된 제품을 더 오랜 기간 동안 보존하기 위해 바닥 봉합 공정 중에 용기를 플러시(flush)하거나 비울(evacuate) 수 있다.
금속 바닥 단부를 이용하는 상기 공정은, 금속 마개를 용기 바닥에 봉합하면 금속 마개를 용기 자체에서 분리하기가 매우 어렵기 때문에, 특정 용기의 재활용성을 방해할 수 있다. 용기의 종이 기반 본체를 금속 바닥으로부터 분리하는 능력이 없으면, 용기 조립체는 그 구성에 따라 종이 또는 금속 재활용 스트림에 들어가지 못할 수 있다. 이것은 불필요한 낭비와 환경에 부정적인 영향을 초래할 수 있다. 최종 제품의 지속 가능성(sustainability)을 높이기 위해 재활용 가능한 용기에 대한 요구가 있다.
재활용성 요구에 대한 한 가지 해결책은 금속 단부가 아닌 종이 기반 단부 마개가 있는 용기를 제조하는 것이다. 그러나, 금속 단부를 용기에 봉합하기 위한 기존 장비는 금속 단부를 위해 특별히 제작된 것이고, 금속 단부를 단순히 종이 기반 단부 마개와 교체하는 것은 현재의 금속 단부 봉합 공정과 호환되지 않는데, 종이 기반 단부 마개는 금속 단부에는 존재하지 않는 독특한 과제를 야기하기 때문이다(예를 들면, 마개의 유연성, 마개 스택으로부터 마개를 분리하는 것, 마개를 공급하는 것, 마개를 접는 것, 비금속 마개를 녹이는 것).
창의력과 고단한 노력을 통해, 본 발명자는 종이 기반 단부 마개를 용기에 적용하기 위한 시스템 및 방법을 개발했을 뿐만 아니라 고속으로(예를 들면, 분당 300개 이상의 용기) 동작하는 시스템 및 방법을 개발했다. 추가로, 특정 실시예에서, 개시된 시스템 및 방법의 특정 양태는 기존의 금속 단부 봉합기(seamer)(예를 들면, Angelus 60L)를 개조하는 데 사용될 수 있어, 새로운 장비 비용을 절약할 수 있다.
일부 실시예에서, 용기와 마개를 조립하기 위한 조립 모듈이 제공될 수 있다. 상기 용기 및/또는 마개는 종이 기반일 수 있다. 상기 용기는 림으로 둘러싸인 개방 단부를 가질 수 있다. 상기 조립 모듈은 척(chuck), 확장 콜릿(expanding collet) 및 액추에이터를 포함할 수 있다. 상기 척은 상기 용기와 축방향으로 정렬하도록 구성될 수 있고, 상기 액추에이터는 상기 용기와 척을 축방향으로 합치도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 척은 축방향으로 고정적이도록 구성될 수 있다. 상기 확장 콜릿은 상기 척과 맞물릴 수 있고, 선회 콜릿 세그먼트(pivoting collet segments)를 포함할 수 있다. 상기 콜릿 세그먼트는 각각, 선회점(pivot point)을 중심으로 반경방향 외측으로 동시에 선회하도록 구성될 수 있다. 상기 콜릿 세그먼트는 립(lip) 및 각진 선단(angled tip)을 포함할 수 있다. 상기 콜릿 세그먼트의 각 립은 상기 용기의 개방 단부의 림에 맞물리도록 상기 확장 콜릿 주위에 위치될 수 있다. 각각의 콜릿 세그먼트의 각진 선단은, 상기 콜릿 세그먼트가 반경방향 외측으로 선회함에 따라, 상기 마개의 카운터싱크 부분을 상기 용기의 내벽에 대해 압압하도록, 상기 립으로부터 반경방향 내측에 위치되고 성형될 수 있다. 상기 용기와 척이 상기 액추에이터에 의해 축방향으로 합쳐지게 되면, 상기 용기의 림은 상기 콜릿 세그먼트의 립과 맞물리고 상기 콜릿 세그먼트의 각진 선단을 상기 용기의 내벽을 향해 외측으로 선회시켜, 상기 마개를 상기 용기의 개방 단부 내로 압박하고 상기 마개의 카운터싱크 부분을 상기 콜릿 세그먼트의 각진 선단과 상기 용기의 내벽 사이에서 압압할 수 있다. 각각의 콜릿 세그먼트의 선회점은 상기 확장 콜릿이 상기 척과 맞물리는 곳에 위치할 수 있다. 상기 콜릿 세그먼트가 상기 선회점을 중심으로 반경방향 외측으로 선회함에 따라, 상기 확장 콜릿의 직경이 증가할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 확장 콜릿의 직경은 상기 확장 콜릿의 전체 직경의 약 5% 증가할 수 있다. 상기 확장 콜릿의 직경이 최대 직경(예를 들면, 완전히 확장된 상태)으로 증가하면, 상기 콜릿 세그먼트의 각진 선단의 외경은 상기 용기의 내경과 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 각진 선단의 길이는, 조립 시, 상기 용기의 개방 단부 내에서의 상기 마개의 카운터싱크 깊이와 상관될 수 있다. 상기 각진 선단은 상기 립에 근접한 근위 단부와 그로부터 떨어진 원위 단부를 가질 수 있으며, 상기 확장 콜릿이 상기 각진 선단의 원위 단부에서의 직경보다 각진 선단의 근위 단부에서 더 큰 직경을 갖도록 각질 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 립은 상기 용기의 림과 맞물리도록 구성된 실질적으로 수평인 표면을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 확장 콜릿은 비금속 재료로 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 확장 콜릿은 확장성 리테이너(expandable retainer)를 더 포함할 수 있다. 상기 확장성 리테이너는 상기 콜릿 세그먼트가 반경방향 내측으로 선회하게 부세하도록 구성될 수 있다. 상기 용기의 개방 단부의 림은 소정의 팽창을 통해 상기 리테이너의 부세력(urging force)보다 큰 후프 강도를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 조립 모듈은 소정의 선회 거리 이후에 상기 콜릿 세그먼트의 선회에 저항하도록 위치된 압축성 백스톱(compressible backstop)을 더 포함할 수 있다. 상기 조립 모듈은 또한, 소정의 2차 선회 거리 후에 상기 콜릿 세그먼트의 선회를 방지하도록 위치된 2차 백스톱을 포함할 수 있다. 상기 소정의 2차 선회 거리는 소정의 압축 전에 발생할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 조립 모듈은 상기 척과 확장 콜릿 내에 동심으로 위치된 조립 로드를 더 포함할 수 있다. 상기 조립 로드는 상기 용기와 척이 축방향으로 합쳐짐에 따라 상기 마개의 중앙 부분을 상기 용기의 개방 단부 내로 압박하도록 축방향으로 이동하게 구성될 수 있다. 상기 조립 로드는 상기 마개가 상기 용기의 개방 단부 내로 압박될 때 상기 마개의 중심과 접촉하는 센터링 디스크를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 조립 모듈은 상기 척 및 확장 콜릿을 둘러싸는 주변 슬리브를 더 포함할 수 있다. 상기 주변 슬리브는 상기 림 위에서 그리고 상기 용기의 외벽 둘레에서 상기 마개의 주변 스커트를 접도록 구성될 수 있다. 상기 주변 슬리브는 상기 용기의 외경보다 큰 내경을 가질 수 있다. 상기 주변 슬리브는 상기 마개의 접힌 주변 스커트와 접촉하도록 구성된 파지 표면 텍스처(gripping surface texture)를 갖는 내측 브림(inner brim)을 더 포함할 수 있다. 상기 주변 슬리브는 비금속 재료로 형성될 수 있다. 상기 조립 모듈은 상기 척과 주변 슬리브 사이에 위치된 O-링을 더 포함할 수 있고, 상기 주변 슬리브는 상기 척에 대해 상기 O-링을 따라 회전적으로 그리고 측방향으로 이동 가능하다. 상기 주변 슬리브는 축방향으로 고정적일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 조립 모듈은 롤러를 더 포함할 수 있다. 상기 롤러는 상기 척에 대해 측방향으로 이동하고 상기 마개의 접힌 주변 스커트의 일부에 대해 상기 주변 슬리브를 압박하도록 구성될 수 있다. 상기 용기는 상기 롤러에 대해 축방향으로 회전하도록 구성될 수 있다. 상기 확장 콜릿은 상기 롤러의 압박 작용에 저항할 수 있다. 상기 주변 슬리브는 상기 롤러에 의해 압박될 때 상기 척에 대해 편심으로 시프트하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 조립 모듈은 상기 콜릿 세그먼트들 사이에 잔해물이 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 확장 콜릿의 각진 선단과 립 주위에 배치된 멤브레인을 더 포함할 수 있다. 상기 멤브레인은 실리콘 및/또는 고무로 형성될 수 있다.
이와 같이 일반적인 용어로 본 개시를 설명하였고, 이제 반드시 일정한 비율로 도시되지는 않은 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 용기(예를 들면, 경질의 복합재 캔) 및 마개(예를 들면, 종이 기반 단부 마개)의 측단면 사시도이다.
도 2a는 본 개시의 일부 실시예에 따라 용기에 적용하기 전의 예시적인 마개의 단면도이다.
도 2b는 본 개시의 일부 실시예에 따라 용기에 적용된 후의 도 2a의 마개의 단면도이다.
도 2c는 본 개시의 일부 실시예에 따라 용기에 적용된 후 마개의 단면도이다.
도 2d는 본 개시의 일부 실시예에 따른 마개 및 용기의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예에 따라 용기에 마개를 적용하여 형성된 예시적인 용기 조립체의 바닥 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예에 따라, 다양한 모듈(예를 들면, 분리 및 공급 모듈(separate and feed module), 조립 모듈, 융합 모듈(fusing module))을 통해 용기를 운반하기 위한 컨베이어를 포함하는 봉합 시스템의 상단 평면도이다.
도 5는 본 개시의 일부 실시예에 따라, 봉합 시스템 내의 모듈을 통해 용기 및 마개를 회전 및 운반하여 용기 조립체를 생성하도록 구성된, 회전식 턴테이블 위의 예시적인 조립 모듈 및 융합 모듈의 상면도이다.
도 6은 본 개시의 일부 실시예에 따라, 각각 개별 마개를 마개 스택으로부터 제거하고 그 개별 마개를 용기의 개방 단부 위에 마개를 적층하도록 회전하는 포켓형 터렛(pocketed turret)에 운반하기 위해 스핀들 구조에 장착된 진공 컵을 사용하도록 구성된 예시적인 분리 및 공급 모듈의 상면도이다.
도 7은 본 개시의 일부 실시예에 따라 비확장 상태의 확장 콜릿과 척을 포함하는 예시적인 조립 모듈의 저면도이다.
도 8은 본 개시의 일부 실시예에 따라 완전히 확장된 상태의 도 7의 조립 모듈의 저면도이다.
도 9는 본 개시의 일부 실시예에 따라, 확장 콜릿을 함께 형성하는 콜릿 세그먼트가 선회되지 않은, 비확장 상태의 도 7 및 도 8의 조립 모듈의 저면도이다.
도 10은 본 개시의 일부 실시예에 따라, 콜릿 세그먼트의 전방 스톱 부분이 척의 전방 스톱 부분에 접하는 상태로부터 멀리 막 선회한, 부분 확장 상태의 도 7 내지 도 9의 조립 모듈의 측단면도이다.
도 11은 본 개시의 일부 실시예에 따라, 콜릿 세그먼트에 작용하여 콜릿 세그먼트를 전방 스톱 부분으로부터 멀리 척의 백스톱 부분을 향해 선회시키는 상향력에 의해 야기되는, 부분 확장 상태의 도 7 내지 도 10의 조립 모듈과 맞물린 예시적인 용기 및 마개의 측단면도이다.
도 12는 본 개시의 일부 실시예에 따라, 용기가 콜릿 세그먼트를 척의 전방 스톱으로부터 멀리 선회시켜 압축성 백스톱에 접하게 한 부분 확장 상태의 확장 콜릿, 척, 주변 슬리브 및 횡방향 이동 롤러를 포함하는 조립 모듈과 맞물린 예시적인 용기 및 마개의 상단측 단면도이다.
도 13은 본 개시의 일부 실시예에 따라, 콜릿 세그먼트의 백스톱 부분이 척의 하드 백스톱에 접하도록 용기가 콜릿 세그먼트를 끝까지 선회시킨, 완전 확장 상태의 도 12의 조립 모듈, 마개 및 용기의 상단측 단면도이다.
도 14는 본 개시의 일부 실시예에 따라, 롤러가 측방향으로 이동하여 주변 슬리브를 척에 대해 편심으로 시프트시킨 완전 팽창 상태의, 그리고 예시적인 융합 모듈을 더 포함하는 도 12 및 도 13의 조립 모듈, 마개 및 용기의 상단측 단면도이다.
도 15는 본 개시의 일부 실시예에 따라, 콜릿 세그먼트가 척의 전방 스톱에 접하는 비확장 상태의 확장 콜릿, 척, 주변 슬리브, 측방향 이동 롤러를 포함하는 조립 모듈을 향해 위쪽으로 이동하는 예시적인 용기 및 마개의 측단면도이다.
도 16은 본 개시의 일부 실시예에 따라, 롤러가 척을 향해 측방향으로 이동함에 따라 용기가 척의 백스톱에 접하도록 콜릿 세그먼트를 전방 스톱으로부터 멀리 선회시킨, 완전 확장 상태의 도 15의 조립 모듈, 마개 및 용기의 측단면도이다.
도 17은 본 개시의 일부 실시예에 따라, 롤러의 측방향 이동에 의해 척에 대해 편심으로 시프트된 주변 슬리브와 용기 사이에 마개의 주변 스커트가 핀치된 완전히 확장된 상태의 도 15 및 도 16의 조립 모듈, 마개 및 용기의 측단면도이다.
도 18은 본 개시의 일부 실시예에 따라, 주변 슬리브, 척, 확장 콜릿 및 이 확장 콜릿을 둘러싸는 확장성 멤브레인을 포함하는 조립 모듈 아래의 예시적인 용기 및 마개의 바닥측 단면도이다.
도 19 내지 도 24는 본 개시의 일부 실시예에 따라, 예시적인 융합 모듈과 함께 조립 모듈 내의 예시적인 용기 및 마개의 측단면도를 도시한다.
도 25 내지 도 35는 본 개시의 일부 실시예에 따라, 융합 모듈의 다양한 예시적 실시예를 도시한다.
도 36은 본 개시의 일부 실시예에 따른 주변 슬리브의 상면도이다.
도 37은 본 개시의 일부 실시예에 따른 주변 슬리브의 사시도이다.
도 38 내지 도 41은 본 개시의 일부 실시예에 따른 분리 및 공급 모듈의 단면도를 도시한다.
도 42 및 도 43은 본 개시의 일부 실시예에 따른 본 발명의 융합 모듈의 단면도를 도시한다.
도 44는 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 완성된 용기 및 종이 단부를 도시한다.
도 45는 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 유도 코일을 도시한다.
도 46은 본 개시의 일부 실시예에 따른 유도 코일과 관련하여 사용되는 예시적인 집중기(concentrator)를 도시한다.
도 47a 내지 도 47d는 본 개시의 일부 실시예에 따라 사용하기 위한 예시적인 집중기의 다양한 각도를 도시한다.
도 48은 본 개시의 일부 실시예에 따른 조립 모듈의 3차원 인쇄 예를 도시한다.
도 49는 본 개시의 일부 실시예에 따른 분리 및 공급 모듈, 조립 모듈 및 밀봉 모듈의 실시예를 도시한다.
도 50은 완전히 확장된 상태의 조립 모듈, 마개 및 용기의 상면 단면도의 실시예를 도시한다.
도 51은 완전히 확장된 상태의 조립 모듈, 마개 및 용기의 상면 단면도의 실시예를 도시한다.
본 개시는 다양한 형태로 구현될 수 있지만, 하나 이상의 실시예를 도면에 도시하고 본원에서 상세히 설명한다. 이하의 개시는 본 개시의 원리의 예시인 것으로 고려되어야 하고 본 개시를 도시한 실시예로 제한하려고 하는 것이 아니라는 점을 이해하여야 한다.
경질 복합재 용기
경질의 종이 기반 복합재 용기는 스낵 및 기타 식품과 같은 다양한 제품을 포장하는 데 사용된다. 이러한 용기는 보통 상단 단부 및 바닥 단부가 개방 상태로 제조되는 경질의 원통체 또는 성형체를 포함하는 경우가 많다. 복합재 용기는 보드지(cardboard) 및/또는 판지(paperboard)와 같은 감겨진 시트 재료로 만들어진 경질의 캔을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 용기는 나선형으로 감길 수 있다. 바닥 단부 마개는 보통 용기에 영구 부착되는 반면, 상단 단부 마개는 종종 소비자가 쉽게 제거할 수 있도록 설계된다(즉, 제거가능한 오버캡 및/또는 박리가능한 멤브레인).
도 1은 예시적인 용기(202)의 측단면 사시도이다. 또한 도 3 및 도 11 내지 도 14에 도시된 용기(202)는 개방 단부(203)의 림(205)에서 끝나는 측벽(206)을 갖는 경질의 원통체를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 개방 단부(203)는 용기(202)의 바닥 단부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 개방 단부(203)는 마개(204)(예를 들면, 종이 기반 단부 마개)로 밀봉될 수 있다. 일부 실시예에서, 용기(202)는 추가로 개방 단부(203) 반대쪽에 있고, 플렉시블 멤브레인 또는 기타 마개로 밀봉될 수 있는 제2 개방 단부(예를 들면, 상단 단부)를 구비할 수 있다.
용기(202)의 개방 단부(203)는 용기(202)의 본체를 형성하는 측벽(206)의 종단 가장자리에 의해 형성된 림(205)에 의해 둘러싸일 수 있다. 측벽(206)은 용기(202)의 내부를 향하는 내면(207) 및 용기(202)의 외부를 향하는 외면(208)을 포함할 수 있다. 내면(207)은 용기(202)의 측벽(206)의 제품을 향하는 측일 수 있다. 일부 실시예에서, 제품(들)은 식품일 수 있고, 내면(207)은 용기(202) 내에 담길 식품(들)의 완전성(integrity)을 보호하는 것을 돕도록 식품-안전 층 및/또는 코팅을 포함할 수 있다. 외면(208)은 용기(202) 내에 담길 제품(들)을 라벨링 및/또는 광고하기 위한 인쇄 또는 다른 적용된 그래픽을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 용기(202)의 경질 측벽(206)은 종이, 금속 포일 및/또는 실란트의 다중 층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 외면(208)으로부터 안쪽으로 이동하면, 측벽(206)은 실란트로 코팅된 종이의 외층(outer ply)(예를 들면, 흰색), 두 장의 샌드위치된 종이층(예를 들면, 갈색 보드지 또는 판지) 및 실란트로 코팅된 금속 호일의 내측 라이닝(예를 들면, 약 0.0003인치 두께의 알루미늄)을 포함할 수 있다. 금속 포일 라이닝 및 실란트 층은 유리하게도, 용기(202)에 마개(204)를 밀봉하는 유도 가열 공정에 도움이 될 수 있다. 용기 층(종이, 금속 및/또는 실란트)의 임의의 조합이 본 발명에서 이용될 수 있다.
일부 실시예에서, 내면(207) 및/또는 외면(208)은 용기(202)에 대해 조립된 마개(204)를 용융 및 밀봉할 수 있는 실란트 층을 용기(202)의 개방 단부(203)에 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 실란트 층은 용기(202)의 내면(207) 및/또는 외면(208) 전체에 걸쳐 배치될 수도 있고, 또는 용기(202)의 개방 단부(203)의 가장자리(들)를 따라서만 배치될 수도 있다. 그러나, 다른 실시예에서는 별도의 실란트 재료가 사용되지 않는다.
종이 기반 단부 마개
일부 실시예에서, 본 개시의 마개(204)는 종이 기반 단부 마개일 수 있다. 일 실시예에서, 마개(204)는 용기(202)의 개방 단부(203)의 둘레를 오버레이하도록 크기가 정해진, 전체적으로 평평한 원 또는 디스크일 수 있다. 일 실시예에서, 마개(204)는 함몰된(recessed) 방식으로 용기(202)의 개방 단부(203)의 둘레에 삽입되도록 크기가 정해진, 전체적으로 평평한 원 또는 디스크일 수 있다. 다른 실시예에서, 마개(204)는 도 1에 도시된 바와 같이 미리 스탬핑될 수 있다. 어느 경우든, 용기(202) 및 마개(204)가 모든 회전 각도에 걸쳐 균일한 경우, 용기(202)에 대한 마개(204)의 회전/원주 배향은 무시될 수 있다. 그러나, 다른 형상(예를 들면, 직사각형, 변이 확장된 다각형)이 가능하다.
본원에서 논의하는 바와 같이, 마개(204)의 상단 및/또는 바닥 측(204a, 204b)은 용기(202)의 개방 단부(203)에 적용될 때 마개(204)의 배향과 관련하여 언급될 것이다. 여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 용기(202)는, 위쪽으로 향하는 마개(204)의 상단/상측(204a)과 하측으로 대향하는 용기(202)의 바닥/하부/아래/내측(204b)과 먼저 접촉하도록, 용기(202)의 개방 단부(203)의 림(205)이 위쪽으로 향한 채, 마개(204)에 대해 배향된다. 용기(202)의 개방 단부(203)가 용기(202)의 바닥인 실시예에서, 용기 조립체(406)(도 3에 도시)가 수직으로 배향되면 마개(204)의 상단측(204a)은 아래쪽을 향한다. 마개(204)를 용기(202)에 적용하기 위해 본 개시에 도시되지 않은 다른 배향이 가능하지만, 마개(204)의 상측/상단측(204a)은 최종 제품 용기 조립체(406)의 일부로서 조립되는 경우 외측을 향하는 것일 수 있고, 바닥/하부/언더측(204b)은 최종 제품 용기 조립체(406)의 일부로서 조립되는 경우 용기(202) 내부의 제품을 향하는 것이라는 점을 이해하여야 한다.
일부 실시예에서, 마개(204)는 특정 구조적 특징으로 미리 스탬핑 및/또는 미리 형성될 수 있다(도 1 참조). 스탬핑 및/또는 압압 공정은 평평한 마개 재료를 다이 프레스(예를 들면, 스탬핑 프레스)에 공급하는 것 및 대향하는 다이 사이에서 재료를 압축하는 것을 포함할 수 있다.
마개(204)는 주로 종이 및 기타 섬유 기반 재료로 만들어질 수 있는 반면, 금속 및/또는 플라스틱으로 만들어진 비섬유 장벽층도 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 마개 재료는 종이, 금속 및/또는 실란트의 복수 층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 마개는 상단측에 두 종이 층(예를 들면, 흰색) 및/또는 바닥측(204b)에 실란트로 코팅된 금속 호일 층(예를 들면, 약 0.0003인치 두께의 알루미늄)을 포함할 수 있다. 실란트로 코팅된 금속 호일 층은 유리하게도, 용기(202)에 마개(204)를 밀봉하는 유도 가열과 함께 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 실란트는 마개(204)가 용기(202)와 접촉하도록 구성된 외주 주위에서만 마개(204)의 바닥측(204b)에 도포될 수 있다. 다른 실시예에서, 실란트는 마개(204)의 바닥측(204b) 전체에 도포될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 용기(202)와의 조립 전 및 후의 사전 형성된 마개(204)의 실시예의 단면도를 도시한다. 조립 전에, 미리 형성된 마개(204)는 그 중앙에 실질적으로 평평한 중앙 부분(240), 중앙 부분(240)을 반경방향으로 에워싸고 그 중앙 부분으로부터 각진 수직 방식으로 연장하는 환형 척 벽(242), 및 (선택적으로) 척 벽(242)으로부터 반경방향 외측으로 연장하는 주변 스커트(209)를 구비할 수 있다. 주변 스커트(209) 역시 각진 수직 방식으로 배치될 수 있다. 상기한 바와 같이, 다른 실시예에서, 용기(202)에의 삽입 전에 마개(204) 전체는 실질적으로 평평하거나 평평한 디스크 형상일 수 있다.
일부 실시예에서, 마개(204)의 중앙 부분(240)은 실질적으로 평평하고 수평일 수 있지만, 그 상단측으로부터 상승하는 하나 이상의 볼록 돌출부(240a, 240b)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 볼록 돌출부(240a, 240b)는 유리하게도, 마개(204)가 용기(202)의 개방 단부(203) 내에서 확장됨에 따라(예를 들면, 척 벽(242)이 용기(202)의 측벽(206)의 내면(207)에 대해 압압될 때) 신장될 수 있는 중앙 부분(240) 내에 마개(204)의 추가 재료 및/또는 표면적을 보유할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 볼록 돌출부(240a, 240b)는, 밀봉된 용기 조립체(406)의 외부와 내부 사이의 변화하는 압력 차이로 인한 용기 조립체(406) 및 그 시일(예를 들면, 밀폐)에 대한 임의의 손상 및/또는 왜곡이 최소화될 수 있도록 마개(204) 내에 유연성을 추가로 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, 마개(204)에 형성된 볼록 돌출부(240a, 240b)는 그 안에 포함된 제품(들)의 완전성을 보장하는 데 도움이 될 수 있다. 다른 실시예에서, 마개(204)의 중앙 부분(240)은 하나 이상의 오목 돌출부 또는 오목 돌출부와 볼록 돌출부의 조합을 포함할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 중앙 부분(240)은 돔(dome)(240a)을 둘러싸는 플래토(plateau)(240b) 위의 마개(204)의 중앙에 돔(240a)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 플래토(240b)의 반경방향 외측 가장자리는 플래토(240b)를 에워쌀 수 있고, 상단측(204a)에서 마개(204)의 가장 낮은 부분(및 바닥측(204b)에서 마개(204)의 가장 높은 레지(ledge))을 형성하는 실질상 수평하고 평평한 환형 링(240c)에 대해 둔각을 형성할 수 있다. 다르게 말하면, 환형 링(240c)은 마개(204)를 용기(202)에 적용하기 전에 스커트(209)의 외측 가장자리로부터 가장 먼 지점일 수 있다. 특정 실시예에서, 환형 링(240c)은 전체적으로 U자형일 수 있다.
환형 링(240c)으로부터 더 반경방향 외측으로 인접하여, 척 벽(242)이 마개(204)에 미리 형성 및/또는 스탬핑될 수 있다. 척 벽(242)은 환형 링(240c)과 둔각을 이룰 수 있다. 이러한 방식으로, 환형 링(240c)에 인접한 척 벽(242)의 하측 부분의 직경은 주변 스커트(209)에 인접한 그 상측 부분의 직경보다 작을 수 있다.
척 벽(242)은 용기(202)의 개방 단부(203)에 삽입될 때 용기(202)의 측벽(206)의 내면(207)에 대해 압압되도록 구성될 수 있고, 따라서 카운터싱크 부분(244)을 형성한다(용기와 조립된 후의 여러 마개(204)의 단면도를 나타내는 도 2b 및 도 2c에 도시). 척 벽(242)의 길이/높이는, 조립 시, 용기(202)의 개방 단부(203) 내의 마개(204)의 카운터싱크 부분(244)의 소정의 카운터싱크 깊이(246)와 상관될 수 있다.
일부 실시예에서, 척 벽(242)으로부터 더 반경방향 외측으로 인접하여, 주변 스커트(209)가 전체적으로 수평 방향으로 연장할 수 있다. 주변 스커트(209)는 개방 단부(203)에서 용기(202)의 측벽(206)의 림(205) 위로 접히도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 주변 스커트(209)의 길이는, 주변 스커트(209)가 용기(202)의 림(205)을 넘어 충분히 멀리 연장하여 림(205) 주위에서 접혀 용기(202)의 측벽(206)의 외면(208)과 접촉하도록 충분히 길 수 있다. 일부 실시예에서, 주변 스커트(209)는 용기(202)의 측벽(206)의 외면(208)에 대해 더 압압되고 밀봉될 수 있다. 이러한 방식으로, 마개(204)는 유리하게도, 용기(202)와 함께 2개의 시일(예를 들면, 하나는 내면(207)과 하나는 외면(208)과)을 형성할 수 있다. 용기(202)와 마개(204) 사이에 이중 시일을 제공하는 것은 기밀 시일을 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 일부 실시예에서, 마개(204)는 카운터싱크 부분(244)을 통해, 림(205) 위에서, 그리고 주변 스커트(209)를 통해 용기(202)와 단일의 연속 시일을 형성할 수 있다.
도 2c 및 도 2d에 도시된 다른 실시예에서, 마개(204)는 주변 스커트(209)가 용기(202) 본체 내에 함몰되거나 그 내부에 위치하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 주변 스커트(209)는 용기의 측벽(206)의 외면(208)과 접촉하도록 림(205) 주위에서 접히지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 마개(204)의 상단면(204a)은 용기(202) 본체의 바닥 주변 가장자리(205)로부터 멀리 이격될 수 있다(예를 들면, 바닥 주변 가장자리 내에 함몰됨). 마개(204)는 소정의 함몰된 거리(recessed distance) "Dr"에서 용기 본체(202) 안으로 함몰될 수 있다. 함몰된 거리 "Dr"는 용기 본체(202)의 바닥 주변 가장자리 또는 림(205)으로부터 바닥 마개(204)의 표면(204a)까지 측정될 수 있다. 일부 실시예에서, 함몰된 거리 "Dr"는 약 0.2-2cm(약 0.08-1.2인치)의 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들면, 함몰된 거리 "Dr"는 약 0.7cm(약 0.275인치)일 수 있다. 함몰된 거리 "Dr"는, 용기 조립체가 용기 내부와 외부 환경 사이의 더 높은 압력차에 노출될 때 용기 본체(202)의 바닥 주변 가장자리 또는 림(205)을 지나 바닥 마개(204)의 표면(204a)의 임의의 돌출을 최소화하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 바닥 마개(204)의 함몰된 거리 "Dr"의 깊이는 바닥 마개(204)가 약 10 inHg(~34kPa)를 초과하는 압력 차이에서 용기 본체(202)의 바닥 주변 가장자리 또는 림(205)을 지나 과도하게 팽창하지 않도록 보장할 수 있다. 이러한 방식으로, 밀폐 시일의 완전성과 조합된 함몰된 거리 "Dr"는, 용기 본체(202)의 주변 가장자리 또는 림(205)을 넘어서는 마개의 팽창, 용기 본체(202)가 똑바로 위치할 때의 흔들림, 및/또는 바닥 마개(204)의 다른 문제를 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
본 발명자는 놀랍게도, 본 실시예의 용기 본체(202)의 내면(207)에 대한 바닥 마개의 밀폐성이 용기 본체(202)의 내면(207)에만 고정된 함몰된 마개(204)를 이용하여 유지될 수 있다는 것을 발견했다. 본원에 개시되는 바와 같이, 마개(204)는 당해 기술 분야에서 실용적일 임의의 거리만큼 용기 본체(202) 내로 압박될 수 있다. 일부 실시예에서, 마개(204)는 함몰된 바닥이 된다. 일부 실시예에서, 마개(204)의 주변 가장자리는 용기 본체(202)의 측벽의 가장자리 또는 림(205)과 같은 높이이다(도 2d 참조). 다른 실시예에서, 마개(204)의 주변 가장자리는 용기 본체(202)의 측벽(206)의 주변 가장자리 또는 림(205)과 관련하여 안쪽에 배치된다.
마개(204)는 용기 본체(202) 내부에 함몰되어, 용기 본체(202)의 바닥 주변 가장자리(205)로부터 멀리 이격(예를 들면 그 가장자리 내부에 함몰)된 마개(204)의 제1 변형된 표면(204c)을 형성할 수 있다. 제1 변형된 표면(204c)은 마개(204)의 중앙 부분을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 변형된 표면(204c)은 평평하거나, 실질적으로 평평하거나, 수평이거나, 실질적으로 수평일 수 있다. 마개(204)를 용기 본체(202)에 삽입하는 동안, 후술하는 바와 같이, 일부 실시예에서, 마개(204)의 주변 스커트(209)는, 도 2d에서 제2 변형된 표면(204d)으로 도시된 바와 같이, 직각 또는 거의 직각으로 구부러질 수 있다. 마개(204)의 결과적인 제2 변형된 표면(204d)(이전의 주변 스커트(209))은 수직으로 또는 거의 수직으로, 개방 바닥 단부(203)에서 용기 본체(202)의 내면(207)에 인접하여 배치될 수 있다.
시스템
일부 실시예에서, 본 발명은 마개(예를 들면, 종이 기반 단부 마개)를 용기 본체(예를 들면, 복합재 캔)에 적용하고 밀봉하기 위한 시스템을 포함한다. 일 실시예에서, 본 개시의 시스템은 적어도, 분리 및 공급 모듈(100), 조립 및 압압 모듈(200) 및 융합 모듈(300)을 포함할 수 있다. 이들 다양한 모듈은 별개로 및/또는 전체 시스템의 일부로서 활용될 수 있다.
시스템은 모듈을 통해 용기 본체를 운반하기 위한 컨베이어를 포함할 수 있다. 컨베이어는 또한 시스템을 통해 상이한 방식으로 용기 본체를 이동시키기 위한 상이한 섹션을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨베이어는 하나 이상의 모듈을 통해 회전 경로로 용기 본체를 운반하는 회전식 턴테이블(32)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 컨베이어는 용기 본체(202)를 모듈에 운반하는 인피드 컨베이어(44)를 포함할 수 있다. 인피드 컨베이어(44)는 공급 스크류(46) 또는 용기 본체를 시스템에 운반하기 위한 임의의 다른 적합한 유형의 기구를 포함할 수 있다. 공급 스크류(46)는 용기 본체를 포켓형 터렛 디바이스(52)에 공급할 수 있다. 터렛 디바이스(52)는 분리 및 공급 모듈(100)을 통해 용기 본체를 운반할 수 있다.
다음으로, 용기 본체는 터렛(52)으로부터 이송 터렛(58)에 공급될 수 있다. 이송 터렛(58)은 용기 본체를 조립 모듈(200)에 한 번에 하나씩 전진시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 회전식 턴테이블(32)은 챔버(34)를 포함할 수 있다. 회전식 턴테이블(32)은 그 둘레에 이격된 복수의 챔버를 지지할 수 있다. 각각의 챔버는 기본적으로 원통형 튜브를 포함하며, 마개가 위에 놓인 용기 본체가 그 튜브 내로 로드될 수 있다. 챔버의 바닥은 리프팅 플레이트를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 조립 모듈(200) 및/또는 융합 모듈(300)이 턴테이블(32) 위에 장착될 수 있다. 턴테이블은 리프팅 플레이트를 포함할 수 있다. 각 리프팅 플레이트는 조립 모듈(200)에 대해 수직으로 이동가능하다. 캠이 턴테이블(32) 아래에 장착될 수 있고 리프팅 플레이트에 부착된 리프터와 맞물릴 수 있다. 턴테이블(32)이 그 축을 중심으로 회전함에 따라, 리프터는 캠 프로파일에 따라 수직으로 이동되어 리프팅 플레이트를 상승 및 하강시켜, 조립 및 압압 모듈(200)에 관련된 다양한 작업을 수행하기 위해 용기 본체를 상승 및 하강시킬 수 있다.
분리 및 공급
일부 실시예에서, 본 개시는 마개 공급부로부터 개별 마개(예를 들면, 종이 기반 단부 마개)를 분리하여 개별 용기(예를 들면, 경질의 원통형 복합재 캔) 위로 공급하기 위한 신규 시스템 및 방법을 포함한다(도 6 참조). 일부 실시예에서, 용기(예를 들면, 복합재 캔)가 시스템을 통해 운반됨에 따라, 마개(204)(예를 들면, 종이 기반 단부 마개)가 용기(202)의 개방 단부(203) 위에 배치될 수 있다. 마개(204)를 용기(202) 위에 배치하기 전에, 마개(204)는 마개(204) 스택으로부터 분리되어 각 용기(202)에 개별적으로 공급될 수 있다. 따라서, 분리 및 공급 모듈(100)을 설명한다.
일부 실시예에서, 분리 및 공급 모듈(100)은 마개 스택(204)으로부터 단일 마개(204)를 분리하여 그 마개(204)를 분당 적어도 200 마개의 속도로 아웃피드 스크류 조립체 내로 공급할 수 있다. 다른 실시예에서, 분리 및 공급 모듈(100)은 마개 스택(204)으로부터 단일 마개(204)를 분리하고 그 마개(204)를 분당 적어도 300 마개의 속도로 아웃피드 스크류 조립체 내로 공급할 수 있다. 일부 실시예에서, 분리 및 공급 모듈(100)은 마개 스택(204)으로부터 단일 마개(204)를 분리하여 그 마개(204)를 분당 적어도 400 마개의 속도로 아웃피드 스크류 조립체 내로 공급할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 분리 및 공급 모듈(100)은 마개 스택(204)으로부터 단일 마개(204)를 분리하고 그 마개(204)를 분당 적어도 450 마개의 속도로 아웃피드 스크류 조립체 내로 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 분리 및 공급 모듈(100)은 고속 분리 및 공급 시스템으로 간주될 수 있다.
도 38 내지 도 41을 참조하면, 일반적으로 말하면, 마개(예를 들면, 스탬핑된 종이 단부)(204)는 적층 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 마개(204)는 중력 공급 마개 인피드 트랙(105)을 통해 시스템에 제공될 수 있다. 인피드 트랙(105)은 복수의 적층된 마개(204)를 포함할 수 있다. 인피드 트랙(105)은 일반적으로, 마개(204)와 유사하거나 동일한 크기, 형상 및 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 마개(204)가 전체적으로 디스크 형상인 경우, 인피드 트랙(105)은 전체적으로 원통형일 수 있고 원통형 부분 내에 마개(204) 스택을 동봉할 수 있다. 일 실시예에서, 인피드 트랙(105)은 아코디언 구성을 가질 수 있어서, 시스템에 필요한 만큼 구부리거나, 회전하거나, 비틀 수 있다. 일 실시예에서, 인피드 트랙(105)은, 마개(204)가 인피드 트랙(105)의 개구(122)와 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 적층되도록 배치될 수 있고, 이어서 마개(204)가 아래쪽을 향하거나 전체적으로 아래쪽을 향하도록 적층한다. 대안적으로, 인피드 트랙(105)은 수평으로 또는 실질적으로 수평으로 배치될 수 있다. 임의의 구성이 이용될 수 있다.
마개(204)는 일 실시예에서, 그 제품을 향하지 않는 표면(116)이 분리 및 피드 모듈(100)의 개구(122)를 향하도록 한 채, 인피드 트랙(105) 내에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 인피드 트랙은 각각의 마개(204)가 제거될 때까지 트랙(105) 내에 마개(204)를 유지하거나 고정하는 클립(120)을 개방 단부(122) 상에 포함할 수 있다. 클립(120)은, 마개(204)를 트랙(105) 내의 제 위치에 유지하지만 마개(204)가 적절한 시간에 인피드 트랙으로부터 제거될 수 있도록 하기에 충분히 마개(204)가 변형할 수 있게 하는 임의의 형태 또는 형상을 취할 수 있다. 일 실시예에서, 클립(120)은 인피드 트랙(105)의 개방 단부(122)의 원주 내로 부분적으로 배치된다. 대안적으로, 개방 단부(122)는 시스템에 의해 제거될 때까지 인피드 트랙(105) 내에 마개(204)를 유지하는 일체형 특징부를 가질 수 있다.
분리 및 공급 모듈(100)은 일 실시예에서, 마개 스택으로부터 한 번에 하나의 마개(204)를 제거하고 이를 서보 구동식 스크류, 스크류 컨베이어, 또는 당업계에 알려진 다른 디바이스에 전달할 수 있다. 스크류 컨베이어는 벨트, 기어, 체인 또는 기타 시스템과 같은 알려진 임의의 기구에 의해 구동될 수 있다. 일 실시예에서, 스크류는 연속적으로 회전할 수 있다. 다른 실시예에서, 스크류는 정지 및 시동할 수 있으며, 여기서 스크류 정지는 스크류 내의 마개(204)의 배치와 상관되어 있다. 예를 들면, 스크류는 마개(204)에 대한 변위 위치 아래에 위치될 때 연속 속도로 회전하고 정지할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 스크류는 마개(204)에 대한 변위 위치 아래에 위치될 때 연속 속도로 회전하고 감속될 수 있다. 일 실시예에서, 스크류는 분리 및 공급 모듈(100)에 시간이 맞춰질 수 있다(timed). 도 40 및 도 41에서, 시스템(100)에 대한 변위 위치 아래에 수직으로 정렬된 다수의 마개(204)가 도시되어 있음에 유의해야 한다. 일 실시예에서, 마개(204)는 또 다른 마개(204)가 스크류 내에 배치되기 전에 수평으로 이송될 것이다. 따라서, 일 실시예에서, 마개(204)는 동시에 수직으로 정렬되지 않을 것이다.
일부 실시예에서, 분리 및 공급 모듈(100)은, 각각 스핀들 구조에 장착된 진공 컵(114)을 갖는 서보 구동식 4개의 헤드(113) 이송 다이얼(111)을 포함할 수 있다. 즉, 본원에서 임의의 수의 헤드가 고려된다. 일 실시예에서, 시스템은 2축 서보 시스템을 포함한다.
도 40을 참조하면, 인피드 트랙(105)으로부터 마개(204)의 제거가 도시되어 있다. 일 실시예에서, 마개(204)는 진공 컵(114)에 의해 인피드 트랙(105)으로부터 제거된다. 일 실시예에서, 진공 컵(114)은 헤드(113) 상에 장착되고, 이송 다이얼(111)의 중심에서, X1으로 도시된 회전축을 중심으로, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 다이얼(111) 주위를 회전한다. 마찬가지로, 진공 컵(114)은, 헤드(113)를 지지하는 포스트에서, X2로 도시된 회전축을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 헤드(113)에 대해 회전할 수 있다. 따라서, 진공 컵(114)이 축 X1 및 X2에 대해 동시에 회전할 수 있음을 이해할 수 있다. 일 실시예에서, 축 X1 및 X2에 대한 회전은 동일 방향(즉, 시계 방향 또는 시계 반대 방향)이다.
진공 컵(114)이 인피드 트랙(105)의 개방 단부(122)에 접근함에 따라, 진공 컵(114)은 인피드 트랙(105)의 개방 단부(122)와 만나도록 회전된다. 진공 컵(114)은 인피드 트랙(105)의 개방 단부(122)에 있는 제1 마개(204) 내로 압압된다. 진공 컵(114)의 형상에 기초하여 형성된 흡입 및/또는 라인(110)을 통해 내부로 흡입되는 강제 진공 공기를 이용하여 마개가 진공 컵(114)에 일시적으로 고정된다. 다이얼(111) 및/또는 헤드(113)가 회전함에 따라, 진공 컵(114)은 인피드 트랙(105)으로부터 멀리 이동된다. 흡입력/진공력으로 인해, 마개(204)는 진공 컵(114) 상에 유지되고 진공 컵(114)과 함께 이동한다(도 40 참조). 마개(204)는 인피드 트랙(105)으로부터 제거될 때 클립(120)을 통과하도록 약간 변형될 수 있다.
일부 실시예에서, 분리 및 공급 모듈(100)은 분출 포트(blow-off port)(112)를 갖는 진공 매니폴드를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 진공 기능은 이송 중에 마개(204)를 진공 컵(114) 상에 유지할 수 있고, 분출 포트는 스크류(125)에의 배송시 진공 컵(114)으로부터 마개(204)를 제거하기 위해 한 줄기의 압축 공기를 가할 수 있다. 따라서, 이 실시예에서, 진공 기능은 분출 기능이 트리거될 때까지 활성화될 수 있다. 일 실시예에서, 분출 포트는 하우스 에어 또는 리저버를 사용할 수 있다.
일부 실시예에서, 진공 컵은 마개의 외측(204a)(즉, 제품을 향하지 않는 표면(116))과 맞물린다. 다른 실시예에서, 진공 컵은 마개의 내측(204b)(즉, 제품을 향하는 표면)과 맞물린다. 특정 실시예에서, 진공 컵(114)은 최종적으로 용기에서 외측을 향하게 될 마개(204)의 표면(116)에만 접촉한다. 즉, 진공 컵(114)은 일 실시예에서, 마개(204)의 식품 또는 제품을 향하는 측(118)과 접촉하지 않을 수 있다. 이는 특히 식품, 음료, 의약품 또는 기타 유사한 제품을 수용하는 용기에 대해 보다 위생적인 응용 프로세스를 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 헤드(113)의 회전 운동은 타이밍 벨트를 통해 이송 다이얼의 운동에 맞춰질 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템은 마개(204)를 하나 이상의 아웃피드 스크류 조립체(124) 내로 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템(101)은 마개(204)를 스크류에 수직으로 떨어뜨린다. 아웃피드 스크류 조립체(124)는 마개(204)를 회전 다이얼에 이송할 수 있다. 일 실시예에서, 회전 다이얼은 시스템(100) 주위에서 연속하여 회전하고 있을 수 있다. 그런 다음 회전 다이얼은 선택적으로 본체 터렛과 관련하여 마개를 용기(202)에 운반할 수 있다. 일부 실시예에서, 아웃피드 스크류는, 서보 구동될 수 있고 함께 그리고 이송 다이얼에 맞물릴 수 있는 하나 이상(어떤 경우에는 3개)의 피드 스크류를 포함한다. 다른 실시예에서, 진공 컵(114)은 마개(204)를 용기(202)에 인접한 위치로 또는 용기(202) 바로 위로 회전시킨다. 일부 실시예에서, 마개(204)는 시스템(100)에 의해 용기(202) 위에 위치될 수 있다.
도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 분리 및 공급 모듈(100)은 포켓형 터렛(54)과 연관될 수 있다. 이 실시예에서, 컨베이어의 터렛 디바이스(52)는 용기를 포켓 터렛(54)에 운반할 수 있다. 분리 및 공급 모듈(100)은 마개(204)를 터렛(54)의 각각의 포켓 내로 공급하고 적층하도록 구성될 수 있다.
임의의 실시예에서, 마개(204)는 선택적으로 진공 챔버 내에 용기(202) 상에 느슨하게 배치될 수 있다. 용기(202) 및 마개(204)는 일 실시예에서, 조립 및 압압 모듈에 운반될 수 있다.
조립 및 압압
일부 실시예에서, 시스템(100)은 용기(202)(예컨대, 복합재 캔) 및 마개(204)(예컨대, 종이 기반 단부 마개)를 조립하기 위한 조립 모듈(200)을 포함할 수 있다. 용기(202) 및 마개(204)에 대한 조립 공정은 마개(204)를 용기(202)의 개방 단부(203)에 적용하는 단계, 마개(204)의 특정 부분을 접고 압압하여 용기(202)를 밀봉(예컨대, 밀폐식으로)하는 것을 포함할 수 있다.
도 7 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 조립 모듈(200)은 확장 콜릿(210)과 맞물린 척(220)을 포함할 수 있다. 일반적으로 말해서, 조립 모듈(200)의 척(220) 및 확장 콜릿(210)은 용기(202)와의 조립 중에 마개(204)에 대해 제어되고 반복 가능한 압압 및 접힘 작용을 제공하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 척(220) 및 확장 콜릿(210)은 마개(204)를 용기(202)의 개방 단부(203) 내로, 그것에 대해, 그리고 그 주위로 삽입하고, 압압하고 접을 수 있다. 더 특히, 확장 콜릿(210)은 (마개9204)에 인접한) 용기(202)의 개방 단부에 부분적으로 삽입되도록 구성될 수 있고 그 다음 용기(202)의 내면(207)에 대해 마개(204)를 압압하도록 외향으로 확장되게 구성될 수 있다. 마개(204)는 또한 다양한 실시예에서, 동시에 또는 순차적으로, (예를 들면, 본원에서 논의된 바와 같이 주변 슬리브(230)에 의해) 용기(202)의 측벽(206)의 림(205) 위에서 그리고 용기(202)의 외면(208)에 대해 압압될 수 있다.
이제 특정 실시예로 돌아가면, 일부 실시예에서, 척(220)은 척(220)이 용기(202)에 대해 수직으로 이동하지 않도록(즉, 수직으로 고정적이게) 구성될 수 있다. 즉, 척(220)은 수직으로 상하로 이동하지 않는다. 명확하게 하기 위해, 척(220)이 수직으로 고정적일 수 있는 반면, 척(220)은 계속해서 그 축을 중심으로 회전할 수 있고 및/또는 머신의 터렛 중심 주위를 회전할 수 있다.
이러한 실시예에서, 용기(202)는 척(220) 및 콜릿(210)을 만나도록 위쪽으로 상승된다. 이러한 실시예에서, 시스템(100)은 용기(202)가 공압식으로 또는 다른 방식으로 척(220) 및 확장 콜릿(210)과 접촉하도록 상승되는 리프팅 플레이트를 포함할 수 있다. 리프팅 플레이트는 용기의 림(205)을 마개(204), 척(220) 및/또는 확장 콜릿(210)과 맞물리도록 용기(202)를 상승시키기 전에 확장 콜릿(210)의 특정 부분과 용기(202)의 림(205)을 축방향으로 정렬하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 벨 가이드가 마개(204), 용기(202) 및 척(220)을 정렬하도록 구동할 수 있다.
추가로, 리프팅 플레이트는 용기(202)를 회전시키도록(예를 들면, 용기의 종방향 중심축을 중심으로 회전) 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 용기(202)의 회전 속도는 적어도 분당 1000회전(RPM)일 수 있다. 다른 실시예에서, 용기(202)의 회전 속도는 적어도 2000RPM일 수 있다. 일부 실시예에서, 용기(202)의 회전 속도는 약 1000RPM 내지 약 2000RPM의 범위 내에 있을 수 있다.
또한, 리프팅 플레이트는 용기(202)를 (예를 들면, 경로를 따라 수평으로) 병진이동시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 병진 경로는 원형 또는 반원형일 수 있다. 일부 실시예에서, 용기(202)의 병진이동 속도는 적어도 50 RPM일 수 있다. 다른 실시예에서, 용기(202)의 병진이동 속도는 적어도 100 RPM일 수 있다. 일부 실시예에서, 용기(202)의 병진이동 속도는 약 50RPM 내지 약 100RPM의 범위 내에 있을 수 있다.
이해되는 바와 같이, 용기(202)의 회전 및 병진이동은 용기(202)에 대한 마개(204)의 융합 및/또는 용기(202)의 측벽(206)의 외면(208)에 대한 마개(204)의 압압에 도움이 될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 속도에서의 용기(202)의 병진 및 회전 이동은 적어도 분당 400 또는 420 용기("CPM")의 속도로 용기(202)에 마개(204)를 상업적으로 적용할 수 있게 한다. 다른 실시예에서, 이러한 속도에서의 용기(202)의 병진 및 회전 이동은 적어도 500 CPM의 속도로 용기(202)에 마개(204)를 상업적으로 적용할 수 있게 한다. 또 다른 실시예에서, 이러한 속도에서의 용기(202)의 병진 및 회전 이동은 적어도 600 CPM의 속도로 용기(202)에 마개(204)를 상업적으로 적용할 수 있게 한다.
조립 모듈(200)의 하나 이상의 추가 부품은 리프팅 플레이트 및/또는 용기(202)와 동기하여 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 용기(202), 척(220), 확장 콜릿(210), 및/또는 조립 모듈(200)의 다른 부품 사이에서의 상대 이동으로 인한 마찰력을 최소화하기 위해, 척(220) 및/또는 확장 콜릿(210)은 마개(204)를 갖는 용기(202)의 조립 중에 리프팅 플레이트 및 용기(202)와 실질적으로 동일한 회전 속도로 회전할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 시스템(100)은 마개(204)를 적용하기 위해 척(220) 및 확장 콜릿(210)을 용기(202)의 개방 단부(203)의 림(205) 위로 하강시킬 수 있다. 어느 경우든, 용기(202)를 콜릿(210) 내로 압압하거나 콜릿(210)을 용기(202)의 림(205) 내로 압압하는 압압력은 약 10 내지 30 파운드의 압력일 수 있다. 특히 실시예에서, 상기 압압력은 약 20파운드일 수 있다.
척
상기한 바와 같이, 조립 모듈(200)은 확장 콜릿(210)과 맞물린 척(220)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 척(220)은 확장 콜릿(210)과 맞물리기 위한 알코브(alcove)를 형성하기 위해 원주면 내로 형성 및/또는 절취된 만입부를 갖는 전체적으로 원통형일 수 있다. 일 실시예에서, 척(220)은 상측 부분(220a) 및 하측 부분(220b)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상측 부분(220a)의 직경은 하측 부분(220b)의 직경보다 클 수 있다. 일 실시예에서, 척(220)의 하측 부분(220b)은 콜릿(210)과 맞물리는 부분일 수 있다. 일 실시예에서, 척(220)은 상측 부분(220a) 위에 배치된 목 부분(220c)을 추가로 포함할 수 있다. 목 부분(220c)은 상측 부분(220a) 및/또는 하측 부분(220b)보다 작은 직경을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 척(220)의 중심은 척(220)을 시스템(100)의 협력하는 나사산 부분에 장착하기 위한 암나사가 있는 중앙의 중공 부분(예를 들면, 관통 홀 또는 보어)을 포함할 수 있다.
확장 콜릿
확장 콜릿(210)은 척(220)의 전체적으로 원통형인 하측 부분(220b)을 둘러쌀 수 있다. 일 실시예에서, 확장 콜릿(210) 역시 전체적으로 원통형일 수 있고, 복수의 개별 콜릿 세그먼트(212)를 포함할 수 있다. 확장 콜릿(210)의 일부는 척(220)의 하측 부분(220b)의 만입부 및/또는 알코브에 삽입되어 확장 콜릿(210)과 척(220) 사이에 맞물림을 생성할 수 있다.
일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)은 용기(202)의 개방 단부(203)의 림(205)이 척(220)을 향해 축방향으로 이동하여 확장 콜릿(210)과 맞물림에 따라 축방향 상측으로 및/또는 반경방향 외측으로 선회하도록 구성될 수 있다.
확장 콜릿(210)은 상이한 확장 상태들을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 확장 콜릿(210)은 콜릿 세그먼트(212)가 초기에 선회되어 있지 않은 휴지 상태 또는 비확장 상태를 가질 수 있다. 비확장 상태에서, 확장 콜릿(210)은 다른 확장 상태에 비해 가장 작은 직경 및/또는 원주를 가질 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 확장 콜릿(210)은 콜릿 세그먼트(212)가 더 이상 선회할 수 없는 완전히 확장된 상태를 가질 수 있다. 완전히 확장된 상태에서, 확장 콜릿(210)은 다른 확장 상태에 비해 가장 큰 직경 및/또는 원주를 가질 수 있다.
콜릿 세그먼트(212)가 선회점(213)을 중심으로 반경방향 외측으로 선회함에 따라, 확장 콜릿(210)의 전체 직경 및/또는 원주가 증가할 수 있다. 일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)의 직경은 확장 콜릿(210)의 총 직경(예를 들면, 가장 넓은 직경)의 약 5% 증가할 수 있다. 일 실시예에서, 확장 콜릿(210)의 직경은 콜릿의 최대 회전 시(즉, 콜릿이 최대 직경으로 확장된 상태일 때) 약 5% 증가할 수 있다.
일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)은 단일 작동으로 원하는 최종 형상으로 확장하는 Hoberman 구체와 유사하게 동작할 수 있다. 일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)은, 비확장 상태로부터 완전히 확장된 상태로의 작동이 오로지 확장 콜릿(210)의 콜릿 세그먼트(212)에 작용하는 용기(202)의 힘으로 인해 발생하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 조립 모듈(200)은 압압 및/또는 접기 작용을 수행하기 위해 확장 콜릿(210)을 작동 또는 확장시키기 위한 별도의 드라이버를 필요로 하지 않을 수 있다. 오히려, 작동은 시스템(100)의 구성에 일체적이다. 용기(202)와 척(220)이 함께 모이게 됨에 따라, 용기/척 축방향 힘은 반경방향으로 적용된 힘 및/또는 마개(202)의 특정 부분에 적용된 특정 힘으로 변환될 수 있다. 이것은 유리하게도, 시스템(100)이 제자리에 용기(202) 없이 사용되면 콜릿(210)이 확장하지 않기 때문에, 확장 콜릿(210)의 전력 및/또는 마모를 절약할 수 있다. 일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)은 용기(202)가 콜릿 세그먼트(212)에 대해 압압될 때만 확장할 수 있다.
일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)의 작용은 용기(202)의 후프 강도(hoop strength)에 의해 저항을 받는다. 일부 실시예에서, 척(220)에 대한 확장 콜릿(210)의 작동 및/또는 작용은 확장 콜릿(210)의 특정 부분(예를 들면, 립(215))에 대한 용기(202)의 림(205)의 상향력에 의해 야기될 수 있다. 일부 실시예에서, 이 상향력에 대한 확장 콜릿(210)의 저항은 용기(202)의 후프 강도에 맞춰질 수 있다. 용기(202)의 후프 강도는 예를 들면 측벽(206)의 두께, 용기(202)의 직경, 및/또는 용기(202)의 높이에 기초하여 변할 수 있다.
일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)은 비금속 재료(예를 들면, 플라스틱, 세라믹, 수지)로 형성될 수 있다. 예를 들면, 콜릿 세그먼트(212)는 나일론(예를 들면, 나일론-12) 또는 나일론과 유리의 조합으로 형성될 수 있다. 콜릿 세그먼트(212)는 3차원(3D) 프린터를 사용하여 개별적으로 형성될 수 있고, 이어서 척(220) 및/또는 리테이너(211)와의 맞물림을 통해 확장 콜릿(210) 내로 조립된다. 비금속 재료로 확장 콜릿(210)을 형성하는 것은 유도 가열이 이용되는 실시예에서, 마개(204)를 용기(202)에 융합하는 것에 도움이 될 수 있다. 이러한 방식으로, 비금속 재료는 유도 가열로 인해 가열되지 않을 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 조립 모듈(200)은, 확장 콜릿(210)이 팽창하고 콜릿 세그먼트(212) 사이에 작은 갭이 생성됨에 따라 콜릿 세그먼트(212) 사이에 잔해가 유입되는 것을 방지하기 위해, 확장 콜릿(210) 주위에 배치된 멤브레인(260)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 멤브레인(260)은 실리콘, 고무, 및/또는 임의의 다른 확장성 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 멤브레인은 확장 콜릿(210) 위에 꼭 맞게 끼워지는 슬리브일 수 있다.
특정 실시예에서, 확장 콜릿(210)의 확장은 콜릿 세그먼트(212) 사이에 작은 갭이 생성되게 하고, 개별 콜릿 세그먼트(212)가 용기의 내부 측벽에 대해 압압되면, 콜릿 세그먼트(212) 사이의 마개(204)에 릿지가 형성될 수 있다. 마개(204)의 이러한 릿지는 밀폐성의 관점에서 문제가 되지 않는다는 것을 이해해야 하다. 릿지는 단순히 실제 종이에의 압축 마크일 뿐이다. 그러나, 멤브레인(260)이 제자리에 있을 때 개개의 콜릿 세그먼트(212)로부터의 압력이 보다 균일하게 분포되기 때문에, 멤브레인(260)은 마개(204)에 형성되는 릿지 라인을 감소시키거나 제거하는 역할을 할 수 있다.
콜릿 세그먼트
상기한 바와 같이, 확장 콜릿(210)은, 선회 작용이 확장 콜릿(210)을 확장시키는 복수의 선회 콜릿 세그먼트(212)를 포함할 수 있다. 임의의 수의 선회 콜릿 세그먼트(212)가 본 개시에 포함된다. 일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)은 약 20 내지 40개의 선회 콜릿 세그먼트(212)를 포함한다. 일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)은 적어도 20개의 선회 콜릿 세그먼트(212)를 포함한다. 일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)은 32개의 선회 콜릿 세그먼트(212)를 포함한다. 다른 양(예컨대, 둘, 넷)의 콜릿 세그먼트(212)가 가능하다. 더 많은 수의 선회 콜릿 세그먼트(212)는 세그먼트들 사이에 더 작은 공간 또는 갭을 제공할 수 있으며, 이는 본원에서 설명하는 이점이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 콜릿 세그먼트(212)의 일부가 척(220)의 하측 부분(220b)의 원주면에 형성된 세그먼트 알코브(222)에 삽입될 수 있다. 세그먼트 알코브(222)는 콜릿 세그먼트(212)보다 크게 구성되어, 콜릿 세그먼트(212)가 세그먼트 알코브(222) 내에서 이동할 수 있게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 콜릿 세그먼트(212)는 척(220) 내에 개별 세그먼트 알코브(222)를 가질 수 있다. 예를 들면, 척(220)은 그 하측 부분(220b)에 형성된 32개의 세그먼트 알코브(222)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 척(220)에 형성된 세그먼트 앨코브(222)의 수는 확장 콜릿(210) 내의 콜릿 세그먼트(212)의 수보다 적을 수 있어, 다수의 콜릿 세그먼트(212)가 하나의 세그먼트 앨코브(222)를 공유할 수 있다.
각각의 세그먼트 앨코브(222)는 그 앨코브를 인접 세그먼트 앨코브(222)로부터 분리하는 반경방향으로 배향된 측벽을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 세그먼트 알코브(222)의 측벽은 척(220)의 중심축으로부터 나오는 스포크를 형성할 수 있다. 세그먼트 알코브(222)에 대해 측벽을 구비하는 것은 척(220)이 회전할 때 각 콜릿 세그먼트(212)가 척(220)에 대해 원주 방향으로 이동하지 못하도록 하는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 방식으로, 세그먼트 알코브(222)의 측벽은 확장 콜릿(210)과 척(220)의 맞물림에 도움이 될 수 있다.
측벽에 더하여, 각각의 세그먼트 알코브(222)는 하측 레지 또는 전방 스톱(229a), 상측 레지 또는 백스톱(229b) 및 후방 벽(229d)을 포함할 수 있다. 후방 벽(229d)은 척(220)의 중심축을 향하여 반경방향 내측에 위치할 수 있다. 후방 벽(229d)은 곡선형 입구(229c)를 포함할 수 있으며, 상기 입구에서 콜릿 세그먼트(212)의 곡선형 선단이 각 콜릿 세그먼트(212)가 둘레에서 선회하는 선회점(213)에 대해 맞물린다.
전체적으로 원통형의 확장 콜릿(210)을 포함하는 각각의 콜릿 세그먼트(212)는 콜릿 세그먼트(212) 주위를 감싸는 주위면(212b) 및 2개의 평면 측면(212a)을 갖는 전체적으로 쐐기 형상일 수 있다. 콜릿 세그먼트(212)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 평면 측면(212a)이 척(220)(및/또는 세그먼트 알코브(222)의 측벽)의 반경방향에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 그리고 주위면(212b)이 전체적으로 척(220)의 반경방향에 수직하도록 척(220)에 대해 배향될 수 있다.
각각의 콜릿 세그먼트(212)는, 마개 윤곽 표면(closure contour surface)(212c), 선회 부분(214a)( 척(220)의 세그먼트 알코브(222)과 맞물려 선회점(213)을 형성할 수 있음), 전방 스톱 부분(214b)(비확장 상태(도 7에 도시된 비확장 상태)에서 척(220)의 전방 스톱 부분(229a)과 접촉하도록 구성됨), 백스톱 부분(214c)(도 8에 도시된 바와 같이, 완전히 확장된 상태에서 척(220)의 하드 백스톱 부분(229b)과 접촉하도록 구성됨), 및/또는 측면 스톱 부분(214d)(롤러(250)가 주변 슬리브를 압박할 때 주변 슬리브(230)의 측면 스톱(238)과 접촉하도록 구성됨)과 같이, 주위면(212b) 둘레에 상이한 부분들을 구비할 수 있다.
일부 실시예에서, 콜릿 세그먼트(212)는 각각, 압축 아웃덴트(outdent)(214e)(예를 들면, 백스톱 부분(214c)이 척(220)의 하드 백스톱(229b)에 부딪히기 전에 O-링(예컨대, 압축성 백스톱(227))에 접촉하고 압축하도록 구성됨) 및/또는 리테이너 누크(nook)(214f)(콜릿 세그먼트(212)가 척 220)과 맞물려 유지되도록 리테이너(212)를 내부에 수용하도록 구성됨)와 같이, 추가의 부분 또는 각 부분 내에 요소를 포함할 수 있다.
마개 윤곽 표면
유리하게도, 콜릿 세그먼트(212)는, 마개(204)와 접촉하도록(예컨대, 압압하도록 및/또는 압박하도록) 구성된, 주위면(212b)(예를 들면, 마개 윤곽 표면(212c))의 특정 부분이, 조립되었을 때, 용기(202) 상의 마개(204)의 원하는 최종 프로파일을 모방하거나 미러링하는 방식으로 성형되도록 성형될 수 있다. 이러한 방식으로, 마개(204)의 적어도 일부는, 콜릿 세그먼트(212)가 완전히 선회되고 확장 콜릿(210)이 그 완전히 확장된 상태에 있을 때 융합 중에 최종 제품에 대해 원하는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 마개 윤곽 표면(212c)은, 일 실시예에서, 3개의 표면(예를 들면, 2개의 실질적으로 수평인 표면(215, 216b) 및 그 사이에 하나의 실질적으로 수직 표면(216a))을 포함하여, 2개의 실질적으로 직각을 형성한다.
수평 표면(수평은, 일단 반전되면 용기 조립체(406)의 안정성을 보장하기 위해 제1 표면의 배향으로서 유용할 수 있음)에 이어 다른 수평 표면과 만나는 더 긴 각진 표면이 뒤따르는 것과 같이, 마개 윤곽 표면(212c)의 다른 프로파일이 가능하다. 다른 예로서, 마개 윤곽 표면(212c)의 프로파일은 긴 아치형 표면이 뒤따르는 수평 표면을 포함할 수 있어, 마개가 용기 조립체(406)의 밑면에서 돔 형상을 형성한다. 또 다른 예에서, 마개 윤곽 표면(212c)의 프로파일은 반복 패턴으로 예각 또는 다른 각도에서 만나는 다른 경사면이 이어지는 경사면을 포함할 수 있어, 용기 조립체(406)의 바닥의 밑면은 고르지 않은 표면에 더 잘 안착하기 위한 릿지를 형성한다. 일부 실시예에서, 마개 윤곽 표면(212c)의 프로파일 내의 표면은 외측으로 연장하는 릿지 및/또는 용기 조립체(406) 상의 마개의 형태로 통합되기를 원하는 다른 표면 텍스처를 포함할 수 있다.
콜릿 세그먼트(212)의 마개 윤곽 표면(212c)이 콜릿 세그먼트(212)가 완전히 선회되고 확장 콜릿(210)이 완전히 확장된 상태에 있을 때 최종 제품에서 마개(204)의 원하는 최종 프로파일의 적어도 일부를 형성함에 따라, 완전히 선회된 콜릿 세그먼트(212) 사이의 갭을 최소화하는 것이 유리할 수 있다. 갭을 최소화하기 위해, 일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)은 인접한 콜릿 세그먼트(212) 사이의 갭/중단된 마개 프로파일을 줄이기 위해 더 많은 수의 콜릿 세그먼트(212)(예를 들면, 적어도 24개)를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 콜릿 세그먼트(212) 사이의 공간을 최소화하면 용기(202)의 측벽(206)에 대해 및/또는 그 측벽의 주위에 보다 균일한 압압면을 제공할 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 32개의 콜릿 세그먼트(212) 사이의 갭(290)은 약 0.025인치일 수 있다. 일부 실시예에서, 갭(290)은 약 0.01인치 내지 약 0.25인치 범위일 수 있다.
립
마개 윤곽 표면(212c) 내에서, 각각의 콜릿 세그먼트(212)는 용기(202)의 개방 단부(203)의 림(205)에 의해 맞물리도록 위치된 립 (215)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 마개(204)가 용기(202)의 개방 단부(203) 내에 완전히 조립되도록 구성되는(예를 들면, 마개(204)의 어떤 부분도 용기(202)의 림(205) 위로 접히지 않는) 것과 같은 일부 실시예에서, 립(215)은 마개 윤곽 표면(212c)의 외부, 주위면(212b) 상의 어딘가에 위치될 수 있다.
립(215)은, 용기(202)가 맞물린 척(220) 및 콜릿(210)과 접촉할 때 림(205)의 상향력을 수용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 립(215)은 립(215)의 실질적으로 수평인 표면이 확장 콜릿(210)의 중심 축을 향하여 약간 기울어지도록 약간 각질 수 있다. 다시 말해서, 립(215)의 실질적으로 수평인 표면의 더 반경방향 외측 단부(예를 들면, 확장 콜릿(210)의 중심축으로부터 가장 원위인 단부)는 립(215)의 실질적으로 수평인 표면의 반경방향 내측 단부보다 낮게 위치된다. 이러한 방식으로, 용기(202)의 림(205)이 콜릿 세그먼트(212)를 선회시킴에 따라, 립(215)의 실질적으로 수평인 표면은 수평으로 0°에 더 가깝게 기울어질 수 있다. 수평으로 0°로 배향된 립(215)을 갖는 것은 전체 림(205)의 더 큰 표면적에 걸쳐 힘을 분산시킴으로써 평평한 수평 림(205)의 상향력을 립(215)에 인가하는 데에 도움이 될 수 있다. 즉, 림(205)과 립(215)이 모두 수평하고 평평하기 때문에, 용기(202)의 상향력에 의해 가해지는 압력은 림(205)과 립(215) 사이의 전체 맞물림 영역에 걸쳐 분산될 수 있다. 예를 들면, 립(215)의 표면적이 림(205)의 표면적과 같거나 더 큰 실시예에서, 상향력은 립(215)과 림 모두가, 맞물리는 경우 수평으로 0°로 배향되는 림(205)의 전체 표면적에 걸쳐 분산될 수 있다. 그렇지 않으면, 용기(202)의 측벽(206)의 내부 또는 외부와 더 많이 맞물리도록 립(215)이 수평 0°로부터 멀어지는 각도를 이룬다면, 상향력은 림(205)의 내측 또는 외측 코너에 더 집중된다. 추가로, 립(215)의 외측 부분이 약간 아래쪽을 향하도록 립(215)을 초기에 약간 기울어지게 하면, 용기의 림을 넘어 연장하는 마개(204)의 임의의 부분(예를 들면, 주변 스커트(209))가 용기의 외벽에 대해 림 위 및/또는 둘레에서 아래쪽으로 힘을 받는 것을 보장할 수 있다.
콜릿 세그먼트(212)의 립(215)은 확장 콜릿(210)의 반경방향 최외측 부분을 형성할 수 있어, 림(205)의 상향력이 인가될 때, 콜릿 세그먼트(212)의 각각의 선회점(213)으로부터의 각 립(215)의 거리는 상향력이 각 콜릿 세그먼트(212)에 최대 토크를 인가할 수 있도록 한다. 립(215)에 대해 힘(예컨대, 일정한 상향력)을 인가하면, 콜릿 세그먼트(212) 상에 필요한 토크를 제공하여 선회점(213)에서 선회를 유발한다. 일 실시예에서, 립(215)은 선회점(213)으로부터 떨어져 위치된다. 유리하게는, 콜릿 세그먼트(212)의 구조적 구성은 용기(202)의 상향력을 용기(202) 내로/주변에 마개(204)를 조립 및/또는 접는 데 필요한 압압력으로 변환하도록 최적화될 수 있다.
일부 실시예에서, 콜릿 세그먼트(212)의 립(215)의 실질적으로 수평인 표면의 길이는 용기(202)의 측벽(206)의 두께와 실질적으로 유사 및/또는 약간 더 클 수 있다. 확장 콜릿(210)은 립(215)의 외주가 용기(202)의 둘레와 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 립(215)의 내경은 용기(202)의 내면(207)의 직경보다 작을 수 있고, 립(215)의 외경은 용기(202)의 외면(208)의 직경보다 클 수 있다 . 용기(202)가 확장 콜릿(210)과 축방향으로 정렬됨으로써, 확장 콜릿(210)의 립(215)과의 용기(202)의 림(205)의 맞물림 및 상기 립에 대한 상향력은 콜릿 세그먼트(212)를 모두 동시에 반경방향 외측으로 선회시킨다.
확장 콜릿(210)의 중심축을 향한 립(215)의 실질적으로 수평인 표면에 인접하여, 각각의 콜릿 세그먼트(212)는, 마개 윤곽 표면(212c)의 일부로서 반경방향 외향의 실질반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)을 포함할 수 있다. 반경방향 외향의 실질반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)은 콜릿 세그먼트(212)의 각진 선단(216)의 일부일 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 콜릿 세그먼트(212)는 각진 선단(216)을 포함할 수 있다. 각진 선단(216)은 립(215)으로부터 반경방향 내측으로 인접하여 위치될 수 있다.
일부 실시예에서, 콜릿 세그먼트(212)가 선회되기 전 및/또는 확장 콜릿(210)이 비확장 상태에 있을 때, 각진 선단(216)의 반경방향 외향의 실질반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)은 용기(202)의 내면(207)으로부터 멀리 그리고 확장 콜릿(210)의 중심을 향하여 반경방향 내측으로 각질 수 있다. 다시 말하면, 각진 선단(216)의 반경방향 외향의 실질반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)은, 립(215)에 근접한 각진 선단(216)의 반경방향 외향의 실질반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)의 상단 부분의 직경이 립(215)으로부터 떨어져 있는 각진 선단(216)의 반경방향 외향의 실질반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)의 바닥 부분의 직경보다 크도록, 각질 수 있다. 이러한 방식으로, 모든 콜릿 세그먼트(212)의 조합된 반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)은 확장 콜릿(210)이 그 비확장 상태에 있을 때 가로 원뿔형 섹션(transverse conical section)을 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 각진 선단(216)의 반경방향 외향의 실질반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)은, 용기(202)의 림(205)의 상향력에 의해 립(215) 상에 가해지는 토크 때문에 콜릿 세그먼트(212)가 반경방향 외측으로 선회함에 따라 용기(202)의 내면(207)에 대해 마개(204)의 내부 척 벽(242)을 압압하도록 구성될 수 있다. 콜릿 세그먼트(212)가 선회됨에 따라, 각진 선단(216)의 반경방향 외향의 실질반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)은, 반경방향 외향의 실질반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)이 용기(202)의 내면(207)에 평행하게 될 때까지, 수직에 더 가깝게(예컨대, 90°에 접근) 되도록 회전할 수 있다. 이러한 방식으로, 콜릿 세그먼트(212)가 선회됨에 따라, 각진 선단(216)의 반경방향 외향의 실질반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)은 용기(202)의 내면(207)을 향해 외측으로 선회하여, 마개(204)의 내부 척 벽(242)을 용기(202)의 내면(207)에 대해 압박하여 카운터싱크 부분(244)을 형성한다(도 2b, 도 2c 및 도 3에 도시).
확장 콜릿(210)의 작동은 마개(204)의 미리 형성된 척 벽(242)을 일련의 압박, 신장(stretching) 및/또는 압압 작용을 통해 카운터싱크 부분(244)으로 변환시킬 수 있다.
각진 선단(216)의 반경방향 외향의 실질반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)의 길이는, 조립되었을 때 용기(202)의 개방 단부(203) 내의 마개(204)의 카운터싱크 부분(244)의 소정의 카운터싱크 깊이(246)와 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다.
확장 콜릿(210)의 콜릿 세그먼트(212)와 척(220)이 맞물림으로써, 용기(202)의 상향력으로 인해 마개(204)의 내부 척 벽(242)이 용기(202)의 내면(207)에 대해 압압되도록 한다. 이 압압 작용은 융합 공정 동안 마개(204)와 용기(202) 사이에 시일을 생성하는 데 도움이 될 수 있다.
콜릿 세그먼트(212)는, 확장 콜릿(210)의 직경이 완전히 확장된 상태에서 최대 직경일 때(예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이), 반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a) 및/또는 콜릿 세그먼트(212)의 각진 선단(216)의 외경이 용기(202)의 내경(예를 들면, 용기(202)의 내면(207)에 걸쳐 측정된 직경)과 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 용기(202)의 내경과 각진 선단(216)의 가장 넓은 허용 가능한 직경은 약 2.88인치일 수 있다.
콜릿 세그먼트(212)는, 확장 콜릿(210)의 직경이 완전히 확장된 상태에서 최대 직경일 때(예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이), 반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a) 및/또는 콜릿 세그먼트(212)의 각진 선단(216)의 외경이 용기(202)의 내경(예를 들면, 용기(202)의 내면(207)에 걸쳐 측정된 직경)보다 약간 더 크도록 구성될 수 있다. 이는 밀봉을 위한 준비시에 콜릿 세그먼트(212), 용기(202) 및 마개(204) 사이의 긴밀한 접촉을 보장한다. 이 실시예에서, 용기 직경은, 포함된 재료의 탄성 한계 내에서, 약간 신장/확장할 수 있다.
마개 윤곽 표면(212c)을 따라 더 반경방향 안쪽으로, 반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)에 인접하여, 각진 선단(216)은 립(215)으로부터 수직으로 가장 멀리 있는 각진 선단(216)의 부분에 위치된, 실질적으로 수평이고 전체적으로 아래쪽을 향하는 단부 표면(216b)을 포함할 수 있다. 단부 표면(216b)은, 마개(204)와 접촉하고 마개(204)의 바닥 및 카운터싱크 부분(244)에 의해 생성된 코너 내로 마개를 압박하고 및/또는 탬핑하도록 구성될 수 있다.
립(215)의 실질적으로 수평인 표면과 각진 선단(216)의 반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a) 및 단부 표면(216b)의 조합은 콜릿 세그먼트(212)의 마개 윤곽 표면(212c)을 형성할 수 있다. 유리하게도, 마개 윤곽 표면(212c)은 마개(204) 및 용기(202)가 함께 조립된 최종 제품 또는 용기 조립체(406)의 원하는 바닥/단부 프로파일의 윤곽을 실질적으로 나타낼 수 있다. 확장 콜릿(210)의 확장된 상태에서 모두 함께 볼 때, 콜릿 세그먼트(212)의 윤곽 표면(예를 들면, 마개 윤곽 표면 부분(212c))은 용기(202)에 삽입된 마개(204)의 원하는 형상을 형성한다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 마개 윤곽 표면(212c)은 원하는 대로 각이 지거나 및/또는 만곡된 다양한 구성 표면 사이에 특정의 곡률 반경을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 용기 조립체(406)의 원하는 바닥/단부 프로파일은 마개(204)의 원주를 따라 균일하지 않을 수 있고, 따라서 콜릿 세그먼트(212)는 마개(204)에 특정 인덴트 및 아웃덴트(예를 들면, 로고, 노치, 안정화 형상)를 형성하기 위해 서로 다를 수 있다.
일부 실시예에서, 각진 선단(216)은 각진 선단(216)의 실질적으로 수평이고 전체적으로 하측을 향하는 단부 표면(216b)으로부터 반경방향 내측으로 인접하여 위치된 내향 표면(216c)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 내향 표면(216c)은 도 7에 도시된 바와 같이 확장 콜릿(210)이 비확장 상태에 있을 때 거의 수직일 수 있다. (예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이) 확장 콜릿(210)의 완전히 확장된 상태에서, 내향 표면(216c)은 축방향 및 횡방향 평면과 거의 45°각도를 형성할 수 있다.
콜릿 세그먼트(212)를 따라 반경방향 내측 및 축방향 상측으로 움직이면, 내향 표면(216c)은 리테이너 누크(214f)로 천이할 수 있다. 리테이너 누크(214f)는 콜릿 세그먼트(212)의 주위면(212b)의 전체적으로 반원형의 원통형 리세스 또는 하향 U형(단면에서 볼 때) 부분일 수 있다. 리테이너 누크(214f)는 리테이너(211)(예를 들면, O-링)이 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다.
확장 콜릿(210)은 일부 실시예에서, 리테이너 누크(214f) 내의 콜릿 세그먼트(212)와 맞물리는 리테이너(211)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 리테이너(211)는 O-링(예를 들면, 3/16 부분폭(fractional width), 70A 듀로(duro), 약 1.6인치의 내경을 갖는 내유성(oil-resistant) Buna-N O-링)일 수 있다. 리테이너(211)는 확장 콜릿(210)이 최소 원주 및/또는 직경(예를 들면, 도 7 참조)을 갖는 비확장 상태에 있도록 콜릿 세그먼트(212)를 반경방향 내측으로 선회시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 리테이너(211)의 저항력을 극복하기 위해 확장 콜릿(210)에 가해지는 용기(202)의 어떠한 상향력도 없다면, 리테이너(211)는 확장 콜릿(210)을 비확장 상태에서 유지할 수 있다.
일부 실시예에서, 리테이너(211)는 확장가능할 수 있고, 고무와 같은 탄성 또는 저항 성질을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 확장성 리테이너(211)의 저항은 용기(202)의 후프 강도 및/또는 상향력에 맞춰질 수 있다. 소정의 확장을 통한 확장성 리테이너(211)의 저항 또는 부세력은 용기(202)의 후프 강도보다 작을 수 있다.
일부 실시예에서, 조립 모듈(200)은 확장성 리테이너(211)가 소정의 선회각 범위 동안 콜릿 세그먼트(212)의 선회 작용에 의해 확장되어, 확장성 리테이너(211)의 저항력을 증가시키도록 구성될 수 있다. 콜릿 세그먼트(212)는 리테이너 누크(214f)에서 확장 콜릿(210)과의 맞물림으로 인한 확장된 리테이너(211)의 저항력이 용기(202)의 개방 단부(203)의 내면(207)에 대한 마개(204)의 척 벽(242) 상의 반경방향 외향의 실질적으로 수직 표면(216a)의 압압력을 감소시키도록 형성될 수 있다. 마개(204)의 주변 스커트(209) 및 콜릿 세그먼트(212)의 립(215)에 작용하는 용기(202)의 림(205)의 상향력을 유지하면서 용기(202)의 내면(207)에 대한 콜릿 세그먼트(212) 및 마개(204)의 압압력을 감소시킴으로써, 마개(204)의 척 벽(242)이 용기(202)의 내면(207)에 대해 완전히 핀치될 수 있도록 하기 전에 마개(204)를 용기(202)의 개방 단부(203)에 완전히 삽입할 수 있다.
일부 실시예에서, 조립 모듈(200)은 리테이너 누크(214f)에서 확장 콜릿(210)과의 리테이너(211)의 맞물림이 콜릿 세그먼트(212) 및/또는 리테이너 누크(214f)의 형상으로 인해 콜릿 세그먼트(212)가 선회할 때 리테이너(211)를 탄성적으로 확장시키지 않도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 리테이너 누크(214f)는, 콜릿 세그먼트(212)가 선회점(213) 주위에서 선회될 때 리테이너(211)가 콜릿 세그먼트(212)와 동일한 원주 및/또는 직경을 유지하도록, 편심 형상일 수 있고 및/또는 캠으로서 작용할 수 있다. 이러한 실시예에서, 콜릿 세그먼트(212)는, 중력 및/또는 시스템의 다른 시한 작동(timed actuation)으로 인해, 확장 콜릿(210)의 최소 원주 및/또는 직경의 비확장 상태에서(예를 들면, 도 7에서 볼 수 있음) 그들의 한계까지 선회하여 돌아가도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)의 비확장 상태에서, 리테이너 누크(214f)는 척(220)의 전방 스톱(229a)과 (반경방향으로) 일치하여 위치될 수 있다. 리테이너 누크(214f)의 반경방향 내향 벽(214h)이 각진 선단(216)의 내향 표면(216c) 반대쪽으로 하향 연장할 수 있다(예를 들면, 도 10 참조). 리테이너 누크(214f)는 그 반경방향 내향 벽(214h) 상에 각진 선단(216)의 내향 표면(216c)을 향해 돌출하는 돌출 표면(214g)을 포함할 수 있다. 리테이너 누크(214f)의 반경방향 내향 벽(214h)의 돌출 표면(214g)은 리테이너(211)가 확장 콜릿(210) 내에서부터 의도치 않게 변위되지 않도록 저항을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 반경방향 내향 벽(214h)의 돌출 표면(214g)은 릿지, 범프, 유지 아암(retention arm), 연장부, 돌출부 등을 포함할 수 있다.
전방 스톱 부분
리테이너 누크(214f)로부터 더 반경방향내측으로 인접하여, 콜릿 세그먼트(212)의 주위면(212b)은 전방 스톱 부분(214b)을 포함할 수 있다. 전방 스톱 부분(214b)은 확장 콜릿(210)이 (예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이) 비확장 상태일 때, 척(220)의 전방 스톱 (229a)의 수직(또는 실질적으로 수직) 표면 및/또는 수평(또는 실질적으로 수평) 표면과 접촉할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 전방 스톱 부분(214b)은 직각(또는 실질적으로 직각)으로 성형될 수 있고, 전방 스톱(229a)은 세그먼트 알코브(222)의 하측 레지를 형성하는 척(220)의 베이스 주위에서 디스크(선택적으로 네모진 상단 코너를 구비)와 같은 형상으로 성형될 수 있다.
비확장 상태의 휴지 상태에서, 확장 콜릿(210)의 콜릿 세그먼트(212)는 척(220)의 전방 스톱 부분(229a)(예를 들면, 세그먼트 알코브(222)의 하측 레지)과 접촉하는 콜릿 세그먼트(212)의 전방 스톱 부분(214b)에 의해 제공될 수 있는 한계까지 내내 선회할 수 있다. 비확장 상태에서, 콜릿 세그먼트(212)는 최소 선회각(예를 들면, 0°)에 있을 수 있다.
일부 실시예에서, 전방 스톱 부분(214b)의 실질적으로 내향 표면은 전체적으로 수직일 수 있다. 일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)이 비확장 상태에 있을 때 전방 스톱 부분(214b)의 내향 표면은 세그먼트 알코브(222)의 전방 스톱(229a)의 수직(또는 실질적으로 수직) 표면과 접촉할 수 있다.
일부 실시예에서, 전방 스톱 부분(214b)의 실질적으로 하향 표면은 전체적으로 수평일 수 있다. 일부 실시예에서, 전방 스톱 부분(214b)의 하향 표면은 확장 콜릿(210)이 비확장 상태에 있을 때 세그먼트 알코브(222)의 전방 스톱(229a)의 수평(또는 실질적으로 수평) 표면과 접촉할 수 있다.
선회 부분
확장 콜릿 세그먼트(212)는 각각, 확장 상태 사이에서 콜릿 세그먼트(212)가 선회함에 따라, 확장 콜릿(210)이 직경을 변경하도록 선회점(213)을 중심으로 선회하도록 구성될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 선회점(213)은 콜릿 세그먼트(212)의 반경방향으로 최내측 부분 내에 중심에 있을 수 있고 (예를 들면, 세그먼트 알코브(222)의 후방 벽(229d)에서) 척(220)에 인접할 수 있다. 이러한 방식으로, 선회점(213)은 확장 콜릿(210)의 반경방향 최내측 부분에 위치될 수 있으며, 여기서 척(220)과 맞물린다(예를 들면, 곡선형 입구(229c)에서).
일부 실시예에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 콜릿 세그먼트(212)는 그 반경방향으로 최내측 부분에 형성된 곡선형 선단(예를 들면, 선회 부분(214a))을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 선회 부분(214a)의 종단부는 원형 곡률 반경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 선회 부분(214a)의 종단부는 반원형의 원통 형상을 가질 수 있다. 곡선형 선단(예를 들면, 선회 부분(214a))은 실질적으로 동일한 곡률 반경을 갖는 척(220)의 협력 곡선형 입구(229c)에 삽입될 수 있다. 이러한 방식으로, 곡선형 선단(예를 들면, 선회 부분(214a))과 협력하는 곡선형 입구(229c) 사이의 인터페이스는 각각의 콜릿 세그먼트(212)에 대한 선회점(213)를 생성한다.
백스톱 부분
선회 부분(214a)으로부터 더 반경방향 외측으로 인접하여, 콜릿 세그먼트(212)는 콜릿 백스톱 부분(214c)을 포함할 수 있다. 콜릿 백스톱 부분(214c)은, 확장 콜릿(210)이 (예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이) 그 완전히 확장된 상태일 때 척(220)의 척 백스톱(229b)(예를 들면, 세그먼트 알코브(222)의 상측 레지)과 접하도록 구성될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 콜릿 백스톱 부분(214c)은, 콜릿(212)이 확장될 때 척(220)의 척 백스톱 부분(229b)의 수직면, 수평면 및/또는 코너와 접촉하는 실질적으로 수직, 실질적으로 수평 또는 둔각(거의 직각)인 부분을 포함한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 콜릿 백스톱 부분(214c)의 코너는 정렬된 방식으로 척 백스톱(229b)의 코너와 접촉하여 콜릿(212)의 임의의 추가 확장을 멈출 수 있다.
일부 실시예에서, 백스톱 부분(214c)의 실질적으로 내향 표면(219a)은 거의 수직일 수 있다(도 10). 일부 실시예에서, 백스톱 부분(214c)의 내향 표면(219a)은 확장 콜릿(210)이 그 완전히 확장된 상태일 때 척(220)의 백스톱(229b)의 수직(또는 실질적으로 수직) 표면 또는 후방 벽(229d)과 접촉할 수 있다. 그러나, 이러한 접촉은 필요하지 않다.
일부 실시예에서, 백스톱 부분(214c)의 실질적으로 상향 표면은 전체적으로 수평일 수 있다. 일부 실시예에서, 백스톱 부분(214c)의 상향 표면은, 확장 콜릿(210)이 그 완전히 확장된 상태에 있을 때 척(220)의 백스톱(229b)의 수평(또는 실질적으로 수평) 표면(예컨대, 세그먼트 알코브(222)의 상측 레지)과 적어도 부분적으로 접촉할 수 있다.
완전히 확장된 상태에서, 확장 콜릿(210)의 콜릿 세그먼트(212)는 척(220)의 백스톱(229b)(예를 들면, 세그먼트 알코브(222)의 상측 레지)과 접촉하는 콜릿 세그먼트(212)의 백스톱 부분(214c)에 의해 제공될 수 있는 한계까지 내내 선회할 수 있다. 완전히 확장된 상태에서, 콜릿 세그먼트(212)는 최대 선회각(예를 들면, 약 45°)에 있을 수 있다.
이러한 방식으로, 각진 선단(216)(예를 들면, 확장 콜릿(210))의 가장 넓은 허용 가능한 직경은 콜릿 세그먼트(212)의 형상 및 확장 콜릿(210)의 콜릿 세그먼트(212)와 척(220)의 맞물림에 의해 제어될 수 있다. 예를 들면, 척(220)의 백스톱(229b)은 콜릿 세그먼트(212)가 최대 선회각 이후에 더 선회하는 것을 방지할 수 있다. 척(220) 및 따라서 백스톱(229b)은 경질의 비압축성 재료를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 백스톱 부분(214c)의 실질적 상향 표면(217a)과 선회 부분(214a) 사이에, 콜릿 세그먼트(212)의 주위면(212b)은 백스톱 부분(214c)의 일부로서 실질적 수직 표면(219a)을 포함할 수 있다. 실질적 상향 표면(217a) 및 실질적 수직 표면(219a)은 거의 직각을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 백스톱 부분(214c)의 실질적 수직 표면(219a)과 실질적 상향 표면(219a) 사이에 형성된 코너(219b)는 확장 콜릿(210)이 그 최대로 확장된 상태에 있을 때 척(220)의 세그먼트 알코브(222)의 후방 벽(229d)과 접촉하도록 구성될 수 있다. 이러한 접촉은, 확장 콜릿(210)이 그 완전히 확장된 상태일 때(예를 들면, 콜릿 세그먼트(212)가 그 최대 선회각까지 선회되었을 때) 척(220)의 백스톱(229b)의 수직 표면, 수평 표면 및/또는 코너와 접촉하는 백스톱 부분(214c)의 실질적으로 내향 표면 및/또는 실질적으로 상향 표면에 추가적으로 또는 대안적으로 이루어질 수 있다.
백스톱 부분(214c)의 실질적으로 내향 표면으로부터 더 반경방향 외측으로 인접하여, 콜릿 세그먼트(212)의 주위면(212b)은 실질적 상향 표면을 포함할 수 있다. 실질적 상향 표면은 백스톱 부분(214c)의 실질적 내향 표면과 대략 직각을 형성할 수 있다. 백스톱 부분(214c)의 실질적으로 내향 표면 및 상기 실질적 상향 표면은 함께 압축 아웃덴트(214e)를 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 압축 아웃덴트(214e)는 확장 콜릿(210)이 (예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이) 그 부분적으로 확장된 상태에 있을 때 척(220)의 압축성 백스톱(227)에 접하도록 구성될 수 있다. 조립 모듈(200)은 척(220)의 상측 부분(220a)과 확장 콜릿(210) 사이에 위치된 압축성 백스톱(227)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 압축성 백스톱(227)은 백스톱 리세스(227a) 내에 배치되거나 끼워질 수 있다. 백스톱 리세스(227a)는 척(220)의 상측 부분(220a)에 있는 넓은 디스크형 돌출부의 하부에 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 백스톱 리세스(227a)는 반원형의 원통형 리세스 또는 하향 U자형을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 압축성 백스톱(227)은 백스톱 리세스(227a)의 반경방향 내향 표면(227c)에 형성된 유지 비드(retention bead)(227b)를 가질 수 있다. 반경방향 내향 표면(227c)은 전체적으로 수직인 반경방향 단면((예를 들면, 횡단면에서 볼 때 원형)을 가질 수 있는 반면, 유지 비드(227b)는 (예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이) 반경방형 단면에서 볼 때 원형의 4분면을 형성할 수 있다. 유지 비드(227b)는 백스톱 리세스(227a)의 반경방향 내향 표면(227c)으로부터 백스톱 리세스(227a)의 반경방향 외향 표면(227d)을 향해(예를 들면, 척(220)의 중심축을 향해) 돌출할 수 있다. 반경방향 내향 표면(227c)과 유사하게, 백스톱 리세스(227a)의 반경방향 외향 표면(227d)은 전체적으로 수직인 반경방향 단면((예를 들면, 횡단면에서 볼 때 원형)을 가질 수 있다. 반경방향 외향 표면(227d)은 척(220)의 상측 레지 또는 백스톱(229b)의 실질적으로 수직인 반경방향 외향 표면의 연장부일 수 있다. 유지 비드(227b)는 압축성 백스톱(227)을 백스톱 리세스(227a) 내의 제자리에 유지하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 백스톱 리세스(227a)의 유지 비드(227b)는 릿지, 범프, 유지 아암, 연장부, 돌출부 등을 포함할 수 있다.
확장 콜릿(210)이 (예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이) 그 비확장 상태에 있을 때, 압축성 백스톱(227)은 확장 콜릿(210)의 집합적 압축 아웃덴트(214e) 위에 수직으로 위치될 수 있어, 압축성 백스톱(227)과 확장 콜릿(210)의 집합적 압축 아웃덴트(214e) 사이에 공간 또는 거리가 있다. 이러한 비확장 상태에서, 압축성 백스톱(227)은 미압축될 수 있다.
확장 콜릿(210)이 (예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이) 그 부분적으로 확장된 상태에 있을 때, 압축성 백스톱(227)은 확장 콜릿(210)의 집합적 압축 아웃덴트(214e)에 인접하여 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)의 압축 아웃덴트(214e)는 압축성 백스톱(227)과 접촉할 때까지 압축성 백스톱(227)과 집합적 압축 아웃덴트(214e) 사이의 공간 또는 거리를 통해 압축성 백스톱(227)을 향해 위쪽으로 회전한다. (예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이) 이 부분적으로 확장된 상태에서, 압축성 백스톱(227)은 압축되지 않거나 적어도 부분적으로 압축될 수 있다.
압축성 백스톱(227)은 일부 실시예에서, 콜릿 세그먼트(212)가 소정의 선회각(또는 용기(202)의 소정의 상향 거리) 동안 선회한 후에 콜릿 세그먼트(212)의 선회에 저항하도록 구성될 수 있어, 용기(202)의 개방 단부(203)의 내면(207)에 대한 마개(204)의 척 벽(242) 상의 선단(216)의 압압력은 압축 아웃덴트(214e)가 압축성 백스톱(227)을 압축할 때 감소된다. 마개(204) 및 콜릿 세그먼트(212)의 립(215)에 대한 용기(202)의 림(205)의 상향력을 유지하면서 용기(202)의 내면(207)에 대한 마개(204)의 압압력을 감소시킴으로써, 마개(204)의 내측 척 벽(242)이 용기(202)의 내면(207)에 대해 완전히 핀치될 수 있도록 하기 전에 마개(204)를 용기(202)의 개방 단부(203)에 완전히 삽입할 수 있다.
내면(207)에 대한 마개(204)의 압압력은 용기(202)에 대한 마개(204)의 더 나은 밀봉을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 압축성 백스톱(227)은 콜릿 세그먼트(212)의 각진 선단(216)이 용기 내면(207)에 너무 많은 압력을 가하여 내면(207)이 왜곡되는 것을 방지할 수 있다. 일 실시예에서, 내면(207)에 대한 마개(204)의 압압력은 약 400 내지 약 500파운드의 압력일 수 있다. 특히 실시예에서, 압압력은 약 475파운드일 수 있다. 일 실시예에서, 용기(202)의 콜릿(210) 내로의 압압력 또는 콜릿(210)의 용기(202)의 림(205) 내로의 압압력은 약 20파운드의 압력일 수 있으며, 이는 내면에 대한 마개(204)의 압압력(총 약 475파운드(예를 들면, 약 1000PSI))으로 전환될 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명은 가해지는 압력의 약 23배 내지 24배의 전환된 압력을 제공한다. 일 실시예에서, 각각의 콜릿 세그먼트(212)는 약 14 내지 15파운드의 압력으로 용기(204)를 압압할 수 있다.
일부 실시예에서, 압축성 백스톱(227)은 발포체, 고무, 실리콘 및/또는 다른 압축성 재료로 만들어진 O-링일 수 있다. 예를 들면, 압축성 백스톱(227)은 3/16 부분 폭, 70A 듀로 및 약 1.6인치의 내경을 갖는 내유성 Buna-N O-링일 수 있다. 소정의 압축 또는 압축 선회각를 통한 압축성 백스톱(226)의 저항 또는 압축성은 용기(202)의 후프 강도 및/또는 양력(lifting force)에 맞춰질 수 있다. 상기 소정의 압축 또는 압축 선회각를 통한 압축성 백스톱(227)의 저항은 용기(202)의 후프 강도보다 낮게 유지될 수 있어, 콜릿 세그먼트(212)의 립(215) 상의 림(205)의 상향력은 용기(202)의 측벽(206)을 손상시키는 일 없이 콜릿 세그먼트(212)를 선회시켜 압축성 백스톱(227)을 압축시킬 수 있다.
도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 용기(202)의 림(205)이 콜릿 세그먼트(212)의 립(215)과 맞물림에 따라, 림(205)의 상향력은, 압축 아웃덴트(214e)의 실질적 상향 표면이 압축성 백스톱(227)과 접촉하기 전에, 콜릿 세그먼트(212)를 소정 선회각 선회시킨 다음에, 백스톱 부분(214c)이 소정의 최대 선회각에서 하드 백스톱(229b)과 접촉하기 전에 압축성 백스톱(227)을 압축하면서 압축 선회각으로 선회시킨다.
리테이너(211)가 소정의 선회각 범위를 통해 반경방향 외향의 실질적 수직 표면(216a)의 압압력을 감소시키는 일부 실시예에서, 조립 모듈(200)은 압축성 백스톱(227) 및/또는 압축 아웃덴트(214e)를 포함하지 않을 수 있다. 대안적으로, 조립 모듈(200)은 상이한 구성을 갖는 압축 아웃덴트(214e)를 가질 수 있다.
콜릿 세그먼트(212), 척(220) 및 압축성 백스톱(227)을 도면을 구체적으로 참조하여 설명하였지만, 본원에 설명된 특징을 달성할 임의의 형상 및/또는 기하 형태가 본 개시에 포함된다는 것을 이해해야 한다.
측면 스톱 부분
일부 실시예에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 측면 스톱 부분(214d)은 서로 다른 반경방향 외향 방향으로 각이진 2개의 표면, 즉 상측 표면(241a) 및 하측 표면(241b)을 포함할 수 있다. (예를 들면, 콜릿 세그먼트(212)가 선회되지 않고 척(220)의 전방 스톱(229a)에 접한 상태) 확장 콜릿(210)의 비확장 상태에서, 측면 스톱 부분(214d)의 상측 표면(241a)은 주변 슬리브(230)의 측면 스톱(238)에 의해 접촉되도록 위치될 수 있다. (예를 들면, 콜릿 세그먼트(212)가 척(220)의 하드 백스톱(229b)에 대해 선회된) 확장 콜릿(210)의 완전히 확장된 상태에서, 측면 스톱 부분(214d)의 하측 표면(241b)은 주변 슬리브(230)의 측면 스톱(238)에 의해 접촉되도록 위치될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 측면 스톱 부분(214d) 및/또는 각각의 콜릿 세그먼트(212)의 평면 측면(212a) 중 하나 또는 둘 모두는 네스팅 러그(nesting lug)(218a) 및 협력 네스팅 함몰부(cooperating nesting depression)(218b)를 포함할 수 있다. 네스팅 러그(218a) 및 함몰부(218b)는, 특히 리테이너(211)가 콜릿 세그먼트(212)의 리테이너 누크(214f) 내에 위치되는 동안 및/또는 콜릿 세그먼트(212)의 선회 부분(214a)이 척(220)의 협력 곡선형 입구(229c)에 삽입되는 동안, 적절한 배향/정렬로 개개의 콜릿 세그먼트(212)를 함께 조립하는 데에 도움이 될 수 있다. 일부 실시예에서, 네스팅 러그(218a) 및 함몰부(218b)는, 고르지 않거나, 찢어지거나, 구부러지거나, 그렇지 않으면 확장 콜릿(210)의 모든 립(215)과 동시에 맞물리지 않는 것과 같은, 용기(202) 상의 결함 림(205)의 경우, 확장 콜릿(210)의 실질적으로 균일한 확장에 도움이 될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 조립 모듈(200)은 조립 로드(235)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 조립 로드(235)는, 용기(202)가 척(220) 및 확장 콜릿(210)을 향해 들어올려짐에 따라(또는 척(220) 및 콜릿(210)이 용기(202)를 향해 이동됨에 따라) 마개(204)를 용기(202) 내에 위치시키고 초기에 삽입할 수 있다. 조립 로드(235)는 원통형일 수 있고, 척(220)의 중공 중앙 부분 내에 동심으로 위치될 수 있다. 조립 로드(235)는 용기(202)에 대한 마개(204)의 적절한 위치 설정을 보장하기 위해 축방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 조립 로드(235)는 용기(202)가 척(220)을 향해 들어올려짐에 따라 마개(204)의 중앙 부분(240)을 용기(202)의 개방 단부(203) 내로 압박하도록 구성될 수 있다. 조립 로드(235)는 센터링 디스크(236)와 일체일 수 있고 및/또는 센터링 디스크(236)를 더 포함할 수 있다. 센터링 디스크(236)는 전체적으로 원통형일 수 있고, 조립 로드(235)보다 더 넓을 수 있다. 센터링 디스크(236)는 마개(204)가 용기(202)의 개방 단부(203) 내로 압박됨에 따라 마개(204)의 중앙 부분(240)과 초기에 접촉하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 조립 로드(235)는 척(220)의 내면 상의 대응하는 나선형 스크류와 맞물릴 수 있는 최외측 표면 상의 나선형 스크류를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 일부 실시예에서, 센터링 디스크(236)는 조립 로드(235)의 외면 상의 나선형 스크류에 대응하도록 구성되는 최내측 표면 상의 나선형 스크류를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 센터링 디스크(236)는 조립 로드와 별개로 축방향으로 이동가능할 수 있다. 즉, 조립 로드(235)는 최대 연장 길이를 가질 수 있고, 센터링 디스크(236)는 조립 로드(235)의 최대 연장 길이보다 더 축방향으로 연장할 수 있다.
일부 실시예에서, 조립 로드(235) 및 센터링 디스크(236)는 마개(204)로부터 조립 모듈(200)을 제거하는 데에 도움이 될 수 있다. 즉, 조립이 완료된 후, 조립 로드(235) 및/또는 센터링 디스크(236)는 척(220)이 용기 조립체(406)로부터 멀리 이동된 후 및/또는 용기 조립체(406)가 척(220)으로부터 멀리 이동된 후에 제자리에 남아 있을 수 있다. 조립 로드(235) 및/또는 센터링 디스크(236)는 마개(204)의 위치설정을 유지할 수 있고, 이어서, 마지막으로 마개(204)의 표면으로부터 해제될 수 있다.
주변 슬리브
도 12(및 다양한 다른 도면들)에 도시된 바와 같이, 조립 모듈(200)은 척(220) 및 확장 콜릿(210)을 둘러싸는 주변 슬리브(230)를 포함할 수 있다. 주변 슬리브(230)는 림(205) 위로 그리고 용기(202)의 측벽(206)의 외면(208) 주위에서 마개(204)의 주변 스커트(209)를 접도록 구성될 수 있다. 도 50 및 도 51은 본원에서 설명한 것과 동일한 방식으로 동작하는 주변 슬리브(230)에 대한 대안적인 구성을 도시한다.
주변 슬리브(230)는 본질상 전체적으로 원통형일 수 있고, 적어도 척(220)의 상단으로부터 대략 척(220) 및 확장 콜릿(210)의 베이스까지 수직으로 연장할 수 있다. 도 50 및 도 51에 도시된 실시예에서, 주변 슬리브(230)는 본체 부분(230b)보다 직경이 좁은 목 부분(230a)을 포함할 수 있다. 목 부분(230a)은 본체 부분(230b)과 일체이거나 및/또는 그 위에 배치될 수 있다. 숄더 부분(230c)이 넥 부분(230a)과 본체 부분(230b)을 연결할 수 있다.
확장 콜릿(210)이 (예를 들면, 도 7, 도 10, 도 11 및 도 15에 도시된 바와 같이) 그 후퇴된/휴지 비확장 상태에 있을 때, 주변 슬리브(230)의 브림(237)이 콜릿 세그먼트(212)의 반경방향 외향 측면 스톱 부분(214d)에 인접하게 배치될 수 있다. 확장 콜릿(210)이 (예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이) 부분적으로 확장된 상태에 있을 때, 주변 슬리브(230)의 브림(237)은 콜릿 세그먼트(212)의 립(215) 아래에 수직으로 배치될 수 있다. 이들 실시예에서, 주변 슬리브(230)는 수직으로 이동하지 않을 수 있다. 대신에, 콜릿 세그먼트(212)의 립(215)은 용기(202)의 림(205)에 의해 위쪽으로 선회되고 위치를 변경한다. 이러한 방식으로, 마개(204)의 주변 스커트(209)가 확장 콜릿(210)의 립(215) 및 용기(202)의 림(205)과 함께 위쪽으로 이동함에 따라, 주변 스커트(209)는 용기(202)의 림(205) 위로 접히고 주변 슬리브(230)와 용기(202)의 측벽(206)의 외면(208) 사이에서 압박되거나 압착된다.
주변 슬리브(230)의 내측 브림 표면(237a)은 브림(237)의 내부 측에 배치될 수 있고 마개(204)의 접힌 주변 스커트(209)와 접촉하도록 구성될 수 있다. 내측 브림 표면(237a)은, 마개(204)의 주변 스커트(209)를 잡아 유지하고 회전 부품에 의해 야기될 수 있는 임의의 미끄러짐을 최소화하기 위해 널링된(knurled) 또는 파지 표면 텍스처를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 내측 브림 표면(237a)은 널링될 필요가 없고 또는 파지 텍스처를 가질 필요가 없다. 이 실시예에서, 스커트(209)는 아래로 접혀 더 작은 원주로 강제될 때, 더 작은 면적을 점유함에 따라 버클되고(buckle), 접히고/주름지는 경향이 있을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 널링된 내측 브림 표면(237a)은 이러한 주름을 반복 가능한 주파수 및 진폭을 갖는 패턴으로 강제할 수 있고, 의도적으로 제조된 것처럼 보일 가능성이 더 높을 수 있다.
일부 실시예에서, 주변 슬리브(230)는 비금속 재료(예를 들면, 플라스틱, 수지)로 형성될 수 있다. 예를 들면, 주변 슬리브(230)는 나일론(예를 들면, 나일론-12) 또는 나일론과 유리의 조합으로 형성될 수 있다. 비금속 재료로 주변 슬리브(230)를 형성하는 것은 유도 가열이 이용되는 실시예에서, 마개(204)를 용기(202)에 융합하는 데에 도움이 될 수 있다.
일부 실시예에서, 주변 슬리브(230)의 내경은 용기(202)의 외경보다 클 수 있다.
일부 실시예에서, 조립 모듈(200)은 척(220)과 주변 슬리브(230) 사이에 위치된 하나 이상의 O-링(예를 들면, O-링(232, 234, 238))을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, O-링(예를 들면, O-링(232, 234, 238))은 발포체, 고무, 실리콘 및/또는 다른 압축성 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 각 O-링(예를 들면, O-링(232, 234, 238))은 3/16 부분 폭, 70A 듀로 및 약 1.6인치의 내경을 갖는 내유성 Buna-N O-링일 수 있다. 일부 실시예에서(도 50 및 도 51 참조), 많은 O-링은 옵션일 수 있다. 예를 들면, 링(211)은 다른 O-링을 생략하고 제공될 수 있다.
주변 슬리브(230)는 척(220)에 대해 O-링(232, 234)을 따라 회전식으로 그리고 측방향으로 이동가능할 수 있다. 주변 슬리브(230)는 척(220)에 대해 축 방향으로 고정 상태인 채 남아있도록 구성될 수 있다. 명확하게 하기 위해, 주변 슬리브(230)가 축방향으로 고정적일 수 있는 반면, 주변 슬리브(230)은 계속해서 그 축을 중심으로 회전할 수 있고 및/또는 머신의 터렛 중심 주위를 회전할 수 있다.
도 37 및 도 38에 도시된 실시예에서, 주변 슬리브(230)는 그 축방향 내측면에 복수의 치형부(231)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이들 치형부(231)는 시스템의 하나 이상의 O-링을 대체할 수 있다. 예를 들면, O-링(232)은 치형부(231)로 대체될 수 있다. 치형부(231)는 일 실시예에서, 슬리브(230)의 내측면(233)으로부터 반경방향 내측으로 연장할 수 있다. 일 실시예에서, 치형부(231)는 슬리브(230)의 전체 수직 거리를 연장할 필요가 없다. 치형부(231)는 슬리브(230)의 내면 내의 불연속 원주 위치에 위치될 수 있다. 예를 들면, 도 37과 반대로, 치형부(231)는 슬리브의 상단 표면(239)까지 연장하지 않을 수 있고, 상단 표면(239)보다 수직으로 더 낮게 위치될 수 있다.
치형부(231)는 축방향 내측으로 배향될 수 있고, 직선형일 수 있고, 각지게 위치될 수 있고 및/또는 0이 아닌 곡률 반경을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 치형부(231)는 나선형 패턴으로 배치된다. 복수 개의 치형부(231)가 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 치형부(231)는 동일한 각도 또는 곡률 반경을 갖는다. 일부 실시예에서, 치형부(231) 중 일부는 상이하거나 교번하는 각도 또는 곡률 반경을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 치형부(231)는 척(220)과 맞물릴 수 있다. 치형부(231)는 척(220)의 목부(221)의 외측면(223)과 접촉하도록 슬리브(230)로부터 연장할 수 있다(도 12 참조). 이 실시예에서, 척(220)의 목부(221)는 척(220)의 나머지(또는 일부)보다 더 좁을 수 있다. 치형부(231)의 선단은 슬리브(230)가 중립 위치에 있을 때 척(220)의 목부(221)와 접촉할 수 있다(도 12). 이러한 치형부(231)/목부(221) 접촉은 외력이 가해지지 않는 한 슬리브(230)를 중립 위치에 유지할 수 있다. 치형부(231)와 목부(221) 사이의 이러한 접촉은, 마개(204)와 용기의 림이 사이에 삽입될 수 있도록 슬리브(230)와 콜릿 세그먼트(212) 사이에 필요한 간격을 제공할 수 있다. 치형부(231)(또는 본원에 또한 포함되는 유사한 기구)가 없으면, 슬리브(230)는 용기의 림의 삽입 전에 부주의하게 측방향으로 이동할 수 있고, 용기의 림 및 마개(204)의 적절한 삽입을 방지하여 잠재적으로 시스템을 방해할 수 있다. 따라서, 슬리브(230)는 롤러(250)와 접촉할 때까지 중립 위치에 유지되고 롤러(250)와의 접촉이 중단된 후 중립 위치로 복귀하는 것이 필수적이다. 치형부(231)는 이러한 위치결정을 보장한다.
치형부(231)는 주변 슬리브(230)를 측방향 중립 및/또는 고정 위치(즉, 도 12)로 부세할 수 있지만, 치형부(231)는 롤러(250)에 의해 압력이 가해질 때 주변 슬리브(230)가 측방향으로 이동할 수 있게 다소 휘어질 수 있다(즉, 도 14). 따라서, 롤러(250)가 슬리브(230)의 외면으로 압압될 때, 적어도, 압력을 받는 슬리브(230)의 부분에 인접한 치형부(231)는 안쪽으로 구부러질 수 있고 슬리브(230)가 축방향(측방향) 안쪽으로 이동하게 할 수 있다. 롤러(250) 및/또는 슬리브(230)가 회전함에 따라, 대응하는 인접한 치형부(231)가 안쪽으로 구부러진다. 마찬가지로, 슬리브(230)의 둘레 부분의 장력이 해제되면, 둘레 방향으로 대응하는 치형부(231)가 중립 위치로 이완될 수 있다. 이 과정은 회전을 통해 반복된다.
일 실시예에서, 치형부(231)는 스프링형 기구를 제공한다. 특정 실시예에서, 치형부(231)는 원하는 방향의 반대 방향으로의 주변 슬리브(230)의 회전 운동을 방지할 수 있다. 예를 들면, 도 36에 도시된 치형부(231)는 슬리브(230)가 반시계 방향으로 회전하는 것을 허용할 수 있지만 시계 방향으로의 회전을 방지할 수 있다. 따라서, 치형부는 한 방향으로 구부러질 수 있지만 다른 방향으로는 구부러지지 않아 이러한 회전을 방지할 수 있다. 다른 실시예에서, 슬리브(230)는 어느 방향으로든 회전할 수 있지만, 치형부의 각도/곡선은 슬리브(230)의 회전과 방향적으로 관련이 있다. 예를 들면, 도 36에 도시된 치형부(231)는 시계 방향으로의 회전을 방지하지 않더라도 반시계 방향으로 회전하는 슬리브(230)용으로 설계될 수 있다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, O-링(234)은 주변 슬리브(230) 내의 하향 표면에 형성된 하향 O-링 리세스 내에 위치될 수 있다. 척(220)의 상측 부분(220a)의 상향 표면은 하향 O-링 리세스 아래에 위치되어 O-링(234)을 제자리에 유지할 수 있다. O-링(232)은 주변 슬리브(230)의 상단 및 내부를 향한 내향 표면에 형성된 내향 O-링 리세스 내에 위치될 수 있다. 척(220)의 목 부분(220c)의 반경방향 외향 표면은 O-링(232)에 인접하여 그 내부에 위치될 수 있고, 이는 O-링(232)을 내향 O-링 리세스 내부에 유지하는 것을 도울 수 있다. 상기 하향 및 내향 O-링 리세스는 약간 네모진 코너가 있는 단순 U자형 단면을 가질 수 있다.
주변 슬리브(230)가 척(220)에 대해 측방향으로 이동함에 따라, O-링(234)은 척(220)의 상측 부분(220a)의 상향 표면을 따라 슬라이딩할 수 있다. 일부 실시예에서, 주변 슬리브(230)가 척(220)에 대해 측방향으로 이동함에 따라, O-링(232)은 척(220)의 목 부분(220c)의 반경방향 외향 표면과 접촉하여, 주변 슬리브(230)의 측방향 운동에 저항하고 압축성 측면 스톱 역할을 할 수 있다.
다른 실시예에서, 하나 이상의 O-링(232, 234, 238)은 적소에 경량의 파형 스프링 강 인서트로 대체될 수 있다. 이러한 실시예에서, 스프링 강 인서트는 설정된 압축 변형이 덜 발생하기 쉬울 수 있고 슬리브(230)가 편심 구동된 후에 슬리브(230)를 더 잘 다시 센터링할 수 있을 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, 하나 이상의 O-링(232, 234, 238)은 축의 측면에 있는 수많은 작은 스프링으로 대체될 수 있다.
롤러
도 12 내지 도 14 및 도 51을 추가로 참조하면, 조립 모듈(200)은 주변 슬리브(230)를 측방향으로 압압하여 용기(202)의 측벽(206)의 외면(208)에 대해 마개(204)의 접힌 주변 스커트(209)의 일부를 압압하도록 구성된 롤러(250)를 포함할 수 있다. 측벽(206)의 외면(208)에 대해 주변 스커트(209)를 압압하는 것은 본원에서 더 상세히 논의되는 융합 공정에 도움이 될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 롤러(250)는 주변 슬리브(230)의 본체 부분(230b)을 측방향으로 압압할 수 있다. 다른 실시예(도 51 참조)에서, 롤러(250)는 주변 슬리브(230)의 목 부분(230a) 및/또는 숄더 부분(230c) 내로 측방향으로 압압할 수 있다. 여하튼, 주변 슬리브(230)의 압박 및 압축 작용은 유사하게 동작한다.
롤러(250)는 압박력을 이용하여 주변 슬리브(230)를 압박하도록 척(220)에 대해 측방향으로 이동하게 구성될 수 있다. 주변 슬리브(230)는 롤러(250)에 의해 압박될 때 확장 콜릿(210) 및/또는 척(220)에 대해 편심으로 시프트하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 롤러(250)가 주변 슬리브(230)에 압박력을 가할 때, 그 압박력은 주변 슬리브(230)를 편심으로 시프트시키고 주변 슬리브(230)의 내측 브림 표면(237a)과 용기(202)의 외면(208) 사이에 마개(204)의 접힌 주변 스커트(209)의 일부를 핀치시킨다.
도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 롤러(250)의 반경방향 외향 표면은 하나 이상의 롤러 O-링을 포함할 수 있다. 롤러 O-링은 롤러(250)의 반경방향 외향 표면(예를 들면, 원주) 둘레에 형성된 곡선형 홈에 꼭 끼워질 수 있다. 일부 실시예에서, 롤러 O-링은 롤러(250)의 외향 원주에 있는 곡선형 홈에 끼워지게 확장가능하고 신장될 수 있다. 이러한 방식으로, 롤러 O-링의 수축력은 롤러 O-링을 홈 내 제자리에 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 일부 실시예에서, 롤러 O-링은 발포체, 고무, 실리콘 및/또는 다른 압축성 재료로 만들어질 수 있다. 롤러(250)가 주변 슬리브(230) 및 척(220)에 대해 측방향으로 이동함에 따라, 롤러 O-링은 주변 슬리브(230)의 실질적으로 수직의 반경방향 외향 표면과 접촉하도록 위치될 수 있다. 주변 슬리브(230) 상의 롤러(250)의 측방향 힘은 롤러 O-링을 적어도 부분적으로 압축시킬 수 있다. 적어도 부분적으로 압축된 롤러 O-링은 주변 슬리브(230) 상에 롤러(250)의 제어된 압압 작용을 제공함으로써 마개(204)의 주변 스커트(209) 및 용기(202)의 외면(208)에 대한 주변 슬리브(230)의 제어된 압압 작용을 제공하는 것을 도울 수 있다.
롤러(250)가 주변 슬리브(230)를 척(220)에 대해 측방향으로 움직이게 함에 따라, 압축성 측면 스톱으로서 작용하는 O-링(232)은 주변 슬리브(230)에 대한 롤러(250)의 압박력에 저항할 수 있다. 롤러(250)의 압박력은 내향 O-링 리세스의 반경방향 내향 표면이 척(220)의 목 부분(220c)의 반경방향 외향 표면에 대해 O-링(232)을 압축하게 할 수 있다. 이러한 방식으로, O-링(232)은 주변 슬리브(230)에 의해 야기되는 척(220)에 대한 임의의 손상을 최소화하는 것을 도울 수 있다. 추가로, O-링(232)의 저항은 마개(204)의 주변 스커트(209) 및 용기(202)의 외면(208)에 대한 주변 슬리브(230)의 제어된 압압 작용에 도움이 될 수 있다.
또한, 롤러(250)는 자유롭게 회전하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 롤러(250)가 용기(202)의 회전 속도와 실질적으로 동기하여 회전하는 주변 슬리브(230)와 접촉함에 따라, 롤러(250) 역시 회전하여 롤러(250)와 주변 슬리브(230) 사이의 임의의 손상 또는 속도저하 마찰력을 최소화할 수 있다.
확장 콜릿(210)은 척(220)과의 맞물림을 통해 롤러(250)의 압박 작용에 저항하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 용기의 후프 강도는 롤러의 압박 작용에 추가로 저항하여, 그 제조된 직경을 유지하도록 작용할 수 있다. 일부 실시예에서, 조립 모듈(200)은, 특히 확장 콜릿(210)의 콜릿 세그먼트(212)를 선회시키도록 존재하는 마개(204) 및/또는 용기(202)가 없을 때, 확장 콜릿(210)에 대해 주변 슬리브(230)를 시프트시키는 롤러(250)의 압박 작용에 의해 야기될 수 있는 임의의 손상을 최소화하기 위해 외주 슬리브(230)와 확장 콜릿(210) 사이에 위치된 측면 스톱(238)(예를 들면, 압축성 O-링)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 확장 콜릿(210)은 확장 콜릿(210)의 콜릿 세그먼트(212)가 용기(202)의 상향력을 필요로 하지 않으면서 자동으로 시프트하도록 시스템과 타이밍되고 및/또는 동기화될 수 있다.
조립 후, 마개(204)는 용기(202)의 림(205)에 대해 아래쪽으로 수직으로 카운터싱크되어 바닥 부분 및 카운터싱크 부분(244)을 형성한다. 카운터싱크 부분(244)은 용기(202)의 개방 단부(203)의 내면(207)에 대해 접히고 압압되는 척 벽(242)을 포함한다. 바닥 부분은 용기(202)의 개방 단부(203)에 걸쳐 신장되고 그에 삽입되는 중앙 부분(240)을 포함한다. 바닥 부분 및 카운터싱크 부분(244)은 각각 (예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이) 용기(406)의 림(205) 아래에서 연장할 수 있다. 일부 실시예에서, 조립 후, 마개(204)는 용기(202)의 림(205) 위로(및 둘레에서) 압압 및/또는 접힌 주변 스커트(209)를 포함하는 외측 포장 부분(outer wrapped portion)을 형성할 수 있다. 외측 포장 부분은 또한 용기(202)의 측벽(206)의 외면(208)에 대해 압압된 주변 스커트(209)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 조립 모듈(200)의 척(220) 및 확장 콜릿(210)은 용기(202) 위에 위치하지만, 다른 배향도 가능하다는 점에 유의해야 한다. 예를 들면, 척(220) 및 확장 콜릿(210)은 축방향으로 수평으로 정렬될 수 있고, 용기(202)는 옆으로 향한 배향 상태로 운반되고 왼쪽 및/또는 오른쪽으로부터 척(220)을 향해 이동된다. 또 다른 예로서, 척(220) 및 확장 콜릿(210)은 약 45° 또는 다른 각도로 아래쪽 및 측면을 향하도록 장착될 수 있는 반면, 용기(202)는 실질적으로 동등한 각도로 척(220) 및 확장 콜릿(210)에 운반되어, 마개(204)를 갖는 용기(202)의 조립 중에, 확장 콜릿(210)을 갖는 각각의 용기(202)를 축방향으로 정렬시킨다.
경질 종이 기반 복합재 용기 및 종이 기반 단부 마개 측면에서 개시되었지만, 조립 모듈(200)과 함께 사용되는 용기(202) 및 마개(204)는 다른 재료(예를 들면, 플라스틱, 금속, 펄프, 수지)로 만들어질 수 있다.
도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 조립 모듈의 동작은, 콜릿 세그먼트가 선회되지 않은 척 상에 안착하는 비확장 상태에서 확장 콜릿을 초기에 포함할 수 있다. 용기가 척을 향해 축 방향으로 이동함에 따라, 용기의 림은 확장 콜릿을 작동시켜, 척의 구조가 콜릿 세그먼트가 더 이상 선회하는 것을 방지하는 완전히 확장된 상태에 확장 콜릿이 도달할 때까지, 각각의 선회점을 중심으로 콜릿 세그먼트를 선회시킨다. 일부 실시예에서, 척 및/또는 확장 콜릿은, 콜릿 세그먼트가 최대 선회각에 도달하기 전 어떤 지점에서 콜릿 세그먼트의 선회에 저항하는 저항 특징부(예를 들면, 압축성 백스톱(227))를 포함할 수 있다. 상기 저항 특징부는, 용기가 척을 향해 축방향으로 계속 이동함에 따라, 확장 콜릿이 용기의 내면에 대한 마개의 제어된 압압 작용을 제공하도록 할 수 있다.
마개(204)가 함몰형 마개(recessed closure)인 실시예에서(도 2d 참조), 마개(204) 및 용기(202)의 내부 측벽(207)에 대한 확장 콜릿의 압력은 용기(202)의 내부 측벽(207)에 대해 마개(204)의 제2 변형된 표면(204d)을 밀봉하기에 충분하다. 이 실시예에서, 용기의 림(205) 위로 접히는 마개(204)의 부분(즉, 스커트)은 없다. 일 실시예에서, 본원에 기술된 확장 콜릿 시스템의 이점은, (측벽의) 다양한 직경 및 두께를 갖는 용기 및 다양한 직경 및 두께를 갖는 마개와 함께 사용될 수 있다는 것이다. 이 시스템은 하나의 용기 세트를 닫고 밀봉한 다음, 나중에 상이한 용기 측벽 두께, 상이한 용기 직경, 상이한 마개 두께 및/또는 상이한 마개 직경을 갖는 상이한 세트의 용기를 닫고 밀봉하는 데 사용될 수 있다. 이는 둘 이상의 용기 유형에 활용될 수 있는 동적 시스템을 제공한다. 일 실시예에서, 확장 콜릿 시스템은 총 조립된 벽 두께의 25%만큼을 나타낼 수 있는 ± 0.25mm 공차 내에서 0.010mm의 두께를 갖는 용기 및 마개를 효과적으로 닫고 밀봉할 수 있다. 이는 상당히 적은 재료 두께 변화를 필요로 하는 당업계에 알려진 장비에 비해 상당한 개선이다.
그러나, 다른 실시예에서, 용기가 척을 향해 축방향으로 이동하여 완전히 확장된 상태로 작동시키는 동안, 용기(202)의 림(205)은 마개의 주변 스커트(209)를 주변 슬리브(230)의 브림(237a)을 지나도록 강제하여, 마개의 주변 스커트(209)를 주변 슬리브의 내측 브림 표면과 용기의 외면(208) 사이에서 용기의 림(205) 둘레에 접는다.
일부 실시예에서, 확장 콜릿이 그 완전히 확장된 상태로 된 후에(예를 들면, 용기가 확장 콜릿을 완전히 작동시키고 더 이상 척을 향해 축 방향으로 이동하지 않을 때), 롤러가 척을 향해 측방향으로 이동함에 따라, 롤러 O-링이 주변 슬리브의 외부를 압박한다. 롤러의 측방향 압박력은 주변 슬리브를 척의 중심축에 대해 편심으로 시프트시켜, 마개의 접힌 주변 스커트를 주변 슬리브의 내측 브림 표면과 용기의 외면 사이에서 압압한다. 그 후 롤러는 초기 위치로 복귀하기 위해 척으로부터 멀리 측방향으로 이동할 수 있어, 주변 슬리브가 척의 중심축에 대해 스스로 다시 센터링할 수 있게 한다. 마개(204)가 도 2d에 도시된 바와 같이 용기 본체(202) 내에 함몰된 실시예에서, 롤러 및 주변 슬리브는 임의의 중간 마개 부분(즉, 스커트) 없이 용기의 외부 측벽(208)에 대해 동작할 수 있다. 마개(204)가 도 2d에 도시된 바와 같이 용기 본체(202) 내에 함몰된 다른 실시예에서, 롤러 및 주변 슬리브는 존재하지 않을 수 있고 및/또는 동작되지 않을 수 있다.
마개가 용기(202)와 완전히 조립되어 용기 조립체(406)가 된 후에, 용기 조립체는 척(220)으로부터 멀리 축방향으로 이동할 수 있다. 용기 조립체(406)가 척(220)으로부터 멀리 축방향으로 이동함에 따라, 콜릿 세그먼트(212)는 비확장 상태에서 그 위치로 다시 선회할 때 용기 조립체의 종단부에 안착할 수 있다.
도 42 및 도 43은 롤러(250) 및 주변 슬리브(230) 구성의 대안적인 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 롤러(250)가 주변 슬리브(230)의 측벽(249)을 압압하기보다는(도 15 참조), 대신에 롤러(250)는 주변 슬리브(230)의 목 부분(247)을 압압한다. 따라서, 이 실시예에서, 주변 슬리브(230)의 목 부분(247)은 주변 슬리브(230)의 나머지 부분보다 원주 방향으로 더 좁다. 롤러(250)가 주변 슬리브(230)의 목 부분(247)에 가하는 반경방향 내향 압력은 본원에서 설명한 작용을 일으키기에 충분하다. 또한 이 구성은 후술하는 융합 모듈에 더 많은 공간을 제공할 수 있다. 이러한 구성은 융합 모듈이 용기의 밀봉 가장자리(슬리브(230) 외부)에 인접하여 위치될 수 있도록 할 수 있다.
융합 모듈
다른 실시예에서, 시스템은 마개(204)(예를 들면, 종이 기반 단부 마개)를 용기(202)(예를 들면, 경질의 복합재 캔)에 융합하기 위한 융합 모듈(300)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 융합 모듈(300)은 조립 모듈(200)과 통합될 수 있어, 마개(204)는 조립 및 압압 방법과 동시에 용기(202)에 융합될 수 있다. 일부 실시예에서, 융합 모듈(300)은 조립 모듈(200)에 물리적으로 통합되는 유도 코일(302)을 포함할 수 있어서, 마개(204)는 조립 및 압압 방법과 유도 코일(302)의 조합을 이용하여 용기(202)에 융합될 수 있다. 상기한 바와 같이, 융합 모듈(300)은 마개(204)를 용기(202)에 융합시키기 위해 유도 가열 기술을 채용할 수 있다. 이러한 실시예에서, 융합 모듈(300)은 적어도 하나의 유도 코일(302)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 유도 히터는 고주파 교류가 통과하여 고주파 교류 전자기장을 생성하는 코일을 포함할 수 있다. 마개(204) 및/또는 용기(202)의 금속층은 이 교류 전자기장에 노출되며, 이는 금속의 저항으로 인해 주울 열을 일으키기 위해 금속 내에 와전류(푸코(Foucault) 전류라고도 함)를 유도한다. 이어서, 이러한 금속층의 가열은 마개 및/또는 측벽 상의 임의의 열밀봉성 재료(들)를 비롯하여, 금속과 접촉하는 임의의 것으로의 전도에 의한 열 전달을 야기한다.
일 실시예에서, 코일(들)(302)의 유도 에너지를 용기(202)/마개(204)를 향해 호닝하거나 포커싱하는 데 복합재 도체(304)가 이용될 수 있다. 도 42 및 도 43에 도시된 바와 같이, 복합재 도체(304)는 코일(302)로부터 용기(202)/마개(204)를 향하여 에너지 및 자기장 라인을 지향시키고 반사시키는 곡선형 본체를 구비할 수 있다. 복합재 도체(304)의 특정 곡률은 코일(302)의 설계에 기초할 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 복합재 도체(304)는 반달, U자형 또는 C자형을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복합재 도체(304)는 연속적이거나 불연속적일 수 있는 하나 이상의 섹션을 가질 수 있다. 예를 들면, 2개의 코일(302)이 존재하는 경우, 2개의 개별 복합재 도체(304)가 사용될 수 있다.
복합재 도체(304)는 복합재에 부유된(suspended) 철 재료를 포함할 수 있으며, 이는 그 후 소성되어 원하는 형태로 경화된다. 즉, 복합재 도체(304)는 당업계에 공지된 임의의 도체를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 복합재 도체(304)는 유도 코일(302)에 고정될 수 있다. 차례로 코일(302)은 주변 슬리브(230)에 인접할 수 있다.
일 실시예에서, 마개(204)는 적어도 하나의 금속 또는 금속화된 층 및 적어도 하나의 열밀봉성 층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 용기 측벽(206)은 적어도 하나의 금속 또는 금속화된 층 및 적어도 하나의 열밀봉성 층을 포함할 수 있다. 금속층(들)이 유도 가열에 의해 가열되면, 열밀봉성 층(들)은 전도에 의해 가열되고, 이는 열밀봉성 재료를 연화시키거나 용융시킨다.
일부 실시예에서, 이음새의 유도 가열에 이은 냉각(전자기장의 중단시 또는 코일로부터 멀어지는 용기의 이동시 빠르게 발생함)의 결과, 마개(204)와 용기(202)의 측벽(206) 사이에 2개의 열 융합 영역이 생길 수 있다. 측벽(206)의 내면(207)과 측벽(206)에 평행하게 놓이고 밀접하게 접촉하는 척 벽(242)의 일부 사이에 내측 시일이 있을 수 있고, 측벽(206)의 외면(208)과 조립 전 마개(204)의 주변 스커트(209)이었던 것의 일부 사이에 외측 시일이 있을 수 있다. 마찬가지로, 도 2d에 도시된 바와 같은 함몰된 실시예에서, 유도 가열 시스템은 용기(202)의 내면(207)에 대해 제2 변형된 부분(204d)만을 열적으로 융합할 수 있다.
일 실시예에서, 유도 코일은 시스템의 밀봉 기능을 최적화하는 방식으로 배치될 수 있다. 이러한 코일 배치의 예가 도 19 내지 도 35에 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 유도 코일은 단일 턴 코일을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 코일 구성은 헤어핀 코일이다. 일부 실시예에서, 도 45에 도시된 바와 같이, 코일은 직사각형 단면을 갖는 코일과 같이, 평평해진 코일을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 유도 코일은 대략 0.1 내지 1.0초 동안 열을 가한다. 다른 실시예에서, 유도 코일은 대략 0.3 내지 0.6초 동안 열을 인가한다.
일부 실시예에서, 본 개시의 척(220) 및/또는 확장 콜릿(210)은 그러한 요소의 가열/과열을 피하기 위해 금속이 아니다(예를 들면, 폴리머 재료를 포함할 수 있다). 일부 실시예에서, 유도 밀봉 후에, 용기(202)는 밀봉되고 챔버로부터 배출될 준비가 된다.
본원에 기재된 본 개시의 많은 수정 및 다른 실시예는 본 개시가 속하는 기술 분야의 당업자에게 전술한 설명 및 관련 도면에 제시된 교시의 이점을 갖는다는 것이 떠오를 것이다. 따라서, 본 개시는 개시된 특정 실시예에 제한되지 않고 변형 및 다른 실시예는 첨부된 청구 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것을 이해하여야 한다. 본원에서 특정 용어가 사용되더라도, 이들은 일반적이고 설명적인 의미로 사용되며 제한의 목적으로 사용되지 않는다.

Claims (29)

  1. 적어도 하나의 용기와 적어도 하나의 마개를 조립하기 위한 조립 모듈로서,
    척;
    확장 콜릿(expanding collet);
    액추에이터
    를 포함하며,
    상기 척은, 림에 의해 둘러싸인 개방 단부를 포함하는 상기 용기와 축방향 정렬하도록 구성되며,
    상기 확장 콜릿은, 상기 척과 맞물리고 또한 복수의 선회 콜릿 세그먼트를 포함하며,
    각각의 선회 콜릿 세그먼트는 선회점을 중심으로 반경방향 외측으로 동시에 선회하도록 구성되며,
    상기 확장 콜릿은,
    상기 용기의 개방 단부의 림에 의해 맞물리도록 위치된 립(lip), 및
    상기 콜릿 세그먼트가 반경방향 외측으로 선회함에 따라 상기 용기의 내벽에 대해 상기 마개의 카운터싱크 부분(countersink portion)을 압압하도록 성형되고 또한 상기 립으로부터 반경방향 내측에 위치된 각진 선단(angled tip)
    을 포함하며,
    상기 액추에이터는, 상기 용기와 상기 척이 축방향으로 합쳐지게 하도록 구성되며,
    상기 용기와 상기 척이 축방향으로 합쳐짐에 따라, 상기 림은 상기 콜릿 세그먼트의 립과 맞물리고 또한 상기 콜릿 세그먼트의 각진 선단을 상기 용기의 내벽을 향해 외측으로 피봇시켜, 상기 마개를 상기 용기의 개방 단부 내로 압박하고 상기 마개의 카운터싱크 부분을, 상기 콜릿 세그먼트의 각진 선단과 상기 용기의 내벽 사이에서, 압압하는 것인, 조립 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 척과 상기 확장 콜릿을 둘러싸며 또한 상기 림 위에서 그리고 상기 용기의 외벽 주위에서 상기 마개의 주변 스커트를 접도록 구성된 주변 슬리브
    를 더 포함하는 조립 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 주변 슬리브는 상기 용기의 외경보다 큰 내경을 갖는 것인, 조립 모듈.
  4. 제2항에 있어서, 상기 주변 슬리브는, 상기 마개의 접힌 주변 스커트와 접촉하도록 구성된 파지 표면 텍스처를 갖는 내측 브림(inner brim)을 더 포함하는 것인, 조립 모듈.
  5. 제2항에 있어서, 상기 주변 슬리브는 비금속 재료로 형성되는 것인, 조립 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 척과 상기 주변 슬리브 사이에 위치된 적어도 하나의 O-링
    을 더 포함하고, 상기 주변 슬리브는 상기 척에 대해 O-링을 따라 회전식으로 그리고 측방향으로 이동 가능한 것인, 조립 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 척에 대해 측방향으로 이동하고 또한 상기 마개의 접힌 주변 스커트의 일부에 대해 상기 주변 슬리브를 압박하도록 구성된 적어도 하나의 롤러
    를 더 포함하는 조립 모듈
  8. 제7항에 있어서, 상기 용기는 상기 적어도 하나의 롤러에 대해 축방향으로 회전되게 구성되는 것인, 조립 모듈.
  9. 제7항에 있어서, 상기 확장 콜릿은 상기 롤러의 압박 작용에 저항하는 것인, 조립 모듈.
  10. 제7항에 있어서, 상기 주변 슬리브는, 상기 적어도 하나의 롤러에 의해 압박될 때, 상기 확장 콜릿 및 상기 척에 대해 편심으로 시프트(shift)하도록 구성되는 것인, 조립 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 척과 상기 확장 콜릿 내부에 동심으로 위치되고, 상기 용기와 상기 척이 축방향으로 합쳐짐에 따라 상기 마개의 중앙 부분을 상기 용기의 개방 단부 내로 압박하도록 축방향으로 이동하게 구성되는 조립 로드(assembly rod)
    를 더 포함하는 조립 모듈.
  12. 제11항에 있어서, 상기 조립 로드는, 상기 마개가 상기 용기의 개방 단부 내로 압박됨에 따라 상기 마개의 중심과 접촉하는 센터링 디스크(centering disc)를 더 포함하는 것인, 조립 모듈.
  13. 제1항에 있어서, 상기 복수의 콜릿 세그먼트가 상기 선회점을 중심으로 반경방향 외측으로 선회함에 따라, 상기 확장 콜릿의 직경이 증가하는 것인, 조립 모듈.
  14. 제13항에 있어서, 상기 직경은 상기 콜릿의 전체 직경의 약 5%만큼 증가하는 것인, 조립 모듈.
  15. 제14항에 있어서, 상기 확장 콜릿의 직경이 상기 확장 콜릿의 최대 직경으로 증가하면, 상기 복수의 콜릿 세그먼트의 각진 선단의 외경은 상기 용기의 내경과 실질적으로 동일한 것인, 조립 모듈.
  16. 제1항에 있어서, 상기 용기는 종이 기반인 것인, 조립 모듈.
  17. 제1항에 있어서, 상기 마개는 종이 기반인 것인, 조립 모듈.
  18. 제1항에 있어서, 상기 척은 축방향으로 고정적(stationary)인 것인, 조립 모듈.
  19. 제1항에 있어서, 상기 주변 슬리브는 축방향으로 고정적인 것인, 조립 모듈.
  20. 제1항에 있어서,
    사전에 정해진 선회 거리 후에 상기 복수의 콜릿 세그먼트의 선회에 저항하도록 위치된 압축성 백스톱(backstop)
    을 더 포함하는 조립 모듈.
  21. 제20항에 있어서,
    사전에 정해진 2차 선회 거리 후에 상기 복수의 콜릿 세그먼트의 선회를 방지하도록 위치된 2차 백스톱
    을 더 포함하고, 상기 사전에 정해진 2차 선회 거리는 사전에 정해진 압축 전에 발생하는 것인, 조립 모듈.
  22. 제1항에 있어서, 상기 각진 선단의 길이는, 조립 시, 상기 용기의 개방 단부 내에서의 상기 마개의 카운터싱크 깊이와 상관되는 것인, 조립 모듈.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 확장 콜릿은 상기 복수의 콜릿 세그먼트를 반경방향 내측으로 선회시키도록 구성된 확장성 리테이너(retainer)를 더 포함하고,
    상기 용기의 개방 단부의 림은 사전에 정해진 확장을 통해 상기 리테이너의 부세력보다 큰 후프 강도(hoop strength)를 갖는 것인, 조립 모듈.
  24. 제1항에 있어서, 콜릿 세그먼트 각각의 선회점은 상기 확장 콜릿이 상기 척과 맞물리는 곳에 위치되는 것인, 조립 모듈.
  25. 제1항에 있어서, 상기 확장 콜릿은 비금속 재료로 형성되는 것인, 조립 모듈.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 콜릿 세그먼트들 사이에 잔해물이 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 확장 콜릿의 각진 선단과 립 둘레에 배치된 멤브레인
    을 더 포함하는 조립 모듈.
  27. 제26항에 있어서, 상기 멤브레인은 실리콘 및 고무 중 적어도 하나로 형성되는 것인, 조립 모듈.
  28. 제1항에 있어서, 상기 립은 상기 용기의 림과 접촉하도록 구성된 실질적으로 수평인 표면을 포함하는 것인, 조립 모듈.
  29. 제1항에 있어서, 상기 각진 선단은 상기 립에 가까운 단부와 상기 립에서 먼 단부를 구비하고, 상기 각진 선단은, 상기 확장 콜릿이 각진 선단의 원위 단부에서의 직경보다 큰 각진 선단의 근위 단부에서의 직경을 갖도록 각이 지는 것인, 조립 모듈.
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