Главная страница >> Статьи >> Техническая документация >> Патент США на устройство для закупорки бутылок

Бюро патентов Соединенных Штатов. Уильям Пейнтер (William Painter), Балтимор, Мэриленд. Устройство для закупорки бутылок. Спецификация к патенту № 468,258 датированному 2 февраля 1892 г. Дата документа: 16 июня 1890 г. № документа. 355,603. (Без макета).

Всем, кого это может касаться: Извещаю, что я, Уильям Пэйнтер (William Painter), из города Балтимор, штат Мэриленд, изобрел некие новые полезные усовершенствования для закупорки бутылок; и настоящим заявляю что данная спецификация, в сочетании с рисунками, являющимися неотъемлемой ее частью, ясно, точно и полно описывают мое изобретение.

Для использования любым способом закупорки, как в форме пробки, диска, или комбинации диска и пробки, для употребления на бутылочной горлышке, я изобрел металлические крышки для укупорки, воплощающие в себе некоторые новые характеристики, позволяющие им быть крайне эффективными и недорогими настолько, что их можно выбрасывать сразу после однократного использования, кроме того ни перемещение, ни процесс открытия не принесет материального ущерба пробкам.

Металлические крышки изобретенные и широко использованные прежде, делались из различных типов металла и имели различные формы кромки; но представленная крышка своей формой насколько мне известно отличается от всех остальных, имеет непрерывную наклонную кромку, которая тем не менее является упругой как радиально, так и по окружности, одновременно создает эффект сжатия и растяжения, что дает возможность приспособить ее бутылочным горлышкам больших и малых размеров, так как хорошо известно, что бутылки одного и того же размера более или менее отличаются размерами горлышек.

Прежде всего, крышки или "капсулы" состоят из тонкого металла имеющего сплошную или наклонную кромку; но они не эластичны, и имеют возможность противостоять небольшим давлениям, когда находятся на бутылочном горлышке. Другие основные крышки, выполненные из более толстого металла, имеют продолговатую или непрерывную кромку, практически не способны быть растянутыми на горлышке; однако, также как и капсулы, способны растягиваться на линии диаметра, но не являются эластичными по окружности, и следовательно при диаметральном растяжении кромки происходит сжатие и в других местах кромки. Непрерывная кромка моей крышки может расширяться диаметрально без соответствующего сжатия, потому что она эластична по окружности, что дает ей возможность легко сжиматься и разжиматься. Так как в лучшей своей форме, моя крышка имеет рифление, проходящее через всю или значительную часть кромки, параллельное оси симметрии крышки.

Моя пробка может быть использована для жидкостей закрытых под максимальным давлением, потому что имеет особую способность к герметичному закрытию из-за непрерывного распределения металла вдоль всей кромки; но в том случае если кромка не сплошная (имеет разрывы) можно быть уверенным, что разлитая в бутылку жидкость будет сохраняться там только при низком давлении. Упомянутое рифление не только служит важной цели безопасной адаптации к точности размера горлышка бутылки, варьирующемуся как своим внешним диаметром, так и точным расположением плеча крепления, но и после закупорки бутылки с усилием, кромка крышки сохраняет свое рифление на линии фиксирующего контакта с горлышком бутылки, что исключает опасность взаимодействия жидкости с металлом. Однако это рифление не обязательно должно первоначально присутствовать на кромке крышки, поскольку ценные результаты будут достигнуты если кромка крышки не будет иметь рифление до того момента как она вступит в фиксированный контакт с окружностью плеча бутылочного горлышка через диск уплотнителя. Независимо от того, какой интервал в пространстве имеет рифление кромки, линия фиксации с горлышком является более или менее упругой, что позволяет при необходимости временно использовать уже снятую с бутылки пробку повторно. Распространенные ранее крышки из мягкого металла использовали рифление кромки исключительно в декоративных целях, и эти рифления были расположены в верхней части крышки, а нижняя часть оставалась плоской, расширенной, а иногда имеющей разрывы для обеспечения равномерного контакта с горлышком. Крышки из более толстых листов металла, такого как жесть, также имели расширяющуюся металлическую кромку, а нижняя грань кромки имела декоративное достаточно короткое рифление, не имеющее такой же упругости по окружности как мое изделие; более того, декоративность их первична, рифленые жестяные крышки не производились для использования в комбинации бутылочными горлышками имеющими специальное плечо для фиксации, а также не были приспособлены для загиба кромки и для получения фиксирующего контакта с подобного рода плечом для фиксации, в отличие от крышек отраженных в моем настоящем изобретении.

Рифление кромки моей крышки не только защищает характерные стягивающие возможности, но также каждый внутренний сегмент этого рифления приспособлен для взаимодействия с соответствующими областями фиксирующего плеча бутылки. В то же время, радиальная и продольная жесткость этого рифления позволяет сдерживать давление, направленное на внешнюю поверхность кромки, что необходимо для сохранения областей металла внутренних сегментов рифления в согнутом состоянии и для обеспечения фиксации на упомянутом плече.

Мои крышки, при правильном их применении, с подходящими дисками уплотнения, способны успешно выдерживать давление газа до 150 фунтов/дюйм2, и это первые крышки (исключая резьбовый принцип), требующие специальных средств для быстрого и легкого удаления их с бутылки. Другими словами, вместо того что бы отрывать фрагменты крышки, как это обычно бывает у крышек из мягкого металла, или постепенно отсоединять специальные крепления, которые присутствуют в некоторых типах пробковых держателей, мои крышки настолько прочны, сконструированы и обжаты так, что для их удаления с бутылки можно использовать разные типы рычагов или штопоров. Мои крышки являются первыми,  будучи одетыми на бутылку, нижней частью своей кромки образующие специальную грань, после применения некоего рычага к которой, бутылка быстро открывается.

Для достижения лучших результатов, в моих крышках я использовал в качестве листового металла жесть для консервов и, что более предпочтительно, жесть с покрытием, известную как "кровельная" жесть.

Как уже было показано выше, я уверен, что пробковые держатели из пластин жестких металлов, снабженные прерывистыми кромками с целью получения набора "пальцев", каждый из которых своей нижним концом загибался внутрь для взаимодействия с кольцевым плечом горлышка бутылки. Некоторые из упомянутых первых крышек имели две или три "руки", имевших рифление на нижних своих частях прижатых внутрь, а крайне нижние концы этих "рук" образовывали упругие "пальцы" в точках контакта с фиксирующим плечом бутылки. Эти "руки" и "пальцы" взаимодействовали с фиксирующим плечом по принципу задвижки. Как уже было сказано, такие крышки, однако, не могут быть использованы с дисками уплотнения, потому что будучи спрессованными, под воздействием давления они торчали бы по периметру в точках между упомянутыми "руками", а следовательно нарушался бы эффект равномерного контакта с верхней частью горлышка. Мои крышки полностью закрывают диск уплотнения по периметру и таким образом удерживают его от расширения, вызванного нахождением диска под прессом, и кроме того, позволяют обеспечить герметичное взаимодействие как с верхней частью горлышка, так и с прилегающей уходящей вниз поверхностью бутылки. Те из моих крышек, которые имеют разрывы кромки, образующие серии свисающих "рук" отличаются от любых других подобных крышек, тем что каждая "рука" имеет рифление, приспособленное и соответствующее контуру фиксирующего плеча бутылки, а следовательно вариации, которые не проявляются в форме и позиции указанного плеча не вызывают и не могут вызывать никаких вариаций во взаимоотношении верхней части крышки через верхнюю поверхность диска уплотнения на фиксирующее плечо для обеспечения плотного контакта.

В моем заявлении на Патент поданном 5 ноября 1889 г. №329314, я раскрыл и заявил о новом прокладке в виде диска совокупности спрессованных гранул пробкового дерева или другой подходящей для этой цели древесины и льняного масла, и именно этот способ я предпочитаю всем остальным. Я обнаружил, однако, что в случаи пива, которое обычно пастеризуется в бутылке после закрытия, требуется наличие тонкого покрытия, которое при нагревании не будет смещаться или прилипать к горлышку бутылки, будет гладким и свободным от всяких вкусов и запахов, а также фактически позволит диску быть более эффективным, вследствие больше герметичности. После многочисленных экспериментов я обеспечил такое покрытие внутренней поверхности диска с помощью специального средства - гуттаперчи, полное его описание будет приведено ниже. 

После описания нескольких форм моих крышек и методов их изготовления и использования, показанных на сопроводительных рисунках, возможности считающиеся новыми будут описаны в нескольких прилагаемых ниже параграфах пунктов патентной формулы.

На рисунках 1, 2 и 3 проиллюстрирована одна из моих крышек в лучшем своем представлении, показанная соответственно сверху, сбоку и в диаметральном разрезе. Рис. 4 иллюстрирует предпочтительную форму диска уплотнителя. Рис. 5 иллюстрирует бутылочное горлышко в своей лучшей форме для использования с моей крышкой. На Рис. 6 и 7, сбоку и в сечении, показана вышеуказанная крышка на бутылке. На Рис. 8 изображена в вид сбоку одна из моих крышек, также как и крышка на Рис. 1 имеющая кромку с симметричным рифлением, но это рифление захватывает кромку не полностью. Рис. 9 показывает пробку, изображенную на Рис. 8, одетую на бутылочное горлышко. Рис. 10 иллюстрирует вид сбоку одной из моих крышек, имеющую расширяющуюся кромку, с более-менее неравномерным рифлением. Рис. 11 показывает пробку, изображенную на Рис. 10, одетую на бутылочное горлышко. На Рис. 12 сбоку показана крышка имеющая плоскую кромку, частично вертикальную, частично наклоненную, которая воплощает в себе идею моего изобретения только возможностью загибать свою кромку для получения фиксирующего контакта с плечом горлышка, как это показано на Рис. 13, где кромке придается рифленая форма для обеспечения фиксации. На Рис. 14 сбоку показана еще одна моя крышка имеющая плоскую кромку, которая воплощает в себе идею моего изобретения только возможностью загибать свою кромку для получения фиксирующего контакта с плечом горлышка, как это показано на Рис. 15, где металл кромки имеет четкое рифление на линии фиксирующего контакта с горлышком, как это четко показано в сечении на Рис. 16.

Крышка A (показанная на Рис. 1, 2 и 3) сама по себе и обжатая на бутылке в своей лучшей форме воплощает в себе несколько свойств моего изобретения. Кромка этой пробки имеет симметричное рифление проходящее по всей ее площади и параллельное оси пробки. В целях дать более подробное описание отметим выпуклые и вогнутые ребра рифления как a1 и a2 соответственно. Эти пробки штампуются из стальных дисков. Сталь должна позволять делать рифление кромки без каких-либо разрывов или чрезмерных растяжений металла, следовательно может быть использован материал дешевых ценовых категорий. Длина и глубина кромки может варьироваться, однако я предпочитаю чтобы она была настолько узкой, насколько позволяет совместимость с бутылочным горлышком имеющим кольцеобразное фиксирующее плечо расположенное недалеко от горлышка, достаточное прочное чтобы обеспечить безопасность готового изделия.

Бутылочное горлышко B, Рис. 5, приспособленное для использования моих крышек может варьироваться в форме, однако оно должно иметь правильное расстояние между верхом бутылки b и фиксирующим плечом b1. Расположение этого фиксирующего плеча относительно верхней грани бутылки зависит от использованного материала для уплотнения (затычка, диск или корковая пробка) и от глубины или длины кромки крышки. Другими словами, либо фиксирующее плечо должно быть расположено определенным образом, либо кромка пробки должна иметь соответствующую длину и глубину, в результате чего после помещения крышки с диском уплотнения на бутылку, кромка крышки будет расположена так, что при обжатии пробки внутренние грани рифления a2 обеспечат крепление на фиксирующем плече. В своей лучшей форме горлышко бутылки также имеет кольцевую наклонную поверхность b2 расположенную между верхней гранью бутылки и фиксирующим плечом. Грань этого плеча также угловая, слегка округлая в целях придания ей большей прочности и того чтобы избежать сколов и трещин во время сильного воздействия на нее части кромки пробки; фиксирующее плечо также характеризуется тем, что под ним присутствует небольшая выемка. Под этой выемкой и плечом бутылка имеет внешне-округлую поверхность, форма верхней части которой b3 зависит или может зависеть от точки опоры устройства для открытия пробок. Вышеописанная бутылка, помещенные на верхнюю часть бутылки крышка с находящимся внутри нее диском C, и пресс прилагаемый к крышке, позволяют получить хорошо сжатый диск с встроенной в него верхней частью бутылки b, а после применения пресса к периметру кромки крышки, каждая внутренняя грань рифления кромки загибается для обеспечения фиксирующего контакта с плечом, и эти участки изгибов металла a4 на каждой внутренней грани рифления кромки захватывают фиксирующее плечо и прочно и точно фиксируют крышку с диском в сжатом состоянии. Диск удобно расположенный внутри крышки и диск с вдавленной в него верхней частью бутылки не могут расширятся от прилагаемого давления, следовательно контакт с бутылкой у диска неодинаков, ближе к краю он слабее чем напротив верха бутылки. Это четко показано на Рис. 7: Необходимое внутреннее давление для обеспечения безопасного фиксирующего контакта может быть достигнуто разными способами, внешние части рифления кромки крышки имеют достаточную радиальную прочность чтобы воздействовать на внутренние части рифления и позволять им выдерживать силу достаточную для эффективного обжатия фиксирующего плеча, а также свободно занимать выемку внизу плеча и находится в плотном контакте с фиксирующим плечом. Нижняя часть кромки пробки обжатой на бутылке c будет настолько далеко от поверхности бутылки, что открывашка без труда сможет сорвать крышку с бутылки, а металл крышки достаточно прочный для того чтобы сопротивляться разрезам и деформациям во время этой операции. Как, например, пунктирной линией показано на Рис. 6, крючкообразный рычаг может быть приложен к грани кромки c, направленное вниз движение противоположного конца легко и быстро открывает бутылку. Грань кромки c также подходит и для сдвоенных открывашек-рычагов, которые будут легко захватывать бутылочное горлышко между своими зубцами, следовательно закругленная поверхность b3 будет использоваться как точка опоры для открывашки-рычага в извлечении крышки.

Бутылочные открывашки, изобретенные мной, приспособленные для удаления крышек через взаимодействие с гранями их кромок, будут описаны в отдельном документе патента. Эти грани кромок на крышках, используемые в сочетании с бутылкой, несомненно являются новшеством и имеют материальную цену в части процесса открытия бутылки; но такие грани полностью не зависят от рифления кромки, кроме того контур нижней части любого рифления представляется достаточным для надежного взаимодействия с открывашкой. Как видно из рисунков, металл на кромке в плоскости фиксации с бутылкой является рифленым, следовательно между любыми двумя точками фиксирующего контакта расположен интервал, где фиксирующий контакт отсутствует, а следовательно существует относительная свобода металла в текущих точках контакта, что позволяет расположить эти точки так, что исключает опасность повреждения стекла на фиксирующем плече b1; но эти преимущества абсолютно не зависят ни от глубины первоначального рифления кромки, ни от симметричности первоначального рифления, ни даже от наличия самого первоначального рифления, а только от того, что крышка имеет кромку приспособленную быть обжатой для обеспечения фиксирующего контакта с фиксирующим плечом на бутылке, и эта кромка, при эксплуатации в комбинации с бутылкой, является более или менее рифленой на линии фиксирующего контакта. Например, на пробке A1, как показано на Рис. 8, кромка расширяется и имеет симметричное рифление лишь на нижней ее части; но при помещении крышки на бутылочное горлышко с достаточным давлением, и при применении давления к внешним зубцам рифления, внутренние участки рифления обеспечивают эффективное взаимодействие с фиксирующим плечом бутылки, как показано на Рис. 9, а нижняя грань c располагается настолько далеко от соответствующей поверхности стекла, что открывашка может легко с ней взаимодействовать.

У следующего типа крышек A2, изображенного на Рис. 10, имеется расходящаяся кромка, в своей нижней части содержащая первоначальное рифление, но более или менее нерегулярное, в отличие от крышек описанных выше. Эта крышка, в сочетании с бутылкой, как показано на Рис. 11, имеет согнутую кромку для обеспечения фиксирующего контакта с фиксирующим плечом, и металл кромки, осуществляющий фиксацию, имеет рифление напротив линии фиксирующего контакта, а нижняя грань кромки c позволяет взаимодействовать с бутылочной открывашкой.

У крышки типа A3, изображенной на Рис. 12, рифление первоначально отсутствует совсем. Однако в сочетании с бутылкой, как показано на Рис. 13, нижняя часть кромки получает неравномерное рифление в результате ее загиба внутрь для обеспечения контакта с фиксирующим плечом бутылки. Металл кромки получает рифление начиная с линии фиксирующего контакта, как и в предыдущих примерах, а нижняя грань кромки c имеет подобную проекцию, позволяющую надежно взаимодействовать с открывашкой.

Так же как и предыдущий образец, крышка A4, показанная на Рис. 14, имеет ровную не расширяющуюся к низу кромку без первоначального рифления; но в комбинации с бутылкой, показанной на Рис. 15, части кромки приобретают радиальные выемки, расположенные на одинаковых расстояниях друг от друга. Эти выемки обеспечивают желаемое фиксирующее взаимодействие с фиксирующим плечом и придают металлу рифление исключительно на линии фиксирующего контакта, как это показано на Рис. 16, оставляя  проекцию нижней грани кромки c, подобно другим крышкам, надежно взаимодействовать с открывашкой.

Теперь предельно ясно, что крышки, показанные на Рис. 14 и 15, должны быть сделаны из жестких металлов и что их кромки должны быть приспособлены после обжатия обеспечить фиксирующий контакт с бутылкой. Также я не полагаю что эти крышки являются новыми в форме и конструкции, но я верю что они впервые выполнены из жесткого листового металла, приспособлены для вышеописанной службы, а также представляют радикальное и ценное новшество при использовании в сочетании с диском уплотнения и бутылкой, имеющей фиксирующее плечо, и более того, вместе с рифленым металлом на кромке, имеющим равномерные зазубрены вдоль всей окружности до или на линии фиксирующего контакта, а также с нижней гранью кромки настолько жесткой и имеющей контур, выполняющий роль точки опоры для открывашки, что позволит открывашке просто отсоединить крышку от бутылки. И в итоге, каждая кромка этих крышек ограничивает диск уплотнения от бокового расширения, вызванного сжатием, и тем самым защищает равномерный фиксирующий контакт не только с самым верхом бутылки, но и горлышка в целом. Это взаимодействие между диском и бутылкой сохраняется постоянно, пока сохраняется это сжатие и сгиб кромки в сторону фиксирующего плеча бутылки. Любая из этих крышек, удаленная с бутылки, может быть легко повторно использована для временного закрытия, так как фиксирующий контакт будет восстановлен простым ударом по верхней части крышки. Это связано с тем, что кромка каждого образца пробки достаточно гибкая и элластичная для того что бы быть открытой без серьезных повреждений, а следовательно, при возвращении крышки на горлышко, надежно будет сохранять герметичность между диском уплотнения и бутылкой.

Становится очевидно, что помимо открывашек специальной формы способных без труда откупорить крышку, любой инструмент с тонкой гранью или нож может сделать это путем воздействия на грань кромки c, и что для использования штопора в центре каждой крышки сделано отверстие d, которое позволяет штопору войти в диск уплотнения, и это также является новшеством. В некоторых типах моих крышек присутствует кольцо на верхней части, что зафиксировано в патенте 329,314. В некоторых случаях желательно чтобы грань кромки была полностью утоплена в выемку, располоежнную ниже фиксирующего плеча, что практически исключает наличие грани кромки и следовательно обеспечивает большую силу сопротивления, например для транспортировки в тропические страны некоторых видов солодовых ликеров. Именно в для таких случаев для открытия бутылки может быть использовано специальное вышеназванное кольцо или отверстие в центре крышки для применения штопора. Также очевидно, что в то время как все проиллюстрированные рифленые крышки будут в состоянии обеспечить наличие четкой, устойчивой, жеской грани кромки, некоторые из них, будучи сильно обжатыми на линии центра выемки горлышка, будут иметь внизу сплошной участок кромки, выполненной по существу плоской и соединенной с поверхностью горлышка ниже выемки.

Я предпочитаю иметь кромки моих крышек сплошными и непрерывными, так как крышки с равномерными разрывами кромки, ранее описанные в моих предыдущих документах, могут выдерживать только относительно низкие давления напитков.

Я показал всего один диск уплотнения. Но на самом деле могут быть использованы различные формы, а также различные материалы и их характеристики. Тем не менее, я предпочитаю плоские, выполненные в виде диска из гранулированной древесины и резины практически без вкуса и запаха, так как это описано в вышеизложенном документе. Я обнаружил, однако, что для использования с пивом, проходящим процесс пастеризации, диски должны иметь дополнительный слой уплотнения, способный успешно противостоять повышению температуры, не прилипать к горлышку, иметь глянцевую поверхность, и естественно не иметь вкуса и запаха. Я нашел материал удовлетворяющий всем этим условиям, подходящий для изготовления слоя e, это правильно приготовленная гуттаперча. Отличие этого материала заключается в его исключительной герметичности, прочности и эластичности. Гуттаперча не требует вулканизирующих компонентов или процессов, не имеет вкуса и запаха, может принимать жидкую консистенцию, при расстворении в ароматическом бензоле, который является очень летучим, также не имеющем вкуса и запаха. Вкус и запах практически исключаются при правильном хранении материала, из которого выполнен диск.

Я верю, что проиллюстрированное бутылочное горлышко также содержит ряд новшеств и полезных свойств, которые будут описаны в отдельном Патенте.

Описав выше свое изобретение, я заявляю как новое и прошу защитить Патентом —

  1. Комбинацию, главным образом описанную выше, бутылки с кольцеобразным фиксирующим плечом, диска уплотнения и металлической крышки, окружающей диск и имеющей кромку, загнутую в направлении упомянутого плеча для обеспечения фиксирующего контакта, и имеющую грань, отстаящую от поверхности стекла таким образом, что открывашка без труда может удалить крышку с бутылки.
  2. Комбинацию бутылки с кольцеобразным фиксирующим плечом на своей верхней части и кромки крышки из жесткого металла, загнутой под этим плечом с получением фиксирующего контакта с ним, а также имеющей грань нижней части, позволяющей применять к ней открывашку в качестве рычага для открытия бутылки.
  3. Комбинацию, главным образом описанную выше, бутылки с кольцеобразным фиксирующим плечом, диска уплотнения и крышки из жесткого металла, имеющей кромку, окружающую диск, а также имеющую рифление кромки на линии фиксирующего контакта.
  4. Комбинацию, бутылки с горлышком имеющим кольцеобразное фиксирующее плечо, диска уплотнения и металлической крышки, окружающей диск, имеющей кромку с рифлением, проходящим через существенную ее часть, внутренние грани которого загнуты на фиксирующем плече так как описано выше.
  5. Комбинацию, бутылки с горлышком имеющим кольцеобразное фиксирующее плечо, диска уплотнения и металлической крышки, имеющей непрерывную кромку с рифлением, звенья которого выполнены параллельно с осью симметрии крышки, внутренние грани которого загнуты напротив соответствующей поверхности фиксирующего плеча для обеспечения фиксации.
  6. Крышку, сделанную из листового металла, и имеющую непрерывную кромку с рифлением, звенья которого выполнены параллельно с осью симметрии крышки, посредством чего эта кромка приобретает необходимую диаметральную и круговую упругость, позволяющую использовать одну и ту же крышку на бутылках с различными диаметрами горлышек.
  7. Крышку, сделанную из листового металла, и имеющую непрерывную кромку с рифлением, звенья которого выполнены параллельно с осью симметрии крышки, и внутренние грани которого во время использования крышки загибаются на фиксирующем плече бутылки.
  8. Комбинацию, металлической крышки с кромкой, приспособленной для загиба на фиксирующем плече бутылки, и диска уплотнения, имеющего внешний слой из гуттаперчи для укрепления диска и предотвращения его прилипания к горлышку бутылки.
  9. Комбинацию, бутылки с горлышком имеющим кольцеобразное фиксирующее плечо, диска уплотнения и металлической крышки, имеющей непрерывную кромку, согнутую вдоль всей окружности таким образом, что образуется нижняя грань кромки, описанная выше.

УИЛЬЯМ ПЕЙНТЕР (WILLIAM PAINTER). 
Свидетели: В. Р. Александер (V. R. Alexander), Оррин Пейнтер (Orrin C. Painter).

 



Перевод: Житник А.А.

Дата создания: , Дата изменения: 2009-10-16