Концевой элемент для контейнера (варианты) - RU2283265C2

Чертежи

Показать все 7 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к концевым элементам или крышкам для состоящих из двух частей металлических контейнеров для пива и напитков, имеющим неотделяемую рабочую панель. Конкретнее настоящее изобретение относится к усовершенствованным приемам формования для изготовления легкой концевой крышки.

Обычные концевые элементы или крышки для контейнеров для пива и напитков имеют центральную стенку, которая имеет разрушаемую панель (иногда называемую «отрывной панелью», «открывающей стенкой» или «наливной стенкой»), очерченную бороздкой, образованной на наружной поверхности - «потребительской стороне» - концевой крышки. Популярные «экологические» баночные концы предназначены обеспечить способ открывания конца посредством излома имеющего бороздки металла стенки, при этом не допуская отделения никаких частей конца. Например, наиболее распространенный конец для такого контейнера для напитков имеет отрывную стенку, которая удерживается на конце посредством не имеющей бороздок поворотной части, соединяющей отрывную стенку с остальной частью конца, и заклепку для прикрепления рычажного язычка, предназначенного для открывания отрывной стенки. Этот тип конца контейнера, обычно называемый концом с «остающимся язычком», имеет отрывную стенку, которая очерчена бороздкой в форме неполного кольца, с не имеющей бороздки частью, служащий в качестве удерживающей части металла на линии поворота отрывной стенки.

Контейнером обычно является образованная вытяжкой и рихтовкой металлическая банка, обычно изготовленная из тонколистового алюминия. Кроме того, концевые крышки для таких контейнеров обычно изготавливают из отрезанного куска тонколистового алюминия или стали, из которого формуют заготовку конца и изготавливают готовую крышку способом, часто называемым отделкой конца. Эти концы изготавливают способом, при котором вначале получают отрезанный кусок тонколистового металла, а затем формуют из него заготовку конца и отделывают ее в концевую крышку, которая может быть закатана на контейнере. Такие контейнеры и/или концы могут быть изготовлены из пластмассы и иметь сходную конструкцию с неотделимыми частями, обеспечивающими возможность открывания, хотя в настоящее время это не является популярной альтернативой.

В течение многих лет используют эти типы экологических концов контейнеров с «остающимся язычком», которые имеют удерживаемый язычок и отрывную стенку самых разных форм и размеров. На всем времени использования таких концов изготовители стремятся снизить расход металла посредством уменьшения толщины листового металла концов и язычков. Однако поскольку концы используют для контейнеров с содержимым, находящимся под давлением и иногда подвергающимся пастеризации, то существуют условия, вызывающие большие напряжения в частях конца во время пастеризации, перевозки и при открывании пользователем. Эти условия ограничивают допустимое уменьшение толщины листового металла конца и затрудняют изменение конструктивных характеристик конца, например, уменьшением толщины листового металла или толщины оставшегося металла в бороздке, очерчивающей отрывную стенку.

Содержимое контейнера, находящееся под давлением, часто вызывает вздутие конца. Кроме того, содержимое, находящееся под давлением, отжимает язычки вверх. Существует максимально допустимое расстояние, на которое язычок может сместиться, не проходя вверх над остальной частью контейнера. Это называется поднятием язычка над утором. Это поднятие язычка над утором приводит к возникновению нежелательных проблем, при которых отрывная стенка преждевременно отламывается во время доставки к потребителю контейнеров, наполненных напитками.

По мере того как изготовители уменьшают толщину металла, используемого для изготовления концов, все большей проблемой становится вздутие концов и поднятие язычка над утором.

Следовательно, технической задачей настоящего изобретения является создание концевого элемента или крышки для контейнера, имеющего улучшенную способность противостоять вздутию конца и поднятию язычка над утором.

Такая техническая задача решается за счет того, что концевой элемент для контейнера, имеющий центральную стенку с внутренней стороной и наружной стороной, имеющей средство для открывания отрывной стенки, согласно изобретению содержит вогнутую панель, утопленную в центральную панель и имеющую контур, образованный первой и второй отстоящими концевыми частями, соединенными первой и второй боковыми стенками, бороздку ослабления на вогнутой панели, образующую внешний периметр отрывной панели и имеющую участок вблизи первой отстоящей концевой части вогнутой панели, где первая отстоящая концевая часть включает в себя вершину и первый и второй дугообразные участки, соединяющие вершину с первой и второй боковыми стенками вогнутой панели соответственно, причем расстояние между первым и вторым дугообразными участками определено множеством постепенно увеличивающихся секущих отрезков, расположенных на расстоянии от вершины и бороздка ослабления имеет первый конец и второй конец, соединенный с первым концом криволинейной частью, включающей в себя по существу дугообразный переходный участок вблизи вершины вогнутой панели и образованный множеством постепенно увеличивающихся хордовых отрезков, расположенных на расстоянии от вершины вогнутой панели, при этом отношение множества постепенно увеличивающихся секущих отрезков к постепенно увеличивающимся хордовым отрезкам увеличивается по соответствующим длинам первого и второго дугообразных участков первой концевой части вогнутой панели.

Предпочтительно расстояние между контуром вогнутой панели и бороздкой ослабления находится в диапазоне от 0,06 дюйма до 0,10 дюйма.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит заклепку, расположенную на вогнутой панели и выполненную с возможностью неразъемного прикрепления к этой панели язычка, при этом язычок имеет переднюю часть, покрывающую, по меньшей мере, часть отрывной панели, и подъемный конец, противоположный передней части, а также чеканную часть, наружная периферия которой расположена вокруг заклепки, на которой бороздка ослабления имеет участок, отделенный от внутренней стороны центральной панели оставшейся толщиной, и бороздка ослабления содержит выпускной участок, расположенный на чеканной части и вблизи заклепки, и отрезок, определяемый остальной утолщенной частью, расположенной за пределами периферии чеканной части, при этом отрывная панель в ответ на приложение оттягивающего усилия к подъемному концу язычка сначала открывается на выпускном участке.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит выпускную штамповку вблизи отрезка бороздки ослабления, образованной остальной утолщенной частью, для приложения сжимающего усилия к отрезку бороздки ослабления, образованному утолщенной оставшейся частью.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит изломостойкую бороздку вблизи бороздки ослабления, при этом выпускная чеканка пересекает изломостойкую бороздку.

Предпочтительно центральная панель имеет наружную периферийную краевую часть, включающую в себя ступенчатую часть, имеющую, по меньшей мере, первое закругление панели, соединенное со вторым закруглением панели.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит часть с желобком, соединенную с центральной панелью посредством части наружного периферийного края, причем желобок содержит внутреннюю стенку, изогнутую часть и наружную стенку, при этом изогнутая часть имеет внутреннюю дугообразную часть, соединенную с наружной дугообразной частью по кольцевому основанию, внутренняя стенка имеет верхнюю часть, соединенную с наружной периферийной краевой частью центральной панели, и нижнюю часть, соединенную с внутренней частью изогнутой части, и наружная стенка имеет нижнюю часть, соединенную с наружной частью изогнутой части, часть с изгибом, наклоненную наружу от центральной панели, и верхнюю часть, при этом изгиб расположен на первой высоте над кольцевым основанием, а второе закругление стенки расположено на второй высоте, которая превышает первую высоту.

Техническая задача также решается за счет того, что концевой элемент для контейнера с кольцевой боковой стенкой имеет периферийный закаточный край, выполненный с возможностью неразъемного соединения с боковой стенкой и имеющий центральную стенку в виде панели с внутренней стороной и наружной стороной, при этом наружная сторона имеет средство для открывания отрывной панели, согласно изобретению содержит заклепку, размещенную в центральной панели и выполненную с возможностью неразъемного прикрепления язычка к этой панели, при этом язычок имеет переднюю часть, перекрывающую, по меньшей мере, часть отрывной панели, и подъемный конец, противоположный передней части, чеканную часть, по существу окружающую заклепку и имеющую наружную периферию, бороздку ослабления в центральной панели, образующую внешний периметр отрывной панели и имеющую участок, отделенный оставшейся толщиной от внутренней стороны центральной стенки, выпускной участок, расположенный вблизи заклепки, при этом часть выпускного участка расположена на чеканной части, так что отрывная панель в ответ на приложение оттягивающего усилия к подъемному концу язычка сначала открывается на выпускном участке, и отрезок бороздки ослабления, образованный остальной утолщенной частью, расположенной за периферией чеканной части и ограниченной на противоположных концах участками бороздки ослабления, имеющими оставшуюся толщину меньшую, чем оставшаяся толщина отрезка бороздки ослабления.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит выпускную чеканку вблизи отрезка бороздки, образованного остальной утолщенной частью, для приложения сжимающего усилия к отрезку бороздки, образованному остальной утолщенной частью.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит изломоустойчивую бороздку вблизи бороздки ослабления, при этом выпускная чеканка пересекает изломоустойчивую бороздку.

Предпочтительно выпускная чеканка расположена за периферией чеканной части, по существу окружающей заклепку.

Предпочтительно отрезок бороздки ослабления, образованный оставшейся утолщенной частью, полностью расположен за периферией чеканной части, по существу окружающей заклепку.

Предпочтительно центральная панель имеет наружную периферийную краевую часть, включающую в себя ступенчатую часть, имеющую, по меньшей мере, первое закругление стенки, соединенное со вторым закруглением стенки.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит часть с желобком, соединенную с центральной панелью наружной периферийной краевой частью, причем желобок содержит внутреннюю стенку, изогнутую часть и наружную стенку, изогнутая часть содержит внутреннюю дугообразную часть, соединенную с наружной дугообразной частью по кольцевому основанию, внутренняя стенка содержит верхнюю часть, соединенную с наружной периферийной краевой частью центральной стенки, и нижнюю часть, соединенную с внутренней частью изогнутой части, и наружная стенка имеет нижнюю часть, соединенную с наружной частью изогнутой части, часть с изгибом, наклоненную наружу от центральной стенки, и верхнюю часть, при этом изгиб расположен на первой высоте над кольцевым основанием, а второе закругление стенки расположено на второй высоте, которая превышает первую высоту.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит вогнутую панель, утопленную в центральную панель и имеющую контур, образованный первой и второй отстоящими концевыми частями, соединенными первой и второй боковыми стенками, причем первая отстоящая концевая часть содержит вершину и первую и вторую изогнутые участки, соединяющие вершину соответственно с первой и второй боковыми стенками, при этом расстояние между первым и вторым изогнутыми частями определяется множеством постепенно увеличивающихся секущих отрезков, расположенных на расстоянии от вершины, криволинейная часть бороздки ослабления содержит по существу дугообразную переходную часть вблизи по существу дугообразной вершинной части вогнутой панели, причем по существу дугообразная переходная часть образована множеством постепенно увеличивающихся хордовых отрезков, расположенных на расстоянии от вершины первой концевой части вогнутой стенки, при этом отношение длин множества постепенно увеличивающихся секущих отрезков к длинам постепенно увеличивающимся хордовым отрезкам увеличивается по соответствующим длинам первого и второго дугообразных участков первой концевой части вогнутой панели.

Предпочтительно в концевом элементе остальная утолщенная часть содержит первый участок и второй участок, и остальная часть, расположенная на первом участке, имеет большую толщину, чем остальная часть, расположенная на втором участке.

Предпочтительно первый участок расположен вблизи чеканной части, по существу окружающей заклепку.

Техническая задача, кроме того, решается за счет того, что концевой элемент для контейнера согласно изобретению содержит центральную панель, имеющую наружную сторону, противоположную внутреннюю сторону и наружную периферийную краевую часть, которая включает в себя ступенчатую часть, имеющую первое закругление панели, соединенное со вторым закруглением панели, желобок, соединенный с центральной панелью посредством наружной периферийной краевой части и содержащий внутреннюю стенку, изогнутую часть и наружную стенку, причем изогнутая часть содержит внутреннюю дугообразную часть, соединенную с наружной дугообразной частью по кольцевому основанию, внутренняя стенка содержит верхнюю часть, соединенную с наружной периферийной краевой частью центральной панели, и нижнюю часть, соединенную с внутренней частью изогнутой части, и наружная стенка содержит нижнюю часть, соединенную с наружной частью изогнутой части, часть с изгибом, наклоненную наружу от центральной стенки, и верхнюю часть, при этом изгиб расположен на первой высоте над кольцевым основанием, а второе закругление панели расположено на второй высоте, которая превышает первую высоту, и закаточный завиток, соединенный с верхней частью наружной стенки для присоединения концевого элемента к контейнеру.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит заклепку, утопленную в центре центральной панели и выполненную с возможностью неразъемного прикрепления язычка к этой панели, чеканную часть, по существу окружающую заклепку и имеющую наружную периферию, бороздку ослабления на центральной панели, образующую внешний периметр отрывной панели и имеющую первый конец и второй конец, соединенный с первым концом криволинейной частью, и содержащую участок, отделенный оставшейся частью от внутренней стороны центральной панели, выпускной участок, часть которого расположена в чеканной части вблизи заклепки, при этом отрывная панель в ответ на приложение оттягивающего усилия к подъемному концу язычка сначала открывается на выпускном участке, и отрезок бороздки ослабления, образованный остальной утолщенной частью и расположенный на выпускном участке и за периферией чеканной части.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит выпускную чеканку вблизи отрезка бороздки ослабления, образованного остальной утолщенной частью, для приложения сжимающего усилия к отрезку бороздки ослабления, образованному остальной утолщенной частью.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит изломоустойчивую бороздку вблизи бороздки ослабления, при этом выпускная чеканка пересекает изломоустойчивую бороздку.

Предпочтительно выпускная чеканка расположена за периферией чеканной части, по существу окружающей заклепку.

Предпочтительно концевой элемент дополнительно содержит вогнутую панель, утопленную в центральную панель и имеющую контур, образованный первой и второй отстоящими концевыми частями, соединенными первой и второй боковыми стенками, причем первая отстоящая концевая часть содержит вершину и первый и второй дугообразные участки, соединяющие вершину соответственно с первой и второй боковыми стенками, при этом расстояние между первым и вторым дугообразными участками определяется множеством постепенно увеличивающихся секущих отрезков, расположенных на расстоянии от вершины, криволинейная часть бороздки ослабления содержит по существу дугообразную переходную часть вблизи по существу изогнутой вершинной части вогнутой панели, причем по существу дугообразная переходная часть определяется множеством постепенно увеличивающихся хордовых отрезков, расположенных на расстоянии от вершины вогнутой панели, и отношение длин постепенно увеличивающихся секущих отрезков к длинам постепенно увеличивающихся хордовых отрезков увеличивается по соответствующим длинам первого и второго дугообразных участков первой концевой части вогнутой панели.

Техническая задача, помимо того, решается за счет того, что концевой элемент для контейнера согласно изобретению содержит центральную панель, имеющую внутреннюю сторону и наружную сторону, отрывную панель и средство для открывания отрывной панели, вогнутую панель, утопленную в центральную панель и имеющую первую и вторую отстоящие концевые части, соединенные первой и второй боковыми стенками, причем первая отстоящая концевая часть имеет вершинную часть на самом наружном относительно второй отстоящей концевой части участке первой отстоящей концевой части, бороздку ослабления на вогнутой панели, образующую внешний периметр отрывной панели и имеющую дугообразную переходную часть вблизи соединения вершинной части первой отстоящей концевой части вогнутой панели с ее первой изогнутой частью, при этом расстояние между контуром вогнутой панели и бороздкой ослабления увеличивается на отрезке между дугообразной переходной частью и первой изогнутой частью вогнутой панели.

Предпочтительно расстояние между вогнутым контуром и бороздкой ослабления превышает 0,05 дюйма.

Предпочтительно расстояние между вогнутым контуром и бороздкой ослабления составляет от 0,05 дюйма до 0,10 дюйма.

Предпочтительно бороздка ослабления имеет вторую изогнутую часть, соединенную с первой изогнутой частью посредством дугообразной переходной части, в которой расстояние между контуром вогнутой части и бороздкой увеличивается на отрезке между дугообразной переходной частью и второй изогнутой частью.

Техническая задача решается и за счет того, что концевой элемент для контейнера согласно изобретению содержит центральную панель, имеющую внутреннюю сторону и наружную сторону, причем наружная сторона имеет отрывную панель и средство для открывания отрывной панели, вогнутую панель, утопленную в центральную панель и имеющую первую и вторую отстоящие концевые части, соединенные первой и второй боковыми стенками, при этом первая отстоящая концевая часть имеет вершинную часть на самом наружном по отношению ко второй отстоящей концевой части участке первой отстоящей концевой части, бороздку ослабления на вогнутой панели, образующую внешний периметр отрывной панели и имеющую дугообразную переходную часть вблизи соединения вершинной части первой отстоящей концевой части вогнутой панели с ее второй изогнутой частью, при этом расстояние между контуром вогнутой панели и бороздкой ослабления увеличивается на отрезке между дугообразной переходной частью и второй изогнутой частью вогнутой панели.

Предпочтительно расстояние между контуром вогнутой панели и бороздкой ослабления постепенно увеличивается между дугообразной переходной частью и второй изогнутой частью вогнутой панели.

Предпочтительно бороздка ослабления имеет первую изогнутую часть, соединенную со второй изогнутой частью посредством дугообразной переходной части, в которой расстояние между контуром вогнутой панели и бороздкой ослабления увеличивается на отрезке между дугообразной переходной частью и первой изогнутой частью.

Предпочтительно расстояние между контуром вогнутой панели и бороздкой ослабления постепенно увеличивается между дугообразной переходной частью и первой изогнутой частью.

Предпочтительно расстояние между контуром вогнутой панели и бороздкой ослабления постепенно увеличивается между дугообразной переходной частью и второй изогнутой частью, а также между дугообразной переходной частью и первой изогнутой частью.

Предпочтительно расстояние между контуром вогнутой панели и бороздкой превышает 0,05 дюйма.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут ясны из дальнейшего описания, взятого в совокупности с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 - вид сверху баночного конца согласно настоящему изобретению без язычка,

фиг.1А - вид сверху баночного конца на фиг.1 с прикрепленным к нему язычком,

фиг.2 - частичный вид сверху баночного конца на фиг.1,

фиг.3А - частичный вид в разрезе по 3А-3А на фиг.2,

фиг.3В - частичный вид в разрезе по 3В-3В на фиг.2,

фиг.4 - вид в разрезе баночного конца на фиг.1 по 4-4,

фиг.5 - частичный вид вогнутой панели согласно настоящему изобретению,

фиг.6 - вид сверху баночного конца согласно настоящему изобретению без язычка.

Хотя это изобретение допускает его воплощение во многих разных формах, на чертежах показаны и здесь будут подробно описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, подразумевая, что настоящее описание изобретения необходимо рассматривать как пояснение примерами сущности изобретения и что оно не преследует цель ограничивать широкий аспект изобретения показанными вариантами его осуществления.

Конец контейнера согласно настоящему изобретению является концевым элементом 10 с остающимся язычком, обладающим улучшенными физическими свойствами, включая прочность. Согласно настоящему изобретению по существу предлагается легкий концевой элемент 10, который воплощает в себе физические характеристики и свойства, требующиеся на рынке контейнеров для напитков, как это будет объяснено ниже.

В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1-6, концевой элемент 10 для контейнера (не показан) имеет центральную стенку 12 в виде панели, имеющую закаточный завиток 14 для соединения стенки с контейнером. Контейнером обычно является тянутая и правленая металлическая банка, обычно изготовленная из тонколистового алюминия или стали, как например, обычные сосуды для пива и напитков. Концевые крышки для таких контейнеров обычно делают из вырезанного куска тонколистового алюминия или стали с формованием в заготовку конца и изготовлением готового конца способом, часто называемым отделкой конца. В варианте осуществления изобретения, показанном на фигурах, центральная панель 12 соединяется с контейнером закаточным завитком 14, который соединяется с сопрягаемым завитком контейнера. Закаточный завиток 14 концевой крышки 10 выполнен за одно целое с центральной панелью 12 посредством части с желобком 16, которая соединена с наружным периферийным краем 18 центральной панели 12. Средство этого типа для соединения центральной панели 12 с контейнером в настоящее время является обычным средством для соединения, используемым в промышленности, и вышеописанную конструкцию получают в процессе формования заготовки конца из вырезанного куска металлического листа до процесса отделки конца. Однако с настоящим изобретением могут быть применены другие средства для соединения центральной панели 12 с контейнером.

Наружный периферийный край 18 центральной панели 12 обычно чеканят для придания дополнительной прочности баночному концу 10. Чеканка - это деформационное упрочнение металла между инструментами. Металл обычно сдавливают между двумя инструментами, как правило, между верхним и нижним инструментами.

Центральная панель стенка 12 имеет смещаемую отрывную панель 20, определяемую криволинейной ломкой бороздкой 22 с примыкающей изломоустойчивой бороздкой 24 на отрывной панели 20 и неломкой поворотной частью 26. Эта поворотная часть 26 образована по существу прямой линией между первым концом 28 и вторым концом 30 ломкой бороздки 22. Отрывная панель 20 в центральной панели 12 может быть открыта, т.е. ломкая бороздка 22 может быть разорвана, а отрывная панель 20 - перемещена в положение под углом к остальной части центральной панели 12, при этом отрывная панель 20 остается соединенной с возможностью поворота поворотной частью 26 с центральной панелью 12. При этой операции открывания отрывная панель 20 отгибается под углом, поскольку она открывается посредством смещения из плоскости панели 12.

Первый и второй концы 28, 30 ломкой бороздки 22 соединены криволинейной частью 32. Криволинейная часть 32 включает первую и вторую изогнутые части 33а, 33b, соединенные дугообразной переходной частью 34, которая расположена вблизи наружного периферийного края 18 центральной панели 12 и определяется радиусом кривизны R₄. (фиг.5). Первая и вторая изогнутые части 33а, 33b разделены хордовыми отрезками 31а-31d (фиг.5).

Как лучше всего показано на фиг.3В, ломкая бороздка 22 предпочтительно представляет собой по существу V-образную канавку 35, образованную на наружной стороне панели 12. Аналогично этому изломоустойчивая бороздка 24 предпочтительно представляет собой по существу V-образную канавку 38, образованную на наружной стороне 34а панели 12 в отрывной панели 20. Как подробнее объясняется ниже, канавка 35 ломкой бороздки предпочтительно глубже, чем канавка 38 изломоустойчивой бороздки. Таким образом, остальная часть 40 бороздки представляет собой толщину ломкого материала, оставшуюся под канавкой 35 ломкой бороздки, меньшую, чем остальная часть 42 соседней изломоустойчивой бороздки. Эта разность между остальной частью 40 ломкой бороздки и остальной частью 42 изломоустойчивой бороздки является перепадом между оставшимися частями бороздок.

Ломкая бороздка 22 и вторая бороздка или изломоустойчивая бороздка 24 выполнены с применением обычной операции образования бороздок во время процесса формования баночного конца и с использованием инструментов, включающих верхнюю (для наружной стороны) часть штампа с резцом для образования бороздок и нижнюю (для внутренней стороны) часть штампа с опорной поверхностью.

Разницу между оставшимися частями бороздок подбирают так, чтобы на отрывной панели 20 бороздка 22 ломалась легче, чем изломоустойчивая бороздка 24, что является существенным фактором в обеспечении эффективного открывания концевого элемента 10. В промышленности обычно наносят две бороздки - ломкую бороздку 22 и изломоустойчивую бороздку 24 при наличии перепада между оставшимися частями бороздок.

Как показано на фиг.1А, концевой элемент 10 имеет язычок 44, прикрепленный заклепкой 46 к панели 12 конца. Язычок 44 имеет подъемный конец 48, центральную часть 50 и переднюю часть 52. Подъемный конец 48 и передняя часть 52 обычно точно расположены вдоль центральной продольной оси, проходящей через заклепку 46. При желании может быть образован выступ 56 на отрывной панели 20 внутрь от бороздки 22 и изломоустойчивой бороздки 24. Выступ 56 отрывной панели используют для вытяжки избыточного металла или ненатянутого металла от отрывной панели 20 для натяжения металла отрывной стенки 20 и улучшения характеристик открывания концевого элемента 10 язычком 44, поднимаемым для надавливания на отрывную панель 20.

Заклепка 46 выполнена обычным образом. Обычной практикой является чеканка металла на центральной панели 12 вблизи основания заклепки 46 во время ее формирования. Когда заклепка 46 полностью образована в центральной панели 12, то также образуют и размещают вокруг заклепки 46 чеканную часть 58, имеющую по существу круглую периферию. Эту чеканную часть 58 обычно называют кнопочной чеканной частью.

Пользователь вначале открывает концевой элемент 10 поднятием подъемного конца 48 язычка 44. Это вызывает поднятие заклепки 46, что приводит к излому бороздки 22 на выпускном участке 60, который расположен, по меньшей мере, частично в границах чеканной части, окружающей заклепку 46. По мере того как передняя часть 52 нажимает на отрывную панель 20, разлом бороздки 22 распространяется вокруг отрывной панели 20, предпочтительно с продвижением от первого конца 28 бороздки 22 по направлению ко второму концу 30 бороздки.

Ломкая бороздка 22 содержит отрезок с остальной утолщенной частью бороздки. Этот отрезок часто называют отрезком со сдерживающей канавкой 62. Как показано на фиг.3А, сдерживающая канавка 62 находится в месте расположения остальной утолщенной части 64 бороздки. Как и следовало ожидать, местная остальная утолщенная часть 64 вызывает замедление распространения разлома ломкой бороздки 22, когда разлом достигает отрезка со сдерживающей канавкой 62. Это обеспечивает возможность безопасного снятия давления в контейнере до того, как продолжится разлом ломкой бороздки 22.

Сдерживающая канавка 62 обычно расположена в пределах чеканной части 58. Однако сдерживающая канавка 62 согласно настоящему изобретению расположена за границей чеканной части 58. Таким образом, сдерживающая канавка 62 не находится в пределах утонченного металла чеканной части 58, окружающей заклепку 46. Это полезно по причинам, которые будут обсуждаться ниже.

Отрезок со сдерживающей канавкой 62 предпочтительно содержит двухступенчатый перепад между остальными частями бороздок (фиг.3А). Этот двухступенчатый перепад включает два уровня толщины оставшихся частей. Таким образом, отрезок со сдерживающей канавкой 62 вместо того, чтобы иметь постоянную толщину остальной части, имеет первый участок 63а, на котором перепад между оставшимися частями первого участка 63 и по существу остальных частей ломкой бороздки 22 равен приблизительно 0,0020 дюйма, и второй участок 63b, на котором перепад между оставшимися частями второго участка 63b и по существу остальных частей ломкой бороздки 22 равен приблизительно 0,0016 дюйма.

Кроме того, концевой элемент 10 содержит выпускную чеканку 65. Выпускная чеканка 65 - это небольшая, прямоугольная по форме чеканка, расположенная вблизи ломкой бороздки 22. Выпускная чеканка 65 имеет передний конец 66, находящийся вблизи ломкой бороздки 22, и задний конец 67, направленный наружу и под углом от ломкой бороздки 22. Промежуточный отрезок 68 выпускной чеканки 65 пересекает изломоустойчивую бороздку 24.

Одним назначением выпускной чеканки 65 является предотвращение откидывания отрывной панели 20 во время открывания контейнера. Откидывание - это отклонение наверх отрывной панели 20 при снятии давления. Откидывание вызывается распространением разлома ломкой борозды 22 за выпускной участок 60 до полного снятия давления в контейнере. В таком случае свободная отрывная панель 20 выдавливается наверх под действием внутреннего давления контейнера.

Концевой элемент 10 открывают, поднимая заклепку и затем с силой надавливая язычком 44 на отрывную панель 20. Первоначально ломкая бороздка 22 должна разрываться только на выпускном участке 60. Это дает возможность вдавливать небольшую часть металла отрывной панели 20 ниже центральной панели 12 для открывания контейнера и снятия давления в нем.

Выпускная чеканка 65 действует посредством смещения металла ниже места соединения сдерживающей канавки 62 и выпускного участка 60. Смещенный металл в этом месте оказывается в состоянии упругого сжатия. Таким образом, когда ломкая бороздка 22 разрывается на выпускном участке 60, металл отрывной панели 20 отпружинивает, подстилая снизу металл центральной панели 12 в этом месте. Как полагают, эта подстилающая часть отрывной панели 20 удерживает на месте остальную часть отрывной панели 20, так чтобы предотвращать преждевременный разлом остальной части ломкой бороздки 22 и тем самым не допускать откидывания отрывной панели 20.

Выпускная чеканка 65 обычно расположена в пределах чеканной части 58. Подобно сдерживающей канавке 62 согласно настоящему изобретению выпускная чеканка 65 смещена наружу от периферии чеканной части 58, окружающей заклепку 46. Как полагают, благодаря смещению выпускной части 62 наружу за границу чеканной части 58 увеличивается сжимающее усилие на ломкую бороздку 22. Следовательно, может быть увеличена глубина ломкой бороздки 22 на выпускном участке 60 и уменьшено усилие язычка 44, необходимое для начала разлома ломкой бороздки 22.

Кроме того, выпускная чеканка 65 взаимодействует со сдерживающей канавкой 62 для замедления распространения разлома по ломкой бороздке 22 во время снятия давления в контейнере.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения на наружной стороне 34а центральной панели 12 образована вогнутая панель 69. Вогнутую панель 69 образуют в центральной панели 12, используя обычные способы штамповки. Как показано на фиг.1 и 1А, вогнутая панель 69 имеет по существу горбообразный контур 70, который, в свою очередь, определяется линией 72 по внутреннему закруглению и линией 74 по наружному закруглению. Как показано на фиг.4, на линии 74 по наружному закруглению радиус кривизны может быть равным около 0,015 дюйма при расположении центра кривизны ниже внутренней стороны 34b центральной стенки 12, а на линии 72 по внутреннему закруглению радиус кривизны может быть равным 0,015 дюйма при расположении центра кривизны выше наружной стороны 34а центральной панели 12. Глубина по контуру 70 вогнутой панели, т.е. вертикальное расстояние между линией 74 по наружному закруглению и линией 72 по внутреннему закруглению может быть около 0,019 дюйма. Ширина контура вогнутой панели, т.е. горизонтальное расстояние между линиями 74, 72 по наружному и внутреннему закруглениям может быть около 0,015 дюйма. Вогнутая панель 69 имеет двустороннюю симметричность относительно плоскости, определяемой осями Х-Х и Y-Y.

Контур 70 вогнутой панели содержит первую и вторую противоположные концевые части 76, 78, соединенные двумя боковыми стенками 80а, 80b. Первая концевая часть 76 имеет вершину 82. Вершина 82 соединена с боковыми стенками 80а, 80b первой и второй изогнутыми частями 84а, 84b. Вершина 82 расположена между переходной частью 34 ломкой бороздки 22 и наружным периферийным краем 18 центральной панели 12. Первая и вторая изогнутые части 84а, 84b одинаково проходят наружу от вершины 82 под первым углом 86, так что ряд секущих отрезков 88а-88b, расположенных параллельно оси Y-Y и напротив вершины 82 постепенно становится длиннее до тех пор, пока первая и вторая изогнутые части 84а, 84b плавно не перейдут в боковые стенки 80а, 80b. (фиг.5). Кроме того, вершина 82 может быть описана как имеющая радиус кривизны R₅, при этом изогнутые части 84а, 84b становятся все дальше и дальше друг от друга, пока не перейдут каждая в соответствующие боковые стенки 80а, 80b.

Следует отметить, что в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.5, боковые стенки 80а, 80b являются по существу прямыми. Однако, в объеме изобретения боковые стенки 80 а, 80b могут быть криволинейными или любой другой формы. Например, на фиг.6 показаны боковые стенки 80а, 80b, имеющие криволинейную форму.

Обычно контур 70 вогнутой панели и ломкая бороздка 22 остаются равноотстоящими на всей первой концевой части 76. Расстояние между ломкой бороздкой 22 и первой концевой частью 76 контура 70 вогнутой панели обычно составляет порядка 0,05 дюйма.

Как показано на фиг.5, согласно настоящему изобретению увеличивается расстояние между первой концевой частью 76 контура 70 вогнутой панели и изогнутыми частями 33а, 33b ломкой бороздки 22. У вершины 82 первой концевой части 76 расстояние D₀ между контуром 70 вогнутой панели и ломкой бороздкой 22 составляет около 0,05 дюйма. Расстояние D₁-D₃ постепенно увеличивается по мере того как увеличивается отношение секущих отрезков 88a-88d контура 70 вогнутой панели к хордовым отрезкам 31a-33d ломкой бороздки 22. В точках, где первая и вторая изогнутые части 84а, 84b переходят в боковые стенки 82а, 82b, расстояние D₄ между контуром 70 вогнутой панели и ломкой бороздкой 22 составляет около 0,1 дюйма.

С другой стороны, как показано на фиг.6, расстояние между контуром 70 вогнутой панели и ломкой бороздкой 22 может увеличиваться, при этом не оставаясь по существу постоянным. В этом варианте осуществления изобретения расстояние между контуром 70 вогнутой панели и ломкой бороздкой 22 увеличивается от 0,050 дюйма до приблизительно 0,1 дюйма. Это расстояние предпочтительно поддерживается равным 0,1 дюйма, но может быть также в интервале 0,05-0,1 дюйма или в любом интервале или сочетании интервалов в нем.

Зависимость между вогнутой панелью 69 и ломкой бороздкой 22 имеет важное значение. Вогнутая панель 69 натягивает металл, смещенный во время процесса образования бороздок и чеканки периферийного края 18. Кроме того, как полагают, вследствие движения вогнутой панели 69 наружу от ломкой бороздки 22 намного уменьшаются напряжения, действующие на ломкую бороздку 22 во время формования вогнутой панели 69. Это, по-видимому, усиливает разрыв бороздки вследствие натяжения металла, провисшего вблизи заклепки 46 и также непосредственно вблизи ломкой бороздки 22 по всей ее длине, т.е. в месте, где наиболее вероятно происходит разлом бороздки. Таким образом, расширение вогнутой панели 69 также увеличивает показатели разрыва благодаря снятию напряжений на ломкую бороздку 22. Кроме того, упрочняется концевой элемент 10, так как движение вогнутой панели 69 наружу позволяет панели утапливаться глубже, натягивая даже больше ненатянутого металла.

В общем центральная панель 12 испытывает градиенты напряжений. Напряжения ослабевают по мере увеличения расстояния от заклепки 46 (центра центральной стенки 12). Таким образом, с отодвиганием вогнутой панели 69 от ломкой бороздки 22 уменьшается составляющая напряжения, прилагаемого вогнутой панелью 69. Таким образом, глубина ломкой бороздки 22 может быть увеличена на вплоть до 50% без опасности возникновения преждевременного разлома ломкой бороздки 22.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, показанному на фиг.5 и 6, на наружной стороне 34а центральной стенки 12 образован криволинейный выступ 89. Выступ 89 предпочтительно имеет криволинейную форму, чтобы он мог, по меньшей мере, частично окружать чеканную часть 58. Кроме того, выступ 89 предпочтительно выполнен в виде выдавленного выступа или приподнятой части на наружной стороне 34а центральной стенки 12.

Выступ 89 обеспечивает желаемую жесткость центральной панели 12 в области вокруг заклепки 46, посредством чего уменьшается величина подъема панели под действием усилия от язычка 44 на отрывную панель 20 во время открывания. Жесткость отрывной панели 20 обеспечивается в основном выступом 89, образуемым при вытяжке металла на наружной стороне 34 а центральной панели 12 непосредственно вблизи чеканной части 58 и заклепки 46.

Выступ 89 предпочтительно имеет изогнутую часть и по существу линейную часть. Изогнутая часть частично окружает чеканную часть 58, проходя на несколько большее расстояние с одной стороны чеканной части 58, чем с противоположной стороны чеканной части 58. Это дает возможность первому концу 28 бороздки 22 проходить наверх, так чтобы немного охватывать заклепку 46. По существу линейная часть расположена с противоположной стороны чеканной части 58 по отношению к ломкой бороздке 22.

Во время формования выступа 89 происходит очень небольшое уменьшение толщины металла, и поэтому выступ 89 предпочтительно создают формованием или вытяжкой металла между двумя противоположными частями штампа для восприятия ослабленного металла. Формование выступа 89 тем самым обеспечивает натягивание имеющегося ненатянутого металла в этом месте, как например, ненатянутого металла, вызванного образованием бороздок, чеканкой металла при образовании заклепки 46 или чеканкой металла при установке язычка 44. Кроме того, выступ 89 служит в качестве ребра жесткости в панели 12 непосредственно вблизи заклепки 46 и чеканной части 58. Посредством вытяжки нерастянутого металла и создания ребра жесткости выступ 89 обеспечивает жесткость в панели 12 вокруг чеканной части 58 для уменьшения подъема стенки и усиления рычажного действия язычка 44 во время открывания отрывной панели 20 конца.

Как показано на фиг.4, желобок 16 концевого элемента 10 содержит внутреннюю стенку 90, изогнутую часть 92 и наружную стенку 94. Изогнутая часть 92 имеет внутреннюю дугообразную часть 96, соединенную с наружной дугообразной частью 98 по кольцевому основанию 100. Внутренняя стенка 90 имеет верхнюю часть 102, соединенную с участком наружного периферийного края 18 центральной панели 12, и нижнюю часть 104, соединенную с внутренней дугообразной частью 96 изогнутой части 92. Наружная стенка 94 имеет нижнюю часть 106, соединенную с наружной дугообразной частью 98 изогнутой части 92, загнутую часть 108, наклоненную наружу от центральной панели 12, и верхнюю часть 110. Загнутая часть 108 имеет радиус кривизны приблизительно 0,005 дюймов и расположена на высоте H₁ приблизительно 0,065 дюйма над кольцевым основанием 100.

Наружный периферийный край 18 центральной панели 12 имеет ступенчатый профиль. Ступенчатый профиль включает первое закругление 114 панели, соединенное со вторым закруглением 116 панели посредством ранее чеканной части наружного периферийного края 18. Первое закругление 114 панели имеет высоту Н₂ над кольцевым основанием 100, которая равна приблизительно 0,108 дюйма. Второе закругление 116 панели соединено с внутренней стенкой 90 желобка 16 и имеет высоту Н₃ над кольцевым основанием 100, которое равно приблизительно 0,093 дюйма.

Размеры первого закругления 114 панели, второго закругления 116 и загнутой части 108 выбраны для оптимизации сопротивления вздутию конца и поднятию язычка над утором. Вздутие определяется способностью отрывной панели 20 выдерживать внутреннее давление. Поднятие язычка над утором также определяется способностью концевого элемента 10 выдерживать внутреннее давление. Поднятие язычка над утором происходит в тех случаях, когда внутреннее давление отжимает язычок 44 вверх. Если язычок 44 перемещен наверх, это может привести к такой доставке наполненных контейнеров к потребителю, при которой может произойти преждевременное открывание отрывной стенки 20. Таким образом, поднятие язычка над утором определяется внутренним давлением, при котором происходит перемещение язычка на нежелательную величину.

С увеличением высоты Н₃ второго закругления 116 панели возрастает величина вздутия; однако величина поднятия язычка над утором уменьшается с увеличением высоты Н₃ второго закругления 116 панели. Таким образом, высота H₁ загнутой части 108 может быть равной 0,080-0,095 дюйма или любой высоте или ряду высот в ней, а высота Н₃ второго закругления 116 панели может быть равной 0,080-0,095 дюйма или любой высоте, или ряду высот в ней. Следует отметить, что по причинам формования высота H₁ линии загиба 108 предпочтительно меньше, чем высота Н₃ второго закругления 116 панели.

Согласно другому аспекту изобретения предлагается способ правки заготовки баночного конца для изготовления описанного здесь концевого элемента 10. Этот способ используют для изготовления легкого концевого элемента 10, например, из алюминиевого материала толщиной 0,0080 дюйма для прикрепления к контейнеру, обжатому до открытого конца 202 (2,125 дюйма). Концевые элементы 10 согласно настоящему изобретению обычно изготавливают с использованием многостадийного способа правки.

На начальной стадии обычным образом чеканят и правят наружный периферийный край 18 центральной панели 12 так, как это описано, например, в патенте США №5527442. При операции чеканки образуется ослабленный металл, вызванный сжатием периферийного края 18 между чеканочными штампами. При этой операции чеканки металл в наружном периферийном крае вынужден течь как радиально внутрь, так и радиально наружу от периферийного края 18.

Провисший металл устраняется при правке желобка 16. При этой операции желобок 16 правят таким образом, чтобы металл в желобке 16 перемещался вниз относительно центральной панели 12. Это уменьшает глубину желобка 16, что вызывает увеличение высоты центральной панели 12. Чтобы еще более улучшить характеристики концевого элемента в отношении жесткости и вздутия, наружная стенка желобка 16 во время операции правки может быть также загнута или завернута радиально наружу, как это показано на фиг.4. Этот тип операции описан в патенте США 4093102.

Далее, вогнутую панель 69 образуют в пределах центральной панели 12. Формование вогнутой панели 69 приводит центральную панель 12 в состояние заданного растяжения. Кроме того, вогнутая панель 69 дает натяжку металлу, провисающему во время чеканки периферийного края 18 и образования бороздок в центральной панели 12, когда образуют ломкую бороздку 22 и изломоустойчивую бороздку 24.

После того как к заклепке 46 прикреплен язычок 44, образуют ступенчатую часть на наружной периферийной части 18. Ступенчатая часть увеличивает высоту центральной панели 12 выше той, которая образуется при первоначальной правке. Формование ступенчатой части еще больше увеличивает сопротивление концевого элемента 10 к вздутию. Кроме того, так как после операций чеканки и образования бороздок не будет оставаться никакого провисшего металла, то, как установлено, после формования ступенчатой части вогнутая панель 69 будет растягиваться или углубление будет становиться более мелким.

При первоначальном испытании изготавливали баночные концы 10 с участком со сдерживающей канавкой 62, имеющей единственную ступеньку с остающейся толщиной 0,0016 дюйма, выпускной чеканкой 65, расположенной ниже изломоустойчивой бороздки 24, и перепадом между оставшимися частями бороздок, равным только 0,0002-0,0004 дюйма. Это испытание показало улучшенную открываемость.

Второе испытание проводили с баночными концами, показанными на фиг.5. В этих баночных концах 10 были изменены отрезки увеличенной оставшейся части 62, чтобы образовать двухступенчатый перепад оставшихся частей к ломкой бороздке 22, равный 0,0020 дюйма и 0,0016 дюйма. Все баночные концы 10 лучше открывались и выдержали испытание на откидывание наружу отрывной стенки. Как полагают, эти благоприятные результаты связаны с поворотом или открыванием отрывной панели 20 у выпускной чеканки 65, когда баночный конец 10 «шипит» или когда начинается открывание. Это приводит к образованию большего выпускного отверстия и снятию давления через баночный конец 10, так что он выдерживает испытание на откидывание наружу отрывной панели.

Таким образом, поскольку баночные концы 10 успешно выдержали испытание на откидывание наружу отрывной панели, то была проведена полная оценка. Были проведены дополнительные испытания в общей сложности восьми комплектов баночных концов 10, показанных на фиг.1-4. Все параметры формования восьми комплектов баночных концов 10 были одинаковыми за исключением значений оставшихся частей ломкой бороздки 22. Разные значения оставшихся частей бороздок суммированы в таблице.

Кроме того, баночные концы 10 испытывали на качество открывания под давлением (для пива). Вплоть до испытываемой группы Н не обнаруживались никакие разрушения.

Кроме того, баночные концы 10 испытывали на разрыв бороздки. Ни один из баночных концов 10 не разрывался до достижения максимального давления испытания. Как полагают, отличные результаты этого испытания прямо связаны с большим расстоянием от вогнутой панели 69 до ломкой бороздки 22.

Хотя изобретение описано со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, специалистам в данной области будет понятно, что не выходя за пределы более широких аспектов изобретения могут быть созданы различные изменения и его элементы могут быть заменены эквивалентами. Кроме того, имеется в виду, что широкая формула изобретения, не указывающая подробности конкретных вариантов, описанных здесь как предполагаемых наилучших вариантов осуществления изобретения, не должна быть ограничена такими подробностями.

Реферат

Изобретение относится к упаковке, например, напитков. Концевой элемент имеет периферийный закаточный край для прикрепления к боковой стенке банки и центральную стенку. Вогнутая панель имеет первую и вторую отстоящие концевые части, соединенные первой и второй боковыми стенками. Первая отстоящая концевая часть имеет вершину и первый и второй дугообразные участки. Расстояние между первым и вторым дугообразными участками определяется множеством постепенно увеличивающихся секущих отрезков. Бороздка ослабления в вогнутой панели имеет первый и второй концы, соединенные криволинейной частью, которая включает в себя дугообразный переходный участок вблизи вершины вогнутой панели, образованный множеством постепенно увеличивающихся хордовых отрезков. Отношение длин увеличивающихся секущих отрезков к длинам увеличивающихся хордовых отрезков увеличивается вдоль соответствующих длин первого и второго дугообразных участков. Такое выполнение позволяет избежать вздутия концевого элемента и поднятия язычка над панелью. 5 н. и 28 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Формула