Торцовая крышка для банки - RU2278062C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к торцовым крышкам с панелью несъемного типа, предназначенным для банок в виде сборных металлических контейнеров, состоящих из двух частей и использующихся для пива и прохладительных напитков. Конкретнее, настоящее изобретение касается усовершенствованного способа формования, улучшающего открываемость легкой торцовой крышки.

Уровень техники

Простые торцовые крышки контейнеров для пива и прохладительных напитков содержат центральную панель, на которой имеется удаляемый лепесток (его иногда называют "отрывной лепесток" или "открываемый лепесток"), образованный бороздкой на наружной поверхности (на стороне пользования) торцовой крышки. В конструкции торцовых крышек популярных "экологичных" банок предусматривают возможность их открывания путем разрыва металла панели по этой бороздке, причем таким образом, чтобы при этом не происходило отделения каких-либо деталей крышки. Например, на крышках самых распространенных контейнеров для прохладительных напитков имеется отрывной лепесток, который удерживается на крышке за счет участка без бороздки, вокруг которого происходит поворот лепестка и который соединяет отрывной лепесток с остальной частью крышки. При этом для открывания лепестка предусмотрено прикрепленное при помощи заклепки ушко, играющее роль рычага. На крышке такого типа, обычно называемой крышкой SOT (stay-on-tab; ушко, неотделяемое полностью), имеется отрывной лепесток, образованный незамкнутой круговой бороздкой, причем металл того участка, на котором бороздка отсутствует, служит при перемещении лепестка для его удержания по линии сгиба.

Контейнер обычно представляет собой цельнотянутую гладкую металлическую банку, сформированную из тонколистового алюминия. Торцовые крышки таких контейнеров, как правило, также вырубают из тонколистового алюминия или из тонколистовой стали, затем формуют заготовку крышки, которую далее обрабатывают при помощи процесса, часто называемого фасонной штамповкой, получая готовую крышку. В процессе изготовления таких крышек сначала вырубают исходные тонколистовые заготовки, из тонколистовых заготовок формуют черновые заготовки крышек и путем фасонной штамповки черновых заготовок получают готовые торцовые крышки, которые закаточным швом можно прикреплять к контейнерам. Хотя в настоящее время это широко и не используется, но, как вариант, такие контейнеры и/или торцовые крышки можно изготавливать и из пластмассы, при этом конструкция неотделяемых деталей, предназначенных для открывания банки, может быть подобна вышеописанной.

Такие контейнеры, как правило, заполняют газированными прохладительными напитками, создающими внутри контейнера существенное давление. При открывании контейнера оно должно быть сброшено быстро, причем безопасным образом. Поэтому торцовые крышки конструируют с учетом возможности сбрасывания или понижения указанного внутреннего давления контейнера во время начального момента его открывания.

Когда ушко приподнимают, к заклепке, прикрепляющей ушко к торцовой крышке, и к отрывному лепестку прикладываются усилия, направленные, соответственно, вверх и вниз. В результате образуется первичное отверстие отрывного лепестка ниже носика ушка в той площади торцовой крышки, которая относится к зоне сброса давления (газоотводной зоне). Дальнейший подъем ушка вызывает отделение отрывного лепестка поступательным образом вдоль бороздки.

При разрывании газоотводной зоны может произойти быстрое отделение отрывного лепестка от панели крышки, т.е., проще говоря, как бы его "отстреливание" ("missiling"). Поэтому некоторые изготовители помещают на торцовую крышку со стороны потребителя "антиотстреливающие" средства.

Одно из таких средств состоит из участка, подвергнутого чеканке (вычеканенного участка), расположенного с внутренней стороны относительно бороздки. Формирование такого участка создает локализованное сжатие в бороздке, вызывающее смещение кромки отрывного лепестка выше торцовой панели, как это показано на фиг.4. Таким образом, "антиотстреливающее" устройство и бороздка помогают предотвратить быстрое отделение отрывного лепестка от торцовой панели при ее открывании под давлением, созданным в банке газированным прохладительным напитком.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка торцовой крышки, предназначенной для банки и имеющей улучшенные открываемость и противодействие так называемому "отстреливанию".

Данная задача решена в торцовой крышке для банки, содержащей центральную панель, у которой имеются сторона пользования и противоположная ей сторона продукта, отрывной лепесток, расположенный на центральной панели, бороздку на стороне пользования торцовой крышки, определяющую наружный периметр отрывного лепестка и отделяющую отрывной лепесток от неотделяемой части стороны пользования, и остающуюся по толщине часть материала торцовой крышки, отделяющего углубление бороздки от стороны продукта центральной панели.

Отличительными особенностями торцовой крышки согласно изобретению является то, что она дополнительно содержит пластически деформированный участок остающейся части материала торцовой крышки, расположенный снаружи отрывного лепестка относительно бороздки; и вычеканенный участок, выполненный рядом с бороздкой и создающий сжимающее усилие, действующее на участок торцовой крышки для формирования пластически деформированного участка.

Таким образом, на достаточно большой площади между бороздкой и стороной продукта торцовой крышки образуется зона металла, подвергнутого холодной обработке. В результате создается эластичное, сжатое состояние материала крышки.

Вычеканенный участок по настоящему изобретению деформирует бороздку. Этот процесс осуществляется за счет расположения участка, подвергнутого чеканке, снаружи отрывного лепестка, образованного бороздкой, и на стороне пользования торцовой крышки. Сходный результат достигается, когда вычеканенный участок располагают на отрывном лепестке, но не на стороне пользования торцовой крышки, а на стороне продукта.

Отрывной лепесток слегка заходит под прилегающий участок торцовой крышки. Первая плоскость металла, образованная отрывным лепестком, заходит под вторую плоскость металла, образованную зоной торцовой крышки на противоположной стороне бороздки относительно отрывного лепестка. Для этого вычеканенный участок помещают в таком месте, где остаточный металл между бороздкой и стороной продукта подвергается холодной обработке таким образом, чтобы при пластической деформации остаточный металл принудительно направлялся внутрь и поверх отрывного лепестка.

В предпочтительном варианте пластически деформированный участок включает часть отрывного лепестка, расположенную снаружи бороздки со стороны продукта центральной панели.

Вычеканенный участок может быть расположен на отрывном лепестке, на стороне продукта отрывного лепестка, внутри наружного периметра или за наружным периметром отрывного лепестка, или на стороне пользования центральной панели.

В другом предпочтительном варианте торцовая крышка содержит пластически деформированную зону, включающую часть отрывного лепестка, расположенную в радиальном направлении снаружи относительно бороздки и примыкающую к стороне продукта центральной панели.

Вычеканенный участок предпочтительно имеет криволинейную форму, например вытянутую форму с закругленными краями.

Вычеканенный участок может содержать первую и вторую концевые части, предпочтительно имеющие округлую форму, разделенные первой и второй противолежащими боковыми стенками.

Первая боковая стенка предпочтительно имеет часть, форма которой соответствует прилегающему участку бороздки, вторая боковая стенка предпочтительно имеет форму, подобную форме первой боковой стенки.

В еще одном предпочтительном варианте вычеканенный участок имеет первую и вторую противолежащие боковые стенки, пространственно разделенные первой и второй округлыми концевыми стенками, причем длина первой и второй противолежащих боковых стенок больше длины первой и второй округлых концевых стенок.

Вычеканенный участок предпочтительно создает сжимающее усилие, действующее на участок торцовой крышки, расположенный между вычеканенным участком и бороздкой, с формированием разделенных бороздкой верхней и нижней плоскостей, при этом нижняя плоскость частично включает в себя остающуюся по толщине часть материала торцовой крышки.

В наиболее предпочтительном варианте отрывной лепесток имеет участок, определяющий первую плоскость материала, содержащую остающуюся по толщине часть материала торцовой крышки, причем указанная первая плоскость отделена бороздкой от второй плоскости материала, при этом часть первой плоскости смещена ниже части второй плоскости, в результате чего часть первой плоскости заходит под часть второй плоскости.

Остальные признаки и преимущества изобретения будут видны из последующего подробного описания, которое следует рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой вид сверху на торцовую крышку по настоящему изобретению.

Фиг.2 представляет собой вид сверху на торцовую крышку по настоящему изобретению без ушка.

Фиг.3 представляет собой вид снизу на торцовую крышку по настоящему изобретению.

Фиг.4 представляет собой микрофотографический снимок бороздки, известной из уровня техники.

Фиг.5 представляет собой микрофотографический снимок бороздки по настоящему изобретению.

Фиг.6 представляет собой микрофотографический снимок бороздки по настоящему изобретению с показом вычеканенного участка на стороне пользования и за периметром отрывного лепестка.

Фиг.7 представляет собой микрофотографический снимок бороздки по настоящему изобретению с показом вычеканенного участка на стороне продукта и внутри периметра отрывного лепестка.

Осуществление изобретения

Следует понимать, что хотя для настоящего изобретения имеется множество различных вариантов осуществления, на прилагаемых чертежах показаны и подробно описаны лишь предпочтительные варианты, которые нужно рассматривать как примеры реализации принципов изобретения. При этом широкий объем изобретения не ограничивается представленными вариантами.

Торцовая крышка для банки по настоящему изобретению представляет собой крышку 10 типа SOT, т.е. крышку с неотделяемым полностью отрывным лепестком, который после открывания остается на крышке. Крышка обладает улучшенными физическими свойствами, в том числе повышенной прочностью. По существу, согласно изобретению создана легкая торцовая крышка 10, которая, как это станет ясно из дальнейшего описания, проявляет физические характеристики и свойства, отвечающие требованиям рынка баночных контейнеров для прохладительных напитков.

Как показано на фиг.1-3, торцовая крышка 10 для банки (контейнера; не изображен) содержит центральную панель 12, которая для прикрепления стенки панели к банке снабжена загибом 14 под шов. Банка обычно представляет собой цельнотянутую металлическую банку, такую как стандартные контейнеры для пива или прохладительных напитков, которую обычно делают из тонкого листа алюминия или стали. Торцовые крышки для этих контейнеров обычно также делают из исходных заготовок, вырубаемых из такого листа. Из исходных заготовок далее формуют черновые заготовки (т.е. черновые гильзы) крышек, из которых при помощи процесса, часто называемого фасонной штамповкой крышек, получают готовые крышки.

В варианте осуществления, показанном на чертежах, центральная панель 12 присоединена к контейнеру посредством загиба 14 под шов, связываемого с ответным загибом контейнера. Загиб 14 торцовой крышки 10 соединяется с центральной панелью 12 посредством участка, соответствующего складке 16, которая стыкуется с 5 наружным краем 18 центральной панели 12. Такой способ присоединения центральной панели 12 к контейнеру в настоящее время является типичным способом соединения, используемым в промышленности. При этом описанная конфигурация образуется в процессе формования черновой заготовки (гильзы) крышки из исходной, вырубленной металлической листовой заготовки до осуществления процесса фасонной штамповки крышек. Однако в рамках настоящего изобретения для присоединения центральной панели 12 к контейнеру могут быть использованы и другие средства.

На стенке центральной панели 12 имеется смещаемый (удаляемый) отрывной лепесток 20, образованный криволинейной легко разрываемой бороздкой 22, к которой примыкают бороздка 24, находящаяся на отрывном лепестке 20 и препятствующая его отрыванию, и неразрываемый участок 26 перегиба, вокруг которого происходит поворот лепестка 20. Участок 26 перегиба определяется, по существу, отрезком прямой между первым концом 28 и вторым концом 30 бороздки 22 разрыва. Отрывной лепесток 20 центральной панели 12 можно открыть, т.е. произвести разрыв по бороздке 22 и отвести отрывной лепесток 20 на некоторый угол относительно остальной части центральной панели 12. При этом отрывной лепесток 20 окажется отогнутым, оставаясь соединенным с центральной панелью 12 посредством участка 26 перегиба. Во время такой операции открывания, когда отрывной лепесток 20 отводят от плоскости панели 12, он отклоняется на некоторый угол.

Предпочтительно, чтобы бороздка 22 разрыва представляла собой углубление, созданное со стороны 34а пользования стенки панели 12, причем обычно этому углублению придают V-образную форму. Аналогичным образом, препятствующая отрыванию бороздка 24 в предпочтительном варианте является V-образным углублением, созданным с той же стороны стенки панели 12 на отрывном лепестке 20. Как будет более подробно показано далее, предпочтительно, чтобы углубление бороздки 22 разрыва было более глубоким, чем углубление бороздки 24, препятствующей разрыву. Соответственно, количество остаточного материала, соответствующего материалу, который лежит ниже бороздки 22 разрыва, будет меньше количества аналогичного материала под примыкающей бороздкой 24, препятствующей разрыву. Это различие между указанными количествами остаточного материала определяет разность порогов разрыва двух бороздок.

Бороздку 22 разрыва и вторую бороздку 24, препятствующую отрыванию отрывного лепестка 20, формируют, используя обычную операцию несквозного надрезания, выполняемую в процессе изготовления торцовой крышки для банки с помощью инструментов, в состав которых входит верхний штамп (на стороне пользования), снабженный надрезающим лезвием, и нижний штамп (на стороне продукта) с опорной поверхностью-наковальней.

Разность порогов разрыва подбирают таким образом, чтобы отрывной лепесток 20 с бороздкой 22 отрывался легче, чем препятствующая отрыванию бороздка 24. Такое соотношение является важным фактором в плане обеспечения эффективного открывания торцовой крышки 10. На существующем уровне техники наличие двухкомпонентной бороздки, состоящей из бороздки 22 разрыва и бороздки 24, препятствующей отрыванию, имеющих различные пороги разрыва, является типичным для уровня техники.

На крышке 10 типа SOT расположено ушко 44, прикрепленное к торцовой панели 12 рядом с отрывным лепестком 20 посредством заклепки 46. У ушка 44 имеется конец 48, служащий для подъема ушка, центральная зона 50 и носик 52. Обычно конец 48 и носик 52 расположены на центральной продольной оси, проходящей через заклепку 46. При необходимости в отрывном лепестке 20 внутри контура бороздок 22 и 24 формируют бортик 56. Он полезен для оттягивания избытка или резерва металла от отрывного лепестка 20, чтобы уплотнить металл лепестка и улучшить характеристики открывания торцовой крышки 10 посредством ушка 44, нажимающего при его поднимании на отрывной лепесток 20.

Заклепку 46 формируют обычным способом. Во время формирования такой заклепки обычным приемом является чеканка металла центральной панели 12 на участке, ближайшем к основанию заклепки. Закончив ее формирование в центральной панели 12, формируют вычеканенную полоску, как правило, с круглым контуром, расположенную вокруг заклепки 46.

Во время открывания торцовой крышки 10 потребитель поднимает конец 48 ушка 44, чтобы сместить участок его носика 52 вниз по отношению к отрывному лепестку 20. Нажим участка носика 52 на лепесток вызывает разрыв бороздки 22, причем обычно это происходит в газоотводной зоне 58 отрывного лепестка 20. По мере продолжения смещения ушка 44 разрыв бороздки 22 распространяется по периметру отрывного лепестка 20, предпочтительно в направлении от первого конца 28 бороздки 22 к ее второму концу 30.

Внутри газоотводной зоны 58 бороздка 22 имеет участок 62 остановки разрыва. Он содержит область утолщения на остающейся (неотрываемой) части. Это утолщение вызывает естественное замедление распространения разрыва бороздки 22, когда разрыв достигает зоны 62 остановки разрыва. Тем самым обеспечивается возможность безопасного выпуска газа из контейнера, прежде чем распространение разрыва продолжится далее.

Предпочтительно, чтобы по отношению к участку 62 остановки разрыва реализовался двухступенчатый порог срабатывания остатка бороздки, использующий два уровня остаточной толщины. Так, для указанного участка 62 вместо постоянной толщины остающейся (неотрываемой) части первой и второй ступеням отвечают соответственно два отрезка, имеющие толщину остающейся части приблизительно на 0,06 мм и на 0,04 мм больше, чем у остаточного металла, расположенного под бороздкой.

Торцовая крышка 10 содержит также вычеканенный участок 65 (см. фиг.2). Он находится около бороздки 22 разрыва и представляет собой, по существу, подвергнутый чеканке вытянутый участок с закругленными краями, отличающийся по форме от бороздки. Участок можно также слегка изогнуть, чтобы он приближенно воспроизводил форму бороздки 22. Отличие вычеканенного участка 65 заключается в том, что он вызывает перемещение металла на нижней стороне торцовой крышки 10, т.е. на стороне продукта. При этом, не выходя за границы идеи изобретения, можно придать вычеканенному участку 65 прямоугольную или какую-либо другую форму.

Одно из назначений участка 65 заключается в предотвращении "отстреливания" отрывного лепестка 20 во время открывания контейнера. Такое отделение лепестка представляет собой выброс его вверх под воздействием газов. Это происходит в случаях, когда, прежде чем давление контейнера полностью сбросится, разрыв бороздки 22 распространяется за пределы газоотводной зоны 58. В этом случае под воздействием внутреннего давления контейнера неплотно прикрепленный отрывной лепесток 20 принудительно отжимается вверх.

Когда поднят конец 48, служащий для подъема ушка 44, к отрывному лепестку 20 прикладывается направленное вниз усилие, исходящее от носика ушка. Это воздействие создает также направленное вверх усилие вблизи заклепки 46. Указанные действия разрывают бороздку 22 разрыва только в газоотводной зоне 58, что позволяет открыться маленькому участку металла отрывного лепестка 20, отжимаемому ниже заглубленной ("вдавленной") панели 13, и сбросить давление внутри контейнера.

Как показано на фиг.5, вычеканенный участок 65 смещает или сдавливает остаточный металл около бороздки рядом с газоотводной зоной 58. Он представляет собой площадь, достаточно большую для проведения холодной обработки остаточного металла между бороздкой 22 и стороной продукта на торцовой крышке. В результате образуется эластичное сжатое состояние данного металла. По существу, при разрывании бороздки 22 в газоотводной зоне 58 металл отрывного лепестка 20 смещается пружинящим образом, заходя в этой зоне под металл заглубленной панели 13. Можно предположить, что эта заходящая под панель 13 часть отрывного лепестка 20 удерживает на месте его неоторванную часть, предотвращая преждевременное разрушение остатка бороздки 22 разрыва и тем самым "отстреливание" указанного лепестка. При этом не требуется заметного увеличения усилия, необходимого для распространения разрушения бороздки 22 разрыва вокруг отрывного лепестка. Такое смещение металла может исключить необходимость наличия, во-первых, участка 62 остановки разрыва или, во-вторых, поднятой остающейся зоны, т.е. приемов, применяемых обычно в этой области в связи с "антиотстреливающими" средствами.

Как показано на фиг.4, в обычной крышке вычеканенный участок 65 расположен внутри отрывного лепестка 20 на стороне пользования торцовой крышки 10. Размещение участка именно в этом положении служит причиной деформирования бороздки 22, которое "блокирует" отрывной лепесток. Такая конструкция вызывает перекрывание сверху отрывным лепестком 20 прилегающего участка торцовой крышки 10, т.к. остаточный металл между бороздкой 22 разрыва и стороной продукта подвергнут холодной обработке таким образом, чтобы пластическая деформация металла перемещала его наружу по направлению к заглубленной панели 13. Это увеличивает открывающее продавливающее усилие, требуемое для распространения разрыва бороздки 22, поскольку продавить отрывной лепесток 20 вниз через конфигурацию сплющенной бороздки 22 труднее. Противодействие "отстреливанию" также лимитируется, т.к. сторона отрывного лепестка, принадлежащая бороздке 22, деформируясь, располагается скорее поверх прилегающего металла торцовой крышки, чем под ним.

Как показано на фиг.5-7, вычеканенный участок 65 по настоящему изобретению деформирует бороздку 22 противоположным образом. Этот эффект достигается за счет переноса вычеканенного участка 65 наружу относительно отрывного лепестка 20 на стороне пользования торцовой крышки, как это проиллюстрировано на фиг.6. Сходный результат достигается и в альтернативном варианте осуществления изобретения, представленном на фиг.7, когда вычеканенный участок расположен на отрывном лепестке 20, однако не на стороне потребления торцовой крышки 10, а на стороне продукта.

Можно полагать, что открывание торцовой крышки улучшится за счет переноса вычеканенного участка 65 к тому месту, где отрывной лепесток 20 немного заходит под прилегающий участок торцовой крышки. Другими словами, первая плоскость металла, определяемая участком отрывного лепестка 20, расположена с заходом под вторую плоскость металла, определяемую участком неразрушаемой части центральной панели 12 торцовой крышки. Такое расположение обеспечивается за счет того, что вычеканенный участок 65 помещают в таком месте, где остаточный металл между бороздкой 22 разрыва и стороной продукта в результате холодной обработки деформируется таким образом, чтобы смещение пластически деформируемого металла на отрывном лепестке 20 под бороздкой 22 было направлено под слой металла торцовой крышки 10.

Противодействие "отстреливанию" увеличивается, т.к. металл отрывного лепестка 20 естественным образом как бы подкладывается под прилегающий металл торцовой крышки 10. Такое устройство может также исключить необходимость наличия участка 62 остановки разрыва, создаваемого для повышения противодействия "отстреливанию", но имеющего недостаток, заключающийся в увеличении открывающего усилия.

Хотя настоящее изобретение было описано на примерах предпочтительных вариантов, для специалистов в данной области будет понятно, что в форму и детали осуществления изобретения могут быть внесены изменения, не выходящие за границы идеи и объема изобретения и включающие замену элементов изобретения на их эквиваленты.

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для банок для напитков. Крышка содержит центральную панель, имеющую сторону продукта и сторону пользования. На стороне пользования расположены средства для открывания отрывного лепестка. Кроме того, на крышке находятся вычеканенный участок и бороздка. Эта бороздка расположена на стороне пользования и образует наружный периметр отрывного лепестка, а также отделяет этот участок от неотделяемой части стороны пользования. Вычеканенный участок прилегает к бороздке и формирует сжимающее усилие, приложенное к участку торцовой крышки, расположенному между вычеканенным участком и бороздкой. В результате формируются верхняя и нижняя плоскости, разделенные бороздкой. Нижняя плоскость включает часть отрывного лепестка, прилегающую к бороздке. Крышка имеет улучшенную открываемость и противодействие "отстреливанию". 24 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула