КРЫШКА БАНКИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК B65D17/32 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к торцовым крышкам для контейнеров (банок), предназначенных для пива и прохладительных напитков, более конкретно к легко открываемым торцовым крышкам банок, которые имеют панель с большим отверстием и характеризуются плавным разрывом бороздки в процессе открытия банки пользователем.

Уровень техники

Обычные торцовые крышки контейнеров (банок) для пива и прохладительных напитков имеют открываемый (отрывной) лепесток и прикрепленное ушко рычажного подъема для проталкивания лепестка внутрь банки с целью открытия крышки. Контейнер обычно представляет собой цельнотянутую металлическую банку, сформированную из тонколистового алюминия. Торцовые крышки таких банок, как правило, также вырубают из тонколистового алюминия или стали, затем формуют заготовку крышки, которую далее обрабатывают при помощи процесса, часто называемого трансформацией крышки, получая готовую крышку. В процессе изготовления таких крышек сначала получают тонколистовые вырубки, из которых формуют заготовки крышек, трансформируемые затем в готовые торцовые крышки, которые закаточным швом можно прикреплять к банкам.

Крышки банок такого типа использовались на протяжении многих лет, и практически все используемые в настоящее время крышки представляют собой «экологичные» или «легко открываемые крышки с остающимся (неотделяемым) ушком», в которых ушко остается прикрепленным к крышке после открытия отрывного лепестка. Производители крышек постоянно предпринимали попытки снижения расхода металла путем уменьшения его толщины при изготовлении крышек и ушек. В последнее время производители начали выпускать торцовые крышки банок с большими отверстиями даже при уменьшенном общем диаметре крышек.

Поскольку крышки предназначены для банок, содержимое которых находится под давлением или требует тепловую обработку при пастеризации, бороздка отрывного лепестка должна иметь достаточное количество оставшегося материала для противостояния такому давлению, что в свою очередь требует, чтобы изготовленное из металла ушко имело определенную толщину для обеспечения прочности при открытии лепестка. Это накладывает ограничения на требуемое производителями сокращение расхода металла. Ушко должно иметь такую толщину, которая придает ему прочность для открытия крышки, и которая обеспечивает надежность открытия отрываемого лепестка.

Получившее в недавнее время широкое распространение использование крышек с большими отверстиями создает дополнительные сложности в их открытии. В связи с увеличенным размером открываемого отрывного лепестка, по меньшей мере частично обуславливаемого геометрией линии бороздки, то есть поскольку отверстие определяется бороздкой с большей протяженностью по ширине между заклепкой и внешней периферией лепестка, к ушку должно быть приложено большее усилие для открытия отрывного лепестка крышки. Это сдерживает дальнейшее уменьшение толщины ушка и вызывает определенные неудобства для пользователя в процессе открытия банки. Одна из таких сложностей вызвана геометрической формой крышки с большим отверстием, имеющей отрывной лепесток увеличенной ширины. Ширина отрывного лепестка увеличена вследствие ограниченного пространства, доступного для размещения лепестка между центральной заклепкой и областью внешней кромки крышки. В связи с такой геометрической формой и ограничениями на размещение ушка на крышке крышки с большими отверстиями обычно имеют отрывные лепестки с участками, которые более трудно открыть рычажным подъемом ушка, воздействующего на отрывной лепесток. В особенности это относится к участку бороздки, расположенному в области временных отметок 4:00-6:00, если считать, что ближайшая к заклепке область отрывного лепестка расположена на отметке 12:00 и что ориентация отметок 12:00-6:00 задается центральной осью отрывного лепестка, проходящей через заклепку, носик ушка и противоположный поднимаемый кончик.

Область 4:00-6:00 геометрической формы бороздки, и в особенности область 5:00, обычно включает криволинейный участок с относительно малой кривизной для направления линии бороздки отрывного лепестка назад к участку перегиба с образованием полной петли. Такая геометрия обуславливает сопротивление разрыву остаточного материала бороздки на указанном участке отрывного лепестка. Кроме того, поскольку область 4:00-6:00 является участком бороздки, расположенным достаточно далеко от носика ушка, тем самым на удалении от точки приложения пользователем открывающего усилия, пользователь должен оказывать дополнительное усилие рычажного подъема ушка для продолжения разрыва бороздки на этом удаленном участке. Далее, когда бороздка обычного отрывного лепестка разрывается на участке 4:00-6:00 в процессе открытия крышки, форма отрывного лепестка требует его угловое смещение относительно оси ушка. Отклоненный на угол отрывной лепесток затем смещается через ось ушка, когда происходит разрыв участка 4:00-6:00. Это требует дополнительный рычажный подъем ушка, чтобы могло быть продолжено открытие отрывного лепестка относительно его первоначальных участков.

Испытывая сопротивление открытию, пользователь обычно компенсирует его путем поддерживания или увеличения усилия подъема ушка, оказывая тем самым большее давление носиком ушка на отрываемый лепесток. В этой обычной ситуации воздействие на отрывной лепесток продолжается до преодоления сопротивления открытию, и бороздка быстро разрывается за участком 4:00-6:00, после чего завершается открытие отрывного лепестка. Такая последовательность, включающая сопротивление, увеличение пользователем открывающего усилия и быстрый разрыв бороздки, вызывает быстрое открытие отрывного лепестка после участка 4:00-6:00. В результате отрывной лепесток быстро перегибается внутрь контейнера в направлении его содержимого, ударяется о жидкое содержимое, что вызывает разбрызгивание или фонтанирование содержимого вверх через отверстие в крышке банки.

Другой проблемой, свойственной крышкам с большим отверстием, является ограничение на количество материала и снижение затрат при поиске путей изготовления торцовых крышек из более тонких металлических заготовок. Это обусловлено в первую очередь геометрией отрывного лепестка и ограниченным пространством между заклепкой и внешней кромкой панели. Поскольку обычный отрывной лепесток для крышки с большим отверстием обычно симметричен относительно центральной оси, его форма может потребовать изготовление крышки из металлической вырубки большего размера для обеспечения пространства для отрывного лепестка. Например, один конструктивный сдерживающий фактор, который ограничивает уменьшение размеров панели, состоит в том, что такое уменьшение, при котором остается меньше места для отрывного лепестка между заклепкой и внешней периферийной кромкой, приводит к необходимости более резкого (меньшего) радиуса кривизны области 5:00 отрывного лепестка. При уменьшенном размере панели остается меньше места для отрывного лепестка, и требуется меньший радиус кривизны. Следовательно, существует потребность в разработке геометрической формы бороздки на панели, которая обеспечила бы большое отверстие без необходимости в меньшем радиусе кривизны в области 5:00.

Сущность изобретения

Как было детально пояснено выше, настоящее изобретение уменьшает или устраняет указанные проблемы торцовых крышек. Изобретение предлагает модифицированные варианты для преодоления конкретных трудностей, связанных с конструированием, производством и использованием крышек с большими отверстиями, предназначенных для банок с напитками.

Задача изобретения заключается в создании «экологичной» торцовой крышки банки (контейнера) с неотделяемым ушком, имеющей смещаемый отрывной лепесток, определяемый разрываемой бороздкой и неразрываемым участком перегиба, причем отрывной лепесток имеет такую геометрическую форму, которая обеспечивает плавное открытие крышки без существенного сопротивления открытию. Внешняя периферия разрываемой бороздки определяется ее длиной, причем бороздка содержит остаточный материал, толщина которого обеспечивает его разрыв при приложении носиком ушка открывающего усилия, вызванного подъемом поднимаемого кончика ушка. Ширина отрывного лепестка в средней части определяется по поперечной оси, проходящей перпендикулярно центральной оси. Таким образом, центральная ось и поперечная ось разделяют отрывной лепесток на четыре четверти. Радиус кривизны бороздки во второй четверти увеличен по сравнению с радиусом кривизны в первой четверти. Задачей изобретения является также создание торцовой крышки, в которой первая четверть расположена рядом с ушком и областью для выпуска газов отрывного лепестка, а бороздка в первой четверти выполнена криволинейной с радиусом кривизны, превышающим радиус кривизны бороздки в третьей четверти.

Другая задача изобретения заключается в создании торцовой крышки банки, имеющей центральную панель с ушком, которое прикреплено к панели со стороны пользования, и центральную продольную ось, проходящую через носик ушка и противоположный поднимаемый кончик. Центральная продольная ось разграничивает первую и вторую стороны, а смещаемый отрывной лепесток имеет каплеобразную форму с первой более узкой частью на одной стороне оси и второй более широкой частью на другой стороне оси.

Дальнейшей задачей изобретения является создание торцовой крышки со смещаемым отрывным лепестком, определяемым разрываемой бороздкой с центральной продольной осью, которая определяет опорную линию 12:00-6:00 для направления по часовой стрелке. Радиус кривизны бороздки в области 5:00 больше радиуса кривизны в области 8:00. Задачей является также обеспечение радиуса кривизны отрывного лепестка торцовой крышки, увеличенного в области 4:00-5:00, который больше радиуса кривизны на других участках периферии бороздки в областях между 2:00 и 10:00. Задачей является также обеспечение торцовой крышки с увеличенным радиусом кривизны на втором криволинейном участке, который выполнен с возможностью оказания минимального сопротивления разрыву бороздки при приложении пользователем открывающего усилия. Форма бороздки и способ ее выполнения обеспечивают простоту открытия отрывного лепестка, который оказывает сопротивление открытию, особенно в области 5:00 бороздки. В результате уменьшается сила удара отрывного лепестка о содержимое банки в процессе ее открытия, а геометрическая форма бороздки обеспечивает плавное открытие с минимальным сопротивлением разрыву бороздки, особенно на криволинейном сегменте, расположенном между областью для выпуска газов и областью, ближайшей к внешней периферийной кромке крышки.

Дополнительно задачей изобретения является создание торцовой крышки банки для напитков, содержащей центральную панель, имеющую внешнюю периферийную кромку; неотделяемое ушко, прикрепленное к центральной панели посредством заклепки; и смещаемый отрывной лепесток, расположенный в центральной панели вблизи заклепки и определяемый криволинейной разрываемой бороздкой и неразрываемым участком перегиба. Криволинейная бороздка имеет центральную ось, проходящую по длине ушка между его носиком и поднимаемым кончиком, которая определяет опорную линию 12:00-6:00 для направления по часовой стрелке, и поперечную ось, перпендикулярную центральной оси и проходящую по ширине отрывного лепестка для его разделения на первую, вторую, третью и четвертую четверти, которые расположены в направлении по часовой стрелке, начиная от положения 12:00. Указанная криволинейная бороздка задает такую геометрическую форму отрывного лепестка, внешняя периферия которого определена криволинейной бороздкой, что вторая и третья четверти асимметричны относительно друг друга и содержат участок бороздки с радиусом кривизны (R_qт) в одной из второй и третьей четвертей отрывного лепестка, большим, чем радиус кривизны участка бороздки в другой из указанных второй и третьей четвертей, для обеспечения низкого сопротивления открытию отрывного лепестка на участке бороздки с указанным радиусом. Отрывной лепесток имеет наиболее удаленный в радиальном направлении участок бороздки, расположенный в одной из второй и третьей четвертей.

Предпочтительно наиболее удаленный в радиальном направлении участок бороздки не расположен в той же четверти, которая содержит участок бороздки с радиусом кривизны (R_qт).

Центральная ось и поперечная ось могут пересекаться в точке, при этом бороздка во второй четверти расположена ближе к указанной точке, чем в любой из остальных трех четвертей.

Предпочтительно каждая четверть содержит часть поверхности отрывного лепестка, причем площадь части поверхности отрывного лепестка, содержащейся во второй четверти, меньше площади части поверхности, содержащейся в третьей четверти.

Предпочтительно центральная ось и поперечная ось пересекаются в точке, а первая четверть отрывного лепестка расположена вблизи ушка и области для выпуска газов. Предпочтительно участок разрываемой бороздки, расположенный в первой четверти, имеет радиус кривизны и ведет непосредственно к участку бороздки во второй четверти, которая расположена с радиальным выходом за пределы первой четверти и содержит криволинейный сегмент, направляющий бороздку ближе к внешней периферийной кромке центральной панели в направлении третьей четверти. Криволинейный сегмент во второй четверти предпочтительно имеет радиус кривизны, который больше радиуса кривизны разрываемой бороздки в третьей четверти.

Радиус кривизны разрываемой бороздки во второй четверти может быть больше каждого из радиусов кривизны бороздки в первой и третьей четвертях.

Каждая четверть отрывного лепестка может содержать часть указанного лепестка. Предпочтительно площадь поверхности части, содержащейся во второй четверти, меньше площади поверхности части, содержащейся в третьей четверти.

Наиболее удаленный в радиальном направлении участок бороздки, ближайший к внешней периферийной кромке центральной панели, может полностью содержаться в третьей четверти.

Отрывной лепесток может образовывать увеличенное отверстие, определяемое шириной по поперечной оси, которая больше ширины отрывного лепестка по центральной оси.

Отрывной лепесток, предпочтительно, имеет максимальную ширину, которая представляет собой линейное расстояние между участками разрываемой бороздки по поперечной оси.

Предпочтительно бороздка имеет указанный радиус кривизны в области 5:00 в направлении по часовой стрелке, который больше радиуса кривизны бороздки в области 8:00 периферии бороздки.

Радиус кривизны бороздки в области 5:00 в направлении по часовой стрелке может быть больше радиуса кривизны бороздки в области 7:00-9:00.

Бороздка может иметь указанный радиус кривизны в области 4:00-6:00, при этом радиус кривизны может быть больше радиуса кривизны бороздки в области 7:00-9:00 в направлении по часовой стрелке.

Также бороздка может иметь указанный радиус кривизны в области 4:00-5:00 в направлении по часовой стрелке, при этом радиус кривизны может быть больше по меньшей мере одного из радиусов кривизны бороздки на других участках по длине бороздки в области 6:00-9:00.

Еще одной задачей изобретения является создание торцовой крышки банки, содержащей центральную панель, имеющую внешнюю периферийную кромку, прикрепленное к панели посредством заклепки ушко и центральную ось, проходящую между носиком ушка и противоположным поднимаемым кончиком ушка. Ушко выполнено с возможностью приложения носиком открывающего усилия при подъеме пользователем кончика. Также указанная крышка содержит смещаемый отрывной лепесток, расположенный в центральной панели и определяемый разрываемой бороздкой и неразрываемым участком перегиба. В свою очередь, разрываемая бороздка имеет остаточный материал, разрываемый при приложении к нему посредством носика открывающего усилия, а внешняя периферия отрывного лепестка определена бороздкой, проходящей между областью для выпуска газов и участком перегиба. Бороздка содержит первый криволинейный участок в области для выпуска газов, второй криволинейный участок, расположенный вблизи области для выпуска газов и отходящий радиально наружу от первого криволинейного участка, и третий криволинейный участок, расположенный в области 3:00-6:00 и направляющий бороздку по существу радиально внутрь по центральной панели под углом от внешней периферийной кромки. Третий криволинейный участок имеет радиус кривизны, увеличенный по сравнению с радиусом кривизны первого криволинейного участка и второго криволинейного участка, и обеспечивает минимальное сопротивление разрыву бороздки при приложении открывающего усилия.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 в перспективе изображена торцовая крышка банки согласно изобретению, которая соединена закаточным швом с банкой, представленной в частичном виде.

На фиг.2, отображающей уровень техники, в перспективе изображена крышка банки с большим открываемым отверстием, которая соединена закаточным швом с банкой, представленной в частичном виде.

На фиг.3 на виде в плане сверху изображена торцовая крышка банки по фиг.1.

На фиг.4 на виде в плане сверху изображена часть торцовой крышки по фиг.3, включающая показанное пунктиром ушко и опорные отметки, расположенные вокруг отрывного лепестка торцовой крышки в направлении по часовой стрелке.

На фиг.5 на виде в плане сверху изображен альтернативный вариант торцовой крышки согласно изобретению.

На фиг.6 на виде в плане сверху изображена часть торцовой крышки по фиг.5, включающая показанное пунктиром ушко и опорные отметки, расположенные вокруг отрывного лепестка торцовой крышки в направлении по часовой стрелке.

На фиг.7 на виде в плане сверху изображен альтернативный вариант торцовой крышки согласно изобретению, включающей опорные отметки, расположенные вокруг отрывного лепестка торцовой крышки в направлении по часовой стрелке.

На фиг.8 на виде в плане сверху изображена часть торцовой крышки по фиг.7.

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.

Представленное на чертежах изделие согласно изобретению изготовлено способом в соответствии с изобретением. Торцовая крышка банки согласно изобретению обладает улучшенными характеристиками в плане ее открытия, а конструкция крышки предусматривает большое открываемое отверстие с отрывным лепестком, геометрия которого позволяет преодолеть проблемы, свойственные известным из уровня техники крышкам.

Конструкция крышки согласно изобретению предусматривает отрывной лепесток, имеющий большой радиус на первом криволинейном сегменте бороздки, который удален от ушка и расположен в области, которая может быть приблизительно идентифицирована отметкой 5:00 на отрывном лепестке. Такая конструкция обеспечивает улучшенное и плавное открытие отрывного лепестка пользователем.

В вариантах осуществления по фиг.1-6 торцовая крышка 10 банки (контейнера) 8 содержит центральную панель 12, которая для прикрепления стенки панели к банке 8 снабжена загибом 14 под шов. Банка 8 обычно представляет собой цельнотянутую металлическую банку, которую изготавливают из тонкого листа алюминия или стали. Торцовые крышки для банок обычно также выполняют из листовых заготовок, вырубаемых из такого листа. Из листовых заготовок далее формуют заготовки крышек, из которых при помощи процесса, часто называемого трансформированием заготовки, получают готовые крышки. В варианте осуществления, показанном на чертежах, центральная панель 12 присоединена к банке посредством загиба 14 под шов, связанного с ответным фланцем банки 8. Загиб 14 торцовой крышки 10 соединяется с центральной панелью 12 посредством участка, соответствующего складке 16, которая стыкуется с внешней периферийной кромкой 18 центральной панели 12. Такой способ присоединения центральной панели 12 к банке в настоящее время является типичным способом соединения, используемым в промышленности, часто называемым «закатыванием». Однако в рамках настоящего изобретения для присоединения центральной панели 12 к банке 8 могут быть использованы и другие средства.

Изготовление крышки начинается с вырубки листовых заготовок, обычно представляющих собой круглую вырубку из тонкого металлического листа. Вырубку формируют в заготовку крышки посредством образования загиба под шов, складки, радиуса лепестка и центральной панели. Дальнейшее трансформирование заготовки в крышку заключается в выполнении заклепки путем образования вздутия в центре панели и последующей обработки вздувшегося металла в элемент типа кнопки и более узкий выступ, составляющие заклепку. Затем выполняют отрывной лепесток путем образования в металле панели бороздки, криволинейная форма которой имеет геометрию согласно изобретению; на отрывном лепестке выполняют внутреннюю кромку или подобный загиб металла; образуют вогнутую часть путем изгиба металла панели, так что центральная область панели оказывается несколько ниже остальной ее части; накладывают ушко на заклепку; а также осуществляют другие последующие операции, такие как устранение острых краев ушка, нанесение надписей на панель посредством зарубов или чеканки, и правка области заклепки. Этот процесс трансформации дополнительно описан ниже применительно к конструкции торцовой крышки.

В центральной панели 12 имеется смещаемый отрывной лепесток 20, образованный разрываемой бороздкой 22 и неразрываемым участком 24 перегиба. 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 остается шарнирно соединенным с центральной панелью 12 посредством участка 24 перегиба. Во время такой операции открытия отрывному лепестку 20 придают некоторое угловое смещение. Более конкретно, отрывной лепесток 20 отклоняют на некоторый угол относительно плоскости панели 12, причем окончательная величина углового смещения задается участком 24 перегиба. Дополнительные особенности операции открытия и последовательность разрыва участков бороздки 22 описаны ниже.

Отрывной лепесток 20 формируют в процессе трансформации заготовки посредством надреза. Инструменты для выполнения надреза, образующего отрывной лепесток 20 в центральной панели 12, включают верхний штамп на стороне пользования (сторона потребителя содержимого банки), снабженный надрезающим лезвием, форма которого соответствует форме отрывного лепестка 20, и нижний штамп на стороне продукта (сторона содержимого банки), служащий опорой для металла на участках надреза. При сведении вместе нижней и верхней матриц металл стенки центральной панели 12 оказывается надрезанным между ними. В результате надрезающее лезвие оказывается заглубленным в металл, образуя бороздку 22 в виде клиновидного углубления. Металл, остающийся под этим клиновидным углублением, представляет собой остаточный материал бороздки 22. Таким образом, бороздка 22 образуется надрезающим лезвием, вызывающим смещение металла, причем отпечаток надрезающего лезвия остается на стенке панели 12 со стороны пользования. Для такой бороздки предусмотрена дополнительная бороздка 28, препятствующая разрыву, образуемая аналогичным способом, однако при ее образовании режущее лезвие заглубляется в металл панели 12 на меньшее расстояние, чем при выполнении бороздки 22. Образование препятствующей разрыву бороздки 28, расположенной на отрывном лепестке 20 с радиальным смещением внутрь относительно бороздки 22, является обычным приемом для улучшения характеристик надреза. Изобретение может быть также реализовано и при других видах надрезов, которые не включают отдельную препятствующую разрыву бороздку 28, а содержат обычные бороздки 22, образованные ступенчатыми режущими лезвиями, которые по существу чеканят или вдавливают участки металла в непосредственной близости бороздки 22.

Отрывной лепесток 20 может быть также выполнен с придающим жесткость прогибом металла в центральной области лепестка, таким как внутренний бортик отрывного лепестка или подобный элемент в виде направленного наружу или внутрь банки прогиба металла. Внутренний бортик или прогиб 30 полезен для оттягивания избыточного металла от отрывного лепестка 20, чтобы улучшить характеристики рычажного открывания путем усилия, прикладываемого ушком 32 к отрывному лепестку 20. Форма бортика 30 предпочтительно соответствует геометрической форме бороздки 22 отрывного лепестка 20, в результате чего обеспечено равномерное оттягивание избыточного метала от отрывного лепестка 20.

Открытие отрывного лепестка 20 осуществляется при помощи ушка 32, которое прикреплено к центральной панели 12 посредством заклепки 34. Ушко 32 прикреплено к центральной панели 12 таким образом, что его носик 36 выступает над ближайшим участком отрывного лепестка 20. Поднимаемый кончик 38 ушка 32 расположен напротив носика 36 и доступен со стороны пользования для его подъема, например, при помощи пальца, в результате которого носик 36 оказывает воздействие на ближайший участок отрывного лепестка 20.

Бороздка 22 имеет первый участок 22а, который по меньшей мере частично расположен под носиком 36 ушка и область 40 для выпуска газов, в которой начинается разрыв при открывании крышки. Бороздка 22 также имеет криволинейный второй участок 22b, отходящий от первого участка 22а и направляющий траекторию разрыва в радиальном направлении наружу к внешней периферийной кромке 18 панели 12. Участок 22b проходит до криволинейного третьего участка 22с с переходной зоной, обозначенной в целом позицией 22d. Третий участок 22с направляет траекторию разрыва под углом от внешней периферийной кромки 18. Таким образом, изгиб третьего участка 22 с проходит вблизи периферийной кромки 18 в качестве первого радиально удаленного криволинейного сегмента и расположен со смещением в радиальном направлении наружу относительно криволинейного участка 22b, расположенного вблизи области 40 для выпуска газов. Четвертый участок 22е проходит от третьего участка 22с, занимая остающуюся часть бороздки 22, и заканчивается вблизи участка 24 перегиба. Таким образом, в процессе открытия отрывного лепестка 20 разрыв бороздки 22, то есть разделение остаточного материала бороздки, начинается в области 40 для выпуска газов первого участка 22а. Затем бороздка 22 разрывается последовательно по второму участку 22b, третьему участку 22с и по четвертому участку 22е.

В известных из уровня техники крышках, таких как показанная на фиг.2, бороздка 22 расположена по существу симметрично относительно правой и левой половин отрывного лепестка 20, при этом центральная разделительная линия бороздки является осью, проходящей через заклепку 34 и определяющей длину ушка. В такой обычной конструкции переходная зона 22d бороздки 22 представляет собой область бороздки 22 отрывного лепестка, которая оказывает относительно большое сопротивление открывающему усилию, как правило, в связи с малой кривизной криволинейного участка 22с в переходной зоне 22d, а также вследствие того, что носик 36 ушка взаимодействует с отрывным лепестком 20 на удалении от переходной зоны 22d. Это становится более понятным при изучении процесса открывания крышки 10 пользователем.

Во время открывания торцовой крышки 10 пользователь поднимает ушко 32 за кончик 38, в результате чего носик 36 ушка нажимает на находящийся под ним отрывной лепесток 20. После упора носика 36 в отрывной лепесток 20 разрыв бороздки 22 начинается в области 40 для выпуска газов. Начало разрыва бороздки 22 по меньшей мере частично вызвано подъемным усилием, оказываемым на ушко 32 и стремящимся приподнять центральную область центральной панели 12 в непосредственной близости от заклепки 34. Это усилие подъема области заклепки 34 относительно отрывного лепестка 20 вызывает разделение остаточного металла бороздки 22. Усилие, требуемое для разрыва бороздки 22 в области 40 для выпуска газов, обычно называемое усилием «хлопка», обычно меньше усилия, которое необходимо для распространения разрыва по другим участкам бороздки 22 при продолжающемся подъеме кончика 38 ушка 32. Следовательно, предпочтительно, чтобы подъем панели 12 в области заклепки 34 был достаточным лишь для начала разрыва, то есть «хлопка», и эта область оставалась по существу жесткой и плоской для обеспечения необходимого рычажного подъема ушка 32 с целью распространения линии разрыва отрывного лепестка 20.

После первоначального «хлопка» или «выпуска газов» при разделении области 40 отрывного лепестка 20 пользователь продолжает поднимать кончик 38 ушка 32, вызывая тем самым проталкивание носика 36 вниз на отрывной лепесток 20 для продолжения разрыва бороздки 22. Разрыв бороздки 22 таким образом проходит от области 40 для выпуска газов до ближайшего криволинейного сегмента бороздки, содержащегося во втором участке 22b бороздки в непосредственной близости от области 40 для выпуска газов и около заклепки 34. Кривизна бороздки 22 на участке 22b направляет бороздку 22 к периферийной кромке 18 панели 12, в радиальном направлении наружу от заклепки 34. Затем разрыв бороздки продолжается от второго участка 22b к третьему участку 22с, который включает переходную зону 22d, и в заключение геометрия бороздки обуславливает ее разрыв по четвертому участку 22е. В результате открытия по всей длине бороздки отрывной лепесток 20 смещается вниз с поворотом вокруг участка 24 перегиба таким образом, что отрывной лепесток 20 отклоняется внутрь банки путем углового смещения относительно панели 12. Во время продолжающегося распространения разрыва бороздки переходная зона 22d оказывает достаточно высокое сопротивление разрыву, которое требует значительный рычажный подъем и открывающее усилие, как описано ниже.

Как показано на фиг.3-6, геометрия третьего участка 22с обуславливает его изгиб в направлении, по существу противоположном направлению бороздки 22 на первом участке 22а и втором участке 22b. В процессе открытия такое чередование направлений бороздки 22 на третьем участке 22с, и в особенности в переходной зоне 22d, вызывает определенное сопротивление открытию, поскольку продолжающийся разрыв бороздки 22 вынужден менять направление от предшествующего второго участка 22b. В результате открытие отрывного лепестка 20 затруднено, что проявляется в замедлении распространения разрыва бороздки и даже его прекращении на третьем участке 22с. Сложность в открытии этой области отрывного лепестка 20 становится еще более заметной вследствие того, что третий участок 22с, и в особенности переходная зона 22d, представляет собой первый удаленный криволинейный сегмент бороздки 22, который находится далеко от точки рычажного подъема для открытия отрывного лепестка 20, то есть от носика 36 ушка.

Таким образом, бороздка обычных торцовых крышек 10 с большим открываемым отверстием, имеющим площадь более 0,5 кв. дюйма, снабженных отрывным лепестком 20, который значительно шире ушка 32, с трудом разрывается в переходной зоне 22d, расположенной приблизительно в области 4:00-6:00 временных отметок, если считать, что участок бороздки 22, смежный с заклепкой 34, соответствует временной отметке 12:00. Поскольку усилие, необходимое для разрыва остающегося третьего участка 22с и четвертого участка 22е, намного меньше усилия разрыва переходной зоны 22d, может возникнуть ситуация, при которой отрывной лепесток 20, проталкиваемый с неожиданной силой в банку, ударит по ее содержимому. Такой удар по продукту, например, пиву или безалкогольному напитку, вызывает его выбрасывание через отверстие, образованное оторванным лепестком 20, и в результате имеют место нежелательные брызги, фонтанирование или выплеск продукта. Кроме того, для промышленного производства банок постоянно исследуются пути уменьшения толщины металла крышки 10 и ушка 32 в целях экономии материала, поэтому улучшенная эффективность открытия при помощи ушка 32 позволяет изготавливать его из более тонкого металла или из меньшего количества металла.

Для обеспечения усовершенствованной конструкции для более плавного разрыва и улучшенной способности отрывного лепестка 20 к открытию настоящее изобретение предлагает геометрическую конфигурацию отрывного лепестка 20, образующего большое отверстие, предусматривающую больший радиус переходной зоны 22d на третьем участке 22с бороздки 22. Чтобы получить этот больший радиус переходной зоны 22d при одновременном обеспечении большой открываемой области отрывного лепестка 20, составляющей по меньшей мере 0,5 кв. дюйма, геометрическая форма бороздки 20 явно несимметрична на двух половинах отрывного лепестка 20 относительно центральной оси Y-Y, проходящей по длине ушка 32 через заклепку 34. Несимметричная форма отрывного лепестка 2, как показано в вариантах изобретения на фиг.3 и 5, обеспечивает пониженное сопротивление отрывного лепестка 20 разрыву по бороздке 22 в переходной зоне 22d, причем первый криволинейный участок бороздки 22 проходит по длине отрывного лепестка 20 от заклепки 34. В результате бороздка 22 в переходной зоне 22d имеет плавную кривизну, то есть радиус кривизны, существенно увеличенный по сравнению с известными решениями. Этот увеличенный радиус также больше радиуса кривизны любого другого участка (22b и 22с) отрывного лепестка 20, на который воздействует ушко 32. Таким образом, наличие переходной зоны 22d, имеющей увеличенный радиус кривизны, который больше радиусов всех участков за исключением области 40 для выпуска газа, обеспечивает пониженное сопротивление разрыву бороздки 22 в переходной зоне 22d, тем самым улучшенное открытие торцовой крышки 10.

Этот аспект изобретения может быть продемонстрирован примерами по фиг.3-6, в которых каждая торцовая крышка с большим открываемым отверстием снабжена отрывным лепестком 20 с центральной осью Y-Y, проходящей по длине ушка между носиком 36 и поднимаемым кончиком 38 через центр заклепки 34. Торцовые крышки в этих примерах также имеют поперечную ось Х-Х отрывного лепестка 20, делящую лепесток по ширине и пересекающую центральную ось Y-Y под прямым углом в точке 41. Пересечение центральной оси Y-Y и поперечной оси Х-Х делит отрывной лепесток 20 на четыре четверти. Первая четверть 42 граничит с заклепкой 34 и находится в области 40 отрывного лепестка 20. Первая четверть 42 включает область бороздки 22, в которой разрыв распространяется после первоначального разрывного хлопка. Бороздка 22 в первой четверти 42 имеет криволинейный участок 22b, который направляет линию разрыва от оси Y-Y и затем по существу параллельно оси Y-Y. Участок 22b бороздки образует первый криволинейный сегмент бороздки 22 для образования криволинейного отрывного лепестка 20. Вторая четверть 44 также включает криволинейный сегмент бороздки 22, который направляет 22 по существу к оси Y-Y. В соответствии с изобретением форма бороздки 22 во второй четверти 44 обеспечивает ее плавный разрыв. Бороздка 22 в этой области лепестка 20 имеет переходную зону 22d с увеличенным радиусом кривизны. В предпочтительном примере выполнения увеличенный радиус переходной зоны 22d обеспечивает такую геометрию бороздки, которая включает по существу линейный сегмент в переходной зоне 22d. В этом варианте переходная зона 22d не является наиболее удаленным в радиальном направлении криволинейным сегментом, то есть сегментом, ближайшим к периферийной кромке 18. Вместо этого, наиболее удаленный в радиальном направлении криволинейный участок отрывного лепестка 20 находится в третьей четверти 46. Как показано на фиг.3, криволинейный сегмент бороздки 22 во второй четверти 44 расположен дальше от периферийной кромки 18 по сравнению с сегментом бороздки в третьей четверти 46. Действительно, вследствие увеличенной третьей четверти 46 отрывного лепестка 20 бороздка 22 в этой четверти оказывается ближе к периферийной кромке 18. После открытия отрывного лепестка 20 наиболее удаленная от центра область отверстия торцовой крышки 10 проходит между участком 24 перегиба и центральной осью Y-Y.

В варианте изобретения по фиг.5-6 бороздка 22 на второй четверти 44 в переходной зоне 22d по существу прямолинейно пересекает вторую четверть от первой четверти 42 к третьей четверти 46. Такая по существу прямолинейная форма бороздки 22 в переходной зоне 22d обеспечивает минимальное сопротивление разрыву бороздки 22 в области 4:00-6:00 на отрывном лепестке 20. Действительно, в варианте по фиг.6 линейная зона 22d проходит от поперечной оси Х-Х, которая находится в области 3:00, через удаленный конец центральной оси Y-Y в области 6:00.

Третья четверть 46, которая лежит по другую сторону от центральной оси Y-Y относительно переходной зоны 22d с увеличенным радиусом, включает шарообразную область с увеличенной шириной, если измерять по оси Х-Х. Увеличенная область в третьей четверти 46, а также четвертая четверть 48 обеспечивают расширенное отверстие отрывного лепестка 20 с увеличенной площадью. При такой конструкции существует увеличенное отверстие для так называемой «торцовой крышки с большим отверстием», несмотря на то что большой радиус переходной зоны 22d уменьшает площадь второй четверти 44. Таким образом, несимметричная форма бороздки и, как следствие, несимметричная форма отрывного лепестка 20 обеспечивают большую площадь поверхности третьей четверти 46 и четвертой четверти 48 относительно области отрывного лепестка 20 по другую сторону (первая сторона 50) от центральной оси Y-Y.

В показанном на чертежах варианте заметно различие в площади поверхности несимметричных половин отрывного лепестка 20, расположенных на первой стороне 50 от оси Y-Y и на второй стороне 52 от оси Y-Y. Например, площадь части отрывного лепестка 20 на первой стороне 50 может составлять одну треть от площади поверхности на другой стороне 52, как показано на фиг.3. Эта разница в площади может быть большей, как показано на фиг.5, где площадь на первой стороне 50 приблизительно составляет одну половину от площади поверхности отрывного лепестка на второй стороне 52.

Диспропорция в симметрии отрывного лепестка 20 также заметна при сравнении площади второй четверти 44 с площадью третьей четверти 46. Например, в вариантах по фиг.3 и 5 площадь отрывного лепестка 20 во второй четверти 44 находится в пределах от приблизительно одной трети до одной второй от площади отрывного лепестка 20 в третьей четверти 46.

Для выявления конструктивных признаков изобретения отрывной лепесток также может быть рассмотрен в направлении по часовой стрелке. Ориентация отрывного лепестка 20 может быть задана привязкой временной отметки 12:00 к участку бороздки 22, наиболее близкому к заклепке 34, как показано на фиг.4 и 6. При этом центральная ось Y-Y панели 12, а также центральная ось Y-Y отрывного лепестка 20 определены по линии, которая проходит через центр заклепки 34 и середину ушка 32 от носика 36 до поднимаемого кончика 38. Поперечная ось Х-Х проходит на участке отрывного лепестка 20 с максимальной шириной и ориентирована по отметкам 3:00 и 9:00. Каждая четверть имеет среднюю линию, проходящую между центральной осью Y-Y и поперечной осью Х-Х от точки 41 к внешней кромке отрывного лепестка 20. В такой конструкции торцовой крышки банки переходная зона 22d, расположенная в области 5:00, имеет увеличенный радиус кривизны, который обеспечивает линейное прохождение бороздки 22 на этом участке к области 6:00. В примерах по фиг.3-6 такой увеличенный радиус кривизны имеет участок в области 3:00-6:00. В этих примерах практического осуществления изобретения крайне важно, чтобы зона в области 4:00-6:00 имела больший радиус кривизны, так что при разрыве бороздки 22 в процессе открытия банки плавному открытию отрывного лепестка 20 оказывается пониженное сопротивление.

Далее, в этом варианте участок отрывного лепестка 20 в области 4:00-6:00 имеет больший радиус кривизны по сравнению с участком в области 6:00-8:00. Такая конструкция обеспечивает увеличенный радиус в переходной зоне 22d и увеличенную площадь поверхности отрывного лепестка 20 в области 6:00-8:00, чтобы было предусмотрено «большое отверстие» отрывного лепестка 20. Такой отрывной лепесток, обеспечивающий большое отверстие, иногда определяемое в уровне техники как отверстие с площадью по меньшей мере 0,5 кв. дюйма, обычно имеет резкий изгиб в области 5:00. Это является одним из существенных аспектов изобретения. Согласно изобретению обеспечен плавный разрыв бороздки в области 5:00 отрывного лепестка 20. Бороздка 22 в этой области находится ближе к точке 41, чем в области 6:00-9:00.

На фиг.7 и 8 показан альтернативный вариант торцовой крышки 10. В этом варианте радиус кривизны R_q1 в первой четверти 42 составляет приблизительно от двух третьих до одной половины от радиуса кривизны R_q2 во второй четверти 44 или лежит в любом диапазоне между указанными пределами. Далее, радиус кривизны R_q3 в третьей четверти составляет приблизительно от трех четвертых до семи восьмых от радиуса кривизны R_q2 или лежит в любом диапазоне между указанными пределами, а радиус кривизны R_q4 составляет приблизительно от одной второй до двух третьих от радиуса кривизны R_q2 или лежит в любом диапазоне между указанными пределами. Радиус кривизны R_qт в переходной зоне 22d составляет приблизительно от одной целой и трех четвертей до двух радиусов кривизны R_q2 или лежит в любом диапазоне между указанными пределами. Более предпочтительно, R_q1 составляет от 0,18 до 0,242 дюйма или лежит в любом диапазоне между указанными пределами, R_q2 составляет от 0,378 до 0,432 дюйма или лежит в любом диапазоне между указанными пределами, R_q3 составляет от 0,313 до 0,367 дюйма или лежит в любом диапазоне между указанными пределами, R_q4 составляет от 0,248 до 0,302 дюйма или лежит в любом диапазоне между указанными пределами, R_qт составляет от 0,628 до 0,682 дюйма или лежит в любом диапазоне между указанными пределами.

Эксперименты были проведены на 202 торцовых крышках, имеющих обеспечивающий большое отверстие отрывной лепесток 20 с бороздкой, особенности которых представлены на фиг.7. Толщину остаточного материала бороздки в области 6:00 варьировали наряду с глубиной вогнутого участка 54, окружающего область расположения отрывного лепестка 20, и глубиной вычеканенного участка 56 для выпуска газов. В таблице 1 представлены результаты исследования разбрызгивания содержимого:

Таблица 1Тест №Толщина остаточного материала в области 6:00, дюймГлубина вогнутого участка, дюймГлубина вычеканенного участка, дюймРасстояние разбрызгивания дюйм10,00300,0120,00633,920,00300,0180,00633,730,00300,0180,00635,840,00300,0180,00743,150,00300,0180,00744,660,00340,0150,00681,57   8,18   7,5

Испытания 7 и 8 были проведены на имеющихся на рынке торцовых крышках. Торцовые крышки 10 с модифицированным радиусом бороздки продемонстрировали расстояния разбрызгивания содержимого, составившие в среднем 4,2 дюйма, по сравнению с 7,8 дюймами в случае имеющихся на рынке крышек.

Выше были продемонстрированы и описаны конкретные варианты изобретении, однако возможны также его многочисленные модификации без выхода за сущность изобретения и рамки охраны, определяемые лишь прилагаемой формулой.

Изобретение относится к торцовым крышкам банок для напитков. Крышка содержит центральную панель, имеющую сторону продукта, сторону пользования и внешнюю периферийную кромку. Неотделяемое ушко прикреплено к стороне пользования центральной панели посредством заклепки. Смещаемый отрывной лепесток расположен в центральной панели рядом с заклепкой. Отрывной лепесток определен разрываемой бороздкой и неразрываемым участком перегиба. Внешняя периферия геометрической формы разрываемой бороздки определена длиной криволинейной бороздки. Лепесток можно разделить на четверти, расположенные в направлении по часовой стрелке. Геометрическая форма отрывного лепестка является асимметричной. Вторая или третья четверти содержат участок бороздки с радиусом (R_qт) кривизны, большим чем радиус кривизны участка бороздки, соответственно, в другой второй или третьей четверти. Отрывной лепесток имеет также наиболее удаленный в радиальном направлении участок бороздки, расположенный в той четверти, которая не содержит участок бороздки с радиусом (R_qт) кривизны. Изобретение обеспечивает легкое открывание банки с образованием большого отверстия без расплескивания напитка. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

1. Торцовая крышка (10) банки (8) для напитков, содержащая центральную панель (12), имеющую внешнюю периферийную кромку (18); неотделяемое ушко (32), прикрепленное к центральной панели (12) посредством заклепки (34); и смещаемый отрывной лепесток (20), расположенный в центральной панели (12) вблизи заклепки (34) и определяемый криволинейной разрываемой бороздкой (22) и неразрываемым участком (24) перегиба, причем криволинейная бороздка имеет центральную ось (Y-Y), проходящую по длине ушка между его носиком (36) и поднимаемым кончиком (38), которая определяет опорную линию 12:00-6:00 для направления по часовой стрелке, и поперечную ось (Х-Х), перпендикулярную центральной оси (Y-Y) и проходящую по ширине отрывного лепестка (20) для его разделения на первую, вторую, третью и четвертую четверти (42, 44, 46, 48), которые расположены в направлении по часовой стрелке, начиная от положения 12:00, при этом криволинейная бороздка (22) задает такую геометрическую форму отрывного лепестка, внешняя периферия которого определена криволинейной бороздкой (22), что вторая и третья четверти (44, 46) ассиметричны относительно друг друга и содержат участок бороздки с радиусом кривизны (R_qт) в одной из второй и третьей четвертей (44, 46) отрывного лепестка (20) большим, чем радиус кривизны участка бороздки в другой из указанных второй и третьей четвертей (44, 46), для обеспечения низкого сопротивления открытию отрывного лепестка (20) на участке бороздки с указанным радиусом (R_qт), причем отрывной лепесток (20) имеет наиболее удаленный в радиальном направлении участок (22е) бороздки, расположенный в одной из второй и третьей четвертей (44, 46).2. Крышка по п.1, отличающаяся тем, что наиболее удаленный в радиальном направлении участок (22е) бороздки не расположен в той же четверти, которая содержит участок бороздки с радиусом (R_qт) кривизны.3. Крышка по п.2, отличающаяся тем, что центральная ось (Y-Y) и поперечная ось (Х-Х) пересекаются в точке (41), причем бороздка (22) во второй четверти (44) расположена ближе к точке (41), чем в любой из остальных трех четвертей (42, 46, 48).4. Крышка по п.3, отличающаяся тем, что каждая четверть (42, 44, 46, 48) содержит часть поверхности отрывного лепестка (20), причем площадь части поверхности отрывного лепестка (20), содержащейся во второй четверти (44), меньше площади части поверхности, содержащейся в третьей четверти (46).5. Крышка по п.1, отличающаяся тем, что центральная ось (Y-Y) и поперечная ось (Х-Х) пересекаются в точке (41), первая четверть (42) отрывного лепестка (20) расположена вблизи ушка (32) и области (40) для выпуска газов, участок (22b) разрываемой бороздки, расположенный в первой четверти (42), имеет радиус (R_q1) кривизны и ведет непосредственно к участку (22с) бороздки во второй четверти (44), которая расположена с радиальным выходом за пределы первой четверти (42) и содержит криволинейный сегмент (22d), направляющий бороздку (22) ближе к внешней периферийной кромке (18) центральной панели в направлении третьей четверти (46), причем криволинейный сегмент (22d) во второй четверти (44) имеет радиус (R_qт) кривизны, который больше радиуса (R_q3) кривизны разрываемой бороздки в третьей четверти (46).6. Крышка по п.5, отличающаяся тем, что радиус (R_qт) кривизны разрываемой бороздки (22) во второй четверти (44) больше каждого из радиусов (R_q1, R_q3) кривизны бороздки (22) в первой и третьей четвертях (42, 46).7. Крышка по п.5, отличающаяся тем, что каждая четверть (42, 44, 46, 48) отрывного лепестка (20) содержит часть указанного лепестка, причем площадь поверхности части, содержащейся во второй четверти (44), меньше площади поверхности части, содержащейся в третьей четверти (46).8. Крышка по п.5, отличающаяся тем, что наиболее удаленный в радиальном направлении участок (22е) бороздки, ближайший к внешней периферийной кромке (18) центральной панели (12), полностью содержится в третьей четверти (46).9. Крышка по п.5, отличающаяся тем, что отрывной лепесток (20) образует увеличенное отверстие, определяемое шириной по поперечной оси (Х-Х), которая больше ширины отрывного лепестка (20) по центральной оси (Y-Y).10. Крышка по п.9, отличающаяся тем, что отрывной лепесток (20) имеет максимальную ширину, которая представляет собой линейное расстояние между участками разрываемой бороздки (22) по поперечной оси (Х-Х).11. Крышка по п.1, отличающаяся тем, что бороздка (22) имеет указанный радиус (R_qт) кривизны в области 5:00 в направлении по часовой стрелке, который больше радиуса кривизны бороздки (22) в области 8:00 периферии бороздки.12. Крышка по п.1, отличающаяся тем, что указанный радиус (R_qт) кривизны бороздки (22) в области 5:00 в направлении по часовой стрелке больше радиуса кривизны бороздки (22) в области 7:00-9:00.13. Крышка по п.1, отличающаяся тем, что бороздка (22) имеет указанный радиус (R_qт) кривизны в области 4:00-6:00, причем радиус (R_qт) кривизны больше радиуса кривизны бороздки (22) в области 7:00-9:00 в направлении по часовой стрелке.14. Крышка по п.1, отличающаяся тем, что бороздка (22) имеет указанный радиус (R_qт) кривизны в области 4:00-5:00 в направлении по часовой стрелке, причем радиус (R_qт) кривизны больше по меньшей мере одного из радиусов кривизны бороздки (22) на других участках по длине бороздки в области 6:00-9:00.15. Торцовая крышка (10) банки (8), содержащая центральную панель (12), имеющую внешнюю периферийную кромку (18), прикрепленное к панели посредством заклепки (34) ушко (32) и центральную ось, проходящую между носиком (36) ушка (32) и противоположным поднимаемым кончиком (38) ушка (32), причем ушко (32) выполнено с возможностью приложения носиком (36) открывающего усилия при подъеме пользователем кончика (38), смещаемый отрывной лепесток (20), расположенный в центральной панели (12) и определяемый разрываемой бороздкой (22) и неразрываемым участком (24) перегиба, при этом разрываемая бороздка (22) имеет остаточный материал, разрываемый при приложении к нему посредством носика (36) открывающего усилия, а внешняя периферия отрывного лепестка (20) определена бороздкой (22), проходящей между областью (40) для выпуска газов и участком (24) перегиба, причем бороздка (22) содержит первый криволинейный участок (22а) в области (40) для выпуска газов, второй криволинейный участок (22b), расположенный вблизи области (40) для выпуска газов и отходящий радиально наружу от первого криволинейного участка (22а), и третий криволинейный участок (22с), расположенный в области 3:00-6:00 и направляющий бороздку (22), по существу, радиально внутрь по центральной панели (12) под углом от внешней периферийной кромки (18), причем третий криволинейный участок (22с) имеет радиус кривизны, увеличенный по сравнению с радиусом кривизны первого криволинейного участка (22а) и второго криволинейного участка (22b), и обеспечивает минимальное сопротивление разрыву бороздки (22) при приложении открывающего усилия.