ЛЕГКО ОТКРЫВАЕМАЯ ТОРЦЕВАЯ КРЫШКА С УВЕЛИЧЕННОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ ПАНЕЛИ Российский патент 2024 года по МПК B65D17/28 

Область техники

Настоящее изобретение относится к легко открываемой торцевой крышке для банки для напитка или пищевого продукта или тому подобного, имеющей увеличенную жесткость панели по сравнению с обычными торцевыми крышками.

Уровень техники

Банки или контейнеры для напитка или пищевого продукта обычно имеют конструкцию, состоящую из двух компонентов или трех компонентов. Банка из двух компонентов содержит корпус банки с выполненным за одно целое основанием, изготовленный путем применения процесса вытяжки к металлическому диску или заготовке другой формы. После наполнения, открытый конец банки закрывают путем наложения торцевой крышки и закатки торцевой крышки на корпус банки. Банка из трех компонентов может содержать цилиндрический корпус банки, изготовленный с помощью прокатки и сварки вдоль сварного шва. Торцевые крышки закатывают на корпус банки, чтобы закрыть и верхнее и нижнее отверстия.

Так называемые легко открываемые торцевые крышки были разработаны, чтобы избавить пользователя от необходимости использования консервного ножа для открывания банки. Типичная легко открываемая торцевая крышка имеет центральную область, внутри которой образован непрерывный надрез. Надрез в свою очередь образует панель, которую удаляют при открывании. Язычок прикреплен к панели с помощью заклепки. Язычок имеет носовую часть снаружи от заклепки и выполнен с возможностью воздействовать на панель в позиции, расположенной внутри, но проксимально относительно некоторого участка надреза. Язычок далее имеет подъемную часть, расположенную внутри от заклепки, в которую пользователь может вставить кончик пальца. Для открывания торцевой крышки, пользователь вначале поднимает подъемную часть язычка, чтобы вызвать начальный разрыв надреза. Пользователь обычно затем извлекает свой палец, снова вставляет его в подъемную часть с противоположной стороны и тянет язычок в направлении от торцевой крышки, заставляя надрез разрываться по остальной длине до тех пор, пока панель не сможет быть полностью удалена.

На фиг.1 иллюстрируется обычная легко открываемая торцевая крышка, пригодная для использования с корпусом банки, имеющим в общем прямоугольное поперечное сечение, где непрерывный надрез обозначен ссылочной позицией 1, а язычок ссылочной позицией 2. Углубленная часть 3 отделяет периферический завиток 4 от области снаружи от надреза. Надрез образует внутри себя панель 5, к которой прикреплен язычок 2 с помощью заклепки 6. Такие корпуса банки обычно относятся к типу DRD (цельные корпуса, изготовленные с помощью вытяжки и повторной вытяжки), хотя это не является обязательным. Банки этого типа часто используют в качестве контейнеров для рыбных продуктов, мясных продуктов и т.п. Торцевая крышка может быть выполнена из алюминия, хотя известны стальные торцевые крышки.

Иллюстрируемая торцевая крышка имеет внешний уступ 7, который продолжается вокруг внутренней области надреза 1, отклоняясь, чтобы проходить внутри от заклепки 6. Внутри от внешнего уступа ряд внутренних уступов 8a-c образуют три неглубокие панели 9a-c. Внешний уступ 7 имеет глубину приблизительно 0,4 мм относительно основания углубленной части, в то время как внутренние уступы 8a-c имеют глубину приблизительно 0,4 мм относительно внешнего уступа. Панели 9a-c выполняют функцию поглощения лишнего материала, образующегося в процессе формирования надреза, и обеспечения возможности для торцевых крышек укладки в штабель и подачи в закаточную машину. Панели имеют относительно небольшую глубину, чтобы обеспечить возможность их изгибания при открывании. Такое изгибание в прошлом считалось желательным.

Открывание включает следующие этапы:

1) Вскрытие (Pop) - язычок поворачивают вверх, заставляя носовую часть пробить надрез и открывая дугообразный участок вблизи передней части торцевой крышки.

2) Разрывание (Tear) - пользователь тянет язычок назад, заставляя надрез разрываться вдоль боковых сторон панели.

3) Удаление панели - пользователь продолжает тянуть язычок назад, и панель отсоединяется от окружающего ободка.

На этапе 3) удаление панели происходит внезапно, так что для обычной торцевой крышки панель имеет тенденцию к перемещению скачком назад и вверх в направлении руки пользователя. Это часто ведет к тому, что жидкость на нижней стороне панели отбрасывается от панели. Брызги пищевого продукта (например, томатный соус) несомненно являются нежелательными, так как они загрязняют руку пользователя, одежду и окружающее пространство.

Причина, из-за которой панель внезапно перемещается скачком назад, состоит в том, что энергия упругой деформации накапливается в торцевой крышке во время операции разрывания. Количество энергии зависит от степени деформации в панели. Для обычной торцевой крышки, как иллюстрируемая на фиг.1, минимальный радиус кривизны панели во время открывания может составлять 50 мм. Это показано на фиг.2, где иллюстрируется панель после удаления.

Сущность изобретения

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается металлическая легко открываемая торцевая крышка банки, выполненная с возможностью закрытия металлического корпуса банки. Торцевая крышка банки имеет надрез, образующий удаляемую панель, и язычок, расположенный в краевой области панели, для приложения усилия к панели, обеспечивающего возможность удаления панели в направлении разрыва. Панель имеет по меньшей мере одно выпуклое и/или вогнутое ребро, продолжающееся по существу в упомянутом направлении разрыва от позиции или позиций, проксимальных относительно упомянутого язычка, до позиции или позиций, проксимальных относительно конца панели, противоположного упомянутой краевой области. Ребро или ребра имеют глубину или высоту по меньшей мере 0,6 мм относительно окружающих областей панели вдоль по меньшей мере части протяженности ребра.

Ребро или каждое ребро может продолжаться в упомянутом направлении разрыва по меньшей мере на 50%, предпочтительно по меньшей мере на 70%, упомянутой панели. Кроме того, ребро или каждое ребро может продолжаться в упомянутом направлении разрыва не больше, чем на 80% упомянутой панели.

Ребро или каждое ребро может иметь глубину или высоту по меньшей мере 0,8 мм относительно окружающих областей панели.

Высота или глубина ребра или каждого ребра относительно окружающих областей панели может быть по существу постоянной вдоль его протяженности.

В качестве альтернативы, высота или глубина ребра или каждого ребра относительно окружающих областей панели может иметь наклонный участок от минимальной высоты или глубины на концах, проксимальных относительно язычка, до максимальной высоты или глубины в позиции, расположенной на части его протяженности. Наклонный участок может продолжаться на 50% или меньше общей протяженности ребра или каждого ребра.

В качестве альтернативы, высота или глубина ребра или каждого ребра относительно окружающих областей панели может иметь наклонный участок от минимальной высоты или глубины на конце, проксимальном относительно язычка, до максимальной высоты или глубины на дистальном конце. Наклонный участок может продолжаться на 90% или больше общей протяженности ребра или каждого ребра. Наклонный участок может быть линейным.

Ребро или каждое ребро может быть выполнено таким образом, что радиус кривизны панели после удаления составляет больше 150 мм, предпочтительно больше 200 мм.

Ребро или каждое ребро может иметь по существу плоскую центральную область, причем эта область имеет протяженность по меньшей мере 20% протяженности упомянутой панели в направлении, перпендикулярном упомянутому направлению разрыва.

Кроме того, область ребер, содержащая ребро или каждое ребро, может быть по существу симметричной относительно оси, продолжающейся по существу вдоль центра панели в упомянутом направлении разрыва.

В качестве альтернативы, область ребер, содержащая ребро или каждое ребро, может быть по существу несимметричной относительно оси, продолжающейся по существу вдоль центра панели в упомянутом направлении разрыва.

Торцевая крышка банки может содержать периферический завиток и углубленную часть внутри завитка, причем упомянутые окружающие области панели по существу расположены на той же высоте, что и область торцевой крышки банки непосредственно внутри углубленной части. В этом случае ребро или каждое ребро может представлять собой выпуклое ребро.

В качестве альтернативы, торцевая крышка банки может содержать периферический завиток и углубленную часть внутри завитка, причем торцевая крышка банки дополнительно содержит уступ внутри упомянутого надреза, чтобы обеспечить область панели внутри уступа, которая по меньшей мере на 0,6 мм ниже, чем окружающая область. Верх уступа может располагаться на расстоянии не больше 5 мм от упомянутого надреза. Ребро или каждое ребро могут также представлять собой вогнутое ребро, обеспеченное внутри упомянутой области панели.

Количество ребер может составлять три или больше. В качестве альтернативы количество ребер может составлять два. В случае, когда обеспечены множество ребер, ребра могут быть полностью отдельными друг от друга.

В качестве альтернативы, ребра могут объединяться на одном или на обоих их концевых участках и/или объединяться на участках, находящихся в позиции, расположенной на части их протяженности относительно направления разрыва.

Могут быть обеспечены дополнительные выпуклые или вогнутые ребра, продолжающиеся между этими упомянутыми первыми ребрами в направлении, по существу перпендикулярном упомянутому направлению разрыва. Высота или глубина этих дополнительных ребер может быть меньше, чем высота или глубина упомянутых первыми ребер.

Оставшаяся целой часть надреза упомянутого надреза может составлять по существу 0,1 мм вдоль всей или большей части его протяженности.

Упомянутый надрез может иметь увеличенную оставшуюся целой часть надреза в одной или обеих из области, проксимальной относительно носовой части упомянутого язычка, и области, представляющей собой заключительную область, подлежащую разрыву во время удаления панели. В этом случае упомянутая увеличенная оставшаяся целой часть надреза может быть примерно на 0,02 мм больше, чем оставшаяся целой часть надреза остальной части надреза.

Также предлагается способ изготовления банки в соответствии с любым из приведенных выше описаний, причем способ включает формирование выпуклых или вогнутых ребра или ребер перед формированием упомянутого надреза.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 и фиг.2 - иллюстрируют известную легко открываемую торцевую крышку банки до и после удаления, соответственно.

Фиг.3 - иллюстрирует легко открываемую торцевую крышку в соответствии с настоящим изобретением, имеющую 3 вогнутых ребра.

Фиг.4 и фиг.5 - виды в плане и в поперечном разрезе, соответственно, иллюстрирующие (a) конструкцию с тремя ребрами, (b) известную конструкцию и (c) конструкцию с двумя ребрами.

Фиг.6 - иллюстрирует панель в соответствии с настоящим изобретением перед удалением.

Фиг.7 - представлены три графика, иллюстрирующих усилие, требуемое для удаления (a) известной панели, (b) известной панели с уменьшенной оставшейся целой частью надреза и (c) панели в соответствии с настоящим изобретением с уменьшенной оставшейся целой частью надреза.

Фиг.8 - иллюстрирует панель, которая дает неудовлетворительный результат во время удаления панели.

Фиг.9a-9d - иллюстрируют панели с имеющей наклонный участок глубиной ребра.

Фиг.9e - представлен график, иллюстрирующий усилие, требуемое для удаления панели на фиг.9c.

Фиг.10 - иллюстрирует легко открываемую торцевую крышку в соответствии с настоящим изобретением, имеющую 2 вогнутых ребра.

Фиг.11 и фиг.12 - иллюстрируют варианты осуществления, имеющие пару соединенных ребер в конструкции в виде «щита».

Фиг.13 - иллюстрирует вариант осуществления, имеющий в общем крестообразную выпуклую конструкцию.

Фиг.14 - иллюстрирует вариант осуществления, имеющий несимметричную конструкцию.

Фиг.15 - иллюстрирует вариант осуществления, имеющий пару ребер, соединенных в конструкцию в виде «ромбовидного ребра».

Фиг.16 - иллюстрирует вариант осуществления, имеющий одно «ромбовидное» ребро.

Фиг.17 и фиг.18 - виды сбоку вариантов осуществления на фиг.15 и фиг.16, соответственно.

Подробное описание

Было обнаружено, что для снижения риска разбрызгивания жидкости и материала при открывании легко открываемой торцевой крышки банки желательно увеличить жесткость панели торцевой крышки по меньшей мере в области торцевой крышки вблизи участка заключительного разрыва надреза. Это может быть достигнуто посредством обеспечения панели, имеющей сильно выпуклые или вогнутые элементы рельефа, что ведет к уменьшению энергии, накапливаемой во время открывания, и уменьшению вибрации, когда панель высвобождается. Это в частности, но не обязательно, применимо к имеющим неправильную, т.е. некруглую, форму алюминиевым торцевым крышкам. Торцевые крышки неправильной формы более подвержены разбрызгиванию, так как панель является относительно длинной по сравнению с ее шириной, что приводит к конструкции с гораздо меньшей продольной жесткостью по сравнению с круглыми торцевыми крышками. Выпуклые или вогнутые элементы рельефа могут быть в форме множества сильно выпуклых или вогнутых ребер, которые продолжаются на большей части удаляемой панели от конца на стороне язычка до противоположного конца, представляющего собой заключительную область панели, подлежащую удалению. Хотя известны легко открываемые торцевые крышки с ребрами, сформированными на панелях, эти ребра являются относительно неглубокими и предназначены для того, что обеспечить возможность панели изгибаться во время открывания. Ребра могут быть по существу плоскими в своих центральных областях.

Преимущества подхода, в котором используются относительно глубокие ребра, могут включать:

Этап разрыва операции открывания осуществляется за один плавный прием, что делает этот этап более комфортным для пользователя.

Накопление энергии в панели во время открывания уменьшается по сравнению с обычной торцевой крышкой, что делает открывание торцевой крышки более легким для пользователя.

Уменьшение энергии, накапливаемой в панели торцевой крышки по время открывания, уменьшает эффект колебания панели при ее отсоединении от ободка, тем самым уменьшается разбрызгивание и улучшается чистота.

Этот подход может быть относительно простым для внедрения на существующие производственные линии и линии наполнения с сохранением скорости работы существующих линий.

На фиг.3 схематично иллюстрируется легко открываемая торцевая крышка 20, имеющей такие же общие размеры, что и обычная торцевая крышка, показанная на фиг.1, но в которой внешние и внутренние уступы этой конструкции заменены на первый уступ 21, образующий углубление для обеспечение доступа пальца или панель 22 под подъемной частью язычка 23 (который прикреплен к торцевой крышке с помощью заклепки 28), подобно конструктивному элементу для обеспечения доступа пальца в обычных торцевых крышках, и три дополнительных уступа 24a-c, которые образуют соответствующие углубленные (вогнутые) ребра 25a-c. Эти ребра продолжаются параллельно друг другу в направлении, которое по существу совпадает с направлением разрыва панели 26, образованной надрезом 27. В показанной на фиг.3 ориентации это направление в общем представляет собой направление слева направо (как указано на чертеже с помощью стрелки). Следует отметить, что торцевая крышка содержит периферический завиток с углубленной частью непосредственно внутри завитка.

Чтобы соответствовать изогнутой самой правой области надреза 27, центральное ребро 25b является немного более длинным на этом конце, чем два других ребра 25a, 25b. Ребра продолжаются по меньшей мере на 50% длины панели 26, предпочтительно примерно на 60% или больше. Ширина каждого ребра предпочтительно составляет по меньшей мере 20% ширины панели 26. На фиг.4(a) представлен вид в плане верхней части торцевой крышки 20, а на фиг.5a представлен вид в поперечном разрезе торцевой крышки, взятом по линии X-X на фиг.4(a). Как показано на фиг.5a, глубина вогнутых ребер составляет 0,8 мм. Для сравнения, на фиг.4(b) и фиг.5b представлены соответствующие виды в плане и в поперечном разрезе обычной торцевой крышки на фиг.1. Хотя в варианте осуществления на фиг.3 количество ребер составляет три, количество ребер может изменяться в зависимости от формата торцевой крышки. Например, для торцевой крышки с широким соотношением сторон может потребоваться больше ребер (т.е. больше трех).

На практике было обнаружено, что для алюминиевой торцевой крышки размером 163,6 мм х 65,5 мм, имеющей конструкцию в соответствии с фиг.3 (со следующими характеристиками: состояние термообработки H46, серия 3014, толщина листа 0,25 мм), во время открывания жесткость панели такова, что изгиб на участке разрыва панели имеет радиус кривизны примерно 450 мм (или по меньшей мере больше, чем около 200 мм), по сравнению с около 50 мм для обычной торцевой крышки (фиг.1 и фиг.2). Эта панель пригодна, например, для использования с изготовленной с помощью неглубокой вытяжки торцевой крышки для рыбных продуктов. Удаленная панель показана на фиг.6.

Из фиг.6 видно, что панель намеренно сконструирована таким образом, чтобы сгибаться в двух позициях во время открывания. Во-первых, панель 26 сгибается внутрь относительно первой оси 29 в месте расположения заклепки 28, когда панель завершает этап вскрытия (этап «pop») при открывании, и во-вторых, она сгибается наружу относительно второй оси 30 непосредственно перед областью в панели 26, которая усилена посредством ребер 25a-25c.

Важно, чтобы начальный разрыв панели не был слишком внезапным, чтобы избежать высокого пикового усилия разрыва. Например, может быть допустимым пиковое усилие разрыва величиной около 40 Н.

Было определено, что жесткость панели приблизительно равна квадрату глубины ребра. Тем самым, увеличение вдвое глубины ребра от 0,4 мм до 0,8 мм дает увеличение жесткости приблизительно в четыре раза. Так как использование металла является ключевым фактором для стоимости изготовления торцевых крышек, можно предположить, что более эффективным с точки зрения использования металла будет иметь меньшее количество, но более глубокие ребра. Однако эта ситуация осложняется несколькими факторами.

Было обнаружено, что с меньшим количеством ребер панель имеет тенденцию к изгибанию поперек ее ширины, так что теряется жесткость, форма напоминает гиперболический параболоид (если смотреть в поперечном сечении поперек более короткой ширины панели). Также значительно труднее сформировать глубокие ребра, и этот процесс может привести к растяжению материала и/или повреждению покрытия. Операция вытяжки для формирования глубоких ребер может вызвать коробление торцевой крышки из-за создаваемых напряжений. Коробление является следствием остаточных напряжений, ведущих к тому, что торцевая крышка приобретает неплоскую форму, так что становится очень трудно укладывать их в штабель или подавать из штабеля с высокой скоростью.

Принимая все это во внимание, авторы настоящего изобретения пришли к выводу, что лучший подход для изготовления - это формирование глубоких ребер перед формированием надреза, и затем завершение процесса заключительной операцией формования после формирования надреза, чтобы устранить ослабнувший материал и получить плоский компонент, подходящий для укладки в штабель и подачи.

Для торцевой крышки банки толщина оставшейся целой части надреза представляет собой толщину металла, остающегося под надрезом. Толщина оставшейся целой части надреза несомненно является ключевым параметром для определения легкости открывания торцевой крышки. Обычным следствием уменьшенной оставшейся целой части надреза (т.е. более глубокого надреза) является уменьшение усилия начального разрыва, требуемого для открывания торцевой крышки. Уменьшение усилия разрыва вероятно приведет к уменьшению энергии, накапливаемой во время открывания (снижается риск разбрызгивания), и в то же время снижает риск непреднамеренного сгибания панели во время открывания. Испытания показали, что уменьшение толщины оставшейся целой части надреза со стандартных 0,12 мм до 0,1 мм ведет к небольшому уменьшению усилия разрыва, требуемого для открывания торцевой крышки. Сочетание панели с сильно выпуклыми или вогнутыми элементами рельефа и меньшей толщины оставшейся целой части надреза незначительно увеличивает требуемое усилие открывания в начале разрыва панели по сравнению с обычной торцевой крышкой со сравнимыми размерами.

На фиг.7 иллюстрируются результаты, полученные с помощью стандартного в отрасли измерительного устройства «Pop and tear Tester», где по оси x отображается время, а по оси y отображается прилагаемое «пользователем» усилие. График (a) представляет обычные геометрию торцевой крышки (фиг.1) и оставшуюся целой часть надреза (0,12 мм). График (b) представляет обычную геометрию торцевой крышки (фиг.1) и уменьшенную оставшуюся целой часть надреза (0,1 мм). График (c) представляет геометрию торцевой крышки с сильно вогнутыми элементами рельефа (фиг.3) и уменьшенную оставшуюся целой часть надреза (0,1 мм).

Обращаясь к графику (c), область A указывает отмеченное выше небольшое увеличение усилия, требуемого для открывания панели в начале разрыва. Область B указывает на значительное уменьшение усилия разрыва для остальной части разрыва панели. Так как общая энергия, накапливаемая в панели во время открывания, пропорциональна площади под кривыми, можно увидеть, что энергия, накапливаемая в улучшенной конструкции (новая геометрия и уменьшенная оставшаяся целой часть надреза), может быть уменьшена более чем на 50% по сравнению со стандартной торцевой крышкой.

Было определено, что панели с улучшенной конструкцией, но с глубиной ребра меньше 0,8 мм, могут давать неудовлетворительный результат из-за сгибания, происходящего во время открывания. Это иллюстрируется на фиг.8, где показана панель с тремя ребрами, согнувшаяся вдоль третьей оси 31 в направлении центра ребер (в продольном направлении). Даже с глубиной 0,8 мм панель все еще может иметь тенденцию к сгибанию в одном или нескольких местах внутри пространства, занимаемого ребрами. Парадоксальным образом было обнаружено, что это сгибание вероятно происходит из-за избыточной жесткости панели, вследствие чего событие открывания торцевой крышки будет очень внезапным, создавая большие силы в панели. Это приведет к гораздо большему заключительному усилию открывания, чем иллюстрируется, например, на фиг.7c.

Эта проблема может быть уменьшена посредством включения наклонного участка в начале каждого ребра (хотя возможно не для всех ребер). Например, наклонный участок может начинаться с 50% глубины (т.е. 0,4 мм) на конце ребер, проксимальном относительно язычка, продолжаться под наклоном линейно вниз до полной глубины (т.е. 0,8 мм) в позиции, где ребра достигают 30% длины панели (34 мм). Действительно, для имеющих такой наклонный участок испытательных образцов было обнаружено, что панели не сгибаются во время открывания. Полагают, что наклонный участок работает путем обеспечения небольшой гибкости панели в начале ребра, так что пиковое усилие разрыва уменьшается. На фиг.9a представлен вид в продольном разрезе панели с имеющей наклонный участок глубиной ребра, где наклонный участок указан ссылочной позицией 32. На фиг.9b представлен вид в увеличенном масштабе ребра с наклонным участком 32 в начале, при этом остальная часть ребра имеет постоянную глубину.

В качестве альтернативы, наклонный участок может продолжаться вдоль по существу всей длины ребра. На фиг.9c представлен частичный вид в продольном разрезе панели, содержащей одно или больше таких ребер (отметим, что наклонный участок здесь показан не в масштабе). В этом примере глубина ребра или каждого ребра увеличивается линейно, начиная от неглубокого конца, проксимального относительно язычка, до максимальной глубины на дистальном конце. Наклонный участок может продолжаться по меньшей мере на 90%, предпочтительно по существу на 100%, длины каждого ребра.

На фиг.9d представлен частичный вид в продольном разрезе панели на фиг.9c с имеющей наклонный участок глубиной ребра, который продолжается по существу по всей длине ребра. В этом примере глубина ребра или каждого ребра увеличивается линейно по всей его длине до максимальной глубины около 0,9 мм на его дистальном (самом глубоком) участке. Здесь, наклонный участок имеет угол наклона 0,4 градуса, при этом толщина металла составляет 0,3 мм.

В альтернативных примерах, не показанных здесь, панель может содержать комбинацию одного или более выпуклых или вогнутых ребер, которые имеют наклонный участок, продолжающийся по меньшей мере на части их длины, и одного или более выпуклых или вогнутых ребер, которые имеют постоянную глубину.

На фиг.9e иллюстрируются результаты испытания для панели, показанной на фиг.9c (т.е. имеющей ребра с наклонным участком, продолжающимся линейно вдоль по существу всей длины ребра), полученные с помощью измерительного устройства «Pop and tear Tester», где по оси x отображается время, а по оси y отображается усилие, прикладываемое «пользователем». Хотя заключительное усилие открывания этой торцевой крыши больше, чем получают с ребрами, не имеющими наклонного участка (см. фиг.7c), риск сгибания во время открывания уменьшается.

Рассматривая далее предложенное выше уменьшение оставшейся целой части надреза (например, с 0,12 мм до 0,1 мм), может возникнуть проблема, состоящая в том, что торцевая крышка может открываться случайным образом во время обработки, например, на линии наполнения или во время последующего распределения. В частности, торцевая крышка может открываться из-за удара в верхнюю часть язычка, который может привести к разрыву надреза в этой точке. Возможным решением является комбинирование уменьшенной оставшейся целой части надреза (0,1 мм) в области разрыва со стандартной оставшейся целой частью надреза (0,12 мм) вблизи носовой части язычка. Ссылочной позицией 33 на фиг.4(a) показано расположение такой увеличенной оставшейся целой части надреза.

Дополнительное улучшение, которое может комбинироваться со всеми предыдущими вариантами осуществления, включает добавление «ограничителя» на конце профиля надреза, т.е. в области заключительного разрыва. Технология «плоский ограничитель» уже несколько лет используется в обычных легко открываемых торцевых крышках. Типичный подход для изготовления обычных торцевых крышек состоит в шлифовании плоского участка на инструменте для формирования надреза в том месте, где инструмент входит в зацепление с задней частью надреза, что приводит к увеличению оставшейся целой части, так что панель будет труднее отсоединить от торцевой крышки. Во время открывания пользователь отделяет панель до места расположения ограничителя. Затем он обнаруживает, что усилие для полного удаления панели является очень большим. В этом месте он останавливает тянущее движение и должен раскачивать панель назад и вперед. Это ведет к разрушению ограничителя из-за усталостного излома и отсоединению панели. Однако на практике некоторые пользователи не знают эту технику «раскачивания» и просто тянут очень сильно, чтобы высвободить панель. Это приводит к эффекту высвобождения большого количества накопленной энергии, когда панель внезапно отсоединяется.

Для описанной выше конструкции с вогнутым ребром назначение ограничителя другое. Во время операции разрывания панели усилие открывания является относительно небольшим, потенциально позволяя очень быстро осуществить заключительное отсоединение. Ограничитель может использоваться для предотвращения этого, но без увеличения усилия выше, чем для обычной торцевой крышки (которая не имеет ограничителя). Например, когда оставшаяся целой часть в области разрыва уменьшена до 0,1 мм, использование ограничителя может увеличить оставшуюся целой часть до 0,12 мм в задней части панели. Таким образом, оставшаяся целой часть в задней части панели имеет ту же величину, что и для обычной торцевой крышки (0,12 мм), что означает, что заключительное усилие отсоединения по существу не изменяется по сравнению с обычной торцевой крышкой. Ссылочной позицией 34 на фиг.4(a) указана область, в которой обеспечен ограничитель.

Известны методы формования для обеспечения возможности формирования ребер на торцевой крышке с высокой скоростью. Например, подходящий процесс может включать:

Операция вытяжки заготовки с формированием полуфабриката с углубленной частью.

Формирование приподнятого опорного основания.

Операция формирования надреза с уменьшением оставшейся целой части вдоль пути открывания.

Формование панели с формированием профиля панели и устранением ослабнувшего материала, образовавшегося во время операции формирования надреза.

Укладка торцевой крышки в штабель на опорном основании.

Конечно могут быть включены дополнительные этапы в зависимости от сложности формы панели, например, предварительное формование конструктивных элементов в панели перед процессом формирования надрезов.

Ребристая структура может быть сформирована с помощью углублений (т.е. конструкция с тремя ребрами на фиг.3) или путем углубления всей панели и формирования выпуклых ребер. Этот последний вариант осуществления иллюстрируется на фиг.10, соответствующем виду в плане на фиг.4(c) и виду в поперечном разрезе на фиг.5c, и использует два выпуклых ребра 35a, 35b, сформированных в вогнутой области 36 панели 26. Жесткость области ребер может быть аналогичной для обоих подходов к конструкции.

Как было рассмотрено выше, возможно получить более высокую жесткость с более глубоким конструктивным элементом, но здесь имеется недостаток, состоящий в том, что некоторая часть жесткости может быть потеряна из-за изгибания панели поперек ее ширины во время открывания. Возможное решение этой проблемы включает добавление вторичных боковых элементов жесткости внутри продольных конструктивных элементов (ребер). На фиг.11 иллюстрируется вариант осуществления, в котором пара выпуклых ребер 37a, 37b соединены на обоих концах таким образом, что вогнутый конструктивный элемент имеет форму щита. В этом случае углубленная внутренняя панель 38a будет добавлять боковую жесткость панели. На фиг.12 иллюстрируется подобная вогнутая конструкция, но с щитом, повернутым на 180 градусов. В этом случае вспомогательные вогнутые конструктивные элементы 38b обеспечены в виде боковых ребер, продолжающихся между двумя продольными ребрами. Боковые ребра 38b имеют глубину 0,5 мм, что составляет 50% глубины основного элемента жесткости, т.е. 1,0 мм. Элементы жесткости также могут иметь наклонный или изогнутый (нелинейный) профиль на виде в плане.

На фиг.13 иллюстрируется другой вариант осуществления, имеющий в общем крестообразную выпуклую конструкцию, содержащую пару выпуклых ребер 39a, 39b, которые продолжаются наклонно внутрь на обеих сторонах в направлении центра панели от начала (проксимального относительно язычка) до минимальной ширины, и затем они продолжаются наклонно наружу до конца заключительного разрыва панели. По существу, ребра 39a, 39b объединяются в центральной области панели, образуя общую выпуклую область 40. Возможное преимущество этой конструкции состоит в том, что она обеспечивает некоторую боковую жесткость для панели.

Элементы жесткости необязательно должны быть симметричными относительно продольной оси (соответствующей направлению разрыва). Вариант осуществления, использующий несимметричные вогнутые конструктивные элементы, иллюстрируется на фиг.14, и содержит пару выпуклых несимметричных ребер 41a, 41b. Каждое ребро имеет в общем прямую внешнюю сторону, продолжающуюся продольно вдоль панели, в то время как внутренние стороны ребер являются изогнутыми, одна является выпуклой, а другая вогнутой. Преимущество этой конструкции может состоять в том, что она обеспечивает несимметричную жесткость для панели. Легко открываемые торцевые крышки неправильной формы обычно имеют две позиции для язычка, либо на углу, либо в середине меньшей стороны панели (исследования показали, что потребители предпочитают угловую позицию открывания, хотя оба формата широко используются). Для угловой позиции открывания панель разрывается несимметрично, начиная с 45 градусов и постепенно поворачиваясь до приблизительно 90 градусов во время разрыва. Несимметричный профиль панели может способствовать этому процессу открывания, заставляя панель естественным образом изгибаться в направлении позиции 90 градусов. Для обеспечения этого эффекта жесткость панели должна быть меньше на той стороне торцевой крышки, на которой обеспечен язычок, и тем самым радиус изгиба на этой стороне панели также будет меньше.

На фиг.15 иллюстрируется другой вариант осуществления, содержащий выпуклые ребра 42a, 42b, соединенные на обоих концах, при этом форма выпуклых ребер имеет линию 43 симметрии, проходящую через центр ребер вдоль продольной оси. Это также обеспечивает углубленную центральную область 44, которая увеличивает боковую жесткость панели. В качестве альтернативы, конструкция может содержать пару вогнутых ребер, соединенных на обоих концах, с приподнятой центральной областью.

На фиг.16 иллюстрируется вариант осуществления, который отличается от ранее описанных вариантов осуществления тем, что конструкция ребер представляет собой одно «ромбовидное» ребро 45. Одно «ромбовидное» ребро 45 продолжается от язычка в направлении разрыва, ширина «ромбовидного» ребра 45 увеличивается вдоль длины ребра до средней точки длины «ромбовидного» ребра, и от этой точки ширина уменьшается до конца ребра, проксимального относительно конца панели. «Ромбовидное» ребро 45 может представлять собой выпуклое или вогнутое ребро. Как показано на чертеже, «ромбовидное» ребро 45 может быть симметричным относительно линии 46, проходящей через среднюю точку ребра перпендикулярно направлению разрыва. В качестве альтернативы, ребро может быть несимметричным относительно линии 46, т.е. ширина ребра может не увеличиваться от конца на стороне язычка до средней точки в такой же степени, в которой ширина ребра уменьшается от средней точки до конца ребра, проксимального относительно конца панели. Ширина ребра 45 может увеличиваться/уменьшаться в 2 раза вдоль его длины, и ширина ребра 45 в самом широком месте может составлять около 30% ширины панели.

На фиг.17 и фиг.18 представлены виды сбоку вариантов осуществления на фиг.15 и фиг.16, соответственно. Разрезы, взятые по средней линии элементов жесткости, показывают, что на верхней и нижней поверхностях ребер, в области панели торцевой крышки, длина хорды материала является приблизительно одинаковой. Это увеличивает до максимума расстояние от нейтральной оси и соответствующую жесткость панели.

Типичные размеры торцевой крышки неправильной формы изменяются от около 50 мм на самой короткой стороне до около 150 мм на самой длинной стороне. Однако предложенные здесь конструктивные элементы подходят для всех размеров торцевых крышек неправильной формы, как для прямоугольных торцевых крышек с закругленными углами, так и для овальных торцевых крышек, а также для других более специализированных контуров.

Области между вогнутыми ребрами или вершинами вогнутых ребер могут быть сформированы таким образом, что они лежат в той же плоскости, что и основание углубленной части 3. Это способствует как процессу изготовления, так и облегчает укладку торцевых крышек в штабель.

Эти конструктивные элементы также могут быть применены для стальных легко открываемых торцевых крышек, причем преимущество снова состоит в уменьшении общей энергии, накапливаемой во время открывания, что облегчает открывание торцевой крышки и улучшает чистоту. Однако из-за того, что стальные торцевые крышки обычно имеют более высокое усилие открывания, чем алюминиевые, стальные торцевые крышки могут быть более чувствительными к изменению пикового усилия разрыва. Поэтому для стальных торцевых крышек конструкцию с выпуклыми или вогнутыми ребрами предпочтительно используют в комбинации с описанной выше конструкцией с переменной оставшейся целой частью надреза. Это может позволить получить заметные преимущества без значительного увеличения усилий разрыва выше тех, которые были обнаружены для обычных легко открываемых торцевых крышек неправильной формы.

Группа изобретений относится к контейнерам для хранения пищевого продукта. Металлическая легко открываемая торцевая крышка банки имеет надрез, образующий удаляемую панель, и язычок, расположенный в краевой области панели, чтобы обеспечить возможность удаления панели в направлении разрыва. Панель имеет по меньшей мере одно выпуклое и/или вогнутое ребро, продолжающееся в направлении разрыва от позиции или позиций, проксимальных относительно упомянутого язычка, до позиции или позиций, проксимальных относительно конца панели, противоположного краевой области. Ребро или ребра имеют максимальную глубину или высоту по меньшей мере 0,6 мм относительно окружающих областей панели вдоль по меньшей мере части протяженности ребра. Ребро или каждое ребро имеет продольный наклонный участок, так что минимальная глубина или высота ребра находится на конце ребра или каждого ребра, проксимальном язычку. Способ изготовления упомянутой торцевой крышки банки включает формирование выпуклого или вогнутого ребра или ребер перед формированием упомянутого надреза. Достигается облегчение открытия крышки банки. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 26 ил.

1. Металлическая легко открываемая торцевая крышка банки, выполненная с возможностью закрытия металлического корпуса банки, причем торцевая крышка банки имеет надрез, образующий удаляемую панель, и язычок, расположенный в краевой области панели, для приложения усилия к панели, чтобы обеспечить возможность удаления панели в направлении разрыва, при этом панель имеет по меньшей мере одно выпуклое и/или вогнутое ребро, продолжающееся по существу в упомянутом направлении разрыва от позиции или позиций, проксимальных относительно упомянутого язычка, до позиции или позиций, проксимальных относительно конца панели, противоположного упомянутой краевой области, причем ребро или ребра имеют максимальную глубину или высоту по меньшей мере 0,6 мм относительно окружающих областей панели вдоль по меньшей мере части протяженности ребра, и при этом ребро или каждое ребро имеет продольный наклонный участок, так что минимальная глубина или высота ребра находится на конце ребра или каждого ребра, проксимальном язычку.

2. Торцевая крышка банки по п.1, в которой ребро или каждое ребро продолжается в упомянутом направлении разрыва по меньшей мере на 50%, предпочтительно - по меньшей мере на 70%, упомянутой панели.

3. Торцевая крышка банки по п.1 или 2, в которой ребро или каждое ребро продолжается в упомянутом направлении разрыва не больше чем на 80% упомянутой панели.

4. Торцевая крышка банки по любому одному из предшествующих пунктов, в которой ребро или каждое ребро имеет максимальную глубину или высоту по меньшей мере 0,8 мм относительно окружающих областей панели.

5. Торцевая крышка банки по любому одному из пп.1-4, в которой высота или глубина ребра или каждого ребра относительно окружающих областей панели имеет наклонный участок от минимальной высоты или глубины на концах, проксимальных относительно язычка, до максимальной высоты или глубины в позиции, расположенной на части его протяженности.

6. Торцевая крышка банки по п.5, в которой наклонный участок продолжается на 50% или меньше общей протяженности ребра или каждого ребра.

7. Торцевая крышка банки по любому одному из пп.1-4, в которой высота или глубина ребра или каждого ребра относительно окружающих областей панели образует наклонный участок от минимальной высоты или глубины на концах, проксимальных относительно язычка, до максимальной высоты или глубины на дистальном конце.

8. Торцевая крышка банки по п.7, в которой наклонный участок продолжается на 90% или больше общей протяженности ребра или каждого ребра.

9. Торцевая крышка банки по п.7 или 8, в которой наклонный участок является по существу линейным.

10. Торцевая крышка банки по любому одному из предшествующих пунктов, в которой ребро или ребра выполнены таким образом, что радиус кривизны панели после удаления составляет больше 150 мм, предпочтительно больше 200 мм.

11. Торцевая крышка банки по любому одному из предшествующих пунктов, в которой ребро или каждое ребро имеет по существу плоскую центральную область, причем эта область имеет протяженность по меньшей мере 20% протяженности упомянутой панели в направлении, перпендикулярном упомянутому направлению разрыва.

12. Торцевая крышка банки по любому одному из предшествующих пунктов, в которой область ребер, содержащая ребро или каждое ребро, по существу симметрична относительно оси, продолжающейся по существу вдоль центра панели в упомянутом направлении разрыва.

13. Торцевая крышка банки по любому одному из пп.1-11, в которой область ребер, содержащая ребро или каждое ребро, по существу несимметрична относительно оси, продолжающейся по существу вдоль центра панели в упомянутом направлении разрыва.

14. Торцевая крышка банки по любому одному из предшествующих пунктов, содержащая периферический завиток и углубленную часть внутри завитка, причем упомянутые окружающие области панели по существу расположены на той же высоте, что и область торцевой крышки банки непосредственно внутри углубленной части.

15. Торцевая крышка банки по п.14, в которой ребро или каждое ребро представляет собой выпуклое ребро.

16. Торцевая крышка банки по любому одному из пп.1-13, содержащая периферический завиток и углубленную часть внутри завитка, причем торцевая крышка банки дополнительно содержит уступ внутри упомянутого надреза, чтобы обеспечить область панели внутри уступа, которая по меньшей мере на 0,6 мм ниже, чем окружающая область.

17. Торцевая крышка банки по п.16, в которой верх уступа расположен на расстоянии не больше 5 мм от упомянутого надреза.

18. Торцевая крышка банки по п.16 или 17, в которой ребро или каждое ребро представляет собой вогнутое ребро, обеспеченное внутри упомянутой области панели.

19. Торцевая крышка банки по любому одному из предшествующих пунктов, содержащая одно ребро, причем ширина ребра в направлении, перпендикулярном направлению разрыва, изменяется вдоль длины ребра в направлении разрыва.

20. Торцевая крышка банки по любому одному из пп.1-18, содержащая три или больше ребер.

21. Торцевая крышка банки по любому одному из пп.1-18, содержащая два ребра.

22. Торцевая крышка банки по п.20 или 21, в которой упомянутые ребра являются полностью отдельными.

23. Торцевая крышка банки по п.20 или 21, в которой упомянутые ребра объединяются на одном или на обоих их концевых участках и/или объединяются на участках, находящихся в позиции, расположенной на части их протяженности относительно направления разрыва.

24. Торцевая крышка банки по пп.20, 21 или 23, в которой упомянутая панель имеет одно или больше дополнительных выпуклых или вогнутых ребер, продолжающихся между упомянутыми первыми ребрами в направлении, по существу перпендикулярном упомянутому направлению разрыва.

25. Торцевая крышка банки по п.24, в которой высота или глубина упомянутых дополнительных ребер меньше, чем высота или глубина упомянутых первыми ребер.

26. Торцевая крышка банки по любому одному из предшествующих пунктов, в которой упомянутый надрез имеет оставшуюся целой часть надреза, составляющую по существу 0,1 мм вдоль всей или большей части его протяженности.

27. Торцевая крышка банки по любому из предшествующих пунктов, в которой упомянутый надрез имеет увеличенную оставшуюся целой часть надреза в одной или обеих из области, проксимальной относительно носовой части упомянутого язычка, и области ограничителя, представляющей собой заключительную область, подлежащую разрыву во время удаления панели.

28. Торцевая крышка банки по п.27, в которой упомянутая увеличенная оставшаяся целой часть надреза примерно на 0,02 мм больше, чем оставшаяся целой часть надреза остальной части надреза.

29. Торцевая крышка банки по любому одному из предшествующих пунктов, выполненная из алюминия или стали.

30. Способ изготовления торцевой крышки банки по любому одному из предшествующих пунктов, включающий формирование выпуклого или вогнутого ребра или ребер перед формированием упомянутого надреза.