PL202554B1 - Wieko metalowej puszki na napoje - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Dziedzina techniki

Niniejszy wynalazek ogólnie dotyczy wieka puszki na napoje, a zwłaszcza wieka metalowej puszki na napoje do połączenia z korpusem puszki na napoje.

Stan techniki

Pojemniki na napoje, a zwłaszcza metalowe puszki na napoje, są zwykle wytwarzane przez połączenie wieka puszki z korpusem pojemnika na napoje. Częściej jednak wieko puszki jest dołączone do górnego końca korpusu puszki, który jest ciągniony i tłoczony z płaskiego arkusza surowca, takiego jak aluminium. Ze względu na potencjalnie wysokie ciśnienie wewnętrzne wytwarzane przez gazowane napoje zarówno korpus puszki jak i wieko muszą zwykle wytrzymywać ciśnienie wewnętrzne przewyższające 90 psi (684 kPa) bez katastrofalnych i trwałych odkształceń. Ponadto zależnie od różnych warunków otoczenia, takich jak ciepło, przepełnienie, wysoka zawartość CO2 oraz drgania, ciśnienie wewnątrz puszki z napojem może przewyższać ciśnienia wewnętrzne zbliżając się do 100 psi (760 kPa).

Wieka puszek muszą zatem być trwałe, aby wytrzymywały wysokie ciśnienia wewnętrzne, a jednak wykonane z bardzo cienkich materiałów, takich jak aluminium, aby zmniejszyć cał kowity koszt procesu wytwarzania i ciężar gotowego wyrobu. Potrzebne jest zatem trwałe wieko puszki, które może wytrzymać wysokie ciśnienie wewnętrzne wytwarzane przez napoje gazowane oraz siły zewnętrzne działające podczas transportu. Wieko takie musi być jednak wykonane z trwałych, lekkich i bardzo cienkich materiał ów metalowych. Nastę pują ce zgł oszenie patentowe opisuje ulepszone wieko puszki na napoje, które jest przystosowane do dołączenia do korpusu puszki i ma ulepszone zagłębienie, obszar płytki środkowej i jednostkową głębokość, które znacznie zmniejsza koszty materiału, a jednak wytrzymuje znaczne ciśnienie wewnętrzne.

Istota wynalazku

Według jednego aspektu wynalazku opracowano wieko puszki na napoje, które może wytrzymać znaczne ciśnienie wewnętrzne dochodzące do 100 psi (760 kPa), a jednak zmniejsza o 3 - 15% koszty materiału przy wytwarzaniu typowego wieka puszki na napoje.

Według innego aspektu niniejszego wynalazku opracowano wieku puszki na napoje, które wytwarzane jest za pomocą konwencjonalnych urządzeń produkcyjnych i przez to eliminuje potrzebę stosowania drogich nowych stempli i pras potrzebnych do wytwarzania wieka puszki na napoje. Istniejące i znane urządzenia produkcyjne i procesy można zatem szybko dostosować i skutecznie rozpocząć produkcję ulepszonego wieka puszki na napoje w istniejących zakładach produkcyjnych.

Według innego aspektu przedmiotowego wynalazku opracowano sposób wytwarzania wieka puszki na napoje, dzięki któremu wytwarza się wieko puszki z promieniem zagłębienia nie większym niż 0,015 cala (0,375 mm). W szczególności sposób wytwarzania stanowi zasadniczo proces dwuetapowy, w którym najpierw wytwarza się konwencjonalny półwyrób wieka, a następnie chwyta się go pomiędzy dwoma przeciwległymi narzędziami, gdzie przeprowadza się potem zaciskanie przed ściśnięciem zagłębienia puszki. Narzędzie przekształcające umieszczone po dolnej stronie półwyrobu ma żądaną średnicę płyty, promień płyty, rodzaj ścianki i zewnętrzne korzystne wymiary geometryczne według potrzeb. Półwyrób jest następnie wciskany w narzędzie przekształcające, które dociska obszar zagłębienia do narzędzia płytowego toczy się po płycie przyjmując kształt narzędzia płytowego i zawijając dolny promień ciasno do narzędzia płytowego. Korzystnie kształtowanie półwyrobu przeprowadza się bez używania stempla skierowanego do dołu w obszar zagłębienia.

Innym aspektem niniejszego wynalazku jest opracowanie wieka puszki na napoje, które zmniejsza koszty materiału przez zmniejszenie wymiaru wykroju w odróżnieniu od stosowania cieńszych materiałów, które są podatne na uszkodzenia. Integralność i wytrzymałość wieka puszki na napoje nie ulegają zatem pogorszeniu, natomiast koszty materiałowe są znacznie zmniejszone w wyniku zmniejszenia wykroju.

Dalszym celem przedmiotowego wynalazku jest opracowanie wieka puszki na napoje, które wykorzystuje materiały metalowe o mniejszej grubości, by zmniejszyć koszty dodatkowe, a jednak zapewnia wystarczającą wytrzymałość dzięki właściwościom zastosowanego stopu aluminium.

Jeszcze innym aspektem wynalazku jest opracowanie wieka puszki na napoje z górną ścianką uchwytową usytuowaną pod kątem θ1 pierwszej ścianki uchwytowej oraz z dolną ścianką uchwytową usytuowaną pod kątem θ2 dolnej ścianki uchwytowej. Ponadto głębokość jednostkowa pomiędzy najwyższą częścią kołowej ścianki końcowej a najniższą częścią zagłębienia wynosi 0,215 - 0,225 cala (5,375 - 5,625 mm).

PL 202 554 B1

Według jednego aspektu przedmiotowego wynalazku opracowano wieko metalowej puszki na napoje, które zawiera:

- koł ową ś ciankę koń cową przeznaczoną do dołączenia do bocznej ś cianki puszki na napoje;

- górną uchwytową ściankę dołączoną do kołowej ścianki końcowej i przebiegającą do dołu pod kątem θ1 górnej ścianki uchwytowej, wynoszącym 25 - 35 stopni, mierząc od płaszczyzny pionowej;

- dolną uchwytową ściankę integralnie dołączoną do górnej uchwytowej ścianki i przebiegającą do dołu pod kątem górnej ścianki uchwytowej wynoszącym 18 - 32 stopnie, mierząc od płaszczyzny zasadniczo pionowej;

- zagłębienie dołączone do dolnej części dolnej ścianki uchwytowej i dolnej części wewnętrznej ścianki płytowej oraz posiadające promień krzywizny mniejszy niż około 0,015 cala (0,375 mm);

przy czym wewnętrzna ścianka płytkowa przebiega do góry pod kątem φ₁ 0 - 8 stopni od płaszczyzny zasadniczo pionowej; oraz

- środkową płytkę dołączoną do górnego końca wewnętrznej ścianki płytkowej i wzniesioną ponad zagłębienie.

Krótki opis rysunków

Figura. 1 jest przekrojem konwencjonalnego wieka puszki rozmiaru 202;

figura 2 jest przekrojem konwencjonalnego półwyrobu o rozmiarze 202 z pokazaniem wieka puszki przed ostatecznym kształtowaniem w celu wytworzenia gotowego wieka, jak opisano na fig. 3; figura 3 jest przekrojem jednego przykładu wykonania przedmiotowego wynalazku; figura 3A jest przekrojem przykładu wykonania wynalazku pokazanego na fig. 3; figura 4 jest przekrojem alternatywnego przykładu wykonania przedmiotowego wynalazku; figura 4A jest przekrojem korzystnego przykładu wykonania przedmiotowego wynalazku; figura 5 jest przekrojem alternatywnego przykładu wykonania przedmiotowego wynalazku; figura 6 jest przekrojem alternatywnego przykładu wykonania przedmiotowego wynalazku; figura 7 jest przekrojem alternatywnego przykładu wykonania przedmiotowego wynalazku; figura 8 jest przekrojem alternatywnego przykładu wykonania przedmiotowego wynalazku; figura 9 jest przekrojem konwencjonalnego półwyrobu o rozmiarze 202 z pokazaniem wieka puszki przed końcowym kształtowaniem w celu utworzenia końcowego wieka przedstawionego na fig. 10;

figura 10 jest przekrojem alternatywnego przykładu wykonania przedmiotowego wynalazku, który został przekształcony z półwyrobu przedstawionego na fig. 9;

figura 11 jest przekrojem konwencjonalnego półwyrobu o rozmiarze 202 z pokazaniem wieka puszki przed ostatecznym kształtowaniem w celu utworzenia końcowego wieka przedstawionego na fig. 11B;

figura 11B jest przekrojem alternatywnego przykładu wykonania przedmiotowego wynalazku; figura 12 jest zdyskretyzowanym obrazem przekroju pokazującego rzeczywiste wymiary przykładu wykonania pokazanego w wieku konwencjonalnej puszki pokazany na fig. 1;

figura 13 jest zdyskretyzowanym obrazem przekroju pokazującego rzeczywiste wymiary przykładu wykonania pokazanego na fig. 4;

figura 14 jest zdyskretyzowanym obrazem przekroju pokazującego rzeczywiste wymiary przykładu wykonania pokazanego na fig. 5;

figura 15 jest zdyskretyzowanym obrazem przekroju pokazującego rzeczywiste wymiary przykładu wykonania pokazanego na fig. 6;

figura 16 jest zdyskretyzowanym obrazem przekroju pokazującego rzeczywiste wymiary przykładu wykonania pokazanego na fig. 7;

figura 17 jest zdyskretyzowanym obrazem przekroju pokazującego rzeczywiste wymiary przykładu wykonania pokazanego na fig. 8;

figura 18 jest przekrojem wieka puszki na napoje według przedmiotowego wynalazku z pokazaniem gotowej puszki na tle półwyrobu;

figura 19 jest przekrojem pokazującym urządzenie stosowane do przekształcania półwyrobu w wieko puszki na napoje z pokazaniem półwyrobu w położeniu przed kształtowaniem;

figura 20 jest przekrojem jednego przykładu wykonania wieka puszki;

figura 21 jest przekrojem jednego przykładu wykonania wieka puszki, opisanego i przedstawionego na fig. 20.

PL 202 554 B1

Szczegółowy opis

Na fig. 1 - 17 przedstawiono przekroje licznych przykładów realizacji wynalazku. Opisano wieko 2 typowej metalowej puszki na napoje, które złożone jest zasadniczo z kołowej końcowej ścianki 4, uchwytowej ścianki 6, zagłębienia 12 oraz wewnętrznej płytkowej ścianki 16, która łączy ze sobą środkową płytkę 14 i zagłębienie 12. Uchwytowa ścianka 6 może dodatkowo być złożona z górnej uchwytowej ścianki 8 i dolnej uchwytowej ścianki 10. W niektórych przykładach wykonania wewnętrzna płytkowa ścianka 16 może dodatkowo być złożona z górnego końca wewnętrznej ścianki płytkowej i dolnego końca 20 wewnętrznej ścianki płytkowej. Ponadto górna część kołowej końcowej ścianki 4 jest utworzona przez to, co zwykle w puszcze na napoje nazywane jest obrzeżem 22.

Kąt θ₁ ścianki uchwytowej jest utworzony jako kąt odchodzący od płaszczyzny pionowej przebiegającej do dołu w kierunku do zagłębienia 12. W różnych przykładach wykonania może być przewidziany dodatkowy kąt θ2 ścianki uchwytowej, który jest określony jako rozbieżność od wyimaginowanej płaszczyzny pionowej dolnej uchwytowej ścianki 10. W niektórych przykładach realizacji wynalazku istnieje zarówno górna uchwytowa ścianka 8, dolna uchwytowa ścianka 10 jak i odpowiedni kąt θ₁ górnej ścianki uchwytowej i kąt θ₂ dolnej ścianki uchwytowej. Ponadto wewnętrzna płytkowa ścianka 16 jest zwykle usytuowana pod kątem φ₁, który pokazano na rysunkach, a ponadto tworzy kąt odchodzący od wyimaginowanej płaszczyzny pionowej. W niektórych przykładach wykonania może być dodatkowo pokazany kąt φ2 dolnej wewnętrznej ścianki płytkowej, który jest rozbieżnością od kąta φ₁ i tworzy kąt górnego końca 18 wewnętrznej ścianki płytkowej mierzony od wyimaginowanej płaszczyzny pionowej.

Na fig. 1 przedstawiono przekrój, który ogólnie ilustruje znane konwencjonalne wieko puszki. Jak pokazano na tym szczególnym rysunku, kąt ścianki uchwytowej wynosi korzystnie 11 - 15°, wewnętrzna ścianka płytkowa ma korzystnie kąt 0 - 6°, a promień krzywizny zagłębienia jest mniejszy niż lub wynosi około 0,020 cala (0,5 mm). Ponadto środkowa płytka ma głębokość 0,171 - 0,181 cala (4,275 - 4,525 mm) od obrzeża 22.

Na fig. 2 przedstawiono prefabrykat wieka puszki o rozmiarze 202 na napoje z pokazaniem wymiarów tego prefabrykatu przed przekształceniem w przykład wykonania pokazany na fig. 3. Jak pokazano na fig. 3, w jednym przykładzie wykonania przedmiotowego wynalazku uchwytowa ścianka 6 ma kąt θ₁ wynoszący 20 - 25°, podczas gdy wewnętrzna płytkowa ścianka 16 jest usytuowana pod kątem około 6°32'.

Połączenie uchwytowej ścianki 6 z wewnętrzną płytką 16 tworzy zagłębienie 12, które korzystnie ma promień mniejszy niż około 0,15 cala (3,75 mm). W oparciu o tę konfigurację geometryczną środkowa płytka 14 ma głębokość 0,090 - 0,110 cala (2,25 - 2,75 mm) od wysokości obrzeża 22 lub około 0,085 - 0,095 cala (2,125 - 2,375 mm) od najniższej głębokości zagłębienia 12. Ponadto w tym przykładzie wykonania środkowa płytka 14 ma średnicę 1,850 cala (4,7 cm).

Na fig. 3A przedstawiono przykład wykonania z fig. 3 z dokładnymi wymiarami w odróżnieniu od zakresów geometrycznych przedstawionych na fig. 3. Jak pokazano, ścianka uchwytowa ma kąt θ1 22,5°, podczas gdy wewnętrzna płytkowa ścianka 16 jest usytuowana pod kątem φ₁ około 6°32' względem wyimaginowanej płaszczyzny pionowej. Te dwa kąty schodzą się w zagłębieniu 12, które ma kąt mniejszy niż około 0,15 cala (3,75 mm). W tej konfiguracji środkowa płytka 14 ma głębokość około 0,100 cala (2,5 mm) od obrzeża 22 lub około 0,090 cala (2,25 mm) od najniższej części zagłębienia 12. Jak to ponadto pokazano, środkowa płytka 14 ma średnicę 1,850 cala (4,7 cm), a zagłębienie 12 ma całkowitą głębokość 0,190 cala (4,75 mm) od obrzeża 22. W tym przykładzie wykonania oszczędności materiałowe, to znaczy zmniejszenie wykroju wynoszące 8,9 - 10,7%, uzyskano dzięki kształtowi geometrycznemu wieka typowej puszki na napoje.

Na fig. 4 przedstawiono alternatywny przykład realizacji przedmiotowego wynalazku, który zapewnia zmniejszenie wykroju materiału o 4,5% w stosunku do konwencjonalnego wieka puszki przy średniej wytrzymałości na wybrzuszenie pod działaniem wewnętrznego ciśnienia około 112 psi (851,2 kPa). Dokładniej uchwytowa ścianka 6 ma górną część 8 ścianki uchwytowej i dolną część 10 ścianki uchwytowej, które są oddalone od siebie. Dokładniej górna ścianka uchwytowa 8 ma kąt θ₁ 20 - 30°, podczas gdy dolna ścianka uchwytowa 10 ma kąt θ₂ 20 - 30°, jak pokazano. Ponadto wewnętrzna płytkowa ścianka 16 ma niewielkie wygięcie, przy czym dolny koniec 20 wewnętrznej ścianki płytowej jest zasadniczo pionowy, podczas gdy górny koniec 18 jest usytuowany pod kątem 7 - 15°. Dodatkowo zagłębienie 12 ma promień mniejszy niż 0,015 cala, podczas gdy środkowa płytka 14 jest oddalona 0,165 - 0,190 cala (4,125 - 4,75 mm) od obrzeża lub 0,085 - 0,100 cala (2,125 - 2,5 mm)

PL 202 554 B1 od dna zagłębienia 12. Jak pokazano ponadto na fig. 4, całkowita głębokość od obrzeża 22 do dna zagłębienia 12 wynosi 0,265 - 0,275 cala (6,625 - 6,875 mm).

Na fig. 4A przykład realizacji wynalazku z fig. 4 przedstawiono z rzeczywistymi wymiarami w odróżnieniu od korzystnych zakresów. W szczególności uchwytowa ścianka 6 złożona jest z górnej uchwytowej ścianki 8 i dolnej uchwytowej ścianki 10. W tym szczególnym przykładzie wykonania górna uchwytowa ścianka ma kąt θ₁ 25°, zaś dolna uchwytowa ścianka dodatkowo ma kąt około 25°. Wygięcie w ściance uchwytowej jest wykorzystywane do zwiększenia całkowitej wytrzymałości wieka puszki. Górna uchwytowa ścianka 8 rozchodzi się w dolną ściankę uchwytową na wysokości około 0,140 cala (3,5 mm) od obrzeża 22, a dolne zagięcie jest usytuowane około 0,181 cala (4,525 mm) od obrzeża 22. Wewnętrzna płytkowa ścianka 16 jest zasadniczo pionowa na dolnym końcu 20 i ma kąt φ₂ górnego końca około 11 Zagłębienie 12 utworzone pomiędzy wewnętrzną płytkową ścianką 16 a uchwytową ścianką 6 jest mniejsze niż około 0,015 cala (0,375 mm). Ponadto w tym szczególnym przykładzie realizacji środkowa płytka 14 ma średnicę około 1,785 cala (4,534 cm).

Figury 5 - 8 przedstawiają dodatkowe przykłady wykonania przedmiotowego wynalazku i pokazują różne kąty θ1 i θ2 ścianki uchwytowej, kąty φ1 i φ2 wewnętrznej ścianki płytkowej i wymiar środkowej płytki 14, gdy te różne kąty zmieniają się przy różnych przekładach wykonania.

Na fig. 9 pokazano przekrój półwyrobu puszki na napoje o rozmiarze 202 przed przekształceniem w celu wytworzenia wieka 2 puszki na napoje, pokazanego na fig. 10.

Figura 10 przedstawia przekrój alternatywnego przykładu wykonania przedmiotowego wynalazku i pokazuje uchwytową ściankę 6 z kątem θ₁ 25 - 35°, wewnętrzną płytkową ściankę 6 z kątem φ₁ 6°32' oraz zagłębienie 12 usytuowane pomiędzy nimi, posiadające promień mniejszy niż około 0,015 cala (0,375 mm). W tym szczególnym przykładzie wykonania uchwytowa ścianka 6 jest zasadniczo liniowa, a środkowa płytka 14 ma głębokość 0,090 - 0,110 cala (2,25 - 2,75 mm) od obrzeża 22 i wysokość od głębokości zagłębienia 0,085-0,095 cala (2,125 - 2,375 mm). Dodatkowo środkowa płytka 14 ma średnicę 1,785 cala (4,534 cm). W tym szczególnym przykładzie wykonania zmniejszenie wykroju z materiału ocenia się na 11,7 - 13% w porównaniu z konwencjonalnym wiekiem puszki na napoje o rozmiarze 202, jak pokazano na fig. 1.

Figura 11 jest przekrojem prefabrykowanego wieka puszki o rozmiarze 202, które jest następnie wykorzystywane w połączeniu z tłoczeniem lub innym sposobem w wieku puszki na napoje, pokazanym na fig. 11B. Jak pokazano na fig. 11B, w jednym przykładzie wykonania przedmiotowego wynalazku wieko 2 puszki na napoje ma górny kąt θ₁ ścianki uchwytowej 8 - 15°, a kąt θ₂ dolnej ścianki uchwytowej minimum 23°. Wewnętrzna ścianka płytkowa 16 ma dodatkowo kąt 6 - 10°, natomiast zagłębienie 12 ma promień mniejszy niż 0,015 cala (0,375 mm). W tym szczególnym przykładzie wykonania najniższa część zagłębienia 12 jest oddalona 0,176 - 0,186 cala (4,4 - 4,65 mm) od obrzeża 22, natomiast środkowa płytka 14 ma głębokość 0,086 - 0,096 cala (2,15 - 2,4 mm) od obrzeża. W tym szczególnym przykładzie wykonania przeciętna wytrzymałość na wybrzuszenie pod działaniem ciśnienia wewnętrznego uważana jest za większą niż 100 psi (760 kPa) przy potencjalnym zmniejszeniu ilości materiału co najmniej około 7%.

Zdyskretyzowane obrazy przekrojów różnych przykładów wykonania z fig. 1 - 10 są przedstawione na fig. 12 - 17, by podać dodatkowe szczegóły dotyczące wymiarów konkretnego wieka 2 puszki na napoje. W szczególności fig. 12 jest zdyskretyzowanym obrazem fig. 1, pokazującym typowy konwencjonalny półwyrób puszki na napoje o rozmiarze 202.

Figura 13 jest zdyskretyzowanym obrazem przykładu wykonania z fig. 4, natomiast fig. 14 jest zdyskretyzowanym obrazem przykładu wykonania z fig. 5. Ponadto fig. 15 jest zdyskretyzowanym obrazem przykładu wykonania z fig. 6, natomiast fig. 16 jest zdyskretyzowanym obrazem wieka 2 puszki na napoje z fig. 7.

Figura 17 jest zdyskretyzowanym obrazem przykładu wykonania pokazanego na fig. 8 i przedstawia wieko puszki na napoje, której ścianka uchwytowa ma kąt θ1 36°26', wewnętrzna ścianka płytkowa 16 ma kąt φ₁ 7°19', a promień krzywizny zagłębienia wynosi 0,011 cala (0,275 mm). W tym konkretnym przykładzie wykonania zagłębienie ma głębokość 0,180 cala (4,5 mm) od obrzeża 22, natomiast środkowa płytka 14 ma wysokość 0,0831 cala (2,078 mm) od dna zagłębienia 12.

Figura 18 przedstawia jeden przykład wykonania przedmiotowego wynalazku i pokazuje gotowe wieko puszki na tle półwyrobu, aby widać było zmiany kształtu geometrycznego.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie agresywnego zagłębienia 12 o większej odporności na odkształcenie ze zmniejszeniem do minimum spadku grubości metalu lub rozciągania

PL 202 554 B1 i uszkodzenia wewnętrznej powłoki. Proces ten przeprowadza się przez swobodne kształtowanie płytki 14 i zagłębienia 12 bez pomocy zespołu złożonego z narzędzia męskiego i żeńskiego, jak pokazano na fig. 19. Inaczej mówiąc, kompletne wieko puszki na napoje jest kształtowane z półwyrobu bez wykorzystywania stempla wprowadzanego w obszar zagłębienia.

Podczas tego procesu zagłębienie 12 jest ściskane siłami wywieranymi na wewnętrzną płytkową ściankę 16 z wygniataniem o małym, ciasnym promieniu przy wewnętrznej płytkowej ściance 16. Sposób ten zapewnia kontrolowaną ściankę, kąt ścianki i żądany kształt geometryczny i promień mniejszy niż promień konwencjonalnego dolnego zagłębienia. Wszystko to uzyskuje się przy nadającym się do przyjęcia zmniejszeniu grubości materiału i uszkadzaniu powłoki. Istnieją dwa podejścia do opisanego tu procesu. Po pierwsze przetwarzanie półwyrobu przedstawione w kombinacjach rysunków 2/3, 2/3A, 9/10 i 11/11B, gdzie fig. 2, 9 i 11 przedstawiają wymiary półwyrobu przed przekształceniem wieka puszki w gotowy wyrób pokazany na fig. 3, 3A, 10 i 11B.

Zwykle półwyrób ma większy promień zagłębienia, mniejszą głębokość zagłębienia i środkową płytkę na większej głębokości niż konwencjonalne wieka puszek. Następnie półwyrób ten chwytany jest pomiędzy dwoma narzędziami na środkowej płytce. Jest to zaciskanie przed przeprowadzeniem operacji, która powoduje ściśnięcie zagłębienia. Narzędzie umieszczone po dolnej stronie półwyrobu ma żądaną średnicę płytki, promień płytki, pochylenie ścianki i inne korzystne właściwości kształtu geometrycznego puszki zgodnie z potrzebami.

Półwyrób jest następnie wtłaczany w narzędzie kształtujące z dociskaniem obszaru zagłębienia do narzędzia płytowego i z zawijaniem ścianki płytkowej, przez co powodowane jest przekazanie kształtu narzędzia płytowego i zawinięcie z mniejszym promieniem ciasno do narzędzia płytowego. Narzędzie kształtujące ma żądany kształt geometryczny zewnętrznej ścianki uchwytowej i umożliwia wytworzenie wieka puszki o korzystnym kształcie geometrycznym bez konieczności wtłaczania stempla w obszar zagłębienia 12.

Sekwencje te można również uzyskać w prasie skorupowej bez konieczności dalszego kształtowania w celu osiągnięcia końcowego kształtu geometrycznego zagłębienia. Wyniki uzyskiwane z tego procesu przedstawione są na fig. 4, 4A, 5, 6, 7 i 8, ale bez ograniczenia tylko do tych przykładów wykonania.

Proces ten obejmuje okrągłe górne narzędzie o średnicy większej niż płyta z płaską powierzchnią i z dużym zewnętrznym promieniem, aby uniknąć zmniejszania grubości materiału. Narzędzie to stanowi miskę znacznie głębszą niż żądana końcowa głębokość zagłębienia. Materiał w misce musi być odpowiedni, by zapewnić materiał dla właściwości płyty i zagłębienia.

Gdy górne narzędzie zaczyna poruszać się do góry, narzędzie, które zawiera średnicę płyty, promień płyty, ściankę płytkową lub żądaną geometrię ścianki i kształt zewnętrznej ścianki uchwytowej również porusza się do góry. Materiał ciągnięty w misce jest teraz kształtowany i ściskany do żądanego kształtu środkowej płytki i zagłębienia.

Na fig. 20 przedstawiono dodatkowy przykład realizacji przedmiotowego wynalazku. W konstrukcji tej wieko metalowej puszki na napoje zawiera kołową ściankę końcową 4, górną uchwytową ściankę 8, dolną uchwytową ściankę 10, wewnętrzną płytkową ściankę 16 i zagłębienie 12 usytuowane pomiędzy dolną uchwytową ścianką 10 a wewnętrzną płytkową ścianką 16. Środkowa płytka 14 jest dołączona do górnej części wewnętrznej płytkowej ścianki 16 i stanowi wewnętrzną część wieka 2 puszki na napoje.

Dokładniej wieko puszki na napoje z fig. 20 ma górną uchwytową ściankę 8 przebiegającą do dołu i do wewnątrz pod kątem θ1 górnej ścianki uchwytowej 25 - 35°, korzystniej 30°, a do tej górnej uchwytowej ścianki 8 dołączona jest dolna uchwytowa ścianka 10, która ponadto przebiega do dołu i do wewnątrz pod kątem θ₂ dolnej ścianki uchwytowej 18 - 32°, korzystniej 25°.

Zagłębienie 12 jest dołączone do dolnej uchwytowej ścianki 10 i ma promień 0,005 - 0,015 cala (0,125 - 0,375 mm), korzystnie 0,010 cala (0,25 mm). Do góry od zagłębienia 12 odchodzi wewnętrzna płytkowa ścianka 16, która w pewnych przykładach wykonania jest pochylona pod kątem θ₁ wewnętrznej ścianki płytkowej 4 - 8°, zwykle 6°. Kąt θ1 górnej ścianki uchwytowej, kąt θ2 dolnej ścianki uchwytowej i kąt φ₁ wewnętrznej ścianki płytkowej są wszystkie mierzone względem wyimaginowanej płaszczyzny pionowej, która jest usytuowana prostopadle do środkowej płytki 14.

Środkowa płytka 14 jest integralnie dołączona do górnej części wewnętrznej płytkowej ścianki 16 i wzniesiona 0,090 - 0,095 cala (2,25 - 2,375 mm) nad najniższą część zagłębienia 12. Zagłębienie 12 jest ponadto usytuowane od górnej części kołowej końcowej ścianki 4 na głębokości jednostkowej 0,215 - 0,225 cala (5,375 - 5,625 mm). Ponadto górna uchwytowa ścianka 8 przebiega rozbieżnie

PL 202 554 B1 do dolnej uchwytowej ścianki 10 na głębokości 0,115 - 0,130 cala (2,875 - 3,25 mm) od najwyższej części kołowej końcowej ścianki 20, jak pokazano na fig. 20.

Figura 20 przedstawia przekrój jednego przykładu wykonania wieka 2 puszki na napoje z podaniem typowych wymiarów w odróżnieniu od różnych zakresów podanych na fig. 20. Jak widać, ten przykład wykonania wykorzystuje górną uchwytową ściankę 8, dolną uchwytową ściankę 10 i odpowiedni kąt θ₁ górnej ścianki uchwytowej oraz kąt θ₂ dolnej ścianki uchwytowej. Ponadto głębokość jednostkowa od obrzeża 22 do najniższej części zagłębienia 12 wynosi co najmniej 0,215 cala (5,375 mm).

W przeprowadzonych badaniach wieka puszek z fig. 20 i 21 osiągnęły przeciętną wytrzymałość na wybrzuszenie pod działaniem ciśnienia wewnętrznego do 106 psi (805,6 kPa), przy czym osiągnięto przeciętne zmniejszenie zużycia materiału na wykrój około 7,6% w porównaniu ze zwykłymi dotychczasowymi wiekami puszek na napoje.

W każdym z omówionych tu różnych przykładów wykonania przedstawionych na fig. 1 - 21 uzyskano lepsze wytrzymałości i zmniejszone koszty wieka puszki na napoje dzięki kształtom geometrycznym, jak również właściwościom metali i specjalnej grubości metalu. Jako metalu używano zasadniczo aluminium, zwykle stopów aluminium, takich jak 5182H19, 5182H481 i 5182C515, które są znane. Jeśli chodzi o grubość tych stopów aluminium, zwykle stosowano grubość 0,0080 - 0,0095 cala (0,2 - 0,238 mm), przy czym większe grubości potrzebne były w przypadku wiek do puszek na napoje o większej średnicy. Wieko puszki na napoje o rozmiarze 202 może być zatem wykonane z materiałów aluminiowych o grubości 0,0080 - 0,0090 cala (0,2 - 0,225 mm), podczas gdy wieko puszki na napoje 206 może być wykonane ze stopu aluminium o grubości 0,0085 - 0,0095 cala (0,213 - 0,238 mm). W jednym przykładzie realizacji przedmiotowego wynalazku stop aluminium 5182H19 o grubości 0,0080 - 0,0085 cala (0,2 - 0,213 mm) zapewnia znaczne zmniejszenie kosztów i grubości wieka aluminiowej puszki na napoje o rozmiarze 202 przy opisanych tu właściwościach geometrycznych.

Dla przejrzystości poniżej podano następujący wykaz części składowych i oznaczeń cyfrowych z rysunków.

Nr Elementy wieko puszki na napoje kołowa ścianka końcowa ścianka uchwytowa górna ścianka uchwytowa dolna ścianka uchwytowa zagłębienie środkowa płytka wewnętrzna ścianka płytkowa górny koniec wewnętrznej ścianki płytkowej 20 dolny koniec wewnętrznej ścianki płytkowej obrzeże θ1 kąt górnej ścianki uchwytowej θ2 kąt dolnej ścianki uchwytowej φ₁ kąt wewnętrznej ścianki płytkowej φ₂ kąt górnego końca wewnętrznej ścianki płytkowej

Powyższy opis przedmiotowego wynalazku zamieszczono dla ilustrowania i opisania. Ponadto opis ten nie powinien stanowić ograniczenia wynalazku do przedstawionej tu postaci. Zmiany i modyfikacje powyższych zasad oraz fachowość mieszczą się w zakresie wynalazku. Opisane tu przykłady wykonania mają ponadto wyjaśnić najlepsze sposoby praktycznej realizacji wynalazku i umożliwić fachowcom wykorzystanie wynalazku w jego przykładach i modyfikacjach potrzebnych w określonych zastosowaniach przedmiotowego wynalazku. Zastrzeżenia zależne mają obejmować wszystkie możliwe rozwiązania w stopniu dozwolonym przez stan techniki.

Claims (25)

1. Wieko metalowej puszki na napoje, dostosowane do połączenia z korpusem puszki na napoje, znamienne tym, że zawiera:

- kołową ściankę końcową przeznaczoną do dołączenia do bocznej ścianki puszki na napoje;

PL 202 554 B1

- uchwytową ściankę połączoną integralnie z wymienioną kołową ścianką końcową i przebiegającą do dołu pod kątem θ co najmniej 8 stopni, mierząc od płaszczyzny pionowej;

- wewnętrzną płytkową ściankę połączoną z dolną ś cianką uchwytową i przebiegającą do góry pod kątem φ 0 - 15 stopni mierząc zasadniczo od płaszczyzny pionowej;

- zagłębienie utworzone przez połączenie dolnej części ścianki uchwytowej i dolnej części wewnętrznej ścianki płytkowej i posiadające promień krzywizny mniejszy niż około 0,015 cala (0,375 mm); oraz

- środkową płytkę dołączoną do górnego końca wewnętrznej ścianki płytkowej i wzniesioną powyżej najniższej części wymienionego zagłębienia na co najmniej około 0,085 cala (2,125 mm).

2. Wieko według zastrz. 1, znamienne tym, że środkowa płytka ma głębokość około 0,06 - 0,14 cala (1,5 - 3,5 mm) od najwyższej części kołowej ścianki końcowej.

3. Wieko według zastrz. 1, znamienne tym, że skrajna zewnętrzna krawędź płytki środkowej jest usytuowana 0,19 - 0,30 cala (4,75 - 7,5 mm) od skrajnego zewnętrznego punktu wymienionej kołowej ścianki końcowej.

4. Wieko według zastrz. 1, znamienne tym, że jest wykonane z metalu o grubości nie większej niż 0,0085 cala (0,213 mm).

5. Wieko według zastrz. 1, znamienne tym, że połączenie środkowej płytki i wewnętrznej ścianki płytkowej ma promień krzywizny nie większy niż 0,015 cala (0,375 mm).

6. Wieko według zastrz. 1, znamienne tym, że środkowa płytka ma średnicę nie większą niż około 1,80 cala (4,57 cm).

7. Wieko według zastrz. 1, znamienne tym, że ścianka uchwytowa jest złożona z górnej ścianki uchwytowej i dolnej ścianki uchwytowej o dwóch różnych kątach.

8. Wieko według zastrz. 1, znamienne tym, że ma średnicę zawinięcia nie większą niż około 2,345 cala (60 mm),

9. Wieko według zastrz. 1, znamienne tym, że metalowa puszka na napoje zawiera co najmniej jeden ze stopów aluminium 5182H19, 5182H81 i 5182C515.

10. Wieko metalowej puszki na napoje do dołączenia do korpusu puszki na napoje, znamienne tym, że zawiera:

- kołową ściankę końcową przeznaczoną do dołączenia do bocznej ścianki puszki na napoje;

- górną część uchwytowej ścianki, połączoną integralnie z wymienioną kołową ścianką końcową i przebiegającą do dołu pod kątem θ1 ścianki uchwytowej co najmniej 25 stopni, mierząc od płaszczyzny pionowej;

- dolną część uchwytowej ścianki, połączoną integralnie z wymienioną górną częścią uchwytowej ścianki i przebiegającą do dołu pod kątem θ2 dolnej ścianki uchwytowej co najmniej 18 stopni, mierząc od płaszczyzny zasadniczo pionowej;

- zagłębienie integralnie dołączone do dolnej części ścianki uchwytowej przy pierwszym końcu i do dolnego końca wewnętrznej ścianki płytkowej na drugim końcu, przy czym ta wewnętrzna ścianka płytkowa przebiega do góry pod kątem φ1 co najmniej 4 stopnie; oraz

- środkową płytkę dołączoną do górnego końca wewnętrznej ścianki płytkowej.

11. Wieko według zastrz. 10, znamienne tym, że zagłębienie ma promień mniejszy niż 0,015 cala (0,375 mm).

12. Wieko według zastrz. 10, znamienne tym, że środkowa płytka jest wzniesiona ponad najniższą część wymienionego zagłębienia co najmniej 0,090 cala (2,25 mm).

13. Wieko według zastrz. 10, znamienne tym, że najniższa część zagłębienia jest usytuowana co najmniej 0,215 cala (5,375 mm) od najwyższej części kołowej ścianki końcowej.

14. Wieko według zastrz. 10, znamienne tym, że ma średnicę zawinięcia nie większą niż 2,345 cala (60 mm).

15. Wieko według zastrz. 10, znamienne tym, że środkowa płytka ma średnicę nie większą niż 1,785 cala (4,5 cm)

16. Wieko metalowej puszki na napoje, znamienne tym, że zawiera:

- kołową ściankę końcową;

- górną uchwytową ściankę zależną od wnętrza kołowej ścianki końcowej pod kątem θ1 górnej ścianki uchwytowej, mierząc od płaszczyzny zasadniczo pionowej;

- dolną uchwytową ściankę przebiegającą do dołu od górnej części uchwytowej ścianki pod kątem θ2 dolnej ścianki uchwytowej, mierząc od płaszczyzny zasadniczo pionowej;

PL 202 554 B1

- wklęsłe na zewnątrz zagłębienie przebiegające promieniowo do wewnątrz od dolnej ścianki uchwytowej;

- środkową płytkę wspartą przez wewnętrzną ściankę płytkową zagłębienia;

przy czym kąt θ1 górnej ścianki uchwytowej wynosi co najmniej 25 stopni a kąt θ2 dolnej ścianki uchwytowej wynosi co najmniej 18 stopni, zaś wklęsłe na zewnątrz zagłębienie ma najniższą część co najmniej 0,215 cala (5,375 mm) od najwyższej części wymienionej kołowej ścianki końcowej.

17. Wieko według zastrz. 16, znamienne tym, że środkowa płytka jest wzniesiona powyżej najniższej części zagłębienia na co najmniej 0,090 cala (2,25 mm).

18. Wieko według zastrz. 16, znamienne tym, że zagłębienie ma promień nie większy niż 0,015 cala (0,375 mm).

19. Wieko według zastrz. 16, znamienne tym, że górna uchwytowa ścianka i dolna uchwytowa ścianka przecinają się w odległości 0,115 - 0,130 cala (2,9 - 3,25 mm) od najwyższej części kołowej ścianki końcowej.

20. Wieko według zastrz. 16, znamienne tym, że środkowa płytka ma średnicę nie większą niż 1,80 cala (4,57 cm).

21. Wieko według zastrz. 16, znamienne tym, że jest wykonane z metalu o grubości 0,0080 - 0,0095 cala (0,2 - 0,24 mm).

22. Wieko metalowej puszki na napoje, znamienne tym, że zawiera:

- kołową ściankę końcową;

- górną uchwytową ściankę integralną z tą kołową ścianką końcową i przebiegającą do dołu pod kątem θ1 górnej ścianki uchwytowej, 25 - 35 stopni;

- dolną uchwytową ściankę przebiegającą do dołu od górnej części uchwytowej ścianki pod kątem θ2 dolnej ścianki uchwytowej 18 - 32 stopnie;

- środkową płytkę dołączoną do górnej części wewnętrznej ścianki płytkowej i wzniesioną powyżej najniższej części zagłębienia na co najmniej 0,090 cala (2,25 mm).

23. Wieko według zastrz. 22, znamienne tym, że środkowa płytka ma średnicę nie większą niż 1,80 cala (4,6 cm).

24. Wieko według zastrz. 22, znamienne tym, że jest wykonane z aluminium o grubości 0,0080-0,0095 cala (0,2 - 0,24 mm).

25. Wieko według zastrz. 22, znamienne tym, że metal zawiera co najmniej jeden z następujących stopów aluminium: 5182H19, 5182H81 i 5182C515.