Способ изготовления элемента запирания для открывания металлической упаковки, элемент запирания металлической упаковки, упаковка с элементом запирания и упаковка для напитков

 

Круглую тонкую заготовку из листа металла штампуют для формирования выгнутой зоны. На основе этой зоны выпуклого типа формируют сферическую и цилиндрическую части. На уровне сферической части выполняют вырез для формирования отверстия, периферийный участок цилиндрической части расширяют и на отверстии закатывают съемную крышку, образуя закаточный шов. 4 с.и 14 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение касается способа изготовления элемента запирания с контролируемым открытием для упаковок, в частности металлических, или различных емкостей, и элемента запирания, полученного по этому способу, а также упаковки, снабженной таким элементом запирания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления элемента запирания для открывания металлической упаковки, включающий штамповку круглой заготовки из листа, формирование выпуклой зоны, выполнение на уровне изогнутой зоны выреза для отверстия, имеющего цилиндрическую часть, которую расширяют, и на отверстии закатывают съемную крышку, формируя закаточный шов.

Недостатком этого способа является вид соединения съемной крышки и элемента запирания.

Основным элементом различных систем открытия упаковки является линия насечки, окружающая съемную крышку, на которой крепится кольцо открытия, снабженное язычком насечки. Линия насечки определяет зону наименьшего сопротивления крышки, язычок насечки служит для перфорации крышки на уровне линии насечки и отрыва "с силой" кольца съемной панели. Съемная крышка и кольцо открытия соединяются сваркой или заклепыванием штамповкой в крышке путем введения в кольцо и зачекания на ней.

Обычно при таком элементе запирания упаковки с простым открытием процесс открывания, состоящий в поднятии кольца для перфорации линии насечек и вытягивании к себе для отрыва съемной панели, делает упаковку неустойчивой вследствие эффекта пружины в результате отделения "с силой" съемной оторванной крышки, при этом возникает риск ранения руки, так как вдоль линии насечек на съемной крышке образуется острый край, который может привести к порезам.

С другой стороны, линия насечек на элементе запирания должна быть выполнена с высокой точностью для получения строгого позиционирования язычка насечек относительно этой линии, что требует использования дорогостоящего инструмента.

Кроме того, с учетом движения для открывания упаковки необходимо предусмотреть элементы жесткости, тщательно распределенные на элементе запирания, что еще больше усложняет инструмент.

Цель предлагаемого изобретения повышение надежности элемента запирания и исключение риска травматизма.

Цель достигается тем, что в способе изготовления элемента запирания металлической упаковки, включающем выполнение выпуклой зоны на круглой штампованной листовой заготовке, формирование на ней элемента запирания, согласно изобретению выпуклую зону изгибают с образованием цилиндрической и сферической частей и из сферической части вырубают отверстие, а цилиндрическую часть уширяют и закатывают в нее на отверстии съемную крышку с образованием закаточного шва.

Как вариант уширение цилиндрической части проводят путем постепенного сплющивания предварительно изогнутой съемной крышки, помещенной внутрь цилиндрической части; уширение цилиндрической части проводят, постепенно упругую шайбу, затем помещают внутрь предварительно сформированную съемную крышку, имеющую выгнутую зону, и закатывают на отверстии съемную крышку, формируя закаточный шов; уширение цилиндрической части, проводят с образованием на уровне отверстия изогнутого края, сохраняя периметр отверстия постоянным.

Предлагаемое изобретение касается также элемента запирания металлической упаковки с отверстием, окруженным кольцевым буртом, на уровне которого закатывается съемная крышка, причем шов закатки смещен относительно края отверстия; съемная крышка состоит из предварительно сформированной пластинки, причем площадь поверхности крышки после закатки строго идентична ее поверхности перед закаткой, а периметр крышки после закатки превышает ее периметр перед закаткой; съемная крышка образована вырезом отверстия, причем поверхности до и после закатки не изменяются, а периметр после закатки превышает его периметр перед закаткой.

Способ также включает выполнение съемной крышки из пластины, имеющей изогнутую зону, площадь поверхности которой превышает размер отверстия; крышка имеет кольцо; закатанный шов располагается внутри упаковки; закатанный шов располагается снаружи упаковки; внешний край закаточного шва закручивается во внешнюю сторону; внешний край закаточного шва является плоским.

Изобретение касается также элемента запирания, выполненного с отверстием с кольцевым буртом, в котором закатана вставная съемная крышка;
край закаточного шва отступает от края отверстия;
съемная крышка после закатки больше, чем отверстие.

Изобретение касается также упаковки для напитков, имеющей съемную закатанную крышку.

На фиг. 1 изображена упаковка, снабженная предлагаемым элементом запирания, сечение; на фиг. 2-11 различные этапы изготовления элемента запирания согласно фиг.1; на фиг. 12 упаковка, снабженная предлагаемым элементом запирания вариант, выполнения; на фиг. 13-18 различные этапы изготовления элемента запирания согласно фиг. 12; на фиг. 19 упаковка, снабженная предлагаемым элементом запирания и средством извлечения крышки.

Упаковка имеет корпус 1 с отверстием 2 в верхней части, на краю которого закатан элемент 3 запирания, имеющий отверстие, на уровне которого закатана съемная крышка 4, являющаяся отрывным элементом упаковки (фиг. 1).

Элемент запирания изготавливают следующим образом.

В металлической полосе вырезают круглую тонкую заготовку 5, форма которой идентична отверстию 2 упаковки, а верхнюю поверхность с отверстием выполняют таким образом, чтобы обеспечить возможность формирования закаточного края на корпусе 1.

Затем на круглой тонкой заготовке 5 формируют элемент 3 запирания 3, выполняя различные операции на прессе, имеющем последовательность независимых инструментов или ярусный инструмент.

Сначала круглую листовую заготовку 5 помещают в первый инструмент штамповки (фиг. 2 и 3) с основанием 6, образующий матрицу, которая имеет на своей верхней части отпечаток 7.

Матрица может быть независимой от основания 6 и размещаться в полости, предусмотренной для этого внутри основания.

С другой стороны, верхний края основания 6, который окружает отпечаток 7, образует нижний периферийный зажим 8 заготовки.

Над основанием 6 первый инструмент штамповки имеет корпус 9, нижняя часть которого составляет верхний периферийный зажим 10 заготовки.

В корпусе 9 выполнен проем, в который проникает пуансон 11, верхняя поверхность которого имеет дополнительную форму по отношению к форме отпечатка 7 матрицы.

После помещения заготовки 5 на нижний периферийный зажим 8 в первый момент времени опускают верхний периферийный зажим 10 и зажимают периферийный край заготовки 5.

Затем опускают пуансон 11 до контакта его рабочей поверхности с заготовкой с образованием центральной выгнутой зоны 12.

По окончании первой фазы заготовка 5 поворачивается и ее помещают во второй инструмент штамповки (фиг. 4 и 5), имеющий основание 6 с центральной полостью 13, в которой установлен подвижный пуансон 14, имеющий на верхней поверхности небольшую лыску 15.

Подвижный пуансон 14 взаимодействует со средствами регулирования его перемещения например пружиной 16, так, что в положении покоя верхняя поверхность подвижного пуансона 14 располагается над верхней поверхностью основания 6.

Второй инструмент штамповки включает также корпус 17, нижняя часть которого образует верхний периферийный зажим 18 заготовки. Корпус 17 имеет проем, в котором скользит матрица 19. Ее нижняя поверхность выполнена с отпечатком 20, форма которого является дополнительной по отношению к форме подвижного пуансона 11. Отпечаток 20 имеет также малую лыску 21.

Заготовку 5 помещают на верхнюю поверхность основания 6 и в первый момент времени опускают верхний периферийный зажим 18 для зажима периферийного края заготовки. Матрица 19 постепенно опускается, так что часть выгнутой зоны 12 проникает в отпечаток 20 под воздействием подвижного пуансона 4, для того чтобы сформировать на основе выгнутой зоны 12 сферическую часть 22, соединяя с оставшейся частью заготовки 5 цилиндрическую часть 23 строго вертикально. Сферическая часть 22 имеет лыску 24.

В процессе опускания матрицы 19 подвижный пуансон 14 также опускается, что сжимает пружину 16.

По окончании второй фазы вновь переворачивают заготовку 5 и помещают ее в инструмент вытяжки с матрицей 25, имеющей отпечаток 26 дополнительной формы по отношению к изогнутой форме (22, 23), образованной на заготовке. К матрице 25 примыкает проем, пересечение между отпечатком 26 и проемом образует режущую кромку 27 (фиг. 6-10).

В проеме установлен с возможностью скольжения толкатель 28.

Инструмент вытяжки имеет также (на оси проема и дополнительной формы к указанному проему) пуансон 29 с режущей кромкой 30 на нижнем краю.

Заготовку 5 устанавливают на верхней поверхности матрицы 25 так, чтобы сферическая часть 22 размещалась в отпечатке 26.

Затем постепенно опускают пуансон 29 до тех пор, пока его режущая кромка 30 соприкоснется со сферической частью 22. Затем она перекрывает режущую кромку 27 (фиг. 8) и выполняет в этой сферической части отверстие 31. Сформированный таким образом сферический диск 32 отделяется от оставшейся части заготовки и падает на толкатель 28 (фиг. 7). Сферический диск 32 покоится на толкателе 28 своей лыской 24, что предохраняет его от опрокидывания.

Размеры сферического диска 32 на этой стадии обработки те же, что и у отверстия 31, выполненного в заготовке 5.

После подъема пуансона 29 толкатель 28 поднимается и проталкивает сферический диск 32 через отверстие 31 над краем сферической части 22 (фиг. 9).

Сферический диск 32 легко проходит в отверстие 31, так как в момент вытяжки он имеет тенденцию к небольшой усадке.

Затем пуансон 29 опускают для небольшого сплющивания сферического диска 32, для того, чтобы его край пришел в соприкосновение с цилиндрической частью 23 и обеспечил удержание диска в момент передачи следующему инструменту.

В варианте, показанном на фиг. 10, диск 32 на толкателе 28 может удерживаться выступом 33, сформированным на сферическом диске и размещенным в полости 34, выполненной на толкателе 28.

Затем комплекс, состоящий из заготовки 5 и сферического диска, передается к инструменту закатки состоящему из верхнего пуансона 35 и нижней подкладки матрицы 36, подвижных в вертикальном направлении с возможностью сближения друг с другом.

Верхний пуансон 35 имеет выступающий участок 37, форма которого является дополнительной по отношению к форме цилиндрической части 23, образованной в заготовке 5. Подкладка матрицы 36 имеет кольцевую выемку 38, которая ограничивает выступающий центральный участок дополнительной формы по отношению к форме отверстия, выполненного в заготовке. Кольцевая выемка 38 позволяет закрутить конец цилиндрической части 23 на сферическом диске 32.

Выступающий участок 37 пуансона 35 проникает в цилиндрическую часть 23 и блокирует ее край, в то время как центральная часть подкладки матрицы 36 проникает в отверстие 31 заготовки 5 (фиг. 12).

В этом положении край сферической части 22 опирается на дно кольцевой выемки 38. Край сферического диска 32 опирается на выступающий участок 37 и устанавливается на половине цилиндрической части 23, тогда как дно сферического диска 32 покоится на центральной части пуансона (подкладки матрицы) 36.

Сближение этих двух элементов (35 и 36) постепенно сплющивает сферический диск 32 так, что его край вызывает продольный изгиб цилиндрической части 23. Этот изгиб акцентируется движением подкладки матрицы 36, которая воздействует на край сферической части 22 (фиг. 12). Одновременно на уровне отверстия в элементе 3 запирания формируется отогнутый бурт 39, причем периметр отверстия в элементе 3 запирания остается постоянным.

В конце этой операции сферический диск 32 полностью выпрямляется и закатывается в закаточный шов 40, который формируется под воздействием пуансона 35 и подкладки матрицы 36 (фиг. 13).

Кольцевая выемка 38 закручивает внутрь внешний край закаточного шва 40 так, чтобы режущая кромка закаточного шва встраивалась в сферический диск 32, что предотвращает окисление кромки.

Кроме того, закаточный шов 40 смещен относительно борта 39 с образованием отверстия в элементе 3 запирания.

Благодаря начальной изогнутой форме сферического диска 32 площадь его поверхности идентична площади поверхности перед закаткой, но периметр превышает его периметр перед закаткой, чтобы он мог быть захвачен в бурте в процессе закатки.

Таким образом, получают элемент 3 запирания со съемной закатанной крышкой 4, выполненной из сферического диска 32, которую достаточно закатать на корпусе 1 упаковки (фиг. 1), для того чтобы иметь сверхгерметичное запирание.

Герметичность обеспечивается, с одной стороны, расположением периферийного края крышки 4, а с другой стороны, закаточным швом 40.

В одном из вариантов крышка выполнена не из сферического диска 32, а из пластинки, вырезанной либо в полосе металла, где вырезается заготовка 5, но в другой зоне, либо в другой металлической полосе. В этом случае предварительно формируется пластина для получения изгиба, идентичного сферическому диску 32, а закатка выполняется так же, как и прежде.

В другом варианте крышка 4 может быть выполнена из материала, отличающегося от материала заготовки 5 или другого цвета, затем закатана, как прежде, с краем отверстия в элементе 3 запирания, образованного в заготовке. В этом случае крышка имеет ту же поверхность и идентичный изгиб со сферическим диском 32, выполненным в заготовке.

В варианте, показанном на фиг. 14, крышка 4 имеет выгнутую зону 41, ориентированную внутрь упаковки.

Поэтому крышка 4 выполнена из пластины, вырезанной либо в металлической полосе, где вырезалась заготовка 5, но в другой зоне, либо в другой металлической полосе, и сформированной для получения изогнутой зоны 41. В этом случае крышка 4 имеет больший периметр, чем периметр отверстия в элементе 3 запирания.

На фиг. 15-18, показаны различные этапы изготовления запирающего элемента согласно фиг. 14.

Заготовку 5, в которой предварительно выполнены цилиндрическая часть 23 и отверстие 31, помещают в формовочный инструмент состоящий из нижнего пуансона 42, имеющего упругую шайбу 43, форма которой дополняет форму цилиндрической части 23 (фиг. 15 и 16).

С другой стороны инструмент имеет верхний пуансон 44 с выступающим участком 45 дополнительной формы по отношению к форме цилиндрической части 23, проникающим в нее.

Элемент 46, образующий упор, помещается на некотором расстоянии и вокруг цилиндрической части 23.

Сближение пуансонов 42 и 44 вызывает постепенное сплющивание шайбы 43, что приводит к уширению цилиндрической части 23. Одновременно отогнутый бурт 39 образуется на уровне отверстия запорного элемента 3, сохраняя периметр отверстия постоянным.

Уширение цилиндрической части 23 может также быть получено подушкой из эластомера, который деформируется под воздействием пуансона.

Отверстие в запорном элементе 3 ограничивает уширение цилиндрической части 23 и влияет на формирование ее вертикального края.

Затем сформированную таким образом заготовку 5 помещают в инструмент закатки, идентичный инструменту согласно фиг. 11-13, имеющий два пуансона 35 и 36, и предварительно сфоpмированую крышку 4 устанавливают в цилиндрической части 23 (фиг. 17 и 18).

Сближение пуансонов 35 и 36 обеспечивает закатку крышки 4.

В процессе этой операции отогнутый бурт 39 сплющивается, а благодаря кольцевой выемке 38 внешний край закаточного шва 40 скручивается внутрь так, что острая кромка закаточного шва внедряется в крышку 4 для обеспечения герметичности и предотвращения окисления кромки.

Закаточный шов 40 также смещен относительно отогнутого бурта 39.

После этого достаточно повернуть элемент запирания и закатать его на корпусе упаковки 1, для того чтобы выгнутая зона 41 крышки 4 оказалась ориентированной внутрь упаковки.

В этом случае крышка 4 может быть также сформирована из материала, отличного от материала заготовки 5 или другого цвета.

Для открытия элемента нужно надавить на крышку 4, которая падает внутрь упаковки. Таким образом предотвращается загрязнение общественных мест пластинами, отделяемыми наружу упаковки.

Контроль силы, необходимой для открывания упаковки, обеспечивается в процессе изготовления регулировкой усилий закатки крышки.

В варианте выполнения показанном на фиг. 19, крышка 4 может быть снабжена зачеканенным или запаянным кольцом 47, которое обеспечивает возможность вытягивания крышки для открывания упаковки.

Преимущество элемента запирания заключается также в том, что он не имеет острых кромок, которые могут вызвать порезы в момент открывания упаковки, и обеспечивает защиту продуктов питания от края, окружающего отверстие, в котором закатана крышка.

Кроме того, крышка может иметь любые необходимые размеры, форму (круглую, треугольную, эллиптическую), приспособленную к каждому типу коробки, а запирающий элемент может иметь множество закатанных и отрывных крышек.

Съемная крышка может быть выполнена на корпусе коробки или на ее дне.

Изобретение применимо к любым упаковкам, в частности металлическим, различным емкостям, например к упаковкам для напитков.

Формула изобретения

1. Способ изготовления элемента запирания для открывания металлической упаковки, включающий выполнение выпуклой зоны на круглой штампованной листовой заготовке, формирование на ней элемента запирания, отличающийся тем, что выпуклую зону изгибают с образованием цилиндрической и сферической частей, после чего из сферической части вырубают отверстие, а цилиндрическую часть уширяют и закатывают в нее на отверстии съемную крышку с образованием закаточного шва.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что уширение цилиндрической части выпуклой зоны производят путем постепенного сплющивания предварительной изогнутой съемной крышки, помещенной внутрь цилиндрической части, причем форму съемной крышки выполняют так, что площадь ее поверхности до и после закатки не изменяется, а периметр после закатки увеличивается.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что уширение цилиндрической части выпуклой зоны проводят путем постепенного сплющивания съемной крышки, образованной из части выпуклой зоны при вырубании в ней отверстия, причем ее форму выполняют так, что площадь ее поверхности до и после закатки не изменяется, а периметр закатки увеличивается.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что уширение цилиндрической части выпуклой зоны проводят путем постепенного сплющивания упругой шайбы, помещенной внутрь цилиндрической части, с последующей установкой там предварительно сформованной съемной крышки с изогнутой зоной и ее закаткой на отверстии с образованием закаточного шва.

5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что уширение цилиндрической части ведут на уровне отверстия с сохранением его постоянного размера.

6. Элемент запирания металлической упаковки, выполненный в виде круглой штампованной листовой заготовки с выпуклой зоной, отличающийся тем, что он выполнен с отверстием с кольцевым буртом, в котором закатана съемная крышка, а край закаточного шва смещен относительно края отверстия.

7. Элемент по п. 6, отличающийся тем, что съемная крышка выполнена из предварительно сформированной пластины, форма которой выполнена так, что площадь ее поверхности до и после закатки неизменна, а периметр увеличен.

8. Элемент по п.6, отличающийся тем, что съемная крышка выполнена из вырубленной части выпуклой зоны, форма которой выполнена так, что площадь ее поверхности до и после закатки неизменна, а периметр увеличен.

9. Элемент по п. 6, отличающийся тем, что съемная крышка выполнена из пластины с изогнутой зоной, площадь поверхности которой превышает размер отверстия.

10. Элемент по пп.6-9, отличающийся тем, что съемная крышка снабжена кольцом.

11. Элемент по п. 6, отличающийся тем, что закаточный шов расположен внутри упаковки.

12. Элемент по п. 6, отличающийся тем, что закаточный шов расположен снаружи упаковки.

13. Элемент по пп.11 и 12, отличающийся тем, что край закаточного шва выполнен загнутым внутрь.

14. Элемент по пп.11 и 12, отличающийся тем, что край закаточного шва выполнен плоским.

15. Упаковка с элементом запирания, отличающаяся тем, что она выполнена с открываемым отверстием и установленной в нем путем закатки съемной крышкой.

16. Упаковка по п.15, отличающаяся тем, что край закаточного шва смещен относительно края отверстия.

17. Упаковка по п.15, отличающаяся тем, что съемная крышка выполнена с площадью поверхности, большей размера отверстия.

18. Упаковка для напитков, содержащая элемент запирания, отличающаяся тем, что она снабжена закатанной съемной крышкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19