RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 166562 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 292871 (22) Data zgłoszenia: 19.12.1991 (51) IntCl6: B65D 1/16 B21D 51/26 (5 4) Puszka zwłaszcza do napojów (30) Pierwszeństwo: (73) Uprawniony z patentu: 21.12.1990,GB,9027851.6 CarnauMetalbox PLC., Worcester, GB (43) Zgłoszenie ogłoszono: (72) Twórca wynalazku: 29.06.1992 BUP 13/92 Paul Ch. Claydon, Wantage, GB (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (74) Pełnomocnik: 30.06.1995 WUP 06/95 PHZ POLSERVICE PL 166562 B1 (57) 1. Puszka zwłaszcza do napojów, składająca się z denka i w zasadzie cylindrycznej ścianki bocznej, która składa się z połączonej z denkiem części dolnej, biegnącej od niej do góry części głównej, od której biegnie do góry część górna, kończąca się w otworze puszki, znamienna tym, że grubość części dolnej (4) i części górnej (6) jest większa od grubości części głównej (5), przy czym obie te części (4, 6) są połączone z częścią główną (5) za pośrednictwem dolnej (8) i górnej (7) strefy pierścieniowej, stanowiącej obszar przejściowy ścianki o większej grubości na ściankę o mniejszej grubości, a ponadto ścianka boczna (3) posiada pewną liczbę równoległych, wypukłych na zewnątrz, podłużnych żeber (10), równomiernie rozmieszczonych na obwodzie i kończących się w obszarach (7, 8) zmniejszonej grubości ścianki. Fig. 3.
PUSZKA ZWŁASZCZA DO NAPOJÓW Z a s t r z e ż e n i a p a t e n t o w e 1. Puszka, zwłaszcza do napojów, składająca się z denka i w zasadzie cylindrycznej ścianki bocznej, która składa się z połączonej z denkiem części dolnej, biegnącej od niej do góry części głównej, od której biegnie do góry część górna, kończąca się w otworze puszki, z n a - m i e n n a tym, że grubość części dolnej (4) i części górnej (6) jest większa od grubości części głównej (5), przy czym obie te części (4, 6) są połączone z częścią główną (5) za pośrednictwem dolnej (8) i górnej (7) strefy pierścieniowej, stanowiącej obszar przejściowy ścianki o większej grubości na ściankę o mniejszej grubości, a ponadto ścianka boczna (3) posiada pewną liczbę równoległych, wypukłych na zewnątrz, podłużnych żeber (10), równomiernie rozmieszczonych na obwodzie i kończących się w obszarach (7, 8) zmniejszonej grubości ścianki. 2. Puszka według zastrz. 1, z n a m i e n n a tym, że pomiędzy sąsiadującymi ze sobą żebrami (10) znajdują się podłużne żłobki (11), przy czym końcówka każdego z tych żłobków (11), znajdująca się w strefie (7), (8) zmniejszania się grubości ścianki, ma kształt półeliptyczny. 3. Puszka według zastrz. 2, z n a m i e n n a tym, że żłobki (11) są wklęsłe na zewnątrz. 4. Puszka według zastrz. 2, z n a m i e n n a tym, że żłobki (11) są w zasadzie płaskie. 5. Puszka, z n a m i e n n a tym, że liczba żłobków (11) wynosi od 24 do 45. 6. Puszka według zastrz. 5, z n a m i e n n a tym, że liczba żłobków (11) wynosi około 30. * * * Przedmiotem wynalazku jest puszka, zwłaszcza do napojów. Otwarty koniec tego typu puszki jest zamykany denkiem, dzięki czemu powstaje puszka zamknięta. Znane puszki do napojów, składają się z denka i ścianki bocznej w zasadzie cylindrycznej. Podczas manipulacji transportowo-przeładunkowych cylindryczne ścianki narażone są na drobne wgniecenia. Ponadto posiadając lokalne punkty o słabszej wytrzymałości konstrukcyjnej, może doprowadzić do fałdowania się materiału podczas formowania i wywijania kołnierzy na korpusie oraz do podwójnego zgrzewania wieczka z korpusem, podczas którego na korpus działają obciążenia osiowe. Celem wynalazku jest opracowanie nowej konstrukcji puszki wytrzymałej na zgniecenia. Puszka, zwłaszcza do napojów według wynalazku, charakteryzuje się tym, że dolnej i części górnej, jest grubość części większa od grubości części głównej, przy czym obie te części są połączone z częścią główną za pośrednictwem dolnej i górnej strefy pierścieniowej, stanowiącej obszar przejściowy ścianki o większej grubości na ściankę o mniejszej grubości, a ponadto ścianka boczna posiada pewną liczbę równoległych, wypukłych na zewnątrz, podłużnych żeber, równomiernie rozmieszczonych na obwodzie i kończących się w obszarach zmniejszonej grubości ścianki. Korzystnie pomiędzy sąsiadującymi ze sobą żebrami, znajdują się podłużne żłobki, przy czym końcówka każdego z tych żłobków, znajdująca się w strefie zmniejszania się grubości ścianki, ma kształt półeliptyczny. Korzystnie żłobki są wklęsłe na zewnątrz. Korzystnie żłobki są w zasadzie płaskie. Korzystnie liczba żłobków wynosi od 24 do 45. Korzystnie liczba żłobków wynosi około 30.
166 562 3 Stwierdzono, że liczne wypukłe żebra, biegnące równolegle w kierunku podłużnym na głównej części korpusu, zmniejszają albo eliminują wpływ wgnieceń i nadają puszce wytrzymałość na obciążenia działające w kierunku osiowym. Stwierdzono również, że optymalne parametry korpusu uzyskuje się w przypadku, gdy żebra kończą się w strefie o zmniejszonej grubości ścianki, czyli w miejscu połączenia jej z częścią o większej grubości. Puszkę według wynalazku pokazano w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia korpus puszki przed uformowaniem w nim podłużnych żeber w częściowym przekroju, fig. 2 - korpus puszki po uformowaniu w nim podłużnych żeber, w częściowym przekroju, fig. 3 - korpus puszki po uformowaniu w nim żeber oraz szyjki i kołnierza w rzucie bocznym, fig. 4 - wykres grubości korpusu puszki z fig. 3 w funkcji jej wysokości, fig. 5 - korpus puszki w rzucie bocznym, fig. 6 - korpus puszki z fig. 5 w przekroju poziomym wzdłuż linii VI-VI, fig. 7 i 8 - drugi przykład wykonania korpusu puszki, pokazany w analogicznym widoku i przekroju jak na fig. 5 i 6, fig. 9 - trzpień do formowania żeber w korpusie puszki, w przekroju poprzecznym, fig. 10 - trzpień do formowania korpusu puszki, w przekroju podłużnym. Jak wynika z fig. 1-4 korpus puszki 1 składa się z denka 2, które w tym przypadku ma kształt wypukły, oraz z bocznej ścianki 3. Z kolei boczna ścianka 3 składa się z połączonej z denkiem 2 dolnej części 4, głównej części 5 oraz górnej części 6, kończącej się w otworze. Grubość ścianki górnej części 6 i dolnej części 4 jest większa od grubości ścianki w głównej części 5. Obie te części 4, 6 są odpowiednio połączone z częścią główną 5 za pośrednictwem dolnej i górnej strefy pierścieniowej 7, 8, w których grubość ścianki zmniejsza się w kierunku części głównej 5. Zazwyczaj grubość ścianki w części górnej 6 wynosi około 0,015 mm (0,0060 cala), w części głównej 5 około 0,1 mm (0,0040 cala), a w części dolnej 4 około 0,3 mm (0,0120 cala). Sposób produkcji korpusu puszki z fig. 1 polega na wycięciu krążka z arkusza blachy; tłoczeniu, w wyniku czego z krążka powstaje denko i ścianka boczna oraz prasowaniu ścianki bocznej. Na figurze 2 pokazano korpus puszki po uformowaniu w nim pewnej liczby równoległych, biegnących w kierunku podłużnym, wypukłych żeber 10 równomiernie rozmieszczonych na obwodzie. Żebra 10 kończą się w pierścieniowych strefach 7, 8. Pomiędzy sąsiadującymi żebrami 10 powstają podłużne żłobki 11. Końcówka każdego żłobka 11 w pierścieniowych obszarach 7, 8 ma kształt półeliptyczny. Żebra 10 i żłobki 11 wchodzą do obszarów 7, 8, co optymalizuje parametry korpusu puszki, dzięki wytworzeniu elementów wzmacniających, łączących ze sobą część górną 6 i dolną 4 o stosunkowo dużej grubości ścianki. Na figurze 3 pokazano korpus puszki po uformowaniu w jego części górnej 6 szyjki i kołnierza, co stanowi przygotowanie do przymocowania do niego w znany sposób kołnierza 12. Na figurze 4 pokazano zmiany grubości ścianki bocznej w funkcji jej wysokości. Na figurach 1-4 pokazano korpus puszki posiadający tylko 24 żebra 10 i żłobki 11. Uważa się, że optymalna liczba żeber 10 w przypadku puszek do napojów wynosi od 24 do 45. Jeżeli liczba żeber 10 jest mniejsza od 24, to następuje znaczne zmniejszenie objętości gotowej puszki. Na figurach 5 i 6 pokazano korpus puszki posiadający 30 żeber 10 i żłobków 11. Każde żebro 10 jest wypukłe w kierunku na zewnątrz, przy czym promień wypukłości wynosi P. Żebro 10 leży na okręgu o promieniu R, gdzie R oznacza promień korpusu puszki w środku części głównej 5 przed uformowaniem żeber 10. Żłobki 11 są wklęsłe i mają promień U. Na fig. 5 i 6 wymiary wklęsłości żłobków 11 pokazano w przesadzie. Korzystnie, stosunek U:P wynosi co najmniej 20:1. Zazwyczaj promień P żeber wynosi około 1 mm. Obwód korpusu puszki w obszarze części głównej 5 po uformowaniu żeber 10 jest taki sam, jaki był przed ich uformowaniem, przy czym promienie R, P i U są związane ze sobą następującą zależnością R=U+2P. Dzięki temu, podczas formowania żeber 10 uniknięto rozciągania ścianki bocznej puszki. W innym przykładzie wykonania korpusu, pokazanym na fig. 7 i 8, ścianka boczna posiada również 30 żeber 10, natomiast żłobki są w zasadzie płaskie. W takiej sytuacji żebra 10 będą leżały na okręgu, którego promień jest nieco większy od promienia R przed uformowaniem żeber i żłobków. Jednakże w wyniku wyciągania ścianek korpusu puszki część górna 6 i dolna 4 mają nieco większy promień od części głównej 5. W związku z tym, promień części głównej 5 korpusu po uformowaniu żeber 10 nie będzie większy od promienia części górnej 6 i dolnej 4. Ma to znaczenie podczas manipulowania puszkami, ponieważ korpus musi toczyć się równomiernie.
4 166 562 Na figurach 9 i 10 pokazano trzpień 20 używany do formowania żeber i żłobków. Korpus puszki umieszczany jest na trzpieniu, który następnie jest obtaczany po zewnętrznej szynie formującej (nie pokazanej). Żebra są formowane przed uformowaniem szyjki, niemniej jednak promień trzpienia musi być nieco mniejszy od promienia korpusu, co umożliwia jego wyjmowanie. Z tego względu liczba żeber na trzpieniu jest mniejsza od liczby żeber w korpusie. W pokazanym na rysunku rozwiązaniu przykładowym, liczba żeber 21 na trzpieniu 20 wynosi 29, natomiast trzpień ten służy do formowania korpusu z 30 żebrami. Pomiędzy żebrami 21 na trzpieniu 20 znajdują się wklęsłe żłobki 22. Kształt przekroju żłobków 22 determinuje kształt przekrojów żłobków 11 w korpusie. Przedstawiony na fig. 9 i 10 trzpień 20 służy do formowania korpusu pokazanego na fig. 7 i 8, którego żłobki 11 są w zasadzie płaskie. Podczas procesu formowania, ścianka boczna głównej części korpusu zmienia miejscowo kształt na zbliżony do kształtu trzpienia 20, ale wskutek naturalnej sprężystości materiału kształt żłobków powraca następnie do kształtu stosunkowo płaskiego. W razie konieczności produkcji korpusów puszek o kształcie pokazanym na fig. 5 i 6, żłobki 22 w trzpieniu 20 są bardziej wklęsłe. Jednakże głębokość żłobków musi być stosunkowo niewielka. Wynika to z konieczności unikania nadmiernego zmniejszenia objętości gotowej puszki i zapobiegania przeginaniu się żłobków w drugą stronę pod wpływem ciśnienia, jakie występuje podczas napełniania puszek napojami gazowanymi. Poprawa parametrów korpusów puszek w wyniku ich karbowania może być wykorzystana do zwiększenia ich wytrzymałości na obciążenia osiowe, albo do zmniejszenia grubości ścianki w obszarze części głównej 5 bez pogorszenia jej wytrzymałości na siły osiowe. Badania porównawcze wykazały, że parametry korpusów karbowanych, których grubość ścianek w obszarze części głównej wynosiła 40x10-4 cala są porównywalne z parametrami puszek gładkich o grubości ścianek 43x10-4 cala. W związku z dużą liczbą produkowanych korpusów oznacza to bardzo znaczne oszczędności.
166 562 Fig. 5. Fig. 6.
166 562 Fig. 7. Fig. 8.
166 562 Fig. 9. Fig. 10.
166 562 Fig.1. Fig.2. Fig.3. Fig.4. Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.