CN1125679A - 撕裂板上具有凸块的带拉舌罐端 - Google Patents

Abstract

一用于容器的易开结构，通过操作一拉舌，将基本上由一可撕裂的刻痕线限定的板打开，拉舌的一端适合于压在撕裂板上与刻痕线隔开的一位置上，仅遮住由撕裂板在处于打开状态时留下的开口的一小部分。拉舌的另一端可提起来打开撕裂板并直接回到挨着端壁的初始位置。在撕裂板移到其打开位置后拉舌和撕裂板保留着与端壁的连接。为了保证特别是初始撕裂经过3∶00位置的过程中刻痕线的完全撕裂，形成一在拉舌下面延伸的凸块。

Description

撕裂板上具有凸块 的带拉舌罐端

本发明总体上涉及饮料容器的端部组件，特别是涉及一种易开启的带拉舌的罐(STAY-ON-TAB CAN)的端部，这种罐的端部连接着一拉舌，拉起该拉舌就可部分撕开并移动一刻痕的撕裂板，从而形成一倒出或饮用口，而拉舌和撕裂板还与罐端连着。

以包装啤酒、软饮料、茶、果汁、水、浓缩物等为代表的铝罐或钢罐具有易开启的、带拉舌的罐端，其中，该罐端形成一非封闭的刻痕线，拉舌由一紧固件，例如一铆钉连接到该罐端紧挨着刻痕线的一部分的外面一处。这类罐端上的拉舌与铆钉铰接。操作时，拉舌提供的力通过与铆钉相联的铰接点作用到罐端上的刻痕撕裂板部分引起刻痕线断裂。力的继续作用将撕裂板向下推入容器。刻痕线的非封闭部分使刻痕撕裂板保持与罐相连，拉舌也由铆钉保持着与罐端相连。

为更好地理解本发明，在下面的说明中，借用时钟的位置来识别拉舌、撕裂板和刻痕线等各部分在罐端上的位置。在本说明书中，假定罐端处在一垂直平面内，撕裂板在联罐拉舌下方，12：00的位置沿一纵轴位于拉舌的上方，该纵轴穿过铆钉延伸，将拉舌一分为二。6：00的位置沿同一轴线位于撕裂板的下方，3：00和9：00的位置沿垂直于前述纵轴延伸的一轴线分别位于右边和左边。

在试图打开罐端时有时会出现某种类型的失误。一种失误叫做“掉鼻子”(nose failure)，最初的提拉舌开罐动作没能“嘣”地拉开刻痕线。

另一种失误是所谓“不下转”(non-turnunder)，即刻痕线的断裂不能完全围绕撕裂板扩大，而是只保留在一点上，通常在3：00的位置，在这点上拉舌开始滑脱，并使部分打开了的撕裂板的金属向下弯曲，使拉舌脱离撕裂板而失效。

另一个问题是撕裂板开口角度不足，就是说撕裂板不能从其初始位置完全向下摆过大约80°至90°以避免阻挡开口。这个问题发生时，撕裂板下摆不足，即典型地从罐平面只有30°至40°，因此部分限制了液体自由流出开口。

上述不下转和角度不足的问题是由于拉舌不能作用在撕裂板上产生足够的纯剪切力，来使刻痕线破裂，并继续施加足够的剪切力来完全围绕撕裂板扩大刻痕线。当为美观起见或为保证倾倒和饮用更痛快在罐端内形成更大开口时这些问题显得更严重。在本说明书中，“较大开口”指由撕裂板限定的开口面积在大约0.5-0.75平方英寸的范围内，人们发现这个尺寸对于直径在按制罐商通用的术语大约202-211的范围内的罐端是理想的。“标准尺寸开口”的面积小于大约0.5平方英寸，典型的是在0.40-0.47平方英寸的范围内。在较大开口的范围内，可以想象撕裂板的几何形状和较长的通道长更需要确保通过整个开口过程恰当地向刻痕产生并传递剪切力，而本发明正是基于这种考虑。还应理解，本发明可用于罐尺寸的较宽的范围，包括200至300。

因此，本发明的一个目的是控制由拉舌沿刻痕线对撕裂板提供的剪切作用，以确保撕裂板除在铰接区域外完全断裂。

另一目的是控制作为刻痕线撕裂扩开的函数的作用在撕裂板上的剪切力的施加。

进一步的目的是使得能够在饮料、容器的端部采用较大尺寸开口而不遇到不下转和角度不足的问题。

本发明提供了一种带拉舌的容器端部或顶部，其上限定可撕开的撕裂板部分的刻痕线恰当完整地撕开，除了一铰接部分，使撕裂板被打开而且保持在端部。以一种独特的方式使拉舌和撕裂板结构上配合，在拉舌开启时，这些部分之间的多个变化的接触点断裂，产生起到使刻痕破裂作用的剪切力，而不是不利地弯曲撕裂板并导致不下转或角度不足的张力。

在本发明的优选实施例中，一个带拉舌的罐由一端壁和端壁上限定一不可卸下的撕裂板的可破裂刻痕线构成，在撕裂板与端壁其余部分之间设置一整体形式铰接轴。刻痕线从铰轴的一端伸开，在离开铰轴一段距离处围绕一段弯曲，然后回到铰轴的另一端。一拉舌基本平行于其下面的罐端区域并紧靠着该区域延伸，该拉舌的后部可使人手抓住向上提起，它还有一个向前的鼻部，位于撕裂板的一小部分之上。端壁上撕裂板之外刻痕线附近的一区域上提供了附着设施。该附着设施不可拆卸地固定于拉舌的连接装置上。附着设施和连接装置应使拉舌当其后部部分从容器上提起同时其前鼻部相应向下摆时能够作枢轴运动，从而刻痕线受到最初的断裂。按照本发明，从撕裂板的上表面向上凸起形成一凸块，该凸块伸到拉舌的前鼻部分之下。拉舌围绕大体上平行于其下面的壁端区域并接近附着设施的轴继续枢轴运动，通过在凸块和拉舌的前鼻部分之间形成第二接触点或接触位置有效地扩大了刻痕线从12：00位置开始的破裂，并将撕裂板绕其铰轴向下摆到开口位置。第二接触点不在拉舌的纵轴线上，而是位于破裂远离铆钉蔓延发生的轴线的一侧(即：在撕裂板与罐端壁其余部分铰接的拉舌纵轴线一侧的另一侧)。

本中请中所用方向术语设定为，罐直立，倾倒开口向着观察者时罐端的取向。因此，拉舌在端壁上方，拉舌的纵轴线穿过铆钉延伸，拉舌长度沿着该轴线，拉舌的宽度垂直于该轴线，拉舌的前部向着观察者，其后部远离观察者。撕裂板和垫的“长”、“宽”、“前”、“后”指的是与拉舌上这些项目的同样的方向。因此，撕裂板与凸块的长沿着端壁的一直径，其宽度沿着一弦。

在本优选的实施例中，由刻痕线限定的开口是一个大开口，对于标称尺寸范围为202-211的容器端部，开口面积大于0.5平方英寸。

在撕裂板上设置凸块的一般目的是拉紧由于刻痕而松驰了的金属。此外，凸块最好在撕拉板上拉舌下面那部分上连续，这样就增加了撕裂板垂直于提舌纵轴的刚度。从而将撕裂板横穿轴线的弯曲减至最小，这有助于将剪切力传至刻痕线。而且通过在拉舌下面提供凸块，并提供两个隔开的拉舌与凸块的接触点或接触位置易于使拉舌加到撕裂板上的载荷分配更均匀。在本优选实施例中，这两个点与拉舌鼻部中央与撕裂板之间的接触点分开。从撕裂板的平坦部分量起，凸块的高度是0.11英寸。从理论上讲，一旦拉舌也触到这些相对于鼻部中心在侧面的点，由于前面提到拉舌至少有两个与凸块接触的点，因此刻痕线的破裂会较好地扩展。最好从顶平面看凸块为一弯曲线，眼球状，大致上随着刻痕的轮廓。其透镜状的隆起伸到拉舌前鼻部的下面。该隆起部分横截面深度方向的轮廓最好基本上与凸块其余部分相同，并且该隆起部分从端壁上表面的周围向上伸出足够高以提供前述的与拉舌接触的点。

附着设施最好包括一围绕端壁的中心整体形成的铆钉。围绕铆钉是一压花(或精压)区域，该区域金属的厚度为0.009英寸，拉舌上的铆钉孔的直径为0.130英寸。刻痕线穿过该压花区域，但前面提及的第二接触点最好位于压花区域以外。

该隆起部分最好离铆钉最近，可以对称于12：00-6：00轴。

撕裂板上拉舌的前鼻部分起初压着的地方不仅离开刻痕线也与凸块隔开。铆钉靠近刻痕线。第二接触点比破裂移动到大约3：00的位置时向破裂着的刻痕线传递施加的剪切力的初始压点更接近3：00的位置。(当然，刻痕可能反向围绕拉舌纵轴，这时这里的3：00应用9：00代替。但为清楚和一致起见，假设按时钟分布)。

鼻部和凸起之间的又一接触点比鼻部中心和撕裂板之间的接触点更接近铰轴，当刻痕线运行到其端部位置(大约10：00-11：00)以确保撕裂板完全开口时，利用所述又一接触点向刻痕线传递剪切力。

通过下面以附图表示的实施例的说明，本发明的其它细节，应用和优点将更清楚。

图1是一俯视图，按比例表示出按照本发明一优选实施例的罐端壁；

图2是沿图1中2-2线截取的按比例表示的横截面图；

图3是与图2类似的图，示出了拉舌撕裂撕裂板的刻痕线时最初的抬起位置；

图4A-4F是系列动作图，详细描述了刻痕线逐渐撕开，直至完全打开撕裂板的过程。

图1是按照本发明制作的、以已知方法固定于容器侧壁(未示出)的一易开启顶端壁10的实施例顶视图。这种容器典型的是12oz(盎司)的金属饮料罐，它的其余部分可以是任何适合的普通结构，包括连接到一基本为圆柱状的侧壁上的府壁，或者为一单片结构或者为两片结构。在下面将更充分讨论的优选实施例中，本发明的特征是一形状独特的凸块，在图中一般以参考标号12表示，在一拉舌14的打开动作作用下，它保证一不可取下的撕裂板16沿其全部刻痕线18从端壁上顺利地撕开从而限定出一容器的内装物可顺利排出的孔口20。

特别参考图1和图2，更详细地说，顶端壁10上形成了刻痕线18，它限定了不可取下的撕裂板16的大部分周边。拉舌14按照例如授予丹尼尔·F.库德兹克(Daniel F.Cudzik)并转让给本发明的受让人弗吉尼亚州里奇曼德的雷诺金属公司(Reynolds Metals Company)的美国专利第3,967,752号中的方式通过一铆钉22以不可拆卸的方式连接到壁10上。在这里引用第3,967,752号美国专利作为参考。拉舌14前部末端为一鼻部24，如图所示，仅在12：00的位置覆盖撕裂板16的一小部分，拉舌14的后部26在铆钉22相对的一侧，易于手抓并提起，迫使鼻部24向下抵住撕裂板16的顶面来起动撕裂板相对于铆钉22的向下运动，壁10(图3)的剩余部分在刻痕线18的两相对端30a、30b之间有一部分28将撕裂板牢固地连接起来，并且在撕裂板与端壁的其余部分之间限定了一弯曲区域或整体式铰接部。该铰接部28的长度大致上小于撕裂板16的最大尺寸，这一点是公知的。

刻痕线18延伸成一连续的曲线通路，终止于以30a和30b表示的隔开的端部。刻痕线18有一波浪或弯曲部分32，位于铆钉22和鼻部24之间，限定了当前面提到的拉舌后部26向上提起从而鼻部24向下枢轴运动压住与撕裂板的接合部时刻痕线和撕裂板的初始撕裂发生的区域。这起动了从端部30b开始的沿刻痕线撕裂撕裂板的剪切作用，这在下面将更充分地讨论。

从俯视图看，最好是封闭的加强凸块12延伸为一椭圆形轮廓，其长轴或主轴线在开口20的3：00-9：00(横向)方向上。然而，按照下面将更充分描述的本发明的独特的特征，位于最接近铆钉22处的部分34向离开椭圆其它部分朝向铆钉的方向凸出，形成了一眼球状的凸块，其中的“晶状体”是一个凸出部分34。在垂直横剖面的深度方向，凸块12，包括凸出部分从可撕开的撕裂板16沿一轴向向外或向上的方向上延伸，最好在其整个范围内横截面深度尺寸相同。

在本优选实施例中将进一步看到，除了凸出部分34，凸块12的轮廓总体上类似于刻痕线18创去端部30a、30b和最接近铆钉的曲线部分32后的轮廓。

图4A至4F示出了由于拉舌后部连续提升使拉舌的鼻部绕其旋转轴线向下旋转而逐步打开罐端时的拉舌14和撕裂板16。

参考图4A，拉舌鼻部24的中心与撕裂板在凸块12的凸出部分34后部一点或一处40(即：在凸块12上与铆钉22相对的那边)。这最初的接触点40产生了刻痕线18在其12：00的位置绕铆钉22的初始撕裂处43。该撕裂处就是前面提到的“嘣”地拉开处。

继续提起拉舌的后部26在拉舌的另一部分与凸块12之间的交界处产生了接触点42，如图4B所示。现在开始从靠近铆钉22的初始撕裂处43起的顺时针扩展刻痕线18的撕开。

随着拉舌继续提起，由于在刻痕线的撕开部分撕裂16相对于壁10垂直移动，凸块12和拉舌之间的接触点42被放开。此时由接触点40处拉舌的鼻部24传递给撕裂板16的剪切载荷将撕裂板向下推，这在图4C中最清楚示出。因此，在图4C中，在前面提到的剪切载荷的作用下刻痕开始向3：00位置扩展，撕裂板开始以普通方式打开。

当刻痕线18的断裂开始如图4D所示扩展到大约3：00的位置时，作为本发明特征之一的凸出部分34重新建立了与拉舌的接触点42，而且还建立了位于在先的刻痕线断裂端点47(在图4D中位于3：00处)最近处的接触点46。由于附加的接触点46，在与接触点40和42的优选组合中，从理论上讲，拉舌前部的向下载荷由不利地弯曲撕裂板16而形成一种不下转的弯曲载荷转变成一种在靠近3：00处的在先的撕裂线断裂处的导致一种剪切作用的载荷或载荷力。

这种剪切力应是至少若干因素的结果。第一，载荷在撕裂板上多个接触点或接触位置上的分布减少了撕裂板绕拉舌纵轴的弯曲的趋势。第二，这多个接触点形成了一第二级扛杆，其支点在点42，其输入力在点40和/或46，其负载在刻痕线3：00的区域处。第三，撕裂板的金属上的任何松驰都被收紧在凸块的范围内，正是在这范围内拉舌的鼻部使金属变形，而不是在凸块之外；换句话说，在凸块内的这种有利的弯曲起到了拉紧撕裂板的金属的作用，并将能量贮存在其中，这能量很快会被突然释放，爆发性地扩展刻痕线的撕裂。应注意到，这种弯曲需要拉舌鼻部与凸块内的撕裂板的金属的接触。拉舌鼻部仅与凸块接触不能实现这种弯曲。因此，拉舌鼻部与凸块(例如在点42和/或46)的接触应提供了必要的力学和杠杆系，而拉舌鼻部与凸块内金属的接触或者单独地或者结合与凸块的一个或若干接触点提供必要的张紧和能量贮存。在任何情况下，撕裂条带都可靠地连续撕裂，进一步转动拉舌则经过3：00到达大致9：00的位置，如图4E所示。

在图4E中，由于撕裂已进行到9：00的位置，撕裂板16的向下位移就释放了接触点40和46。在鼻部24与凸出部分34交叉处还保留着的接触点42的位置有利于保证向刻痕线18施加适当的剪切作用，使其能够完全撕裂到最接近铰接部分28的端30a，同时完全向下压入罐内转90°或在垂直位置上。应注意到，在从图4D到图4E进行的过程中，理论上第二级杠杆的输入力只从46(或42、40和46的一些结合)向42转移，支点从42至枢轴28转移。因此，随着逐步扩展，支点与撕裂蔓延端的距离增加，而支点与输入力之间的距离减少。这是有利的，因为在3：00处主要考虑的刻痕线上最大的剪切力，而3：00以后主要考虑的是刻痕线上撕裂板的最大的向下运动。

在图4F中最后的撕裂发生时(在这点上撕裂条带完全向下压入前述的90°位置)拉舌鼻部24与撕裂板16之间的最后接触点开始朝枢轴28划回。

罐端直径为公称206的(采用制罐商采用的术语)，一般说在200-300直径的范围内，标准的开口面积在0.42-0.475平方英寸的范围内。虽然不必很严格，但如上所述，本发明适用于具有上面提到的通常尺寸的标准开口面积的罐。然而本发明的优选实施例特别优选用于带有限定大开口20的刻痕线18的大罐端。在本说明书中，认为大的开口的面积大约在0.5-0.75平方英寸，最好是大约0.65-0.67平方英寸。这里所公开的罐端可以有一垂直于拉舌纵轴的主轴和垂直于该主轴的次轴，主轴比拉舌的宽度大。对于这种大开口，提供接触点40、42和46，特别是46的优点是使刻痕线能如图4D中所示通过3：00的位置扩展，从而导致如图4F所示的恰当的满开口。

本优选实施例的进一步特征是，凸出部分34最好是位于从制造时沿铆钉22的周边形成的压花区域(area of coining)48的径向向外位置处。从理论上讲，由于压花区域的金属相对较脆弱，凸出部分34和与其接触的专门的点42和46位于该压花区域48之外则产生较好的剪切作用。

虽然一凸出部分34构成本优选实施例，普通的熟悉本领域的人员可以理解，也可以采用其它凸块构形，包括未必完全封闭的或关于拉舌的纵轴对称的凸块形状，只要这种其它的凸块形状能形成多个接触点40、42和46，并且由此产生如上面所讨论的剪切力和杠杆力即可。但进一步从理论上讲，最好是采用封闭的凸块，因为它易于保持撕裂板16平整并且不使撕裂板在开启时凹陷或向里翘。

而且，由于拉舌与撕裂板在开启过程中，具体地在图4D所示的步骤中的理想的接触主要是由凸块的俯视(即图1、2和4A-4F)轮廓和侧截面(即图3)高度所决定，希望拉舌鼻部的俯视轮廓和侧视轮廓也改为能在连续开启过程中获得理想的接触方式。本申请中公开的拉舌是普通的拉舌，但拉舌鼻部可以设计成非圆形的，或者可以向下凸起。

本领域人员很容易看到本发明实现了上面提出的所有目的。在阅读了前面的说明书以后普通的技术人员能够作出各种变化等同替代物和在这里广泛公开的本发明的各种其它改动。因此，本发明不受具体实施例的限定，而应受后附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1、一种金属易开罐端部，带有不可撕下的构件，用于形成一罐端的倾倒或饮用的开口，该罐端包括：

一圆形端壁；

一在该端壁上的可撕裂刻痕线，限定了一不可取下撕裂板的大部分周边，而在撕裂板与端壁的其余部分之间留下一整体枢轴，刻痕线从枢轴的一端向外延伸，绕过远离枢轴的一段弯曲回到枢轴的另一端，其路径应使撕裂板为非圆形并且最大直径垂直于一端壁直径；

一在撕裂板上形成的凸块，该凸块从该撕裂板向上凸出并具有一大体上按照刻痕线的弯曲的轮廓的部分；

一拉舌，具有一纵轴线，大体上平行并接近其下面的端壁区域延伸，拉舌的后部可接合以向上提起，拉舌的前部为其前端处的一鼻部，盖住撕裂板上一小部分，这一小部分包括一部分基本上相对于拉舌的纵轴横向延伸的凸块，拉舌的纵轴在两处直接穿透过凸块的上方(并如在平面图中所见到的与其相交)，第一处在端壁的周边的附近，第二处接近端壁的中央；

一铆钉位于端壁中央与刻痕线相邻，将端壁与拉舌不可拆卸地连接起来，当拉舌后部从端壁向上提拉时允许拉舌绕一铆钉附近大致平行于端壁的转动轴线作枢轴运动，该向上提起使拉舌的鼻部压在撕裂板的一起始接触位置上；

所述第一接触位置基本上由凸块包围，在所述拉舌的纵轴直接穿过凸块上方的两处之间；

所述凸块上基本上相对于拉舌纵轴线横向延伸部分提供了拉舌覆盖区域撕裂板在其最大直径的方向上的基本刚性；

凸块从撕裂板向上凸起的尺寸在被拉舌盖着的区域应足够小，直接在该区域的凸块上的凸块的底面应这样成形，当刻痕线未被撕开时拉舌的鼻部可在所述起始接触位置上施加基本的压力，借此，拉舌后部的提升引发了下面的系列过程：

拉舌的鼻部在所述起始接触的位置下压，这使撕裂板内的金属张紧，产生撕裂板与铆钉之间的相对垂直运动并引起铆钉附近刻痕线的起始撕裂；

撕裂扩展到刻痕线一边的某处，

拉舌前部与拉舌鼻部隔开的一处下压撕裂板上一倾斜接触位置，该倾斜接触位置在凸块上，比所述起始接触位置更接近撕裂端，

在所述倾斜接触位置的拉舌前部的向下力在撕裂端的刻痕线上产生增加的杠杆系的剪切力，

撕裂围绕所述弯曲迅速扩展到刻痕线的另一边，

撕裂扩展到枢轴，撕裂板绕枢轴向下摆到一开口位置。

2、根据权利要求1所述的罐端，其中，在撕裂尾端刻痕线上的剪切力比如果施加在所述起始接触处的向下的力在该处产生的剪切力大。

3、根据权利要求1所述的罐端，其中，在所述倾斜接触位置的向下的力构成了第二级杠杆的施加(输入)力，其阻(输出)力在撕裂端。

4、根据权利要求1所述的罐端，其中，该凸块是一围绕所述起始接触位置的一封闭圈。

5、根据权利要求1所述的罐端，其中，凸块的水平横截面的总体轮郭为眼球状，眼球的晶状体置于所述凸块被拉舌盖位的部分内。

6、根据权利要求1所述的罐端，其中，撕裂板为椭圆形，其表面积大于0.5英寸，撕裂板这样定向，其最大直径垂直于拉舌的纵轴。

7、根据权利要求1所述的罐端，其中，凸块的宽度大于拉舌的宽度。

8、根据权利要求1所述的罐端，其中，在由拉舌后部的提升所引起的系列过程中，拉舌前部同时压在所述起始接触位置和所述倾斜接触位置。

9、根据权利要求1所述的罐端，其中，在由拉舌的后部的提升所引起的系列过程中，拉舌前部同时压在所述起始接触位置、所倾斜接触位置和凸块上比起始接触位置更接近枢轴的一接触位置。

10、一种在一密封于产品充填罐的金属易开罐端上形成一用于倾斜或饮用该产品的大开口的方法，

该罐端包括：

一圆形端壁；

在该端壁上的一撕裂刻痕线，限定了一不取下的撕裂板的大部分周边，而在撕裂板和端壁其余部分之间留下一整体枢轴，该刻痕线从枢轴的一端延伸开来，绕一离枢轴远的弯曲，回到枢轴的另一端，

一凸块从撕裂板向上凸起，一拉舌大致平行于并靠近位于其下部的端壁区域延伸，拉舌的后部可接合，以便向上提起，拉舌的前部终止于其前端的一鼻部并遮住撕裂板的一小部分，这一小部分包括凸块上基本相对于拉舌的纵轴横向延伸的部分，

一铆钉位于端壁中央邻近刻痕线处，不可拆卸地连接着端壁与拉舌，当拉舌后部从端壁提起时，允许拉舌绕靠近铆钉并大致平行于端壁的转动轴线作枢轴运动，

所述方法包括：

在比凸块遮住拉舌那部分离铆钉远的一个位置上将拉舌向下压在撕裂板上，从而张紧撕裂板上的金属，并起动撕裂接近铆钉处的刻痕线；

将撕裂扩展到刻痕线一边的一处；

在与拉舌的鼻部隔开的一位置上将拉舌的前部向下压到撕裂板上一倾斜接触的位置，该位置比所述初始接触位置更接近撕裂端，从而在撕裂端的刻痕线上形成剪切力；

围绕所述弯曲迅速将撕裂扩展到刻痕线的相对边；

将撕裂扩大到枢轴处并绕枢轴向下摆动该撕裂板至一开口位置。

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