ES2295240T3 - Extremo de lata para un envase. - Google Patents
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Abstract
Elemento de extremo (10) para un envase, teniendo el elemento de extremo (10) una pared de panel central (12) con un lado de producto (34a) y un lado público (34b), teniendo el lado público (34a) unos medios para abrir un segmento de panel que se puede romper (20), comprendiendo el elemento de extremo: un panel en contrarrelieve (69) rebajado en el panel central (12), teniendo el panel en contrarrelieve un perfil (70) definido mediante una primera y una segunda porciones de extremo separadas (76, 78) unidas mediante una primera y una segunda paredes laterales (80a, 80b); un panel de desgarro desplazable (20) definido mediante una marca que se puede romper curvilínea (22) y un segmento de articulación que no se puede romper (26), teniendo la ranura de la marca (22) un primer extremo (28) y un segundo extremo (30), estando definido el segmento de articulación (26) mediante una línea generalmente recta entre el primer extremo (28) y el segundo extremo (30) de la ranura de la marca (22); estando el primer y el segundo extremos (28, 30) de la marca que se puede romper (22) unidos mediante un segmento curvilíneo (32), incluyendo el segmento curvilíneo (32) un primer y un segundo segmentos curvados (33a, 33b) definidos mediante un radio de curvatura y unidos mediante una región de transición arqueada (34) que está dispuesta adyacente al borde periférico externo (18) del panel central (12); teniendo la primera porción de extremo separada (76) del panel en contrarrelieve (69) una primera y una segunda porciones arqueadas (84a, 84b) que se extienden hacia el exterior desde un vértice (82), caracterizado porque la distancia entre la ranura de la marca (22) y el perfil del contrarrelieve (70) se hace progresivamente más larga desde el vértice (82) a lo largo de por lo menos la primera o la segunda porción arqueada (84a, 84b).
Description
Extremo de lata para un envase.
La presente invención se refiere a cierres de
extremo para envases de metal de dos piezas de cerveza y de bebidas
que tienen un panel operativo no desprendible. Más específicamente,
la presente invención se refiere a técnicas de formación mejoradas
para producir un cierre de extremo de peso ligero.
Los cierres de extremo comunes para envases de
cerveza y bebidas tienen un panel central que tiene un panel que se
puede romper (a veces llamado "panel de desgarro", "panel de
apertura", o "panel de vertido") definido mediante una
marca formada sobre la superficie externa, el "lado del
consumidor", del cierre de extremo. Los extremos de las latas
"ecológicas" populares están diseñados para proporcionar a modo
de apertura el extremo mediante la rotura del metal marcado del
panel, aunque no permite la separación de ninguna parte del extremo.
Por ejemplo, el extremo del envase de bebidas más común tiene un
panel de desgarro que está retenido en el extremo mediante una
región articulada no marcada que une el panel de desgarro al resto
del extremo, con un remache para fijar una lengüeta de palanca
prevista para abrir el panel de desgarro. Este tipo de extremo de
envase, llamado típicamente extremo de "lengüeta en posición"
("SOT"), tiene un panel de desgarro que está definido mediante
una marca de forma circular incompleta, con el segmento no marcado
sirviendo como el fragmento de retención del metal en la línea de
articulación del desplazamiento del panel de desgarro.
El envase es típicamente una lata de metal
estirado y planchado, usualmente construido a partir de una fina
placa de aluminio. Los cierres de extremo de estos envases están
también típicamente construidos a partir de un borde cortado de una
fina placa de aluminio o acero, formado en un extremo en bruto, y
manufacturado en un extremo acabado mediante un proceso a menudo
llamado como conversión de extremo. Estos extremos se forman en el
proceso de formar primero un borde de corte de metal fino, formar un
extremo en bruto a partir del borde cortado, y convertir el extremo
en bruto en un cierre de extremo que se puede coser sobre un envase.
Aunque actualmente no es una alternativa popular, estos envases y/o
extremos se pueden construir de material plástico, con una
construcción similar de partes no desprendibles previstas para su
apertura.
Estos tipos de extremos de envase ecológicos de
"lengüeta en posición" se han utilizado durante muchos años,
con una lengüeta retenida y un panel de desgarro de varias formas y
tamaños diferentes. A lo largo del uso de estos extremos, los
fabricantes han buscado ahorrar el gasto del metal reduciendo el
metal de los extremos y de las lengüetas. Sin embargo, como los
extremos se utilizan para envases con contenidos presurizados y a
veces están sometidos a pasteurización, hay condiciones que provocan
mayores tensiones en los componentes del extremo durante la
pasteurización, el transporte y durante la apertura por parte de un
usuario. Estas condiciones limitan la reducción del calibre
disponible del metal del extremo, y hacen difícil alterar las
características de diseño del extremo, tal como la no reducción del
calibre del metal o el espesor del residuo de metal en la marca que
define el panel de desgarro.
Los contenidos presurizados del envase a menudo
provocan que el extremo se abombe. Los contenidos presurizados
también presionarán las lengüetas hacia arriba. Hay una distancia
máxima permisible que la lengüeta puede desplazarse sin que la
lengüeta se extienda hacia arriba por encima del resto de envase.
Esto se llama lengüeta sobre testa. La lengüeta sobre testa provoca
problemas de abuso en el envío, en los que el panel que se puede
romper se fractura de una manera prematura durante la distribución
de los envases de bebida llenos.
Como los fabricantes reducen el espesor del
metal utilizado para hacer los extremos, el abombado y la lengüeta
sobre testa se ha convertido cada vez más en un problema. Por lo
tanto, es necesario un extremo de lata con una capacidad mejorada
para soportar el abombamiento y la lengüeta sobre testa.
La patente US 5555992 describe un elemento de
extremo de un envase con una pared periférica y una porción de
pared de extremo central integral con una lengüeta en posición
montada sobre la porción de pared de extremo central para su
movimiento pivotante y rotativo, y una ranura lineal de marca
definida mediante los extremos terminales separados formados en la
porción de pared de extremo central para definir una porción de
panel que se puede romper que es lo suficientemente grande, de
manera que cuando se rompe proporcionará una abertura alargada que
descarga el envase para permitir el vertido de la bebida en el
envase con velocidades de vertido más rápidas.
La solicitud internacional WO0069735 describe un
elemento de extremo según el preámbulo de la reivindicación 1.
Los problemas citados anteriormente se pueden
solucionar mediante un extremo de lata según las reivindicaciones
independientes 1 y 9. Características ventajosas de la presente
invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
Otras ventajas de la invención se harán
evidentes a partir de la siguiente descripción tomada en conjunción
con los siguientes dibujos.
La figura 1 es una vista en planta de un extremo
de lata de la presente invención sin lengüeta;
La figura 1A es una vista en planta del extremo
de lata de la figura 1 con una lengüeta fijada al mismo;
La figura 2 es una vista en planta parcial del
extremo de lata de la figura 1;
La figura 3A es una vista parcial en sección
transversal tomada a lo largo de la línea 3A-3A de
la figura 2;
La figura 3B es una vista parcial en sección
transversal tomada a lo largo de la línea 3B-3B de
la figura 2;
La figura 4 es una vista en sección transversal
del extremo de lata de la figura 1 tomada a lo largo de la línea
4-4;
La figura 5 es una vista parcial de un panel en
contrarrelieve de la presente invención; y
La figura 6 es una vista en planta de un extremo
de lata de la presente invención sin una lengüeta.
Aunque esta invención es susceptible de
realización en muchas formas diferentes, se muestran en los dibujos
y se describirán aquí en detalle realizaciones preferidas de la
invención, entendiéndose que la presente descripción se ha de
considerar como un ejemplo de los principios de la invención, y que
no está pensada para limitar el amplio aspecto de la invención a
las realizaciones ilustradas.
El extremo de envase de la presente invención es
un elemento de extremo de lengüeta en posición 10 con unas
propiedades físicas mejoradas, incluyendo la resistencia.
Esencialmente, la presente invención proporciona un elemento de
extremo de peso ligero 10 que ejemplifica las características y las
propiedades físicas requeridas en el mercado de los envases de
bebidas, tal como se explicará posteriormente.
En la realización de las figuras 1 a 6, el
elemento de extremo 10 para un envase (no representado) tiene una
pared de panel central 12 que tiene un bucle de cosido 14 para unir
la pared al envase. El envase es típicamente una lata de metal
estirado y planchado, usualmente construido a partir de una fina
placa de aluminio o acero, tal como los envases comunes de cerveza
y bebidas. Los cierres de extremo para estos envases también están
típicamente construidos a partir de un borde de corte de una fina
placa de aluminio o acero, formado en el extremo en bruto, y
fabricado en un extremo acabado mediante un proceso a menudo
indicado como conversión de extremo. En la realización mostrada en
las figuras, el panel central 12 está unido a un envase mediante un
bucle de cosido 14, que está unido a un bucle complementario del
envase. El bucle de cosido 14 del cierre de extremo 10 es integral
con el panel central 12 mediante un área avellanada 16 que está
unida al borde periférico externo del panel 18 del panel central
12. Este tipo de medios para unir el panel central 12 a un envase
son actualmente los medios típicos de unión utilizados en la
industria, y la estructura descrita anteriormente se forma en el
proceso de formación del extremo en bruto a partir de un borde de
corte de la placa de metal, antes del final del proceso de
conversión. Sin embargo, se pueden utilizar otros medios para unir
el panel central 12 a un envase con la presente invención.
El borde periférico externo 18 del panel central
12 está típicamente acuñado para añadir resistencia al extremo de
la lata 10. El acuñado es el trabajo de endurecimiento del metal
entre herramientas. El metal se comprime típicamente entre un par
de herramientas, generalmente una herramienta superior y una
herramienta inferior.
La pared del panel central 12 tiene un panel de
desgarro desplazable 20 definido mediante una marca curvilínea que
se puede romper 22 con una marca anti-fractura
adyacente 24 en el panel de desgarro 20, y un segmento de
articulación que no se puede romper 26. El segmento de articulación
26 está definido mediante una línea generalmente recta entre un
primer extremo 28 y un segundo extremo 30 de la marca que se puede
romper 22. El panel de desgarro 20 del panel central 12 se puede
abrir, es decir, la marca que se puede romper 22 se puede cortar y
el panel del desgarro 20 desplazarse según una orientación angular
respecto a la porción restante del panel central 12, mientras el
panel de desgarro 20 permanece conectado de manera articulada con el
panel central 12 a través del segmento de articulación 26. En esta
operación de apertura, el panel de desgarro 20 se desplaza según
una deflexión angular, al abrirse mientras se desplaza fuera del
plano del panel 12.
El primer y segundo extremos 28, 30 de la marca
que se puede romper 22 están unidos mediante un segmento curvilíneo
32. El segmento curvilíneo 32 incluye un primer y un segundo
segmentos curvados 33a, 33b unidos mediante una región de
transición arqueada 34, que está dispuesta adyacente al borde
periférico externo 18 del panel central 12 y están definidos
mediante un radio de curvatura R_{4}. (Ver la figura 5). El primer
y el segundo segmentos curvados 33a, 33b están separados mediante
una serie de longitudes cordales 31a-33d. (Véase la
figura 5).
Tal como se apreciará mejor en la figura 3B, la
marca que se puede romper 22 es preferiblemente una ranura
generalmente en forma de V 35 formada en el lado público 34a de la
pared del panel 12. De una manera similar, la marca
anti-fractura 24 es preferiblemente una ranura
generalmente en forma de V 38 formada en el lado público 34a de la
pared del panel 12 en el panel de desgarro 20. Tal como se explica
en mayor detalle a continuación, la ranura de la marca que se puede
romper 35 es preferiblemente más profunda que la ranura de la marca
anti-fractura 38. En consecuencia, el residuo de la
marca 40, que es la cantidad de material que se puede romper que
permanece por debajo de la ranura de marca que se puede romper 35,
es menor que el residuo de la marca anti-fractura
42. Esta diferencia entre el residuo de la marca 40 y el residuo de
la marca anti-fractura adyacente 42 es el
diferencial del residuo de la marca.
La marca que se puede romper 22 y la segunda
ranura o marca anti-fractura 24 están formadas
utilizando una operación de marcado de tipo convencional durante el
proceso de formación del extremo de la lata, utilizando
herramientas que incluyen una matriz superior (lado público) con una
cuchilla de marcado y una matriz inferior (lado del producto) con
una superficie de yunque.
El diferencial del residuo de la marca está
adaptado para proporcionar un panel de desgarro 20 con una marca 22
que se puede romper más fácilmente que la marca
anti-fractura 24, un factor significativo para
proporcionar una apertura eficiente del elemento de extremo 10. El
tener una doble marca de una marca que se puede romper 22 y una
marca anti-fractura 24, en la que hay un diferencial
de residuo de la marca, es común en la industria.
Tal como se ilustra en la figura 1A, el elemento
de extremo 10 tiene una lengüeta 44 fijada al panel de extremo 12
mediante un remache 46. La lengüeta 44 tiene un extremo elevado 48,
una región central 50, y una porción saliente 52. El extremo
elevado 48 y la porción saliente 52 están generalmente alineados a
lo largo de un eje longitudinal central que pasa a través del
remache 46. Un reborde 56 está opcionalmente formado en el panel de
desgarro 20 hacia el interior de la marca 22 y la marca
anti-fractura 24. El reborde del panel de desgarro
56 es útil para retirar el exceso de metal, o la holgura del metal,
del panel de desgarro 20 para tensar el metal del panel de desgarro
20 y mejorar las características de apertura del elemento de extremo
10 mediante la lengüeta 44 que se eleva, para empujarla contra el
panel de desgarro 20.
El remache 46 está formado de la manera típica.
Es la práctica convencional acuñar el metal sobre el panel central
12 próximo a la base del remache 46 durante su formación. Cuando el
remache 46 está completamente formado en el panel central 12, una
zona acuñada 58 que tiene una periferia generalmente circular
también se forma y está situada alrededor del remache 46. Esta
región acuñada 58 se llama típicamente cuña de botón.
El usuario inicia la apertura del elemento de
extremo 10 mediante la elevación del extremo elevado 48 de la
lengüeta 44. Esto eleva el remache 46, lo que provoca que la ranura
de marca 22 se rompa en una región de descarga 60 que está situada
por lo menos parcialmente dentro de los límites de la región acuñada
que rodea el remache 46. Como la porción saliente 52 presiona
contra el panel de desgarro 20, la fractura de la marca 22 se
propaga alrededor del panel de desgarro 20, preferiblemente en
progresión desde el primer extremo 28 de la marca 22 hacia el
segundo extremo 30 de la marca 22.
La marca que se puede romper 22 incluye una
longitud definida mediante una porción más gruesa del residuo. Esta
longitud es a menudo llamada como una región de ranura de
comprobación 62. Tal como se muestra en la figura 3A, la ranura de
comprobación 62 incluye un residuo de área más gruesa 64. El residuo
de área más gruesa 64 provoca la propagación de la fractura de la
marca que se puede romper 22 para ralentizarse de manera natural
cuando la fractura alcanza la región de ranura de comprobación 62.
Esto permite que el envase se descargue de una manera segura antes
de que continúe la fractura de la marca que se puede romper 22.
Típicamente, la ranura de comprobación 62 está
situada dentro de los límites de la región acuñada 58. Sin embargo,
la ranura de comprobación 62 está situada más allá del límite de la
región acuñada 58. De esta manera, la ranura de comprobación 62 no
está situada dentro del metal más fino de la región acuñada 58 que
rodea el remache 46. Esto es ventajoso por razones que se
describirán posteriormente.
Preferiblemente, la región de la ranura de
comprobación 62 incluye un diferencial de residuo de dos escalones
(ver la figura 3A). El diferencial de residuo de dos escalones
incluye dos niveles de espesor de residuo. De esta manera, la
región de la ranura de comprobación 62, más que tener un espesor de
residuo constante, incluye un primer escalón 63a en el que el
diferencial de residuo entre primer escalón 63a y substancialmente
las porciones restantes de la marca que se puede romper 22 es de
aproximadamente 0,0508 mm (0,002 pulgadas) y un segundo escalón 63b
en el que el diferencial de residuo entre el segundo escalón 63b y
substancialmente las porciones restantes de la marca que se puede
romper 22 es de aproximadamente 0,04064 mm (0,0016 pulgadas) de
espesor.
El elemento de extremo 10 también incluye una
cuña de descarga 65. La cuña de descarga 65 es una cuña pequeña de
forma rectangular situada cerca de la marca que se puede romper 22.
La cuña de descarga 65 tiene un extremo delantero 66 colocado
adyacente a la marca que se puede romper 22 y un extremo de arrastre
67 dirigidos hacia el exterior y según un ángulo desde la marca que
se puede romper 22. Una sección intermedia 68 de la cuña de
descarga 65 intersecta con la marca anti-fractura
24.
Un propósito de la cuña de descarga 65 es evitar
que el panel de desgarro 20 se proyecte durante la apertura del
envase. La proyección es un saliente hacia arriba del panel de
desgarro 20 al descargarse. La proyección se provoca cuando la
fractura de la marca que se puede romper 22 se propaga más allá de
la región de descarga 60, antes de que la presión del envase se
libere completamente. El panel de desgarro suelto 20 se presiona a
continuación hacia arriba debido a la presión interna del
envase.
El elemento de extremo 10 se abre mediante la
elevación del remache y posteriormente mediante la fuerza de la
lengüeta 44 que presiona hacia abajo el panel de desgarro 20.
Inicialmente, la marca que se puede romper 22 solamente se romperá
en la región de descarga 60. Esto permite que el metal de una
pequeña porción del panel de desgarro 20 sea empujada por debajo
del panel central 12 para abrir y descargar la presión en el
interior del envase.
La cuña de descarga 65 funciona desplazando el
metal cerca de la unión de la ranura de comprobación 62 y la región
de descarga 60. El metal desplazado en el área provoca un estado
elástico de compresión. Como tal, la marca que se puede romper 22
se corta en la región de descarga 60, el metal del panel de desgarro
20 se extiende fuera para solaparse con el metal del panel central
12 en esa región. Esta porción de solapado del panel de desgarro 20
se cree que mantiene el resto del panel de desgarro 20 en posición
para evitar la fractura prematura del resto de la marca que se puede
romper 22 y así evitar que el panel de desgarro 20 se proyecte.
Típicamente, la cuña de descarga 65 está situada
dentro de la región acuñada 58. De una manera similar a la ranura
de comprobación 62, la cuña de descarga 65 se mueve fuera de la
periferia de la región acuñada 58 que rodea el remache 46. Se cree
que moviendo la cuña de descarga 62 fuera de los límites de la
región acuñada 58, se aumenta la tensión de compresión sobre la
marca que se puede romper 22. De esta manera, la profundidad de la
marca que se puede romper 22 en la región de descarga 60 se puede
aumentar, y se puede disminuir el requerimiento de resistencia de la
lengüeta 44 para iniciar la fractura de la marca que se puede romper
22.
La cuña de descarga 65 también interactúa con la
ranura de comprobación 62 para ralentizar la propagación de la
fractura a lo largo de la marca que se puede romper 22 durante la
descarga del envase.
Según otro aspecto de la presente invención, se
forma un panel en contrarrelieve 69 en el lado público 34a del
panel central 12. El panel en contrarrelieve 69 está formado en el
panel central 12 utilizando técnicas de formación con matriz
convencionales. Tal como se muestra en las figuras 1 y 1A, el panel
en contrarrelieve 69 tiene un perfil del contrarrelieve 70 de forma
substancialmente gibosa que está, a su vez, definido mediante una
línea de radio interna 72 y una línea de radio externa 74. Tal como
se muestra en la figura 4, la línea de radio externa 74 puede tener
un radio de curvatura de aproximadamente 0,381 mm (0,015 pulgadas)
con un centro de curvatura por debajo de un lado del producto 34b
del panel central 12, y la línea de radio interna 72 puede tener un
radio de curvatura de 0,381 mm (0,015 pulgadas) con un centro de
curvatura por encima del lado público 34a del panel central 12. La
profundidad del perfil del contrarrelieve 70, es decir, la distancia
vertical entre la línea de radio externa 74 y la línea de radio
interna 72 puede ser de aproximadamente 0,4826 mm (0,019 pulgadas).
La anchura del perfil del contrarrelieve, es decir, la distancia
lateral entre las líneas de radio externa e interna 74, 72, puede
ser de aproximadamente 0,381 mm (0,015 pulgadas). El panel en
contrarrelieve 61 tiene una simetría bilateral respecto al plano
definido mediante los ejes X-X y
Y-Y.
El perfil del contrarrelieve 70 incluye una
primera y una segunda porciones de extremo opuestas 76, 78 unidas
mediante un par de paredes laterales 80a, 80b. La primera porción de
extremo 76 incluye un vértice 82. El vértice 82 está unido a las
paredes laterales 80a, 80b mediante una primera y una segunda
porciones arqueadas 84a, 84b. El vértice 82 está situado entre la
región de transición 34 de la marca que se puede romper 22 y el
borde periférico externo 18 del panel central 12. La primera y la
segunda porciones arqueadas 84a, 84b se extienden hacia el exterior
igualmente desde el vértice 82 a lo largo de un primer ángulo 86, de
manera que una serie de longitudes secantes 88a-88d
dispuestas paralelas al eje Y-Y y opuestas al
vértice 82 se vuelven progresivamente más largas en longitud hasta
que la primera y la segunda porciones arqueadas 84a, 84b se mezclan
suavemente con las paredes laterales 80a, 80b (ver la figura 5). El
vértice 82 también se puede describir como que tiene un radio de
curvatura R_{5} en el que las porciones arqueadas 84a, 84b se
vuelven cada vez más apartadas hasta que cada una se mezcla con una
pared lateral respectiva 80a, 80b.
Debe indicarse que en la realización ilustrada
en la figura 5, las paredes laterales 80a, 80b son segmentos
substancialmente rectos. Las paredes laterales 80a, 80b, sin
embargo, pueden ser curvilíneas o de cualquier forma. Por ejemplo,
la figura 6 ilustra paredes laterales 80a, 80b que tienen una forma
curvilínea.
Típicamente, el perfil del contrarrelieve 70 y
la marca que se puede romper 22 permanecen equidistantes a lo largo
de toda la primera porción de extremo 76. La distancia entre la
marca que se puede romper 22 y la primera porción de extremo 68 del
perfil del contrarrelieve 70 es generalmente del orden de 1,27 mm
(0,05 pulgadas).
Tal como se muestra en la figura 5, la presente
invención describe un ensanchamiento de la distancia entre la
primera porción de extremo 76 del perfil del contrarrelieve 70 y los
segmentos curvados 33a, 33b de la marca que se puede romper 22. En
el vértice 82 de la primera porción de extremo 76, la distancia
D_{0} entre el perfil del contrarrelieve 70 y la marca que se
puede romper 22 es de aproximadamente 1,27 mm (0,05 pulgadas). Las
distancias D_{1}-D_{3} aumentan gradualmente al
aumentar la relación de las longitudes secantes
88a-88d del perfil del contrarrelieve 70 respecto a
las longitudes cordales 31a-33d de la marca que se
puede romper 22. En los puntos donde la primera y la segunda
porciones arqueadas 84a, 84b se mezclan con las paredes laterales
82a, 82b, la distancia D_{4} entre el perfil del contrarrelieve 70
y la marca que se puede romper 22 es de aproximadamente 2,54 mm (0,1
pulgadas).
Una realización alternativa se ilustra en la
figura 6. En esta realización, la distancia entre el perfil del
contrarrelieve 70 y la marca que se puede romper 22 se aumenta desde
1,27 mm (0,050 pulgadas) a aproximadamente 2,54 mm (0,1 pulgadas).
La distancia se mantiene preferiblemente en 0,1 pulgadas, pero
también podría estar dentro del intervalo de
1,27-2,54 mm (0,05-0,1 pulgadas), o
en cualquier intervalo o combinación de intervalos dentro del
mismo.
La relación entre el panel en contrarrelieve 69
y la marca que se puede romper 22 es importante. El panel en
contrarrelieve 69 recoge el metal desplazado durante el proceso de
marcado y el acuñado del borde periférico 18. Además, moviendo el
panel en contrarrelieve 69 hacia el exterior desde la marca que se
puede romper 22, se cree que las tensiones creadas sobre la marca
que se puede romper 22 durante la formación del panel en
contrarrelieve 69 se reducen en gran medida. Esto se cree que mejora
la rotura de la marca, recogiendo el resto de metal cerca del
remache 46 y también inmediatamente adyacente a la marca que se
puede romper 22 a lo largo de toda su longitud desde la posición de
las 6 en punto pasada la posición de las 9 en punto, la región
donde un fallo de la rotura de la marca es más probable que se
produzca. De esta manera, el ensanchamiento del panel en
contrarrelieve 69 también aumenta los valores de rotura, liberando
las tensiones sobre la marca que se puede romper 22. El elemento de
extremo 10 también se refuerza debido a que el movimiento del panel
en contrarrelieve 69 hacia el exterior permite que el panel se
rebaje más profundamente, recogiendo incluso más el metal
suelto.
Generalmente, el panel central 12 experimenta
gradientes de tensión. Como la distancia desde el remache 46
(centro del panel central 12) se hace más grande, la tensión se hace
menor. Así, moviendo el panel en contrarrelieve 69 alejándolo de la
marca que se puede romper 22, el componente de la tensión
suministrado mediante el panel en contrarrelieve 69 se reduce. Así,
la profundidad de la marca que se puede romper 22 se pueden aumentar
como mucho un 50% sin incurrir en el fallo prematuro de la marca que
se puede romper 22.
Tal como se muestra en las figuras 5 y 6, se
puede formar un reborde curvilíneo 89 en el lado público 34a del
panel central 12. El reborde 89 está preferiblemente formado para
tener una longitud curvilínea, adaptada para rodear por lo menos
parcialmente la región acuñada 58, rodeando de esta manera
parcialmente del remache 46. Además, el reborde 89 es
preferiblemente un reborde en contrarrelieve o una porción elevada
en el lado público 34a de la pared central 12.
El reborde 89 proporciona la rigidez deseable en
el panel central 12 en la región alrededor del remache 46,
reduciendo de esta manera la cantidad de elevación del panel
resultante de la fuerza de la lengüeta 44 sobre el panel de
desgarro 20 durante la apertura. La rigidez del panel de desgarro 20
está proporcionada principalmente mediante el reborde 89, que se
forma como un metal aplanado en el lado público 34a del panel
central 12 inmediatamente adyacente a la región acuñada 58 y el
remache 46.
El reborde 89 tiene preferiblemente una porción
arqueada y una porción substancialmente lineal. La porción arqueada
rodea parcialmente la región acuñada 58, extendiéndose una distancia
ligeramente más larga a un lado de la región acuñada 58 que en un
lado opuesto de la región acuñada 58. Esto permite que el primer
extremo 28 de la marca 22 se extienda hacia arriba, de manera que
se envuelve ligeramente alrededor del remache 46. La porción
substancialmente lineal está situada en un lado opuesto de la región
acuñada 58 como la marca que se puede romper 22.
Preferiblemente, hay un engrosamiento muy
pequeño del metal durante la formación del reborde 89, y en su lugar
el reborde 89 se crea mediante la formación o el aplanado del metal
entre dos matrices opuestas para recoger el metal suelto. La
formación del reborde 89 aplana de esta manera el metal suelto
disponible en la región, de manera que el metal suelto provocado
mediante el marcado, el acuñado del metal mientras se forma del
remache 46, o el acuñado del metal mientras se fija la lengüeta 44.
El reborde 89 también sirve como viga de refuerzo en la pared del
panel 12 inmediatamente adyacente al remache 46 y la región acuñada
58. Mediante el aplanado del metal suelto y la provisión de una
viga de refuerzo, el reborde 89 está adaptado para proporcionar
rigidez en la pared del panel 12 alrededor de la región acuñada 58
para disminuir la elevación del panel y mejorar el apalancamiento
mediante la lengüeta 44 durante la apertura del panel de desgarro de
extremo 20.
Con referencia a la figura 4, el avellanado 16
del elemento de extremo 10 incluye una pared interna 90, un
segmento curvado 92, y una pared externa 94. El segmento curvado 92
tiene una porción arqueada interna 96 unida a una porción arqueada
externa 98 a lo largo de una base anular 100. La pared interna 90
tiene una porción superior 102 unida a la porción de borde
periférico externo 18 del panel central 12 y una porción inferior
104 unida a la porción arqueada interna 96 del segmento curvado 92.
La pared externa 94 tiene una porción inferior 106 unida a la
porción arqueada externa 98 del segmento curvado 92, una porción de
pliegue 108 angulada al exterior del panel central 12, y una
porción superior 110. El pliegue 108 tiene un radio de curvatura de
aproximadamente 0,127 mm (0,005 pulgadas) y está colocado a una
altura H_{1} de aproximadamente 1,651 mm (0,065 pulgadas) por
encima de la base anular 100.
El borde periférico externo 18 del panel central
12 incluye un perfil escalonado. El perfil escalonado incluye un
primer radio de panel 114 interconectado con un segundo radio de
panel 116 mediante la porción previamente acuñada del borde
periférico 18. El primer radio de panel 114 tiene una altura H_{2}
que es aproximadamente de 0,108 pulgadas por encima de la base
anular 100. El segundo radio de panel 116 está unido a la pared
interna 90 del avellanado 16 y tiene una altura H_{3} que es de
aproximadamente 0,093 pulgadas por encima de la base anular 100.
Las dimensiones del primer radio de panel 114,
el segundo radio de panel 116, y la porción de pliegue 108 se
seleccionaron para optimizar la resistencia a la rotura y la
lengüeta sobre testa. La rotura es la capacidad del panel de
vertido 20 a soportar la presión interna. La lengüeta sobre testa es
también la capacidad del elemento de extremo 10 para soportar la
presión interna. La lengüeta sobre testa se produce cuando la
presión interna presiona la lengüeta 44 hacia arriba. Cuando la
lengüeta 44 se desplaza hacia arriba, puede provocar un abuso de
envío durante la distribución de los envases llenos que puede
provocar un fallo prematuro del panel de vertido 20. Así, la
lengüeta sobre testa es la presión interna en la cual la lengüeta se
desplaza una cantidad no deseable.
Como la altura H_{3} del segundo radio de
panel 116 aumenta, los valores de combado aumentan; sin embargo, el
valor de la lengüeta sobre testa disminuye al aumentar la altura
H_{3} del segundo radio de panel 116. Así, la altura H_{1} de
la porción de pliegue 118 puede ser de 1,524-1,905
mm (0,060-0,075 pulgadas) o cualquier altura o
intervalo de alturas en la misma, y la altura H_{3} del segundo
radio de panel 116 puede ser de 2,032-2,4130 mm
(0,080-0,095 pulgadas) o cualquier altura o
intervalo de alturas en la misma. Debe indicarse que por razones de
formación, la altura H_{1} del pliegue 108 es preferiblemente
menor que la altura H_{3} del segundo radio de panel 116.
Según otro aspecto de la invención, se describe
un método para reformar una carcasa de extremo de lata para
producir el elemento de extremo 10. El método se utiliza para
producir un elemento de extremo de peso ligero 10, por ejemplo a
partir de un stock de aluminio con una espesor de 0,2032 mm (0,0080
pulgadas) para su fijación a un envase con un cuello de extremo
abierto de 202 53,975 mm (2,125 pulgadas). Los elementos de extremo
10 de la presente invención están generalmente manufacturados
utilizando un método de reforma de múltiples etapas.
En una etapa inicial, se acuña el borde
periférico externo 18 del panel central 12 y se reforma de la manera
convencional tal como se describe, por ejemplo, en la patente US
5.527.442. La operación de acuñado crea metal suelto producido
mediante la compresión del borde periférico 18 entre las
herramientas de acuñado. Esta operación de acuñado presiona el
metal en el borde periférico externo para que fluya tanto
radialmente hacia el interior como radialmente hacia el exterior
desde el borde periférico 18.
El metal suelto se retira cuando se reforma el
avellanado 16. En esta operación, el avellanado 16 se reforma de
manera que el metal en el avellanado 16 se mueve hacia abajo
respecto al panel central 12. Esto disminuye la profundidad del
avellanado 16, lo cual provoca que aumente la altura del panel
central 12. Para mejorar más el rendimiento de balanceo y combado
del elemento de extremo 10, la pared externa del avellanado 16
también se puede plegar o enroscar radialmente hacia el exterior,
tal como se muestra en la figura 4, durante la operación de
reforma. Este tipo de operación se describe en la patente US
4.093.102.
A continuación, el panel en contrarrelieve 69 se
forma en el interior del panel central 12. La formación del panel
en contrarrelieve 69 coloca el panel central 12 en el estado de
tensión deseable. El panel en contrarrelieve 69 también recoge
cualquier metal suelto creado durante el acuñado del borde
periférico 18 y la marca del panel central 12 cuando se forman la
marca que se puede romper 22 y la marca
anti-fractura 24.
Una vez se ha fijado la lengüeta 44 al remache
46, la porción de escalón se forma en la porción periférica externa
18. La porción de escalón aumenta la altura del panel central 12 por
encima de la del aumento de la reforma inicial. La formación de la
porción de escalón aumenta la resistencia al plegado del elemento de
extremo 10 incluso más. Además, como no hay material suelto que
permanezca entre las operaciones de acuñado y marcado, se ha
encontrado que el panel en contrarrelieve 69 se enrollará o el
receso se hará más plano después de que se forme la porción de
escalón.
En una prueba inicial, se produjeron extremos de
lata 10 con una región de ranura de comprobación 62 que tiene un
único escalón de espesor residual de 0,04064 mm(0,0016
pulgadas), una cuña de descarga 65 colocada por debajo de la marca
anti-fractura 24, y un diferencial residual de marca
de 6:00-12:00 de solamente
0,00508-0,01016 mm (0,0002-0,0004
pulgadas). Esta prueba resultó en una capacidad de apertura
mejorada.
Se realizó una segunda prueba sobre los extremos
de la lata 10 tal como se ilustra en la figura 5. Las longitudes
del residuo aumentado 62 de estos extremos de la lata 10 se
modificaron para crear el diferencial de residuo de escalón dual en
la marca que se puede romper 22 de 0,0508 y 0,04064 mm (0,0020
pulgadas y 0,0016 pulgadas). Todos los extremos de la lata 10
presentaron una capacidad de apertura mejorada y pasaron la prueba
de proyección. Se cree que estos resultados favorables son
atribuibles a que el panel de desgarro 20 está articulado en, o se
abre en, la cuña de descarga 65 cuando el extremo de la lata 10 está
"reventado" o cuando se inicia la apertura. Esto crea una
abertura de descarga más grande y permite que el extremo de la lata
10 se ventile y pase la prueba de proyección.
Como los extremos de la lata 10 pasaron
satisfactoriamente la prueba de proyección, se realizó una
evaluación completa. Se realizaron pruebas adicionales sobre un
total de ocho series de extremos de la lata 10, tal como se ilustra
en las figuras 1 a 4. Todas las variables de formación de los ocho
juegos de los extremos de la lata 10 eran idénticos, excepto para
el residuo de la marca de la marca que se puede romper 22. Los
diferentes residuos de la marca se resumen en la tabla 1.
Los extremos de la lata 10 también se probaron
para su capacidad de apertura bajo presión (para cerveza). No se
encontraron fallos hasta el grupo de prueba H.
Los extremos de la lata 10 también se probaron
para la rotura de la marca. Ninguno de los extremos de la lata 10
se rompió abierto antes de que se alcanzara la presión máxima de la
prueba. Se cree que los excelentes resultados de esta prueba son
directamente atribuibles a la mayor distancia desde el panel en
contrarrelieve 69 a la marca que se puede romper 22.
Claims (9)
1. Elemento de extremo (10) para un envase,
teniendo el elemento de extremo (10) una pared de panel central
(12) con un lado de producto (34a) y un lado público (34b), teniendo
el lado público (34a) unos medios para abrir un segmento de panel
que se puede romper (20), comprendiendo el elemento de extremo:
un panel en contrarrelieve (69) rebajado en el
panel central (12), teniendo el panel en contrarrelieve un perfil
(70) definido mediante una primera y una segunda porciones de
extremo separadas (76, 78) unidas mediante una primera y una
segunda paredes laterales (80a, 80b);
un panel de desgarro desplazable (20) definido
mediante una marca que se puede romper curvilínea (22) y un
segmento de articulación que no se puede romper (26), teniendo la
ranura de la marca (22) un primer extremo (28) y un segundo extremo
(30), estando definido el segmento de articulación (26) mediante una
línea generalmente recta entre el primer extremo (28) y el segundo
extremo (30) de la ranura de la marca (22);
estando el primer y el segundo extremos (28, 30)
de la marca que se puede romper (22) unidos mediante un segmento
curvilíneo (32), incluyendo el segmento curvilíneo (32) un primer y
un segundo segmentos curvados (33a, 33b) definidos mediante un
radio de curvatura y unidos mediante una región de transición
arqueada (34) que está dispuesta adyacente al borde periférico
externo (18) del panel central (12);
teniendo la primera porción de extremo separada
(76) del panel en contrarrelieve (69) una primera y una segunda
porciones arqueadas (84a, 84b) que se extienden hacia el exterior
desde un vértice (82), caracterizado porque la distancia
entre la ranura de la marca (22) y el perfil del contrarrelieve (70)
se hace progresivamente más larga desde el vértice (82) a lo largo
de por lo menos la primera o la segunda porción arqueada (84a,
84b).
2. Elemento de extremo (10) según la
reivindicación 1, en el que la distancia mínima entre el perfil del
contrarrelieve y la ranura de la marca es mayor de 0,127 cm (0,050
pulgadas).
3. Elemento de extremo (10) según la
reivindicación 2, en el que la distancia entre el perfil del
contrarrelieve (70) y la ranura de la marca (22) está comprendida
entre 0,127 cm y 0,254 cm (0,050 pulgadas y 0,1 pulgadas).
4. Elemento de extremo (10) según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, que también comprende:
un remache (46) situado dentro del panel en
contrarrelieve (69) y adaptado para fijar de manera integral una
palanca de lengüeta (44) al panel (69), teniendo la palanca de
lengüeta (44) una porción saliente (52) solapando por lo menos una
porción del panel que se puede romper (20) y teniendo un extremo de
elevación (48) opuesto a la porción saliente (52); y
una región acuñada (58) que tiene una periferia
externa situada alrededor del remache (46), en la que la ranura de
la marca (22) tiene una porción separada del lado del producto (34b)
del panel central (12) mediante un residuo (40), y la ranura de la
marca (22) incluye una región de descarga (60) situada en la región
acuñada (58) y adyacente al remache (46), y una longitud definida
mediante una porción engrosada del residuo (64) situada más allá de
la periferia de la región acuñada (52), en la que el segmento del
panel que se puede romper (20) se abre inicialmente en la región de
descarga (60) en respuesta a una fuerza de tracción sobre el extremo
de elevación (48) de la palanca de lengüeta (44).
5. Elemento de extremo (10) según la
reivindicación 4, que también comprende una cuña de descarga (65)
adyacente a la longitud de la ranura de la marca (22) definida
mediante una porción engrosada del residuo (64) para colocar una
tensión de compresión sobre la longitud de la ranura de marca (22)
definida mediante una porción engrosada del residuo (64).
6. Elemento de extremo (10) según la
reivindicación 4 o la reivindicación 5, que también comprende una
marca anti-fractura (24) adyacente a la ranura de
la marca (22), en la que la cuña de descarga (65) intersecta con la
marca anti-fractura (24).
7. Elemento de extremo (10) según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el panel central (12)
tiene un segmento de borde periférico externo (18) que incluye una
porción escalonada que tiene por lo menos un primer radio de panel
(116) interconectado con un segundo radio de panel (114).
8. Elemento de extremo (10) según la
reivindicación 7, que también comprende una porción de avellanado
(16) conectada al panel central mediante la porción de borde
periférico externa (18), incluyendo el avellanado (16) una pared
interna (90), un segmento curvado (92), y una pared externa (94),
teniendo el segmento curvado (92) una porción arqueada interna (96)
unida a una porción arqueada externa (98) a lo largo de una base
anular (100), teniendo la pared interna (90) una porción superior
(102) unida a la porción de borde periférica externa (18) del panel
central (12) y una porción inferior unida a la porción interior del
segmento curvado, y teniendo la pared externa (94) una porción
inferior unida a la porción exterior del segmento curvado (98), una
porción de pliegue (108) angulada hacia el exterior del panel
central (12), y una porción superior en la que el pliegue (108)
está colocado a una primera altura (H_{1}) por encima de la base
anular (100) y el segundo radio de panel (114) está colocado a una
segunda altura (H_{2}), siendo la segunda altura (H_{2}) mayor
que la primera altura (H_{1}).
9. Procedimiento para la producción del elemento
de extremo (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
comprendiendo el procedimiento las etapas de:
proporcionar un elemento de extremo (10) que
incluye una pared de panel central (12) con un lado de producto
(34a) y un lado público (34b), un avellanado (16), y un borde
periférico externo (18);
formar la ranura de la marca (22) en el panel
central (12);
acuñar el borde periférico externo (18) del
panel central (12);
reformar el avellanado (16) hacia abajo respecto
al panel central (12);
formar el panel en contrarrelieve (69) en el
panel central (12) y separado del borde periférico externo (18);
y
reformar el borde periférico externo (18) del
elemento de extremo en el que la porción de borde periférica externa
(18) incluye un primer radio de panel (116) interconectado con un
segundo radio de panel (114).
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