дно металлического контейнера

Формула изобретения

1. Металлическая банка, содержащая: вертикально ориентированную цилиндрическую боковую стенку и торцевую стенку, выполненную как единое целое с упомянутой цилиндрической боковой стенкой, причем упомянутая торцевая стенка содержит утопленный центральный участок и обращенный вниз ободок, образующий, по существу, круглое опорное кольцо; при этом упомянутый обращенный вниз ободок содержит: первую наружную выпуклую кольцевую поверхность, которая, если смотреть в вертикальном сечении, имеет первый радиус кривизны R1, вторую нижнюю выпуклую кольцевую поверхность, которая, если смотреть в вертикальном сечении, имеет второй радиус кривизны R2, и третью внутреннюю выпуклую кольцевую поверхность, которая, если смотреть в вертикальном сечении, имеет третий радиус кривизны R3, при этом упомянутые первый, второй и третий радиусы кривизны R1, R2 и R3, каждый, отличаются друг от друга, причем упомянутый третий радиус кривизны R3 больше, чем упомянутый второй радиус кривизны R2, и упомянутый второй радиус кривизны R2 больше, чем упомянутый первый радиус кривизны R1.

2. Металлическая банка по п.1, в которой упомянутый третий радиус кривизны R3 больше, чем упомянутый первый радиус кривизны R1.

3. Металлическая банка по п.1, в которой упомянутый первый радиус кривизны R1 образует первый угол, лежащий в диапазоне от около 5° до около 80°.

4. Металлическая банка по п.1, в которой упомянутый второй радиус кривизны R2 образует второй угол, лежащий в диапазоне от около 5° до около 50°.

5. Металлическая банка по п.1, в которой упомянутый третий радиус кривизны R3 образует третий угол, лежащий в диапазоне от около 5° до около 80°.

6. Металлическая банка по п.1, в которой самый внутренний край упомянутой третьей внутренней выпуклой кольцевой поверхности расположен под углом к горизонтальной плоскости, лежащем в диапазоне от около 50° до около 90°.

7. Металлическая банка по п.1, в которой диаметр упомянутого, по существу, круглого опорного кольца лежит в диапазоне от около 1,2 дюйма (227,88 мм) до около 2,0 дюймов (304,8 мм).

8. Металлическая банка по п.1, в которой упомянутый первый радиус кривизны R1 лежит в диапазоне от около 0,015 дюйма (0,381 мм) до около 0,090 дюйма (2,286 мм).

9. Металлическая банка по п.8, в которой упомянутый первый радиус кривизны R1 лежит в диапазоне от около 0,025 дюйма (0,635 мм) до около 0,070 дюйма (1,778 мм).

10. Металлическая банка по п.1, в которой упомянутый второй радиус кривизны R2 лежит в диапазоне от около 0,015 дюйма (0,381 мм) до около 0,080 дюйма (2,032 мм).

11. Металлическая банка по п.10, в которой упомянутый второй радиус кривизны R2 лежит в диапазоне от около 0,025 дюйма (0,635 мм) до около 0,065 дюйма (1,651 мм).

12. Металлическая банка по п.1, в которой упомянутый третий радиус кривизны R3 лежит в диапазоне от около 0,015 дюйма (0,381 мм) до около 0,090 дюйма (2,286 мм).

13. Металлическая банка по п.12, в которой упомянутый третий радиус кривизны R3 лежит в диапазоне от около 0,025 дюйма (0,635 мм) до около 0,070 дюйма (1,778 мм).

Описание изобретения к патенту

1. Область техники

Данное изобретение относится, в основном, к металлическим контейнерам, а более конкретно - к легким металлическим контейнерам, которые формируются с помощью процесса вытяжки с утонением так, чтобы получить в результате по существу цилиндрическую вертикально стоящую боковую стенку и объединенное с ней основание, образующее опорное кольцо.

2. Описание известного уровня техники

Обычные металлические банки, изготавливаемые с помощью вытяжки с утонением, производят из алюминия, хотя, в качестве альтернативы, пригодны и другие металлы, такие как сталь. Алюминий пластичен, и его легко вытянуть до цилиндрической формы и утонить до получения относительно малой толщины стенки.

Одна из популярных конструкций основания таких металлических банок отличается тем, что куполообразная торцевая стенка имеет обращенный вниз периферийный фланец, образующий опорное кольцо, которым банка может опираться на горизонтальную поверхность.

Упаковочная промышленность характеризуется большой конкуренцией, и возможность уменьшить затраты материала с помощью облегчения упаковки чрезвычайно важна. Соответственно, в данной отрасли существует относительная конкуренция, характеризующаяся стремлением разработать конструкции металлических банок, обладающие необходимыми эксплуатационными характеристиками, при использовании наименьшего возможного количества материала. Однако чем тоньше куполообразная торцевая стенка контейнера, тем больше вероятность, что она покоробится, став из вогнутой выпуклой, под действием повышенного давления, которое, например, может подействовать в процессе пастеризации и последующего хранения, транспортировки и т.д. газированных напитков, таких как пиво.

Обычно обращенные вниз фланцы опорного кольца алюминиевых консервных банок, имеющих обычную конструкцию, отличаются тем, что область, ограниченная опорным кольцом, имеет постоянный радиус. Хотя упомянутые конструкции позволяют обеспечить соответствующие эксплуатационные характеристики, такие как заданная толщина стенки, в данной отрасли все еще существует потребность в уменьшении толщины стенки с целью уменьшения затрат материала.

Соответственно, в данной отрасли существует необходимость в разработке усовершенствованной конструкции металлических контейнеров, обеспечивающей повышенное сопротивление короблению и другим видам деформаций, равно как и минимизацию затрат материала.

Сущность изобретения

Соответственно, технической задачей изобретения является обеспечение усовершенствованной конструкции основания металлического контейнера, обеспечивающей повышенную сопротивляемость короблению и другим деформациям, а также минимизацию затрат на материал.

Для решения вышеупомянутой задачи и других задач изобретения металлическая банка согласно первому объекту изобретения содержит вертикально ориентированную цилиндрическую боковую стенку и торцевую стенку, выполненную как единое целое с цилиндрической боковой стенкой, причем торцевая стенка включает в себя утопленный центральный участок и обращенный вниз ободок, образующий по существу круглое опорное кольцо, при этом обращенный вниз ободок включает в себя первую наружную выпуклую кольцевую поверхность, которая, если смотреть в вертикальном сечении, имеет первый радиус кривизны R1, вторую нижнюю выпуклую кольцевую поверхность, которая, если смотреть в вертикальном сечении, имеет второй радиус кривизны R2, и третью внутреннюю выпуклую кольцевую поверхность, которая, если смотреть в вертикальном сечении, имеет третий радиус кривизны R3, причем первый, второй и третий радиусы кривизны R1, R2 и R3, каждый, отличаются друг от друга.

Металлическая банка согласно второму объекту изобретения включает в себя вертикально ориентированную цилиндрическую боковую стенку и торцевую стенку, выполненную как единое целое с цилиндрической боковой стенкой, причем торцевая стенка содержит утопленный центральный участок и обращенный вниз ободок, образующий по существу круглое опорное кольцо, при этом обращенный вниз ободок включает в себя первую наружную выпуклую кольцевую поверхность первой кривизны, которая, если смотреть в вертикальном сечении, образует первый угол; вторую нижнюю выпуклую кольцевую поверхность, имеющую вторую кривизну, причем вторая нижняя выпуклая кольцевая поверхность, если смотреть в вертикальном сечении, образует второй угол; и третью внутреннюю выпуклую кольцевую поверхность, имеющую третью кривизну, при этом третья внутренняя выпуклая кольцевая поверхность, если смотреть в вертикальном сечении, образует третий угол, причем первый, второй и третий углы, каждый, имеют различные величины.

Металлическая банка, конструкция которой соответствует третьему объекту изобретения, содержит вертикально ориентированную цилиндрическую боковую стенку и торцевую стенку, выполненную как единое целое с цилиндрической боковой стенкой, причем торцевая стенка включает в себя утопленный центральный участок и обращенный вниз ободок, образующий по существу круглое опорное кольцо, при этом обращенный вниз ободок включает в себя первую выпуклую кольцевую поверхность, которая имеет первый радиус кривизны, и вторую выпуклую кольцевую поверхность, расположенную внутри относительно первой выпуклой кольцевой поверхности и имеющую второй радиус кривизны, при этом второй радиус кривизны больше первого радиуса кривизны.

Упомянутые и прочие преимущества и признаки новизны, отличающие изобретение, подробно изложены в прилагаемой формуле изобретения, которая является частью данного изобретения. Однако для лучшего понимания изобретения, его преимуществ и решаемых с его помощью задач следует обратиться к чертежам, также составляющим часть данного изобретения, и к прилагаемому описанию, где проиллюстрирован и описан предпочтительный вариант осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематичный вид сверху, в плане, металлической банки согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.

Фиг.2 - вид в разрезе по линиям 2-2 на фиг.1.

Фиг.3 - увеличенный вид в разрезе области, обозначенной окружностью 3-3 на фиг.2.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Как показано на чертежах, на которых соответствующие элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями, в частности, на фиг.1, металлическая банка 10, которая выполнена в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, включает в себя по существу вертикально ориентированную цилиндрическую боковую стенку 12 и нижнюю торцевую стенку 14, предпочтительно включающую в себя утопленный, или куполообразный, центральный участок 16. Нижняя торцевая стенка 14 также включает в себя обращенный вниз ободок 18, образующий по существу круглое опорное кольцо 20.

Металлическая банка 10 предпочтительно изготовлена из алюминия, но в качестве альтернативы может быть изготовлена из стали или любого другого подходящего металлического материала. Металлическая банка 10 предпочтительно изготовлена с помощью процесса вытяжки с утонением, который известен специалисту в данной области техники.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, обращенный вниз ободок 18 включает в себя первую наружную выпуклую кольцевую поверхность 22, которая, если смотреть в вертикальном сечении, как показано на фиг.3, имеет первый радиус кривизны R1 и образует угол а1. Первая наружная выпуклая кольцевая поверхность 22 расположена снаружи по отношению к круглому опорному кольцу 20, что нагляднее всего проиллюстрировано на фиг.3.

Обращенный вниз ободок 18 также включает в себя вторую нижнюю выпуклую кольцевую поверхность 24, которая, если смотреть в вертикальном сечении, как показано на фиг.3, имеет второй радиус кривизны R2 и образует угол а2. Согласно предпочтительному варианту осуществления, вторая нижняя выпуклая кольцевая поверхность 24 расположена по существу симметрично относительно вертикальной оси, проходящей через самый нижний участок круглого опорного кольца 20. Соответственно, участок круглого опорного кольца 20, контактирующий с находящейся внизу горизонтальной поверхностью, образован второй нижней выпуклой кольцевой поверхностью 24.

Обращенный вниз ободок 18 также предпочтительно включает в себя третью внутреннюю выпуклую кольцевую поверхность 26, которая, если смотреть в вертикальном сечении, как показано на фиг.3, имеет третий радиус кривизны R3 и образует угол а3. Третья внутренняя выпуклая кольцевая поверхность 26 расположена внутри в радиальном направлении по отношению к по существу круглому опорному кольцу 20, как показано на фиг.3.

Первый, второй и третий радиусы кривизны R1, R2 и R3 предпочтительно отличаются друг от друга. Точнее, третий радиус кривизны R3 предпочтительно больше второго радиуса кривизны R2, который, в свою очередь, предпочтительно больше первого радиуса кривизны R1. Соответственно, третий радиус кривизны R3 предпочтительно больше упомянутого первого радиуса кривизны R1.

Диаметр по существу круглого опорного кольца предпочтительно находится в диапазоне от около 1,2 дюйма (227,88 мм) до около 2,0 дюймов (304,8 мм).

Придание обращенному вниз ободку 18 сложной формы с несколькими сопряженными кривыми, если смотреть в вертикальном сечении, позволяет увеличить прочность обращенного вниз ободка 18 по сравнению с известными конструкциями, в которых применялся один радиус кривизны. Это значительно повышает прочность ободка 18 и увеличивает сопротивление короблению, что дает возможность достигать того же уровня прочности при меньшей толщине стенки, что, в свою очередь, дает возможность значительного снижения затрат материала и обеспечивает конкурентное преимущество. Хотя в предпочтительном варианте осуществления обращенный вниз ободок 18 образован тремя отдельными областями с различным радиусом кривизны, аналогичные преимущества могли бы быть получены и конструкцией с двумя отдельными областями, имеющими разные радиусы кривизны, или с четырьмя и более областями, имеющими разные радиусы кривизны; при этом данные альтернативные варианты осуществления также следует рассматривать как входящие в объем изобретения.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, первый радиус кривизны R1 лежит в диапазоне от около 0,015 дюйма (0,381 мм) до около 0,090 дюйма (2,286 мм), а еще более предпочтительно - от около 0,025 дюйма (0,635 мм) до около 0,070 дюйма (1,778 мм). Второй радиус кривизны R2 предпочтительно лежит в диапазоне от около 0,015 дюйма (0,381 мм) до около 0,080 дюйма (2,032 мм), а еще более предпочтительно - от около 0,025 дюйма (0,635 мм) до около 0,065 дюйма (1,651 мм). Третий радиус кривизны R3 предпочтительно лежит в диапазоне от около 0,015 дюйма (0,381 мм) до около 0,090 дюйма (2,286 мм), а еще более предпочтительно - от около 0,025 дюйма (0,635 мм) до около 0,070 дюйма (1,778 мм).

Первый радиус кривизны R1 предпочтительно образует первый угол а1, лежащий в диапазоне от около 5º до около 80º. Второй радиус кривизны R2 образует второй угол а2, предпочтительно лежащий в диапазоне от около 5º до около 50º. Третий радиус кривизны R3 предпочтительно образует третий угол а3, лежащий в диапазоне от около 5º до около 80º. Три угла а1, а2 и а3 предпочтительно имеют различную величину.

Самый внутренний край третьей внутренней выпуклой кольцевой поверхности 26 объединен с переходной поверхностью 28, продолжающейся внутрь, к вогнутому, или куполообразному, центральному участку 16 нижней торцевой стенки 14. Переходная поверхность 28 в области сопряжения с третьей внутренней выпуклой кольцевой поверхностью 26 предпочтительно расположена под углом В к горизонтальной плоскости, лежащем в диапазоне от около 50º до около 90º.

Улучшенная сопротивляемость короблению, достигаемая с помощью изобретения, позволяет использовать толщину стенки обращенного вниз ободка 18, составляющую 0,0108 дюйма (0,274 мм) или меньше. Более предпочтительно, чтобы толщина стенки обращенного вниз ободка 18 составляла 0,0107 дюйма (0,272 мм) или меньше. Наиболее предпочтительно, чтобы толщина стенки обращенного вниз ободка 18 составляла 0,0106 дюйма (0,269 мм) или меньше. Обычные конструкции нередко подвержены короблению при величинах толщины стенки, сравнимых с упомянутыми значениями.

Следует понимать, однако, что хотя в приведенном выше описании было изложено множество отличительных особенностей и преимуществ настоящего изобретения, а также подробностей, связанных с конструкцией и функционированием изобретения, данное раскрытие носит исключительно иллюстративный характер, и в упомянутые подробности, особенно что касается формы, размера и компоновки деталей, могут быть внесены любые изменения, находящиеся в рамках принципов изобретения, насколько позволяет широкое толкование терминов, употребляемых в прилагаемой формуле изобретения.