поддон с ячейками и товарные изделия, упакованные в ячейках этого поддона (варианты)

Формула изобретения

1. Поддон с ячейками для товарных изделий, упакованных в ячейках этого поддона, где боковая поверхность каждой ячейки выполнена с нижним контуром дна, подобным контуру основания товарного изделия и имеющим периметр, превышающий периметр контура основания товарного изделия, при этом указанная боковая поверхность имеет как минимум три фиксирующие образующие, расположенные с возможностью обеспечения устойчивости товарного изделия в ячейке исходя из формы этого товарного изделия, так что нижний конец каждой фиксирующей образующей находится на упомянутом нижнем контуре боковой поверхности ячейки, а ее верхний конец находится на расстоянии H_ф от дна ячейки, а угол между прямой линией, соединяющей нижний и верхний концы указанной образующей, и дном ячейки составляет , так что

H_цм H_ф H_под;

=(90°- )±0,1(90°- );

;

90°,

где Н_под - высота поддона, Н _цм - высота центра масс товарного изделия, - угол трения полимерного материала, из которого сделан поддон, - угол между аппроксимированной до прямой линии образующей боковой поверхности товарного изделия и его основанием.

2. Поддон с ячейками для товарных изделий, упакованных в ячейках этого поддона, где боковая поверхность каждой ячейки выполнена с нижним контуром дна, подобным контуру основания товарного изделия и имеющим периметр, превышающий периметр контура основания товарного изделия, при этом указанная боковая поверхность имеет как минимум три фиксирующие образующие, расположенные с возможностью обеспечения устойчивости товарного изделия в ячейке исходя из формы этого товарного изделия, так что нижний конец каждой фиксирующей образующей находится на упомянутом нижнем контуре боковой поверхности ячейки, а ее верхний конец находится на расстоянии H_ф от дна ячейки, а угол между прямой линией, соединяющей нижний и верхний концы указанной образующей, и дном ячейки составляет , так что

H_цм H_ф H_под;

= ±0,1 ;

(90°- ),

где H_под - высота поддона, Н_цм - высота центра масс товарного изделия, - угол трения полимерного материала, из которого сделан поддон, - угол между аппроксимированной до прямой линии образующей боковой поверхности товарного изделия и его основанием.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретения относятся к механическим системам типа "поддон-товарные изделия", а именно, к коробчатым поддонам с цельным корпусом, отформованным из термопластичного материала, в котором упакованы товарные изделия, особо чувствительные к повреждению от толчков или сжатия. К ним, например, относятся бисквиты, конфеты или подобные кондитерские изделия.

Уровень техники

Известен поддон из термопластичного материала, предназначенный для хранения и транспортирования пищевых продуктов. Поддон выполнен монолитным и содержит донную часть, в полостях которой имеются элементы жесткости, и три боковые стенки, охватывающие по периметру с трех сторон донную часть. При этом донная часть содержит связанные между собой балки, расположенные на расстоянии друг от друга и выполненные в поперечном сечении П-образной формы, причем на наружной поверхности боковых стенок и вдоль всей длины их верхних кромочных участков выполнен выступ (Патент RU №2222482 С1, МПК7 B 65 D 19/04, публикация 2004.01.27).

Признаки известного устройства, совпадающие с признаками заявленных технических решений, заключаются в том, что поддон выполнен из полимерного материала в виде корытообразной емкости, ограниченной днищем и боковыми стенками.

Причина, препятствующая получению технического результата, который обеспечивается заявленными техническими решениями, заключается в отсутствии ячеек, выполненных с возможностью размещения в каждой ячейке одного товарного изделия без контакта данного изделия с рядом расположенным изделием.

Наиболее близким аналогом является упаковочный вкладыш (поддон) с ячейками, в которых упакованы товарные изделия (конфеты) по одному изделию в ячейке. При этом вкладыш (поддон) выполнен в виде плоскостной корытообразной емкости прямоугольной в плане формы, а каждая ячейка выполнена с боковой конической поверхностью, ограничивающей перемещение товарного изделия за счет возможности его контакта с этой поверхностью (Патент на промышленный образец RU №50168 S, кл. МКПО 09-03).

Признаки, являющиеся общими для известного и заявленных решений, заключаются в том, что боковая поверхность каждой ячейки выполнена с нижним контуром, подобным контуру основания товарного изделия и имеющим периметр, превышающий периметр контура основания товарного изделия.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в выполнении боковой поверхности ячейки с одинаковыми по высоте и углу наклона образующими ее боковой поверхности.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении прочности ячеек поддона при обеспечении устойчивости товарных изделий в ячейках, а также в повышении плотности укладывания поддонов в штабели при обеспечении легкого извлечения поддонов из штабеля в случае транспортирования поддонов без товарных изделий.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в разделении боковой поверхности ячейки на два типа зон: 1) зон фиксирующих образующих боковой поверхности ячейки, геометрические параметры которых определенным образом связаны с параметрами материала, из которого сделан поддон, и параметрами товарного изделия для обеспечения устойчивого положения товарного изделия в ячейке поддона и возможности штабелирования поддонов без товарных изделий, 2) зон нефиксирующих образующих боковой поверхности ячейки, геометрические параметры которых определяются исходя из возможности оптимального распределения пластического материала в процессе изготовления поддона для обеспечения необходимой толщины стенок боковой поверхности и дна ячейки, определяющих прочность поддона.

Достигается технический результат в первом варианте изобретения тем, что боковая поверхность каждой ячейки выполнена с нижним контуром дна, подобным контуру основания товарного изделия и имеющим периметр, превышающий периметр контура основания товарного изделия, при этом указанная боковая поверхность имеет как минимум три фиксирующие образующие, расположенные с возможностью обеспечения устойчивости товарного изделия в ячейке исходя из формы этого товарного изделия, так что нижний конец каждой фиксирующей образующей находится на упомянутом нижнем контуре боковой поверхности ячейки, а ее верхний конец находится на расстоянии Н_ф от дна ячейки, а угол между прямой линией, соединяющей нижний и верхний концы указанной образующей, и дном ячейки составляет , так что

Н_цм Н_ф Н_под

=(90°- )±0,1 (90°- ),

,

90°,

где Н_под - высота поддона, Н _цм - высота центра масс товарного изделия, - угол трения полимерного материала, из которого сделан поддон, - угол между аппроксимированной до прямой линии образующей боковой поверхности товарного изделия и его основанием.

Достигается технический результат во втором варианте изобретения тем, что боковая поверхность каждой ячейки выполнена с нижним контуром дна, подобным контуру основания товарного изделия и имеющим периметр, превышающий периметр контура основания товарного изделия, при этом указанная боковая поверхность имеет как минимум три фиксирующие образующие, расположенные с возможностью обеспечения устойчивости товарного изделия в ячейке исходя из формы этого товарного изделия, так что нижний конец каждой фиксирующей образующей находится на упомянутом нижнем контуре боковой поверхности ячейки, а ее верхний конец находится на расстоянии Н_ф от дна ячейки, а угол между прямой линией, соединяющей нижний и верхний концы указанной образующей, и дном ячейки составляет , так что:

Н_цм Н_ф Н_под

= ±0,1 ,

(90°- ),

где Н_под - высота поддона, Н_цм - высота центра масс товарного изделия, - угол трения полимерного материала, из которого сделан поддон, - угол между аппроксимированной до прямой линии образующей боковой поверхности товарного изделия и его основанием.

Новые признаки заявленных технических решений заключаются в том, что на боковой поверхности ячейки выполнены как минимум три фиксирующие образующие с вышеупомянутыми параметрами, связанными с параметрами товарного изделия и материала, из которого выполнен поддон.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана в плане одна ячейка поддона с расположенным в ней товарным изделием круглой в плане формы (первый вариант изобретения); на фиг.2 - вид в сечении А-А на фиг.1; на фиг.3 показано поперечное сечение ячейки поддона с расположенным в ней товарным изделием (второй вариант изобретения).

Осуществление изобретения

Поддон выполнен в виде корытообразной емкости с ячейками 1, в которых упакованы товарные изделия 2 (поддон целиком не показан, показана только одна ячейка поддона). Каждая ячейка имеет дно 3 и боковую поверхность 4, выполненную с нижним контуром 5, подобным контуру 6 основания 7 изделия 2. При этом периметр нижнего контура 5 боковой поверхности ячейки превышает периметр контура 6 основания изделия 2 для обеспечения возможности расположения изделия в ячейке.

Боковая поверхность 4 ячейки 1 имеет как минимум три фиксирующие образующие 8, расположенные с возможностью обеспечения устойчивости товарного изделия 2 в ячейке 1. Фиксирующая образующая - это образующая боковой поверхности ячейки 1, в окрестности которой боковая поверхность ячейки ограничивает перемещение изделия 2 за счет возможного (или действительного) контакта боковой поверхности изделия 2 с указанной боковой поверхностью ячейки 1 в окрестности ее фиксирующей образующей, при котором ограничение перемещения изделия 2 не позволяет этому изделию достигать положения неустойчивого равновесия. На фиг.1 показан пример с круглым в плане товарным изделием 2. В этом случае для обеспечения надежной устойчивости изделия 2 в ячейке 1 достаточно наличия трех фиксирующих образующих 8 ее боковой поверхности. Для товарных изделий некруглой в плане формы таких фиксирующих образующих может быть более трех. При этом их расположение по периметру направляющей боковой поверхности ячейки может быть различным и определяется задачей обеспечения устойчивости товарного изделия в ячейке для конкретной формы товарного изделия.

Каждая образующая боковой поверхности ячейки имеет верхний и нижний концы. Нижний конец каждой образующей (в том числе фиксирующей 8) находится на нижнем контуре 5 боковой поверхности ячейки 1. Что касается положения верхнего конца образующей, то его положение определено только для фиксирующей образующей 8: этот конец находится на расстоянии Н_ф от дна 3 ячейки. При этом на величину Н_ф накладываются определенные ограничения: Н_ф , с одной стороны, равно или превышает высоту Н_цм центра масс поддона, а с другой стороны, равно или меньше высоты самого поддона Н_под (H_цм H_ф H_под). Первое из этих требований обусловлено необходимостью обеспечения устойчивого положения изделия 2 в ячейке 1: при наклоне поддона и, соответственно, изделия 2 это изделие не должно потерять устойчивость, т.е. вертикальная проекция его центра масс не должна выйти за пределы контура 6 основания изделия 2. Второе требование является естественным ограничением на максимальное значение Н_ф, которое не может превышать высоту H_под поддона.

Устойчивость изделия 2 в ячейке зависит не только от высоты Н_ф расположения верхнего конца фиксирующей образующей 8, но также и от угла ее наклона по отношению к дну 3 ячейки 1. Однако определение этого угла возможно лишь для фиксирующей образующей в виде прямой линии (как показано на фиг.2, 3). Но данная образующая может быть не прямой линией. В этом случае необходимо прибегнуть к ее аппроксимации до прямой, концы которой совпадают с концами фактической фиксирующей образующей. Таким образом, речь идет о фиксирующей образующей, аппроксимированной до прямой линии или просто о прямой линии, соединяющей нижний и верхний концы фиксирующей образующей. Тогда в общем случае угол относится именно к такой прямой линии. Многочисленные эксперименты, проведенные в лаборатории заявителя, показали, что устойчивое положение изделия 2 в ячейке 1 обеспечивается при условии, что данный угол не превышает 90°: 90°. В этом случае также обеспечивается необходимая технологичность изготовления поддона, связанная с необходимостью распрессовки системы "поддон-матрица" в процессе изготовления поддона.

Дальнейшая конкретизация угла зависит от его отношения к углу образующей боковой поверхности товарного изделия 2, аппроксимированной до прямой линии. В первом варианте изобретения это отношение (фиг.1, 2), во втором - = ±0,1 (фиг.3), где: ±0,1 - допустимая технологическая погрешность изготовления поддона.

В первом варианте изобретения (где , см. фиг.2) фиксирующая образующая 8 не находится в непосредственном и постоянном контакте с боковой поверхностью товарного изделия 2, но только имеет эту возможность в случае какого-либо движения изделия 2 или его наклона под действием внешних сил. Во втором варианте изобретения (где = , см. фиг.3) фиксирующая образующая 8 находится в непосредственном и постоянном контакте с боковой поверхностью товарного изделия 2, т.е. фактически является контактной фиксирующей образующей, не создавая при этом эффекта клина между ячейкой 1 и изделием 2.

Для первого варианта изобретения дальнейшая конкретизация угла определяется необходимостью укладывания поддонов в штабели с целью их транспортирования (без товарных изделий 2) и извлечения поддонов из штабеля. Особенно важно последнее, так как при достаточно плотном штабелировании поддонов их извлечение из штабеля часто ведет к тем или иным необратимым деформациям поддонов, что делает их непригодными для дальнейшего использования. Отсюда определение угла равным разности между прямым углом и углом трения материала, из которого сделан поддон: =(90°- )±0,1 (90°- ), где: ±0,1 (90°- ) - технологическая погрешность изготовления поддона.

В следующей таблице приведены значения углов трения для полимеров, используемых при изготовлении поддонов (коррексов):

№ п/п	Наименование материала (полимера)	Угол трения материала , град.
1	Полистирол глянцевый	11,3
2	Полистирол матовый	11,9
3	Полистирол металлизированный	19,3
4	Поливинилхлорид	15,6
5	Поливинилхлорид металлизированный	14,6
6	Полиэтилентерефталат	14,6
7	Полиэтилентерефталат металлизированный	12,4

Для второго варианта изобретения дальнейшая конкретизация угла также определяется необходимостью укладывания поддонов в штабели с целью их транспортирования (без товарных изделий 2) и извлечения поддонов из штабеля. Однако в этом втором варианте, учитывая упомянутое равенство = , равенство =(90°- ), является лишь частным случаем. Это значит, что возможно и (90°- ), с тем, однако, ограничением, что не должно быть больше угла (90°- ). Таким образом, (90°- ). (Угол в приведенных отношениях сравнивается не с углом , а с углом (90°- ), что необходимо для обеспечения сопоставимости двух углов.).

Изготовление системы "поддон-товарные изделия" заключается в следующем. (Процесс изготовления системы "поддон-товарные изделия" не иллюстрирован.)

Заготовку из листового или пленочного термопласта устанавливают на формующую матрицу с формообразующими углублениями для формования ячеек. Затем на формующую матрицу устанавливают камеру формования. При этом заготовку разогревают до температуры формования и подают под давлением воздух. Под действием разности давлений происходит деформирование материала заготовки, так что этот материал растягивается до соприкосновения с поверхностями формообразующих углублений, вследствие чего образуется искомый поддон. Последний затем охлаждают и извлекают из формующей матрицы. Для этого снимают упомянутую камеру формования, а к сформованному поддону прикладывают извлекающую силу. Под действием этой силы поддон начинает движение вверх и благодаря упомянутому выше углу легко выходит из пространства формообразующих углублений формующей матрицы. Затем поддоны укладывают в штабели и транспортируют в таком виде на кондитерскую фабрику, где осуществляют извлечение поддонов из штабелей и установку товарных изделий в ячейки поддонов.