Ручное устройство для заклеивания пакетов липкой лентой (скотчем)

Полезная модель (ПМ) «Ручное устройство для заклеивания пакетов липкой лентой» относится к сфере малого предпринимательства и торговле для ручной упаковки пластиковых пакетов, при фасовке в них любой продукции или товара. ПМ является альтернативой ручной упаковке в «узел», так как для этого нужны пакеты значительно большего размера, альтернативой для дорогих пакетов с замком и специальных запайщиков пакетов, так как мы дешевле.
Ручное устройство (приложение-1 эскиз-схема ДИП-12) состоит из корпуса (2) и стенки (1). На корпусе размещены всего три рабочие детали: прижим (3), звездочка (4), упор (7), пружина (5) и режущий сегмент (6). В сборе рабочие детали ПМ закрывает деталь стенка (1) и крепится саморезами. Липкая лента шириной 12 мм вывешена на двух корпусных стойках.
Все детали, кроме пружины и режущего сегмента, изготовлены из пластика с высокими рабочими характеристиками по ударопрочности и износостойкости.
Прототипом для нашей ПМ является устройство описанное в патенте US 3729896 А1 от 01.05.1973 г.
При анализе прототипа первым неприемлемым конструктивным решением мы увидели сложную траекторию канала (н. 22,24,26,28 FIG. 2) для прохождения скрутки пакета (н. 56 FIG. 5) и как следствие его большая длина. Необходимо представлять работу человека на устройстве: главное, что руки держат пакет с содержимым не симметрично, в одной руке ВСЕ, а в другой только кончик пакета и при этом необходимо пройти такую сложную траекторию для заклеивания пакета. В нашей ПМ это русло (8) спроектировано и реализовано по принципу «сверху-вниз» с логичным выходом в окно (9) приложение-1. По отношению вертикальному руслу были конструктивно размещены рабочие детали нашей ПМ.
При прохождении скрутки пакета по рабочему руслу происходит заклеивание липкой лентой скрутки пакета (12), находящегося в руках работника и при дальнейшем движении скрутка пакета нажимает на упор (7), который режущим сегментом (6) производит обрезку липкой лены. Результат работы показан на эскизе-3 приложения-1. Цикл упаковки закончен и ПМ готова для следующего цикла.
В ПМ главным конструктивным отличием от прототипа является деталь упор (7) эскиз-2, которая и определяет конструктивное и технологическое преимущество (в прототипе это деталь н. 62 FIG. 2). Для этого рассмотрим эскиз-2 подробно. На нашей детали упор (7) рабочая зона выполнена в виде части усеченного конуса: имеется основание с радиусом R1 и вершина с радиусом R2. Так как R1>R2, то между горизонтом и касательной к конусу образуется угол α, который полностью зависит соотношения размеров R1 и R2 (для справки: в нашей ПМ он равен 7°, но может быть и другим). В прототипе он равен 0°. Рассмотрим, как работает деталь упор (7): когда на него действует вектор силы F (сила, которую создает работник скруткой своего пакета). На схеме видно, что воздействие вектора силы F на наклонную поверхность создает силу Р перпендикулярную к наклонной поверхности и на одной линии с вектором Р возникает вектор R, как реакция на вектор Р, перпендикулярного к поверхности и вызывает срабатывание упора (7). Вектор G, который является суммой векторов F и R, действует вдоль поверхности и ускоряет скольжение скрутки пакета. В прототипе начальный угол равен нулю и поэтому в начальный момент усилие на рабочую зону будет равно реакции плоской поверхности в противоположную сторону и следовательно трудоемкость выше. В нашей ПМ из-за соотношения векторов сил G<F работать комфортнее. Теперь рассмотрим сечение рабочей поверхности нашей детали упор (7) в ПМ и прототипа н. 62 FIG. 3. На н. 62 FIG. 3 видно, что сечение имеет прямоугольную форму. В нашей ПМ любое сечение перпендикулярное оси конуса есть окружность (в нашем случае это полуокружность), а так как скрутка пакета является мягким предметом, то последняя примет форму более твердого предмета полуокружности упора (7), и соответственно сила трения уменьшается из-за уменьшения длины полуокружности и облегчая срабатывание. В случае с прототипом задача срабатывания усложняется. В прототипе такое же сечение есть прямоугольник, и мягкая скрутка пакета будет принимать форму сечения, а прямые углы рабочей зоны будут тормозить соскальзывание скрутки пакета после операции за счет постоянной силы трения.
Предложенная нами ПМ найдет достойное применение среди малого бизнеса и индивидуальных предпринимателей. В отличии от прототипа, где автор предупреждает: «что в устройстве для закрывания мешков по изобретению может быть сделано множество изменений и модификаций» (US 3729896 А1 от 01.05.1973 г.) как о теоретической модели и что в процессе изготовления она может быть изменена, наша ПМ была разработана, изготовлена и доведена до рабочего образца на 3D принтере практически.