Высечка для изготовления коробки

Техническое решение относится к области упаковки, хранения и транспортировки пищевых продуктов, а именно кондитерских и кулинарных изделий, например, пицц, осетинских пирогов и т.п.
Традиционно коробки для пиццы изготавливаются из картона методом высечки и последующей сборки. Коробки из обыкновенного однослойного картона не обладают достаточной жесткостью, необходимой для штабелирования и транспортировки, и легко могут быть деформированы в процессе эксплуатации. Кроме того, однослойный картон не обладает должными теплоизоляционными свойствами для поддержания температуры транспортируемых пищевых продуктов.
Поэтому в настоящее время большинство производителей используют в производстве коробок для пиццы гофрокартон - материал, обладающий большей жесткостью и более высокими теплоизоляционными свойствами. Гофрокартон легко поддается высечке и полиграфической обработке, позволяя получать конструктивно сложные и имеющие привлекательный внешний вид изделия.
Из уровня техники известно множество различных конструктивных решений, относящихся к выполнению коробок для пиццы из гофрокартона. Для упрощения технологического процесса сборки и экономии материала в таких коробках зачастую применяется самосборная конструкция без точек склейки. При разработке самосборных конструкций стремятся также обеспечить ускорение и упрощение процесса сборки коробки для того, чтобы позволить хранить и транспортировать пустые коробки не в собранном виде, а в виде стопки плоских высечек, собираемых в коробки по мере необходимости. Указанное позволяет обеспечить результат, заключающийся в минимизации площади хранения, которой обычно не хватает в большинстве пиццерий и складов.
Несмотря на то, что гофрокартон в сравнении с обычным однослойным картоном обладает большей жесткостью, особенности коробок для пиццы, заключающиеся в небольшой высоте по сравнению с размерами в плане, предъявляют особые требования к конструированию их высечек, направленные на повышение жесткости собираемой упаковки.
Так, в документах /1/ и /2/ раскрыта конструкция высечек самосборных коробок для пиццы, в которых достижение необходимых прочностных свойств собираемой упаковки обеспечивается удвоением толщины отдельных элементов коробки, что увеличивает площадь их высечек.
У образца по документу /1/ фиксирование бортика происходит за счет двойной передней стенки: внутренняя стенка при сгибе переднего борта упирается в дно и защелкивается в прорезь в дне. Чтобы компенсировать недостаточную жесткость угловых связей боковых бортиков, для повышения жесткости коробки применена двухслойная крышка.
У коробки для пиццы по документу /2/ также применен двухслойный передний бортик, выполненный путем перегиба и защелкивания его внутренней стенки в прорезях, предусмотренных в дне коробки. Боковые стенки коробки в ее закрытом состоянии также являются двухслойными, т.к. формируются путем совмещения бортиков дна и крышки.
Однако в известных конструкциях попытки обеспечения необходимой прочности не приводят к должному результату, т.к. предпринимаются без учета особых анизотропных свойств гофрокартона, что ведет к перерасходу материала на увеличение площади высечек для формирования дополнительных упрочняющих элементов коробки (удвоение толщины отдельных элементов).
Задачей предложенного решения является разработка конструкции плоской высечки, в которой учитываются свойства используемого материала, для получения эстетичной, удобной в эксплуатации и хранении, а также экономически выгодной коробки для пиццы.
Технический результат, полученный в результате решения поставленной задачи, заключается в снижении материалоемкости при сохранении необходимой прочности и жесткости собираемой коробки для пиццы.
Под сохранением необходимой прочности коробки следует понимать ее повышение, компенсирующее снижение количества используемого материала, обуславливаемое учетом при конструировании анизотропии жесткости гофрокартона и применением специальным образом подобранных быстросборных бесклеевых соединений.
Предложенная плоская высечка для изготовления коробки для пиццы из листа картона включает связанные между собой два квадратных плоскостных элемента для формирования дна и крышки коробки, а также четыре плоскостных элемента для формирования переднего, заднего и двух боковых бортиков коробки, имеющие форму прямоугольников с одинаковой шириной, длина которых значительно превышает эту ширину.
Высечка произведена в виде единой детали из трехслойного гофрокартона стандартизированного профиля Е таким образом, что вдоль длинного направления высечки последовательно расположены прямоугольный элемент для формирования переднего бортика, квадратный элемент дна, прямоугольный элемент заднего бортика и квадратный элемент крышки, сторона которого расположенная напротив стороны, примыкающей к заднему бортику, оснащена замковым элементом.
Использование гофрокартона профиля Е, соответствующего стандартам ГОСТ 7376-89 и ГОСТ 52901-2007, а также соответствие каждому элементу коробки только одного элемента высечки (однослойность коробки), обуславливает снижение веса и материалоемкости. Нужно отметить, что гофрокартон профиля Е - это прочный, но в тоже время очень тонкий и легкий материал.
Вдоль короткого направления высечки квадратный элемент крышки выполнен со свободными боковыми сторонами, а с каждой стороны квадратного элемента дна примыкает по одному прямоугольному элементу бокового бортика.
Каждый из прямоугольных элементов, предназначенный для формирования переднего и двух боковых бортиков коробки, оснащен вдоль своей длинной стороны, противоположной стороне примыкания квадратного элемента дна, более узким элементом для формирования упоров крышки коробки, которые предотвращают прогиб крышки во внутрь коробки в процессе ее эксплуатации.
Узкий элемент упора, примыкающий к прямоугольному элементу переднего бортика, имеет форму трапеции с углами у линии примыкания под 45 градусов и оснащен у этой линии просечным отверстием, соответствующим замковому элементу крышки. Оба узких элемента упоров, примыкающих к прямоугольным элементам боковых бортиков, подрезаны под 45 градусов с одной короткой стороны и оснащены с другой короткой стороны выступами. Подрезка упоров под 45 градусов нужна, чтобы при сборе они вставали встык друг к другу, что незначительно снижая расход материала, улучшает плотность закрытия крышки коробки, что влияет и на ее прочность в закрытом состоянии.
В прямоугольном элементе заднего бортика у линии его примыкания к квадратному элементу крышки выполнены два просечных отверстия, соответствующие упомянутым выступам. В эти отверстия при сборке коробки входят выступы и удерживаются в них за счет трения.
В прямоугольном элементе переднего бортика выполнено два полупросечных круглых вентиляционных отверстия С-образной формы. При этом каждый прямоугольный элемент бокового бортика снабжен направленным в сторону переднего бортика язычком, оканчивающимся круглым клапаном, каждый из которых соответствует упомянутым круглым вентиляционным отверстиям. Круглая форма клапанов и отверстий обуславливает плавность линий, т.е. отсутствие концентраторов напряжений в месте ответственного соединения коробки. Совпадение контуров направленно на увеличение площади контакта в таком соединении, а направление С-образной просечки отверстий обуславливает подгиб удаляемого из них при сборке коробки материала под клапана язычков для увеличения прочности.
Совокупный размер язычка с клапаном не выходит за пределы габаритного размера высечки, а длина каждого язычка, соответствующая расстоянию от узкого края прямоугольного элемента переднего бортика до полупросечного круглого вентиляционного отверстия С-образной формы, равна не менее 75 процентов от ширины прямоугольного элемента переднего бортика. Данные размерные соотношения были подобраны опытным путем для того, чтобы длина язычка не была слишком коротким и удерживала коробку в собранном виде, но при этом и не слишком длинной - чтобы язычок с клапаном не выходили за границы развертки в плоском виде и не увеличивали бы площадь кроя и расход гофрокартона. При слишком коротких язычках соединения, ответные отверстия в переднем бортике располагаются слишком близко к его краям, приводя к разрыву материала при возникновении эксплуатационных нагрузок.
Направление гофры в гофрокартоне выбрано таким образом, что совпадает с направлением большего габаритного размера высечки, т.е. гофры простираются поперек длины элементов переднего и заднего бортика и вдоль длины элементов боковых бортиков. Такой целенаправленный выбор направления расположения гофрокартона в высечке обусловлен стремлением к использованию анизотропных свойств материала для повышения прочности и жесткости конструкции. Анизотропия гофрокартона заключается в том, что он обладает неодинаковыми свойствами жесткости в различных направлениях. При приложении сил в направлении, перпендикулярном гофрам, гофрокартон работает как амортизирующий материал за счет малой жесткости в этом направлении волнистого слоя. При приложении сил вдоль направления гофров гофрокартон проявляет высокую плоскостную и торцевую жесткость благодаря большой жесткости в этом направлении волнистого слоя.
В результате правильного расположения материала было получено сразу несколько положительных эффектов. Во-первых, картонные коробки могут прогибаться и даже случайно открываться, когда большая заполненная коробка поддерживается только с одной стороны. Это происходит наиболее часто, когда разносчик вручает горячую, пропитанную паром коробку клиенту. Размещение гофр в предложенной коробке препятствует такой возможности. Во-вторых, гофры, располагаясь вдоль выступов, входящих в отверстия заднего бортика, усиливают жесткость данных выступов, поднимая тем самым прочность соединения заднего и боковых бортиков. В-третьих, направление гофры выбрано так, чтобы замковый элемент, расположенный на крышке, при вхождении в ответное отверстие не сминался, не расслаивался - а входил ровно и без усилия.
Как известно жар, исходящий от изделия, создает перенасыщенный влагой воздух, который не только размягчает внешнюю поверхность пиццы, но и материал коробки, негативно сказываясь на ее прочности. Для нивелирования данного недостатка в предложенной коробке специально предусмотрены вентиляционные отверстия, они нужны для соблюдения баланса и предотвращения образования конденсата внутри упаковки. Только так к Вам приедет хрустящая и горячая итальянская пицца, а коробка не размокнет. Поэтому помимо двух полупросечных круглых вентиляционных отверстий С-образной формы, выполненных в переднем бортике, вдоль линии примыкания квадратного элемента крышки к прямоугольному элементу заднего бортика, между двумя просечными отверстиями для выступов, просечено еще одно дополнительное вентиляционное отверстие.
Диаметр круглых вентиляционных отверстий С-образной формы выбран так, чтобы при сборке вручную человеку было легко собрать коробку и палец, вставляя круглый клапан, легко входил бы в это отверстие.
Таким образом, предложенная конструкция высечки увеличивает прочность коробки для пиццы и снижает склонность к ее деформации при одновременном снижении расхода материала.
Предложенное техническое решение поясняется на фиг. 1, где изображена развертка высечки картонной коробки для пиццы.
Плоская высечка для изготовления коробки для пиццы из листа гофрокартона, включает связанные между собой два квадратных плоскостных элемента для формирования дна 1 и крышки 2 коробки, а также четыре плоскостных элемента для формирования переднего 3, заднего 4 и двух боковых 5 бортиков коробки.
Сторона квадратного элемента 2 для крышки коробки, расположенная напротив стороны, примыкающей к заднему бортику 4, оснащена замковым элементом 6. Замковый элемент 6 имеет утолщение 7, защелкивающееся в собранной коробке в отверстие 8, предусмотренное в узком элементе 9, формирующем один из упоров крышки 2 коробки.
Упоры крышки 2 формируются при сборке коробки также и из узких элементов 10, примыкающих к прямоугольным элементам 5 боковых бортиков.
Узкие элементы 9 и 10, формирующие упоры для крышки коробки, подрезаны под 45 градусов, чтобы при сборе они вставали встык друг к другу. В результате узкий элемент 9 имеет форму трапеции.
Оба узких элемента 10, формирующих упоры для крышки, оснащены выступами 11, входящими при сборке в отверстия 12, просеченные в прямоугольном элементе 4 заднего бортика у линии его примыкания к квадратному элементу 2 крышки.
В прямоугольном элементе 3 переднего бортика выполнено два полупросечных круглых вентиляционных отверстия 13 С-образной формы. При этом каждый прямоугольный элемент 5 бокового бортика снабжен язычком 14, оканчивающимся круглым клапаном 15.
Совокупный размер язычка 14 с клапаном 15 не выходит за пределы габаритного размера высечки коробки, а направление гофры в гофрокартоне совпадает с длинным направлением высечки.
Помимо двух полупросечных круглых вентиляционных отверстий 13 С-образной формы, выполненных в элементе 3 переднего бортика, предусмотрено еще одно дополнительное вентиляционное отверстие 16, образованное в месте примыкания элемента 2 крышки к элементу 4 заднего бортика.
Особенность полученной конструкции высечки заключается в том, что при сборке коробки для пиццы будут отсутствовать двойные стенки. При этом крышка упрощена и не имеет бортиков, тем не менее, не будет проваливается внутрь за счет предусмотренных упоров. Вверх крышка не открывается самопроизвольно, т.к. закрывается замковым элементом. Бортики нижней части коробки также фиксируются наложением и продавливанием полупросечных элементов, которые одновременно выполняют функцию вентиляционных отверстий.
Ближайшие аналоги:
1. Промышленный образец ЕМ 002164335-0001 от 2013-01-14.
2. Изобретение US 5110038 А, опубликованное 05.05.1992.