Короб с двойными бортами

Полезная модель относится к картонной таре, а именно - к картонным ящикам или коробам, выполненным из гофрированного картона, и может быть использована в качестве транспортной тары и тары для хранения, а также для укладки в штабель или колонну.
Основным требованием, предъявляемым к ящикам и коробам из гофрированного картона и используемым для хранения и транспортировки, например, овощной продукции или коробочной или баночной продукции, является высокая несущая способность ящика или короба выдерживать вес продукта, не деформироваться при переноске и быть способной укладываться в штабель или в колонну. Известно, что несущая способность ящиков и коробок обеспечивается сохранением боковых и/или торцевых стенок плоскими и сохранением плоскостности прилегающих к углам частей поверхностей стенок. При этом эти два условия взаимосвязаны между собой. Базовым является обеспечение в угловых зонах прямого угла, составленного из плоских стенок. Именно этот угол держит на себе плоскостность всех боковых стенок. Таким образом, для обеспечения высокой несущей способности ящика или короба для исключения деформации при размещении под нагрузкой в штабель необходимо повысить жесткость и прочность угловой части ящика и повысить сопротивление боковых стенок прогибам.
В настоящее время задача повышения несущей способности ящика или короба из гофрированного картона решается либо размещением в угловых зонах треугольных в сечении ставок различной конструкции. Такие вставки выполняют роль опор для стенок в зоне угла и позволяют повысить прочность ящика или короба за счет исключения деформации угловой зоны. При нагружении, например, возникающем в результате укладки коробов в штабель, нагрузка на нижние расположенные короба ложится на угловые зоны, и в этих зонах воспринимается вставками. Но такие короба неудобны тем, что эти вставки, как отдельные элементы, занимают полезный объем внутри короба и их надо как-то укреплять в угловых зонах. Возможно выполнение вставок сразу в листовой заготовке, позволяющей собирать эти вставки и укладывать в углы в момент сборки самой коробки. Такое решение позволяет существенно поднять прочность угловой зоны и, соответственно, повысить несущую способность ящика лоткового типа (RU 162598). Однако, достижение результата в такой конструкции ящика решено за счет выполнения сложной листовой заготовки, повышенного расхода картона и усложнения процесса последующей сборки изделия.
Более перспективным является повышение несущей способности короба за счет формирования в нем двойных боковых стенок (RU 30342).
Но и применение двойных стенок не полностью решает задачу сохранения несущей способности короба, так как целостность угловых зон и их сопротивление смятию зависит от плоскостности боковых стенок, образующих эти углы, а эти стенки в тарных коробах имеют развитые площади. Такие короба хорошо удерживают упакованный в них весовой товар, но такие стенки все равно сохраняют свойство прогибаться (под несколько большим внешним усилием), что становится причиной деформации угловых зон и смятия коробов при укладке в штабель или транспортировке в штабеле.
Причиной деформации боковых стенок в штабеле или колонне или просто при размещении на складе является то, что идеально разместить короба друг над другом так, чтобы все боковые стенки коробов по одной стороне были в общей плоскости, невозможно. Это обусловлено тем, что в коробах один и тот же товар расположен с разбросом центра тяжести. Это приводит не к равномерному нагружению всех боковых стенок нижнее лежащего короба, а к перегрузке одной из его боковых.
На практике давно известна стандартная четырехклапанная коробка, которая широко применяется из-за простоты кроя заготовки, простоты сборки и возможности ее использования в режиме поточной упаковки продукта (см. ГОСТ 9142-90 "Ящики из гофрированного картона. Общие технические условия", дата введения 01.01.1992, таблица 1, первая позиция в таблице).
Эта коробка из гофрированного картона имеет форму параллелепипеда и сформирована методом перегиба ее частей по линиям сгиба из листовой заготовки, представляющей собой последовательно расположенные четыре прямоугольной формы стенки, каждые две из которых смежно расположенные связаны между собой через линию перегиба, при этом от каждой стенки по обе ее стороны через линии перегиба отходят клапаны, которые с одной стороны стенок служат для образования дна, а с другой стороны - крышки. И дно и крышка образуются наложением клапанов одних двух противоположно расположенных стенок на клапана других двух противоположно расположенных стенок с последующим скреплением стыка верхне располагаемых клапанов.
Это решение принято в качестве прототипа для заявленного объекта.
Несущая способность такого ящика определена геометрией угловых зон и толщиной гофрированного картона. Естественно, что такие коробки имеют ограниченную несущую способность, так как угловые зоны образованы простым перегибом стенок. Но простота кроя заготовки, обеспечивающая быструю сборку, и минимизация отходов создают привлекательность ее применения в широком спектре тарного применения. Следует так же учесть, что в подавляющем случае такая коробка используется только один раз, так как высока вероятность того, что при транспортировке или хранении картон потерял изначальную прочность.
Такая коробка уступает по прочностным качествам коробкам с усиленными угловыми зонами и коробкам с двойными стенками. Поэтому при сохранении кроя заготовки и сохранении упрощенного алгоритма сборки целесообразно обеспечить такой коробке повышенную несущую способность, используя принцип усиления угловых зон и повышения сопротивления прогибам боковых стенок.
Технический результат при осуществлении полезной модели заключается в повышении прочности и несущей способности картонного четырехклапанного ящика за счет выполнения боковых стенок любой высоты виде двойного борта.
Обращается внимание, что технический прием выполнения стенок в виде двойных бортов известен и в основном применяется для конфетных коробок или подарочных коробок (RU 150554, CN 212196286, CN 209241542, AU 2018253482).
Особенностью таких коробок является то, что двойной борт выполняется небольшой высоты (чуть более высоты конфеты). Такие коробки, как правило, относятся к категории уплощенных коробок, выполняемых из тонколистового негофрированного картона слабой прочности (используются для маловесной продукции). При этом сборка таких конфетных коробок происходит по однотипному алгоритму перегиба боковых стенок от дна. Двойной борт используется исключительно как техническое решение по образованию периферийно располагаемого (по отношению к дну) ребра жесткости, позволяющего уменьшить изгиб коробки и ее работу на кручение (для исключения выраженного коробления). Такие коробки при достаточных габаритах в плане легко деформируются. Жесткость их обеспечивается двумя компонентами: периферическим ребром жесткости (двойной борт) и усиленной по толщине крышкой, опирающейся на этот борт. Именно поэтому эти коробки не относятся к категории несущих весовую нагрузку.
Именно по этой причине данный тип коробок не рассматривается в качестве прототипа по совпадению признака по наличию двойного борта.
Указанный результат достигается тем, что в коробе из гофрированного картона, выполненном в форме параллелепипеда и сформированном методом перегиба частей листовой заготовки по линиям перегиба, представляющим собой последовательно расположенные четыре прямоугольной формы боковые стенки, каждые две из которых смежно расположенные связаны между собой через линию перегиба, при этом от каждой стенки по обе ее стороны через линии перегиба отходят клапаны, которые с одной стороны этих стенок служат для образования дна, а с другой стороны - крышки, каждый нижний клапан первых противоположно располагаемых в коробе боковых стенок выполнен с первой линией сгиба, расположенной вдоль и на расстоянии от линии перегиба клапана от боковой стенки, и со второй линией сгиба, расположенной вдоль свободного края клапана и на расстоянии от кромки этого края, для перегиба свободного края клапана и расположения его поперечно боковой стенке, каждый верхний клапан вторых противоположно располагаемых в коробе боковых стенок выполнен с первой линией сгиба, расположенной вдоль и на расстоянии от линии перегиба клапана от боковой стенки и со второй линией сгиба, расположенной вдоль свободного края клапана и на расстоянии от кромки этого края для перегиба свободного края клапана и расположения его поперечно боковой стенке, каждый верхний клапан первых противоположно располагаемых боковых стенок выполнен с возможностью перегиба от своей стенки и расположения поверх отогнутых клапанов боковых стенок, при этом каждый нижний клапан первых противоположно располагаемых боковых стенок согнут по первой линии сгиба и расположен отогнутым параллельно боковой стенке внутри короба, а часть этого клапана со стороны свободного края согнута по второй линии сгиба в сторону боковой стенки, расстояние между первой и второй линиями сгиба в нижнем клапане равно высоте боковой стенки, каждый верхний клапан вторых противоположно располагаемых боковых стенок согнут по первой линии сгиба и расположен отогнутым по этой линии параллельно боковой стенке внутри короба с введением язычков в смежно расположенные нижние клапаны, а часть этого клапана со стороны свободного края согнута по второй линии сгиба в сторону боковой стенки и расположена на клапанах, образующих дно, нижние клапаны вторых противоположно располагаемых в коробе боковых стенок выполнены с возможностью сгиба относительно этих стенок и расположения поперечно им с наружной стороны нижних клапанов первых боковых стенок для соединения между собой и образования дна.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
На фиг. 1 - листовая заготовка из гофрированного картона для изготовления короба;
фиг. 2 - показан перегиб нижних клапанов от первых боковых стенок;
фиг. 3 - показано расположение элементов двойного борта, сформированного нижними клапанами первых боковых стенок и перегиб нижних клапанов вторых боковых стенок;
фиг. 4 - показан перегиб верхних клапанов вторых боковых стенок относительно этих стенок;
фиг. 5 - показано сгиб по первой линии сгиба клапанов вторых боковых стенок;
фиг. 6 - показано расположение двойных бортов короба;
фиг.7 - общий вид короба с закрытой крышкой из верхних клапанов первых боковых стенок.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается четырехклапанный короб, выполненный из гофрированного картона, и используемый для хранения и транспортировки различного вида продукции: от овощей и мяса до продукции, упакованной в коробочки или банки. Особенностью такого короба является то, что он обладает повышенно пространственной прочностью, высоким сопротивлением смятию и может нести нагрузку не только от веса размещенного в нем товара, но и вес всех коробок при штабелировании.
В общем алгоритме исполнения заявленный короб в форме параллелепипеда, выполняемый из гофрированного картона, сформированный методом перегиба частей листовой заготовки по линиям перегиба, представляющий собой последовательно расположенные четыре прямоугольной формы боковые стенки, каждые две из которых смежно расположенные связаны между собой через линию перегиба, при этом от каждой стенки по обе ее стороны через линии перегиба отходят клапаны, которые с одной стороны этих стенок служат для образования дна, а с другой стороны - крышки. В таком виде этот короб относится к четырехклапанным коробкам/коробам.
Особенностью заявленного короба является то, что:
- каждый нижний клапан первых противоположно располагаемых в коробе боковых стенок выполнен с первой линией сгиба, расположенной вдоль и на расстоянии от линии перегиба клапана от боковой стенки и со второй линией сгиба, расположенной вдоль свободного края клапана и на расстоянии от кромки этого края для перегиба свободного края клапана и расположения его поперечно боковой стенке,
- каждый верхний клапан вторых противоположно располагаемых в коробе боковых стенок выполнен с первой линией сгиба, расположенной вдоль и на расстоянии от линии перегиба клапана от боковой стенки и со второй линией сгиба, расположенной вдоль свободного края клапана и на расстоянии от кромки этого края для перегиба свободного края клапана и расположения его поперечно боковой стенке,
- каждый верхний клапан первых противоположно располагаемых боковых стенок выполнен с возможностью перегиба от своей стенки и расположения поверх нижних клапанов вторых противоположно располагаемых боковых стенок.
В собранном состоянии короба:
- каждый нижний клапан первых противоположно располагаемых боковых стенок согнут по первой линии сгиба и расположен отогнутым параллельно боковой стенке внутри короба, а часть этого клапана со стороны свободного края согнута по второй линии сгиба в сторону боковой стенки,
- расстояние между первой и второй линиями сгиба в нижнем клапане равно высоте боковой стенки,
- каждый верхний клапан вторых противоположно располагаемых боковых стенок согнут по первой линии сгиба и расположен отогнутым по этой линии параллельно боковой стенке внутри короба с введением язычков в смежно расположенные нижние клапаны, а часть этого клапана со стороны свободного края согнута по второй линии сгиба в сторону боковой стенки и расположена на клапанах, образующих дно,
- нижние клапаны вторых противоположно располагаемых в коробе боковых стенок выполнены с возможностью сгиба относительно этих стенок и расположения поперечно им с наружной стороны нижних клапанов первых боковых стенок для соединения между собой и образования дна.
В заявленном коробе стенки в виде двойных бортов не выполняют функцию ребер жесткости для дна с целью повышения его сопротивления изгибу. Для коробок четырехклапанной конструкции проблема коробления дна не существует в силу того, что боковые стенки являются элементами формирования плоскостности дна. То есть, деформация дна проявляется только тогда, когда одна из боковых стенок полностью деформирована. Но боковые стенки взаимоподпираются и поэтому частичная деформация боковой стенки не оказывает влияния на плоскостность дна коробки.
Но несущая способность короба связана с сохранением боковых стенок своей ориентированной плоскостности по отношению к дну. Это так же определяет сопротивление смятию стенок короба. В связи с этим решением задачи повышения этого сопротивления является формирование пространственной структуры боковых стенок, то есть выполнением их из двух стенок, которые разнесены на некоторое расстояние между собой. В этом случае каждая такая боковая стенка становится похожей на двойной борт, а по сущности представляет собой полую панель, в которой каждая стенка является опорой другой стенки. В таких конструкциях деформация одной стенки в панели не приводит к разрушению или деформации панели в целом.
Ниже приводится пример конкретного исполнения заявленного короба со стенками в форме двойного борта каждая.
Картонный четырехкдапанный короб в форме параллелепипеда сформирован из листовой картонной заготовки 1 (предпочтительно, из гофрированного картона, возможно применение плотного картона) (фиг. 1) методом перегиба ее частей по линиям перегиба. Эта заготовка содержит последовательно расположенные четыре прямоугольной формы пластины, выполняющие функции боковых стенок 2, 3, 4, 5 короба. В рамках настоящей полезной модели вопрос какие стенки боковые, а какие стенки торцевые, не рассматривается. Это определено тем, что настоящая полезная модель может использоваться как для коробки с прямоугольной формой дна, так и для коробки с формой дна в виде квадрата. В связи с этим все эти стенки рассматриваются как боковые. В заготовке 1 все боковые стенки в виде пластин расположены последовательно, при этом каждые две из них, которых расположены смежно связаны между собой через линию перегиба 6. Одна из крайних боковых стенок 2, как правило, выполняется с отгибаемым клапаном 7, используемым для соединения и скрепления с кране расположенной боковой стенкой 5 с другой стороны ряда стенок. При перегибе всех пластин относительно линий перегиба образуется обечайка, открытая сверху и снизу. Скрепление через клапан 7 стенок в обечайке производится известными способами: либо склейкой, либо с применением скоб.
От каждой стенки (поз. 2, 3, 4, 5) по обе ее стороны через линии перегиба отходят нижние и верхние клапаны. Особенностью выполнения этих клапанов является то, что часть из них используется для образования дна и крышки короба, а другая часть для формирования на стороне каждой боковой стенки конструкции типа двойного борта.
Каждый нижний клапан 8 первых противоположно располагаемых в коробе боковых стенок 2 и 4 выполнен с первой линией 9 сгиба, расположенной вдоль и на расстоянии от линии 10 перегиба клапана от боковой стенки 2 или 4, и со второй линией 11 сгиба, расположенной вдоль свободного края 12 клапана 8 и на расстоянии от кромки 13 этого края, для перегиба свободного края 12 клапана и расположения его поперечно боковой стенке 2 или 4. При этом расстояние между первой 9 и второй 11 линиями сгиба в нижнем клапане равно высоте боковой стенки 2 или 4.
Каждый нижний клапан 8 боковых стенок 2 или 4 при сборке короба отгибается по линии перегиба от по боковой стенки 2 или 4, а затем по первой линии 9 сгиба сгибается и располагается отогнутым параллельно боковой стенке внутри короба (фиг. 2), а часть этого клапана со стороны свободного края 12 сгибается по второй линии 11 сгиба в сторону боковой стенки (фиг. 3). Образуется коробчатая конструкция первых боковых стенок 2 и 4. В этом положении части клапанов между линиями 9 и 11 сгиба отходят от боковых стенок в силу отсутствиях закрепления этих частей и упругости согнутого гофрокартона.
Нижние клапаны 13 вторых противоположно располагаемых в коробе боковых стенок 3 и 5 выполнены с возможностью сгиба относительно этих стенок и расположения поперечно им с наружной стороны нижних клапанов 8 боковых стенок 2 и 4. После перегиба эти клапаны располагаются встречно и соединяются между собой, например, скотчем или клейкой лентой. Нижние клапаны 13 образуют дно короба.
Свободные края 12 клапанов 8 упираются в дно и происходит поджатие частей клапанов между линиями 9 и 11 сгиба к боковым стенкам, как это показано на фиг. 4.
Каждый верхний клапан 14 вторых противоположно располагаемых в коробе боковых стенок 3 и 5 выполнен с первой линией 15 сгиба, расположенной вдоль и на расстоянии от линии перегиба клапана от боковой стенки 3 или 5, и со второй линией 16 сгиба, расположенной вдоль свободного края 17 клапана и на расстоянии от кромки 18 этого края, для перегиба свободного края клапана и расположения его поперечно боковой стенке.
При сборке короба каждый верхний клапан 14 боковых стенок 3 или 5 отгибают по линии перегиба от соответствующей боковой стенки и располагают параллельно дну (фиг. 5). Затем по первой линии 15 сгиба производят отгиб части клапана и расположен отогнутым по этой линии параллельно боковой стенке внутри короба (фиг. 6). При этом эти клапаны 14 выполнены с язычками 19 и с отгибаемыми торцевыми частями 20. При перегибе про линии сгиба 15 одновременно проводят отгиб торцевых частей 20 так, чтобы они были направлены в сторону боковой стенки и упирались в нее, как ограничитель перемещения. При расположении части клапана 14 параллельно боковой стенке вводят язычки 19 в прорези 21, которые выполнены в смежно расположенных нижних клапанах 8. Происходит фиксация положения части клапана 14, располагаемая между линиями 15 и 16 сгиба по отношению к отогнутым частям нижних клапанов 6 и боковых стенок 3 и 5. Торцевые части 20 так же позиционируют положение отогнутых частей клапанов 14 по отношению к боковым стенкам 3 и 5 (фиг. 4 и 6).
Часть каждого клапана 14 со стороны свободного края 17 так же согнута по второй линии 16 сгиба в сторону боковой стенки и расположена на клапанах, образующих дно,
А затем каждый верхний клапан 22 первых противоположно располагаемых боковых стенок 2 и 4 перегибают от своей боковой стенки и располагают поверх частей согнутых клапанов боковых стенок. Таким образом, образуется крышка короба (фиг. 7).
Крышка короба может закрепляться по аналогии с закреплением нижних клапанов, образующих дно. В данном конкретном примере крышка выполнена с замковым устройством соединения клапанов 22 с элементами короба. На клапанах 22 выполнены прорези 23, предпочтительно Г-образной формы рассечения материала картона. А в области линии сгиба 16 рассечением материала образовано два обращенных навстречу друг другу язычка 24 с отгибаемым лепестком 25 каждый.
При формировании двойного борта на боковых стенках 3 и 5 после сгиба клапанов 14 (фиг. 5) отсеченные от этих клапанов элементы замка (язычки 24 с отгибаемыми лепестками 25) занимают вертикально ориентированное положение, как это показано на фиг. 6. А при образовании крышки клапаны прорезями осаживаются на язычки 24 (фиг. 6 и 7). Для того, чтобы ввести язычки в прорези лепестки отгибают на примерно прямой угол от тела язычка, а после ввода лепестки отпускают, и они под действием упругости материала возвращаются назад, меняя угол с прямого на меньший. При этом эти лепестки попадают на поле клапанов 22 в зоне вне прорези. Так происходит закрепление крышки на стенках короба. Чтобы открыть крышку надо вернуть лепестки в положение прямого угла к язычкам 24.
Нагрузка, приходящаяся на боковые стенки с целью их деформации, воспринимается угловыми зонами и стенками в виде двойного борта. При штабелировании угловые зоны не сминаются, так как двойной борт является усилением угловых зон. За счет двойного борта боковых стенок увеличивается сопротивление короба сжатию, без увеличения материалоемкости на его изготовление.