БАНКА ДЛЯ НАПИТКА, СОДЕРЖАЩАЯ КРЫШКУ И УСТАНОВЛЕННЫЙ НА НЕЙ КЛЮЧ ДЛЯ ОТКРЫВАНИЯ И ЗАКРЫВАНИЯ БАНКИ

Решение относится к банкам, преимущественно для жидкости, например, металлическим пивным банкам, а точнее к ключам для открывания или закрывания банок. Банки предназначены для розлива, хранения, транспортировки и использования находящейся в банке жидкости (пиво, соки и т.п.). Обычно банки изготавливают из металла, например, алюминия.
Известен патентный документ США D653561, в котором указанный ключ размещен поверх сосуда для жидкости, выполненного в виде бокала (1).
Известен патентный документ США D651898, в котором ключ выполнен в виде лепестка (2).
Известен патент США №8104319, в изобретении ключ размещен в кольцеобразном элементе, расположенном по периметру крышки банки (3).
Наиболее близким решением относительно заявляемого является патент США на изобретение №8109406, в котором описан ключ для открывания и закрывания банки, представляющий собой деталь, изготовленную, штамповкой, взаимодействующую с осью крышки открываемой банки (4).
Задачей заявляемого решения является разработка банки для напитка и ключа для открывания и закрывания банки, который служит как для открывания банки, так и для ее закрывания в любых условиях, особенно при использовании банки водителем за рулем, а также инвалидом или ребенком, а техническим результатом - повышение удобства пользования банкой при открывании и закрывании с помощью ключа и повышение безопасности при пользовании банкой. Предлагаемая конструкция упрощает процесс открывания банки за счет уменьшения необходимых манипуляций для открывания/закрывания, делая этот процесс более удобным.
1
1
Предлагаемое решение иллюстрируется на чертежах, где: фиг.1 -общий вид ключа на банке, фиг.2 - общий вид ключа, фиг.3. - разрез ключа по линии А-А и B-B, а также вид сбоку - поз.Б и его разрез (справа) - поз.В, фиг.4 - положение ключа (сверху вниз): в первоначальном положении внизу, при воздействии на кнопку ключа, момент открытия крышки банки, фиг.5 (сверху вниз): закрывание пробкой ключа крышки силой F, действующей под углом 90° и постановка на замок 14, снятие пробки ключа с замка, полное открывание пробки ключа, действующей силой F на кнопку под углом 40-60°, фиг.6 - промежуточное положение пробки ключа после открытия крышки, фиг.7 - положение ключа после закрывания крышки пробкой, фиг.8 - варианты замков 14 ключа (вид В-В с задней стенки 13 и сбоку), фиг.9 показывает общий вид ключа на банке (поз.А), и под какими углами расположены контактные поверхности 36, 37 к плоскости крышки банки 5(поз.Б).
Цифрами на фигурах обозначено:
1 - ключ, 2 - металлическая банка, 3 - кнопка ключа, управляющая ключом, 4 - насечка на крышке банки, ограничивающая сегмент по фиг.1; 5 - крышка банки, 6 - неоткрываемый сектор сегмента крышки банки, 7 - пробка ключа 1, 8 - контактный передний элемент ключа, 9 - ось крышки банки, 10 - прорезанный сегмент ключа, 11 - обод крышки банки, 12 - бандаж или уплотнитель пробки 7, 13 - контактный задний элемент (стенка) пробки 7, 14 - замок пробки, 15 - открываемый сегмент крышки банки, 16 - отверстие в ключе под ось крышки, 17 - профильное углубление на крышке банки, в котором первоначально расположена пробка ключа до открытия сегмента; 18 - графические или с помощью насечки символы на крышке банки, показывающие возможное направление перемещения ключа, для закрывания открытого сегмента банки, 19 - загнутые элементы кромки ключа, 20 - сквозной сегмент в кнопке ключа, 21 - синтетическое, возможно резино-пластиковое покрытие нижней части крышки, 22 - внутренняя полость пробки, 23 - стенки полости пробки, 24 - дно полости пробки, 25 - конусообразный вид пробки, 26 - зазор между кнопкой 3 ключа и ободом 11 крышки банки, необходимый для снятия пробки 7 с замка в момент открытия сегмента 15; 27 - зазор между замком пробки ключа и краем срезанной крышки банки, 28 - край (кромка) срезанной крышки банки, 29 - место соединения крышки с банкой, 30 - мантия пробки ключа, 31 - нижняя часть крышки банки, 32 -графические символы на кнопке 3 ключа, указывающие направление действия силы F на различных этапах перемещения ключа, 33 - профильная выпуклость на крышке банки, 34 - угол 15-25°, под которым расположена передняя контактная поверхность 36 к горизонтальной плоскости крышки 5 банки (фиг.1, поз.Б фиг.9), 35 - угол 70-85°, под которым распложена задняя контактная поверхность 37 выпуклости к горизонтальной плоскости крышки 5 банки (фиг.1, поз.Б фиг.9), 36 - передняя контактная поверхность выпуклости 33, 37 - задняя контактная поверхность выпуклости 33, 38 - радиальное расстояние между осью крышки 9 и выпуклостью 33 (поз.В фиг.4), 39 - зазор между уплотнителем 12 мантии 30 пробки 7 и замком 14 (поз Б фиг.3, поз.А-Д фиг.8), 40 - видимая часть пространства внутри банки после открытия сегмента 15 крышки банки (фиг.6, поз.А фиг.9).
При пользовании ключом важны следующие функциональные составляющие.
Кнопка 3 служит для механического воздействия - приложение силы F на ключ при открывании/закрывании банки путем нажатия на нее. Вектор прилагаемой силы показан данным символом.
Пробка 7 ключа 1 служит для закрывания открытого до этого сегмента 15 крышки банки. Пробка ключа образована стенками 23 и дном 24 (фиг.3). Конусообразная форма пробки 25 дает возможность более плавной постановки и снятия пробки с замка 14.
Бандаж или уплотнитель 12 пробки предназначен для улучшения герметизации между пробкой и открытыми краями сегмента крышки, когда ключ закрывает крышку. Элемент 12 наносится на мантию 30 пробки по верхнему периметру пробки в месте соприкосновения ее с крышкой, либо элементом 12 покрывают всю поверхность пробки в ее нижней части. Элемент 12 выполнен из эластичного и достаточно прочного синтетического либо резино-пластмассового материала, имеющего разрешение на использование в контакте с пищевыми жидкостями.
Замок 14 пробки предназначен для фиксации пробки ключа в закрытом положении. Замок расположен на задней стенке 13 пробки 7, он может иметь различные формы (поз.А, Б, В, Г, Д фиг.8, фиг.3), но обязательно в виде выпуклого с внешней стороны профиля. За счет выпуклой формы замка пробки по отношению к кромке 28 крышки (поз.А фиг.5) обеспечивается фиксация пробки в закрытом положении. При этом выходу замка из закрытого положения препятствует только кромка крышки. Замок может быть выполнен либо штамповкой на контактном заднем элементе 13 пробки, либо получением аналогичного штамповке профиля, выполненного из материала элемента 12, нанесенного на пробку.
Прорезанный сегмент 10 ключа (фиг.1, 2) расположен на некотором расстоянии от отверстия 16 ключа (фиг.2, 3). Сегмент обеспечивает механическую связь ключа с осью крышки и дает возможность поднимать и опускать ключ в вертикальной плоскости, опираясь через него на ось 9 крышки (фиг.1). С его помощью образуется точка опоры рычага, которым является ключ, который действует через свой контактный элемент 8 на открываемый сектор 15 крышки.
Отверстие 16 в ключе (фиг.2, 3) под ось крышки предназначено для крепления через ось 9 ключа 1 к крышке банки 2 (фиг.1). При их соединении обеспечивается точка опоры ключа через сегмент 10 с банкой. Соединение ключа с осью обеспечивается насадкой ключа на ось с последующим механическим воздействием на верхнюю часть оси, чтобы расклепать ее. Этим обеспечивается достаточная жесткость их сочленения в вертикальной плоскости с возможностью свободного перемещения ключа в горизонтальной плоскости.
Контактный передний элемент 8 ключа (фиг.1, 2, 3) предназначен для механического воздействия на открываемый сектор 15 крышки как малое плечо рычага, образуемого ключом и осью 9 крышки банки, выполняющую точку опоры рычага (фиг.4, 5). Контактную форму ключа 8 можно изменять в зависимости от формы открываемого сегмента крышки или рисунка насечки, ограничивающую сегмент 4 (фиг.1).
Загнутые элементы 19 ключа (фиг.2, 3) служат для придания большей прочности ключу по его кромкам. Эти элементы можно получить штамповкой при изготовлении ключа.
Контактный задний элемент (стенка) 13 пробки (фиг.3) является той частью стенки пробки, на которой расположен замок 14, фиксирующий пробку ключа в закрытом положении (поз.А фиг.5).
Сквозной сегмент 20 на кнопке ключа (фиг.2, 3) обеспечивает более надежный контакт с кнопкой 3 при воздействии на нее. Кроме того, сквозной элемент улучшает прочностные качества кнопки ключа за счет того, что его края загнуты по своему периметру.
Внутренняя полость 22 пробки образуется стенками 23 и дном 24, имеет конусообразную форму 25 (поз А и разрез А-А фиг.3), уменьшаясь сверху вниз.
Стенки полости 23 пробки (фиг.2, 3) образуют вертикальные стенки пробки. Форма стенки, входящая в контакт с выпуклостью 33 должна обеспечивать минимальное сопротивление скольжению, особенно в первоначальный момент их контакта.
Дно полости 24 пробки - нижняя плоская часть пробки, она при закрытии пробки уходит внутрь открытого сегмента крышки банки, закрывая открытый сегмент 15, а также является контактным элементом ключа при взаимодействии с выпуклостью 33 (поз.В фиг.4).
Зазор 26 между кнопкой ключа 3 и ободом 11 крышки банки необходим для возможности смещения пробки 7 при открытии крышки кнопкой (поз.А фиг.5). Зазор определяется взаимодействием кнопки и обода крышки и может быть равным 1-2 мм.
Зазор 27 между замком 14 пробки и краем 28 срезанной крышки банки (поз.Б фиг.5), образуется после воздействия усилия F на кнопку 3 ключа для снятия пробки с замка и возможности открыть сегмент банки.
Край 28 крышки банки (поз.В, Г фиг.4, поз.А, Б фиг.5) - часть крышки банки, образовавшийся после среза ее сегмента 15.
Мантия 30 пробки ключа (фиг.2, 3) - верхняя плоская часть пробки, которая перекрывает по периметру своему линию сочленения пробки и срезанного сегмента крышки после ее закрытия.
Зазор 39 в пробке 7 (поз.Б фиг.З) необходим для того, чтобы в него входил край крышки банки 28 при ее закрытии.
Крышка 5 банки имеет следующие расположенные на ней элементы (фиг.1).
Ось 9 крышки банки (фиг.1, 4, 5) выполняет функцию силового элемента крышки. Выполнена таким образом, что является неотъемлемой частью, изготовлена при штамповке крышки. На оси крепится ключ 1 (фиг.2), который может перемещаться как в вертикальной, так и горизонтальной плоскости. При перемещении ключа в вертикальной плоскости ось является для него точкой опоры как действующего рычага.
Ограничивающая сегмент насечка 4 (фиг.1), нанесенная на поверхность крышки, показывает контур, по которому под воздействием ключа открывается крышка.
Открываемый сегмент 15 крышки (фиг.1, 4, 5) является ее частью, открываемой под воздействием ключа.
Профильное углубление 17 (фиг.4, 6, 7) - в нем первоначально расположен ключ до открывания крышки. Оно уменьшает возможность случайного перемещения ключа в горизонтальной плоскости.
Графический символ 18 (фиг.1, 6, 7) на крышке может быть выполнен красящим веществом либо насечкой. Наносится для указания направления движения ключа для открытия банки и ее закрытия.
Неоткрываемый сектор 6 сегмента банки (фиг.1, поз.В фиг.4, поз.А, Б фиг.5) является частью сегмента крышки, которая после открывания остается несрезанной ключом из-за отсутствия на ней насечки и которая удерживает прорезанную часть сегмента крышки внутри банки.
Резино-пластиковое (синтетическое) покрытие 21 (фиг.4, 5) предназначено для покрытия крышки банки с внутренней стороны. Это покрытие может выполнять две функции:
- когда открываемый сегмент 15 имеет сплошную верхнюю насечку на крышке банки и не имеет сектора 6 сегмента крышки, а при открывании он полностью отсоединяется от металлической части крышки, но при этом сегмент 15 продолжает удерживаться на ней внутри банки благодаря ненарушенной части указанного покрытия;
- фрагментарное или полное покрытие внутренней поверхности крышки банки указанным материалом может заменить необходимость использовать герметик в сочленении 29 крышки 5 и банки 2 (фиг.4, 5).
Профильная выпуклость 33 (фиг.1, поз.В фиг..4, поз.Б фиг.9) на крышке банки -выпуклый сегмент, предназначенный для того, чтобы поднять вверх пробку 7 ключа силой, образующейся при контактном взаимодействии дна 24 пробки от скольжения по выпуклости, когда ключ перемещается в горизонтальной плоскости (поз.В фиг.4) согласно графическому направлению 18 для движения ключа. Форма выпуклости 33 может быть различной, цель - чтобы максимально уменьшить сопротивление скольжению пробки по ее поверхности. Например, она может быть выполнена в виде 2-3 радиальных выпуклостей (фиг.7, поз.А фиг.9), но ее размеры по высоте и длине должны обеспечивать открытие сегмента 15 крышки по линии насечки 4 элементом ключа 8. А также обеспечить пробке 7 - гарантированный выход из срезанного сегмента до минимального 1-1,5 мм подхода элемента ключа 8 к срезанной части 28 крышки.
Выпуклость может иметь с каждой контактной стороны (поз.36,37 фиг.1, поз.Б фиг.9) различные углы, образуемые с плоскостью крышки банки. В начале взаимодействия с пробкой она имеет более покатую форму (меньший угол 34), в конце взаимодействия с ключом более крутую форму (больший угол 35 - поз.Б фиг.9). Эта форма выпуклости обеспечивает для элемента ключа 8 оптимальный, т.е. плавный вход в сектор 15 в начале движения и энергичный выход из сектора после того, как прекратилось взаимодействие выпуклости 33 и дна пробки 24.
Радиальное расстояние 38 от оси крышки 9 до поверхности выпуклости должно обеспечить свободный проход при движении переднего элемента 8 ключа (поз В фиг.4).
Ключом пользуются следующим образом.
В исходном положении ключ находится в секторе 17 крышки банки, имеющей небольшое углубление. Для открывания банки необходимо воздействовать на кнопку 3 ключа силой F, чтобы вектор был направлен в горизонтальной плоскости (поз.Б, В фиг.4) согласно символа 18 на крышке банки (фиг.1,6,7). При движении ключа 1 в горизонтальной плоскости он выходит из сектора 17 и, перемещаясь по поверхности крышки банки 5 подходит к выпуклости 33 (фиг.1, 4, 9). За счет взаимодействия контактирующих при скольжении поверхностей дна 24 (поз.В фиг.4) пробки 7 ключа и выпуклости 33 на крышке банки происходит перемещение пробки ключа вверх и, соответственно, движение вниз его контактного элемента 8, который воздействует силой F (поз.В фиг.4) на открываемый сегмент 15 крышки банки.
При дальнейшем горизонтальном перемещении пробки по поверхности выпуклости обеспечивается срез открываемого сегмента 15 по линии насечки 4 (фиг.1, поз.В фиг.4) от воздействия на него элемента 8 ключа, за исключением небольшой несрезаемой части 6 сегмента 15 (фиг.1, поз.В фиг.4, фиг.6).
После того, как дно 24 пробки пройдет контактную поверхность выпуклости 33, пробка ключа своим дном 24 опускается на поверхность крышки 5 банки и, соответственно, передний контактный элемент 8 ключа поднимается и выходит из открытого им сегмента 15 крышки. Он останавливается с небольшим превышением (1-1,5 мм) по высоте к верхней плоскости крышки банки (поз.Г фиг.4). Превышение необходимо для беспрепятственного в дальнейшем перемещении ключа в горизонтальной плоскости. Открытый сегмент крышки уходит внутрь банки, но остается прикрепленным к крышке за счет несрезанной его части 6 (фиг.1, поз.В фиг.4, поз.А, Б фиг.5). Если крышка банки и открываемый сегмент изнутри покрыт резино-пластиковьм (синтетическим) покрытием, то допускается, при наличии соответствующей насечки, полный срез металлической части сегмента, но при этом сегмент остается прикрепленным к внутренней стороне крышки банки за счет несрезанной части указанного внутреннего покрытия. В этом случае металлическая кромка полностью срезанного сегмента крышки будет ровной по всему его периметру, что значительно улучшит герметичность после закрытия ее пробкой.
Таким образом, когда открываемый сегмент крышки полностью входит внутрь банки, крышка считается открытой.
Для закрывания банки, т.е. открытого до этого сегмента, вначале необходимо воздействие силы F на кнопку ключа, действующую в горизонтальной плоскости в направлении, указанном стрелкой 18 на крышке банки (фиг.1, 6, 7, 9). Ключ перемещают до тех пор, пока он не совместится с открытым сектором 15 крышки 5. После их совмещения для закрывания банки производят нажатие кнопки 3 (поз.А фиг.5) в вертикальной плоскости сверху вниз по отношению к основанию банки. Пробка 7 ключа при движении его вниз достигает положения, когда ее замок 14 уходит под край 28 сегмента крышки банки (поз.А фиг.5).
Пробка ключа становится на замок, т.к. ее выход из сегмента невозможен из-за противодействия замку указанного края. Крышка банки после этого считается закрытой ключом 1 (поз.А фиг.5, фиг.7).
Для открытия сектора крышки банки, закрытого пробкой ключа, необходимо приложить усилие F (поз.Б фиг.5), действующее на кнопку 3 ключа под углом 40-60° к горизонтальной плоскости в направлении к центру банки или оси 9 крышки. При этом за счет зазора 26 (поз.А фиг.5) между кнопкой ключа и ободом 11 крышки происходит перемещение пробки ключа к центру банки, достаточное для выхода замка 14 пробки из сочленения ее с краем 28 крышки банки (поз.Б фиг.5). При дальнейшем поднятии ключа пробка полностью выходит из контакта с крышкой (поз.В фиг.5).
Дальнейшее перемещение ключа в горизонтальном направлении делает сегмент полностью открытым (поз.В фиг.5, фиг.6).
Источники информации
1. Патентный документ США - дизайн №D653561S, опубл.7.02.2012.
2. Патент документ США - дизайн №D651898, опубл. 10.01.2012.
3. Патент США на изобретение №8104319, опубл. 31.01.2012.
4. Патент США на изобретение №8109406, опубл. 7.02.2012.