НЕПРЕРЫВНАЯ СКРЕПКА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к механическому оборудованию пищевой промышленности, в частности к выпускаемым в виде лент непрерывным скрепкам, предназначенным, преимущественно, для применения на автоматических клипсаторах в качестве заготовок для наложения зажимов (отдельных скрепок) на порционную упаковку, например, колбасные батоны, а также на мешки, чехлы и подобные индивидуальные упаковки.
Известны непрерывные скрепки, содержащие соединенные перемычками отдельные скрепки, каждая из которых имеет U-образную симметричную форму с продольными пазами на внутренней стороне и состоит из расположенного по середине прямолинейного участка, переходящего в местах изгиба в расходящиеся боковые стороны, которые соединены с упомянутыми перемычками (1, 2).
Недостатками известных скрепок являются низкая надежность крепления, сложность и длительность процесса наложения отдельных скрепок, возможность перекоса и
образования заусенцев при наложении скрепок, возможность перелома непрерывной скрепки по перемычке при наматывании на кассету и ограниченный диапазон размеров.
Известна также непрерывная скрепка, содержащая отдельные скрепки, каждая из которых имеет U-образную симметричную форму и состоит из расположенного по середине прямолинейного участка, переходящего в местах изгиба в расходящиеся боковые стороны, которые соединены с продольными перемычками, а каждая из последних сужена в середине и выполнена с толщиной, большей толщины отдельной скрепки, имеющей продольные пазы на внутренней поверхности, сопряженной по краям с наружными поверхностями, а по второму варианту боковые стороны каждой скрепки выполнены в виде соединенных с продольным участком и расходящихся под углом первых боковых участков, плавно сопряженных с расходящимися под меньшим, чем первые, углом вторыми боковыми участками, которые соединены с перемычками (3).
Недостатками данной непрерывной скрепки является высокое механическое сопротивление обжатию боковых сторон каждой отдельной скрепки при ее установке на упаковку, что приводит к необходимости использования оборудования на большой мощности и снижает точность установки зажима, существенные
потери материала, который при деформации в процессе установки скрепки и формирования зажимов образует по наружным поверхностям скрепки выступающие за ширину последних складки и ребра, снижающие качество и ограничивающие допустимый размер упаковок, а также ухудшающие качество упаковки в случае помещения в тонкостенную наружную вакуумную оболочку.
Технической задачей данной группы полезных моделей одинакового назначения, объединенных единым техническим замыслом, является создание эффективной непрерывной скрепки, а также расширение арсенала непрерывных скрепок для наложения зажимов (отдельных скрепок) на порционную упаковку - колбасные батоны и т.п. изделия.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи во всех вариантах, состоит в том, что снижено механическое сопротивление обжатию боковых сторон скрепки при ее установке на упаковку, чем обеспечивается снижение энергоемкости оборудования, повышена точность установки каждого зажима за счет снижения при установке силовых составляющих, направленных на его перекос или сдвиг, уменьшен расход дорогостоящего материала (сплав цветного металла) скрепки, практически исключена возможность
образования складок и ребер на наружных поверхностях при наложении скрепок, обеспечена возможность надежного наложения зажимов с большим диапазоном диаметров с помощью промышленного клипсатора (механизм для автоматического наложения зажимов), например, по патенту RU №2162638, расширен диапазон размеров - диаметра и длины упаковок, а также снижены требования к материалам оболочки по механическим (прочностным) характеристикам.
Сущность полезной модели по первому варианту состоит в том, что непрерывная скрепка содержит соединенные перемычками отдельные скрепки, каждая из которых имеет U-образную симметричную форму и состоит из расположенного по середине участка, переходящего в местах изгиба в расходящиеся боковые стороны, которые соединены с продольными перемычками, а каждая из последних сужена в середине и выполнена с толщиной, большей толщины отдельной скрепки, имеющей продольные пазы на внутренней поверхности, сопряженной по краям с наружными поверхностями, при этом вдоль расположенного по середине участка и, по меньшей мере, части длины боковых сторон каждой отдельной скрепки, на указанных наружных поверхностях выполнены канавки.
Предпочтительно скрепка выполнена из алюминия или из алюминиевого сплава, по внутренней поверхности каждой отдельной скрепки между местами изгиба выполнены от трех до шести параллельных продольных пазов, боковые стороны выполнены расходящимися под углом не менее 28°, причем отдельные скрепки выполнены с поперечным сечением в виде прямоугольника с выступами по краям упомянутой внутренней поверхности, ширина которых больше их высоты, выполненной меньшей глубины каждой из канавок на наружных поверхностях, которая не превышает 0,2 от ширины поперечного сечения скрепки.
Сущность полезной модели по второму варианту состоит в том, что непрерывная скрепка содержит соединенные перемычками отдельные скрепки, каждая из которых имеет U-образную симметричную форму и состоит из расположенного по середине участка, переходящего в местах изгиба в расходящиеся боковые стороны, которые соединены с продольными перемычками, причем боковые стороны каждой скрепки выполнены в виде соединенных с прямолинейным участком и расходящихся под углом первых боковых участков, плавно сопряженных с расходящимися под меньшим, чем первые, углом вторыми боковыми участками, которые соединены с
перемычками, а каждая из последних сужена в середине и выполнена с толщиной, большей толщины отдельной скрепки, имеющей продольные пазы на внутренней поверхности, сопряженной по краям с наружными поверхностями, при этом вдоль расположенного по середине участка и, по меньшей мере, части длины боковых сторон каждой отдельной скрепки, на указанных наружных поверхностях выполнены канавки.
Предпочтительно скрепка выполнена из алюминия или из алюминиевого сплава, по внутренней поверхности каждой отдельной скрепки между местами изгиба выполнены от трех до шести параллельных продольных пазов, первые боковые участки выполнены расходящимися под углом, большим угла, под которым расходятся вторые боковые участки, не менее чем на 18°, причем отдельные скрепки выполнены с поперечным сечением в виде прямоугольника с выступами по краям упомянутой внутренней поверхности, ширина которых больше их высоты, выполненной меньшей глубины каждой из канавок на наружных поверхностях, которая не превышает 0,2 от ширины поперечного сечения скрепки.
На чертеже фиг.1 изображена непрерывная скрепка вид сверху, на фиг.2 - непрерывная скрепка, вид сбоку (профиль) по первому варианту, на фиг.3 - непрерывная скрепка, вид сбоку
(профиль) по второму варианту, на фиг.4 - поперечный разрез А-А по фиг.3, на фиг.5 - разрез Б-Б по фиг.3.
Непрерывная скрепка по первому варианту (фиг.2) содержит соединенные продольными прямолинейными перемычками 1 отдельные скрепки, каждая из которых имеет U-образную симметричную форму и состоит из расположенного по середине продольного прямолинейного участка 2, переходящего в местах изгиба в расходящиеся боковые стороны 3, которые соединены с перемычками 1. Каждая из перемычек 1 плавно (радиально) сужена в середине и выполнена с толщиной, большей толщины отдельной скрепки, имеющей продольные пазы 4 на внутренней поверхности 5, сопряженной по краям с наружными поверхностями 6, 7. Вдоль прямолинейного участка 2 и, по меньшей мере, части длины боковых сторон 3 каждой отдельной скрепки, на указанных наружных поверхностях 6, 7 выполнены канавки 8. Боковые стороны 3, именуемые эквивалентно «ребра» скрепки, выполнены расходящимися под углом А, равным не менее 28°, например, 31°±1°.
Непрерывная скрепка по второму варианту (фиг.3) содержит последовательно соединенные продольными прямолинейными перемычками 1 отдельные скрепки, каждая из которых имеет U-образную симметричную форму и состоит из расположенного по
1
2
середине продольного прямолинейного участка 2, переходящего в местах изгиба в расходящиеся боковые стороны, выполненные в виде соединенных с продольным участком 2 и расходящихся под углом первых боковых участков 9, плавно сопряженных с расходящимися под меньшим, чем первые, углом вторыми боковыми участками 10, которые соединены с перемычками 1. Каждая из перемычек 1 плавно (радиально) сужена в середине и выполнена с толщиной, большей толщины отдельной скрепки, имеющей продольные пазы 4 на внутренней поверхности 5, сопряженной по краям с наружными поверхностями 6, 7. Вдоль прямолинейного участка 2 и, по меньшей мере, части длины участков 9, 10 боковых сторон каждой отдельной скрепки, на указанных наружных поверхностях 6, 7 выполнены канавки 8. Первые боковые участки 9 выполнены расходящимися под углом Δ, большим угла Δ, под которым расходятся вторые боковые участки 10, не менее чем на 18°, например, первые боковые участки 9 выполнены расходящимися под углом 32°±4°, вторые боковые участки 10 выполнены расходящимися под углом 8°±2°.
Скрепка в обоих вариантах выполнена из алюминия или из алюминиевого сплава, по внутренней поверхности 5 каждой отдельной скрепки между местами изгиба (т.е. в местах соединения боковых сторон (ребер) с продольным
прямолинейным участком 2 и перемычками 1) выполнено от трех до шести непрерывных параллельных продольных паза 4. Отдельные скрепки выполнены с поперечным сечением в виде прямоугольника с выступами 11 по краям упомянутой внутренней поверхности 5. Ширина «z» выступов 11 составляет, например, 0,8-1,0 мм, т.е. имеет величину больше их высоты «r», составляющей, например, 0,25 мм, и выполненной меньшей глубины «х» (составляющей, например, 0,7-0,9 мм) каждой из канавок 8 на наружных поверхностях 6, 7, которая не превышает 0,2 от ширины «а» (составляющей, например, 5 мм) поперечного сечения скрепки (фиг.4, 5).
Перемычки 1, именуемые эквивалентно «радиусные мостики», выполнены в виде участков, суженных (обжатых) во встречных направлениях от продольных наружных поверхностей к середине.
Разрезы (поперечные сечения) скрепки, изображенные на фиг.4 и фиг.5 имеют вид одинаковый для обоих вариантов исполнения скрепки (по фиг.2 и фиг.3). Все признаки выполнения скрепки относятся к ее исходному поставочному состоянию, до наложения на упаковку.
В зависимости от величины диаметра, материала оболочки и модели клипсатора подбирается необходимый типоразмер
скрепки. Типоразмер (обозначение) непрерывной скрепки состоит из четырех чисел:
- первое число указывает шаг «L» отдельной скрепки,
- второе число указывает высоту «h» скрепки,
- третье число указывает ширину «а» скрепки,
- четвертое число указывает толщину «b» скрепки.
1
Каждая из перемычек 1 имеет толщину «b», большую толщины «b» отдельной скрепки.
Для скрепок высотой до h=5-7 мм боковые стороны (профиль) выполняются, предпочтительно, по фиг.2, для скрепок большей высоты - по фиг.2 или по фиг.3.
Все размеры в обозначении приводятся в миллиметрах. Например, 15/09-5×1,5, 18/07-5×1,5 и т.п.
Шаг «L» скрепки контролируется специальным калибром по пяти шагам в трех местах на длине 1000 мм. Фактическая величина шага измеряется штангенциркулем, для чего на плоской поверхности наносятся риски между пятью скрепками, после этого производится измерение расстояния между ними.
Высота «h» скрепки обеспечивается штамповым инструментом и контролируется по пуансону штампа. Фактическая высота контролируется с помощью штангенциркуля (ШЦ-И ГОСТ 166-91).
Ширина «а» скрепки между поверхностями 6, 7 контролируется при раскатке проволоки и измеряется с помощью микрометра МК 0-25 мм ГОСТ 4381-88.
Толщина «b» скрепки контролируется при раскатке проволоки и измеряется с помощью микрометра МК 0-25 мм ГОСТ 4381-88. Фактическая толщина скрепки замеряется на плоских поверхностях.
Непрерывная скрепка намотана на специальные пластиковые кассеты в количестве от 2000 до 12000 штук отдельных скрепок или, что тоже, зажимов или клипс. Форма перемычки 1 (эквивалентно называемой «радиусный мостик») препятствует перелому по ней ленты непрерывной скрепки при наматывании для поставки на кассеты и при разматывании с них для наложения на колбасные батоны. Отдельными скрепками запечатываются батоны или иные упаковки с наружным диаметром, преимущественно, от 18 до 120 мм.
По условиям хранения скрепка соответствует климатическому исполнению «УХЛ» категории 4 ГОСТ 15150-69.
Непрерывная скрепка изготавливается в два этапа.
Первый этап - валковое профилирование проволоки алюминиевой марки ENAW-1070AF17 (AL 99,7%) по стандарту EN573-3 или проволоки из алюминиевого сплава с получением
прямоугольного профиля с заданной шириной, толщиной и наличием насечек. Второй этап - штампование предварительно профилированной проволоки с получением заданного профиля (по фиг.2 или по фиг.3), шага, высоты и радиусов.
Непрерывная скрепка используется, например, следующим образом.
Производится установка скрепки с помощью промышленного клипсатора, например, описанного в патенте RU №2162638.
При этом сжатие скрепки происходит между матрицей и пуансоном. Первоначально должны быть выполнены операции по регулировке усилия сжатия скрепки, а также усилия разрезания перемычки 1 скрепки и обжатия оболочки колбасного батона. Необходимый зазор между пуансоном и матрицей клипсатора устанавливается путем перемещения матрицы. Перед включением клипсатора производится механическое соединение колбасной оболочки со шприцом-дозатором. Материал оболочки колбасного батона может выбираться из широкой группы упаковочных материалов, разрешенных к применению в пищевой промышленности: амитан (У), амитан (N), амитан (У-N), амисмок, полиамид, ПВХД, Faser, Фиброус, белказин, Collagen, Textil, кутезин и д.р. (в соответствии с ТУ5132-014-46861492-03).
На барабаны устанавливаются катушки с непрерывной скрепкой. Первые скрепки укладываются на матрицу. После начала заполнения оболочки наполнителем (колбасным фаршем), поступающим от шприца-дозатора, механизм обеспечивает сближение матрицы и пуансона и обжимает заполненную оболочку, формируя участок под скрепку между очередными упаковками (батонами). При этом происходит вытеснение наполнителя из этого участка.
Одновременно осуществляется разматывание непрерывной скрепки с кассеты для подачи ленты скрепки на матрицу, разрезание по перемычке 1 и наложение отдельных скрепок на подготовленное для их установки место. Форма перемычки 1, соединяющей отдельные скрепки, выполненная согласно настоящей полезной модели, препятствует образованию заусенцев при разрезании ленты непрерывной скрепки. В момент каждого максимального сближения матрицы и пуансона осуществляется обжатие отдельной скрепки (клипсы) и преобразование ее формы из U-образной (незамкнутой) в замкнутую сторонами 3 на оболочке.
Работа клипсатора происходит таким образом, чтобы скрепки накладывались на концы готового и следующего батонов. После обжатия обеих скрепок оболочка между батонами разрезается и
готовая упаковка поступает на конвейер, а после заполнения очередной упаковки цикл повторяется. В процессе обжатия скрепки, осуществляемого с уменьшенным усилием клипсатора, поверхности 6, 7 подвергаются продольно-поперечной пространственной деформации с некоторым поворотом выступов 11. Деформированный материал этих поверхностей не выдавливается за пределы скрепки, а заполняет канавки 8, чем обеспечивается чистота поверхностей 6, 7, т.е. отсутствие на ней выступающих складок и ребер, которые могли бы быть образованы в процессе деформации при отсутствии канавок 8 и неизбежно имели бы произвольно распределенные наружные режущие кромки и выступы. Одновременно обеспечивается повышение точности установки каждой отдельной скрепки за счет снижения формируемых при установке силовых составляющих, направленных на его перекос или сдвиг, уменьшается расход дорогостоящего материала так как он не расходуется на образование выступающих складок и ребер. В наложенном состоянии скрепки ее продольные пазы 4 деформируют оболочку, препятствуя ее смещению, причем выступы 11 сжимаются со значительным контактным усилием и создают механический замок, дополнительно надежно фиксирующий скрепку от смещений и перекоса. При этом боковые стороны 3 и участки 10
сомкнуты, образуя замкнутое кольцо, края боковых сторон 3 и участков 10, сжатые при разрезании перемычки 1, отгибаются наружу под углом около 180°. Отсутствие на поверхностях 6, 7 складок и ребер с режущими кромками позволяет избежать повреждения оболочки при дальнейшей укладке в тару, упаковывании в дополнительную наружную вакуумную оболочку и продаже через торговую сеть.
Таким образом, создана эффективная непрерывная скрепка, а также расширен арсенал непрерывных скрепок для наложения зажимов (отдельных скрепок) на порционную упаковку -колбасные батоны и т.п. изделия.
При этом снижено механическое сопротивление обжатию боковых сторон 3 скрепки при ее установке на упаковку, чем обеспечивается возможность наложения зажимов с меньшим усилием и, тем самым, снижение энергоемкости оборудования, повышена точность установки каждого зажима за счет снижения при установке силовых составляющих, направленных на его перекос или сдвиг, уменьшен расход дорогостоящего материала (сплав цветного металла) скрепки, практически исключена возможность образования складок и ребер на наружных поверхностях, обеспечена возможность наложения зажимов с большим диапазоном диаметров с помощью промышленного
клипсатора (механизм для автоматического наложения зажимов), например, по патенту RU №2162638 без повышения его мощности, расширен диапазон размеров - диаметра и длины упаковок, а также снижены требования к материалам оболочки по механическим (прочностным) характеристикам.
Источники информации:
1. DЕ №19532691, 1997.
2. US №4308641, 1977.
3. RU №38539, 2004 (полезная модель), прототип.