ТАРА Российский патент 1999 года по МПК B65D81/02 B65D85/38 

Изобретение относится к таре для транспортирования и хранения изделий машиностроения, в особенности для оптико-электронных приборов, длительное время эксплуатирующихся в полевых условиях, в том числе в странах с тропическим климатом.

Известна тара, являющаяся наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой, содержащая корпус с крышкой, имеющие пористые легкосминаемые вкладыши и фасонные отбортовки и замковые элементы в виде трубок с продольным пазом, причем толщина вкладыша корпуса и вкладыша крышки составляют соответственно 0,8 и 0,2 толщины корпуса и крышки (патент РФ N 2007356 B 65 D 81/02).

Известное решение не обеспечивает выполнение технических требований, предъявляемых к таре для изделий, включающих оптико-электронные приборы, эксплуатирующиеся в полевых условиях, и предназначенной для их длительного хранения и перевозок автомобильным, морским и воздушным транспортом, включающих необходимость:
- обеспечения прочности упаковки с изделиями в условиях воздействия ударов многократного (1000 ударов) действия с ускорением 15g;
- обеспечения прочности упаковки с изделиями в условиях падения на все грани, все ребра и все углы с высоты 500 мм;
- обеспечения прочности упаковки с изделиями в условиях воздействия синусоидальной вибрации с частотой от 15 до 500 Гц и ускорением 4g;
- обеспечения плавучести упаковок с изделиями в течение не менее 48 час;
- обеспечения стойкости упаковок к воздействию температур в диапазоне (-60) - (+60)^oC, влажного воздуха, морского тумана, солнечной радиации;
- обеспечения ресурса работы, включающего 1000 циклов затаривания и растаривания.

Заявляемое изобретение направлено на создание тары для машиностроительной продукции, которая бы решала вопросы защиты изделий от внешних воздействий, обеспечивала рациональное размещение в транспортных средствах при эксплуатации изделий, хранение изделий на складах и в полевых условиях, удобство переноски и погрузочно-разгрузочных работ.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемая тара, содержит корпус с крышкой, имеющие пористые вкладыши, фасонные отбортовки и замковые элементы. При этом вкладыши выполнены не менее чем из двух слоев пористого эластичного листового полимерного материала, соединенных между собой слоем жесткого полимерного материала, причем отношение толщины каждого слоя пористого эластичного материала к толщине слоя жесткого материала равно 5,3 - 80,0, и имеют конфигурацию, обеспечивающую размещение и фиксацию изделий, кроме того, вкладыши жестко соединены с корпусом и крышкой, изготовленными из армированного волокнистым наполнителем полимерного материала.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена тара в сборе, вид сбоку, сечение; на фиг. 2 - то же, вид сверху, крышка снята; на фиг. 3 - то же, вид спереди, сечение.

Тара состоит из корпуса (1), крышки (2), замковых элементов (3), ручек (4), уплотнения из вспененной резины (5) и вкладышей корпуса и крышки, состоящих из ряда элементов (6-32), соединенных между собой и соответственно корпусом и крышкой при помощи слоев жесткого полимерного материала. В свою очередь, ряд элементов вкладыша состоит из двух или более слоев эластичного пористого листового полимерного материала, соединенных слоем жесткого полимерного материала. Элементы вкладышей, находящиеся в контакте с корпусом и крышкой ящика, соединяются с его поверхностью путем склеивания.

Корпус и крышка ящика, имеющего габаритные размеры, например, 900 х 600 х 400 мм с внутренними фасонными отбортовками изготавливаются, например, из стеклопластика на основе полиэфирной или эпоксидной смолы (ТУ 2296-050-00204961-97), замковые элементы и ручки применяются в соответствии с ОСТ 4. ГО.440.202-80. Элементы вкладыша толщиной 8-40 мм изготавливаются, например, из пенопласта на основе вспененного полиэтилена ППЭ-3 (ТУ6-55-221-1465-97) или пенополистирола ПСБ-025. Формирование слоя жесткого полимерного материала, соединяющего слои эластичного пористого материала, обеспечивают путем сварки листов пенополиэтилена между собой по одной или двум плоскостям листа, либо путем распределения по поверхности листа слоя клея, например АДВ-11 (ТУ 2252-029-22736960-97), с последующим его отверждением в ограничительной оснастке, обеспечивающей создание слоя жесткого материала заданной (0,1 - 1,5 мм) толщины. Формирование вкладышей корпуса и крышки обеспечивается путем монтажа элементов с нанесением слоя клея на места контакта элементов между собой и с поверхностью корпуса и крышки с установкой ограничительной оснастки (распорок), размеры которой обеспечивают создание между элементами слоев жесткого материала заданной толщины и соединение элементов вкладыша с корпусом и крышкой.

Толщина слоя жесткого материала, образующегося при сварке листов пенополиэтилена и пенополистирола, оценивалась путем замера на образцах-свидетелях, полученных при условиях (температура и удельное давление), аналогичных тем, которые реализуются при изготовлении элементов вкладышей и составляют 0,1- 1,0 мм для листов пенополиэтилена, соединяемых сваркой, и 1,0 - 1,5 мм для листов пенополистирола и пенополиэтилена соединенных слоем клея.

Сварка листов пенополиэтилена производилась путем нагрева соединяемых поверхностей до температуры выше 120^oC, либо при помощи ИК-панелей или путем обдува воздухом с температурой выше 120^oC. После нагрева свариваемые листы соединяли с приложением нагрузки и охлаждали до температуры помещения.

Многообразие форм вкладышей обеспечивается путем рационального размещения элементов, при этом достигается расположение плоскостей жесткого материала в направлениях, обеспечивающих упрочнение и повышение жесткости тары в целом. Например, при формировании вкладыша крышки слои жесткого материала располагают, как правило, параллельно верхней плоскости крышки; при формировании вкладыша дна слои жесткого материала располагают по возможности перпендикулярно боковым и торцевым граням, преимущественно в средней части, где деформация при воздействии внешних и внутренних нагрузок достигает максимальных значений.

Фасонные отбортовка крышки и корпуса имеют соответствующие друг другу по размерам и форме выступ и паз, причем выступ и паз могут находиться как на крышке, так и на корпусе. В паз устанавливается уплотнение из эластичного материала, например пористой резины.

Вкладыши фиксируют изделия в таре, предохраняют их от ударов и вибраций. Тара обеспечивает защиту изделий от непосредственного воздействия внешней среды.

Корпус и крышка могут быть выполнены из полимерного материала, армированного стекловолокном, углеродным волокном, базальтовым волокном и другими видами армирующих наполнителей.

Таким образом, корпус тары представляет собой оболочку с установленным в ней вкладышем, форма которого обеспечивает размещение изделий в специальных гнездах, образованных элементами вкладыша. Изделия укладываются в гнезда, а затем фиксируются на своих местах вкладышем крышки при закрывании замковых элементов. Форма гнезд и вкладыша крышки обеспечивает фиксацию изделий на своих местах при любом положении тары.

Физические свойства материалов вкладышей обеспечивают демпфирование вибраций и ударов, связанных с транспортированием и эксплуатацией тары. Корпус и крышка тары предохраняют изделия от любых внешних воздействий: механических и климатических. Корпус и крышка, соединенные через пористое уплотнение, образуют герметичный объем и обеспечивают плавучесть тары с расчетной нагрузкой и защиту от пыли, дождя, тумана.

Расположение слоев жесткого материала вкладышей обеспечивает повышение прочности вкладышей при сохранении их демпфирующих характеристик. Кроме того, рациональное расположение слоев жесткого материала вкладышей повышает прочность оболочки тары за счет появления дополнительных опор ее граней.

Был изготовлен ряд вариантов тары, отличающихся:
- наличием или отсутствием слоев жесткого материала между слоями пористого материала;
- материалами, образующими жесткий и пористый слои;
- расположением слоев материала вкладышей по отношению к корпусу и крышке;
- наличием или отсутствием механической связи между вкладышами и корпусом и крышкой.

Описание вариантов исполнения тары приведены в таблице 1.

Варианты исполнения тары с габаритно-массовыми макетами изделий подвергались испытаниям:
- на прочность в условиях воздействия синусоидальной вибрации с частотой 15- 25 Гц и ускорением 2g;
- на прочность при сбрасывании (на все грани, все ребра и все углы) с габаритно-массовыми макетами изделий с высоты 500 мм;
- на прочность в условиях воздействия ударов многократного действия (1000 ударов) с ускорением 15g.

Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Прочность тары оценивалась по наличию или отсутствию повреждений, препятствующих ее дальнейшему использованию, к которым относились:
- сквозные трещины на поверхности ящика и фасонных отбортовках,
- нарушение целостности вкладышей путем отрыва отдельных элементов, деталей и слоев или разрывов поверхности вкладышей, вмятины на поверхности вкладышей глубиной более 15 мм.

Как следует из результатов испытаний необходимые характеристики тары достигаются только при использовании всех элементов предлагаемого изобретения (вар. 5-7).

С использованием предлагаемого изобретения разработаны 6 типоразмеров упаковок для машиностроительной продукции, включающей сложные оптико-электронные, в том числе лазерные и инфракрасные приборы. ГУП НПЦ "ЦНИИТОЧМАШ-1" разработана техническая документация на упаковки типа 1Я32 (1Я32.00.000ТУ) и выпущены 5 опытно-промышленных партий упаковок.

Тара с использованием предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность эксплуатации изделий, сократить время их подготовки к работе, рационализировать и облегчить погрузочно-разгрузочные операции. Тара выполнена на высоком дизайнерском уровне, при ее производстве применяются современные материалы и технологии.

Тара предназначена для транспортирования и хранения изделий машиностроения, в особенности для оптико-электронных приборов. Тара содержит корпус и крышку, изготовленные из армированного волокнистым наполнителем полимерного материала, и вкладыши. Вкладыши жестко соединены с корпусом и крышкой и выполнены не менее чем из двух слоев пористого эластичного полимерного материала, соединенных между собой слоями жесткого полимерного материала. Отношение толщины слоя пористого материала к толщине слоя жесткого материала равно 5,3-80,0. Вкладыши имеют конфигурацию, обеспечивающую надежную фиксацию изделий. 2 табл., 3 ил.

Тара, содержащая корпус с крышкой, имеющие пористые вкладыши, фасонные отбортовки и замковые элементы, отличающаяся тем, что вкладыши выполнены не менее чем из двух слоев пористого эластичного листового полимерного материала, соединенных между собой слоем жесткого полимерного материала, причем отношение толщины каждого слоя пористого эластичного к толщине слоя жесткого материалов равно 5,3 - 80,0, и имеют конфигурацию, обеспечивающую размещение и фиксацию изделий, а также жестко соединены с корпусом и крышкой, изготовленными из армированного волокнистым наполнителем полимерного материала.