УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСКРЫТИЯ КОНСЕРВНЫХ КОРОБОК Российский патент 2006 года по МПК B67B7/76 

Изобретение относится к ручным режущим устройствам для открывания закупоренных сосудов, преимущественно металлических закатных коробок, содержащим рабочую рукоятку рычажного типа с поступательно перемещаемой точкой опоры в процессе вскрывания, подвижный режущий диск и направляющее средство относительно стенки разрезаемой коробки, при этом обеспечивается ее первоначальное пробивание.

Устройство предназначено для мобильного вскрытия сварно-закатных металлических коробок с упакованными артиллерийскими боеприпасами в полевых условиях, где эта трудоемкая операция осуществляется личным составом вручную обычным рычажным консервным ножом. Разрезают крышку по периметру, базируя нож на соединительный кант, выступающий над крышкой по торцу коробки. Этот соединительный жесткий выступ (так называемый упор) образован завальцовкой совмещенных торцевых зигзагов крышки и стенки коробки, между которыми предварительно помещен герметик.

В технических дивизионах воинских частей для вскрытия штатных сварно-закатных металлических коробок с упакованными артиллерийскими патронами используется высокопроизводительная электромеханическая машинка, сблокированная с машинкой для набивки патронов в ленту.

Для массового применения в частях, в полевых условиях и на боевых позициях, необходимо малогабаритное простое по конструкции, надежное в эксплуатации ручное механизированное устройство для вскрытия коробок разрезанием ее крышки.

Уровень техники данной области характеризует устройство для открывания консервных коробок с толщиной стенки 0,10-0,15 мм, имеющих выступ замкового соединения крышки с корпусом, описанное в патенте RU 2149823, В 67 В 7/72, 2000 г. по заявке РСТ GB 95/00642, которое выбрано в качестве наиболее близкого аналога предложенному.

Устройство выполнено в виде двух смыкаемых рычагов, укрепленных на общей оси поворота, на каждом из которых смонтированы соответственно дисковый нож и тяговое колесо с рифлениями.

Асимметричный режущий профиль дискового ножа образован поверхностями разной крутизны наклона для отгибания разрезаемой сбоку крышки, выступающий профиль которой при этом деформируется тяговым колесом с противоположной стороны торцевого выступа по периметру коробки.

Дисковый нож закреплен на пассивно вращающемся колесе, которое имеет наклонную поверхность для поджатия соединительного выступа коробки к рифлениям приводного тягового колеса и цилиндрическое направляющее плечо для упора в ее стенку. Этот упор выступает за плоскость реза, что обеспечивает механическое деформирование тяговым колесом соединительного выступа коробки, при этом крышка упруго отделяется при разрезании выступа снаружи.

Несимметричная конфигурация режущей кромки дискового ножа отклоняет кромки разреза торцевой стенки (крышки) и боковой стенки коробки аналогично сельскохозяйственному лемеху, что облегчает их разделение по линии реза.

Дополнительная симметричная опора тягового колеса, располагаемая продольно на выступе коробки сверху, способствует постоянству высоты реза.

Дисковый нож в этой конструкции принудительно вращается за счет кинематической связи его вала посредством зубчатого зацепления с приводным валом тягового колеса, на котором закреплен вороток, размещенный с противной стороны рычагов, снабженных рукоятками.

Дисковый нож установлен наклонно к тяговому колесу, при этом их валы расположены в одной плоскости, причем тяговое колесо, установленное параллельно рычагам, ориентировано в спрофилированную под соединительный выступ коробки опорную катушку, на торце которой и закреплен дисковый нож.

Режущая кромка дискового ножа выполнена асимметрично и образована пересечением сферической поверхности со стороны опорной катушки и пологой конической поверхности с противоположной стороны диска, что способствует формированию криволинейного реза, эквидистантного профилю торцевого выступа коробки.

Под тяговым колесом на рычаге соосно закреплен кулачок, предназначенный для упора в стенку коробки, который выступает за плоскость реза, чем обеспечивается наклон всего устройства в сторону коробки при его установке в рабочее положение, когда опорная катушка размещается поперек соединительного выступа коробки сверху.

При этом режущая кромка дискового ножа смещается к соединительному выступу коробки, а также предотвращается контакт тягового колеса с ее стенкой, что снижает усилие его вращения.

Таким образом, принудительно вращаемым дисковым ножом разрезается крышка коробки по периметру сверху, в максимальном приближении к выступу ее замкового соединения со стенкой. Геометрическая форма режущей кромки ножа обеспечивает криволинейную траекторию его движения вдоль периметра круглой коробки, снижая осевую нагрузку на опорную катушку и обеспечивая одновременно завальцовку остатка отрезаемой крышки у соединительного выступа к стенке коробки.

Однако недостатком известного устройства является невысокая производительность, ограниченная затрачиваемыми на разрезание вручную толстостенной металлической крышки коробки мышечными усилиями оператора, в частности, штатных сварно-закатных металлических коробок с толщиной стенки 0,55 мм для укупорки артиллерийских боеприпасов. Это, в конечном итоге, снижает боеготовность артиллерийских подразделений, оснащающих патронными лентами автоматические установки и пушки.

Узкоцелевое назначение устройства для разрезания только круглых коробок, так как на прямолинейном участке (особенно толстостенных коробок) под действием сил упругости со стороны раздвигаемых кромок разрезанной крышки дисковый нож с асимметричной формой режущей кромки отжимается вовнутрь.

В результате этого нож выходит из зацепления с разрезанным металлом крышки, либо его вращение заклинивается от жесткого силового замыкания на приводной вал. Таким образом, устройство не выполняет своего функционального назначения по вскрытию консервных коробок, имеющих профиль с прямолинейными участками.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение производительности работ и расширение технологических возможностей универсального использования устройства для вскрытия как круглых консервных коробок, так и переменного профиля, содержащих прямолинейные участки, сопряженные между собой скруглениями.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном устройстве для вскрытия консервных коробок, включающем смонтированные на общей оси два смыкаемых рычага с рукоятками, несущих расположенные в одной плоскости валы соответственно дискового ножа с асимметричной режущей кромкой и тягового рифленого колеса, кинематически замкнутых между собой, и поворотный рычаг с рукояткой, при этом вал дискового ножа закреплен на опорной катушке и наклонен к нормально смонтированному относительно рычага валу тягового колеса, под которым установлен кулачок, выступающий за дисковый нож для взаимодействия со стенкой коробки, а поворотный рычаг с рукояткой через втулку независимого вращения закреплен на валу тягового колеса и имеет закрепленную на ступице шестерню, входящую в редуктор для вращения вала тягового рифленого колеса.

Отличительные признаки обеспечили повышение производительности работ с меньшими усилиями на разрезание толстостенных металлических коробок и универсальность этого ручного устройства для вскрытия консервных коробок, различных по конфигурации и типоразмерам, повысив при этом функциональную надежность устройства и расширив его технологические возможности.

Предложенная компактная кинематическая схема совмещения вала тягового колеса с редуктором, параллельно смонтированным на общем смыкаемом рычаге устройства, обеспечивает снижение мышечных усилий на разрезание крышки при независимом вращении приводной рукоятки.

Выполнение кулачка клиновидной формы с подъемом и смещением в сторону реза для взаимодействия устройства со стенками коробки обеспечило автоматическое слежение за профилем соединительного выступа коробки и управление пространственным положением устройства в целом и дискового ножа в частности.

Кулачок предложенной формы на прямолинейном участке соединительного выступа коробки разворачивает клином подъема все устройство, а главное - дисковый нож относительно базы фиксирования опорных элементов, наклоняя его режущую кромку к стенке коробки, чем принудительно обеспечиваются необходимые положение и ориентирование дискового ножа.

При этом фиксированном пространственном положении дисковый нож остается равнонаклоненным к крышке коробки и автоматически прижимается к ее соединительному выступу, результирующей силой воздействия раздвигаемых кромок металла в зоне резания, образуя ровный широкий разрез, параллельный стенке и соединительному выступу коробки.

На криволинейном участке округления стенки клин кулачка выходит за габариты коробки, и базирование устройства осуществляется при точечном контакте минимально выступающего участка кулачка, симметричного тяговому колесу, как в аналогах.

При этом асимметричная режущая кромка дискового ножа перемещается при разрезании крышки по выпуклой кривой эквидистантно скруглению стенки коробки.

В итоге обеспечивается качественное разрезание крышки коробки по профилю, конгруэнтному соединительному выступу коробки как на прямолинейных участках, так и на скруглениях сопряжении стенок малого радиуса, сопоставимого с диаметром дискового ножа.

Устройство также может вскрывать круглые консервные коробки.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть решить поставленную в изобретении техническую задачу не суммой эффектов, а эффектом суммы признаков. Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по машиностроению, показал, что оно не известно, а с учетом возможности серийного промышленного изготовления устройства для вскрытия консервных коробок можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - общий вид устройства;

на фиг.2 - то же, вид сверху;

на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.1, повернуто в рабочее положение;

на фиг.4 - разрез по Б-Б на фиг.1;

на фиг.5 - схема последовательного расположения кулачка на разрезаемой коробке.

На оси 1 (фиг.1, 2) подвижно закреплены два смыкаемых рычага 2 и 3, свободные концы которых выполнены в форме рукояток 4 под кисть руки оператора для удержания устройства в рабочем положении.

На рычаге 2 (фиг.3) нормально закреплена втулка 5, в которой установлен вал 6, а на рычаге 3 под углом 15 градусов к оси вала 6 закреплена втулка 7 вращения вала 8. Валы 6 и 8 между собой кинематически замыкаются при смыкании рычагов 2 и 3 посредством конического зубчатого зацепления 9.

На валу 8 последовательно закреплены: опорная катушка 10, спрофилированная под выступ замкового соединения зигзагом крышки со стенкой разрезаемой коробки, и дисковый нож 11, режушая кромка которого образована снаружи пологой конической поверхностью 12 и сферической выпуклой поверхностью 13, обращенной к катушке 10.

На валу 6 под опорной катушкой 10 закреплены: тяговое рифленое колесо 14 и с противной стороны рычага 2 на втулке 15 ступица рычага 16.

Между втулками 5 и 15 на валу 6 жестко закреплено зубчатое колесо 17.

На ступице рычага 16 неподвижно закреплена шестерня 18, а на свободном конце рычага 16 смонтирована ось 19, на которой установлена с возможностью поворота рукоятка 20 грибкового типа, спрофилированная под кисть руки оператора.

Шестерня 18 (фиг.4) кинематически связана с зубчатым колесом 21, закрепленным на валу 22, который посредством втулки 23 вращения смонтирован параллельно валу 6 в рычаге 2.

Зубчатое колесо 21 жестко сблокировано с шестерней 24, которая кинематически замкнута с закрепленным на валу 6 зубчатым колесом 17, формообразуя с вышеперечисленными элементами редуктор с двухступенчатой зубчатой передачей (18-21, 24-17) для снижения угловой скорости вращения вала 6, сравнительно со скоростью вращения рукоятки 20. При этом соответственно снижается усилие вращения рукоятки 20 относительно усилия непрерывной подачи тягового колеса 14, то есть усилия разрезания крышки коробки (в конкретном случае в 4 раза).

На рычаге 2 выполнен клиновой формы кулачок 25, минимально выступающий за плоскость реза участок которого расположен под тяговым колесом 14 (фиг.3, 4), а подъем клина смещен в сторону реза, причем кулачок 25 выступает за габарит тягового колеса 14.

На рычаге 2 закреплена вилка 26 для фиксирования рычага 3 в их сомкнутом положении.

Рукоятки 4 рычагов 2, 3 (фиг.1) смещены от плоскости смыкания вверх на дистанцию, достаточную для свободного размещения кисти руки оператора, удерживающей устройство за рукоятки 4 сомкнутых рычагов 2, 3 в динамике разрезания, не касаясь коробки.

Функционирует устройство следующим образом. В разомкнутом положении рычагов 2, 3 опорную катушку 10 устанавливают на соединительный выступ прямолинейного участка коробки, затем опирают кулачок 25 на стенку коробки, после чего рычаги 2 и 3 смыкают.

При этом устройство наклоняется в сторону коробка, а тяговое колесо 14, упираясь рифлениями снизу в соединительный выступ коробки, отклоняется от ее стенки на угол 7-10° (фиг.4,а), а рычаг 2 устанавливается внутри вилки 26 (фиг.1, 2).

Дисковый нож 11 поворачивается совместно с устройством, а его режущая кромка наклоняется к плоскости стенки коробки, к ее соединительному выступу.

Дисковый нож 11 при смыкании рычагов 2, 3 пробивает крышку коробки, а катушка 10 опирается сверху поперек на соединительный выступ коробки, зажимая его в рифлях тягового колеса 14.

Вращением рычага 16 (фиг.3) за рукоятку 20 против часовой стрелки (фиг.1) приводится в адекватное вращение шестерня 18 (фиг. 3 и 4) через втулку 15, свободное относительно вала 6. При этом через зубчатые передачи редуктора (18-21, 24-17) получает замедленное в ту же сторону (фиг.1) вращение вал 6 тягового колеса 14 и во встречное вращение (посредством зубчатого зацепления 9) дисковый нож 11, который разрезает крышку коробки.

В конце прямолинейного участка профиля коробки (фиг.4,б) кулачок 25 выходит за ее габариты и точечный контакт со стенкой осуществляется на его минимальной ширине. При этом устройство поворачивается, а дисковый нож 11 под действием выпуклой внешней образующей 12 режущей кромки движется криволинейно, разрезая крышку практически параллельно сопряжению стенок коробки (фиг.4,в).

Далее, пройдя скругленную часть профиля коробки, кулачок 25 клином устанавливается на примыкающем прямолинейном участке стенки коробки (фиг.4,г), в результате чего устройство в целом и дисковый нож 11 в том числе оказываются в исходном положении.

Таким образом крышка коробки разрезается по контуру, после чего, разомкнув рычаги 2, 3, устройство снимают с соединительного выступа коробки. Затем отрезанную крышку извлекают из коробки, освобождая доступ к упакованным изделиям.

Круглую крышку коробки можно отрезать вращением рычага 16 рукояткой 20 в любом направлении, при этом кулачок 25 со стенкой коробки контактирует точечно на участке минимальной его ширины, симметричном тяговому колесу 14.

При наклонном расположении в работе дискового ножа. 11 ровная кромка разреза крышки, оставшаяся на стенке коробки, завальцовывается его тыльной стороной, что безопасно для рук оператора, а также образуется более широкий разрез, через который удобно зацеплять отрезаемую крышку коробки для извлечения.

Дополнительный эффект при использовании предложенного устройства заключается в том, что геометрическое и силовое замыкание в инструментальной головке (между опорной катушкой 10 с дисковым ножом 11 и рифленым тяговым колесом 14) позволяет пространственно манипулировать устройством, предварительно исправляя неровности его профиля, встречающиеся на пути движения при разрезании крышки коробки. Таким образом операции совмещаются во времени и пространстве без дополнительных приспособлений и инструментов.

Опытные испытания предложенного устройства подтвердили новые положительные качества по снижению усилий разрезания, универсальности применения, расширению технологических возможностей и повышению функциональной надежности конструкции.

Изобретение относится к ручным режущим устройствам для открывания закупоренных металлических закатных коробок. Устройство включает смонтированные на общей оси два смыкаемых рычага с рукоятками, несущих расположенные в одной плоскости валы соответственно дискового ножа и тягового рифленого колеса, кинематически замкнутые между собой посредством зубчатого зацепления. Вал дискового ножа наклонен к нормально смонтированному относительно рычага валу тягового колеса, под которым установлен кулачок, выступающий для взаимодействия со стенкой коробки за дисковый нож с асимметричной режущей кромкой. На коаксиальной втулке независимого вращения относительно вала тягового колеса закреплена ступица рычага с рукояткой, несущая шестерню редуктора, зубчатое колесо которого закреплено на валу тягового колеса. Устройство характеризуется снижением усилия вращения тягового колеса, обеспечивает плавное встречное вращение дискового ножа, что служит повышению производительности и облегчению вскрытия вручную толстостенных металлических коробок различной конфигурации и типоразмеров. 5 ил.

Устройство для вскрытия консервных коробок, включающее смонтированные на общей оси два смыкаемых рычага с рукоятками, несущих расположенные в одной плоскости валы соответственно дискового ножа с асимметричной режущей кромкой и тягового рифленого колеса, кинематически замкнутых между собой, и поворотный рычаг с рукояткой, при этом вал дискового ножа закреплен на опорной катушке и наклонен к нормально смонтированному относительно рычага валу тягового колеса, под которым установлен кулачок, выступающий за дисковый нож для взаимодействия со стенкой коробки, а поворотный рычаг с рукояткой через втулку независимого вращения закреплен на валу тягового колеса и имеет закрепленную на ступице шестерню, входящую в редуктор для вращения вала тягового рифленого колеса.