Вариатор с однозаходной винтовой резьбой

Изобретение относится к устройству автоматического открывания для упаковки, а также к резьбе переменного направления, предназначенной для использования в крышке для упаковки. Устройство автоматического открывания для упаковки содержит удлиненное цилиндрическое тело (3), наружная поверхность которого имеет наружную резьбу, колпачок (26), содержащий режущее средство для разрезания упаковки, и базирующий элемент (9), нижняя поверхность которого выполнена с возможностью крепления к разрезаемой части упаковки. Колпачок (26) содержит верхний элемент (27) и выступающую по вертикали удлиненную боковую стенку (28), на внутренней поверхности которой предусмотрена резьба, обеспечивающая возможность навинчивания колпачка (26) на наружную резьбу (2) удлиненного цилиндрического тела (3). При этом наружная резьба содержит по меньшей мере одну первую канавку (2c) и по меньшей мере одну вторую канавку (2f) противоположного направления по отношению к указанной по меньшей мере одной первой канавке (2c), причем указанная по меньшей мере одна вторая канавка (2f) является продолжением указанной по меньшей мере одной первой канавки (2c). Такое выполнение резьбы позволяет выступу резьбы менять свой путь в канавке резьбы при выполнении движений закручивания и откручивания. Устройство вариатора с винтовой резьбой, содержащее горлышко 3 упаковки и колпачок 26, снабженный несколькими выступающими режущими элементами 30 на внутренней поверхности 29 элемента 27 колпачка. Указанный вариатор с винтовой резьбой содержит несколько нисходящих канавок 2c, соединенных с восходящими канавками 2f, по которым могут проходить сегменты 19 с внутренней винтовой резьбой. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к устройствам вариаторов с винтовой резьбой, позволяющим выступу резьбы менять свой путь в единственной канавке резьбы при выполнении движений закручивания и выкручивания.

Винтовая резьба имеет вид спирали, состоящей, главным образом, из канавки и выступа, или витка, выполненных на поверхности цилиндрического или имеющего незначительную конусность тела с целью формирования винтовой поверхности.

Винтовые резьбы могут наноситься на внешнюю поверхность цилиндрического или незначительно сведенного на конус тела, в этом случае они имеют обозначение «наружная резьба», либо могут выполняться на внутренней поверхности полости цилиндрической или конической формы, именуясь в таком случае «внутренней резьбой».

Поперечное сечение резьбы может принимать разнообразные геометрические формы, например, квадрата, треугольника, трапеции и др.

Винтовыми системами называют системы, в которых элемент, снабженный внутренней резьбой, входит в зацепление с элементом, имеющим наружную резьбу, в результате вращательного движения, обеспечивающего вход выступов одной резьбы в канавки другой.

В процессе такого зацепления по мере продолжения вращательного движения винтовая поверхность резьбы, помимо вращательного движения, происходящего между двумя указанными элементами, обусловливает поступательное движение, выполняемое двумя этими элементами.

Иными словами, винтовые резьбы могут преобразовывать вращательное усилие или движение в линейное, или наоборот.

Типичным примером резьбовой системы является колпачок с внутренней винтовой резьбой, входящий в зацепление с горлышком бутылки, снабженным наружной резьбой.

Вращательное движение навинчивания колпачка для входа в зацепление с горлышком бутылки называют закручиванием. Вращательное движение выведения колпачка из зацепления с горлышком называют откручиванием.

Принято считать, что первую винтовую резьбу изобрел греческий математик Архит Тарентский в V веке до н.э. Такое соединение является одним из основополагающих механизмов, созданных на заре развития человечества и использующихся в большинстве современных устройств.

Винтовые резьбы находят применение в самых разных областях и могут использоваться, например, для:

- прикрепления предметов друг к другу (например, болты и гайки), выполняя функцию фиксации;

- передачи движений (например, домкраты и автомобильные редукторы), в этом случае выполняя функцию трансмиссии;

- уплотнения (например, в трубопроводах и крышках различных емкостей).

По направлению вращения при закручивании винтовые резьбы бывают двух основных типов:

- правые резьбы, в которых движение закручивания выполняется по часовой стрелке;

- левые резьбы, в которых движение закручивания выполняется против часовой стрелки.

По типу резьбы подразделяют на:

- однозаходные, образованные только одной винтовой линией;

- многозаходовые резьбы, образованные, по меньшей мере, двумя винтовыми линиями.

Шагом резьбы называют линейное расстояние между вершинами двух соседних витков винтовой резьбы, измеренное вдоль линии, параллельной оси симметрии резьбы. Решающим фактором при определении линейного расстояния является угол наклона резьбы относительно ее образующей.

Поступательное или возвратное движение резьбового элемента, например, болта, определяется как осевое продвижение, выполняемое этим резьбовым элементом после выполнения полного оборота на 360°.

Величина такого поступательного или возвратного движения резьбового элемента определяется шагом этой резьбы.

Если резьбовой элемент снабжен однозаходной резьбой, шаг и величина продольного продвижения при поступательном или возвратном движении совпадают. Если резьбовой элемент снабжен многозаходовой резьбой, то величина продольного продвижения при поступательном или возвратном движении равна значению шага, умноженного на число заходов резьбы.

Таким образом, поступательное или возвратное движение можно описать с помощью следующей формулы:

L = N x P,

где:

L → поступательное или возвратное движение

N → число заходов резьбы

P → шаг резьбы

Независимо от назначения резьбы величина поступательного или возвратного движения всегда будет зависеть от шага резьбы. Это обусловлено их неизменяемым физическим отношением.

Неизменяемость отношения между продольным продвижением (поступательным или возвратным движением) и шагом винтовой резьбы мешает или даже исключает ее применение в ситуациях, когда требуется, чтобы величина этих продольных продвижений была переменной для процесса закручивания или откручивания двух резьбовых элементов.

Когда возникает такая необходимость, конструкторы вынуждены искать технические решения, которые обычно, помимо свойственной им определенной сложности, связаны с нежелательным увеличением затрат на изготовление.

Наряду с другими областями применения эта проблема явно прослеживается в контейнерах, используемых для хранения жидкостей, в частности, в емкостях одноразового использования, изготавливаемых с носиками, горлышками или аналогичными сливными приспособлениями.

В настоящее время одноразовые емкости находят широкое применение при упаковке различных видов жидкостей, в частности, в производстве кисломолочных продуктов и фруктовых соков, а также в аналогичных отраслях.

Один из хорошо известных типов емкостей изготавливают из волокнистого тонкого ламинированного материала, обычно бумаги, к которому прикрепляют второй тонкий ламинированный материал высокой прочности, обычно алюминий. На этот многослойный композиционный материал наносят слой непроницаемого термопластичного материала, обычно полиэтилена.

Такой тип материала отличается очень низкой производственной себестоимостью и может легко принимать различные формы. Это ощутимо упрощает процесс изготовления емкости с использованием такого материала.

Желательно, чтобы емкости из такого материала были снабжены горлышком, через которое содержимое могло бы вытекать при необходимости. Так же желательно, чтобы горлышко закрывалось крышкой, в качестве которой обычно используют резьбовой колпачок, который может служить герметизирующим элементом в таких случаях, когда из емкости выливают только часть содержимого, а остальное содержимое должно оставаться в емкости герметично закрытым.

Из санитарно-гигиенических соображений и для обеспечения безопасности пищи горлышки таких емкостей должны иметь такую конструкцию, чтобы в процессе промышленного производства емкость была герметично закрыта с соблюдением асептических требований, и чтобы она оставалась такой до того момента, когда понадобится вылить содержимое.

Если емкости изготавливают из описанного выше ламинированного материала, продукт обычно бывает герметично упакован внутри емкости, а горлышко устроено таким образом, что резьбовой колпачок откручивается путем вращения. Такое откручивающее движение вызывает смещение внутренних компонентов горлышка, в результате чего в той части ламинированного материала, к которой прикреплено горлышко, образуется проход для жидкости.

В итоге такое действие открывает отверстие, расположенное непосредственно под горлышком, что позволяет содержимому емкости выливаться через указанное горлышко. Если из емкости выливается не все содержимое, будет достаточно снова привинтить винтовой колпачок к резьбовому носику горлышка, чтобы повторно закрыть емкость.

Такой тип горлышка часто именуют «механизмом автоматического открывания».

Известно устройство горловины, описанное в патентном документе PI0213426-8, соответствующем международной патентной заявке WO03/035491 и включенном в нее путем ссылки, которое можно использовать в емкостях, изготовленных из ламинированного материала, аналогичного описанному выше.

Такое устройство горловины содержит элемент горлышка 4 и колпачок 2. Элемент горлышка 4 содержит плоское основание 29, выполненное за одно целое с горлышком 24, снабженным наружной винтовой резьбой 42, причем жидкость заливают в емкость через горлышко.

К нижней части элемента горлышка 4 с помощью поворотного элемента 28 подсоединен укупорочный язычок 26. Между фланцем язычка 26 и внутренней стенкой горлышка 24 предусмотрен кольцевой зазор 30, так что язычок 26 может наклоняться внутри горлышка 24 вместе с поворотным элементом 28.

За одно целое с верхней поверхностью язычка 26 выполнен кулачковый поводок 32, а заодно целое с нижней поверхностью язычка 26 выполнен режущий элемент 34.

Колпачок 2 содержит крышку 5, выполненную за одно целое с цилиндрической боковой стенкой 34, снабженной внутренней резьбой 6. внутренняя донная поверхность крышки 5 снабжена первым кулачком 8, который может входить в зацепление с кулачковым поводком 32 язычка 26. Второй кулачок 9 находится на внутренней донной поверхности крышки 5 на наружном участке относительно участка, на котором расположен первый кулачок 8.

При отвинчивании колпачка 2 устройства горловины в первый раз это вращательное движение вводит первый кулачок 8 в зацепление с кулачковым поводком 32. По мере продолжения вращательного движения колпачка 2 первый кулачок 8 оказывает воздействие на кулачковый поводок 32 и затем на язычок 26.

Поскольку язычок 26 соединен с поворотным элементом 28, значит, язычок 26 будет разворачиваться в направлении внутренней полости емкости. В результате режущий элемент 34 будет под усилием смещаться к тому участку ламинированного материала емкости, который расположен непосредственно под ним, таким образом выполняя надрез на этом участке. В итоге открывается проход для жидкости, упакованной в емкости, и теперь она сможет вытекать через элемент горлышка 4.

В определенных случаях кулачковый поводок 32 может располагаться таким образом, чтобы не контактировать с кулачком 8, вследствие чего устройство горловины не будет функционировать надлежащим образом. В таком случае, когда колпачок 2 закручивается в резьбовом горлышке 4, кулачковый поводок 32 в определенный момент соприкасается с поверхностью 14 второго кулачка 10.

По мере продолжения закручивающего движения кулачковый поводок 32 будет направляться вторым кулачком 10 в позицию у начального участка 12 первого кулачка 8. Таким образом, далее кулачковый поводок 32 будет расположен в надлежащем положении, чтобы в будущем можно было открывать устройство горловины.

Недостаток, отмечаемый в устройстве горловины, описанном в патентном документе PI0213426-8, заключается в том, что срабатывание механизма происходит при откручивании колпачка 2 с горлышка 24. Поскольку это вращательное движение заставляет кулачок 8 перемещаться в направлении от колпачка 2 относительно кулачкового поводка 32 язычка 26, как следствие, возникает необходимость в удлинении этих двух деталей по вертикали, чтобы получить требуемый механический результат - а именно прокол и разрыв ламинированного материала емкости режущим элементом 34 в соответствии с приведенным выше описанием.

Такое удлинение по вертикали этих двух деталей и, как следствие, колпачка 2 и горлышка 4, обусловливает относительно большие размеры устройства горловины. В конечном итоге это затрудняет укладку емкостей друг на друга в транспортных упаковках, что влечет за собой проблемы с их транспортировкой.

Кроме того, такое решение обусловливает нежелательное увеличение расходов сырья и, следовательно, увеличение времени инжекции при изготовлении деталей, что приводит к повышению производственной себестоимости.

В бразильском патенте PI0311973-4 описано техническое решение, позволяющее решить проблему, вызванную движением от крышки относительно режущего элемента емкости, путем применения третьей независимой детали, вскрывающей емкость.

Хотя применение этого решения позволяет несколько уменьшить размеры узла, состоящего из колпачка и горлышка, что упрощает хранение и транспортировку емкостей, его недостаток заключается в том, что требуется изготовление третьей детали, вследствие чего увеличивается расход сырья, а также возникает необходимость в использовании трех инжекционных литьевых пресс-форм, по одной для каждой детали, что увеличивает время изготовления.

Более того, в процессе изготовления приходится осуществлять сборку из трех деталей вместо двух, что усложняет процесс сборки. В то же время такая сборка должна быть автоматизированной, исключающей ручное вмешательство человека, чтобы избежать загрязнения.

Известны устройства горловины (описанные в бразильских патентных документах PI0518924-1, PI0702838-5, PI0702839-3 и PI0702842-3), содержащих, по существу, горлышко и крышку, где третья деталь монтируется в горлышко и служит для открывания емкости. Эти устройства имеют такие же упомянутые выше недостатки, что и устройство, раскрытое в патентном документе PI0311973-4.

Общая проблема, свойственная всем описанным выше устройствам, состоит в том, что при первом откручивании колпачков приводные механизмы в колпачке должны приводить режущий элемент в движение таким образом, чтобы он прорезал отверстие в емкости, позволяя таким образом затем выливать содержимое из емкости наружу.

Избежать такого отводящего движения невозможно, поскольку продвижение вперед и отведение от резьбового элемента зависят только от шага резьбы и количества заходов в ней, что, как уже упоминалось выше, представляет собой жестко заданное и неизменное соотношение.

При откручивании таких колпачков в первый раз приводные механизмы на внутренней донной поверхности колпачка должны приводить в действие указанный механизм вскрытия упаковки. Однако поскольку приводные механизмы, как правило, движутся в направлении от механизма открытия упаковки, необходимо сконструировать приводной механизм таким образом, чтобы компенсировать такое движение отведения.

Техническое решение, использованное для устранения этой проблемы, предусматривало удлинение приводных механизмов внутрь горлышка, что позволяло компенсировать такое отведение, что подтверждалось в документе PI0213426-8. Но, как уже упоминалось выше, такое продление создает целый ряд проблем, в т.ч. увеличение размеров колпачка и горлышка, расхода материалов и времени изготовления, а также увеличение размеров самого устройства горловины, что затрудняет штабелирование емкостей.

Еще одно решение, направленное на устранение этих недостатков, предусматривало добавление в узел третьей детали, функция которой заключалась в том, чтобы сделать отверстие в упаковке; но существенным недостатком этого технического решения оказалось значительное повышение производственной себестоимости, обусловленное увеличением времени, требуемого на изготовление, в частности на сборку этих трех деталей в единый узел, а также увеличением расхода сырья, необходимого для изготовления третьей детали.

Настоящее изобретение относится к устройству вариатора с винтовой резьбой, позволяющему сконструировать упомянутые приводные механизмы таким образом, чтобы исключить необходимость удлинения компонентов для компенсации восходящего продольного продвижения при первом откручивании колпачка с горлышка, а также чтобы не требовалось использовать третью деталь для вскрытия упаковки.

Краткое описание фигур чертежей

Преимущества настоящего изобретения более подробно излагаются в приведенном ниже детальном описании с использованием примеров, в сочетании с прилагаемыми чертежами, ссылки на которые даны в тексте, и которые являются неотъемлемой частью этого описания.

На фиг. 1 изображен вид горлышка спереди, снабженного наружной резьбой, являющегося частью вариатора с однозаходной винтовой резьбой согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 изображен вид снизу в перспективе на колпачок, снабженный сегментами с внутренней резьбой, представляющими собой часть вариатора с однозаходной винтовой резьбой согласно настоящему изобретению.

На фиг. 3 представлен вид спереди на поперечное сечение в момент, когда сегменты колпачка с внутренней резьбой начинают входить в зацепление с внутренней резьбой горлышка.

На фиг. 4 представлен вид спереди на поперечное сечение в момент, когда витки внутренней резьбы колпачка находятся в первом положении, частично войдя в канавки внутренней резьбы горлышка.

На фиг. 5 представлен вид спереди на поперечное сечение в момент, когда витки внутренней резьбы колпачка находятся во втором положении, частично войдя в канавки внутренней резьбы горлышка.

На фиг. 6 изображен вид спереди на поперечное сечение в момент, когда витки внутренней резьбы колпачка полностью вошли в канавки внутренней резьбы горлышка в окончательном собранном положении.

Описание осуществления изобретения

На фиг. 1 - 6 изображено устройство горловины, снабженное колпачком, в котором размещен механизм вскрытия емкости, использующий устройство вариатора с винтовой резьбой согласно настоящему изобретению и предназначенное для обеспечения продольного продвижения вперед и назад с целью вскрытия емкости.

На фиг. 1, согласно данному варианту осуществления изобретения, устройство вариатора 1 с винтовой резьбой используется в удлиненном цилиндрическом теле 3. Наружная винтовая резьба 2, или просто резьба 2, выполнена на наружной поверхности удлиненного цилиндрического тела 3 и в данном случае представляет собой трехзаходную резьбу.

Удлиненное цилиндрическое тело 3 может быть, например, горлышком емкости, на которое может навинчиваться колпачок 26 (на чертеже не показан) с опорой на верхнюю поверхность 9s базирующего элемента 9, нижняя поверхность 9i которого прикрепляется к емкости, как изображено на фиг. 1 - 6.

Здесь и далее слова «горлышко» и «удлиненное цилиндрическое тело» используются как взаимозаменяемые понятия и обозначают один и тот же компонент.

Каждый выступ (в этом описании именуемый также равнозначным понятием «нитка резьбы») наружной резьбы 2 содержит первую нисходящую верхнюю нитку 2a с верхней боковой стороной 10 и нижней боковой стороной 12, и первую нисходящую нижнюю нитку 2b с верхней боковой стороной 11 и нижней боковой стороной 13.

Между первой нисходящей верхней ниткой 2a и первой нисходящей нижней ниткой 2b образована нисходящая канавка 2c, снабженная входом 4a.

Наружная резьба 2 также содержит вторую восходящую верхнюю нитку 2d, прилегающую к первой нисходящей верхней нитке 2a, вторую восходящую нижнюю нитку 2e, прилегающую к первой нисходящей нитке 2b, и концевой упор 18.

Вторая восходящая верхняя нитка 2d имеет верхнюю боковую сторону 14 и нижнюю боковую сторону 16, а вторая восходящая нижняя нитка 2e имеет верхнюю боковую сторону 15 и нижнюю боковую сторону 17. У концевого упора 18 имеется нижняя боковая сторона 18a.

Между второй восходящей верхней ниткой 2d, второй восходящей нижней ниткой 2e и концевым упором 18 образована восходящая канавка 2f.

В первой точке сопряжения 6 происходит соединение между каждой первой нисходящей верхней ниткой 2a и каждой второй восходящей верхней ниткой 2d так, чтобы переход с нижней боковой стороны 12 первой нисходящей верхней нитки 2a к нижней боковой стороне 16 второй восходящей верхней нитки 2d был таким, чтобы одна боковая сторона служила продолжением другой стороны с образованием между ними вогнутого угла.

В первой точке сопряжения 6 происходит переход с конфигурации с правой резьбой первой нисходящей верхней нитки 2a на конфигурацию с левой резьбой второй восходящей верхней нитки 2d.

Таким образом, угол наклона первой нисходящей верхней нитки 2a относительно образующей линии резьбы и угол наклона второй восходящей верхней нитки 2d относительно образующей линии резьбы выбираются так, чтобы получить правую резьбу и левую резьбу, соответственно.

Во второй точке сопряжения 7 происходит соединение между каждой первой нисходящей нижней ниткой 2b и каждой второй восходящей нижней ниткой 2e так, чтобы переход с верхней боковой стороны 11 первой нисходящей нижней нитки 2b на верхнюю боковую сторону 15 второй восходящей нижней нитки 2e был выполнен таким образом, чтобы одна боковая сторона служила продлением другой боковой стороны с образованием между ними выпуклого угла.

Во второй точке сопряжения 7 происходит переход с конфигурации с правой резьбой первой нисходящей нижней нитки 2b на конфигурацию с левой резьбой для второй восходящей нижней нитки 2e.

Таким образом, угол наклона первой нисходящей нижней нитки 2b относительно образующей линии резьбы и угол наклона второй восходящей нижней нитки 2e относительно образующей линии резьбы выбираются так, чтобы получить правую резьбу и левую резьбу, соответственно.

Угол наклона левой резьбы у второй восходящей нижней нитки 2e фактически равен углу наклона левой резьбы второй восходящей верхней нитки 2d.

Вторая восходящая верхняя нитка 2d примыкает к концевому упору 18 в третьей точке сопряжения 32. Концевой упор 18 имеет конфигурацию с правой резьбой, где угол наклона фактически идентичен углу первой нисходящей верхней нитки 2a и первой нисходящей нижней нитки 2b.

Поскольку вторая восходящая нижняя нитка 2e относится к левой резьбе, концевой упор 18 будет примыкать ко второй восходящей нижней нитке 2e в четвертой точке сопряжения 33. Как можно видеть на фиг. 1, между второй восходящей верхней ниткой 2d, второй восходящей нижней ниткой 2e и концевым упором 18 образована восходящая канавка 2f.

Колпачок 26, изображенный на фиг. 2, содержит, главным образом, дискообразный элемент 27 колпачка с внутренней поверхностью 29 и удлиненную боковую стенку 28 в виде прямого цилиндрического тела. С внутренней стороны удлиненной боковой стенки 28 выполнены сегменты 19 с внутренней резьбой. В данном случае выполнено три сегмента, равноудаленных друг от друга и также равноудаленных от внутренней поверхности 29 дискообразного элемента 27 колпачка.

Сегменты 19 с внутренней резьбой имеют переднюю часть 20 и заднюю часть 21.

В данном варианте осуществления изобретения сегменты 19 с внутренней резьбой являются, по сути, сегментами внутренней шестизаходной резьбы, имеющей те же характеристики, что и резьба 2, выполненная на горлышке 3, где выполнено только три сегмента 19 с внутренней резьбой вместо шести. Иными словами, сегменты выполнены в соответствии с альтернативным вариантом.

Следует отметить, что выполнение всего трех сегментов 19 с внутренней резьбой в данном варианте осуществления изобретения - это лишь один из конструктивных вариантов, и это ни в коем случае не может рассматриваться как ограничение изобретения. Нет никаких препятствий к тому, чтобы снабдить колпачок 26 всеми возможными вариантами сегментов 19 с внутренней резьбой. В данном варианте осуществления изобретения предусмотрено шесть сегментов 19 с внутренней резьбой.

Как можно увидеть на фиг. 2, внутренняя поверхность 29 верхнего элемента 27 снабжена несколькими распределенными по всей длине окружности выступающими режущими элементами 30 с острыми концами 30a, образуя в данном варианте осуществления изобретения поворотный режущий элемент, предназначенный для разрезания упаковки, как будет описано ниже.

При первом завинчивании колпачка 26 по резьбе 2 горлышка 3 (эта операция выполняется на заводе-изготовителе) передние части 20 сегментов 19 с внутренней резьбой проходят по заходам 4a резьбы 2 и входят в зацепление с нисходящими канавками 2c, как изображено на фиг. 3.

Поскольку сегменты с внутренней резьбой 19 навинчиваются на наружную резьбу 2, происходит сопутствующее нисходящее движение по оси, и, следовательно, то же самое будет происходить с колпачком 26. Иными словами, в дополнение к вращательному закручивающему движению происходит также нисходящее движение по оси.

В результате непрерывного вращательного закручивающего движения сегментов 19 с внутренней резьбой по нисходящим канавкам 2c резьбы 2 горлышка 3 передние части 20 сегментов 19 с внутренней резьбой будут продвигаться вдоль внутренней стороны нисходящих канавок 2c, как изображено на фиг. 4.

В определенный момент задние части 21 каждого сегмента 19 с внутренней резьбой будут проходить мимо первой точки сопряжения 6, а передние части 20 сегментов 19 с внутренней резьбой достигнут второй точки сопряжения 7 у нижнего конца первой нисходящей нижней нитки 2b, как изображено на фиг. 5.

После этого сегменты 19 с внутренней резьбой выйдут из нисходящей канавки 2c и будут направлены в восходящую канавку 2f, а передние части 20 сегментов 19 с внутренней резьбой будут прижаты к верхним боковым сторонам 15 вторых восходящих нижних ниток 2e резьбы.

После продолжения закручивающего движения передние части 20 сегментов 19 с внутренней резьбой проскользнут по верхним боковым сторонам 15 вторых восходящих нижних ниток 2e резьбы.

Поскольку вторые восходящие нижние нитки 2e имеют конфигурацию с левой восходящей резьбой, сегменты 19 с внутренней резьбой принудительно меняют направление своего движения по оси на противоположное, которое после этого становится восходящим движением по оси, т.к. сегменты 19 с внутренней резьбой пересекают продление верхних боковых сторон 15 вторых восходящих нижних ниток 2e внутри восходящей канавки 2f.

Следовательно, колпачок 26 начнет выполнять восходящее движение по оси, которое завершится в тот момент, когда передние концы 20 сегментов 19 с внутренней резьбой достигнут нижней боковой стороны 18i концевых упоров 18.

В этот момент заканчивается движение закрытия колпачка 26 на горлышке 3.

Важно отметить, что размеры сегментов 19 с внутренней резьбой подбираются таким образом, чтобы идеально подходить для восходящей канавки 2f, с тем чтобы во время операции закрытия колпачка 26 и, в частности, в тот момент, когда сегменты 19 с внутренней резьбой меняют направление своего движения по оси, чтобы начать входить в восходящие канавки 2f, не возникало никаких проблем,

Когда требуется в первый раз вывести колпачок 26 из зацепления с горлышком 3, следует выполнить поворотное движение откручивания колпачка 26 относительно наружной резьбы 2 горлышка 3.

В начале этого движения откручивания задние части 21 сегментов 19 с внутренней резьбой коснутся нижних боковых сторон 16 вторых восходящих верхних ниток 2d, в результате чего сегменты 19 с внутренней резьбой, в дополнение к совершению поворотного движения откручивания, также начинают нисходящее движение по оси в результате того, что вторые восходящие верхние нитки 2d имеют конфигурацию левой восходящей резьбы.

Вместе с тем передние части 20 сегментов с внутренней резьбой 19 будут проходить через верхние боковые стороны 15 вторых восходящих нижних ниток 2e по мере откручивания колпачка 26.

Такое нисходящее движение по оси сегментов с внутренней резьбой 19 заканчивается, когда задние части 21 сегментов 19 с внутренней резьбой полностью минуют первую точку сопряжения 6, а передние части 20 сегментов с внутренней резьбой 19 достигнут второй точки сопряжения 7.

В этот момент сегменты 19 с внутренней резьбой начнут заход в нижние участки нисходящих канавок 2c, проходя между первыми нисходящими верхними нитками 2a и первыми нисходящими нижними нитками 2b.

Начиная с этого момента и по мере продолжения откручивания колпачка 26, сегменты 19 с внутренней резьбой будут двигаться по нисходящим канавкам 2c в направлении заходов 4a. После того, как сегменты с внутренней резьбой 19 полностью пройдут через заходы 4a, колпачок 26 затем полностью отвинчивается с горлышка 3.

Сочетание начального кругового движения откручивания колпачка 26 и описанное выше последовательное нисходящее движение по оси, когда сегменты 19 с внутренней резьбой проходят через восходящую канавку 2f, приводит к тому, что острые концы 30a выступающих режущих элементов 30 выступают из своего исходного положения в направлении емкости, таким образом выполняя разрез и последовательное вскрытие емкости, на которую навинчен колпачок 26.

Расстояние нисходящего движения колпачка 26 по оси будет зависеть от углов наклона второй восходящей верхней нитки 2d и второй восходящей нижней нитки 2e относительно их образующих, которые фактически идентичны.

Хотя поворотный режущий элемент, изображенный на фиг. 2, имеет выступающие режущие элементы 30 почти по всему его периметру для обеспечения вскрытия упаковки их острыми концами 30a при первом открытии колпачка, в целях экономии материала можно выполнить меньшее количество выступающих режущих элементов 30, при условии, что этого числа достаточно для вскрытия упаковки во время первоначального нисходящего откручивания колпачка.

Из соображений безопасности и гигиены колпачок 26 может быть снабжен механизмом предотвращения откручивания (на чертежах не показан). Одна из функций этих механизмов откручивания винтового колпачка состоит в том, чтобы гарантировать конечному пользователю, что колпачок 26 останется на том месте, в котором он был установлен при сборке на заводе-изготовителе, до момента откручивания с целью вылить содержимое из емкости.

Из уровня техники известны различные типы устройств с контролем вскрытия, предотвращающие несанкционированное откручивание колпачка, которые по причине их известности здесь не описываются. Кроме того, они не относятся к настоящему изобретению, и в связи с этим здесь не предлагается вариантов их осуществления.

Таким образом, как было продемонстрировано выше, устройство вариатора с винтовой резьбой 1 согласно настоящему изобретению обеспечивает эффективную возможность простого изготовления и использования путем включения в конструкцию компонентов, которые приводят к изменению направления движения колпачка 26 по оси в начальный момент его откручивания от горлышка 3.

Далее, благодаря настоящему изобретению отпадает необходимость в использовании дополнительных компонентов, уменьшается количество применяемых материалов и сокращается время изготовления, и в то же время упрощается вся операция сборки узла на заводе-изготовителе, в результате чего снижается производственная себестоимость и обеспечиваются существенные экономические преимущества.

Хотя настоящее изобретение описано в контексте применения для винтовых горлышек различных контейнеров и используется в механизмах, действующих по принципу откручивания колпачков или крышек, соединенных с такими горлышками, следует отметить, что устройство вариатора с винтовой резьбой согласно настоящему изобретению может применяться в любых ситуациях, где требуется использовать колпачок, снабженный поворотным режущим элементом, который служит для разрезания материала, расположенного непосредственно под колпачком, в момент начала откручивания колпачка от горлышка, на которое он навинчен.

Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается примерами применения, приведенными в данном описании, и ограничено только содержанием формулы изобретения.

1. Устройство (1) автоматического открывания для упаковки, содержащее:

удлиненное цилиндрическое тело (3);

колпачок (26);

базирующий элемент (9), имеющий верхнюю поверхность (9s) и нижнюю поверхность (9i), при этом наружная поверхность удлиненного цилиндрического тела (3) снабжена наружной резьбой (2), а нижняя поверхность (9i) базирующего элемента (9) выполнена с возможностью крепления к разрезаемой части упаковки;

при этом колпачок (26) содержит верхний элемент (27) с внутренней поверхностью (29) и удлиненной боковой стенкой (28), выступающей по вертикали, причем на внутренней поверхности удлиненной боковой стенки (28) предусмотрена резьба, обеспечивающая возможность навинчивания колпачка (26) на наружную резьбу (2) удлиненного цилиндрического тела (3);

при этом наружная резьба (2) содержит по меньшей мере одну первую канавку (2c) и по меньшей мере одну вторую канавку (2f) противоположного направления по отношению к указанной по меньшей мере одной первой канавке (2c), причем указанная по меньшей мере одна вторая канавка (2f) является продолжением указанной по меньшей мере одной первой канавки (2c);

при этом колпачок (26) содержит режущее средство для разрезания указанной разрезаемой части упаковки.

2. Устройство по п.1, в котором:

каждая из указанной по меньшей мере одной первой канавки (2c) образована между первой верхней ниткой (2a) резьбы и первой нижней ниткой (2b) резьбы, при этом указанная первая верхняя нитка (2a) резьбы имеет верхнюю боковую сторону (10) и нижнюю боковую сторону (12), а указанная первая нижняя нитка (2b) резьбы имеет верхнюю боковую сторону (11) и нижнюю боковую сторону (13);

причем каждая из указанной по меньшей мере одной канавки (2c) снабжена заходом (4a);

при этом каждая из указанной по меньшей мере одной второй канавки (2f) образована между второй верхней ниткой (2d) резьбы и второй нижней ниткой (2e) резьбы, причем указанная вторая верхняя нитка (2d) резьбы имеет верхнюю боковую сторону (14) и нижнюю боковую сторону (16), а указанная вторая нижняя нитка (2e) резьбы имеет верхнюю боковую сторону (15) и нижнюю боковую сторону (17), причем вторая верхняя нитка (2d) резьбы является продолжением первой верхней нитки (2a) резьбы, а вторая нижняя нитка (2e) резьбы является продолжением первой нижней нитки (2b) резьбы;

при этом в конечной части каждой второй канавки (2f) предусмотрен концевой упор (18), имеющий нижнюю боковую сторону (18a);

при этом внутренний конец указанной нижней боковой стороны (12) первой верхней нитки (2a) резьбы соединяется с первым концом указанной нижней боковой стороны (16) второй верхней нитки (2d) резьбы в первой точке (6) сопряжения с образованием между ними нижнего вогнутого угла, причем в этой первой точке (6) сопряжения происходит изменение направления резьбы;

при этом внутренний конец указанной верхней боковой стороны (11) первой нижней нитки (2b) резьбы соединяется с первым концом указанной верхней боковой стороны (15) второй нижней нитки (2e) резьбы во второй точке 7 сопряжения с образованием между ними верхнего выпуклого угла, причем в этой второй точке (7) сопряжения происходит изменение направления резьбы;

при этом первый конец указанной нижней боковой стороны (18a) концевого упора (18) соединяется со вторым противоположным концом указанной нижней боковой стороны (16) второй верхней нитки (2d) резьбы в третьей точке (32) сопряжения с образованием между ними верхнего выпуклого угла;

при этом второй противоположный конец указанной нижней боковой стороны (18a) концевого упора (18) соединяется со вторым противоположным концом указанной верхней боковой стороны (15) второй нижней нитки (2e) резьбы в четвертой точке (33) сопряжения с образованием между ними нижнего выпуклого угла.

3. Устройство по п.2, в котором колпачок (26) имеет резьбу на внутренней поверхности удлиненной боковой стенки (28), содержащую несколько сегментов с внутренней резьбой (19), выполненных с возможностью зацепления с указанной наружной резьбой (2).

4. Устройство по п.3, в котором колпачок (26) снабжен по меньшей мере одним выступающим режущим элементом (30), проходящим от внутренней поверхности (29) верхнего элемента (27).

5. Устройство по п.4, в котором указанный по меньшей мере один выступающий режущий элемент (30) имеет острый конец (30a).

6. Устройство по п.4, в котором указанный по меньшей мере один выступающий режущий элемент (30) содержит несколько выступающих режущих элементов (30), размещенных по периметру внутренней поверхности (29) верхнего элемента (27) колпачка (26).

7. Устройство по п.6, в котором первая канавка (2c) имеет нитку правой резьбы, а вторая канавка (2f) имеет нитку левой резьбы.

8. Устройство по п.1, в котором указанное режущее средство содержит по меньшей мере один выступающий режущий элемент (30).

9. Устройство по п.8, в котором указанный по меньшей мере один выступающий режущий элемент (30) содержит несколько выступающих режущих элементов (30), размещенных по периметру внутренней поверхности (29) верхнего элемента (27) колпачка (26).

10. Устройство по п.9, в котором первая канавка (2c) имеет нитку правой резьбы, а вторая канавка (2f) имеет нитку левой резьбы.

11. Устройство по п.10, в котором указанный по меньшей мере один выступающий режущий элемент (30) имеет острый конец (30a).

12. Резьба (2) переменного направления, предназначенная для использования в крышке для упаковки, снабженной режущим средством для разрезания разрезаемой части этой упаковки, причем резьба содержит первую канавку (2c), за которой следует вторая канавка (2f) противоположного направления, являющаяся продолжением этой первой канавки (2c),

причем указанная первая канавка (2c) образована между первой верхней ниткой (2a) резьбы и первой нижней ниткой (2b) резьбы, при этом указанная первая верхняя нитка (2a) резьбы имеет верхнюю боковую сторону (10) и нижнюю боковую сторону (12), а указанная первая нижняя нитка (2b) резьбы имеет верхнюю боковую сторону (11) и нижнюю боковую сторону (13);

при этом первая канавка (2c) снабжена заходом (4a);

при этом вторая канавка (2f) образована между второй верхней ниткой (2d) резьбы и второй нижней ниткой (2e) резьбы, причем вторая верхняя нитка (2d) резьбы имеет верхнюю боковую сторону (14) и нижнюю боковую сторону (16), а указанная вторая нижняя нитка (2e) резьбы имеет верхнюю боковую сторону (15) и нижнюю боковую сторону (17), причем вторая верхняя нитка (2d) резьбы является продолжением первой верхней нитки (2a) резьбы, а вторая нижняя нитка (2e) резьбы является продолжением первой нижней нитки (2b) резьбы;

при этом в конечной части каждой второй канавки (2f) предусмотрен концевой упор (18), имеющий нижнюю боковую сторону (18a);

при этом внутренний конец указанной нижней боковой стороны (12) первой верхней нитки (2a) резьбы соединяется с первым концом указанной нижней боковой стороны (16) второй верхней нитки (2d) резьбы в первой точке (6) сопряжения с образованием между ними нижнего вогнутого угла, причем в этой первой точке (6) сопряжения происходит изменение направления резьбы;

при этом внутренний конец указанной верхней боковой стороны (11) первой нижней нитки (2b) резьбы соединяется с первым концом указанной верхней боковой стороны (15) второй нижней нитки (2e) резьбы во второй точке (7) сопряжения с образованием между ними верхнего выпуклого угла, причем в этой второй точке (7) сопряжения происходит изменение направления резьбы;

при этом первый конец указанной нижней боковой стороны (18a) концевого упора (18) соединяется со вторым противоположным концом указанной нижней боковой стороны (16) второй верхней нитки (2d) резьбы в третьей точке (32) сопряжения с образованием между ними верхнего выпуклого угла;

при этом второй противоположный конец указанной нижней боковой стороны (18a) концевого упора (18) соединяется со вторым противоположным концом указанной верхней боковой стороны (15) второй нижней нитки (2e) резьбы в четвертой точке (33) сопряжения с образованием между ними нижнего выпуклого угла.

13. Резьба по п.12, в которой указанная первая канавка (2c) имеет нитку правой резьбы, а указанная вторая канавка (2f) имеет нитку левой резьбы.