PL190889B1 - Układ zawiasowy wieloosiowy - Google Patents

Abstract

1. Uklad zawiasowy wieloosiowy, z co najmniej dwoma stabilnymi polozeniami zawierajacy pierwsza czesc zawia- sowa, druga czesc zawiasowa, co najmniej dwa ramiona laczace odsuniete od siebie na pewna odleglosc, co naj- mniej cztery obszary zginania laczace kazde z ramion laczacych bezposrednio z pierwsza czescia zawiasowa i druga czescia zawiasowa, przy czym kazde ramie laczace ma co najmniej cztery boki, podczas gdy dwa nie sasiadu- jace ze soba boki kazdego z ramion laczacych sa formo- wane przez jeden z obszarów zginania oraz ramiona lacza- ce maja przekrój poprzeczny zasadniczo sztywny na skre- canie, znamienny tym, ze co najmniej dwa obszary prze- noszace (45.1, 45.2, 45.3 i 45.4) sasiaduja z obszarami zginania (34.1, 34.2, 34.3, 34.4), a obszary sprezyste (40.1, 40.2, 40.3) czesci zawiasowych (2, 3), elastycznie od- ksztalcajace sie podczas otwierania i zamykania wielo- osiowego ukladu zawiasowego (1), sa polaczone z obsza- rami przenoszacymi (45.1, 45.2, 45.3 i 45.4), zas w poloze- niu zamknietym obszary zginania (34.1, 34.2) pierwszego ramienia laczacego (33.1) wyznaczaja pierwsza plaszczy- zne, a obszary zginania (34.3, 34.4) drugiego ramienia laczacego (33.2) wyznaczaja druga plaszczyzne przecina- jaca pierwsza plaszczyzne pod katem (?), przy czym ob- szary zginania (34.1, 34.2) pierwszego ramienia laczacego (33.1) i obszary zginania (34.3, 34.4) drugiego ramienia laczacego (33.2) sa ustawione pod katem (f) wzgledem siebie dla umozliwienia, co najmniej dwóch stabilnych polozen czesci zawiasowych (2, 3). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ zawiasowy wieloosiowy. Wynalazek dotyczy zatrzaskowej zawiasy, zwłaszcza zawiasy nadającej się do formowanych wtryskowo, jednoczęściowych zamknięć z tworzyw sztucznych.

Dawkowanie materiałów zużywalnych, takich jak kosmetyki i wyroby spożywcze, wymaga stosowania zamknięć dozujących, które można wytwarzać ekonomicznie i które szczelnie zamykają pojemnik w położeniu zamkniętym. Zamknięcia tego typu są często używane w pojemnikach jednorazowego użytku do wyrobów konsumpcyjnych, więc ich koszt jest istotny. Potrzebne są również zamknięcia bardzo wygodne dla użytkowników i dające dobre wrażenie w dotyku.

W przeszłoś ci czę sto używano wielu zamknięć pierwszej klasy połą czonych pojedynczą zawiasą główną albo szeregiem zawias głównych biegnących wzdłuż jednej osi. W niektórych z tych zawias stosowano element pośredni, taki jak element sprężysty albo napięty pasek, w celu wytworzenia środkowego położenia martwego, w którym naprężenie wewnątrz zamknięcia zapobiega trwałemu zatrzymaniu się go w tym położeniu, powodując albo jego całkowite otwarcie albo całkowite zamknięcie. Takie niestabilne położenie równowagi uważa się w zamknięciach tego typu za pożądane, ponieważ użytkownik uzyskuje zamknięcie dające na ogół dobre wrażenie w dotyku. Natomiast takie zamknięcia z pojedynczą zawiasą główną , nawet z takim elementem poś rednim, wymagają znacznego odsadzenia zawiasy głównej od obrysu zamknięcia ze względu na prosty ruch kapturka, co widać na fig. 3 niniejszego zgłoszenia. Takie zawiasy są również trudne do tłoczenia ze względu na asymetryczne drogi przepływu podczas wytłaczania. W rezultacie zawiasa znajduje się znacznie na zewnątrz korpusu zamknięcia, co nie jest pożądane w takich zamknięciach. Takie typy zamknięć z pojedynczą zawiasą główną są również często trudne do wytłaczania. Do przykładów takich urządzeń z pojedynczą zawiasą główną należą ujawnione w amerykańskich opisach patentowych nr 4,403,712 oraz nr 4,638,916.

W drugiej klasie zawias stosuje się wielokrotne zawiasy na wspólnej osi. Jednakż e otwieranie i zamykanie wielu połą czeń w zawiasach tego typu nie jest skoordynowane. Przykład takiej nie skoordynowanej zawiasy ujawniono w amerykańskim opisie patentowym nr 5,148,912, gdzie części zawiasy są połączone ze sobą za pośrednictwem dwóch sprężystych pasków, które są giętkie lub elastyczne na całej swojej długości. W takim zamknięciu sprężyste płytki paskowe, łączące zawiasowe wieczko z korpusem, wyginają się lub zginają na całej swojej długości w celu wytworzenia siły napędzającej zawiasę do pojedynczego stabilnego położenia, ponieważ w innym przypadku będą w niej ciągle naprężenia. Brak koordynacji pomiędzy wieloma osiami zawiasy umożliwia wieczku ruch wzdłuż wielu dróg względem zamknięcia ze względu na brak koordynacji pomiędzy częściami zamknięcia.

Trzecią klasę zawias stanowią skoordynowane wieloosiowe zawiasy obracające się na ogół wokół dwóch swoich osi i skonstruowane w taki sposób, że występują w nich na ogół dwa, zazwyczaj beznaprężeniowe, stabilne położenia, przy czym pomiędzy tymi położeniami znajduje się martwy punkt albo niestabilne położenie równowagi. W takiej zawiasie siła wytrącająca z położenia środkowego wykazuje skłonność do napędzania zawiasy z martwego położenia środkowego ku jednemu z dwóch położ e ń stabilnych. Takie zawiasy stanowią przedmiot wynalazku zgłoszony przez wnioskodawcę niniejszego zgłoszenia i najlepiej je przedstawiono w amerykańskim opisie patentowym nr 5,794,308, zatytułowanym „Zawiasa”. Wynalazek z tego opisu można w zasadzie opisać powołując się na model pokazany na fig. 1. W takich zawiasach stosuje się parę elementów zawiasowych zawierających sztywną na zginanie pośrednią część zawiasową 4 sprzężoną z pierwszą i drugą częścią zawiasową, zazwyczaj z korpusem i wieczkiem zamknięcia, za pośrednictwem elementów sprzęgających 6, 7, zapewniających sprężysty ruch odciążający w obszarze martwego położenia środkowego.

Innymi słowy, w opisie do patentu 5,794,308, elementy sprzęgające, połączone bezpośrednio z w przybliżeniu sztywną pośrednią częścią zawiasową, kompensują sprężyste odkształcenie, wytwarzając siły zatrzaskowe w obszarze środkowego położenia martwego.

Celem wynalazku jest poprawa konstrukcji wspomnianych powyżej zawias, poprzez co najmniej częściowe przekazywanie sił odkształcających wytwarzanych przez sztywne na zginanie lub skręcanie części pośrednie albo ramiona łączące do jednego lub więcej obszarów umożliwiających zdalne magazynowanie energii z elementów albo obszarów sprzęgających, z którymi sprzężone są sztywne na zginanie ramiona łączące.

Następnym celem wynalazku jest zwiększenie zdolności zamknięcia do pochłaniania energii sprężystej ze sztywnych na zginanie ramion łączących, poprzez przekazywanie pewnej części lub

PL 190 889 B1 całej tej energii do obszarów nie sąsiadujących bezpośrednio z obszarami zginania, z którymi są połączone, w wyniku czego poprawia się sprężysta siła zatrzaskowa uzyskana dzięki odpowiedniej geometrii zamknięcia, zwłaszcza w zamknięciach o stosunkowo małych wymiarach.

Układ zawiasowy wieloosiowy, z co najmniej dwoma stabilnymi położeniami zawierający pierwszą część zawiasową, drugą część zawiasową, co najmniej dwa ramiona łączące odsunięte od siebie na pewną odległość, co najmniej cztery obszary zginania łączące każde z ramion łączących bezpośrednio z pierwszą częścią zawiasową i drugą częścią zawiasową, przy czym każde ramię łączące ma, co najmniej cztery boki, podczas gdy dwa nie sąsiadujące ze sobą boki każdego z ramion łączących są formowane przez jeden z obszarów zginania oraz ramiona łączące mają przekrój poprzeczny zasadniczo sztywny na skręcanie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej dwa obszary przenoszące sąsiadują z obszarami zginania, a obszary sprężyste części zawiasowych, elastycznie odkształcające się podczas otwierania i zamykania wieloosiowego układu zawiasowego, są połączone z obszarami przenoszącymi, zaś w położeniu zamkniętym obszary zginania pierwszego ramienia łączącego wyznaczają pierwszą płaszczyznę, a obszary zginania drugiego ramienia łączącego wyznaczają drugą płaszczyznę przecinającą pierwszą płaszczyznę pod kątem (ω), przy czym obszary zginania pierwszego ramienia łączącego i obszary zginania drugiego ramienia łączącego są ustawione pod kątem (φ) względem siebie dla umożliwienia co najmniej dwóch stabilnych położeń części zawiasowych.

Korzystnie, co najmniej jedno z ramion łączących i/lub części zawiasowych jest wolne od naprężeń, w co najmniej jednym ze stabilnych położeń układu zawiasowego.

Korzystnie obszar sprężysty stanowi bufor gromadzący energię poprzez sprężyste odkształcenie podczas otwierania lub zamykania wieloosiowego układu zawiasowego, a ta zmagazynowana energia zapewnia działanie zatrzaskowe wymuszające powrót układu zawiasowego do jednego ze stabilnych położeń.

Korzystnie wierzchołki wyznaczone przez obszary zginania są oddalone od siebie na odległość (B) wynoszącą, co najmniej w przybliżeniu połowę długości krótszej krawędzi ramienia łączącego.

Korzystnie, co najmniej jedna z krawędzi ramion łączących jest sztywna i nie wypacza się pod działaniem sił ściskających.

Korzystnie, na co najmniej jednym z ramion łączących znajduje się obszar sprężysty, który jest elastycznie odkształcalny podczas otwierania lub zamykania wieloosiowego układu zawiasowego.

Korzystnie ramiona łączące są, co najmniej częściowo zakrzywione przestrzennie.

Korzystnie obszary zginania są elastycznie odkształcalne, magazynując energię podczas otwierania lub zamykania wieloosiowego układu zawiasowego.

Korzystnie obszary zginania są rozmieszczone symetrycznie lub asymetrycznie względem części zawiasowych.

Korzystnie pierwszą częścią zawiasową jest korpus, a drugą częścią zawiasową jest wieczko zamknięcia.

Korzystnie obszar sprężysty jest usytuowany w obszarze swobodnej krawędzi korpusu.

Korzystnie obszar sprężysty jest usytuowany w obszarze swobodnej krawędzi wieczka.

Korzystnie obszar sprężysty jest usytuowany pomiędzy dwoma obszarami przenoszącymi.

Korzystnie ramiona łączące są w zamkniętym położeniu zamknięcia zintegrowane z zewnętrznym obrysem zamknięcia tak, że żadna część nie wystaje w zasadzie poza otaczający obszar.

Korzystnie układ zawiasowy jest usytuowany pod kątem (τ) względem płaszczyzny podziałowej.

Korzystnie ramiona łączące, mają co najmniej częściowo zasadniczo stałą grubość.

Korzystnie ramiona łączące mają na swojej krótszej swobodnej krawędzi większą grubość w porównaniu z ich grubością na ich dłuższej swobodnej krawędzi.

Korzystnie, co najmniej jedna powierzchnia wieczka jest usytuowana poza płaszczyzną podziałową i współdziała z odpowiednią powierzchnią korpusu tak, że w zamkniętym położeniu zamknięcia nie ma żadnej szczeliny.

Korzystnie obszary zginania mają postać zawias foliowych.

Korzystnie zawiasy foliowe mają przekrój, który jest ograniczony z jednej strony krzywą kołową, a z drugiej strony linią prostą albo krzywą kołową .

Korzystnie płaszczyzna jest usytuowana pod kątem (χ) względem płaszczyzny podziałowej na wewnętrznej stronie zawiasy foliowej w celu sprzęgania się z odpowiednią płaszczyzną elementu łączącego w zamkniętym położeniu zamknięcia dla ustalenia położenia elementu łączącego.

PL 190 889 B1

Korzystnie, co najmniej jeden obszar zginania jest zakrzywiony.

Korzystnie obszary przenoszące są zintegrowane wewnątrz części zawiasowych.

Korzystnie, co najmniej obszary przenoszące usytuowane na jednej części zawiasowej są zasadniczo sztywne.

Według koncepcji niniejszego wynalazku, pierwsza i druga część zawiasowa są połączone za pomocą, co najmniej dwóch ramion łączących oddzielonych od siebie i połączonych z częściami zawiasy za pomocą obszarów wyginania. Ramiona łączące są zasadniczo sztywne na skręcanie oraz, podczas przestawiania zamknięcia z jednego stabilnego położenia w drugie, wywierają siły sprężyste na jedną lub obie części zawiasowe, pierwszą i drugą. Następnie siły te są przenoszone za pomocą obszarów sprzęgających albo przenoszących do jednego lub więcej sprężystego obszaru magazynowego, które magazynują siły zniekształcające w postaci energii sprężystej powstającej w wyniku zginania. Same obszary sprzęgające lub przenoszące mogą być sprężyste i mogą magazynować energię, jak wynika z opisu do patentu nr 5,794,308, ale przykłady wykonania według wynalazku przekazują część lub całą tę energię do obszarów sprężystych znajdujących się dalej od obszarów zginania.

Według niniejszego zgłoszenia, istnieje możliwość zmieniania odsadzenia zawiasy od linii granicznej pomiędzy korpusem a wieczkiem zamknięcia w celu wywołania pożądanych efektów, takich jak, w jednym z przykładów wykonania, uzyskanie mechanizmu zapadkowego, a w innym przykładzie wykonania, eliminacja kolidowania wieczka i korpusu podczas zamykania, nawet w obecności występów z korpusu zamknięcia albo niezwykłych kształtów nadanych konstrukcyjnie wieczku zamknięcia.

Formy stosowane do wytwarzania takiego skoordynowanego wieloosiowego układu zawiasowego mogą być skonstruowane w taki sposób, żeby kompensowały swój skurcz w obszarze korpusu, wieczka i ramion łączących, wytwarzając ciągle pożądaną geometrię. Optymalne zawiasy z cienkiej folii działają jak skuteczne obszary zginania dla zawiasy.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia model mechaniczny skoordynowanego wieloosiowego układu zawiasowego takiej klasy, jaką zastosowano w przykładach wykonania według wynalazku, fig. 2 - specyficzny skoordynowany ruch wieloosiowego układu zawiasowego z fig. 1, fig. 3 - rodzinę krzywych kinematycznych obrazującą typowe drogi szeregu punktów w przestrzeni obracających się wokół głównego połączenia zawiasowego takiego typu, jaki jest znany dotychczas, fig. 4a do 4c - rodzinę krzywych kinematycznych różnych skoordynowanych wieloosiowych układów zawiasowych takiego typu, jaki pokazano na fig. 1 i 2, fig. 5 - przykład wykonania wieloosiowego układu zawiasowego według wynalazku, schematycznie, fig. 6 - część układu zawiasowego z fig. 5, w widoku z bliska, fig. 7 przykład wykonania z fig. 5 i 6 według wynalazku ukazujący szczegółowo układ buforów gromadzących energię zgodnie ze wskazówkami według wynalazku, fig. 8 - alternatywny układ buforów gromadzących energię zgodnie ze wskazówkami według wynalazku, w przykładzie wykonania, fig. 9 - przykład wykonania wynalazku z krzywoliniowymi obszarami zginania, fig. 10a, 10b - drogi wybranych punktów w przestrzeni zawiasy, trzymających pierwszą i drugą część zawiasy na drogach, które zachodzą na siebie (fig. 10a) i na drogach nie kolidujących ze sobą, fig. 11 i fig. 12 - dodatkowe przykłady wykonania zawiasy według wynalazku skonstruowanej na zasadach omówionych w powiązaniu z fig. 10a i 10b, w rzutach perspektywicznych, fig. 13 - jeszcze inny przykład wykonania zawiasy wytwarzanej zgodnie ze wskazówkami wynalazku, w rzucie bocznym, fig. 14 - inny przykład wykonania wieloosiowego układu zawiasowego według wynalazku ilustrujący zasady kompensacji skurczu podczas wytwarzania, w rzucie bocznym, a fig. 15a i 15b - ulepszoną zawiasę foliową wytwarzaną zgodnie z wynalazkiem w stanie otwartym (fig. 15a) i zamkniętym (fig. 15b), w przekroju.

Lepsze zrozumienie wynalazku umożliwi analiza szczegółowego opisu, który, rozważany w powiązaniu z załączonymi figurami jest przedstawiany w opisanych tu przykładach wykonania wynalazku. Rozumie się samo przez się, że podobne elementy na różnych figurach są na ogół identyfikowane podobnymi numerami identyfikacyjnymi.

W trakcie rozwoju róż nych skoordynowanych wieloosiowych układów zawiasowych, wynalazcy odkryli, że taką zawiasę można opisać w powiązaniu z modelem mechanicznym skoordynowanego wieloosiowego układu zawiasowego 1 pokazanym na fig. 1 według wynalazku.

Model mechaniczny wieloosiowego układu 1 zawiasowego odkryli wynalazcy jako sposób opisu działania skoordynowanego wieloosiowego układu zawiasowego w jego najbardziej ogólnej lub podstawowej postaci. Model mechaniczny skoordynowanego wieloosiowego układu zawiasowego 1 zawiera dolną lub pierwszą część zawiasową 2 górną lub drugą część zawiasową 3 oraz co najmniej jedno ramię łączące 4, które łączy dolną lub pierwszą część zawiasową 2 z górną lub drugą częścią

PL 190 889 B1 zawiasową 3 za pośrednictwem pierwszej i drugiej osi obrotu 5, 6. Należy zauważyć, że pomimo, iż osie te pokazano na fig. 1 jako równoległe, możliwe jest, że osie te mogą być skośne względem siebie w każdym z dwóch wymiarów.

Urządzenie koordynujące 7 zapewnia koordynowanie wieloosiowego układu zawiasowego. W modelu mechanicznym z fig. 1, urzą dzenie koordynują ce 7 jest reprezentowane przez dwie pary współpracujących ze sobą skośnych kół 8, 9 oraz układ przekładniowy lub skrzynkę przekładniową 10, która może mieć dowolny stosunek przełożenia, umożliwiając zakres obrotu zawiasy wokół pierwszej i drugiej osi obrotu 5 i 6, w celu uzyskania róż nicy zgodnie ze współczynnikiem przełoż enia wybranym dla skrzynki przekładniowej 10. Alternatywnie, jak może okazać się korzystne dla uzyskania specjalnych efektów, współczynniki przełożenia skrzynki przekładniowej 10 mogą być nieliniowe. Jednakże w zakresie wynalazku jest to, ż e pomię dzy obrotem dolnej i górnej części zawiasowej 2, 3 wzgl ę dem ramienia łączącego 4 istnieje pewna określona koordynacja.

Na fig. 2 przedstawiono sposób koordynowania ruchu dolnej część zawiasowej 2 ramienia łączącego 4 i górnej części zawiasowej 3 za pomocą skoordynowanego wieloosiowego układu zawiasowego takiego typu, jaki ujawniono w wynalazku. W przykładzie z fig. 2, skrzynka przekładniowa 10 urządzenia koordynującego 7 ma przełożenie 1 do 1. Na fig. 2a widać wieloosiowy układ zawiasowy 1 w położ eniu zamknię tym. Na fig. 2d widać wieloosiowy układ zawiasowy w stanie całkowicie otwartym z górną i dolną częścią zawiasową 2, 3 w położ eniu tworzącym ze sobą ką t 180°. Na fig. 2b i 2c widać wieloosiowy układ zawiasowy 1 w położeniach pośrednich. Na figurach tych pokazano zbiorczo sposób, w jaki sposób urządzenie koordynujące 7 zapewnia zawsze skoordynowane ruchy, z jednej strony dolnej części zawiasowej 2 względem ramienia łączącego 4, a z drugiej strony górnej części zawiasowej 3 względem ramienia łączącego 4.

Na figurach widać, że skrzynka przekładniowa 10 ma przełożenie 1 do 1, czego skutkiem jest symetryczny obrót górnej części zawiasowej 3 wokół osi obrotu 6 w porównaniu z obrotem dolnej części zawiasowej 2 wokół osi obrotu 5, natomiast można dla niej wybrać inny współczynnik przełożenia w celu zmiany stopnia obrotu kątowego na przegubach 5, 6.

W odróż nieniu od skoordynowanego ruchu skoordynowanego wieloosiowego układu zawiasowego widocznego na fig. 1 i 2, nieskoordynowane wieloosiowe układy zawiasowe są niestabilne, ponieważ, co najmniej jeden stopień swobody pozostaje nieokreślony. W razie usunięcia urządzenia koordynującego 7 z wieloosiowej zawiasy, nie można określić ruchu dwóch części zawiasowych 2, 3 względem ramienia łączącego 4. Górna część zawiasowa 3 może być całkowicie otwarta względem ramienia łączącego 4 zanim dolna część zawiasowa 2 rozpocznie otwieranie się względem części łączącej 4. Zatem konkretne położenie w przestrzeni można uzyskać dzięki wielokrotnym drogom ruchu w takim nieskoordynowanym urządzeniu.

Na fig. 3 pokazano drogę prostokąta poruszającego się w przestrzeni i utwierdzonego przez pojedyncze połączenie zawiasowe 21. Na tym tak zwanym obrazie kinematycznym pokazano ruch różnych punktów prostokąta 20 w miarę jego obracania się w przestrzeni wokół głównego połączenia zawiasowego 21 po drodze P1. Stanowi to reprezentację zawias pierwszej klasy, w których stosuje się pojedynczy przegub zawiasowy. Główne połączenie zawiasowe 21 jest, w przykładzie z fig. 3, prostopadłe do płaszczyzny figury. Zatem prostokąt 20 przemieszcza się z pierwszego położenia 20.1 do drugiego położenia 20.2. Drogi P1 wszystkich punktów prostokąta 20 są w tym przykładzie okręgami, przy czym te dwa prostokąty 20.1 i 20.2 są bezpośrednio połączone ze sobą za pomocą głównego połączenia zawiasowego 21.

W przypadku zamknięć, jest to sytuacja odpowiadają ca przemieszczeniu wieczka, reprezentowanego przez prostokąt 20, do położenia otwartego znajdującego się dużo dalej od korpusu zamknięcia. W takim pojedynczym układzie zawiasowym, w celu uzyskania tego efektu, główne połączenie zawiasowe 21 musi znajdować się w pewnym odstępie od pojemnika. W wyniku tego powstaje pewien wystający występ z korpusu zamknięcia, co nie pożądane w pojedynczych zamknięciach zawiasowych.

Zupełnie inną koncepcję wieloosiowego układu zawiasowego przedstawiono na figurach 4a do 4c. Reprezentacje kinematyczne tych figur, w porównaniu z reprezentacjami kinematycznymi pojedynczej zawiasy pokazanej na fig. 3, wyraźnie ukazują zalety funkcjonalne skoordynowanej zawiasy wieloosiowej.

Na fig. 4a widać pierwszy typowy układ dróg P2 dla punktów wewnątrz prostokąta 22 w miarę jego obracania się o 180° wokół skoordynowanego wieloosiowego układu zawiasowego 1, pokazanego, na przykład, na fig. 1. Wyraźnie widać, że, ze względu na brak głównej zawiasy, prostokąt 22

PL 190 889 B1 w położ eniu zamknię tym 22.1 jest odsunię ty na znaczną odległość przez skoordynowany wieloosiowy układ zawiasowy 1 do położenia otwartego 22.2. Wyraźnie widać, że układ dróg P2 nie jest kołowy. Zatem z przykładu tego wynika, że skoordynowany wieloosiowy układ zawiasowy można skonstruować w taki sposób, żeby uniemożliwić kolidowanie jednego elementu z innymi.

Zmieniając odległość osi obrotu 5, 6 w przestrzeni oraz współczynnik przełożenia urządzenia koordynującego 7, można uzyskać określony efekt w postaci układu drogi oraz można zrealizować prawie dowolną drogę. Przykłady dwóch następnych możliwych układów dróg pokazano na schematach kinematycznych na fig. 4b i 4c. Bardzo ważne jest zrozumienie, że w celu uzyskania pożądanego ruchu, trzeba na ogół unikać styczności pomiędzy górną i dolną częścią zawiasową albo, w przykładzie praktycznym, takiego zamknięcia, w którym stosuje się zawiasę podobną do fig. 1. (Porównajmy jednak fig. 10a i 11, na których widać przebiegi z zamierzonym kolidowaniem w celu uzyskania działania zatrzaskowego). Z fig. 4b i 4c wyraźnie wynika, że, porównując z pojedynczym głównym połączeniem zawiasowym, jak pokazano na schemacie kinematycznym z fig. 3, można spełnić szereg różnych wymagań regulując parametry skoordynowanego wieloosiowego układu zawiasowego, o którym tu mowa.

Na fig. 5 pokazano schematycznie przykład wykonania skoordynowanego wieloosiowego układu zawiasowego 1 w zamknięciu 30. Podobnie jak w innych przykładach wykonania opisanych w wynalazku, ruch i koordynacja wieloosiowego układu zawiasowego 1 są podobne do opisanych powyżej w modelu mechanicznym z fig. 1.

Zamknięcie 30 narysowano w położeniu półotwartym i nadaje się do zdefiniowania liczby terminów używanych w niniejszym zgłoszeniu. W skład tego zamknięcia wchodzi korpus 31, który odpowiada dolnej lub pierwszej części zawiasowej 2 z fig. 1, wieczko 32, które odpowiada górnej lub drugiej części zawiasowej 3 z fig. 1 oraz dwa ramiona łączące 33.1 i 33.2, oddalone od siebie na pewną odległość i przedzielone szczeliną. Ramiona łączące 33.1, 33.2 odpowiadają w przybliżeniu sztywnej na zginanie części pośredniej 4 z przykładu wykonania ze wspomnianego wcześniej amerykańskiego opisu patentowego nr 5,794,308 i elementom łączącym 5 naszego równoczesnego Międzynarodowego Zgłoszenia patentowego nr PCT/EP96/02780.

Każde ramię łączące 33.1, 33.2 z fig. 5 jest połączone z częścią sprzęgającą korpusu 31 i wieczka 32 w zamknięciu 30 za pomocą obszarów zginania 34.1-34.4, które mogą być, w zalecanym przykładzie wykonania, zawiasami foliowymi. Obszary zginania 34.1-34.4 są rozmieszczone, w tym przykładzie wykonania, tak, że każde ramię łączące 33.1, 33.2 ma kształt trapezowy. Na fig. 5 widać, że obszary zginania 34.1-34. 4 są symetryczne, ale wynalazek obejmuje również asymetryczne układy obszarów zginania 34.1-34.4, co daje taki sam efekt jak zmiana współczynnika przełożenia urządzenia koordynującego 7 w modelu mechanicznym z fig. 1. Koordynację pomiędzy częściami zawiasowymi 2, 3 uzyskuje się poprzez fizyczny układ obszarów zginania 34.1-34.4 w przestrzeni oraz poprzez konstrukcję elementów łączących 33.1 i 33.2. W zawiasie tego typu uzyskuje się dwa rodzaje koordynacji. Pierwszym rodzajem koordynacji jest koordynacja pomiędzy wieloma osiami zawiasy, taka jaką już opisano. Drugi typ „koordynacji” jest poprzeczną i skrętną stabilnością zawiasy, która zwiększa się w miarę przemieszczania się zawiasy po jej zamierzonej drodze z położenia otwartego do zamkniętego. Jest to bardzo ważne ze względu na to, że ta druga postać stabilności umożliwia zmechanizowane zamykanie zamknięcia. Brak tej stabilności bocznej i skrętnej uniemożliwia zawiasie samocentrowanie w położeniu zamkniętym oraz uniemożliwia używanie zamknięcia w automatycznych maszynach napełniających i pakujących. Dalsze szczegóły takiej zależności objaśniono poniżej.

Układ pokazany na fig. 5 wymaga z góry zadanej wielkości ugięcia lub sprężystości jednego lub kilku elementów składowych zamknięcia 30 z fig. 5. Taką sprężystość można zrealizować zgodnie ze wskazówkami z amerykańskiego opisu patentowego nr 5,794,308, co opisano dalej, zgodnie ze wskazówkami z naszego równoczesnego zgłoszenia patentowego PCT/EP96/02780, albo też zgodnie ze wskazówkami przedstawionymi w niniejszym zgłoszeniu. W celu wykorzystania takiej sprężystości oraz zmagazynowania energii poprzez takie odkształcenie strukturalne, obszary zginania 34.1-34.4 są rozmieszczone w przestrzeni w odpowiedni sposób. Ponieważ takie aspekty konstrukcyjne opisano bardziej szczegółowo we wspomnianych wcześniej opisach patentowych i równoczesnym zgłoszeniu patentowym, do których odwołuje się niniejszy dokument, więc tutaj pominięto dalsze objaśnianie tych aspektów.

Podczas otwierania lub zamykania zamknięcia 30, geometria ramion łączących 33.1, 33.2 wywołuje określone odkształcenie struktury obszaru zawiasowego. Stopień tego odkształcenia w różnych aspektach geometrii zamknięcia zależy od kątów ω i φ oraz od kąta otwarcia α zamknięcia. W zalecanym przykładzie

PL 190 889 B1 wykonania wynalazku, odkształcenie strukturalne jest tak dobrane, żeby było zerowe w chwili znajdowania się zamknięcia 30 w położeniu stabilnym, w podanym przykładzie wykonania, w położeniu całkowicie otwartym i całkowicie zamkniętym, przy czym kąt α jest równy zeru w położeniu całkowicie zamkniętym i równy maksymalnej wartości konstrukcyjnej w położeniu całkowicie otwartym. Natomiast odkształcenie strukturalne oraz odpowiadająca mu akumulacja siły mogą być dobrane konstrukcyjnie dla dowolnego położenia zamknięcia, na przykład dla położenia całkowicie zamkniętego.

Jeżeli zamknięcie jest skonstruowane w taki sposób, żeby po znalezieniu się go w położeniu całkowicie zamkniętym pozostała jakaś resztkowa siła otwierająca, to można, korzystnie, uzyskać większy efekt zatrzaskowy podczas otwierania. Alternatywnie, resztkowa siła zamykająca może być pożądana, kiedy zamknięcie znajduje się w położeniu całkowicie zamkniętym tak, żeby lepiej było trzymane w tym stanie.

Na fig. 6 przedstawiono częściowy widok przykładu wykonania z fig. 5. Oprócz szczegółów z fig. 5, jak objaśniono dalej we wspomnianym powyżej zgłoszeniu PCT/EP96/02780, na fig. 6 lepiej pokazano siły, które, po uruchomieniu zamknięcia z fig. 6, wytwarzają odkształcenie strukturalne w pewnej części zamknięcia.

Korzystnie, ramiona łączące 33.1, 33.2 mają kształt trapezowy, podobny do trójkąta ze ściętą podstawą. Krótsze krawędzie 36.1, 36.2, które służą do ścinania trójkątów, w wyniku czego powstają trapezowe ramiona łączące 33.1, 33.2, są narażone na działanie sił ściskających, a opierając się tym siłom ściskającym wytwarzają siły odkształcające 35.3, 35.4, 35.5 i 35.6 działające na inną część struktury zamknięcia. Podobnie, dłuższe krawędzie 37.1, 37.2 każdego ramienia łączącego 33.1, 33.2 są poddawane rozciąganiu podczas procesu zamykania zawiasy i wytwarzają siły odkształcające

35.1, 35.2, 35.7 i 35.8. Zatem każde z ramion łączących 33.1, 33.2 przenosi siłę do pozostałej struktury zamknięcia, która musi być skompensowana, w niektórych rozwiązaniach, przez sprężyste odkształcenie. Znaczenie tego sprężystego odkształcenia i sprężystość korpusu 31 i wieczka 32 zamknięcia zostaną opisane bardziej szczegółowo w powiązaniu z fig. 7 i 8.

Korzystnie, według wskazówek dotyczących tego aspektu wynalazku, ramiona łączące 33.1,

33.2 powinny być stosunkowo sztywne oraz muszą być na tyle sztywne, żeby siły ściskające wzdłuż krótszych krawędzi 36.1, 36.2 nie powodowały wypaczenia krótszych lub ściskanych krawędzi 36.1,

36.2 w wyniku działania sił odkształcających 35.3, 35.4, 35.5 i 35.6. Dodatkowo, bardzo pożądane jest, żeby elementy łączące 33.1, 33.2 były stosunkowo sztywne na skręcanie. Korzystnie, przekrój każdego z elementów łączących 33.1, 33.2 wzdłuż strzałki cc na tej figurze, jest odpowiednio sztywny na skręcanie.

Sztywność całego zamknięcia 30 na skręcanie można modyfikować zwiększając odległość B pomiędzy wierzchołkami w celu zwiększenia całkowitej sztywności na skręcanie zamknięcia 30. Zwiększanie sztywności na skręcanie całego zamknięcia 30 wykonuje się zwiększając wymiar B pomiędzy wierzchołkami określonymi przez obszary zginania 34.1, 34.2, 34.3 i 34.3. Korzystnie, w celu wytworzenia dopuszczalnego poziomu sztywności na skręcanie całego pojemnika 30, należy odsunąć od siebie wierzchołki 38.1, 38.2 na odległość B wybraną, korzystnie, w taki sposób, żeby wynosiła co najmniej połowę długości każdej z krótszych krawędzi 36.1, 36.2. Zwiększając B można uzyskać stabilną i samocentrującą konstrukcję układu zawiasowego. Jednakże B nie można zwiększać bez żadnych ograniczeń, ponieważ zwiększa to odległość pomiędzy wierzchołkami i musi koniecznie zwiększyć kąt ω i/lub kąt φ. W przeciwieństwie to tego, konstrukcje z małą odległością B, albo w których wierzchołki 38.1, 38.2 trójkątów wyznaczonych przez obszary wyginania 34.1, 34.2, 34.3 i 34.3 się pokrywają, dają konstrukcję zawiasy, która jest niestabilna i słaba skrętnie z niezadowalającą i niewystarczają c ą koordynacją pomię dzy częściami zawiasowymi, zwłaszcza w poło ż eniu całkowicie otwartym.

Na fig. 7 dodatkowo objaśniono przykład z fig. 6 i pokazano znaczące cechy wynalazku. Znaczenie tych cech można najlepiej zrozumieć po zrozumieniu działania urządzenia według omówionego już wcześniej patentu nr 5,794,308. W opisie do tego patentu, jak pokazano, na przykład, na zamieszczonej w nim fig. 6, w przybliżeniu sztywna na zginanie część pośrednia 4.1, 4.2, każdego elementu zawiasowego jest połączona z korpusem i wieczkiem za pomocą górnego i dolnego elementu sprzęgającego 6.1, 6.2, 7.1 i 7.2, odpowiadających w przybliżeniu obszarom sprzęgającym lub przenoszącym 45.1, 45.2 korpusu 31 zamknięcia 30, jak pokazano na fig. 7. Oczywiście, elementy sprzęgające równoważne korpusowym elementom sprzęgającym 45.1, 45.2 znajdują się również na wieczku 32 zamknięcia 30 zgodnie ze wskazówkami z niniejszego zgłoszenia.

PL 190 889 B1

Jak już wyjaśniono w opisie do patentu nr 5,794,308, elementy sprzęgające są elementami kompensującymi wydłużenie o charakterze sprężystym. Podczas gdy równoważne części niniejszego zgłoszenia, obszary sprzęgające lub przenoszące 45.1, 45.2 mogą być sprężyste, niniejsze zgłoszenie przenosi część lub całą siłę na sąsiednie obszary sprężyste zawierające obszar sprężysty 40.2 usytuowany pomiędzy obszarami sprzęgającymi lub przenoszącymi 45.1, 45.2 oraz na sprężyste obszary 40.1, 40.3 usytuowane po przeciwległych stronach obszarów sprzęgających lub przenoszących

45.1, 45.2.

Zatem, zgodnie ze wskazówkami według niniejszego wynalazku przedstawionymi na fig. 7, co najmniej część wzbudzonego odkształcenia strukturalnego jest przenoszona z obszarów sprzęgających lub przenoszących 45.1, 45.2, w przykładzie wykonania według wynalazku, na co najmniej jeden z obszarów sprężystych 40.1-40.3. Z tego wynika również druga korzyść. W opisie do patentu 5,794,308 elementy sprzęgające 6, 7 musiały być sprężyste, żeby mogły kompensować te siły odkształcające. Dla porównania, w niniejszym zgłoszeniu te obszary sprzęgające lub przenoszące 45.1,

45.2 nie muszą, ale mogą być sprężyste. Zamiast tego, według wskazówek w niniejszym zgłoszeniu, obszary sprzęgające lub przenoszące 45.1, 45.2 przenoszą część albo całe siły odkształcające na sąsiednie obszary sprężyste 40.1-40.3. Umożliwia to zwiększenie uniwersalności konstrukcji zawiasy i daje konstruktorowi moż liwość wyboru miejsca wchłaniania energii odkształcenia do jej ponownego przekazania w celu wytworzenia pożądanego działania zatrzaskowego powodującego przemieszczenie zawiasy do jednego z jej stabilnych położeń.

Na fig. 7 przedstawiono takie przenoszenia sił odkształcających do jednego ze sprężystych obszarów 40.1-40.3. Nawiązując ponownie do fig. 6, strukturalne siły odkształcające pokazano strzałkami 35.1-35.8. Siły te są przenoszone z obszarów sprzęgającego lub przenoszącego 45.1, 45.2, jak pokazano na fig. 7 strzałkami 50.1-50.4. Według wskazówek w niniejszym zgłoszeniu, te sprężyste obszary 40.1-40.3, same, albo w połączeniu z obszarami sprzęgającym lub przenoszącym 45.1, 45.2 działają jak bufory gromadzące energię w celu chwilowego zmagazynowania energii odkształceń strukturalnych, która może być później zwrócona zawiasie w celu zapewnienia zamknięcia o działaniu zatrzaskowym albo otwierania do jednego ze stabilnych położeń zawiasy. Podczas pobierania energii z obszarów sprężystych 40.1-40.3 jest ona przenoszona z powrotem do zawiasy tymi samymi drogami pokazanymi strzałkami 50.1-50.4, ale oczywiście w kierunku przeciwnym niż była doprowadzana.

Według wskazówek z niniejszego zgłoszenia, energia doprowadzona do zawiasy w celu jej przemieszczenia z jednego stabilnego położenia do drugiego jest pochłaniania przez wzbudzone odkształcenie strukturalne. Podczas gdy według opisu do patentu nr 5,794,308 energia była całkowicie pochłaniania w obszarach sprzęgającym lub przenoszącym 45.1, 45.2, zgodnie ze wskazówkami na fig. 7, część albo cała ta energia jest przenoszona do sąsiednich obszarów sprężystych 40.1-40.3. Zatem, jeżeli konstruktor zaprojektuje obszary sprzęgające lub przenoszące 45.1, 45.2, w taki sposób, żeby były odpowiednio sztywne, w przybliżeniu cała energia odkształcenia będzie przenoszona do sąsiednich obszarów sprężystych 40.1-40.3. Alternatywnie, rozważając niniejszy wynalazek, konstruktor może zaprojektować zamknięcie w taki sposób, żeby część energii była buforowana w obszarach sprzęgających lub przenoszących 45.1, 45.2, podczas gdy niektóre obszary są przenoszone do sąsiednich obszarów sprężystych.

Takie rozwiązanie daje korzyść polegającą na przenoszeniu zgromadzonej energii na większy obszar, co umożliwia powstawanie wystarczającej siły zatrzaskowej nawet w takich sytuacjach, w których obszary sprzę gają ce lub przenoszą ce 45.1, 45.2 są stosunkowo małe. Zatem stosowane w tym zgłoszeniu techniki umoż liwiają bardziej uniwersalne wdro ż enie technik według wynalazku, jakie ujawnili wnioskodawcy w opisie do patentu nr 5,794,308 oraz ich wdrożenie w mniejszych zamknięciach.

Obszary sprzęgające i przenoszące 45.1, 45.2 oraz obszary sprężyste 40.1-40.3 można zidentyfikować wzrokowo w gotowym zamknięciu, ale nie jest to konieczne. Ze względów konstrukcyjnych może okazać się pożądane całkowite zintegrowanie tych części zamknięcia. W szczególności, w takich sytuacjach, w których energia odkształcenia ma być przenoszona pomiędzy obszarami sprzęgającymi lub przenoszącymi 45.1, 45.2 a obszarami sprężystymi 40.1-40.3, wszystkie obszary mogą mieć takie same grubości ścianek.

Energia odkształcenia jest zmagazynowana w buforach gromadzących energię obejmujących obszary sprężyste 40.1-40.3, które, korzystnie, mają „płaskie” charakterystyki siły odkształcającej. Najlepiej realizują to stosunkowo długie elementy sprężyste w porównaniu ze stopniem nadanego odkształcenia. Takie płaskie charakterystyki uzyskuje się najlepiej poprzez gromadzenie energii

PL 190 889 B1 realizowane poprzez odkształcenie w wyniku zginania. Zatem, korzystnie, sprężyste obszary

40.1-40.3 są budowane jako elementy sprężyste przeznaczone do odkształcania poprzez wyginanie. Ważne jest zrozumienie, że wymaganego wyginania nie można uzyskać za pomocą układów zawiasowych mających główną oś obrotu zawiasy, ponieważ mogłoby to spowodować złożone charakterystyki naprężeń powodujących zazwyczaj opisane powyżej problemy.

Z powyższego wynika, ż e sprężyste obszary 40.1-40.3 mogą w zasadzie zwię kszać ilość energii sprężystej pochłanianej z ramion łączących 33.1, 33.2, przechodzących przez obszary sprzęgające lub przenoszące 45.1, 45.2. Zatem takie obszary umożliwiają znaczną poprawę oczekiwanych wyników.

Na fig. 8 pokazano schematyczny alternatywny przykład wykonania wynalazku. Fig. 8 istotnie różni się od fig. 7 pod tym względem, że zewnętrzne, dłuższe krawędzie 51.1, 51.2 ramion łączących

33.1, 33.2 są zakrzywione przestrzennie. Takie rozwiązanie można stosować głównie w celu poprawy integracji konstrukcji w konkretnym projekcie zamknięcia, takim jak pokazano na fig. 13. Jednakże w tym przykładzie wykonania zakrzywione obszary wzdłuż zewnę trznych krawę dzi 51.1, 51,2 ramion łączących 33.1, 33.2 można wykorzystywać jako bufory gromadzące energię zapewniające dodatkowe odkształcenie zginania. W tej sytuacji obszary wzdłuż wewnętrznych krawędzi 52.1, 52.2 muszą mieć sztywność wystarczającą do zapobiegania wybaczaniu lub wyginaniu, jak już mówiono wcześniej, zapewniając w ten sposób wymaganą sztywność skrętną taką, żeby każde całe ramię łączące

33.1, 33.2 było sztywne na skręcanie.

W tym przykładzie wykonania część siły odkształcenia jest również przenoszona na elementy sprzęgające lub przenoszące 45.1, 45.2 i dalej do sprężystych obszarów 40.1-40.3. W tym przykładzie wykonania elementy sprzęgające lub przenoszące 45. 1, 45.2 oraz obszary sprężyste 40.1-40.3 są mniej wyraźnie zdefiniowane, względem siebie, zaś cały lokalny obszar korpusu 31 działa jak bufor gromadzący energię. Podobnie, rozumie się samo przez się, że cały opis przenoszenia sił, w nawiązaniu do fig. 7 i 8, pomimo, że przedstawiony zwłaszcza dla korpusu 31 zamknięcia 30, w równym stopniu odnosi się do wieczka 32 zamknięcia 30. Rozumie się samo przez się, że zgodnie z zasadami niniejszego zgłoszenia, nie jest konieczne gromadzenie energii zarówno w korpusie, jak i w wieczku. Natomiast, według niniejszego zgłoszenia, w korpusie 31, wieczku 32 lub ramieniu łączącym 33.1,

33.2 musi być co najmniej jeden obszar sprężysty 40.1-40.3.

Identyfikacja sprężystych obszarów oraz obszarów sprzęgających lub przenoszących nie jest łatwa, kiedy patrzy się na pojedyncze zamknięcie bez pomocy technicznej. Jednakże identyfikację tych obszarów można przeprowadzić dowolną znaną techniką. Być może najłatwiejszym sposobem identyfikowania takich obszarów jest stosowanie technik Analizy Metodą Elementu Skończonego (FE), w które jest zaopatrzony szereg dostę pnych na rynku programów do komputerowego wspomagania konstrukcji i analiz.

Na fig. 9 pokazano alternatywny przykład wykonania zamknięcia według wynalazku, w którym obszary zginania 34.1, 34.2 są zakrzywione lub łukowe. I znowu, elementy łączące, w tym przypadku 33.1, łączą korpus 31 zamknięcia w wieczku zamykającym 32, przecinając się wzdłuż płaszczyzny podziału 60, która w tym przykładzie wykonania jest nieco schodkowa. Poza tym przykład wykonania z fig. 9 jest w przybliżeniu podobny do innych przykładów wykonania według niniejszego zgłoszenia.

Na fig. 10a pokazano drogi 56.1, 56.2 dwóch punktów P' i P'' usytuowanych z tyłu wieczka 32 w zamknię ciu 30 w przykładzie wykonania z fig. 11. Na fig. 11 pokazano schematycznie prostoką t 54 na korpusie 31 zamknięcia 30 (patrz fig. 11). Prostokąt ten pokazano również schematycznie na fig. 10a. Kierunek patrzenia pokazano strzałką A na fig. 11. Położenie płaszczyzny podziału zamknięcia 30 pokazano jako linię 60 na fig. 10a, będącą środkową linią 60.1 płaszczyzny podziału z fig. 11.

Prostokąt 55 obrazuje schematycznie tylną część 55 wieczka 32 (biegnącą w dół od wieczka 32 w położ eniu zamknię tym) w obszarze punktów P' i P'' w położ eniu zamknię tym (55.1) i w położ eniu otwartym (55.2). Dwie linie kropkowe 56.1 i 56.2 obrazują ruch dwóch punktów P' i P w przestrzeni w miarę przemieszczania się zamknię cia pomiędzy położeniem otwartym a zamkniętym. Jest oczywiste, że te dwa punkty P' i P prostokąta 55 kolidują z prostokątem 54. Oznacza to, że wieczko 32 zamknięcia 30 może, w tym przypadku, kolidować z korpusem 31. Kolizji tej można uniknąć według wskazówek z niniejszego zgłoszenia. Można to zrobić przemieszczając punkty P' i P po konkretnych drogach o odpowiednim układzie, jak pokazano na krzywych kinematycznych z fig. 4a do 4c.

Na fig. 10b pokazano zalecany przykład rozwiązania tego problemu omówiony powyżej w nawiązaniu do fig. 10a, który zapobiega kolizji pomiędzy korpusem 31 a wieczkiem 32. Przemieszczając

PL 190 889 B1 punkty P' i P pionowo na odległość E ponad płaszczyznę podziału 60 i pochylając je pod kątem δ (patrz również fig. 14), dwa punkty P' i P przemieszczają się po zupełnie innych drogach 57.1, 57.2 i nie kolidują z dolnym prostok ą tem 54, który odpowiada dolnemu korpusowi 31 zamknię cia 30. Punkty P' i P są tu usytuowane w taki sposób, żeby natychmiast odsuwały się od obrysu prostokąta 54 reprezentującego dolny korpus 31. Zalecany przykład wykonania takiego rozwiązania pokazano na fig. 12.

Na fig. 11 pokazano zalecany przykład wykonania zamknięcia 30 ze skoordynowanym, wieloosiowym układem zawiasowym 1. W skład zamknięcia 30 wchodzi korpus 31, wieczko 32 oraz dwa ramiona łączące 33.1 i 33.2, które są połączone z korpusem 31 i wieczkiem 32 w obszarach zginania 34.1 do 34.4. Płaszczyznę podziału 60 zamknięcia 30 oznaczono numerami 60.1, 60.2 i 60.3. Punkty P' i P znajdują się w tym przykładzie wykonania na płaszczyźnie podziału 60.

Ramiona łączące 33.1, 33.2 są tu wykonane z grubym obszarem ściskania i cienkim obszarem rozciągania. Gruby obszar ściskania jest na tyle gruby, żeby nie wypaczał się ani nie wyginał pod obciążeniem ściskającym. W tym przykładzie wykonania obszary te nie mają znaczenia funkcjonalnego dla efektu zatrzaskowego zamknięcia 30. Przekrój poprzeczny elementów łączących jest wykonany w taki sposób, ż eby był sztywny na skrę canie zgodnie ze wskazówkami w niniejszym zgłoszeniu.

W tym środowisku elementy sprzęgające lub przenoszące 45.1, 45.2 mogą, w zależnoś ci od wymaganego zastosowania, gromadzić część energii odkształcenia. Elementy sprzęgające lub przenoszące 45.1, 45.2 przenoszą ponadto część lub całą energię odkształcenia strukturalnego wytwarzaną przez wieloosiowy układ zawiasowy 1 do sąsiednich obszarów sprężystych 40, które pracują same lub w połączeniu z innymi elementami jako bufor gromadzący energię. Zatem obszary sprężyste 40 mogą ewentualnie działać w połączeniu z elementami sprzęgającymi lub przenoszącymi 45.1, 45.2. Tutaj energia jest chwilowo magazynowana, korzystnie w wyniku odkształcenia w wyniku zginania. Ten proces przenoszenia energii pokazano strzałkami 50.1-50.5.

Zamknięcie z fig. 11 jest wykonane z mechanizmem blokującym. Punkty P' i P kolidują w pożądany i kontrolowany sposób z korpusem 31 tak, że skoordynowany wieloosiowy układ zawiasowy jest blokowany lub zatrzaskiwany. W celu zwolnienia zatrzasku można nacisnąć zawiasę z tyłu korpusu 31 blisko punktu P1'. Mechanizm zatrzaskowy szczegółowo opisano w szwajcarskim zgłoszeniu patentowym nr 0981/98 złożonym 30 kwietnia 1998, na które to zgłoszenie powołuje się niniejszy wniosek.

Na fig. 12 pokazano inny zalecany przykład wykonania zamknięcia 30 ze skoordynowanym wieloosiowym układem zawiasowym. Podobnie jak w przypadku innych opisanych powyżej przykładów wykonania, w skład zamknięcia wchodzi korpus 31, wieczko 32 oraz dwa ramiona łączące 33.1, 33.2 połączone z korpusem 31 i wieczkiem 32 obszarami zginania 34.1-34.4. Tutaj trzeba wspomnieć, że obszary zginania 34.1-34.4, mogą być skonstruowane, korzystnie, w dowolnym z przykładów wykonania według niniejszego zgłoszenia w postaci cienkich zawiasów foliowych, odlewając jako całość zamknięcia wraz z korpusem i wieczkiem jako pojedynczą monolityczną konstrukcję z tworzywa sztucznego. Zatem oczywiste jest, że można skutecznie skonstruować zamknięcie według wskazówek niniejszego zgłoszenia.

Płaszczyznę podziałową 60 zamknięcia 30 oznaczono na fig. 12 numerami 60.1, 60.2 i 60.3. W tym przykładzie wykonania punkty P' i P są rozmieszczone na powierzchni 61, widocznej na fig. 14, która znajduje się w pionowej odległości E, co najlepiej widać na fig. 10b i 14, od płaszczyzny podziału 60. Odległość E jest wybierana w taki sposób, żeby nigdy nie było żadnej kolizji pomiędzy wieczkiem 32 a korpusem 31. Korzystnie, płaszczyzna 61 jest pochylona względem płaszczyzny podziałowej 60 pod kątem δ, co pokazano na fig. 10 i 14. Płaszczyzna 61 pasuje, w zamkniętym położeniu zamknięcia 30, do powierzchni 62 korpusu 30 tak, że nie zostaje żadna szczelina i uzyskuje się optymalną konstrukcję.

W tym przykładzie wykonania obszary sprzęgają ce lub przenoszące 45.1-45.6 przenoszą odkształcenie strukturalne i towarzyszącą zmagazynowaną energię wytwarzaną przez wieloosiowy układ zawiasowy 1 do sąsiednich obszarów sprężystych 40.1-40.3. Oczywiście, obszary przenoszące

45.1-45.6 również mogą być odkształcalne sprężyście również w celu magazynowania energii. Sprężyste obszary 40.1-40.3 z dowolnymi sprężystymi obszarami sprzęgającymi lub przenoszącymi

45.1-45.6 działają jak bufory gromadzące energię, w których chwilowo jest magazynowana energia odkształcenia, korzystnie w postaci odkształcenia przez zginanie. Następnie energia ta jest zwracana do zawiasów w celu zapewnienia zamknięcia zatrzaskowego. Na fig. 12 pokazano ciemnymi strzałkami 50 przebieg tego procesu przenoszenia, jak opisano powyżej w nawiązaniu do fig. 11. Figura 12

PL 190 889 B1 różni się nieco od innych figur pod tym względem, że na fig. 12 pokazano, że sprężysty obszar 40.3 nie musi znajdować się bezpośrednio za wieloosiowym układem zawiasowym 1, ale może znajdować się wszędzie na częściach zamknięcia pod warunkiem, że jest zagwarantowane przenoszenie odkształcenia strukturalnego oraz towarzyszące mu magazynowanie energii. Według tych wskazówek z niniejszego zgłoszenia, stosują c znane techniki modelowania, moż na regulować wielkość sprężystych obszarów, ilość zmagazynowanej w nim energii, wielkość siły przenoszonej z zawias, usytuowane położeń stabilnych oraz prawie wszystkie inne aspekty parametrów zawias.

Elementy łączące 33.1, 33.2 w przykładzie wykonania z fig. 12 są stosunkowo grubymi płaskimi płytkami, które są sztywne na skręcanie. Elementy łączące 33.1, 33.2 są stosunkowo płaskie na obu swoich powierzchniach, a ich kształt zewnętrzny odpowiada zewnętrznej powierzchni zamknięcia tak, że elementy łączące 33.1, 33.2 mogą być optymalnie zintegrowane z zewnętrznym kształtem zamknięcia. Oczywiście, przy konstruowaniu przekroju poprzecznego elementów łączących 33.1, 33.2 trzeba wziąć pod uwagę wymagania sztywności na skręcanie, sił rozciągających i ś ciskających oraz zachowanie się wybranych figur geometrycznych podczas kurczenia. Jednakż e w celu uzyskania konstrukcji zawiasy o wymaganych charakterystykach technicznych można zastosować opisane tu zasady.

Na fig. 13 pokazano inny zalecany przykład wykonania zamknięcia 30 ze skoordynowanym wieloosiowym układem zawiasowym 1 według niniejszego wynalazku. Zamknięcie 30 według przykładu wykonania z fig. 13 różni się od innych zamknięć pod kilku istotnymi względami. Po pierwsze, płaszczyzna podziałowa 60 zamknięcia 30 jest schodkowa, jak pokazano liniami 60.1, 60.2. Chociaż uniemożliwia to odsuwanie wieczka 32 zamknięcia od korpusu 31 zamknięcia w tym samym stopniu, co w innych przykładach wykonania, może być to konieczne ze względu na specyficzne konfiguracje konstrukcyjne, takie jak złożony kształt z fig. 13.

Wieloosiowy układ zawiasowy 1 jest skonfigurowany w tym przykładzie wykonania pod kątem τ, co służy do podnoszenia płaszczyzny podziałowej 60.1 wieczka 32 względem płaszczyzny podziałowej 60.2 korpusu, kiedy zamknięcie znajduje się w położeniu otwartym. Cel stosowania takiego kąta jest oczywisty i ma umożliwić zejście wieczka zamknięcia z wystającego i bardzo wysokiego dziobka 65 korpusu 31 zamknięcia.

W tym przykładzie wykonania punkty P' i P są usytuowane w powierzchni 61. znajdującej się w pionowej odległoś ci E od płaszczyzny podziałowej 60, jak pokazano na fig. 10b i 14. Odległość E w tym przykładzie wykonania wybiera się w taki sposób, ż eby nie nastę powała ż adna kolizja pomię dzy wieczkiem 32 a korpusem 31. Płaszczyzna 61 jest pochylona względem płaszczyzny podziałowej 60 pod kątem δ, jak już wspomniano w nawiązaniu do fig. 10b i 14. Płaszczyzna 61 pasuje, w zamkniętym położeniu zamknięcia 30, do powierzchni 62 korpusu 31 tak, że w tym przykładzie wykonania nie ma żadnej szczeliny oraz uzyskuje się optymalną konstrukcję.

Sprężyste obszary 40.1-40.3 w tym przykładzie wykonania działają jak bufory gromadzące energię w sposób opisany już dla innych przykładów wykonania. Należy jednak zauważyć, że w tym przykładzie wykonania energia odkształcenia może być przenoszona do części kapturka znacznie odległej od obszaru zawiasy, które to przenoszenie jest brane pod uwagę w przykładach wykonania według niniejszego zgłoszenia.

Przykład wykonania z fig. 13 różni się ponadto od innych przykładów wykonania tym, że elementy łączące 33.1, 33.2 są zaopatrzone w zakrzywione przestrzennie „kolanko” tak, że ich kształt zewnętrzny pasuje do zewnętrznej konstrukcji korpusu 31 i jego wieczka 32. Wskutek wygięcia lub kolanka w elemencie łączącym 33.1 lub 33.2, obszar wzdłuż dłuższej wolnej krawędzi 37 mającego kształt kolanka elementu łączącego może działać, częściowo, jako bufor gromadzący, pokazany jako obszar sprężysty 40.3. Zatem w tych przykładach wykonania, w których stosuje się kolanko w elemencie łączącym zawiasy, część energii przeznaczoną na efekt zatrzaskiwania można magazynować poprzez odkształcenie podczas zginania wewnątrz samej zawiasy.

Oczywiście, krótszą krawędź swobodną 36 elementu łączącego 33.1, 33.2 w tym przykładzie wykonania trzeba wykonać w taki sposób, żeby nie wybaczała się ani nie odkształcała pod działaniem siły ściskającej, jaka na nią działa. Ponadto, w celu zapewnienia zawiasy o dobrym działaniu zatrzaskowym, elementy łączące 33.1 i 33.2 trzeba wykonać tak, żeby miały odpowiednią sztywność na skręcanie.

Na fig. 14 pokazano częściowy rzut z boku zamknięcia w kierunku strzałki A z fig. 11. Na fig. 14 znajduje się ponadto, oprócz wieczka 32 widocznego w położeniu otwartym 32.1, częściowy przekrój wieczka w położeniu zamkniętym 32.2. Punkty P' i P znajdują się tutaj w powierzchni 61 usytuowanej

PL 190 889 B1 w pionowej odległości E (jak wyjaś niono w nawią zaniu do fig. 10b i 14) od płaszczyzny podziałowej 60. I ponownie, odległość E jest wybierana tak, żeby uniknąć kolizji pomiędzy wieczkiem 32 a korpusem 31. I znowu, płaszczyzna 61 jest pochylona wzglę dem płaszczyzny podziałowej 60 pod kątem δ, wskutek czego uzyskuje się optymalną konstrukcję w sposób opisany już wcześniej.

Na fig. 14 pokazano jednak inną korzystną cechę. Bardzo trudno jest wykonać precyzyjną zawiasę zatrzaskową, głównie ze względu na wiele ograniczeń geometrycznych konstrukcji oraz problem skurczu materiału. Skoordynowany wieloosiowy układ zawiasowy według wynalazku zapewnia technikę kompensowania skurczu i innych problemów powiązanych z geometrią. W odniesieniu do układu współrzędnych x-y, jak pokazano na figurze, skurcz materiału w formie jest zazwyczaj większy w kierunku y niż w kierunku x, jak objaśniono w nawiązaniu do strzałek kierunkowych z fig. 14. Odlewając zamknię cie w stanie otwartym i kompensując skurcz poprzez regulację połączeń w zawiasie, można ten skurcz odpowiednio skompensować. Można to zrobić regulując wymiary K1 i K2 z fig. 14.

Na fig. 15 pokazano zalecany przykład wykonania, w przekroju, zawiasy foliowej 70 zastosowanej jako obszary zginania 34.1-34.4 w jednym korzystnym przykładzie wykonania obecnego wynalazku. Na fig. 15a pokazano zawiasę foliową 70, kiedy zamknięcie znajduje się w położeniu otwartym, natomiast na fig. 15b pokazano tę zawiasę w położeniu zamkniętym. W sąsiedztwie zawiasy foliowej 70 znajduje się ramię łączące 33 i korpus 31 lub wieczko 32. Jak wynika z przykładów wykonania omówionych wcześniej w tym zgłoszeniu, korpus 31, wieczko 32 oraz ramiona łączące 33 są często krzywoliniowe w celu realizacji pożądanych charakterystyk konstrukcyjnych. Zawiasę foliową 70 trzeba konstruować mając to na uwadze. Zawiasę foliową 70 należy konstruować tak, żeby precyzyjnie wchodziła w dostępną przestrzeń oraz powinna być skonstruowana z uwzglę dnieniem części formy, które moż na łatwo oddzielać po jej otwarciu. Dlatego waż ne jest żeby konstrukcja zawiasy foliowej nie była wrażliwa na niedokładności geometrii.

Widoczna na fig. 15a, 15b zawiasa foliowa 70 ma część wewnętrzną wyznaczoną przez dwie płaszczyzny 72, 73, które są pochylone pod kątem χ względem pionu w celu uzyskania najlepszego modelu przepływu materiału i optymalizacji przenoszenia obciążenia. Kąt χ powinien być w takim zakresie, żeby najmniejsza możliwa grubość 74 zawiasy foliowej 70 była nadal wyraźnie określona.

Płaszczyzny 72, 73 są połączone cylindryczną powierzchnią 78 wyznaczającą krawędź wewnętrzną zawiasy foliowej 70. Zewnętrzna powierzchnia zawiasy foliowej jest utworzona przez płaszczyznę 75, biegnącą od pierwszej powierzchni zewnętrznej 76, która, w tym przykładzie, jest zakrzywiona, ku drugiej powierzchni zewnętrznej, która również jest zakrzywiona. Należy zauważyć, że pierwsza powierzchnia zewnętrzna 76 jest powierzchnią zewnętrzną ramienia łączącego 33, natomiast druga powierzchnia zewnętrzna 77 jest powierzchnią zewnętrzną korpusu 31 lub wieczka 32. Jak można zauważyć z fig. 15a, szerokość płaszczyzny 75 zbliża się do zera we względnym środku zawiasy foliowej 70 wskutek łukowej krzywizny powierzchni 76, 77. Natomiast płaszczyzna ta ma znaczną szerokość na krawędzi zawiasy foliowej 70, również wskutek tej krzywizny. Oczywiście, wszystkie zawiasy foliowe powinny być wypolerowane lub bardzo gładkie.

Na fig. 15b pokazano kolejną zaletę tej zawiasy foliowej. W położeniu zamkniętym płaszczyzna 72 jest w przybliżeniu ustawiona w linii z płaszczyzną 73 i pomaga w ustalaniu położenia elementu łączącego 33. Ponadto zadaniem tej funkcji jest ogólne wzmocnienie zawiasy foliowej, kiedy znajduje się w położeniu zamkniętym. Jest to użyteczne, zwłaszcza w obszarze krótkiej lub wewnętrznej swobodnej krawędzi elementu łączącego 33. Pokazano to strzałką 79. Oczywiście, do pomocy w ustalaniu położenia elementu łączącego 33 można używać dodatkowe elementy na korpusie 31 i wieczku 32 zamknięcia 30. Pokazano to, przykładowo, strzałkami 80. Jak też jest wyraźnie widoczne, że powierzchnie 72, 73 nie muszą być płaskie oraz można stosować powierzchnie o innych kształtach, chociaż takie powierzchnie powinny, korzystnie, pasować do siebie w położeniu zamkniętym.

Kolejną zaletą zawiasy foliowej 70 z fig. 15 jest to, że taka zawiasa, dzięki odpowiedniej konstrukcji, może również działać jak bufor gromadzący energię. Na przykład, alternatywny przykład wykonania z fig. 9 gromadzi energię w zawiasie wskutek jej krzywizny. Oczywiście, zadanie to mogą również realizować inne nieliniowe konstrukcje zawias.

Z opisanych powyż ej przykładów wykonania wynalazku wyraź nie wynika, ż e wynalazek moż na modyfikować bez wychodzenia poza jego zakres oraz jedyne ograniczenia narzucają wyłącznie załączone zastrzeżenia. Każda osoba znająca tę dziedzinę techniki jest w stanie zmieniać i modyfikować ten układ z uwzględnieniem zalecanych przykładów wykonania. Zatem oczywiste jest, że wynalazek

PL 190 889 B1 można zmieniać na wiele sposobów bez wychodzenia poza jego istotę i zakres, a wszystkie takie modyfikacje są oczywiste dla każdej osoby o odpowiednich umiejętnościach w tej dziedzinie. W związku z tym, właściwy zakres wynalazku okreś lają wyłą cznie załą czone zastrzeż enia.

Claims (24)

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ zawiasowy wieloosiowy, z co najmniej dwoma stabilnymi położeniami zawierający pierwszą część zawiasową, drugą część zawiasową, co najmniej dwa ramiona łączące odsunięte od siebie na pewną odległość, co najmniej cztery obszary zginania łączące każde z ramion łączących bezpośrednio z pierwszą częścią zawiasową i drugą częścią zawiasową, przy czym każde ramię łączące ma co najmniej cztery boki, podczas gdy dwa nie sąsiadujące ze sobą boki każdego z ramion łączących są formowane przez jeden z obszarów zginania oraz ramiona łączące mają przekrój poprzeczny zasadniczo sztywny na skręcanie, znamienny tym, że co najmniej dwa obszary przenoszące (45.1, 45.2, 45.3 i 45.4) sąsiadują z obszarami zginania (34.1, 34.2, 34.3, 34.4), a obszary sprężyste (40.1, 40.2, 40.3) części zawiasowych (2, 3), elastycznie odkształcające się podczas otwierania i zamykania wieloosiowego układu zawiasowego (1), są połączone z obszarami przenoszącymi (45.1,

45.2, 45.3 i 45.4), zaś w położeniu zamkniętym obszary zginania (34.1, 34.2) pierwszego ramienia łączącego (33.1) wyznaczają pierwszą płaszczyznę, a obszary zginania (34.3, 34.4) drugiego ramienia łączącego (33.2) wyznaczają drugą płaszczyznę przecinającą pierwszą płaszczyznę pod kątem (ω), przy czym obszary zginania (34.1, 34.2) pierwszego ramienia łączącego (33.1) i obszary zginania (34.3, 34.4) drugiego ramienia łączącego (33.2) są ustawione pod kątem (φ) względem siebie dla umożliwienia, co najmniej dwóch stabilnych położeń części zawiasowych (2, 3).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedno z ramion łączących (33.1, 33.2) i/lub części zawiasowych (2, 3) jest wolne od naprężeń w co najmniej jednym ze stabilnych położeń układu zawiasowego (1).

3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że obszar sprężysty (40.1, 40.2, 40.3) stanowi bufor gromadzący energię poprzez sprężyste odkształcenie podczas otwierania lub zamykania wieloosiowego układu zawiasowego (1), a ta zmagazynowana energia zapewnia działanie zatrzaskowe wymuszające powrót układu zawiasowego (1) do jednego ze stabilnych położeń.

4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wierzchołki (38.1, 38.2) wyznaczone przez obszary zginania (34.1, 34.2, 34.3, 34.4) są oddalone od siebie na odległość (B), wynoszącą co najmniej w przybliżeniu połowę długości krótszej krawędzi (36.1, 36.2) ramienia łączącego (33.1, 33.2).

5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedna z krawędzi (36.1, 36.2) ramion łączących (33.1, 33.2) jest sztywna i nie wypacza się pod działaniem sił ściskających.

6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że na co najmniej jednym z ramion łączących (33.1, 33.2) znajduje się obszar sprężysty (40.3), który jest elastycznie odkształcalny podczas otwierania lub zamykania wieloosiowego układu zawiasowego (1).

7. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że ramiona łączące (33.1, 33.2) są co najmniej częściowo zakrzywione przestrzennie.

8. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że obszary zginania (34.1, 34.2, 34.3, 34.4) są elastycznie odkształcalne, magazynując energię podczas otwierania lub zamykania wieloosiowego układu zawiasowego (1).

9. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że obszary zginania (34.1, 34.2, 34.3, 34.4) są rozmieszczone symetrycznie lub asymetrycznie względem części zawiasowych (2, 3).

10 Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszą częścią zawiasową (2) jest korpus (31) a drugą częścią zawiasową (3) jest wieczko (32) zamknię cia (30).

11. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że obszar sprężysty (40.1, 40.2, 40.3) jest usytuowany w obszarze swobodnej krawędzi korpusu (31).

12. Układ według zastrz. 10 albo 11, znamienny tym, że obszar sprężysty (40.1, 40.2, 40.3) jest usytuowany w obszarze swobodnej krawędzi wieczka (32).

13. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że obszar sprężysty (40.1, 40.2, 40.3) jest usytuowany pomiędzy dwoma obszarami przenoszącymi (45.1, 45.2, 45.3, 45.4).

14. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że ramiona łączące (33.1, 33.2) są w zamkniętym położeniu zamknięcia (30) zintegrowane z zewnętrznym obrysem zamknięcia (30) tak, że żadna część nie wystaje w zasadzie poza otaczający obszar.

PL 190 889 B1

15. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że układ zawiasowy (1) jest usytuowany pod kątem (τ) względem płaszczyzny podziałowej (60.2).

16. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że ramiona łączące (33.1, 33.2), mają co najmniej częściowo zasadniczo stałą grubość.

17. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że ramiona łączące (33.1, 33.2) mają na swojej krótszej swobodnej krawędzi (36.1, 36.2) większą grubość w porównaniu z ich grubością na ich dłuższej swobodnej krawędzi (37.1, 37.2).

18. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że co najmniej jedna powierzchnia (62) wieczka (32) jest usytuowana poza płaszczyzną podziałową (60) i współdziała z odpowiednią powierzchnią (61) korpusu (31) tak, że w zamkniętym położeniu zamknięcia (30) nie ma żadnej szczeliny.

19. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że obszary zginania (34.1, 34.2, 34.3, 34.4) mają postać zawias foliowych (70).

20. Układ według zastrz. 19, znamienny tym, że zawiasy foliowe (70) mają przekrój, który jest ograniczony z jednej strony krzywą kołową (78), a z drugiej strony linią prostą (75) albo krzywą kołową.

21. Układ według zastrz. 19 albo 20, znamienny tym, że płaszczyzna (72) jest usytuowana pod kątem (χ) względem płaszczyzny podziałowej (60) na wewnętrznej stronie zawiasy foliowej (70) w celu sprzęgania się z odpowiednią płaszczyzną (73) elementu łączącego (33) w zamkniętym położeniu zamknięcia (30) dla ustalenia położenia elementu łączącego (33).

22. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że co najmniej jeden obszar zginania (34.1, 34.2,

34.3, 34.4) jest zakrzywiony.

23. Układ według zastrz. 1 albo 10, znamienny tym, że obszary przenoszące (45.1, 45.2, 45.3, 45.4) są zintegrowane wewnątrz części zawiasowych (2, 3).

24. Układ według zastrz 1 albo 10, znamienny tym, że co najmniej obszary przenoszące (45.1, 45.2, 45.3, 45.4) usytuowane na jednej części zawiasowej (2) są zasadniczo sztywne.