PL178555B1 - Zawias - Google Patents

Abstract

1. Zawias sprezynujacy bez glównego zawiasu tasmowego, z pierwsza czescia zawiasu, z druga czescia zawiasu, odchylna wzgledem pierwszej cze- sci zawiasu, w kilka zdefiniowanych przestrzennie stabilnych pozycji odchylenia, z dwoma, umieszczony- mi w odstepie wzgledem siebie, ramionami laczacymi, z których kazde zawiera co najmniej jeden, wystajacy ruchomo z czesci zawiasu, element przegubowy, co najmniej jedna, w zasadzie sztywna na zginanie czesc posrednia, która jest ograniczona dwoma, na- chylonymi do siebie pod katem, obszarami zginania, znamienny tym, ze obszary zginania (9 , 10, 11) maja w miejscu swojej najblizszej wzajemnej odleglosci, taki odstep (a) wzgledem siebie, ze elementy przegu- bowe (6 , 7 , 16) i czesc posrednia (4) kazdego z ramion laczacych (5) ma, w co najmniej dwóch pozycjach odchylania, taki sam niezdeformowany ksztalt, a kazdy z elementów przegubowych (6, 7, 16) jest sprezysty w porównaniu do przyleglych czesci zawiasu. FIG 8 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawias sprężynujący bez głównego zawiasu taśmowego, z pierwszączęściązawiasu, z drugą częścią zawiasu odchylną względem pierwszej części zawiasu w kilka, zdefiniowanych przestrzennie stabilnych pozycji odchylenia, z dwoma, umieszczonymi w odstępie względem siebie, ramionami łączącymi, z których każde zawiera co najmniej jeden,

178 555 wystający ruchomo z części zawiasu, element przegubowy, co najmniej jedną, w zasadzie sztywną na zginanie część pośrednią, która jest ograniczona dwoma, nachylonymi do siebie pod kątem, obszarami zginania.

Znane są różne konstrukcje przegubowych połączeń zawiasowych, zwłaszcza wykonanych metodą wtrysku jako jedna część, dla zamknięć z tworzywa sztucznego. Z reguły w takich jednoczęściowych zamknięciach z tworzywa sztucznego dwie, przechylane względem siebie części zawiasu sąpołączone z zawiasem głównym lub kilkoma, leżącymi najednej osi, zawiasami głównymi (odcinkami osiowymi). Aby przy uruchamianiu zawiasu uzyskać efekt zatrzaskowy, to znaczy wyraźne i określone położenie otwarte i zamknięte w wyniku przejścia przez martwy punkt, zawias jest z reguły wyposażony w co najmniej jeden element pośredni: element sprężynowy, taśmę naciągową lub inne odpowiednie elementy. Są one umieszczane z boku zawiasu głównego lub, w przypadku kilku zawiasów głównych, pomiędzy zawiasami i sąpołączone z obiema częściami zawiasu. Elementy pośrednie ewentualnie taśmy naciągowe są przy tym tak usytuowane, że zawias główny leży poza płaszczyzną (płaszczyznami) wyznaczoną przez miejsca połączenia elementów pośrednich z elementami zamykającymi. To przesunięcie zawiasu głównego względem miejsc zamocowania elementów pośrednich (przesunięcie osi przegubów) prowadzi przy otwieraniu i zamykaniu zawiasu do powstawania sił rozciągających i ściskających, które są przenoszone przez elementy pośrednie i zawias główny i powodują efekt zatrzaskowy.

Ta, oparta na przesunięciu osi przegubowych, zasada działania, w której części zawiasu obracają się wokół określonej, osadzonej sztywno względem części zawiasu, osi głównej, a uzupełniające elementy funkcyjne wykazują przesunięcie geometryczne względem miejsca ich zamocowania do części zawiasu, znanajest przykładowo z takich opisów patentowych, jak niemiecki nr 1813187, europejski nr 0056469, szwajcarski nr 488085, europejski nr 0447357, lub ze zgłoszeń patentowych takich, jak europejskie nr 524275 i niemieckie nr 4335107.7.

Poza znanym ogólnie problemem związanym z większymi lub nadmiernymi obciążeniami materiału (niebezpieczeństwo pękania materiału w obszarze zawiasu) kolejna wada takich systemów polega na tym, że wymagane główne zawiasy taśmowe znacznie ograniczają zakres ruchu części zawiasu, a wskutek wymaganego przesunięcia główne zawiasy taśmowe wystająpoza zarys zamknięcia. Wzajemne usytuowanie części zawiasu w obu położeniach spoczynkowych, to jest w stanie zamkniętym i otwartym, oraz podczas ruchu nie podlegają istotnym wpływom, ponieważ następuje czysty obrót wokół osi. Ponadto odpowiednie układy zawiasowe niosą ze sobą różne ograniczenia co do estetycznego i geometrycznego ukształtowania części zawiasu. Na kinematykę takich konstrukcji znaczny wpływ ma ponadto konkretne ukształtowanie części zawiasu, zastosowany materiał, a w przypadku elementów, wykonanych metodą wtrysku z tworzywa sztucznego, również konkretny sposób wytwarzania, narzędzie i tolerancje wykonawcze. Wskutek takich ograniczeń nierzadko powstają konstrukcje z nieodpowiednich materiałów, sprzyj aj ące uszkodzeniom w trakcie wytwarzania zawiasów i skracaj ące czas ich użytkowania.

Konstrukcja bez zawiasu głównego jest znana z opisu patentu amerykańskiego nr 3135456. Dwie, wzajemnie przechylane, części zbiornika są tam połączone ze sobąza pomocą, umieszczonych na zewnątrz, sprężystych łapek. Konstrukcja ta nie rozwiązuje problemu silnego wydłużania materiału, lecz obchodzi go poprzez zastosowanie sprężystego, silnie wydłużalnego materiału. Materiał zawiasu podlega silnym obciążeniom, ponadto zaś charakteryzuje się wyjątkowo niestabilnym i trudnym do przewidzenia zachowaniem, przejawiającym się w tendencji do przewijania się na dużej powierzchni.

Z europejskiego opisu patentowego nr 0331940 znane jest dwupozycyjne urządzenie zawiasowe, które w dużym stopniu eliminuje powyższe wady. To urządzenie zawiasowe nie zawiera zawiasu głównego, łączącego bezpośrednio obie części zawiasu. Sąone połączone za pomocądwóchjednakowych, symetrycznych ramion łączących, przy czym każde z tym ramion łączących zawiera dwa wsporniki (cantilever arms), z których pierwsze połączone sąz częściami zawiasu. Wsporniki sąpołączone ze sobąza pomocątrójkątnej płytki. Zawias według tego wynalazku charakteryzuje się stosunkowo dużym kątem rozwarcia i wyjątkowo wyraźnym efektem

178 555 zatrzaskowym, ponadto zaś mimo stosunkowo sztywnej konstrukcji nie powoduje nadmiernego obciążenia materiału.

Amerykański opis patentowy nr 5148912 opisuje zawias, w którym obie części zawiasu są połączone za pomocą dwóch ramion łączących, które na całej swej długości sąjednakowo elastyczne lub sprężyste. Z uwagi na okrągły zarys obu części zawiasu oba ramiona łączące uzyskująw sposób wymuszony, a zarazem przypadkowy, kształt trapezowy. Położenie otwarte i zamknięte nie stanowiądla części tego zawiasu stabilnych położeń, w które przeskiOkująone automatycznie z pozycji pośrednich.

Publikacja nr WO 92/13775 opisuje zawias, w którym ramiona łączące są wykonane z elementów sprężynopodobnych. Również ten zawias według stanu techniki nie jest dwupozycyjny we wspomnianym wyżej sensie.

Podobny zawias jest opisany w publikacji nr WO 84/04906. Mające kształt pasków, ramiona łączące są tutaj na całej swej długości elastyczne i nie zawierają żadnych sztywnych, trapezowych elementów łączących. Ramiona te nie mieszczą się poza tym w obrębie zewnętrznego zarysu części zawiasu, są zatem niezadowalające pod względem estetycznym.

Celem wynalazku jest opracowanie zawiasu, zwłaszcza dlajednoczęściowych zamknięć z tworzywa sztucznego, który przy zachowaniu zalet wspomnianego wyżej, znanego ze stanu techniki rozwiązania według patentu europej skiego nr 0331940, mimo zwiększenia kąta rozwarcia do ponad 180° charakteryzuje się niewielkimi obciążeniami materiału i umożliwia celowe sterowanie przestrzennym ruchem zawiasu przy jednoczesnym zwiększeniu swobody w zakresie kształtowania części zawiasu i ich kinematyki.

Zadanie to rozwiązano zgodnie z wynalazkiem przez to, że w zawiasie opisanego na wstępie rodzaju, obszary zginania mają w miejscu swojej najbliższej wzajemnej odległości, taki odstęp względem siebie, że elementy przegubowe i część pośrednia każdego z ramion łączących ma, w co najmniej dwóch pozycjach odchylania, taki sam niezdeformowany kształt a każdy z elementów przegubowych jest sprężysty w porównaniu do przyległych części zawiasu.

Korzystnie, obszary zginania mają w miejscu, swojej najbliższej wzajemnej odległości, taki odstęp względem siebie, że każdy z elementów przegubowych jest w pozycji otwarcia ustawiony prostopadle do płaszczyzny zamknięcia obu części zawiasu.

Korzystnie, obszary zginania, usytuowane są względem siebie pod kątem φ, którego wartość spełnia poniższe równanie:

ta^/2 = coso/2 · cos(180° - ζ)/2 + tan<ó/2 · sin(180° - ζ)/2, przy czym φ oznacza kąt zawarty pomiędzy obszarami zginania, ω - kąt, utworzony przez dwie linie prostopadłe do ramion łączących, a ζ - efektywny (czynny) kąt rozwarcia.

Korzystnie również, obszary zginania usytuowane są względem siebie pod kątem φ, którego wartość spełnia poniższe równanie:

φ = 2 · arctan(cosa/2), przy czym kąt a oznacza kąt pomiędzy dwoma ramionami łączącymi.

Korzystnie, obszary zginania są nachylone pod niejednakowymi kątami do krawędzi ramion łączących.

Zgodnie z wynalazkiem, ramiona łączące sąpołączone za pomocą dodatkowych, ustawionych poprzecznie do ramion łączących, obszarów zginania, z częściami zawiasu.

Korzystnie dalej, ramiona łączące są asymetryczne względem płaszczyzny zamknięcia części zawiasu.

Korzystnie, ramiona łączące są wygięte i leżąw jednej płaszczyźnie i na części swej długości sąwzajemnie równoległe, tak, że na przeciwległych końcach ich wzajemne odstępy sąróżne.

Grubość co najmniej jednego elementu przegubowego jest zmienna tak, że naprężenia zginające i skręcające są równe w całym elemencie przegubowym, korzystnie, grubość elementu przegubowego zmniejsza się w sposób ciągły odjego dłuższej krawędzi bocznej do jego krótszej krawędzi bocznej.

178 555

Korzystnie, każdy z elementów przegubowych przy odchylaniu drugiej części zawiasujest na swej dłuższej krawędzi bocznej rozciągany, zaś na swej krótszej krawędzi bocznej ściskany tak, że pomiędzy obiema krawędziami bocznymi znajduje się neutralny pod względem naprężeń obszar.

Korzystnie, neutralny pod względem naprężeń obszar znajduje się w środkowej jednej trzeciej obszaru pomiędzy obiema krawędziami bocznymi elementu.

Co najmniej jeden element przegubowy ma, prostopadle do swego wzdłużnego kierunku, wybrzuszenie, lub korzystnie, co najmniej jedno żebro usztywniające lub korzystnie, co najmniej jedno pocienienie materiału.

Korzystnie, co najmniej jeden element przegubowy ma co najmniej jedno wybranie, które korzystnie znajduje się pomiędzy dwiema częściami elementu przegubowego.

Co najmniej jedna część pośrednia jest sztywna w kierunku wzdłużnym elementów przegubowych, zaś w kierunku poprzecznym do nich, ukształtowanajest w postaci sprężyny skrętnej.

Korzystnie, element przegubowy jest zaopatrzony w, biegnące w kierunku wzdłużnym, paski lub żebra.

Korzystnie, ramiona łączące znajdują się, w widoku od zewnątrz, przed przeponami ukształtowanymi na wewnętrznej powierzchni części zawiasu.

Korzystnie, w pozycji zamkniętej przepony obu części zawiasu stykają się lub zachodzą na siebie.

Na co najmniej jednej części zawiasu, pomiędzy dwoma ramionami łączącymi, jest umieszczone żebro.

Zgodnie z wynalazkiem, żebro w pozycji zamkniętej wystaje poza płaszczyznę zamknięcia, wchodząc w wybranie w drugiej części zawiasu.

Korzystnie, na obu częściach zawiasu, pomiędzy dwoma ramionami łączącymi znajdują się żebra, które stykają się ze sobą lub zachodzą na siebie.

Korzystnie, leżące pomiędzy obydwoma ramionami łączącymi krawędzie końcowe obu części zawiasu zachodzą na siebie.

Korzystnie także, leżące pomiędzy obydwoma ramionami łączącymi krawędzie końcowe obu części zawiasu mają, odpowiadające sobie wzajemnie kształtem, odcinki wklęsłe na jednej części i wypukłe na drugiej.

Korzystnie, co najmniej jedno z ramion łączącychjest osadzone na przyporządkowanej mu części zawiasu poniżej płaszczyzny zamknięcia zawiasu, poprzez podcięcie.

Korzystnie wreszcie, ramiona łączące na co najmniej jednej części zawiasu znajdująsię w pozycji zamkniętej w wybraniach tej części zawiasu.

Zgodnie zjednąpostaciąwynalazku, zawiasjest dwupozycyjny i każde z ramion łączących zawiera dwa wewnętrzne obszary zginania oraz część pośrednią.

Zgodnie z inną postacią wynalazku, zawiasjest trójpozycyjny i każde z ramion łączących zawiera trzy wewnętrzne obszary zginania o na przemian dodatnim lub ujemnym nachyleniu względem bocznych krawędzi ramion.

Korzystnie, część pośrednia ma w swoim obszarze rozciąganym, sąsiadującym z krawędzią rozciąganą, grubość mniejszą niż w obszarze ściskanym, sąsiadującym z krawędzią ściskaną.

Innymi słowy, w opisanym godnym z wynalazkiem zawiasie, w którym co najmniej między dwiema zdefiniowanymi przestrzennie stabilnymi pozycjami odchylenia leży punkt martwy, odchylna druga część zawiasu, z każdej pozycji odchylenia pomiędzy dwiema takimi, zawierającymi między sobą punkt martwy, zdefiniowanymi przestrzennie stabilnymi pozycjami odchylenia poza punktami martwymi, wraca samoczynnie sprężyście do najbliższej pozycji odchylenia.

Zgodnie z wynalazkiem obszary zginania w miejscu, swojej najmniejszej wzajemnej odległości majątaki odstęp, że każde zramion łączących jest, zarówno w pozycji otwartej, jak też w pozycji zamkniętej, w zasadzie wolne od naprężeń, a każdy z elementów przegubowych wykonuje podczas obrotu drugiej części zawiasu względem pierwszej części zawiasu pomiędzy dwie178 555 ma zdefiniowanymi przestrzennie, stabilnymi, zawierającymi miedzy sobą punkt martwy, pozycjami odchylenia, sprężysty ruch odciążający o maksimum w obszarze punktu martwego.

Na podstawie systematycznej obserwacji ruchów otwierania i zamykania, nie zawierających taśmowego zawiasu głównego, zamknięć z tworzywa sztucznego, jakie są opisane w stanie techniki, można prześledzić cały ruch przestrzenny zawiasu. Mimo wyraźnej dwupozycyjności znanego układu zawiasu, kąty rozwarcia powyżej 180° sątrudne do zrealizowania, ponadto zaś w martwym punkcie, przy przejściu z jednej określonej pozycji w drugą, można zaobserwować silniejsze wydłużenie ramion łączących. Zależnie od materiału kąt zamknięcia jest większy niż 0°, a kąt rozwarcia nieco mniejszy niż 180° (około 160°). W dłuższym czasie oznacza to, że poza dwoma określonymi położeniami, w których naprężenia są minimalne, materiał znajduje się w stanie stałego obciążenia, a w trakcie manipulacji podlega silniejszym wydłużeniom, co w przypadku tworzyw sztucznych może powodować ich pękanie, skracając czas użytkowania takiego zamknięcia.

Jeżeli proces obserwuje się dokładnie, wówczas widać, że przejściu w oba stabilne położenia towarzyszy zawsze, choć czasami bardzo nieznaczny, proces przewijania materiału. Sąto odkształcenia materiału, które przebiegająrównocześnie w trzech kierunkach, co prowadzi czasowo do niestabilnego położenia i powoduje wyraźne rozdzielnie obu stabilnych pozycji po obu stronach przewinięcia. Do tego dochodzą środki konstrukcyjne w postaci wcześniej uformowanych miej sc zgięcia, które współuczestnicząw sterowaniu ruchem zawiasu. Widoczne j est, że mimo zastosowania dokładnej techniki wtrysku, za pomocąktórej przetłaczane są„elementy sterujące” nie udaje się takie sterowanie siłami, jakie byłoby najbardziej korzystne. Niekontrolowane siły, powodujące po części plastyczne odkształcenie materiału, nie tylko pogarszająwłasności mechaniczne, lecz powodują dodatkowo, oczywiście niekorzystne, zjawiska związane z erozją materiału.

Być może chodzi o to, że przy projektowaniu istnieje ogólna tendencja do jak największego sterowania i kontrolowania, co sprawia, że nie zauważa się wiodącej do celu „współpracy” materiału, a co za tym idzie, często się jąuniemożliwia. Zamiast uwzględnić i wykorzystać taki aspekt kooperacyjny, cały planowany proces ruchu zawiasu wciska się w wąskie ramy. W tym miejscu z pomocą przychodzi wynalazek.

Jeżeli dopuści się możliwość uwzględnienia własnego zachowania materiału, wówczas można wykorzystać cały szereg takich „kooperacyjnych procesów”, oczywiście w połączeniu z towarzyszącym im, nie zakłócającym tych procesów, lecz je podtrzymującym, sterowaniem ruchem zawiasu. W takich postaciach wykonania pozwala się, by materiał, korzystnie tworzywo sztuczne, poruszał się ' tam, gdzie wykazuje tendencję do poruszania się, natomiast środki sterujące stosuje się dopiero tam, gdzie przewidziany jest celowy ruch. Ten luz pomiędzy sztywnym kierowaniem procesem, a jego łagodnym prowadzeniem pozwala uniknąć niepotrzebnych naprężeń.

W ten sposób przestrzenny proces ruchu jest sterowany za pomocą środków konstrukcyjnych w sposób celowy i nie zakłócający procesów naturalnych, dzięki czemu osiąga się, zgodnie z postawionym zadaniem, większą swobodę w zakresie ukształtowania części zawiasu. Wynalazek przezwycięża zatem dotychczasowe ograniczenia i umożliwia, przy dopuszczalnych obciążeniach materiału, między innymi zwiększenie kąta rozwarcia do 270° albo nawet uzyskanie zawiasu trójpołożeniowego.

Wynalazek w przykładach wykonaniajest przedstawiony i objaśniony na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia podstawowy przebieg ruchu ewentualnie geometrię zamknięcia nasadzanego z przesunięciem osi przegubowych, fig. 2 do fig. 5 - wykresy takich funkcji, j ak kąt rozwarcia i wydłużenia w zależności od środków konstrukcyjnych, przy czym parametrami są: L1, L2 i d, jak pokazano na fig. 1, fig. 6 - schemat pierwszego przykładu wykonaniajednoczęściowego zamknięcia z tworzywa sztucznego z równolegle ustawionymi ramionami łączącymi i asymetrią względem płaszczyzny zamknięcia w położeniu zamkniętym, fig. 7 - schemat ramion łączących pomiędzy obiema częściami zamknięcia lub zawiasu w powiększeniu, fig. 8 - przykład wykonania w stanie rozłożonym, na którym widoczne jest wnętrze pokrywy i zbiornika, fig. 9 - jedno ramię

178 555 łączące rozłożonego zawiasu w widoku ze strony ukazanej na fig. 8, fig. 10 - drugie ramię łączące rozłożonego zawiasu w widoku ze strony ukazanej na fig. 8, fig. 11 - oba ramiona łączące rozłożonego zawiasu w widoku ze strony ukazanej na fig. 8, fig. 12 - przykład wykonania według fig. 8 w stanie złożonym, przy czym zawias widoczny jest od wewnątrz, a nie od tyłu, jak na fig. 6, fig. 13 przedstawia przebieg ruchu odciążającego według wynalazku na podstawie, przedstawionego schematycznie, przykładu wykonania, fig. 14 do fig. 19 - inne postaci wykonania ramion łączących w widoku według fig. 12, fig. 20 - schemat przebiegu ruchu dla przykładu wykonania z asymetrycznie ustawionymi obszarami zginania, fig. 21a do fig. 21 d - różne postaci wykonania elementów przegubowych 6, 7, fig. 22 - przykład wykonania ramienia łączącego 5 w szczegółowym widoku trój wymiarowym, fig. 23 - przykład wykonania uszczelnienia obszaru zawiasu dla pokrywy zamykającej, fig. 24 - przekrój przez żebro według fig. 23 wzdłuż linii B-B, fig. 25 przykład wykonania z mniejszą wysokością pokrywy zamykającej, fig. 26 do fig. 29 - inne przykłady wykonania wynalazku.

W opisanych poniżej przykładach wykonania wynalazek jest objaśniony na przykładzie jednoczęściowych zamknięć z tworzywa sztucznego. Poprzedzające opis przykładów wykonania i dotyczące ich rozważania i wyjaśnienia można oczywiście bezpośrednio przenieść na inne zastosowania lub materiały, zwłaszcza materiały typu kartonowego. W takich zamknięciach z tworzywa sztucznego obie części zawiasu stanowią: pierwsza część zawiasu stanowiąca połączoną ze zbiornikiem dolną cześć zamknięcia, zwaną dalej elementem zamykanym 1 oraz druga część zawiasu stanowiąca pokrywę 2.

Figura 1 ukazuje część, w zasadzie typowego znanego zamknięcia z przesunięciem osi przegubowych w dużym powiększeniu, widzianąz boku. Taśmowy zawias główny 3, który łączy element zamykany 1 i pokrywę 2, jest ustawiony prostopadle do płaszczyzny rysunku. Element pośredni 61 (w niektórych zamknięciach nazywany taśmą naciągową) jest tutaj, i to jest nowe, usytuowany asymetrycznie względem płaszczyzny zamknięcia V. Jeżeli pod pojęciem elementu pośredniego 61 rozumie się „wiązkę równoległych włókien”, wówczas każde włókno składa się pomiędzy miej scami j ego zamocowania A/i A, z górnego odcinka L/ (odcinek zamknięcia) i dolnego odcinka L, (odcinek elementu zamykanego). Każde włókno znajduje się w określonym odstępie d od taśmowego zawiasu głównego 3. Te parametry L/, L, i d dla zewnętrznej krawędzi 62 elementu pośredniego 61 są przedstawione na fig. 1.

Wydłużenie materiału, wynikające z zasady przesunięcia osi przegubowych (zależnie od konstrukcji także zgniatanie) osiąga swoje maksimum w obszarze martwego punktu. Ponieważ stosunek Lj/Lj może ulegać zmianie (porównaj nachylenie miejsc zamocowania A, i A₂), wydłużenie i kąt rozwarcia y trzeba obliczać oddzielnie dla każdego włókna. Dla podstawowych rozważań nie jest to jednak tutaj konieczne. Do uproszczonego wyznaczenia wydłużenia i kąta rozwarcia y wystarczątutaj długości odcinków L/, L,i przesunięcie osi d. W praktyce parametry te wynoszą z reguły:

L/ maksymalne = L, maksymalne = około 3 mm (w stanie techniki zawsze symetryczne) i d = około / mm.

Są to typowe wymiary tego rodzaju zamknięcia nasadzanego.

Poniżej przedyskutowano na podstawie fig. 2 do 5 kilka wykresów, które dotycząprzypadków obciążenia w zależności od zmian parametrów omówionych w związku z fig. 1. Celem uproszczenia dla L/ przyjęto stałą wartość 1. Oba pozostałe parametry L, i d są zatem podawane w stosunku do L/.

Wykres na fig. 2 przedstawia kąt rozwarcia y zamknięcia według fig. 1 w zależności od pozostałych parametrów. L, zmienia się od 0 L/do 6 L/, zaś d zmienia się od 0 L/ do L/. Przedstawiona w postaci powierzchni funkcja ukazuje, że przy rosnącym przesunięciu d osi przegubowych i j ak najmniej szym odcinku L, uzyskuj e się teoretycznie maksymalny kąt rozwarcia, który, gdy Lj/L/ dąży do zera (L, dąży do zera), może teoretycznie wynosić do około 250°. Ponieważ dotychczas dużym wysiłkiem udawało się uzyskać kąt rozwarcia znacznie mniejszy niż 180°, istnieje tutaj pewien zapas, z którego można jeszcze skorzystać według dotychczasowego stanu techniki. W tym kierunku idą rozwiązania oparte o elastyczne taśmy naciągowe.

178 555

Wykres na fig. 3 uwidacznia wydłużenie włókien w martwym punkcie, które zarazem jest wydłużeniem maksymalnym. L₂ zmienia się tu również od 0 do 6 L_v zaś d od 0 do L,. Z przebiegu funkcji wynika, że przy żądanym, dużym kącie rozwarcia, to znaczy przy małym odcinku L₂, już przy niewielkim przesunięciu d występują ponad 40% wydłużenia włókien. Porównanie obu wykresów uwidacznia, że maksymalne wydłużenia występują dokładnie w obszarze, gdzie żądany kąt rozwarcia byłby optymalny. Jeżeli przyjrzeć się bliżej temu interesującemu obszarowi, wówczas widać co następuje:

Wykres na fig. 4 ukazuje kąt rozwarcia y w zależności od parametrów tylko dla obszaru, w którym kąt rozwarcia jest większy niż 180°, to znaczy przedstawiony jest obszar od 180 do 250°. L₂ zmienia się od 0 do około 2 L_b zaś d zmienia się od 0 do L_v Powierzchnia otrzymanej funkcji ukazuje tu wyraźnie, jak wąskie jest pole konstrukcyjne, im większy ma być kąt rozwarcia i jak duże wydłużenia stąd wynikają, co jest ukazane na następnym wykresie.

Na wykresie według fig. 5 ukazane jest wydłużenie włókien w funkcji L₁ i d, przy czym przedstawiony jest taki sam wycinek obszaru, jak na fig. 4. Widać stąd, że wydłużenia w interesującym obszarze, to znaczy dla γ > 180°, leżą powyżej 30%, a dla kąta rozwarcia równego 200° lub więcej mogą wynosić nawet do 80%. Stąd wynika, że w rzeczywistości dla typowych rozwiązań dostępny jest tylko bardzo wąski (teoretyczny) obszar. Jak widać, przy już właściwie niedopuszczalnie dużym wydłużeniu równym 30% kąt rozwarcia może być równy co najwyżej 180°. Należy zatem unikać konstrukcji, które powodują takie wydłużenia, i poszukać kształtu, przy którym do osiągnięcia celu wykorzystana zostanie, poza rozwiązaniami konstrukcyjnymi, także współpraca materiału. Już europejski opis patentowy nr 0331940 ukazuje sposób, w jaki można obejść ograniczenia typowej zasady opartej na przesunięciu osi przegubowych. Rozwiązanie według tego opisu bazuje jednak w dużym stopniu na czysto geometrycznych procesach przewijania, które nadają kinematyce zamknięcia niewiele stopni swobody.

Powyższe informacje stanowią na tyle wystarczające wprowadzenie w problematykę, aby można było zobaczyć, na czym polegająbariery stanu techniki. Gdzie i jak się je pokonuje, zostanie pokazane na podstawie pierwszego przykładu wykonania.

F igura 6 przedstawia wytwarzane j ako j edna część metodą wtrysku, zamknięcie w postaci zawiasu z tworzywa sztucznego, na przykład polipropylenu (PP). Jako tworzywa sztuczne w wynalazku można stosować ogólnie polimery, zwłaszcza termoplasty, z typowymi dodatkami lub wypełniaczami lub bez nich, które to tworzywa można formować w elastyczne ciągliwe folie o typowych grubościach rzędu 50-2000 pm i które w postaci tych folii są wytrzymałe na zginanie. Zamknięcie składa się z elementu zamykanego 1 i pokrywy 2, które tworzą tutaj obie części zawiasu. Zamknięcie jest ukazane w stanie zamkniętym, w którym pokrywa 2 przylega do elementu zamykanego 1 w obszarze płaszczyzny zamknięcia V. Element zamykany 1 i pokrywa 2 są połączone ze sobą za pomocą dwóch ramion łączących 5.1 i 5.2, zazwyczaj umieszczone we wnękach. Zawias według wynalazku można zatem utworzyć bez jakichkolwiek części, wystających poza zarys, zamknięcia. Pomiędzy obydwoma ramionami łączącymi 5.1, 5.2 nie znajduje się, w przeciwieństwie do znanych układów zawiasowych z zawiasem głównym i przesunięciem osi przegubowych, żaden dodatkowy zawias, który łączyłby części zamknięcia. Umożliwia to zaopatrzenie elementu zamykanego 1 na przykład w wystające ku górze żebro 15. Pokrywa 2 ma odpowiednie wybrania, które w położeniu zamkniętym przylegają szczelnie do żebra 15. Żebro 15 zapewnia prowadzenie pokrywy 2 i może być celowo dostosowane do (tutaj zasłoniętego) otworu wylewowego we wnętrzu zamknięcia. Widać wyraźnie, że żebro 15 stwarza szerokie możliwości w zakresie dokładnego usytuowania i prowadzenia pokrywy 2. Szczególnie korzystne są również kształty uwypuklone ku górze, które zapobiegają przekrzywianiu się pokrywy 2 podczas zamykania. Na figurze tej widać również wyraźnie, że zawias nie zawiera taśmowego zawiasu głównego. Niniejszy wynalazek eliminuje korzystnie połączenie obu części zamknięcia poprzez geometryczną lub fizyczną oś główną która ograniczałaby ruch pokrywy w taki sposób, że poszczególne punkty ruchomych części zawiasu muszą wykonywać ruch po torze kołowym.

Każde z dwóch ramion łączących 5.1 i 5.2 zawiera dolny element przegubowy 6.1,6.2, który jest połączony z elementem zamykanym 1, oraz górny element przegubowy 7.17.2, któryjest

178 555 połączony z pokry wą2. Górne i dolne elementy przegubowe 6.16.2 i 7.1,7.2 sąpołączone odpowiednio za pomocą sztywnych części pośrednich 4.14.2. Elementy przegubowe 6, 7 są według wynalazku, podobnie jak części pośrednie 4, tak ukształtowane, że z jednej strony zapewniają minimalne obciążenia skręcające w miejscach połączenia elementów wahliwych i elementów przegubowych, z drugiej zaś powodują celowy, to jest ukierunkowany ruch (sterowanie) części zamknięcia podczas jego otwierania i zamykania.

Na figurze 7 oba ramiona łączące 5.1, 5.2 są przedstawione w dużym powiększeniu. Oba ramiona łączące są tu celem uproszczenia - z pominięciem ich grubości i/lub krzywizny - przedstawione w postaci dwóch nachylonych do siebie pod kątem prostokątów, które leżą w dwóch, ustawionych względem siebie pod kątem α, płaszczyznach iji ε ₂. W tym przykładzie wykonania oba ramiona łączące są ukształtowane symetrycznie względem, leżącej w płaszczyźnie rysunku, płaszczyzny symetrii σ_υ Nie występuje tu natomiast symetria względem kierunku długości ramion łączących. Dolny element przegubowy 6.16.2 i górny element przegubowy 7.17.2 każdego z ramion łączących mają różne kształty. W przeciwieństwie do omawianej wyżej konstrukcji według stanu techniki, w tym przypadku zarówno elementy przegubowe 6, 7, jak też części pośrednie 4 mająkształt trapezowy. Trapezowy, zazwyczaj asymetryczny kształt sprawia, że procesy ruchu nie są ograniczane. Wynalazek nie narzuca konieczności ograniczenia kinematyki zamykania do przewijań, lecz zapewnia celowe współdziałanie własności materiału, co jest wykorzystywane zwłaszcza do przejmowania sił skręcających i zginających. Pomiędzy elementami przegubowymi 6,7 i częściami pośrednimi 4 znajdująsię, korzystnie prostoliniowe, obszary zginania 9.1, 9.2 lub 10.1, 10.2. Te obszary zginania 9, 10 mają korzystnie postać przegubów (płaskie lub liniowe obszary zginania), na przykład przegubowych przewężeń, a w przypadku zawiasów z tworzywa sztucznego zwłaszcza zawiasów taśmowych; stanowią one j ednak, j ak wyj aśniono, jedynie znaczną część elementów sterujących. Nie przedstawiona tutaj płaszczyzna zamykania (porównaj fig. 1) jest ustawiona prostopadle do płaszczyzny symetrii σ_υ Następna płaszczyzna, równoległa do płaszczyzny zamykania, jest tu oznaczona jako ε₃. Ramiona łączące są według wynalazku tak ukształtowane, że przy współpracy własności materiałowych osiągane jest celowe wychylanie ramion łączących w środkowym obszarze, co sprawia, że nadmierne obciążenia materiału, zwłaszcza wydłużenia, zostają zredukowane lub całkowicie wyeliminowane. Niejednakowe ukształtowanie elementów przegubowych 6,7 prowadzi do powstania urojonej osi obrotów, które leży w zasadzie na wysokości linii M, wyznaczonej przez punkty przecięcia obszarów zginania 9.1,10.1 lub 9.'^, 10.2. Należy tu zauważyć, że ta urojona oś obrotów nie może być zastąpiona geometryczną lub nawet fizyczną osią główną, ponieważ w trakcie kompleksowego, trójwymiarowego ruchu ta urojona oś obrotów porusza się w sposób ciągły. Ta zasada wychylania lub odciążania jest objaśniona poniżej w oparciu o różne przykłady wykonania wynalazku.

Elementy przegubowe 6 i 7, oddzielające obszary zginania 9 i 10 i umieszczone pomiędzy nimi części pośrednie 4 stwarzają wiele możliwości ukształtowania konstrukcji. Zależnie od położenia, długości i kąta tworzą one wspólnie „poruszające się zespoły”, które mimo dużego kąta rozwarcia i określonego położenia otwartego i zamkniętego wykazują niewielkie naprężenia, a co za tym idzie, niewielkie wydłużenia. Jeżeli poniżej będzie mowa o wydłużeniu, oznacza to przyjęcie założenia, że wywody te odnoszą się oczywiście również do odpowiednich procesów zgniatania, które występują w zależności od ukształtowania zawiasów.

Współpraca materiału polega na tym, że wykorzystuje się kolejno, czyli krok po kroku, sprężystości w kilku kierunkach, w połączeniu z ruchem obu ramion łączących.

Obszary zginania 9,10 wspierają określony ruch zawiasu i koncentrują procesy przewijania w tych obszarach. Pozostałe części ramion łączących 5 są przewijane lub przeginane jedynie w niewielkim stopniu lub w ogóle nie. Trapezowe warianty wykonania według wynalazku prowadzą do uzyskania kinematyki, która stwarza nowe możliwości w stosunku do znanych rozwiązań. Wynalazek umożliwia między innymi osiągnięcie kątów rozwarcia do 270° lub nawet zamknięcia o kilku stabilnych położeniach, w przeciwieństwie do znanych taśm naciągowych lub konstrukcji z trójkątnymi elementami i dwiema liniami przegubowymi. Wynalazek umożli178 555 wia zatem kilka stabilnych pozycji odchylenia pierwszej części zawiasu względem drugiej części, przy czym reguły pomiędzy każdymi dwiema pozycjami odchylenia leży punkt martwy. W sensie wynalazku wymagane jest zatem nie tylko osiąganie dwóch (lub więcej) stabilnych pozycji odchylenia, lecz także sprężysty powrót części zawiasu z, przyporządkowanego dowolnej pozycji odchylenia, punktu martwego w jedną ze stabilnych pozycji odchylenia. Innymi słowy, wymagana jest nie tylko kilkupozycyjna stabilność, lecz połączenie tej kilkupozycyjnej stabilności z efektem sprężynowym lub zatrzaskowym.

Figura 8 ukazuje przykład wykonania w pozycji rozchylonej o 180° i w dużym stopniu pozbawionej naprężeń. Widoczne jest wnętrze pokrywy i zbiornika. Element zamykany 1 i pokrywa 2 sąpołączone ze sobąza pomocą ramion łączących 5.1 i 5.2. W celu zamknięcia pokrywę 2 unosi się z płaszczyzny papieru. Oba ramiona łączące wystąjąna kształt zaokrąglonych mostków z płaszczyzny papieru. Zależnie od długości elementów przegubowych 6,7, których długość nie musi byćjednakowa, i zależnie od pozycji kątowej przegubów lub obszarów zginania 9,10, a także zależnie od długości części pośrednich 4, zawias zachowuje się inaczej przy otwieraniu i zamykaniu. Zaznaczone przy tym zostały dodatkowe obszary zginania 11.1, 11.2, 12.1, 12.2, które umożliwiają szerokie rozwarcie zawiasu bez wprowadzania weń naprężeń.

Figura 9 ukazuje, mające kształt zaokrąglonego mostka, ramię łączące 5.1, którego trapezowa część pośrednia 4.1 jest tak nachylona do obserwatora, że widzi on tę samą powierzchnię, co na fig. 8, podczas gdy drugie ramię łączące 5.2, na fig. 10, jest nachylone do obserwatora tak, ze widzi on, nachyloną ku niemu, dolnąpowierzchnię części pośredniej 4.2. Łukiem β zaznaczony jest ruch zamykania i otwierania. Figura 11 ukazuje widok, na którym obserwator spogląda między oba ramiona łączące 5. Widać tu, że wskutek wzajemnego nachylenia przechodzących w tym miejscu obszarów zginania 11.1,1.2 (lub 12.1, 12.2) ramiona te sąnachylone bocznie względem siebie. Podwójna strzałka A przedstawia ruch poprzeczny do ruchu zamykania i otwierania, oznaczonym jako β na fig. 9. Ten ruch, oznaczony literą A, można najlepiej określić jako (działający tutaj w bok) ruch odciążający, zapobiegający wydłużeniu punktu martwego. Podczas gdy taśmy naciągowe według stanu techniki są jedynie rozciągane i działają na zasadzie, pracującej w jednym kierunku, sprężyny, ramiona łączące 5.1 i 5.2 powodują współpracuj ące ze sobą ruchy odciążające, którymi można sterować poprzez wzajemne zbliżanie obszarów zginania 9 i 10 oraz zmianę długości elementów przegubowych 6 i 7 lub za pomocą dodatkowych obszarów zginania 11, 12. Wynalazek proponuje zatem umieszczenie przy elementach przegubowych (ewentualnie na ich przejściach), eliminujących wydłużenie, środków, które wywołują wymagany ruch odciążający.

Postępując w ten sposób, uzyskuje się kąt rozwarcia powyżej 200° oraz wolne od naprężeń położenia końcowe i wydłużenia poniżej 10%, przy czym konieczna jest jedynie przeciwdziałająca siła wygiętych zawiasów taśmowych w miejscach połączenia, zaś elastyczne rozciąganie lub ściskanie w ramionach łączących ma drugorzędne znaczenie. Asymetryczne ukształtowanie ramion łączących 5 (asymetria względem płaszczyzny σι, porównaj fig. 7) umożliwia również przesunięcia ruchu obrotowego, dzięki czemu zamknięcie może być odchylane ukośnie w bok. Szczególna zaleta wynalazku polega na tym, że można wpływać na wielkość ruchu odciążającego, a co za tym idzie, na efekt zatrzaskowy. Ponieważ geometria obu części zamknięcia nie ma na to żadnego wpływu, uzyskuje się celową, założoną na wstępie kinematykę zamykania i żądany efekt sprężynowania.

Figura 12 ukazuje przykład wykonania według fig. 8 w stanie złożonym. Zawias widoczny jest tu od wewnątrz, a nie od tyłu, jak na fig. 6. Mimo wspomnianych na fig. 8 do 11, kompleksowych ruchów przestrzennych oba ramiona łączące 5.1 i 5.2 stanowią w stanie zamkniętym jedynie proste połączenia w odstępie k, których usytuowanie może odpowiadać dwóm typowym taśmom naciągowym. Przy rozkładaniu następuje przeskoczenie ramion łączących bez dużych naprężeń, ale z wyraźnym efektem zatrzaskowym, w kształt zaokrąglonych mostków, jak widać na fig. 9 i 10, przy czym w czasie otwierania i zamykania ruch wyrównawczy według fig. 11 odprowadza na bok nadmierne naprężenia w martwym punkcie. Działanie to jest celowo podtrzymywane przez wspomniane dodatkowe obszary zginania 11, 12.

178 555

Na podstawie fig. 13 objaśniony zostanie bliżej wspomniany ruch odciążający, który zapobiega wydłużeniu punktu martwego. Ze schematycznie zaznaczonym elementem zamykanym 1 łącząsię dwa ramiona łączące 5.1,5.2, ukazane tu również schematycznie w postaci płaskich powierzchni. Dla zrozumienia ruchu odciążającego majątu znaczenie elementy, które zapobiegają wydłużeniu, to jest oba elementy przegubowe 6.16.2. Jeżeli ramiona łączące 5.1,5.2 zostanąodchylone z przedstawionego tu położenia (zamknięcie zamknięte) na zewnątrz w kierunku strzałki B, wówczas w środkowym obszarze M na obu ramionach łączących występuje, spowodowane naprężeniami, działanie zgniatające, które przeciwdziała wydłużeniu, zachodzącemu na zewnętrznych krawędziach ramion łączących. Części pośrednie 4.1, 4.2, które w porównaniu z elementami przegubowymi są sztywne i nie ulegają zginaniu, wykazują w efekcie w obszarze środkowym M tendencję do wychylania się w kierunku strzałek Ę i do wnętrza zamknięcia. Jeżeli przeszkodzi się temu ruchowi, co ma miej sce zwłaszcza w typowych zamknięciach z przesunięciem osi przegubowych, wówczas przede wszystkim na zewnętrznych krawędziach części pośrednich 4.1,4.2 lub ramion łączących 5.15.2 występują wydłużenia, których wielkość odpowiada wydłużeniom opisanym w odniesieniu do fig. 2-5.

Według wynalazku elementy przegubowe 6.1, 6.2 (lub nie pokazane na tej figurze górne elementy przegubowe 7.17.2) wykonująteraz ruch odciążający. Jak widać na fig. 13, występują tu nie tylko siły, działające w kierunku osi zamknięcia, uwidocznione przez strzałki I,, I₂, lecz także siły skręcające w kierunku strzałek T1 i T₂. Ogólny stan naprężeń wynika z nakładania się naprężeń rozciągających, zginających i skręcających. Wynalazek prowadzi do tego, że za pomocą ruchu odciążającego, który wychwytuje zarówno siły skręcające, jak też działające wzdłuż promienia siły w obszarze środkowym M, następuje redukcja lub całkowite zniesienie niekorzystnych siły wydłużających, jakie działają wzdłuż ramion łączących 5.1, 5.2. Środki niezbędne do ruchu odciążaj ącego stanowiadodatkowe obszary zginania 11,12 lub ukształtowanie elementów przegubowych 6.1, 6.2 (współpraca materiału, geometria). Dzięki temu podczas ruchu drugiej części zawiasu względem jego pierwszej części każdy z elementów przegubowych wykonuje sprężysty ruch odciążający pomiędzy dwoma stabilnymi, zawierającymi punkt martwy, pozycjami odchylenia w obszarze maksymalnego punktu martwego.

Jeżeli zapobiegające wydłużeniu elementy są tak ukształtowane, że ruch odciążający powoduje w dużym stopniu wyeliminowanie naprężeń materiału, wówczas następuje zmniejszenie sił sprężystych i osłabienie efektu zatrzaskowego. W środkowym obszarze M krawędzie 31.1,

31.2 ramion łączących 5.1, 5.2 są ściskane. W przeciwieństwie do tego zewnętrzne krawędzie

32.1.32.2 są rozciągane. Ukształtowanie zawiasu według wynalazku prowadzi do tego, że w trakcie otwierania i zamykania wewnątrz ramion łączących 5 powstaje obszar neutralny N (siły ściskające i rozciągające są niewielkie lub w ogóle nie występują), przedstawiony tutaj tylko dla ramienia łączącego 5.1. Jak widać na fig. 13, obszar ten jest przesunięty w kierunku środka ramion łączących 5.1. Elementy przegubowe sąkorzystnie tak ukształtowane, że neutralny obszar N leży w środkowej jednej trzeciej obszaru ramion łączących 5. Dzięki temu uzyskuje się wyrównany profil naprężeń na szerokości b ramion łączących, co zapobiega, jak opisano powyżej, szkodliwym obciążeniom materiału. Redukujące wydłużenie elementy, na przykład dodatkowe obszary zginania 11, 12 są przy tym zazwyczaj, w zależności od materiału i geometrii, tak ukształtowane, że wydłużenia materiału leżąw optymalnym zakresie, dzięki czemu efekt zatrzaskowy jest wyraźny, nie występują natomiast nadmierne naprężenia.

Opisane poniżej figury ukazują zalecane przykłady konstrukcji w widoku odpowiadającym fig. 12. Pochodząone z metodycznej różnorodności wariantów, które charakteryzują się różnymi rezultatami obciążeń i oddziaływaniami sił, zyskując w ten sposób każdorazowo odmienne własności, które mogą być wykorzystane zależnie od potrzeb.

Figura 14 ukazuj e postać wykonania z zagiętymi do wewnątrz ramionami łączącymi 5.15.2. Odstępy k_v k2 miejsc zamocowania obu elementów zamknięcia: elementu zamykanego 1 i pokrywy 2 sątu jednakowe. Obszary zginania 9,10 są umieszczone po jednej stronie zgięcia. Przy rozkładaniu i składaniu pokrywa 2 obraca się w zasadzie na wysokości M pomiędzy obydwoma ramionami łączącymi i ustawia się, nie wywołując naprężeń, na kącie rozwarcia powyżej 200°.

178 555

Poza tym można zaobserwować, że ruch powodujący wyrównanie naprężeń jest wyjątkowo duży, co w niektórych mnterinłnchrjst korzystne. W tej postaci wykonania zbędne są dodatkowo obszary zginania 10.1,10.2,11.1,11.2, ponieważ ukośnie ustawione elementy przegubowe 6.1, 6.2, 7.1,7.2 majądobre własności w zakresie skręcania i zginania, dzięki czemu zapobiegaj^^występowaniu nadmiernych naprężeń materiałowych.

Figura 15 ukazuje postać wykonania z odgiętymi na zewnątrz ramionami łączącymi. Odstępy k_1} k₂ miejsc zamocowania obu elementów zamknięcia sąnijjjdnnkowe. Obszary zginania 9,10 są umieszczone po jednej stronie zgięcia. Przy rozkładaniu i składaniu pokrywa 2 obraca się ruchem, powodującym dostateczne wyrównanie naprężeń, na wysokości M pomiędzy obydwoma ramionami łączącymi i ustawia się, nie wywołując naprężeń, na kącie rozwarcia powyżej 200°.

Figura 16 ukazuje postać wykonania z rozstawionymi na zewnątrz ramionami łączącymi. Odstępy k_b k₂ miejsc zamocowania elementu zamykanego 1 i pokrywy 2 są niejednakowe, przy czym <k₂. Przy rozkładaniu i składaniu pokrywa 2 obraca się na wysokości M pomiędzy obydwoma ramionami łączącymi i ustawia się na kącie rozwarcia około 180°. Ruch wyrównujący naprężenia jest mniejszy niż w opisanych wyżej postaciach wykonania, ale wystarczający. W odwrotnym, nie przedstawionym przypadku, gdy k|> Kb pokrywa 2 odchyla się do kąta rozwarcia około 180°, zajmując położenie poniżej części podstawy.

Figura 17 ukazuje postać wykonania z równolegle ustawionymi ramionami łączącymi. Odstępy kj, k2 miejsc zamocowania elementu zamykanego 1 i pokrywy 2 są jednakowe. Obszary zginania 9, 10 są odsunięte od siebie dość daleko, ewentualnie elementy przegubowe 6.1, 6.2,

7.1,7.2 maj^niewielkądługość (sąprawie trójkątne). Przy rozkładaniu i składaniu pokrywa 2 obraca się z wyraźnym efektem zatrzaskowym na wysokości M i ustawia się na kącie rozwarcia około 180°. Poza tym można zaobserwować, że ruch wyrównujący nnprężeninrest mały, a obszary zginania 9,10 pozostająpod niewielkim naprężeniem. Może to być korzystne dla niektórych zastosowań, mianowicie tam, gdzie pokrywa nie powinna się w trakcie ruchu przechylać na boki. Duży odstęp a pomiędzy obszarami zginania 9,10 jest szczególnie korzystny również wówczas, gdy części zawiasu powinny być w położeniu otwarcia do 180° oddalone od siebie. W ten sposób można oczywiście regulować także rozstaw w położeniu wtrysku, uwarunkowany narzędziem wtryskowym.

Figura 18 ukazuje postać wykonania z równolegle ustawionymi ramionami łączącymi (k = k2) i symetrycznym ukształtowaniem elementów przegubowych 6,7 ewentualnie symetrycznym ustawieniem obszarów zginania 9,10 (różne nachylenie) połączeń (porównaj asymetrię względem σ_υ fig. 7), a mianowicie różne kąty na jednym ramieniu łączącym i różne wysokości trapezów w ramionach łączących. Przy rozkładaniu i składaniu pokrywa 2 wychyla się z wyraźnym efektem zatrzaskowym w położenie przekoszone względem podstawy. Ruch odbywa się wokół osi nachylonej do płaszczyzny zamknięcia (porównaj fig. 1). Tapostać wykonania obrazuje jedynie różnorodność możliwości, jakie stwarza rozwiązanie według wynalazku.

Wszystkie postaci wykonania na fig. 14 do 18 ukazują warianty kształtu podstawy z dwoma, nachylonymi względem siebie, miejscami połączenia lub obszarami zginania 9,10, które zapewniają osiągnięcie żądanego efektu zatrzaskowego bez nadmiernego wydłużenia materiału. Kąt rozwarcia możnajednak dzięki wynalazkowi zwiększyć dodatkowo w znacznym stopniu, jeżeli zastosuje się jedno lub kilka miejsc połączeń lub obszarów zginania 11.1, 11.2, 12.1, 12,2. Zależnie od materiału i/lub konstrukcji łączonych części (pokrywa/naczynie) miejsca zamocowania lub elementy przegubowe 6,7 są wyjątkowo sztywne, tak że „pomoc przy otwieraniu” jest praktycznie zbędna. Korzystne jest wówczas zastosowanie takiego jednego lub dwóch obszarów zginania lub miejsc zamocowania zawiasu (zawiasów). Mogą one pełnić jedynie funkcję zginającą lub dodatkowo funkcje zatrzaskową.

Figura 19 ukazuje szczególną postać wykonania z dodatkowym, nachylonym obszarem zginania w pobliżu części zawiasu, w tym przypadku elementu zamykanego 1. Odstępy k₁, k2 miejsc zamocowania na elemencie zamykanym 1 i pokrywie 2 sąjednakowe. Obszary zginania 9, 10 są rozmieszczone analogicznie, jak w innych postaciach wykonania. Dodatkowy obszar

178 555 zginania jest utworzony przez liniowe obszary zginania 11.1, 11.2, które łączą elementy przegubowe 6.16.2 z nasadkami 16.1,16.2 elementu zamykanego 1. Przewidziane sąponadto dodatkowe obszary zginania 12.1, 12.2, które łączągóme elementy przegubowe 7.1, 7.2 z pokrywą2. Nasadki 16.1, 16.2 sąpołączone sztywno z elementem zamykanym 1. Dodatkowe obszary zginania 11.1,11.2 sątak nachylone, że mogąwykonywać ruch odciążający A, objaśniony w odniesieniu do fig. 11. Rozmieszczenie połączeń lub obszarów zginania 9, 10, 11 można porównać z kształtem litery Z, co oznacza, że linie wykazują naprzemian dodatnie lub ujemne nachylenie względem krawędzi ramion łączących 5. Jeżeli nachylenie dodatkowych obszarów zginania

11.1,11.2 jest stosunkowo strome (> 45°, jak przedstawiono przykładowo na fig. 19), wówczas zawias ma dodatkowąpozycję zatrzaskową. Przy rozkładaniu i składaniu pokrywa 2 obraca się z efektem zatrzaskowym, podobnie jak w opisanych wyżej przykładach, najpierw wokół obszarów zginania 9,10 i ustawia się na pierwszym kącie rozwarcia, wynoszącym około 180°. Jeżeli pokrywa zostanie teraz uruchomiona ręcznie z użyciem dodatkowej siły, wówczas wystąpi drugi efekt zatrzaskowy wokół obszarów zginania 11.1, 11.2 i ustawia pokrywę w drugim położeniu otwarcia, w którym kąt wynosi 270°. Wynalazek pozwala zatem uzyskać trzy stabilne położenia pokrywy, umożliwiając tym samym w całkowicie nowy sposób trójpozycyjne lub (przy dodatkowych obszarach zginania), mające kilka pozycji, połączenie zawiasowe, czego nie można było dotychczas osiągnąć za pomocą żadnego ze znanych zawiasów według stanu techniki.

Jeżeli ramiona łączące sąpołączone z częściami zawiasu jedynie słabo nachylonymi lub poziomymi dodatkowymi obszarami zginania 11.1, 11.2 za pomocą nasadek 16.1, 16.2 lub bezpośrednio na przejściach, wówczas otrzymuje się dwupozycyjny ruch otwierania, w którym odciążenie następuje w wyniku odchylenia elementów przegubowych 6.1, 6.2, 7.1, 7.2 na zewnątrz (porównaj na przykład fig. 10). Jak się okazuje, w postaciach wykonania z nasadkami 16.1,1 6.2 ruch wyrównujący naprężenia nie jest zakłócany, a obszary zginania 9,10,11 pozostają w dużym stopniu wolne od naprężeń.

Nachylenie obszarów zginania 9, 10 lub dodatkowych obszarów zginania 11, 12 jest według wynalazku zastosowane celowo, aby oddziaływać na przebieg ruchu w sensie łagodnego sterowania i w efekcie uzyskiwać korzystne ruchy otwierające. Jednocześnie należy uwzględnić wzajemne usytuowanie ramion łączących 5. Ponieważ ruch zawiasu zależy zarówno od nachylenia obszarów zginania, jak też od wzajemnego ustawienia ramion łączących 5, parametry te są korzystnie dopasowywane do siebie.

Znaczenie tych parametrów jest objaśnione na podstawie fig. 20. Figura ta ukazuje schematycznie dwa, umieszczone na okrągłym elemencie zamykającym 1, ramiona łączące 5.1,5.2. Przedstawione tu płasko (bez zaznaczenia grubości) ramiona łączące tworzą kąt α. Dwie linie, poprowadzone prostopadłe do ramion łączących przez oś elementu zamykanego, tworzą kąt ω = 180° - α. Obszary zginania 9.1,10.1 lub 9.2, 10.2 tworzą kąty φ. Można łatwo wykazać, że uzyskany teoretycznie kąt rozwarcia zależy od wzaj emnego stosunku obu kątów α i φ. Za pomocą równania trygonometrycznego można wykazać, że przy osadzonych sztywno, prostopadle do części zamknięcia, elementach przegubowych 6, 7 osiągnięcie teoretycznego kąta rozwarcia równego 180° (przy pominięciu oddziaływań materiałowych) wymaga spełnienia następującego warunku: tan φ/2 = cos α/2 = cos (180 - ω/2. Dla ω = 90° byłby zatem wymagany przykładowo kąt φ - 70,5°. Jak objaśniono powyżej, można osiągnąć znacznie większy kąt rozwarcia, jeżeli zastosuje się dodatkowe obszary zginania 11,12, które umożliwiają otwarcie zawiasu, nie wprowadzając weń naprężeń.

W czasie ruchu otwierającego w kierunku strzałki B występują, jak już wyjaśniono, siły zginające i skręcające. Na dolne elementy przegubowe 6.1, 6.2 oddziałują przy tym siły skręcające F_T, i Ft> oraz siła zginająca F_B,, zaś na górne elementy przegubowo 7.1, 7.2 siły skręcające i zginające Ft3, Ft4 i Fb₂. Siły te sąjednakowe, gdy elementy przegubowe 6, 7 mają odpowiedni kształt, to znaczy, że obszary zginania 9.1,10.1 i 9.2,10.2 są usytuowane symetrycznie, pod jednakowym kątem λ j i λ₂ na ramionach łączących 5.1,5.2. Jak widać na fig. 20, dolne obszary zginania 9.1, 9.2 są tutaj przyporządkowane większemu kątowi λ] niż górne obszary

178 555 zginania 10.1,10.2. Powoduje to, że odpowiednie siły F_T1, F_T2 i F_B1, które działająna dolne elementy przegubowe 6.1,6.2, są mniejsze niż odpowiednie siły F_T3, F_T4 i Fb2, które działająna górne elementy przegubowe 7.1, 7.2. W efekcie podczas procesu otwierania nie jest osiągane jednoczesne przeginanie w obszarach zginania 9,10, lecz ramiona łączące 5.1,5.2 poruszają się najpierw wokół obszarów zginania 9.1, 9.2, a dopiero potem wokół obszarów zginania 10.1,

10.2. Jest to według wynalazku wykorzystywane do tego, aby oddziaływać na przebieg ruchu w trakcie procesu otwierania i zamykania. W przykładzie wykonania, według fig. 20, osiąga się przykładowo to, że górna (tutaj nie przedstawiona) pokrywa zamknięcia odchyla się początkowo na wysokości oznakowanej jako na zewnątrz, a dopiero z pewnym opóźnieniem wykonuje dodatkowy obrót w obszarze oznakowanymj ako M_P Zamysł wynalazku, polegaj ący na sterowaniu przebiegiem ruchu przy jednoczesnej redukcji sił wydłużających poprzez wykorzystanie współdziałania własności materiałowych jest szczególnie wyraźny w odniesieniu do fig. 20.

Dobór kąta λ, i λ₂ oraz odstęp a obszarów zginania 9,10 otwiera szeroki zakres sterowania kinematyką zawiasu. Szczególnie korzystne są układy obszarów zginania 9,10, w których osie, tworzących krzyż, obszarów ruchu są ustawione jak najbardziej ukośne. W szczególności ustawione krzyżowo obszary zginania 9.1 i 10.2 ewentualnie obszary zginania 9.2 i 10.1 powinny być przesunięte w miarę możności nierównolegle i w kierunku osi. Dzięki temu można osiągnąć jak największą stabilizację całego zachowania zawiasu pod względem przekręcania się części zamknięcia (niekorzystnych sił skręcających).

W oparciu o fig. 21a-21d opisane są dodatkowe możliwości oddziaływania na procesy ruchu oraz inne przykłady wykonania elementów funkcjonalnych. Współdziałanie materiału według wynalazku można wesprzeć lub wyregulować za pomocą dodatkowych środków konstrukcyjnych. Figura 21a ukazuje dolny element przegubowy 6.2, który ma lekkie wybrzuszenie 20, ustawione poprzecznie do wzdłużnego kierunku R. W zalecanym wykonaniu wybrzuszenie to odpowiada lokalnemu zakrzywieniu części zamknięcia. Ustawiony ukośnie do kierunku wzdłużnego obszar zginania 9.2 ma korzystnie kształt prostoliniowy, w specjalnych postaciach wykonania może być j ednak także zakrzywiony lub mieć przebieg nieliniowy. Część pośrednia 4 ma tutaj również, odpowiadające elementowi przegubowemu 6.2, wybrzuszenie 20. Jeżeli połączenie 9.2 jest wykonane w postaci zawiasu taśmowego, wówczas przebieg ruchu różni się w zasadzie od opisanych powyżej postaci wykonania jedynie wybrzuszeniem elementu przegubowego 6.2. Wybrzuszenie 20 sprawia, że element przegubowy nabiera sztywności w stosunku do sił zginających Fb_P W stosunku do sił skręcających Ft2 istnieje jednak mniejszy opór, tak że żądana redukcja wydłużenia jest osiągana poprzez ruch odchylający w kierunku strzałki Ft2. Jeżeli połączenie 9.2 jest utworzone z elastycznego połączenia materiałowego, wówczas na proces ruchu nakłada się dodatkowo trójwymiarowy proces przewijania wybrzuszonych części 6.2, 4.2. Pozwala to na dodatkowe wzmocnienie efektu zatrzaskowego.

Figura 21b ukazuje element przegubowy 6.2, połączony za pomocą zawiasu taśmowego 9.2 z częścią pośrednią 4. Element przegubowy ma tutaj prostoliniowy, płaski kształt, jest jednak w środkowym obszarze wzmocniony żebrem 17, ustawionym w kierunku wzdłużnym R. To żebro 17 prowadzi do wzmocnienia materiału i do odpowiedniego usztywnienia elementu przegubowego 6.2 w kierunku wzdłużnym. Usztywnienie w kierunku wzdłużnym można odpowiednio uzyskać za pomocą kilku wąskich żeber. Analogicznie można zastosować żebra lub wzmocnienia materiałowe, które spowodująusztywnienie w kierunku poprzecznym do kierunku wzdłużnego R. W tym wypadku znacznej redukcji ulegają ruchy skrętne elementu przegubowego 6.2 poprzecznie do kierunku wzdłużnego, a element przegubowy 6.2 wykonuje przede wszystkim ruchy zginające w kierunku strzałki Fb_P Usztywnienia takie można oczywiście stosować w połączeniu z dodatkowymi obszarami zginania 11, 12 (porównaj na przykład fig. 19).

Figura 21c ukazuj e przykład wykonania, w którym element przegubowy 6.2 j est połączony za pomocą obszaru zginania 9.2 z częścią pośrednią 4.2. Aby możliwe było przejmowanie sił skręcających i zginających przez element przegubowy 6.2, w jego górnym obszarze znajduje się pocienienie materiału 18. Aby element przegubowy 6.2 wykazywał wystarczającą wytrzymałość ogólną, pocienienie materiału nie rozciąga się zazwyczaj na całej szerokości elementu /6

178 555 przegubowego, lecz jest zlokalizowane jedynie tam, gdzie siły skręcające i zginające są największe. Dzięki temu siły i momenty niezbędne do odciążenia, które zmniejsza wydłużenie, są celowo przejmowane przez określone obszary elementu przegubowego. Ten obszar zginania 9.2 jest przy tym tak ukształtowany, że do właściwego przegięcia ramienia łączącego wykorzystuje się jedynie określonąjego część. Osiąga się to wten sposób, że przejście od pocienienia 18 materiału do obszaru zginania 9.2 wykazuje skokową zmianę grubości materiału.

Figura 21d ukazuje schematycznie przykład wykonania, w którym element przegubowy 6.2 ma wybranie /9 ewentualnie składa się z dwóch części. Takie postaci wykonania nadają się zwłaszcza do większych zawiasów, aby zapewnić im wymaganą sprężystość przy zginaniu. Wybrania są przy tym tak usytuowane, że na przenoszące siły obszary nie można oddziaływać w ogóle lub tylko w żądanym stopniu. Wybrania mogąprzy tym obejmować, jak w tej postaci wykonania, jedynie część elementu przegubowego 6 lub sięgać do obszarów zginania 9. Oczywiście także części pośrednie 4.2 mogąmieć wybrania, ze względów estetycznych w celu zaoszczędzenia materiału lub sterowania kinematykązawiasu. Należy jednak zwrócić uwagę na to, aby części pośrednie 4 zachowały pewną sztywność, zapewniającą przebieg ruchu według wynalazku i zapobiegającąwystępowaniu nieskoordynowanych efektów przewijania. W specjalnej postaci wykonania można, przy zachowaniu sztywności części pośrednich 4, zwiększyć efekt zatrzaskowy przez sprężyste działanie skrętne części pośrednich 4. Części pośrednie 4 są zatem tak ukształtowane, że w porównaniu z elementami przegubowymi 6, 7 są sztywne w kierunku wzdłużnym i uniemożliwiają ich wyginanie. W kierunku poprzecznym do ramion łączących 5 części poprzeczne 4 są tak ukształtowane, przykładowo w postaci pasków lub żeber, że działająw tym kierunku jak sprężyna skrętna. Przy uruchamianiu zawiasu moment skręcający części pośrednich wspiera zatem siłę sprężystą, wywoływaną przez elementy przegubowe.

Figura 22 ukazuje szczegółowy widok ramienia łączącego 5, w którym podobnie jak w przykładzie wykonania, według fig. 20, elementy przegubowe 6,7 są zamocowane sztywno i prostopadle do części zamknięcia. Powstający wskutek tego przy otwarciu, nie przedstawionych części zawiasu, do kąta równego 180°, zaokrąglony mostek uzyskuje wówczas niniejszy kształt. Kąt φ utworzony pomiędzy obszarami zginania jest według wynalazku tak dobrany, że ramię łączące, a zwłaszcza elementy przegubowe 6,7, pozostają w tym położeniu wolne od naprężeń. W tym przykładzie wykonania elementy przegubowe mają inny, szczególnie zalecany kształt. Grubość ścianki elementów przegubowych zwęża się od widocznych z przodu krawędzi ściskanych 31.1, 31.2 w kierunku widocznych na tej figurze z tyłu krawędzi rozciąganych 32.1,32.2. Dzięki tym środkom, własności elementów przegubowych w zakresie zginania i skręcania mogą być równomierne na całej szerokości b. Grubość ścianki jest zazwyczaj tak dobrana, że własności w zakresie zginania i skręcania, uzyskiwanie na całej szerokości b, sąjak najbardziej równomierne. W przybliżeniu grubość ta maleje w sposób ciągły, przy czym stosunek grubości ścianek na krawędziach ściskanych 31.1, 31.2 do grubości ścianek na krawędziach rozciąganych 32.1, 32.2 jest taki sam, jak stosunek wysokości krawędzi ściskanych do rozciąganych. Jeżeli zewnętrzna powierzchnia 27 ramienia łączącego 5 jest dopasowana do zewnętrznego zarysu zamknięcia, zawierając się przykładowo w powierzchni cylindrycznej, wówczas wewnętrzna powierzchnia 21 elementów przegubowych może być dopasowana do tego zarysu zewnętrznego lub, jak w przedstawionym przykładzie wykonania, zawierać się w powierzchni płaskiej.

Figura 23 ukazuje zalecaną postać wykonania uszczelnienia obszaru zawiasu. Przedstawionajest tu pokrywa 2 zamknięcia z dwoma, osadzonymi sztywno, prostopadle na części zamykającej, elementami przegubowymi 6.1,6.2. Z uwagi na przejrzystość rysunku nie zostały na nim przedstawione pozostałe obszary ramion łączących, to znaczy części pośrednie i elementy przegubowe, połączone z drugą częścią zamknięcia. Element przegubowy jest zatem podzielony na obszarach zginania 9. /, 9.2. Pokrywa zamknięcia ma okrągły przekrój, co oznacza, ze elementy przegubowe 6./6.2 leżą tu w odpowiedniej ściance cylindrycznej. Pomiędzy elementami przegubowymi widoczne jest żebro /4, które stanowi tu część cylindrycznej ścianki i zawiera się w zewnętrznym zarysie zamknięcia. Z żebrem 14 połączone sądwie cienkie ścianki lub przepony 23.1, 23.2, które z kolei łącząje z zewnętrznymi obszarami 24.1,24.2, cylindrycznej ścianki za178 555 mknięcia. Dolna część zamknięcia ewentualnie element zamykany może być analogicznie zaopatrzona w przepony, dzięki czemu za pomocą żebra 14 i przepon uzyskuje się pyłoszczelne połączenie w obszarze zawiasu. Wielkość przepon obu części zamknięciajest zazwyczaj tak dobrana, że stykają się one lub zachodzą na siebie. Zamiast przepon 23.1,23.2, umieszczonych pomiędzy żebrem 14 i zewnętrznymi obszarami 24.1, 24.2 ścianki zamknięcia, można według wynalazku umieścić również ciągłe przepony pomiędzy zewnętrznymi obszarami 24.1, 24.2. Istotne jest to, aby przepony te nie oddziaływały niekorzystnie na działanie elementów przegubowych, to znaczy nie zakłócały ruchu odciążającego według wynalazku.

Figura 24 ukazuje przekrój przez żebro 14 przykładu wykonania według fig. 23 wzdłuż linii B-B. Nie przedstawiony na tej figurze element zamykany 1 ma odpowiednie żebro 15, wystające ku górze. Aby uzyskaćjak najbardziej szczelne połączenie między ramionami łączącymi, oba żebra 14 i 15 zachodząna siebie. Jak widać na wspomnianej figurze, żebro 15 ma w przekroju krawędź końcową 26, która odpowiada krawędzi końcowej 25 żebra 14. Aby kinematyka zamknięcia nie była zakłócana przez zachodzące na siebie żebra, według wynalazku krawędź końcowa żebra 15 ma kształt wklęsły, zaś krawędź tej części pokrywy, która jest odchylana na zewnątrz, ma kształt wypukły, co zapewnia dobre prowadzenie i uszczelnienie. Oczywiście krawędzie końcowe obu żeber mogą mieć w przekroju również kształt prostoliniowy.

Aby wysokość zamknięcia była nieduża, korzystne jest jeżeli elementy przegubowe elementu zamykanego 1 nie sąosadzone na płaszczyźnie zamknięcia V, lecz przesunięte w kierunku wzdłużnym do dołu wzdłuż linii płaszcza zamknięcia. Środek ten jest uwidoczniony na fig. 25. Element przegubowy 6.1 ramienia łączącego 5.1 jest (częściowo) umieszczony poniżej płaszczyzny zamknięcia V. Przekrój A-A ramienia łączącego pokazuje wyraźnie, że elementy przegubowe zyskują wskutek tego podcięcie 22, tak że wystają ku przodowi, co umożliwia im wykonywanie ruchu odciążającego. Ramiona łączące mogą być przesunięte jeszcze nieco dalej w dół i prawie całkowicie chowaj ą się w elemencie zamykanym. Dzięki temu, pokrywa, ewentualnie część zawiasu, może mieć minimalną wysokość, a zatem może mieć przykładowo kształt płaskiej płyty.

Figura 26 ukazuje przykład wykonania z wbudowanym w element zamykany 1 zawiasem. Niewidoczne na tej figurze ramiona łączące leżą w pozycji zamknięcia w obrębie zewnętrznego zarysu zamknięcia, wchodząc w wybrania 28.1, 28.2. W miejscu połączenia pomiędzy ramieniem łączącym i pokrywą 2 ta ostatnia ma jedynie niewielką wysokość lub grubość ścianki. Jak widać na tej figurze, w położeniu otwarcia pokrywy do 180° zawias umożliwia jej dalekie wychylanie do tyłu i w dół. Pokrywa zaniknięcia leży zatem, w kierunku wzdłużnym L zamknięcia, poniżej górnej krawędzi 29 elementu zamykanego i umożliwia swobodny dostęp do otworu wylewowego 33. Zamknięcie według tego przykładu wykonania umożliwia także, o ile istnieje kilka pozycji odchylenia, otwarcie do kąta 270°. Pokrywa zamknięcia dotyka wówczas swojątylną krawędzią 34 zewnętrznej powierzchni przedstawionego tu pojemnika.

Widać tu wyraźnie, że obszary zginania 9,10 ewentualnie dodatkowe obszary zginania 11, 12 nie mogąbyć rozumiane w wąskim znaczeniu pojęciowym. Dla ruchu zawiasu według wynalazku istotne znaczenie ma to, aby sztywność w tych obszarach zginania różniła się wyraźnie od sztywności elementów przegubowych, części pośrednich i innych, i umożliwiała określone przeginanie ramion łączących 5 w płaskich lub liniowych obszarach zginania 9,10,11, 12 (koncentracja efektów przeginania). Pozostałe części ramion łączących 5 powinny być natomiastjedynie w niewielkim stopniu obciążane sprężyście, aby wywoływać redukcję wydłużeń według wynalazku. Dzięki temu zawias wykonuje celowy ruch obrotowy, któremu nie towarzyszą nieokreślone procesy przewijania („zataczanie się”). Rozwiązanie według wynalazku można osiągnąć również poprzez zastosowanie różnych materiałów (różne moduły sprężystości) dla obszarów zginania i części pośrednich. W taki sam sposób wymagane działanie i wymagany ruch odciążający można osiągnąć na przykład za pomocą usztywnienia części pośrednich (za pomocą żeber lub specjalnego ukształtowania). Ponieważ na rysunku przedstawione sąw pierwszym rzędzie przykłady wykonania z zawiasami taśmowymi, wobec tego obszary zginania 9,10,11,12 są wąskie. Jeżeli obszary zginania zostaną ukształtowane inaczej/na przykład z zastosowaniem materiałów

178 555 o wysokiej sprężystości przy zginaniu, wówczas obszary zginania będą odpowiednio szersze. Zwłaszcza na fig. 9 i 10 widać, że obszary zginania 9,10 sąprzeginane z reguły w większym stopniu niż dodatkowe obszary zginania 11,12. Różne obszary zginania nie muszązatem wykazywać jednakowych własności w zakresie zginania, lecz mogą mieć charakterystykę, która w optymalny sposób jest dopasowana do ich obciążenia.

Dla specjalnych zastosowań można zaproponować także mieszane postaci wykonania z dodatkowym obszarem zginania 12 bez efektu zatrzaskowego po stronie pokrywy i drugim dodatkowym obszarem zginania 11 w elemencie zamykanym. Istota wynalazku obejmuje oczywiście również rozwiązania, w których elementy przegubowe zawierają dodatkowe połączenia (np. promieniowe lub boczne rozporki) z częściami zawiasu, pod warunkiem, że części pośrednie 4 mogą nadal wykonywać wymagany ruch odciążający.

Na podstawie fig. 27 do 29 opisane zostaną następne postaci wykonania wynalazku, które wykorzystują w sposób optymalny objaśniony powyżej, poprzeczny względem ramion łączących profil ściskano-rozciągany. Efekt zatrzaskiwania się zamknięcia jest powodowany według wynalazku przez sprężyste odkształcenia ewentualnie sprężynowanie i współdziałanie elementów ramion łączących 5, to znaczy elementów przegubowych 6,7 oraz części pośredniej 4. Przy otwieraniu (zamykaniu) zamknięcia powstają wskutek rozmieszczenia i ukształtowania tych elementów przegubowych 6, 7, 4 według wynalazku, obciążenia decydujące o efekcie zatrzaskowym. Jak opisano w odniesieniu do fig. 13 i 20, powstająnaprężenia skrętne, oddziałujące na elementy przegubowe 6,7 wokół wzdłużnej osi każdego z ramion łączących. Wzdłuż krótszego boku elementów przegubowych, na krawędzi rozciąganej 32.1, powstaje obszar rozciągania, a wzdłuż dłuższego boku elementów przegubowych, na krawędzi ściskanej 31.1, powstaje obszar ściskania (obciążenie wzdłużne). Z zasady działania zawiasu wynika, że te obciążenia rozciągające i ściskające są największe na tych krawędziach zewnętrznych 31.1, 32.1 ramion łączących 5. Obciążenia skrętne i wzdłużne sąsprzężone ze sobąi wywoływane przez obciążenie liniowe, wprowadzane w części pośrednie 4 na obszarach zginania 9,10. Ten proces obciążania można bez trudności zrozumieć, jeżeli przyjmie się rachunek wektorowy i siły działające wzdłuż obciążenia liniowego potraktujejako składowe sił skręcających oraz rozciągających,/ściskających.

Przy rozważaniu równowagi sił można ponadto stwierdzić, że części pośrednie 4 są tutaj obciążane w zasadzie jedynie silami w kierunku wzdłużnej osi ramion łączących i przy uruchamianiu zamknięcia zawierają, omawiane powyżej, obszary rozciągane i ściskane, przy czym zakłada się, że siły rozciągające występują na dłuższej bocznej krawędzi części pośredniej 4, to jest na krawędzi rozciąganej 32.1, a siły ściskające na krótszej krawędzi, to jest na krawędzi ściskanej 31.1. Jak wynika z fig. 27-29, te siły wzdłużne są wprowadzane z obszarów zginania 9,10 mimośrodowo w część pośrednią4, co oznacza, że zawiasy taśmowe sąw tych wykonaniach osadzone w obszarze niewidocznej tutaj, zewnętrznej powierzchni części pośrednich 4. W skutek tej mimośrodowości na ściskanych bokach części pośrednich 4 może wystąpić zginanie wtórne, które jednak według wynalazku jest w dużym stopniu wyeliminowane. Istotne znaczenie ma zatem sztywne ukształtowanie części pośrednich 4 według wynalazku.

Na figurze 27 przedstawiona jest szczególnie korzystna postać wynalazku, która dobrze wykorzystuje wzajemny stosunek ściskania i rozciągania. Elementy przegubowe 6, 7 są ukształtowane na zasadzie symetrii lustrzanej, dzięki czemu wywołują jednakowe obciążenia. Działające jak sprężyny elementy przegubowe 6,7 mają w obszarze ściskania kształt żeber, stosunkowo masywny w porównaniu do ściskanej krawędzi 31.1. Zapobiega to niekorzystnemu wyginaniu się elementów przegubowych. Obszary rozciągania elementów przegubowych na rozciąganej krawędzi 32.1 sąnatomiast stosunkowo cienkie, dzięki czemu mogą działać jak sprężyny naciągowe, naciskowe i skrętne. Część pośrednia 4 ma, podobnie jak w poprzednich postaciach wykonania, równomierną sztywność.

Figura 28 ukazuje postać wykonania, w której grubość części pośredniej 4 zmienia się na szerokości ramion łączących. Istotne przy tym jest to, że część pośrednia działa według wynalazku jak sztywna płyta, to jest, że zmiana grubości nie powoduje zginania części pośrednich przy uruchamianiu zawiasu. Widoczne j est, że w obszarze ściskania na ściskanej krawędzi 31.1 część

178 555 pośrednia jest masywna, co zapobiegajej wypaczaniu lub zginaniu. Na dłuższej krawędzi części pośredniej 4, to znaczy na krawędzi rozciąganej 32.1, grubość części pośredniej zmniejsza się, na przykład do 1/3 lub 1/4 grubości w obszarze ściskania, umożliwiając tym samym zwiększenie całkowitej sprężystości układu, przy czym obszar ten przejmuje funkcję sprężyny naciągowej. Przy mniejszych zamknięciach polipropylenowych ten obszar rozciągany może mieć postać cienkiej błonki o grubości przykładowo 0,25-0,5 mm. W tym miejscu należy jeszcze raz podkreślić, że część pośrednia zachowuje swoją funkcję sztywnego elementu i trzeba unikać niepożądanych odkształceń zginających. Również wzdłuż rozciąganej krawędzi 32.1 nie występuje zatem zginanie części pośredniej 4 podczas uruchamiania zawiasu. Elementy przegubowe 6, 7 mają tu przekrój w zasadzie prostokątny i taką grubość, która jest większa niż grubość części pośredniej w obszarze rozciągania przy rozciąganej krawędzi 32.1 (porównaj proporcje grubości ścianek na fig. 28).

Figura 29 ukazuje przykład wykonania, który wykazuje korzystne zachowanie sprężyste dzięki cechom postaci wykonania według fig. 27 i 28. Zarówno elementy przegubowe 6, 7, jak też części pośrednie 4 mają w obszarze ściskanej krawędzi 31.1 większą grubość, która zapobiega ich wyginaniu. W przeciwieństwie do tego obszar rozciągania na rozciąganej krawędzi 32.1 jest silnie zwężony i uczestniczy w działaniu sprężynującym, jak opisano powyżej. Przekroje elementów przegubowych 6,7 i części pośredniej 4 w niniejszym przykładzie odpowiadają sobie wzajemnie. Również w tej postaci wykonania istotne jest, aby geometria części pośredniej 4 zapewniałajej sztywność w trakcie uruchamiania zawiasu. Przej ście pomiędzy różnymi grubościami może być skokowe, rozłożone na większym obszarze lub rozmieszczone w kierunku wzdłużnym w różnych miejscach, zależnie od żądanej sprężystości. Wymienione cechy można również łączych korzystnie z innymi, omówionymi wcześniej, cechami wynalazku.

178 555

178 555

FIG. ⁴ FIG. 5 •σ

178 555

FIG.7 &3

178 555

FIG.8

178 555

Ρ

A

FIG.12

178 555

FIG.20 m

178 555

5.1 5.2

178 555

FIG.19

178 555 ^FB1

^fB1

FIG. 21α

FIG. 21b

FIG. 21d

FIG.21C

178 555

C\| cx

Os]

Cxj

CZD

178 555

Fig 25

178 555

178 555

Fig. 28

178 555

178 555

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 6,00 zł.

Claims (31)

Zastrzeżenia patentowe

1. Zawias sprężynujący bez głównego zawiasu taśmowego, z pierwszą częścią zawiasu, z drugą częścią zawiasu, odchylną względem pierwszej części zawiasu, w kilka zdefiniowanych przestrzennie stabilnych pozycji odchylenia, z dwoma, umieszczonymi w odstępie względem siebie, ramionami łączącymi, z których każde zawiera co najmniej jeden, wystający ruchomo z części zawiasu, element przegubowy, co najmniej jedną, w zasadzie sztywną na zginanie część pośredmą którajest ograniczona dwoma, nachylonymi do siebie pod kątem, obszarami zginania, znamienny tym, że obszary zginania (9,10,11) mają w miejscu swojej najbliższej wzajemnej odległości, taki odstęp (a) względem siebie, że elementy przegubowe (6,7,16) i część pośrednia (4) każdego z ramion łączących (5) ma, w co najmniej dwóch pozycjach odchylania, taki sam niezdeformowany kształt, a każdy z elementów przegubowych (6,7,16) jest sprężysty w porównaniu do przyległych części zawiasu.

2. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że obszary zginania (9,10,11) mająw miejscu, swojej najbliższej wzajemnej odległości, taki odstęp (a) względem siebie, że każdy z elementów przegubowych (6, 7, 16) jest w pozycji otwarcia ustawiony prostopadle do płaszczyzny zamknięcia (V) obu części zawiasu.

3. Zawias według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że obszary zginania (9,10), usytuowane są względem siebie pod kątem φ, którego wartość spełnia poniższe równanie:

taity/2 = cosffl/2 · cos(180° - ζ)/2 + ta^/2 · sin(180° - ζ)/2, przy czym φ oznacza kąt zawarty pomiędzy obszarami zginania, ω - kąt, utworzony przez dwie linie prostopadłe do ramion łączących (5), a ζ - efektywny (czynny) kąt rozwarcia.

4. Zawias według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że obszary zginania (9,10), usytuowane są względem siebie pod kątem φ, którego wartość spełnia poniższe równanie:

φ = 2 · arctan(cosa/2), przy czym kąt a oznacza kąt pomiędzy dwoma ramionami łączącymi (5).

5. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że obszary zginania (9,10) są nachylone pod niejednakowymi kątami (λ„ λ2) do krawędzi ramion łączących (5).

6. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że ramiona łączące (5) są połączone za pomocą dodatkowych, ustawionych poprzecznie do ramion łączących (5), obszarów zginania (11,12), z częściami zawiasu.

7. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że ramiona łączące (5) są asymetryczne względem płaszczyzny zamknięcia (V) części zawiasu.

8. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że ramiona łączące (5) wygięte i leżą wjednej płaszczyźnie oraz na części swej długości są wzajemnie równoległe, tak, że na przeciwległych końcach ich wzajemne odstępy (k„ k₂) są różne.

9. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że grubość co najmniej jednego elementu przegubowego (6,7) jest zmienna tak, że naprężenia zginające i skręcające sąrówne w całym elemencie przegubowym (6, 7).

10. Zawias według zastrz. 9, znamienny tym, że grubość elementu przegubowego (6, 7) zmniejsza się w sposób ciągły odjego dłuższej krawędzi bocznej do jego krótszej krawędzi bocznej.

11. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy z elementów przegubowych (6,7,16) przy odchylaniu drugiej części zawiasu jest na swej dłuższej krawędzi bocznej (31) rozciągany, zaś na swej krótszej krawędzi bocznej (32) ściskany tak, że pomiędzy obiema krawędziami bocznymi (31, 32) znajduje się neutralny pod względem naprężeń obszar (N).

12. Zawias według zastrz. 11, znamienny tym, że neutralny pod względem naprężeń obszar (N) znajduje się w środkowej jednej trzeciej obszaru pomiędzy obiema krawędziami bocznymi (31,32) elementu przegubowego (6, 7 16).

178 555

13. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej j eden element przegubowy (6) ma, prostopadle do swego wzdłużnego kierunku (R), wybrzuszenie (20).

14. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, ze co najmniej jeden element przegubowy (6) ma co najmniej jedno żebro usztywniające (17).

15. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden element przegubowy (6) ma co najmniej jedno, pocienienie (18) materiału.

16. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden element przegubowy (6) ma co najmniej jedno wybranie (19).

17. Zawias według zastrz. 16, znamienny tym, że wybranie (19) znajduje się pomiędzy dwiema częściami elementu przegubowego (6).

18. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedna część pośrednia (4) jest sztywna w kierunku wzdłużnym elementów przegubowych (6,7), zaś w kierunku poprzecznym do nich, ukształtowana jest w postaci sprężyny skrętnej.

19. Zawias według zastrz. 18, znamienny tym, że element przegubowy (6, 7) jest zaopatrzony w, biegnące w kierunku wzdłużnym, paski lub żebra.

20. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że ramiona łączące (5) znajdująsię, w widoku od zewnątrz, przed przeponami (23) ukształtowanymi na wewnętrznych powierzchniach obu części zawiasu.

21. Zawias według zastrz. 20, znamienny tym, że w pozycji zamkniętej przepony (23) obu części zawiasu stykają się lub zachodzą na siebie.

22. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że na co najmniej jednej części zawiasu, pomiędzy dwoma ramionami łączącymi (5) jest umieszczone żebro (14, 15).

23. Zawias według zastrz. 22, znamienny tym, ze żebro (14,15) w pozycji zamkniętej wystaje poza płaszczyznę zamknięcia, wchodząc w wybranie w drugiej części zawiasu.

24. Zawias według zastrz. 22, znamienny tym, że na obu częściach zawiasu, pomiędzy dwoma ramionami łączącymi (5) znajdują się żebra (14,15), które stykają się ze sobą lub zachodzą na siebie.

25. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że leżące pomiędzy obydwoma ramionami łączącymi (5) krawędzie końcowe (25,26) obu części zawiasu zachodzą na siebie.

26. Zawias według zastrz. 25, znamienny tym, że leżące pomiędzy obydwoma ramionami łączącymi (5) krawędzie końcowe (25,26) obu części zawiasu mają, odpowiadające sobie wzajemnie kształtem odcinki wklęsłe i wypukłe.

27. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedno z ramion łączących (5) jest osadzone na przyporządkowanej mu części zawiasu poniżej płaszczyzny zamknięcia (V) zawiasu, poprzez podcięcie (22).

28. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że ramiona łączące (5) na co najmniej jednej części zawiasu znaj<^iy^się w pozycji zamkniętej w wybraniach (28) tej części zawiasu.

29. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że jest dwupozycyjny i każde z ramion łączących (5) zawiera dwa wewnętrzne obszary zginania (9,10) oraz część pośrednią (4).

30. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że jest trójpozycyjny i każde z ramion łączących (5) zawiera trzy wewnętrzne obszary zginania (9,10,11) o naprzemian dodatnim łub ujemnym nachyleniu względem bocznych krawędzi ramion łączących (5).

31. Zawias według zastrz. 1, znamienny tym, że część pośrednia (4) ma w swoim obszarze rozciąganym, sąsiadującym z krawędzią rozciąganą (32.1,32.2), grubość mniejszą niż w obszarze ściskanym, sąsiadującym z krawędzią ściskaną (31.1,31.2).

* * *