Эластомерный шарнир для крышки укупорочного средства (варианты) - RU2283805C2

Чертежи

Показать все 26 чертежа(ей)

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к шарнирной конструкции, предназначенной для соединения двух элементов, и, в частности, к шарнирной конструкции для присоединения крышки к основанию или корпусу укупорочного средства для сосуда.

Предпосылки создания изобретения и технические проблемы, связанные с известными устройствами

Было разработано множество разных упаковок, включая дозирующие упаковки или контейнеры, для продуктов, предназначенных для личной гигиены, таких как шампуни, лосьоны и т.д., а также для других текучих материалов. Укупорочное средство одного типа для таких сосудов, как правило, имеет шарнирную конструкцию с двумя устойчивыми положениями, соединяющую крышку с основанием, установленным над отверстием сосуда. Шарнирная конструкция обеспечивает возможность приложения быстродействующего поджимающего усилия, которое удерживает крышку в заданном закрытом или открытом положении.

Один тип шарнирной конструкции с двумя устойчивыми положениями, включенной в укупорочное средство, раскрыт в патенте США №313556. В данном патенте раскрыта быстродействующая шарнирная конструкция, содержащая тонкую поворотную перемычку для осуществления перемещения крышки между открытым и закрытым положениями. Шарнирная конструкция имеет две отстоящие друг от друга оси поворота. В частности, шарнирная конструкция включает два расположенных на определенном расстоянии друг от друга шарнира, при этом один шарнир имеет дугообразную форму, соединяющую крышку с поворотной перемычкой, и другой шарнир имеет дугообразную форму, соединяющую основание с поворотной перемычкой. Две оси поворота образованы двумя параллельными линиями, при этом в тех местах, где два шарнира расположены ближе всего друг к другу, одна линия является касательной к шарниру крышки, а другая линия является касательной к шарниру корпуса.

Напротив, шарнирная конструкция для цилиндрического укупорочного средства, раскрытая в патенте США № 4403712, имеет шарнир с одной основной геометрической осью и имеет две перемычки, каждая из которых образована двумя шарнирами, которые расходятся друг от друга с обеих сторон перемычки. В промышленно выпускаемых вариантах выполнения цилиндрического укупорочного средства, имеющего шарнирную конструкцию с одной осью, раскрытую в патенте США № 4403712, причем толщина шарнира изменяется по длине шарниров, зоны изменения толщины могут образовывать места концентрации напряжений, которые в конце концов могут оказывать отрицательное воздействие на конструкцию при неоднократно выполняемых операциях.

Кроме того, в некоторых промышленно выпускаемых укупорочных средствах, которые поставляются фирмой Seaquist Closures, 711 Fox Street, Box 20, Mukwonago, Висконсин 53149, США, и которые содержат шарнирную конструкцию с одной осью, раскрытую в патенте США № 4403712, при этом перемычка выполнена с зоной увеличенной толщины рядом с боковым краем перемычки. Быстродействующая шарнирная конструкция с существенно улучшенными рабочими характеристиками по сравнению с шарнирными конструкциями, раскрытыми в патентах США № 3135456 и 4403712, - это шарнирная конструкция с двумя осями, раскрытая в патенте США № 5642824. Шарнирная конструкция представляет собой шарнирную конструкцию такого типа, которая включает в себя перемычку, имеющую центральную часть между двумя более широкими концами, при этом дугообразный шарнир соединяет основание с перемычкой вдоль одной стороны перемычки между концами и при этом дугообразный шарнир соединяет крышку с перемычкой вдоль другой стороны перемычки между концами. Шарнирная конструкция имеет, по меньшей мере, одну опорную поверхность, расположенную таким образом, что, когда крышка находится в закрытом положении, опорная поверхность проходит рядом с центральной частью перемычки от ближайшего из шарниров в направлении другого шарнира. Во время закрытия и открытия крышки центральная часть перемычки входит в контакт с опорной поверхностью, в результате чего регулируется положение перемычки.

Несмотря на то что шарнирная конструкция с двумя осями, раскрытая в патенте США № 5642824, функционирует с улучшенными рабочими характеристиками, существуют некоторые примеры применения, такие как те, которые предусматривают выполнение большого количества циклов открытия и закрытия, в которых существует большая вероятность того, что шарнирная конструкция с двумя осями, а также другие поджимаемые шарнирные конструкции или быстродействующие шарнирные конструкции с двумя устойчивыми положениями могут выйти из строя или сломаться. Полагают, что в быстродействующей шарнирной конструкции, которая включает перемычку, имеющую широкий конец, напряжения неравномерно распределены вдоль бокового края конца перемычки. Считается, что это приводит к увеличению напряжений в тех местах, где боковой край соединяется с корпусом (основанием) и крышкой укупорочного средства. Разрыв или разрушение таких шарнирных конструкций, как правило, начинается в тех зонах, где боковой край перемычки шарнирной конструкции соединяется с корпусом и/или крышкой укупорочного средства.

Таким образом, было бы желательно разработать усовершенствованную конструкцию быстродействующего шарнира, в которой напряжения в шарнирной конструкции можно было бы более тщательно регулировать. В частности, было бы предпочтительным, если бы такая усовершенствованная конструкция могла бы обеспечить равномерное распределение напряжений вдоль наружных боковых краев шарнирной конструкции.

Было бы особенно желательно разработать шарнирную конструкцию, которая бы имела уменьшенные напряжения в тех местах, где боковые края перемычки шарнирной конструкции соединяются с корпусом и/или крышкой укупорочного средства.

Усовершенствованная конструкция шарнирной конструкции также должна обеспечить возможность того, что шарнирная конструкция обеспечит заданные пределы угла поворота при открытии и закрытии крышки. Шарнирная конструкция, обладающая таким свойством, может обеспечить эксплуатационные параметры, которые желательны в особых случаях применения.

Кроме того, было бы желательно, если бы такую усовершенствованную шарнирную конструкцию можно было бы легко включить в укупорочное средство, которое можно было бы изготавливать с использованием эффективных, обеспечивающих высокое качество технологий крупносерийного производства при сниженном проценте брака продукции.

Кроме того, такая усовершенствованная шарнирная конструкция предпочтительно должна быть приспособлена для использования в укупорочных средствах для множества различных обычных сосудов, имеющих множество различных обычных горловин сосудов, таких как горловины с обычными конфигурациями, обеспечивающими прикрепление посредством резьбы или защелкивания.

В соответствии с настоящим изобретением разработана усовершенствованная шарнирная конструкция, которая может быть приспособлена для конструкций, имеющих описанные выше преимущества и признаки.

Краткое изложение сущности изобретения

В соответствии с настоящим изобретением разработана шарнирная конструкция, предназначенная для соединения двух деталей, и шарнирная конструкция особенно пригодна для использования при присоединении крышки укупорочного средства к основанию укупорочного средства, при этом укупорочное средство приспособлено для установки его на сосуде или для того, чтобы быть выполненным как часть сосуда, образуя одно целое с ней.

Шарнирная конструкция имеет свойства, обеспечивающие улучшенное открытие. Шарнирная конструкция может быть отлита посредством двухстадийного процесса литья под давлением за одно целое с двумя деталями, такими как крышка укупорочного средства и основание укупорочного средства.

Шарнирная конструкция имеет эластомерный элемент, который проходит от одной из деталей до другой из деталей. Эластомерный элемент имеет наружную поверхность, которая открыта для воздействия на нее снаружи, когда две детали находятся в закрытом положении, а также тогда, когда две детали находятся в открытом положении. Эластомерный элемент обеспечивает приложение силы для того, чтобы заставить две детали сместиться из закрытого положения в направлении открытого положения. Может быть предусмотрена защелка с взаимодействующими элементами в двух деталях, предназначенными для удерживания двух деталей в закрытом положении до тех пор, пока они не будут расцеплены.

В одном варианте осуществления эластомерный элемент имеет два боковых края. Две детали не имеют никаких конструкций или частей, которые расположены рядом с боковыми краями эластомерного элемента. Шарнирная конструкция также не имеет никаких частей, которые расположены рядом с боковыми краями эластомерного элемента. То есть шарнирная конструкция свободна от конструктивных частей, расположенных сбоку от эластомерного элемента, так что два боковых края эластомерного элемента открыты для воздействия в боковом направлении, когда две детали находятся в закрытом положении, а также когда две детали находятся в открытом положении. Наружная поверхность эластомерного элемента находится под действием растягивающих усилий, когда две детали находятся в закрытом положении.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления эластомерный элемент проходит от одной из деталей до другой из деталей и имеет наружную поверхность, которая (1) открыта для воздействия с наружной стороны, когда две детали находятся в закрытом положении, а также когда две детали находятся в открытом положении, и (2) находится под действием растягивающих усилий, когда две детали находятся в закрытом положении. Эластомерный элемент имеет внутреннюю поверхность, которая открыта для воздействия таким образом, что она обращена по существу в сторону от двух деталей, когда две детали находятся в открытом положении, и которая обращена внутрь в сторону двух деталей, когда две детали находятся в закрытом положении. Внутренняя поверхность эластомерного элемента находится под действием сжимающих усилий, когда две детали находятся в закрытом положении. Эластомерный элемент обеспечивает приложение силы для того, чтобы заставить две детали сместиться из закрытого положения в направлении открытого положения.

В соответствии с другим вариантом осуществления пленочный шарнир соединяет две детали. Эластомерный элемент проходит от одной из деталей до другой из деталей. Эластомерный элемент имеет наружную поверхность, которая (1) открыта для воздействия снаружи, когда две детали находятся в закрытом положении, а также когда две детали находятся в открытом положении, и (2) находится под действием растягивающих усилий, когда две детали находятся в закрытом положении. Эластомерный элемент имеет внутреннюю поверхность, которая присоединена к пленочному шарниру и которая представляет собой поверхность, подвергаемую по существу нулевому напряжению, когда две детали находятся в закрытом положении. Эластомерный элемент обеспечивает приложение силы для того, чтобы заставить две детали сместиться из закрытого положения в направлении открытого положения.

Многочисленные другие преимущества и признаки настоящего изобретения станут совершенно очевидными из нижеприведенного подробного описания изобретения, из формулы изобретения и из сопровождающих чертежей.

Краткое описание чертежей

В сопровождающих чертежах, которые образуют часть описания и в которых используются аналогичные ссылочные номера для обозначения аналогичных элементов на всех чертежах:

фиг.1 представляет собой перспективное изображение первого варианта осуществления шарнирной конструкции по настоящему изобретению, включенной в укупорочное средство, показанное в открытом положении в состоянии после литья под давлением;

фиг.2 представляет собой вид сверху укупорочного средства в полностью открытом состоянии после литья под давлением;

фиг.3 представляет собой вид снизу укупорочного средства в полностью открытом состоянии после литья под давлением;

фиг.4 представляет собой местное вертикальное сечение укупорочного средства, показанного в открытом состоянии после литья под давлением и установленного на сосуде;

фиг.5 представляет собой местное сечение, показывающее значительно увеличенную часть шарнирной конструкции, проиллюстрированной на фиг.4;

фиг.6 представляет собой значительно увеличенное местное сечение, выполненное по существу по плоскости 6-6 на фиг.5;

фиг.7 представляет собой вертикальный вид сзади укупорочного средства в полностью закрытом состоянии;

фиг.8 представляет собой значительно увеличенное местное сечение, выполненное по существу по плоскости 8-8 на фиг.7;

фиг.9 представляет собой изображение, аналогичное фиг.8, но фиг.9 показывает крышку укупорочного средства, смещенную в промежуточное положение между полностью закрытым положением и полностью открытым положением;

фиг.10 представляет собой перспективное изображение второго варианта осуществления шарнирной конструкции по настоящему изобретению, включенной в укупорочное средство, показанное в открытом положении в состоянии после литья под давлением;

фиг.11 представляет собой вид сверху укупорочного средства по фиг.10 в полностью открытом состоянии после литья под давлением;

фиг.12 представляет собой вид снизу укупорочного средства по фиг.10 в полностью открытом состоянии после литья под давлением;

фиг.13 представляет собой местное вертикальное сечение укупорочного средства по фиг.10, показанного в открытом состоянии после литья под давлением и установленного на сосуде;

фиг.14 представляет собой местное сечение, показывающее значительно увеличенную часть шарнирной конструкции, проиллюстрированной на фиг.10;

фиг.15 представляет собой значительно увеличенное местное сечение, выполненное по существу по плоскости 15-15 на фиг.14;

фиг.16 представляет собой вертикальный вид сзади укупорочного средства по фиг.10 в полностью закрытом состоянии;

фиг.17 представляет собой значительно увеличенное местное сечение, выполненное по существу по плоскости 17-17 на фиг.16;

фиг.18 представляет собой изображение, аналогичное фиг.17, но фиг.18 показывает крышку укупорочного средства, смещенную в промежуточное положение между полностью закрытым положением и полностью открытым положением;

фиг.19 представляет собой перспективное изображение третьего варианта осуществления шарнирной конструкции по настоящему изобретению, включенной в укупорочное средство, показанное в открытом положении в состоянии после литья под давлением;

фиг.20 представляет собой вид сверху укупорочного средства по фиг.19 в полностью открытом состоянии после литья под давлением;

фиг.21 представляет собой вид снизу укупорочного средства по фиг.19 в полностью открытом состоянии после литья под давлением;

фиг.22 представляет собой местное вертикальное сечение укупорочного средства по фиг.19, показанного в открытом состоянии после литья под давлением и установленного на сосуде;

фиг.23 представляет собой местное сечение, показывающее значительно увеличенную часть шарнирной конструкции, проиллюстрированной на фиг.19;

фиг.24 представляет собой значительно увеличенное местное сечение, выполненное по существу по плоскости 24-24 на фиг.23;

фиг.25 представляет собой вертикальный вид сзади укупорочного средства по фиг.19 в полностью закрытом состоянии;

фиг.26 представляет собой значительно увеличенное местное сечение, выполненное по существу по плоскости 26-26 на фиг.25; и

фиг.27 представляет собой изображение, аналогичное фиг.26, но фиг.27 показывает крышку укупорочного средства, смещенную в промежуточное положение между полностью закрытым положением и полностью открытым положением.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Несмотря на то что данное изобретение может быть воплощено во многих различных формах, данное описание и сопровождающие чертежи раскрывают только некоторые определенные варианты в качестве примеров осуществления изобретения. Предусмотрено, что изобретение не должно быть ограничено описанными таким образом вариантами осуществления, и объем изобретения определяется приложенной формулой изобретения.

Для обеспечения простоты описания укупорочное средство, в которое включена шарнирная конструкция по данному изобретению, описано в различных положениях, и применительно к данным положениям используются такие термины, как верхний, нижний, горизонтальный и т.д. Однако следует понимать, что укупорочное средство может быть изготовлено, может храниться и использоваться в ориентированных положениях, отличных от описанных положений.

Как показано на чертежах, первый вариант осуществления шарнирной конструкции согласно настоящему изобретению проиллюстрирован на фиг.1-9, при этом она показана включенной в укупорочное средство, обозначенное в целом на некоторых из данных фигур ссылочным номером 40. Укупорочное средство 40 приспособлено для размещения его на сосуде, таком как сосуд 42 (фиг.4), который имеет уступ 41 вокруг стенки 43 с уменьшенным диаметром. Стенка 43 заканчивается верхней торцевой стенкой 44 (фиг.4), от которой выступает горловина 45 с уменьшенным диаметром (фиг.4), которая имеет обычное отверстие 47. Горловина 45 сосуда может иметь круглую или некруглую форму поперечного сечения, и корпус сосуда 42 может иметь другую форму поперечного сечения, например, такую как овальная форма поперечного сечения. Сосуд 42 необязательно должен иметь уступ 41 или горловину 45 с уменьшенным диаметром. Укупорочное средство 40 может быть приспособлено для установки на верхнем конце сосуда, который сам по себе не имеет горловины с уменьшенным диаметром. Укупорочное средство 40 предпочтительно отлито под давлением из термопластичного материала или материалов, совместимых с содержимым сосуда.

Сосуд 42 может храниться и использоваться в ориентированном положении, показанном на фиг.4, в котором укупорочное средство 40 находится сверху на сосуде 42. Когда укупорочное средство 40 находится в закрытом положении (фиг.7), укупорочное средство 40 и сосуд 42 также можно обычно хранить в перевернутом положении (непоказанном). При хранении в перевернутом положении укупорочное средство 40 используется в качестве опорного основания для сосуда 42.

Сосуд 42, как правило, представляет собой сдавливаемый сосуд, имеющий гибкую стенку или стенки, которые могут быть захвачены пользователем и сдавлены для повышения внутреннего давления внутри сосуда 42 так, чтобы выдавить продукт наружу из сосуда, когда укупорочное средство 40 открыто (как подробно разъяснено ниже). Стенка сосуда, как правило, имеет достаточную, присущую ей упругость, так что при снятии сдавливающих усилий стенка сосуда возвращается к своей нормальной форме, не подвергнутой напряжению.

Укупорочное средство 40 содержит основание или корпус 50 (фиг.1 и 4), предназначенный для крепления сосуда 42. Основание 50 имеет полую нижнюю часть (юбку) 52 (фиг.4), которая имеет обычное средство для защелкивания в виде буртика 53, предназначенного для входа в контакт с сопрягаемым буртиком 55 на стенке 43 сосуда с целью крепления основания 50 укупорочного средства к сосуду 42. В альтернативном варианте корпус 50 укупорочного средства может включать в себя внутреннюю кольцевую соединительную стенку с внутренней резьбой, предназначенной для соединения с наружной резьбой на стенке 43 сосуда. Могут быть использованы другие пригодные системы соединения.

На верхнем участке полой нижней части 52 основания укупорочного средства основание 50 укупорочного средства имеет поперечный торцевой закрывающий элемент 56 (фиг.4), который проходит над верхним дальним концом сосуда 42. Торцевой закрывающий элемент 56, как правило, имеет проходящее вниз, кольцевое внутреннее гибкое уплотнение 57, которое входит в плотный контакт с внутренним краем горловины 45 сосуда в отверстии 47 горловины сосуда с тем, чтобы создать герметичное уплотнение между торцевым закрывающим элементом 56 основания укупорочного средства и горловиной 45 сосуда. Как проиллюстрировано на фиг.1 и 4, торцевой закрывающий элемент 56 основания укупорочного средства имеет выпускное отверстие 60, образованное выливным элементом 62, выступающим вверх над отверстием 47 горловины сосуда. На внутренней стороне выливного элемента 62 имеется уплотнительный буртик 63.

Основание 50 укупорочного средства имеет уступ 64 у основания периферийной стенки 66 вокруг торцевого закрывающего элемента 56, и имеется буртик 68 на стенке 66 вокруг торцевого закрывающего элемента 56 над уступом 64.

Укупорочное средство 40 включает в себя крышку 70 (фиг.1-4), присоединенную к основанию 50 с помощью шарнирной конструкции 80. Крышка 70 имеет периферийную полую нижнюю часть 82 (фиг.1), образующую периферийную концевую поверхность 84. Периферийная поверхность 84 крышки приспособлена для контактирования или, по меньшей мере, размещения напротив уступа 64 основания укупорочного средства, когда крышка 70 закрыта. Предпочтительно, как проиллюстрировано на фиг.4, полая нижняя часть 82 крышки имеет внутренний буртик 86, предназначенный для взаимодействия с буртиком 68 основания укупорочного средства для защелкивания крышки 70 в закрытом положении.

Крышка 70 укупорочного средства имеет поперечный торцевой закрывающий элемент 88 (фиг.1). От нижней стороны закрывающего элемента 88 крышки проходит кольцевой элемент 90, который приспособлен для входа во внутреннее пространство выливного элемента 62 основания укупорочного средства и создания герметичного контакта с выливным элементом 62 основания укупорочного средства, когда крышка 70 закрыта.

В первом варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.1-9, шарнирная конструкция 80 включает пленочный шарнир 102 (фиг.5), соединяющий две детали конструкции укупорочного средства - корпус или основание 50 укупорочного средства и крышку 70. В рассматриваемом в данный момент предпочтительном варианте осуществления пленочный шарнир 102 отлит за одно целое как неотъемлемая часть укупорочного средства и поэтому образует одно целое с основанием 50 укупорочного средства и крышкой 70. Предпочтительным материалом является полипропилен, хотя могут быть использованы и другие термопластичные полимеры, такие как полиэтилен.

Эластомерный элемент 104 проходит от основания 50 укупорочного средства до крышки 70 укупорочного средства. Эластомерный элемент имеет наружную поверхность 106. Наружная поверхность 106 открыта для воздействия на нее снаружи, когда основание 50 укупорочного средства и крышка 70 находятся в закрытом положении (фиг.7 и 8), а также когда основание 50 и крышка 70 находятся в открытом положении (фиг.1-4 и 9). То есть к поверхности 106 может быть обеспечен доступ из зон на наружных поверхностях основания 50 и крышки 70 укупорочного средства. Эластомерный элемент 104 имеет внутреннюю поверхность 108, которая присоединена к пленочному шарниру 102.

Эластомерный элемент 104 может быть изготовлен из термопластичного полимера, такого как соединение на основе стирола-этилена-бутадиена-стирола, продаваемого в США корпорацией GLS под товарным знаком DYNAFLEX G2706. Это соединение представляет собой соединение на основе термопластичного каучука. Этот материал может быть отлит под давлением на термопластичном пленочном шарнире 102 посредством двухстадийного процесса литья под давлением. Термопластичный эластомерный материал взаимодействует с полипропиленовым пленочным шарниром при таком процессе. Соединение на основе термопластичного каучука DYNAFLEX G2706 представляет собой очень эластичный материал и предпочтительно стремится к противодействию релаксации при подвергании его деформирующему воздействию. Кроме того, данный материал содержит некоторое количество полипропилена, и это способствует присоединению материала во время двухстадийного процесса литья под давлением к деталям укупорочного средства, которые отлиты из полипропилена.

Предпочтительно, как показано на фиг.5, термопластичный эластомерный элемент 104 имеет поперечный конец 112, примыкающий к наружной периферийной поверхности полой нижней части 52 основания укупорочного средства, и имеет поперечный конец 114, примыкающий к наружной периферийной поверхности полой нижней части 82 крышки. Концы 112 и 114 эластомерного элемента соответственно присоединены к наружным периферийным поверхностям основания 50 и крышки 70. Могут быть использованы другие средства для прикрепления эластомерного элемента 104 к пленочному шарниру 102, основанию 50 и крышке 70, такие как клеящее вещество.

При использовании конструкции, в которой эластомерный элемент 104 прикреплен с помощью клея, эластомерный элемент 104 сначала изготавливают отдельно так, чтобы он имел размер и конфигурацию, которые соответствуют наружной стороне пленочного шарнира 102, когда укупорочное средство находится в полностью открытом состоянии, как проиллюстрировано на фиг.1, 2, 3, 4, 5 и 6. Таким образом, эластомерный элемент 104 исходно будет иметь дугообразную конфигурацию (фиг.5). Эластомерный элемент 104 приклеивают к наружной поверхности пленочного шарнира 102, когда основание 50 и крышка 70 укупорочного средства находятся в полностью открытом состоянии (фиг.5). Поперечные концы 112 и 114 эластомерного элемента также будут прикреплены с помощью клея соответственно к основанию 50 и крышке 70 укупорочного средства, когда основание 50 и крышка 70 укупорочного средства находятся в полностью открытом состоянии (фиг.5).

Шарнирная конструкция 80 в исходном состоянии после отливки или получения ее иным образом находится в по существу ненапряженном состоянии в начальном открытом положении. Наружная поверхность 106 или внутренняя поверхность 108 не испытывают по существу никакого напряжения.

Когда основание 50 и крышка 70 укупорочного средства находятся в закрытом положении, наружная поверхность 106 эластомерного элемента будет подвергаться воздействию растягивающих усилий, но внутренняя поверхность 108 эластомерного элемента представляет собой поверхность, подвергнутую по существу нулевому напряжению. Эластомерный элемент 104 обеспечивает приложение силы для того, чтобы заставить основание 50 и крышку 70 укупорочного средства сместиться из закрытого положения в направлении открытого положения. В предпочтительном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.1-9, эластомерный элемент 104 имеет два боковых края 121 и 122 (фиг.3). В шарнирной конструкции 80 отсутствуют какие-либо другие элементы конструкции, расположенные сбоку от эластомерного элемента 104, так что два боковых края 121 и 122 открыты для воздействия на них сбоку, когда основание 50 и крышка 70 укупорочного средства находятся в закрытом положении, а также когда основание 50 и крышка 70 укупорочного средства находятся в открытом положении. Протяженность боковых краев 121 и 122 больше ширины центральной части шарнирной конструкции, как можно видеть на фиг.3. Шарнирная конструкция 80 имеет верхний и нижний края, обозначенные соответственно 126 и 128, которые изогнуты или имеют дугообразную форму в направлениях вертикальных осей между боковыми краями 126 и 128 (фиг.3 и 7).

Боковые края 121 и 122 эластомерного элемента (фиг.3) будут стремиться находиться в растянутом состоянии вдоль всей протяженности их наружных кромок, если основание 50 и крышка 70 будут смещены за их открытое положение в состоянии после литья под давлением (то есть, если крышка 70 будет отогнута вниз из положения в состоянии после литья под давлением, проиллюстрированного на фиг.1).

Описанная выше шарнирная конструкция, проиллюстрированная на фиг.1-9, обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с широко используемыми полипропиленовыми быстродействующими шарнирами. Например, используемый в настоящее время быстродействующий шарнир по известному уровню техники, отлитый из полипропилена, должен быть открыт вручную со смещением его за точку над линией центров и за ось шарнира до того, как крышка автоматически сместится с помощью шарнира в сторону полностью открытого положения. Шарнирная конструкция согласно настоящему изобретению, проиллюстрированная на фиг.1-9, будет стремиться оттянуть крышку в открытое положение, как только фиксирующие буртики (буртик 68 основания и буртик 86 крышки) будут выведены из контакта друг с другом (разъединены).

Кроме того, шарнирная конструкция согласно настоящему изобретению, показанная на фиг.1-9, будет стремиться сместить основание 50 и крышку 70 дальше в сторону друг от друга к более широко открытому ориентированному положению - ближе к исходной конфигурации в состоянии после литья под давлением.

Обычные укупорочные средства отливают из термопластичного материала в широко "открытой" конфигурации (то есть с крышкой, повернутой приблизительно на 180^о от корпуса или основания в открытое положение). При обычных отлитых под давлением шарнирах, таких как шарниры, отлитые полностью из полипропилена, для изготовителя желательно закрыть открытое укупорочное средство, находящееся в состоянии после литья под давлением, до того, как пройдет более приблизительно 10 минут после отливки укупорочного средства. Если укупорочное средство будет закрыто в первый раз после более продолжительного периода времени, шарнир может стать нежелательно хрупким во время последующих циклов открытия и закрытия. Это может привести к преждевременному разрушению шарнира. При закрытии укупорочного средства в течение 10 минут после отливки, особенно при использовании полипропилена, будет существовать тенденция ориентирования макромолекулярных цепей полимера так, чтобы ослабить тенденцию шарнира стать хрупким во время последующих циклов открытия и закрытия. С другой стороны, при использовании шарнирной конструкции согласно настоящему изобретению, показанной на фиг.1-9, максимальный период времени, в течение которого укупорочное средство должно быть закрыто в первый раз после отливки, не столь критичен благодаря наличию эластомерного элемента 104.

Если эластомерный элемент 104 "встраивают" в укупорочное средство посредством двухстадийного литья под давлением, корпус или основание 50 укупорочного средства и крышку 70 предпочтительно выполняют с элементами, предназначенными для упрощения или расширения технологических возможностей процесса литья. А именно, как показано на фиг.5, полую нижнюю часть 82 крышки предпочтительно выполняют с небольшой, в основном плоской зоной или платиком 130, расположенным ниже пленочного шарнира 102. Аналогичным образом небольшая плоская зона или платик 132 выполнен на основании укупорочного средства под пленочным шарниром 102. Платики или плоские зоны 130 и 132 позволяют устранить конусность формы в этих зонах рядом с шарнирной конструкцией. Это позволяет разместить центральную вставку формы (непоказанную) или другой элемент в первом месте в форме для литья под давлением так, чтобы плотно перекрыть зону формы рядом с пленочным шарниром 102 до тех пор, пока весь полипропиленовый материал не будет введен в форму под давлением. Впоследствии центральную вставку формы можно извлечь и переместить во второе место для осуществления второй части двухстадийного процесса литья под давлением с целью создания некоторого пространства рядом с шарниром из полипропиленовой пленки с тем, чтобы обеспечить возможность ввода термопластичного эластомера под давлением с целью образования эластомерного элемента 104.

У нижнего конца каждого платика 130 и 132 (как видно на фиг.5) может быть предусмотрен стандартный угол или углы конусности отливки (например, угол конусности, равный 1 градусу, на полой нижней части 52 корпуса и угол конусности, равный 3 градусам, на полой нижней части 82 крышки).

Второй вариант осуществления шарнирной конструкции согласно настоящему изобретению проиллюстрирован на фиг.10-18 в том виде, как он использован в укупорочном средстве, обозначенном в целом ссылочным номером 40А на фиг.10. Укупорочное средство 40А включает в себя основание или корпус 50А укупорочного средства и крышку 70А. Корпус 50А укупорочного средства и крышка 70А по существу идентичны соответственно корпусу 50 и крышке 70 укупорочного средства по первому варианту осуществления, описанным выше со ссылкой на фиг.1-9.

Во втором варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.10-18, шарнирная конструкция 80А (фиг.10) соединяет две детали конструкции укупорочного средства - корпус или основание 50А укупорочного средства и крышку 70А. В отличие от первого варианта осуществления в данном варианте отсутствует пленочный шарнир (например, пленочный шарнир 102, показанный на фиг.5 для первого варианта осуществления). Напротив, шарнирная конструкция 80А по второму варианту осуществления состоит только из эластомерного элемента 104А.

Эластомерный элемент 104А проходит от основания 50А укупорочного средства до крышки 70А укупорочного средства. Эластомерный элемент 104А имеет наружную поверхность 106А. Наружная поверхность 106А открыта для воздействия на нее снаружи, когда основание 50А и крышка 70А укупорочного средства находятся в закрытом положении (фиг.16 и 17), а также когда основание 50А и крышка 70А находятся в открытом положении (фиг.10-15 и 18). То есть к поверхности 106А может быть обеспечен доступ из зон на наружных поверхностях основания 50А и крышки 70А укупорочного средства. Эластомерный элемент 104А имеет внутреннюю поверхность 108А, которая обращена к корпусу 50А и крышке 70А укупорочного средства, когда укупорочное средство закрыто (фиг.17).

Эластомерный элемент 104А может быть изготовлен из термопластичного полимера, такого как рассмотренное выше соединение на основе термопластичного каучука из стирола-этилена-бутадиена-стирола, которое продается в США корпорацией GLS под товарным знаком DYNAFLEX G2706. Этот материал может быть путем литья присоединен к корпусу 50А и крышке 70А укупорочного средства посредством двухстадийного процесса литья под давлением. Термопластичный эластомерный материал образует соединение с материалом корпуса и крышки укупорочного средства, таким как полипропилен, при таком процессе.

Предпочтительно, как показано на фиг.14, термопластичный эластомерный элемент 104А имеет поперечный конец 112А, примыкающий к наружной периферийной поверхности основания 50А укупорочного средства, и имеет поперечный конец 114А, примыкающий к наружной периферийной поверхности крышки 70А. Концы 112А и 114А эластомерного элемента соответственно присоединены к наружным периферийным поверхностям основания 50А и крышки 70А. Могут быть использованы другие средства для скрепления эластомерного элемента 104А, основания 50А и крышки 70А, такие как клеящее вещество.

При использовании конструкции, в которой эластомерный элемент 104А прикреплен с помощью клея, эластомерный элемент 104А сначала изготавливают отдельно так, чтобы он имел размер и конфигурацию, которые подходят для конфигурации укупорочного средства или соответствуют конфигурации укупорочного средства, когда укупорочное средство находится в полностью открытом состоянии, как проиллюстрировано на фиг.10-15. Эластомерный элемент 104А прикрепляют с помощью клея к наружным поверхностям основания 50А и крышки 70А укупорочного средства, когда основание 50А и крышка 70А укупорочного средства находятся в полностью открытом состоянии (фиг.14).

Шарнирная конструкция 80А в исходном состоянии после отливки или получения ее иным образом находится в по существу ненапряженном состоянии в начальном открытом положении. Наружная поверхность 106А или внутренняя поверхность 108А не испытывают по существу никакого напряжения.

Когда основание 50А и крышка 70А укупорочного средства находятся в закрытом положении, наружная поверхность 106А эластомерного элемента будет подвергаться воздействию растягивающих усилий, но внутренняя поверхность 108А эластомерного элемента находится под действием сжимающих усилий. Эластомерный элемент 104А обеспечивает приложение силы для того, чтобы заставить основание 50А и крышку 70А укупорочного средства сместиться из закрытого положения в направлении открытого положения.

Во втором варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.10-18, эластомерный элемент 104А имеет два боковых края 121А и 122А (фиг.12). В шарнирной конструкции 80А отсутствуют какие-либо другие элементы конструкции, расположенные сбоку от эластомерного элемента 104А, так что два боковых края 121А и 122А открыты для воздействия на них сбоку, когда основание 50А и крышка 70А укупорочного средства находятся в закрытом положении, а также когда основание 50А и крышка 70А укупорочного средства находятся в открытом положении. Протяженность боковых краев 121А и 122А больше ширины центральной части шарнирной конструкции, как можно видеть на фиг.12. Шарнирная конструкция 80А имеет верхний и нижний края, обозначенные соответственно 126А и 128А, которые изогнуты или имеют дугообразную форму в направлениях вертикальных осей между боковыми краями 126А и 128А (фиг.16).

Боковые края 121А и 122А эластомерного элемента (фиг.12) будут стремиться находиться в растянутом состоянии вдоль всей протяженности их наружных кромок, если основание 50А и крышка 70А будут смещены дальше за их открытое положение в состоянии после литья под давлением (то есть, если крышка 70А будет отогнута вниз из положения в состоянии после литья под давлением, проиллюстрированного на фиг.10).

Описанная выше шарнирная конструкция, проиллюстрированная на фиг.10-18, обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с широко используемыми полипропиленовыми быстродействующими шарнирами. Например, используемый в настоящее время быстродействующий шарнир по известному уровню техники, отлитый из полипропилена, должен быть открыт вручную со смещением его за точку над линией центров и за ось шарнира до того, как крышка автоматически сместится с помощью шарнира в сторону полностью открытого положения. Шарнирная конструкция согласно настоящему изобретению, проиллюстрированная на фиг.10-18, будет стремиться оттянуть крышку в открытое положение, как только фиксирующие буртики (буртик 68А основания и буртик 86А крышки, показанные на фиг.10) будут выведены из контакта друг с другом (разъединены).

Кроме того, шарнирная конструкция согласно настоящему изобретению, показанная на фиг.10-18, будет стремиться сместить основание 50А и крышку 70А дальше в сторону друг от друга к более широко открытому ориентированному положению - ближе к исходной конфигурации в состоянии после литья под давлением.

Кроме того, при использовании такой шарнирной конструкции согласно настоящему изобретению, как показана на фиг.10-18, максимальный период времени, в течение которого укупорочное средство должно быть закрыто в первый раз после отливки, не столь критичен благодаря наличию эластомерного элемента 104А.

Если эластомерный элемент 104А "встраивают" в укупорочное средство посредством двухстадийного литья под давлением, корпус или основание 50А укупорочного средства и крышку 70А предпочтительно выполняют соответственно с платиком 132А и платиком 130А для упрощения или расширения технологических возможностей процесса литья, таким же образом, как описано выше для первого варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.1-9.

Третий вариант осуществления шарнирной конструкции согласно настоящему изобретению проиллюстрирован на фиг.19-27 для укупорочного средства 40В и обозначен в целом ссылочным номером 80В на указанных фигурах. Шарнирная конструкция 80В образована эластомерным элементом 104В, соединяющим две детали укупорочного средства - основание или корпус 50В укупорочного средства и крышку 70В (фиг.19). Корпус 50В укупорочного средства и крышка 70В укупорочного средства по существу имеют такую же конструкцию, как соответственно корпус 50А и крышка 70А укупорочного средства, рассмотренные выше со ссылкой на второй вариант осуществления, проиллюстрированный на фиг.10-18.

Шарнирная конструкция 80В включает эластомерный элемент 104В, который аналогичен эластомерному элементу 104А, рассмотренному выше в связи со вторым вариантом осуществления, проиллюстрированным на фиг.10-18. Однако в третьем варианте осуществления шарнирной конструкции эластомерный элемент 104В имеет верхний и нижний края, которые имеют конфигурацию, которая несколько отличается от конфигурации верхнего и нижнего краев эластомерного элемента 104А по второму варианту осуществления, рассмотренного выше со ссылкой на фиг.10-18, как более подробно будет разъяснено ниже.

Как показано на фиг.23, эластомерный элемент 104В по третьему варианту осуществления шарнирной конструкции имеет наружную поверхность 106В и внутреннюю поверхность 108В. Когда крышка 70В закрыта, внутренняя поверхность 108В обращена к корпусу 50В и крышке 70В укупорочного средства (фиг.26). В закрытом состоянии наружная поверхность 106В эластомерного элемента 104В находится под действием растягивающих усилий, а его внутренняя поверхность 108В находится под действием сжимающих усилий.

Эластомерный элемент 104В получают путем литья или иным образом в исходно открытом состоянии (фиг.23), так что каждая из поверхностей - и наружная поверхность 106В, и внутренняя поверхность 108В - по существу не подвергается напряжению. Как и в случае эластомерного элемента 104А по второму варианту осуществления, описанному выше со ссылкой на фиг.10-18, эластомерный элемент 104В по третьему варианту осуществления имеет поперечные концы, примыкающие к деталям укупорочного средства, - поперечный конец 112В, который примыкает к наружной периферийной поверхности основания 50В укупорочного средства и прикреплен к ней, и поперечный конец 114В, который примыкает к наружной периферийной поверхности крышки 70В и прикреплен к ней. Концы эластомерного элемента 104В прикрепляют путем отливки элемента 104В между основанием 50В и крышкой 70В укупорочного средства или путем прикрепления его с помощью других средств, таких как клеящее вещество. Двухстадийный процесс литья под давлением может быть использован для получения предпочтительного варианта конструкции, в которой корпус 50В и крышка 70В укупорочного средства отлиты из термопластичного полимера, такого как полипропилен, и эластомерный элемент 104В отлит из термопластичного полимера, такого как термопластичный каучук, как рассмотрено выше в связи со вторым вариантом осуществления.

Эластомерный элемент 104В имеет два боковых края 121В и 122В (фиг.21). Эти края по существу параллельны друг другу и открыты для воздействия на них сбоку, когда основание 50В и крышка 70В укупорочного средства находятся в закрытом положении, а также когда основание 50В и крышка 70В укупорочного средства находятся в открытом положении. Боковые края 121В и 122В имеют большую протяженность по сравнению с шириной центральной части шарнирной конструкции, как можно видеть на фиг.21.

На фиг.25 можно видеть, что эластомерный элемент 104В имеет верхний и нижний края, обозначенные соответственно 126В и 128В, которые расположены по существу параллельно друг другу и горизонтально по отношению к плоскости открытия и закрытия укупорочного средства 40В. Это представляет собой отличие от эластомерного элемента 104А по второму варианту осуществления, проиллюстрированного на фиг.16, в котором верхний и нижний края, обозначенные соответственно 126А и 128А, являются дугообразными в по существу вертикальном или аксиальном направлениях. Тем не менее, верхний и нижний края 126В и 128В шарнирной конструкции по третьему варианту осуществления являются дугообразными в по существу горизонтальных плоскостях, параллельных плоскости открытия укупорочного средства, и такие дугообразные конфигурации в горизонтальных плоскостях можно видеть на фиг.21, которая иллюстрирует исходную открытую конфигурацию укупорочного средства 40В в состоянии после литья под давлением, при этом в данном укупорочном средстве использован третий вариант осуществления шарнирной конструкции 80В. Когда шарнирная конструкция 80В по третьему варианту осуществления находится в полностью открытом положении, напряжение в центре эластомерного элемента 104В по существу такое же, как напряжение вдоль боковых краев 121В и 122В.

Видно, что в соответствии с настоящим изобретением разработана усовершенствованная шарнирная конструкция, которая особенно пригодна для использования в укупорочном средстве, для которой желательно, чтобы крышка "функционировала" с обеспечением ее смещения в направлении полностью открытого положения.

Шарнирная конструкция выступает в минимальной степени от задней стороны укупорочного средства, когда крышка укупорочного средства находится в закрытом положении. Это обеспечивает совместимость с высокопроизводительным оборудованием для установки укупорочных средств в заданное положение, используемым в обычных линиях розлива продуктов в сосуд. Это обеспечивает возможность использования укупорочного средства с сосудом, подвергаемым обработке при высокой производительности технологической линии.

Шарнирная конструкция может быть выполнена с возможностью создания малого или большого смещающего усилия и малого или большого угла открытия крышки.

Также следует учесть то, что укупорочное средство может быть выполнено с множеством различных конструкций выпускного проходного отверстия.

Шарнирная конструкция согласно настоящему изобретению особенно хорошо подходит для использования при соединении корпуса или основания укупорочного средства и крышки укупорочного средства. Однако в соответствии с настоящим изобретением также предусмотрено, что шарнирная конструкция может быть использована в других случаях применения для соединения компонентов или элементов, отличных от основания и крышки укупорочного средства.

Из представленного выше подробного описания изобретения и из иллюстраций его легко можно увидеть, что могут быть выполнены многочисленные другие варианты и модификации, не отходя от истинной идеи и объема новых концепций или принципов данного изобретения.

Реферат

Изобретение относится к шарнирной конструкции для присоединения крышки к основанию или корпусу укупорочного средства для сосуда. Согласно первому варианту выполнения шарнирная конструкция для соединения двух деталей представляет собой эластомерный элемент, проходящий от одной детали к другой и имеющий наружную поверхность, которая открыта снаружи, когда указанные две детали находятся в закрытом и открытом положениях, внутреннюю поверхность, которая находится под действием сжимающих усилий по всей длине, когда две детали находятся в закрытом положении, и два боковых края. При этом шарнирная конструкция выполнена свободной от элементов конструкции, расположенных сбоку от эластомерного элемента, так что указанные два боковых края открыты сбоку, когда указанные две детали находятся в закрытом и открытом положениях. Наружная поверхность эластомерного элемента растянута, когда указанные две детали находятся в закрытом положении, в результате чего указанный эластомерный элемент прикладывает усилие для перемещения указанных двух деталей из закрытого положения в открытое положение в течение всего перемещения из закрытого положения в открытое положение. Особенность шарнирной конструкции по второму и третьему вариантам состоит, в частности, в том, что она содержит пленочный шарнир, соединяющий указанные две детали и обеспечивающий перемещение, по меньшей мере, одной из указанных деталей между открытым и закрытым положениями по существу вокруг оси. Шарнирная конструкция обеспечивает равномерное распределение напряжений вдоль ее наружных боковых краев. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 27 ил.

Формула