联动多轴铰链及使用这种铰链的封口件制造技术

一种多轴铰链装置，其可在稳定开启态和闭合态之间产生速弹作用，当铰链经一个中位死点在稳定开启态和闭合态之间转动时，铰链上具有抗扭刚性的连接元件（３３．１、３３．２）所产生的弹性力施加到相邻的、例如为下体和顶盖元件的铰接部件上，弹性力通过靠近弯折区（３４．１—３４．４）或铰接薄片的连接／传递区（４５．１、４５．２）传递到远处的弹性变形能量蓄积区（４０．１—４０．３）。随着铰链经过中位死点，该能量被反方向输送回刚性连接元件中，来使得封口件具有速弹效果。封口件可作为一个整体单件产品进行注塑成型，并在其开启状态下进行浇注。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请主要涉及一种速弹铰链，尤其是用在整体注塑成型的封口件上的铰链。对化装品、食物等消费材料的配送都需要有一种可实施配料的封口件，该种封口件应能经济便宜地制造出来，并在其闭合状态时能保持容器的完全密封。由于这种封口件通常被用于储放生活消费品的一次性容器中，所以它的成本是一个很重要的考虑因素，同时还希望能有一种封口件，其不但具有良好的使用便利性，还具有良好的操作手感。在过去的设计中，许多第一种类型的封口件通常都采用了一种单主铰接连接件、或在同一条轴线上设置多个主铰链。某些这种铰链还采用了例如弹簧元件或松紧带等一个中间部件，用来形成一个中位死点位置，在该位置上时，封口件中的张力将驱使封口件或者完全打开、或者完全关闭，而不能停留保持在中位位置上。通常在这种类型的封口件设计中，希望能有这样的非稳平衡态，因为这样就使这种封口件对消费者而言具有良好的可操作感。但是，如本申请中的图3所示的那样由于顶盖的简单运动，这种单主铰链类型的封口件甚至在设置了那样的中间部件的条件下，也需要将主铰链从封口件的轮廓线上偏移出相当大的一段距离。同时，由于在注塑成型过程中材料液体流动路径的不对称，这样的铰链还很难进行注塑成型。这样就使得铰链被完全布置在封口件的壳体之外，这样的情况在这种类型封口件中被认为是不理想的。这样的单主铰链类型的封口件还常常难于进行注塑成型。Weisinger所属的美国专利第4403712号和Beck等人所属的美国专利第4638916号中所公开的封口件就属于这种采用单主铰链的例子。第二种铰链采用了一种多联接轴结构。但是，在这种类型的铰链中各个联接轴的闭合和转开是非联动的。Nozawa所属美国专利第5148912号中的非联动铰链就属于这种类型，其中的两个铰接部件通过两个弹性带相互连接在一起，这两个弹性带在它们的整个长度范围都是柔性或弹性的。在这样的封口件中，将铰接顶盖连接到封口件下体上的弹性带板在整个长度上发生弯曲或挠曲，从而产生一个驱使铰链转向一个单稳态的力矩，其它状态下铰链也持续地受到应力作用。由于在铰链的多个铰接轴之间缺乏联动，使得顶盖相对于封口件的运动轨迹并不确定，在封口件的各个部件之间没有联动的效果。第三种铰链是一种联动的多轴铰链装置，它一般绕两个铰接轴进行回转，并设计了两个通常不受张力作用的稳定状态，在这两个稳定态之间设计了一个中位死点或一个非稳平衡位置。在这样的铰链中，一个经过中位点的作用力趋于使铰链从中位死点位置转向两个稳定状态中的其一。这种铰链被认为是本申请专利技术人的首创，并在名称为“铰链”的美国专利第5794308号中有很好的描述。虽然在5794308号专利技术被构思出来时，本申请附图说明图1中所示的理论模型还不是已知的，但基本可参照这样的模型对5794308号专利中的专利技术进行描述。这种铰链采用了一对铰接部件，并包括一个具有抗挠曲刚性的中间铰接部件4，它通过连接元件6、7连接到第一和第二铰接部件上，其中的第一和第二铰接部件通常是指封口件的下体和封口件的顶盖，当处于中位死点位置附近时，连接元件可产生弹性回复运动。换句话说，在5794308号专利中，连接元件被直接连接到一个具有足够挠曲刚性的中间铰接部件上，并吸收弹性变形，从而当处于中位死点区域时可产生速弹作用力。尽管5794308号专利所公开的技术已经提供了一种非常优良的封口件，但在该专利技术专利之后，本申请的专利技术人还是发展了对该专利所公开的那种类型铰链进行性能改进和变型的多种其它方式。相应地，本专利技术的目的是在前述的铰链基础上进行改进，其中的改进是通过这样的措施来实现的将具有挠曲或扭曲刚性的中间部件或连接臂件所产生的变形力至少部分传递到一个或多个弹性区域中，以实现弹性势能的储存。其中的弹性区远离连接元件，或远离具有挠曲刚性的连接臂件所连接的那些区域。本申请更进一步的目的是增加封口件从具有扭曲刚性的连接臂件上吸收弹性势能的能力，这是通过将部分或全部能量转移到不与弯曲变形区直接相邻的一些区域来实现的，其中连接臂件就连接在弯折区上，这样就增强了在某些特定几何形状的封口件、尤其是尺寸相对较小的封口件所能实现的弹性速弹作用力。根据本申请的各个方面，第一和第二铰接部件通过至少两个连接臂件连接起来，这两个连接臂件相互分开，并经过弯折区和铰接部件连接起来。这些连接臂件具有足够的抗扭刚性，而且当封口件从一个稳定位置转向另一个稳定位置时，该连接臂件向第一和第二铰接部件中的一个或两个施加弹性作用力。这些弹性力随后再经连接区或传递区被传递到一个或多个弹性储能区上，弹性区将变形力以弯曲弹性势能的形式储存下来。尽管如5794308号申请所设计的那样，连接区或传送区自身也可以是有弹性的、并能进行储能，但本申请开创性的实施例则将部分或所有这些能量都传递到远离弯折区的弹性区内。根据本专利技术的其他
技术实现思路
，铰链相对于封口件下体和封口件顶盖之间分型线的偏移量可进行变动，以实现最优的效果，例如在一个实施例中就形成了一个锁止机构，而在另一个实施例中，甚至在封口体上有一个突起部位或在封口盖上设计了非规则形状的条件下，(都可通过调节偏移量)使顶盖和下体在封闭过程中避免产生运动干涉。根据本申请的其它方面，用于制造这种联动多轴铰链结构的模具可被设计成可补偿下体、顶盖和连接臂件在注塑过程中的收缩，并能形成理想的几何形状。对这种铰链来说，铰接薄片可作为理想的高效弯折区。从下文的详细描述可完全地了解本申请上述的目的是如何实现的，由下文的描述，本专利技术的设计思路和保护范围对本领域的普通技术人员来讲就变得显而易见了，但应当认识到，此处所给出的具体实施例和描述只是本专利技术的示例，本专利技术的保护范围应唯一地由所附的权利要求书来限定。由下文给出的详细描述及附图可对本专利技术有全面的理解，下文的描述和附图将不对权利要求书中所明确的专利技术范围具有限定作用。图1表示了本申请的实施例中所采用的那种联动多轴铰链的机械学模型；图2表示了图1中的多轴铰链装置的具体联动关系；图3用一组连续轨迹线表示了多个点在空间中绕现有技术中的那种主铰链连接件转动时的典型运动路径；图4a到图4c的一蔟曲线表示了图1和图2所示类型的多种联动多轴铰链装置的连续轨迹线；图5示意地表示了根据本申请一种实施方式的一个封口件所采用的多轴铰链布置；图6是对图5中示意实施例的局部放大图；图7以更为详细地对图5和图6中的实施例进行了表示，表示了根据本申请的
技术实现思路
所设计的能量蓄积缓冲区；图8表示了根据本申请的
技术实现思路
所设计的一个实施例，其采用了另一种等效的能量蓄积缓冲区；图9表示了本中请的一种具有弧形弯折区的实施例；图10a、10b表示了一种铰链上的某些具体点在空间的运动路径，其中某些路径迫使第一和第二铰接部件进入到相互干涉的路径(图10a)，而另一些路径则避免了发生干涉(图10b)；图11和图12的轴测视图表示了根据本申请的其他实施方式，它们利用了参照附图10a和10b所阐述的设计原理；图13是一个根据本申请的提示设计的另一种铰链实施方式的侧视图；图14是本申请的另一种多轴铰链结构实施方式的侧视图，用来解释本专利技术制造过程中的热缩补偿原理，以及图15a和15b的剖面视图分别表示了根据本申请的一个方面所制出的改进铰接薄片在打开状态(图15a)和闭合状态(图15b)时的情形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多轴铰链装置，其包括：一个第一铰接部件；一个第二铰接部件；至少两个分开一段距离的连接臂件，每个所说的连接臂件都是具有足够的抗扭刚度；以及几个弯折区，这些区域将所说的两个连接臂件中的每一个连接到所说的第一铰接部件和所说的第二铰接部件中的每一个上；至少在所说第一铰接部件和所说第二铰接部件二者之一上包括： 一个作为能量储存部位的弹性区，用来储存当所说铰链活动时、由所说连接臂件所产生的能量，其中的弹性区位于远离所说弯折区的部位，以及 几个位于至少一个所说弯折区和所说弹性区之间的传递区，传递区紧邻所说的弯折区，所说传递区将所说弯折区由于所说铰链活动而产生的作用力传递到所说的弹性区。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：路易斯拉格勒，鲁道夫伦特什，
申请(专利权)人：克雷阿诺瓦股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]