ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ИЗ ДВУХ ОТЛИТЫХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ЗА ОДНО ЦЕЛОЕ ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ, ПЛАСТМАССОВЫЙ КОНТЕЙНЕР С НЕСУЩИМ ХОМУТОМ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШАРНИРНОГО СОЕДИНЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК B65D25/32 B29C45/00 

Изобретение относится к шарнирному соединению из двух отлитых под давлением за одно целое пластмассовых деталей, причем первая из этих деталей имеет цапфу, а вторая - ушко, и обе детали соединены друг с другом перепонками, разрываемыми для разъединения деталей. В частности, изобретение относится к пластмассовому контейнеру к которому несущий "хомут прикреплен двумя шарнирными соединениями указанного типа.

Кроме того, изобретение относится к способу изготовления шарнирного соединения из двух отлитых под давлением за одно целое пластмассовых деталей, первая из которых имеет цапфу, а вторая ушко, причем цапфа и ушко соединены круговой канавкой и буртом, входящим в эту канавку. Способ относится, в частности, к изготовлению пластмассового контейнера с несущим хомутом, причем несущий хомут имеет на обоих концах ушки, а контейнер - цапфы.

Шарнирные соединения из двух отлитых под давлением за одно целое пластмассовых деталей, в частности контейнера и несущего хомута, изготовляются обычно массовым производством. Если эти детали, например контейнер и несущий хомут, изготовить по отдельности, то для их взаимного скрепления потребуются дополнительные затраты, так как придется ввести в технологический процесс операцию прикрепления, для которой понадобятся дополнительные автоматы. Поэтому представляется целесообразным изготовлять шарнирно соединяемые пластмассовые детали, например контейнер и несущий хомут, за одну технологическую операцию.

Шарнирные соединения из двух изготовленных за одно целое деталей, в частности пластмассовых контейнеров с приформованным несущим хомутом, известны из патентов US-PS 4125246 и DE-A 4327175. Отпрессовав под давлением такую деталь, хомут отъединяют от цапф контейнера, находящихся в верхнем участке контейнера, путем разрыва перепонки. При таком процессе изготовления за одно целое можно обойтись без нескольких технологических этапов, которые были бы необходимы при изготовлении деталей по отдельности.

При шарнирном соединении изготовленных за одно целое пластмассовых деталей прежних видов, в частности изготовленных за одно целое пластмассовых контейнеров, соскальзыванию ушка с цапф препятствует предохранительный упор на конце цапфы. Таким предохранительным упором является, например, как описано в патенте DE-A-4327175, приформованный к концу цапфы кольцеобразный выступ, окружающий этот конец. Так как в изготовленных за одно целое пластмассовых деталях прежних конструкций прикрепленные перепонкой ушки обхватывают цапфу, они после разрыва перепонки соединяются с цапфой подвижным образом.

Недостатком шарнирных соединений известных до сих пор отпрессованных за одно целое пластмассовых деталей является то, что из-за предохранительного упора на цапфе имеется выступающая кромка. Силы, действующие на кромку, могут привести к отрыву предохранительного упора или цапфы. Без предохранительного упора нельзя воспрепятствовать соскальзыванию ушка с цапфы, из-за которого шарнирное соединение поврежденной таким образом цапфы становится непригодным. Кроме того, возникает опасность того, что цапфы или предохранительный упор будут повреждены силами, воздействующими на кромку, и шарнирное соединение будет разрушено под нагрузкой. Недостатком является и то, что в пластмассовых контейнерах таким предохранительным упором ограничивается осевая длина ушка. При таком неизбежно более узком ушке по сравнению с выступающей цапфой уменьшается несущая способность и жесткость на скручивание всего несущего хомута.

Задача изобретения заключается в том, чтобы изготовить в основном за одну технологическую операцию прочное и стойкое шарнирное соединение из отпрессованных за одно целое пластмассовых деталей, причем ушко второй из этих деталей устойчиво и надежно предохранено от соскальзывания с цапфы первой детали, а само шарнирное соединение пригодно в частности также для закрепления приформованного несущего хомута на контейнере.

Эта задача решается согласно изобретению таким образом, что в шарнирном соединении вышеуказанного рода цапфа первой пластмассовой детали и ушко второй пластмассовой детали могут быть соединены при помощи канавки и соответствующего ей бурта путем надевания ушка на цапфу, причем цапфа и ушко соединены друг с другом перепонками таким образом, что в основном ушко располагается снаружи соосно с цапфами.

Изобретение пригодно в частности для пластмассового контейнера с двумя такими шарнирными соединениями, в которых первой пластмассовой деталью является контейнер, а второй пластмассовой деталью - несущий хомут, причем несущий хомут имеет на обоих концах ушки, а контейнер - цапфы.

Целесообразно круговую канавку расположить на цапфе, а выступ в виде направленного внутрь бурта - на ушке.

Соответствие бурта круговой канавке следует понимать так, что после разъединения перепонки можно, применив некоторую силу, надеть ушко на цапфу, в результате чего бурт защелкивается в канавке. Связанный с этим этап операции будет в дальнейшем называться насаживанием ушка.

Для того, чтобы при изготовлении данного шарнирного соединения обойтись без дорогих инструментов, ушко приформовывают к цапфе таким образом, чтобы дополнительные геометрические элементы имели простую форму. Особенно целесообразно ушко в несущем хомуте приформовать к цапфе таким образом, чтобы оно располагалось соосно с цапфой, а бурт находился спереди цапфы. Поскольку ушко затем надевают на цапфу, допуски на прессовку пластмассы можно увеличить. Кроме того, с точки зрения удобства манипуляции с изделием полезно то, что насаживание несущего хомута может быть осуществлено как в пресс-форме, так и в ходе последующих этапов технологической операции.

Когда направленный внутрь бурт ушка находится в канавке, это означает, что шарнирное соединение осуществлено и ушко предохранено от соскальзывания с цапфы. При таком шарнирном соединении бурт, препятствующий соскальзыванию ушка с цапфы, располагается внутри ушка, благодаря чему он защищен от прикладываемых извне сил, а тем самым и от вызываемых ими повреждений.

Далее, целесообразно прежде всего для пластмассовых контейнеров направленный внутрь бурт ушка и круговую канавку в цапфе выполнить таким образом, чтобы ушко находилось возможно ближе к наружной стенке корпуса контейнера для того, чтобы избежать появление между ушком хомута и контейнером кромок, которые могли бы при воздействии на них сил приводить к повреждению или отрыву хомута.

Целесообразно образовать круговую канавку между радиально направленным наружу выступом цапфы и наружной стенкой контейнера.

Далее, следует придать радиальному выступу цапфы коническую форму, благодаря которой сопротивление при надевании ушка хомута возрастает постепенно, так что цапфа и ушко хомута могут деформироваться упругим образом.

Цапфу можно сделать полой и снабдить, по меньшей мере, одним проходящим в продольном направлении пазом. Полая цапфа с пазом легче сжимается силой, действующей на цапфу при насаживании на нее направленного внутрь бурта в ушке несущего хомута.

После насаживания, когда бурт, сужающий диаметр ушка, защелкивается в канавке, снабженная пазом полая цапфа приобретает опять прежний диаметр. Преимуществом полой цапфы с пазом является также то, что уменьшается сила, нужная для насаживания хомута, и поэтому устраняется возможность повреждений бурта, сужающего диаметр ушка в хомуте, и радиального выступа цапфы.

В предпочтительной форме исполнения цапфа имеет, по меньшей мере, одну проходящую в продольном направлении шпонку, а направленный внутрь бурт в ушке хомута снабжен пазами, соответствующими этой шпонке. При таком исполнении ушко хомута проще и надежнее направляется вдоль цапфы, поскольку во время надевания оно не перекашивается и благодаря пазу в бурте легче расширяется упругим образом. Аналогичным образом воздействуют проходящие в продольном направлении шпонки. Особое преимущество этого исполнения достигается при насаживании хомута в рабочее положение между буртом ушка и шпонкой благодаря геометрическому замыканию стыка. Вследствие этого устраняется отскок хомута даже при большой боковой растягивающей нагрузке, как это может происходить при вытаскивании заполненного пластмассового контейнера из стеллажа.

В другом исполнении изобретения предусматриваются фиксирующие устройства, которые удерживают хомут в наклоненном набок положении. Фиксация наклонного положения хомута является целесообразной, поскольку на последующих операциях обработки пластмассового контейнера, например при нанесении этикеток или текстов, в таком зафиксированном положении хомута можно избежать нарушений процесса, не прибегая к каким-либо дополнительным мероприятиям. Такие фиксаторные устройства целесообразно выполнять в виде выступов, приформованных к хомуту и наружной стенке, которые в наклонном набок фиксируемом положении хомута прижимаются друг к другу силой веса хомута.

В другом целесообразном варианте исполнения изобретения осевая длина ушка в хомуте превышает, по меньшей мере, осевую длину цапфы. Поэтому после насаживания хомута цапфа утопает в ушко хомута. Это является особенно целесообразным потому, что на цапфах не остаются места, в которых к ним могли бы быть приложены внешние силы. Кроме того, ушко, полно охватывающее цапфу, целесообразно применять и потому, что при транспортировке или во время заполнения ушки хомутов можно использовать как единые и стабильные площадки контакта. Например, ушки хомутов могут служить точками контакта при транспортировке пластмассового контейнера по рельсам, так как они имеют единую поверхность контакта без кромок.

Целесообразно придавать конусу цапфы треугольное или четырехугольное поперечное сечение. Отверстию в бурте ушка придается соответствующее сопряженное поперечное сечение. Благодаря этому достигается тоже геометрическое замыкание стыка между цапфой и ушком хомута.

Целесообразно предусмотреть, чтобы профиль несущего хомута плавно переходил в профиль ушка, в результате чего ушко стабильно соединяется с остальной частью хомута. Особенно целесообразно применяемый в хомуте двутавровый профиль продолжить плавно вплоть до ушка. При этом следует направленный внутрь бурт ушка отформовать в виде части таврового профиля, переходящего в соответствующую часть двутаврового профиля хомута. Получающаяся благодаря этому увеличенная грузоподъемность и жесткость на скручивание положительно сказывается при манипулировании заполненным пластмассовым контейнером. Уменьшается также возможность поломки несущего хомута из-за усталости материала при периодическом скручивании. В целом повышается срок службы и грузоподъемность хомута.

В отношении способа изготовления поставленная задача решается тем, что согласно предлагаемому способу в пресс-форме с фасонными полостями отливаются одновременно обе пластмассовые детали, причем фасонная полость для ушка расположена в основном снаружи соосно с фасонной полостью для цапфы и после остывания пластмассы и, по меньшей мере, частичного удаления из пресс-формы с сохранением соосности ушка с цапфой ушко надевают на цапфу приложением осевой силы до тех пор, пока бурт не войдет в канавку.

Целесообразно отлить обе пластмассовые детали в пресс-форме таким образом, чтобы цапфа и ушко соединялись друг с другом перепонками, которые можно разорвать в заданных местах. Затем к ушку прикладывают такую осевую силу, при которой перепонки разрушаются.

Этот способ пригоден в частности для изготовления пластмассовых контейнеров, где первой пластмассовой деталью является контейнер, а второй - несущий хомут, причем хомут несет на обоих концах ушки, а контейнер - цапфы.

Так как обе пластмассовые детали изготавливаются в одной пресс-форме с соответствующими фасонными полостями, устраняется несколько дополнительных операций. Пластмассовые детали можно отливать в пресс-форме в виде двух отдельных деталей или деталей, соединенных между собой перепонками. Второе из названных исполнений имеет то преимущество, что обе детали после прессования и удаления из пресс-формы сами удерживаются в определенном положении, в котором ушко располагается соосно цапфе. Затем в ходе последующего этапа ушко можно воздействием осевой силы надеть на цапфу.

Однако пресс-форму можно выполнить и таким образом, чтобы отлитые отдельно друг от друга пластмассовые детали после остывания пластмассы и, по меньшей мере, частичного удаления из пресс-формы удерживались в положении, в котором ушко в основном с внешней стороны остается соосным цапфе, после чего ушко при помощи соответствующего устройства надевают на цапфу. При помощи такого совмещенного способа тоже устраняются дополнительные технологические этапы.

Ниже изобретение описывается на примере исполнения. На чертежах показаны:
на фиг. 1 - поперечный разрез по цапфе и ушку,
на фиг. 2 - поперечный разрез по цапфе с надетым ушком,
на фиг. 3 - вид сверху на цапфу и ушко,
на фиг. 4 - вид сверху на цапфу и надетое ушко,
на фиг. 5 - вид сбоку на цапфу и ушко.

На фиг. 1 изображены две пластмассовые детали 1,2, которые требуется соединить шарнирным соединением. Первая деталь 1, которая в данном примере исполнения является частью не изображенного на чертеже несущего хомута, имеет ушко 3. Вторая деталь 2, являющаяся частью неполностью изображенного края пластмассового контейнера, имеет выступающую из детали 2 цапфу 4.

Обе детали 1,2 соединены друг с другом разъемным образом перепонками 5. На фиг. 1 перепонки показаны между ушком 3 и цапфой 4. Так как перепонки 5 имеют сравнительно малую толщину (например, им можно придать форму пленки или перемычки), их можно разрушить непосредственно силовым воздействием.

На фиг. 1,2,3 и 4 штрихпунктиром обозначены осевые направления цапфы 4 и ушков 3. Средние оси цапфы 4 и ушка 3 совпадают, что является целесообразным. Направленный внутрь бурт 6 ушка 3 расположен вне цапфы соосно с ней. Он находится перед канавкой 7 цапфы.

На фиг. 2 и 4 ушко показано надетым на цапфу. При этом перепонки 5 обеих деталей разрушены и бурт 6 защелкнут в канавку 7. В дальнейшем ушко 2, надетое на цапфу 4, будет называться насаженным. Для насаживания ушко 3 надвигают в осевом направлении на цапфу 4 силовым воздействием. Из фиг. 2 видно, что защелкнутое ушко 3 фиксируется от соскальзывания по цапфе 4, а бурт 6 защищен от воздействия наружных сил.

На фиг. 2 и 4 несущий хомут 8 и наружная стенка 9 пластмассового контейнера изображены частично. В данном примере исполнения несущий хомут закрепляется вне контейнера. Круговая канавка 7 цапфы 4 в этом примере исполнения заключена между наружной стенкой 9 и выступом 10. Наружная стенка 9, к которой примыкает несущий хомут 8, в этом примере исполнения представляет собой борт двухбортового контейнера, прикрепленный к борту 11 ребрами 12, изображенными на фиг. 1 и 5.

Выступ 10 выполнен в виде сужающегося к концу цапфы конуса в общем случае круглого поперечного сечения. Размеры этого конуса выбраны такими, чтобы ушко 3 с буртом 6 можно было передвинуть вдоль выступа 10 цапфы 4. Однако конусу можно придать и треугольное или четырехугольное поперечное сечение, причем тогда отверстие в бурте 6 должно иметь аналогичное поперечное сечение, чтобы бурт можно было защелкнуть в канавке. Тогда даже самое незначительное отклонение несущего хомута приводит к геометрическому защелкиванию стыка.

Цапфа 4, изображенная на фиг. 1,2 и 5, является полой. На виде сбоку, представленном на фиг. 5, виден паз 13. Благодаря наличию паза 13 цапфа 4 легче сжимается при насаживании ушка.

Паз 14 в бурте 6 в показанном на фиг. 5 положении ушка расположен против паза 13. Полая цапфа снабжена шпонкой 15, которая, как показано на фиг. 5, располагается внутри паза 14. Благодаря пазу 14 ушко 3 при насаживании легче расширяется. Поэтому целесообразно предусмотреть, чтобы при насаживании ушка 3 на цапфу 4 шпонка 15 после пробивки перепонок 5 вошла в паз 14.

Как видно из фиг. 1 и 3, в ушке 3 и на наружной стенке 9 контейнера имеются выступы 18, которые после насаживания в наклонном набок положении несущего хомута 8 контактируют друг с другом своими вертикальными боковыми гранями, препятствуя дальнейшему падению хомута. Косыми боковыми гранями 19, расположенными напротив вертикальных боковых граней, выступы 18 при поднятии несущего хомута скользят друг по другу из наклоненного вниз положения без стопорения.

Осевая длина ушка 3 превышает осевую длину цапфы 4. Как видно из фиг. 2, цапфа 4 при насаженном ушке 3 располагается полностью внутри ушка, не открывая кромки для повреждения воздействующими снаружи силами. Благодаря тому, что бурт 6 находится внутри ушка 3, а на цапфе 4 имеется круговая канавка 7, насаженное ушко 3 может находиться близко к наружной стенке 8, вследствие чего показанное на фиг. 2 и 4 промежуточное пространство между наружной стенкой 8 и ушком 3 мало.

На фиг. 4 и 5 несущий хомут 8 снабжен двутавровым профилем 16. Двутавровый профиль 16 переходит постепенно и плавно в тавровый профиль 17 ушка хомута. Направленный внутрь бурт 6 ушка 3 сформирован как часть таврового профиля 17, что является целесообразным.

Условные обозначения
1 - первая пластмассовая деталь
2 - вторая пластмассовая деталь
3 - ушко
4 - цапфа
5 - перепонки
6 - бурт в ушке
7 - канавка
8 - несущий хомут
9 - наружная стенка
10 - выступ на цапфе
11 - борт
12 - ребра борта
13 - паз
14 - паз
15 - шпонка
16 - двутавровый профиль несущего хомута
17 - тавровый профиль несущего хомута
18 - выступ
19 - косая боковая граньк

Группа изобретений относится, в частности, к области тары и может быть использована при изготовлении пластмассового контейнера. В шарнирном соединении из двух отлитых под давлением за одно целое пластмассовых деталей первая деталь имеет цапфу, а вторая - ушко. Цапфа первой детали и ушко второй детали соединены при помощи канавки и соответствующего ей бурта путем надевания ушка на цапфу. Цапфа и ушко соединены друг с другом разрываемыми перепонками таким образом, что ушко располагается снаружи соосно с цапфой. Такое шарнирное соединение предназначается прежде всего для пластмассового контейнера с шарнирно смонтированным на нем несущим хомутом. Способ изготовления шарнирного соединения состоит, в основном, из одной технологической операции. Обеспечивается получение надежного, выдерживающего заданную нагрузку шарнирного соединения. 3 с. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Шарнирное соединение двух отлитых за одно целое пластмассовых деталей (1, 2), причем первая из этих деталей (1) имеет цапфу (4), а вторая деталь (2) - ушко (3), цапфа (4) и ушко (3) соединены между собой перепонками (5), разрываемыми для разъединения деталей, отличающееся тем, что цапфа (4) и ушко (3) выполнены с возможностью соединения при помощи канавки (7) и соответствующего ей бурта (6) путем надевания ушка (3) на цапфу (4), причем цапфа (4) и ушко (3) соединены между собой перепонками (5) таким образом, что ушко (3) расположено в основном снаружи соосно с цапфой (4). 2. Пластмассовый контейнер, отличающийся тем, что содержит два шарнирных соединения по п.1, в которых первой пластмассовой деталью является контейнер, а второй пластмассовой деталью - несущий хомут, причем несущий хомут имеет на обоих концах ушки, а контейнер - цапфы. 3. Пластмассовый контейнер по п.2, отличающийся тем, что каждая цапфа (4) имеет, по меньшей мере, одну проходящую вдоль ее наружной стороны шпонку (15), а направленные внутрь бурты (6) в ушках (3) несущих хомутов имеют, по меньшей мере, столько же пазов (14), соответствующих шпонкам (15). 4. Пластмассовый контейнер по п.2 или 3, отличающийся тем, что на ушках (3) несущих хомутов и на наружной стенке (9) контейнера предусмотрены выступы (18), обеспечивающие прижатие в наклонном набок положении несущего хомута (8) друг к другу силой веса несущего хомута. 5. Пластмассовый контейнер по любому из пп.2 - 4, отличающийся тем, что осевая длина ушек (3) несущих хомутов соответствует осевой длине цапф (4) или превышает ее. 6. Пластмассовый контейнер по любому из пп.2 - 5, отличающийся тем, что цапфы (4) имеют треугольное или четырехугольное поперечное сечение, а отверстие в бурте (6) ушка (3) имеет аналогичное поперечное сечение. 7. Способ изготовления шарнирного соединения из двух отлитых под давлением за одно целое пластмассовых деталей (1, 2), первая из этих деталей (1) имеет цапфу (4), а вторая деталь (2) - ушко (3), причем цапфа (4) и ушко (3) соединены друг с другом при помощи круговой канавки (7) и соответствующего ей бурта (6), отличающийся тем, что первая и вторая пластмассовые детали (1, 2) отлиты одновременно в пресс-форме с фасонными полостями для обеих деталей, причем фасонная полость для ушка (3) расположена в основном снаружи соосно с фасонной полостью для цапфы (4) и после остывания пластмассы и, по меньшей мере, частичного удаления из пресс-формы с сохранением соосности ушка (3) с цапфой (4) ушко (3) надевают на цапфу (4) приложением осевой силы до тех пор, пока бурт (6) не войдет в канавку (7). 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что пластмассовые детали (1, 2) отливают за одно целое в пресс-форме таким образом, что цапфа (4) и ушко (3) соединены между собой перепонками, разрываемыми в заданных местах, при этом к ушку (3) прикладывают такое осевое усилие, при котором перепонки (5) разрушаются. 9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что первой пластмассовой деталью является контейнер, а второй - несущий хомут, причем несущий хомут несет на обоих концах ушки, а контейнер - цапфы.