CN100360760C - 带隐藏式轴承的门用铰链装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带隐藏式轴承的门用铰链装置，特别是一种容易旋转、磨损极小，以及可以三维调节的门用铰链。一种门用铰链装置，由一个内部和外部门铰链单元组成，所述内部和外部门铰链单元包括有附加装置，可使其安装到门框或门上；所述内部门铰链单元被安装在所述外部门铰链单元上的两个圆柱形轴承部件之间；在所述轴承部件之内有第一轴承套和第二轴承套被设置，所述轴承套由特殊工程塑钢材料POM PTFE做成； 在第一轴承套和第二轴承套之间设有滚珠。由于轴承套用特殊工程塑钢POM PTFE制成，其表面平滑，摩擦系数低，及高耐磨性，而滚珠采用钢材料，减少了磨损现象的产生。同时因为球和球面槽的接触提供了一个大的支撑面积，更有利于一个低摩擦系数出现。

Description

带隐藏式轴承的门用铰链装置
技术领域
本发明涉及一种门用铰链装置，特别是一种容易旋转、磨损极小，无需维护及可以三维调节其安装位置的的门用铰链。
背景技术
现有的门用铰链一般由一个内部以及一个外部门铰链单元组成，所述内部和外部门铰链单元包括有附加装置，可使其安装到门框或门上。所述内部门铰链单元被安装在所述外部门铰链单元上的二个或多个圆柱形轴承部件之间，轴承部件暴露在外部。从理论上说，现有技术中的门用铰链设置有轴承部件，希望由轴承部件承担门轴径向的摩擦力，但由于内部和外部门铰链单元结构设置的不合理，当内部门铰链单元转动时，轴承部件以外的其他零部件同样承受门轴径向的摩擦力，阻碍门旋转。当铰链装置各部件安装有偏差时，或者使用时间较长时，往往产生轴承部件不受力而爪位部件受力的现象，铰链装置磨损严重，转动沉重，使用寿命短，对于重型门来说，需经常更换铰链装置，给人们带来不便。
德国专利DE-OS 24 12 725介绍了这种类型的门用铰链，该专利所公开的门用铰链的具有如下缺点：由于旋转部件和轴承槽由同样的材料制成，在上述专利中均采用了钢材料，因此会导致相互之间的高磨损；另外，所述轴承槽采用圆锥形形状，当旋转元件为球形时，旋转元件和轴承槽之间只有一个狭窄的圆环形接触面，这同样会导致轴承装置的高磨损现象的产生。由于磨损会使接触面增大，随之增加了有害的强摩擦力。铰链装置同样会磨损严重，转动沉重。
发明内容
本发明的目的是为重型门提供一根容易旋转的门用铰链，只有极小程度的磨损，解决了重型门的安装和定位问题，在有效使用期间无需维护。另外该门用铰链具有三维调节的功能，使得门安装和定位精确。
本发明的目的是由如下技术方案解决的：一种门用铰链装置，由一个内部和外部门铰链单元组成，所述内部和外部门铰链单元包括有附加装置，可使其安装到门框或门上；所述内部门铰链单元被安装在所述外部门铰链单元上的二个或多个圆柱形轴承部件之间；其特征在于，在所述轴承部件之内有第一轴承套和第二轴承套被设置，所述轴承套由特殊工程材料塑钢POM PTFE做成；在第一轴承套和第二轴承套之间设有滚珠，所述滚珠采用金属材料制成，所述门用铰链装置还包括支承螺栓和调节螺杆，所述第一轴承套靠近内部门铰链单元的方向牢固地套在支承螺栓的自由末端；所述调节螺杆可被拧进入轴承部件；所述第二轴承套受到滚珠的、背离于第一轴承套的反压力。
由于轴承套用特殊工程材料塑钢POM PTFE制成，该材料表面平滑，韧性强，摩擦系数极低，且耐磨性极高，而滚珠采用金属材料，更减少了磨损现象的产生。同时因为球和球面槽的接触提供了一个大的支撑面积，有利于一个低摩擦系数出现。由于高强度的塑钢材料的原因，所述轴承性能特别好，几乎免于磨损，因此无需维护。本发明中还设置有可调节螺杆，通过调节所述调节螺杆有利于轴承运转，这将导致门用铰链很容易旋转。另外由于内部门铰链单元被设计成雌雄榫接头形式的、可调节的结构，使得所述门用铰链具有三维调节功能。
附图说明：
图1为本发明所述门用铰链装置的示意图；
图2为图1所述门用铰链装置的分解示意图；
图3为所述内部门铰链单元安装部件一的示意图；
图4为所述内部门铰链单元安装部件二的剖面示意图；
图5为所述内部门铰链单元安装部件二的结构示意图。
具体实施方式
一种门用铰链装置，由一个内部和外部门铰链单元组成，所述内部和外部门铰链单元包括有附加装置，可使其安装到门框或门上；所述内部门铰链单元被安装在所述外部门铰链单元上的二个或多个圆柱形轴承部件之间；在所述轴承部件之内有第一轴承套和第二轴承套被设置，所述轴承套由特殊工程材料塑钢POM PTFE做成；在第一轴承套和第二轴承套之间设有滚珠，所述滚珠采用金属材料制成，所述门用铰链装置还包括支承螺栓和调节螺杆，所述第一轴承套靠近内部门铰链单元的方向牢固地套在支承螺栓的自由末端；所述调节螺杆可被拧进入轴承部件；所述第二轴承套受到滚珠的、背离于第一轴承套的反压力。
下面将结合附图详细地介绍本发明所述的门用铰链装置。
图1、2显示本发明的具体实施方式。门用铰链装置包括一个外部门铰链单元1和内部门铰链单元2，外部门铰链单元1包括有附着于它的第一轴承部件1a，内部门铰链单元2包括有第二轴承部件2a，所述第二轴承部件2a为中空外套管；外部门铰链单元1和内部门铰链单元2通过两个支承螺栓3连接。所述支承螺栓3大致为一个长形的圆柱，所述支承螺栓3设置有一个衣领状环套突台3c，所述环套突台3c起到定位作用；所述环套突台3c与所述第一轴承部件1a的内表面1b接触并压靠在所述第二轴承部件2a的端面上；所述支承螺栓3的第一自由端3a以过盈配合的方式被插入所述第二轴承部件2a的内孔，支承螺栓3的第二自由端3b被插入第一轴承套4。这里可以将所述支承螺栓3和第一轴承套4做成整体式零件，例如，将第一轴承套4和支承螺栓3的第二自由端3b胶合在一起或者将第一轴承套4铸造在支承螺栓3的第二自由端周围。
第一轴承套4和第二轴承套6有一圆柱形外表面，这样可使他们与第一轴承部件1a的内部表面1b完好地配合。滚珠5位于第一轴承套4和第二轴承套6之间，所述第一轴承套4和第二轴承套6具有薄壁结构。所述滚珠5的材料采用钢材，所述第一轴承套4和第二轴承套6采用特殊工程材料塑钢POM PTFE，(聚四氟乙烯)。所述第一轴承套4和第二轴承套6一起被调节螺杆7压紧或放松，所述调节螺杆7外部有螺纹，可与所述第一轴承部件1a的内部螺纹啮合，以便轴承各部分免于磨损。所述第一轴承套4和第二轴承套6均设有一个半球形旋转表面L，滚珠5接触在半球形旋转表面L的整个表面。所述第一轴承套4和第二轴承套6的远离半球形旋转表面L的另一端，设置有凹盲孔4b，6b，分别用于容纳调节螺杆7上的凸起端7a和支承螺栓3的自由末端3b。所述第一轴承套4和第二轴承套6的凹盲孔4b，6b与所述半球形旋转表面L之间的壁厚4a、6a做的越薄越好，但是必须保证零件的刚度或可靠性。所述调节螺杆7通过工具可被拧进入第一轴承部件1a内。第一轴承部件1a的开口1c是通过端盖8闭合的。端盖8可被插入或被胶合入调节螺杆7的凹进处7b。
所述第一轴承部件1a包括有中空外套管9，所述调节螺杆7、第一轴承套4和第二轴承套6以及滚珠5均设置在中空外套管9中。
根据上述结构，负荷主要是依靠位于铰链内部的滚珠5承担。通过辅助装置可以在有限的范围内调整调节螺杆7的高度。在遇到火灾的情况下，支承螺栓3在衣领状环套突台3c的作用下紧固在铰链中，即使塑钢POM PTFE元件第一轴承套4和第二轴承套6被熔化，门用铰链装置其他元件仍能保持工作。
采用本发明所述的带隐藏式轴承的门用铰链装置，当内部门铰链单元转动时，轴承部件以外的其他零部件不承受门轴径向的摩擦力，同时由于轴承套用塑钢制成，而滚珠采用钢材，减少了磨损现象的产生，而且，因为球和球面槽的接触提供了一个大的支撑面积，更有利于一个低摩擦系数出现。当所述轴承套采用特殊工程材料塑钢POM PTFE(聚四氟乙烯)时，由于高强度且高耐磨的塑料材料的原因，会获得性能特别好的轴承，所述轴承将几乎免于磨损。因此，本门用铰链装置不需要润滑，仅靠轴承部件转动即可保证门的转动，使用方便且无需维护。由于轴承部件内置在中空外套管9中，外形时尚美观，线条流畅。
本发明所述的带隐藏式轴承门用铰链装置，经过测试，强度达到欧洲标准EN1935最高级别14级的要求，且经过20万次的转动实验仍完好无损。尤其是，当对铰链活页径向施加1.5吨的拉力时，所述铰链仍可正常转动。
如图3、4、5所示，内部门铰链单元2还包括将所述门用铰链固定到门上并可进行三维调节的第一、二安装部件；第一安装部件是一个呈长形的片状物21，在所述片状物长度方向的一侧是所述第二轴承部件2a，所述第二轴承部件2a与所述片状物21是一个整体式设计。在所述片状物21长度方向上有多个开口朝向所述片状物自由侧的通孔口211，所述通孔口211大致呈“C”字形，即呈半包围状，且开口尺寸小于开口所在边段的尺寸。
第二安装部件为一个能容纳所述片状物21的接受体22。所述接受体22包括覆盖角铁221、托架222、压板223、载重板224、阻隔体225、调节螺钉226、定距隔块227、拱面沉头螺钉228、平面沉头螺钉229。所述定距隔块227可采用塑料材料。所述覆盖角铁221、所述托架222和所述定距隔块227组成一个包围或者半包围体，三者之间通过所述平面沉头螺钉229连接、定位，所述压板223、载重板224、阻隔体225、调节螺钉226、拱面沉头螺钉228被置入所述包围或者半包围体内。所述接受体22主要通过压板223、载重板224、阻隔体225和拱面沉头螺钉228组成的可调节所述压板223和所述载重板224之间距离的平行夹板容纳所述片状物21。
所述压板223为一固定板，所述载重板224为一可活动板；所述载重板224的长度大于所述所述压板223的长度；在所述压板223和载重板224上有多个安装所述拱面沉头螺钉228的通孔；所述拱面沉头螺钉228的个数对应于所述通孔口211的数量。在所述载重板224的两端部还有两个与所述调节螺钉226啮合的通孔；所述载重板224的可活动性依靠所述调节螺钉226来实现。所述阻隔体225沿长度方向位于所述平行夹板的一侧起到维持所述压板223和所述载重板224之间最小距离的作用。所述调节螺钉226主体部分位于所述定距隔块227中，与所述定距隔块实现间隙配合。所述调节螺钉226的轴向定位依靠所述定距隔块227和所述覆盖角铁221完成。所述定距隔块227的材料可以是塑料。所述第二安装部件通过所述沉头螺钉229安装在门上；当然，也可以利用其他的固定装置和方法将其固定安装到门上。
在所述覆盖角铁221的一侧面上有一条沿其长度方向的开口，该开口正好让所述压板223和所述载重板224之间形成的间隙露出来；所述开口的长度大于所述片状体的长度。当然所述开口也可以设置在所述托架222上，所述覆盖角铁221只是一个平板状的物体。所述覆盖角铁221和所述托架222甚至可以做成一个整体式部件。在所述覆盖角铁的另一侧面上，对应于所述拱面沉头螺钉228的位置有通孔，通过通孔可以调节所述拱面沉头螺钉228。
当第一安装部件和第二安装部件配合时，即当所述片状物21被插入到所述接受体22中的时候，所述拱面沉头螺钉228将分别从所述通孔口211的开口部卡入。由于所述通孔口211的尺寸大于所述拱面沉头螺钉228的外径尺寸，故所述片状物21可以沿着所述载重板224长度方向和宽度方向运动，从而实现重型门的上下方向和左右方向的调节，当上下方向和左右方向调节到位后，拧紧拱面沉头螺钉228，所述片状物21被固定。当需要在高度方向调节片状物21时，通过旋转所述调节螺钉226，利用相对运动的原理可使所述载重板224在高度方向移动。因此，安装内部门铰链单元2时，可进行三维调节，长度方向、宽度方向和高度方向的调节范围可达：±3mm。
本发明还有其他的实施方式，本领域的技术人员作出显而易见的改变，都应该属于本发明的保护范围之内。本发明所述的门用铰链，可用于防火门、防盗门和各种工业、商业、民用住宅，给各种不同材质和不同重量的钢门、铝门、塑钢门、木门以及窗叶之上。

Claims (10)

1、一种带隐藏式轴承的门用铰链装置，由一个内部和外部门铰链单元(1，2)组成，所述内部和外部门铰链单元(1，2)包括有附加装置，可使其安装到门框或门上；所述内部门铰链单元(2)通过第二轴承部件(2a)被安装在所述外部门铰链单元(1)上的两个或多个圆柱形第一轴承部件(1a)之间；其特征在于，在所述第一轴承部件(1a)之内设置有第一轴承套(4)和第二轴承套(6)，所述轴承套由特殊工程塑料做成；在第一轴承套(4)和第二轴承套(6)之间设有滚珠(5)。
2、根据权利要求1所述的门用铰链装置，特征在于，所述外部门铰链单元(1)和内部门铰链单元(2)通过两个支承螺栓(3)连接；所述支承螺栓(3)的第一自由端(3a)以过盈配合的方式被插入所述第二轴承部件2a的内孔，所述支承螺栓3的第二自由端(3b)被插入第一轴承套(4)靠近所述内部门铰链单元(2)方向的凹盲孔(4b)中。
3、根据权利要求2所述的门用铰链装置，特征在于，所述支承螺栓(3)设置有一个衣领状环套突台(3c)，所述环套突台(3c)起到定位作用；所述环套突台(3c)相对静止的与所述第一轴承部件(1a)的内表面(1b)接触并压靠在所述第二轴承部件(2a)的端面上。
4、根据权利要求2或3所述的门用铰链装置，特征在于，第一轴承套(4)被胶合或者铸造在支承螺栓(3)的第二自由末端(3b)。
5、根据权利要求1所述的门用铰链装置，特征在于，所述内部门铰链单元(2)还包括第一安装部件，所述第一安装部件是一个呈长形的片状物(21)，在所述片状物(21)长度方向的一侧是所述第二轴承部件(2a)，所述第二轴承部件(2a)与所述片状物(21)是一个整体式设计；在所述片状物(21)长度方向上有多个开口朝向所述片状物自由侧的通孔口(211)；所述通孔口(211)呈瓶状容器被沿轴向剖截后的截面，即开口尺寸小于同向内腔尺寸。
6、根据权利要求1所述的门用铰链装置，特征在于，所述内部门铰链单元(2)还包括第二安装部件，所述第二安装部件为一个能容纳所述片状物(21)的接受体(22)；所述接受体(22)主要通过压板(223)、载重板(224)、阻隔体(225)和拱面沉头螺钉(228)组成的可调节所述压板(223)和所述载重板(224)之间距离的平行夹板容纳所述片状物(21)。
7、根据权利要求6所述的门用铰链装置，特征在于，所述压板(223)为一固定板，所述载重板(224)为一可活动板；在所述压板(223)和载重板(224)上有多个安装所述拱面沉头螺钉(228)的通孔；所述拱面沉头螺钉(228)的个数对应于所述通孔口(211)的个数；在所述载重板(224)的两端部还有两个与所述调节螺钉(226)啮合的通孔；所述载重板(224)的可活动性依靠所述调节螺钉(226)来实现；所述调节螺钉(226)主体部分位于所述定距隔块(227)中，与所述定距隔块实现间隙配合；所述调节螺钉(226)的轴向定位依靠所述定距隔块(227)和所述覆盖角铁(221)完成。
8、根据权利要求1、2、3、5、6、7当中的任意一个所述的门用铰链装置，特征在于，第一轴承套(4)和第二轴承套(6)是薄壁结构；第一轴承套(4)和第二轴承套(6)与所述滚珠(5)接触面为半球形旋转表面；所述轴承套由特殊工程塑钢POM PTFE做成。
9、根据权利要求8所述的门用铰链装置，特征在于，所述第一轴承部件(1a)中还包括调节螺杆(7)，所述调节螺杆(7)与所述第一轴承部件(1a)通过可相互啮合的螺纹连接；带有凸起端(7a)的所述调节螺杆(7)被装入第二轴承套(6)的凹盲孔(6b)中，并且凸起端(7a)朝向相对薄壁(6a)处。
10、根据权利要求9所述的门用铰链装置，特征在于，所述第一轴承部件(1a)包括有中空外套管(9)，所述调节螺杆(7)、第一轴承套(4)和第二轴承套(6)以及滚珠(5)均设置在中空外套管(9)中。
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Denomination of invention: Door hinge with concealed bearing

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