CN101166882B - 铰链结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铰链结构，特别是用于其上枢转地安装有冰箱门的冰箱壳体，该铰链结构包括第一部件(2)、通过铰链(3、3a)枢转地铰接在第一部件(2)上的第二部件(4)以及活塞缸阻尼单元(6)，该活塞缸阻尼单元活动性地设置在第一部件(2)和第二部件(4)之间，以用于减缓这两个部件(2、4)相对于彼此的枢转运动，并且该活塞缸阻尼单元铰接在至少一个部件上。

Description

铰链结构

技术领域

本发明涉及一种铰链结构(铰链装置)，特别是一种包括冰箱门的冰箱壳体，该冰箱门通过铰链枢转地铰接在该冰箱壳体上。

背景技术

由DE 20306043 U1已知一种用于冰箱门的撞击阻尼器。但是在打开冰箱门时，其从一定的打开角度起便不再与阻尼器连接。因此门在打开状态例如可能撞在相邻的墙上。相反地，在关闭冰箱门时，从一定的关闭角度起该门才与阻尼器连接。因为冰箱门的重量波动很大，所以已知的阻尼不能令人满意。

发明内容

本发明的目的是提供一种可克服现有技术的缺点的铰链结构。

该目的通过权利要求1的特征实现。本发明的核心在于，通过设置活塞缸阻尼单元来对两个相互铰接的部件的枢转运动进行阻尼，该活塞缸阻尼单元直接铰接在至少一个部件上。与例如铰链中常用的盘簧相比，该活塞缸阻尼单元的阻尼特性非常容易调节。

从属权利要求示出本发明的其它有利的结构。

附图说明

从下面参照附图对多个实施例的说明中可以看出本发明的其它特征和细节。在附图中：

图1为根据具有活塞缸阻尼单元的第一实施例的铰链结构的视图，

图2为根据图1的活塞缸阻尼单元的中心纵向剖视图，

图3为根据图2的活塞缸阻尼单元对于两个不同活塞位置的力速度特性曲线，

图4为根据图2的活塞缸阻尼单元在恒定的移入速度时的力移入特性曲线，

图5为中间位置的根据第二实施例的铰链结构，

图6为根据图5中的VI-VI剖分线的剖视图，

图7为处在关闭位置的根据图5的铰链结构，

图8为处在打开位置的根据图5的铰链结构，

图9为中间位置的根据第三实施例的铰链结构，

图10为中间位置的第四实施例的铰链结构。

具体实施方式

下面参照图1至4说明本发明的第一实施例。在根据本发明的铰链结构1中，第一部件，即冰箱门2，通过铰链3枢转地铰接在仅部分示出的第二部件，即冰箱壳体4，上。铰链3包括垂直枢转轴5。在实际中，经常至少在冰箱门2的上下边缘处上下重叠地设置多个铰链3，它们具有共同的枢转轴5。

为对冰箱门2的打开和关闭运动进行阻尼，设置一阻尼器6，也称为活塞缸阻尼单元。该阻尼器包括基本为柱形的壳体7，该壳体在一端由一与该壳体7形成一体的底面8封闭。在该底面8上形成一固定元件9，该固定元件设有孔10，该孔的轴线11垂直于壳体7的纵向中心轴线12延伸并与该纵向中心轴线相交。在冰箱门2的内侧13上固定有一带有相应孔的铰接元件14，其中固定元件9和铰接元件14通过插入一销15而铰接。

壳体7具有同样为柱形的内腔16，该内腔与轴线12同心延伸并在一端由底面8封闭。内腔16在径向上由壳体7的内壁17限定。壳体7在其另一端具有开口向外的孔18。在内腔16内，同样与轴线12同心地沿该轴线12可移动地设有活塞杆19，该活塞杆的一个端部20通过孔18从壳体7中伸出。在该端部20处，附装有同样具有孔22的另一固定元件21，该孔的轴线23垂直于纵向中心轴线12延伸并与该纵向中心轴线相交。在冰箱壳体4上固定有一具有相应孔的对应铰接元件24，其中固定元件21通过插入一销25而与铰接元件24铰接。铰接元件24与枢转轴5的距离用a表示。铰接元件14与枢转轴5的距离用b表示。阻尼器6在门2以及壳体4上的固定铰接这样进行，即，使阻尼器6尽可能少地从门2向封闭空间方向突起，因此b大于a。阻尼器6可以安装在门2的上边缘或下边缘处。

下面参照图2详细说明阻尼器6的结构。阻尼器6具有平行于纵向中心轴线12延伸的移出方向26。在内腔16的朝方向26的末端区域内，在壳体7中固定有导向/密封套27，活塞杆19可通过该套向外移动。套27在径向方向和方向26上被壳体7包围并通过它固定。该套位于一设置在内壁17上的环形槽28内，由此该套27还逆向于方向26被固定。在套27的位于方向26的反方向的端部和底面8之间形成一工作腔29。该工作腔29内设有紧贴在内壁17上并可沿轴线12移动的活塞30，该活塞固定在活塞杆19的位于壳体内侧的端部上。活塞30将工作腔29分成一朝向底面8的分工作腔31以及一朝向套27的分工作腔32。工作腔29的大部分-但不是完全-填充有阻尼液33，特别是油。该阻尼液的高度由标号34指示。在油面34上方存在气体35，特别是空气。

活塞30具有沿周向分布并沿方向26穿透该活塞的阻尼孔36，所述阻尼孔使两个分工作腔31和32相互连接。阻尼孔36部分地由阀37封闭。该阀在沿方向26运动时打开，并在逆向于方向26运动时关闭。在活塞30和套27之间设有回位弹簧(回拉弹簧)38，该回位弹簧构造成盘簧并且同心地包围活塞杆19。该弹簧预紧成使其在活塞杆19移出时逆向于方向26将活塞30向壳体7内回拉。在内壁17上沿周向均匀分布地设有多个纵向槽39。在这些纵向槽39的区域内，活塞30不是紧贴内壁17，而是在活塞30和纵向槽39的槽底41之间形成一通道40。从底面8开始，首先是未设置纵向槽的段65。与该段相连的为段66，纵向槽39的横截面在该段66上沿方向26从零连续变大。在段66上连接有段67，纵向槽39在段67上具有基本恒定的横截面。接下来是段68，纵向槽的横截面沿段在很短的长度上减小为零。在段68上连接有段69，该段69上不存在纵向槽。孔36的当活塞30沿方向26移出时有效的流通横截面远大于段67上的所有纵向槽39的最大横截面，因此孔36决定流动阻力。此外，活塞30的逆向于方向26的有效流通横截面远小于活塞沿方向26运动时的流通横截面，从而纵向槽39的存在起作用。

下面参照图3和4说明阻尼器6的特性曲线。图3示出阻尼器6对于两种不同情况的力-速度特性曲线。移出力F示出为速度v的函数。相互对比地提出两种情况A和B。A涉及其中活塞30处于设有纵向槽39的段内的特性曲线。如果活塞杆19沿方向26移出，则活塞30也沿方向26移动。位于分工作腔32内的阻尼液30以及其中的气体通过阻尼孔36挤入分工作腔31。阻尼器6的阻尼性能弱。阀37打开。阻尼力与速度的关系减小，只是缓慢增大，这通过速度与流动阻力的关系得到。特性曲线B示出当活塞30逆向于方向26位于纵向槽39的末端42之后，即槽39之外时的阻尼力。现在整个阻尼液33必须受挤压通过仍然打开的阻尼孔36。因此在相同的速度时阻尼显著加大，因为供阻尼液33使用的横截面显著减小。

图4示出在活塞以恒定的速度逆向于方向26移入时阻尼器6的阻尼力。因此x对应于移入深度。该特性曲线具有阻尼力大的第一平顶区域C。该区域相当于活塞30位于纵向槽39之外的部分。接着该特性曲线具有一线性变化区域D。这对应于纵向槽39横截面连续变化的区域。与区段D连接的是另一平顶区域E。这对应于纵向槽39具有其完全恒定的横截面的区域。

下面说明在打开和关闭时冰箱门2的阻尼特性。假设冰箱门最初是关闭的。活塞杆19处于移入状态。活塞30位于底面8附近。回位弹簧38与其它状态相比处于卸荷状态。气体35处于环境压力之下。也可使用过压下的气体35。如果打开门，则打开运动只受到少的阻尼，因为液体33可以流过较大的阻尼孔36。阀37打开。因此门的打开很轻松。门的打开还可受卸荷的气体35的支持。而回位弹簧38则被压缩。通过孔36和纵向槽39的设计、气体压力35和回位弹簧38的弹簧特征，可使阻尼性能适应于不同重量的冰箱门。此外，可确保阻尼性能基本相同，而与冰箱门是否例如放了瓶而加重无关。

门的关闭运动受到现在被强烈压缩的回位弹簧38的支持。阀37的构造可确保关门时的阻尼大于开门时的阻尼。应该保证门不会撞在壳体4上。这还可通过阻尼器6的特征结构实现，因为在门2的关闭状态阻尼器6几乎平行于壳体4的正面延伸，因此通过它产生的扭矩很小。但通过回位弹簧38确保了门完全关闭。活塞杆19移入时活塞30的阻尼性能主要由纵向槽39的存在与否确定。活塞30在逆向于方向26移入时的流通横截面远小于沿相反方向移入时的流通横截面。因此通过纵向槽39增加的横截面起着重要的作用。在完全移出的状态下，大致如图2中所示，活塞30仍处于段67的高度处。因此阻尼性能较小，但始终大于活塞在相同高度上沿方向26移出时的性能。如果活塞30到达段66，则纵向槽39的横截面减小，阻尼力成线性增加。在段65内阻尼最大，因为不再存在纵向槽39。从而防止冰箱门2在关闭时撞在壳体4上。由在移入时起作用的孔36和纵向槽39形成的阻尼与速度有关并受槽的控制。关闭门时的推力进大，阻尼就越大。因此始终确保在门2的不同载荷条件下柔缓和可靠地关闭。由于阻尼器6铰接在门2上并且b远大于a，因此在门2打开时阻尼器6从冰箱壳体4的操作和观察区中枢转出。如上所述，阻尼器6的阻尼力在门2打开和关闭时大小不同。在关闭方向与速度和关闭角度有关的阻尼力设计成使得在任何载荷条件下都能确保门2柔缓且可靠地关闭。在门2的打开方向阻尼设计得尽可能小。

下面参照图5至8说明本发明的第二实施例。相同的部件由与第一实施例中相同标记指示，并且不再对其进行说明。结构不同但功能相似的部件由相同标号加上字母a表示。(本实施例)与第一实施例的主要区别在于，铰链3a是多关节(接头)铰链，特别是七关节铰链。与第一实施例相比，所述七关节铰链具有这样的优点，即门2在打开时经过一死点，因此门2的打开位置和关闭位置是稳定的终点位置。在铰链3a上设有与门2或壳体4连接的配件63、64。铰链3a的所有元件都由基本具有U形横截面的弯曲的板构成。因此铰链3a相对于水平分布的对称平面镜像对称。为简单起见，仅示出铰链3a的一半，即位于对称平面以上的一半。铰链3a基本上且简单地说由一铰接在配件64上的第一平行四边形组成，该第一平行四边形上铰接有第二平行四边形，配件63则铰接在该第二平行四边形上。配件64实际上包括平面基体以及相对于门2突出的突起43。该突起上通过铰接头(铰链)44枢转地固定有中间铰链臂45。在突起43的外端-在图5中为铰接头44的左侧并且离壳体4比铰接头44更远-通过铰接头47铰接有支承臂46。支承臂46不是直线延伸，而是向门2的方向弯曲，从而在开门时不会与门2的朝向壳体4的倒圆边缘48干涉。臂45和46都铰接在相邻铰接头50和51的中间板49上。铰接头50大致位于中间铰链臂45的中点，从而该臂45延伸超出铰接头50。中间板49设计成窄长的并在中部加宽。铰接头50位于朝向壳体4的端部。铰接头51大致位于铰接头50和配件63之间的一半路程处，中间板49通过铰接头52铰接在该配件63上。突起43、臂45和46以及中间板49与铰接头44、47、50、51一起构成近似平行四边形的第一四点式铰接头。在中间铰链臂45的背向壳体4的端部上，通过铰接头53铰接地固定有中间臂54，该中间臂在另一端通过铰接头55固定在配件63上，铰接头52、50、53、55构成第二四点式铰接头，该第二四点式铰接头通过刚性的中间铰链臂45并通过铰接固定的支承臂46铰接在第二四点式铰接头上。铰接头52、50、53、55也近似地构成平行四边形。应该指出，这仅仅是近似。铰接头50不在由铰接头44和53连成的线上，而是沿壳体4的方向在该连线的外部。因此中间铰链臂45沿门2的方向略成角度。在铰接头50、52和铰接头53、55之间的中点处，压簧56通过两个铰接头57、58分别枢转地铰接在中间板49和/或中间臂54上。在铰接头57的区域内，中间板49具有上述加宽部分。

阻尼器6以其固定元件21a铰接在铰接头53上，该固定元件21a固定在活塞杆19上并在图6中详细示出。为此，在活塞杆19的外端固定带有两个分支60的叉状部59。叉状部59具有横向于纵向中心轴线12开口的相应卡锁孔61，叉状部59通过该卡锁孔卡锁在一构成铰接头53的轴销62上。该轴销62还穿过中间铰链臂45和中间臂54上相应的孔。也可以使活塞杆19自由端的铰接不与铰接头53重合。铰接也可以在臂45上向铰接头50的方向或在一用于铰接的向外突出于铰接头53的延伸部上进行。如果阻尼器6铰接在中间铰链臂45上是有利的，因为由此产生的杠杆作用特别大。通过在铰接头50和53之间的线上移动固定元件21a的铰接点，可利用同一阻尼器6改变所产生的扭矩。因此例如可使同一阻尼器6与不同尺寸且因此不同重量的门2匹配。中间铰链臂45相对于七关节铰链的其它臂的特性在于，臂45同时是第一四点式铰接头44、50、51、47和第二四点式铰接头50、53、55、52的组成部分。也可将活塞杆19的自由端固定在一附装在臂45上的金属板上。如在第一实施例中一样，阻尼器6在其另一端大致在门2宽度的中点铰接在门2上。

下面参照图5、7和8说明铰链3a的动力学。图5中示出处在中间打开位置例如约45°的打开角的门2。该位置表示上述的门的死点。在该位置，作为压簧56的铰接点的铰接头57和58之间的距离最小，朝向图7所示关闭位置的枢转或朝向图8所示打开位置的枢转使得铰接头57和58之间的距离变大，即压簧56将门2推动超过死点以进入分别稳定的打开位置或关闭位置。在图7所示的关闭位置中，两个臂45和46向壳体4的方向枢转。中间板49和中间臂54向后倾斜延伸。因此铰链3a紧凑地折合在一起，压簧56与按图5的中间位置相比受力较小。在图8所示的打开位置，两个臂45和46转离配件64最远。对于中间板49和中间臂54也一样。因此铰链3a具有其最大纵向延伸度。门2的后边缘48离朝向它的壳体边缘4最远，因此可以最佳地接近冰箱内腔和/或门。压簧56与图5所示的位置相比处于受力较小的状态。

下面参照阻尼器6的阻尼特性说明门2的打开和关闭动作。在打开门2之前，活塞30处于最大移入位置。活塞杆19伸出时阻尼最小，因为比较大的孔36确定阻尼特性。因此门2可以轻松打开。从确定的打开角开始，门保持在打开位置。这时门铰链的打开力和阻尼器的关闭力平衡。在门2关闭时阀37关闭，因此阻尼器6的阻尼较大。回位弹簧38简化了活塞杆19的移入。超过死点时，通过压簧56、回位弹簧38和由纵向槽39增加的阻尼来确保冰箱门2完全阻尼地关闭。

如上面已经说过的，原则上阻尼器6可同时附装在门2的上和下铰链3a上。这可例如用在其中负荷相应较大的高的冰箱。对于具有两个门的冰箱，例如冰箱和冷藏箱，两个门上下重叠设置。对于所述门，可根据需要分别采用一个阻尼器、两个阻尼器或混合使用。如上所述，通过将阻尼器6铰接在中间铰链臂45上，可减小门2打开时将施加的力。这可这样解释，即阻尼器6附加地支承门2并由此减小铰链3a内的摩擦力。因此铰链3a的磨损减小且寿命提高。阻尼器6的布置的另一重要优点来自阻尼器相对于门的近似平行的布置。由此，避免在门2关闭时向门密封件上施加过大的压力。长时间施加过大的压力可损坏密封件并由此导致泄漏。

下面参照图9说明本发明的第三实施例。相同的部件由与第二实施例中相同的标号表示，因此参照对它们的说明。结构不同但功能相似的部件由相同的标号加上字母b表示。(本实施例)与第二实施例的主要区别在于阻尼器6在铰链3b上的铰接。为附装固定元件21b，在中间铰链臂45上在铰接头53的区域内设有一单独的固定臂70。臂70在其外端具有叉形形状，该叉形具有两个彼此隔开的交叠突部71。所述突部71具有同心孔72，一轴销73穿过这些孔并固定在那里。固定臂70在另一端具有接合面74，该接合面74与中间铰链臂45的外轮廓匹配。在本例中，固定臂70通过螺钉75与中间铰链臂45连接。也可采用其它连接，例如铆接、焊接等。固定臂70在图9所示的图纸平面的垂直方向具有小于铰链3b的厚度。因此，固定臂70不突出于铰链3b。

固定元件21b设计成带孔的杆状头部，轴销73穿过该孔。因此固定元件21b保持在两个突部71之间，并可绕该轴销73枢转。本实施例的优点在于可采用现有铰链，而将阻尼器6后续地安装其上。代替固定元件21上的孔，也可以设置钳口形式的通向外部的槽。

下面参照图10说明本发明的第四实施例。相同的部件由与第二实施例中相同的标号表示，并且参照其说明。结构不同但功能相似的部件由相同标号加上字母c表示。(本施实例)与第二实施例的主要区别在于固定元件21c在中间铰链臂45c上的铰接。所述中间铰链臂经由铰接头53向外延长，并因此具有相对于铰接头53向外伸出的段76。如根据图9的实施例一样，段76由两个相互重叠设置的以叉形突起的突部组成，所述突部带有对齐的孔77，轴销78穿过该孔77并固定在那里。头形固定元件21c具有一孔，轴销78穿过此孔。因此元件21c固定在突部之间并可绕轴销78枢转。与第二实施例相比，本实施例的优点在于铰接头53和属于轴销78的铰接头相互脱开。此外，与第三实施例中不同，不需要形式为固定臂70的附加部件。

Claims (9)

1.铰链结构，该铰链结构具有：

a.第一部件(2)，

b.第二部件(4)，该第二部件(4)通过铰链(3；3a；3b；3c)枢转地铰接在第一部件(2)上，

c.活塞缸阻尼单元(6)，

i.该活塞缸阻尼单元操作性地设置在第一部件(2)和第二部件(4)之间，以减缓这两个部件(2、4)相对于彼此的枢转运动，

ii.该活塞缸阻尼单元铰接在第一部件(2)上或第二部件(4)上，其中，

d.第一配件(64)连接在第二部件(4)上，第二配件(63)连接在第一部件(2)上，

e.所述铰链为多关节铰链，

f.所述铰链(3a；3b；3c)包括铰接在第一配件(64)上的第一四点式铰接头(44，50，51，47)，该第一四点式铰接头铰接连接第二四点式铰接头(50，53，55，52)，该第二四点式铰接头铰接在第二配件(63)上，

g.活塞缸阻尼单元(6)通过固定臂(70)铰接在该多关节铰链的中间铰链臂(45)上，

h.该中间铰链臂(45；45c)同时是第一四点式铰接头(44，50，51，47)和第二四点式铰接头(50，53，55，52)的组成部分。

2.按权利要求1的铰链结构，其特征为：活塞缸阻尼单元(6)包括可移动地设置在壳体(7)内的活塞(30)，该活塞(30)将工作腔(29)分成第一分工作腔(31)和第二分工作腔(32)。

3.按权利要求2的铰链结构，其特征为：该壳体(7)内设有回位弹簧(38)，该回位弹簧(38)与该活塞(30)连接以用于使活塞(30)从移出位置回到起始位置。

4.按权利要求3的铰链结构，其特征为：工作腔(29)部分地填充有阻尼液(33)。

5.按权利要求4的铰链结构，其特征为：至少沿壳体(7)的内壁(17)的一部分设有至少一个阻尼槽(39)，以用于改变阻尼特性。

6.按权利要求1的铰链结构，其特征为：中间铰链臂(45；45c)不直接铰接在第一部件(2)或第二部件(4)上。

7.按权利要求6的铰链结构，其特征为：中间铰链臂(45；45c)通过铰接头(44)直接铰接在第二部件(4)上。

8.按权利要求7的铰链结构，其特征为：中间铰链臂(45；45c)通过至少一个独立的臂(49，54)铰接在第一部件(2)上。

9.按权利要求1的铰链结构，其特征为：该铰链结构是具有冰箱门的冰箱壳体，该冰箱门枢转地铰接在该冰箱壳体上。

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