CN101258297A - 枢转铰链和枢转窗户 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种枢转铰链(1)，其包括用于固定到基本静止的第一构件(20)的第一部件(2)以及用于固定到第二构件(30)的第二部件(3)，第二铰链部件可相对第一铰链部件绕铰链轴线(5)枢转。提供一个连接片(4)，其中，连接片的第一端(41)附连到第二铰链部件，连接片的第二端(43)包括用于将连接片固定到第二构件的装置(44、45)。第二端布置成沿平行于铰链轴线的方向与第二铰链部件间隔一定距离。该铰链可以用于具有窗扇(30)和窗框(20)的枢转窗户(10)，其中，窗扇可相对于窗框绕铰链轴线(5)转动。铰链固定到窗框构件的背对着窗扇构件的表面，或者，铰链固定于形成在窗框侧部构件的上表面处的凹座(7)中，并且，窗扇铰链部件通过连接片(4)连接到窗扇侧部构件，使得连接片(4)横跨窗框构件的至少一部分(25)。

Description

枢转铰链和枢转窗户
技术领域
本发明涉及一种枢转铰链，其包括用于固定到基本静止的第一构件的第一部件以及用于固定到第二构件的第二部件，第二铰链部件可相对于第一铰链部件绕位于铰链部件外部的铰链轴线枢转。本发明还涉及一种包括上述铰链的窗户。
背景技术
这种类型的铰链可以从众多公开文献中获知，比如申请人的已公开的国际专利申请第WO9928581号和英国专利第GB1028251号。这些文件中揭露的铰链适于安装在窗户上，其中，窗框构件对应第一构件而窗扇构件对应第二构件。这些铰链由两个铰链部件构成，它们分别直接附连到第一和第二构件的表面上，从而这两个铰链部件彼此面对。铰链如此布置在两个构件之间，即两个构件的其中一个或全部两个可以设有用于容置铰链的凹座。这种构造使铰链的安装简单易行并且确保了两个构件之间的良好且可靠的连接。因此，花费在研发新型铰链上的资源集中于优化铰链部件之间的相互作用，然而，却或多或少地忽视了结构内部的铰链的位置改变。
由于现在的窗户的隔绝性能变得越来越好，设计工程师甚至对较小的改进都很感兴趣。大量的注意力针对于垫圈、隔绝环、窗框以及窗扇的设计，但如上所述，铰链的位置和整体结构30年来基本上保持原样。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种可以用来使窗户结构的隔绝性能最佳化的铰链。
所述目的通过一种铰链实现，其包括连接片，其中，连接片的第一端附连到第二铰链部件，连接片的第二端包括用于将连接片固定到第二构件的装置，所述第二端布置成沿平行于铰链轴线的方向与第二铰链部件间隔一定距离。这样，由两个铰链部件构成的主铰链体可以布置在第一构件的与第二构件相背的一侧，第一构件一般是窗框构件，第二构件一般是窗扇构件，连接片横跨第一构件的宽度。当用在窗户中时，通常主要由高热导率的金属制成的主铰链体布置在窗框构件的冷侧，从而避免了热桥效应，这方面将在下文作更详细描述。另一个优点是第一构件遮盖铰链而使其不外露，并且，当从第二构件的这一侧朝向第一构件观察时基本上看不见铰链，即，当铰链用于屋顶窗户时，从建筑物内部看不见该铰链。
替代地，铰链可以布置在第一构件或窗框构件的凹座中，这将带来其它的优点，一个优点是铰链在两侧都受到遮盖，另一优点是连接片不需要那么长。然而，基于热学方面的考虑，凹座应当设置成尽可能地接近第一构件的冷侧。
简单地，固定装置可以是用于供钉子或螺丝钉穿过的孔，但是也可以采用诸如冲孔齿之类的装置。
以前认为使用这种类型的连接片是一种缺点，因为认为这种构造易受破坏，例如被过大的力矩破坏。然而，已经发现通过适当地形成连接片可以避免这个问题。在一种优选的实施方式中，连接片由弯曲成型的片材或板材---优选的是钢材---制成。板状为连接片提供了相对较高的抗弯和抗扭性能并且仍然使其能够装配到窗户结构中而不会使该结构的整体尺寸过于扩大。另外，通过采用板状材料，连接片可以沿窗框构件的表面伸展，该连接片的弯曲线大致平行于窗框构件的纵长轴线。这种构形使窗框和包封构件之间的连接片所需的空间最小化，包封构件用来遮盖处于安装状态的窗户而使其免受风吹雨打。原则上包括复合物在内的任何材料都可以用于连接片，只要其具有充分的强度和硬度以支承窗户的重量以及承受开窗和关窗过程中产生的力矩。符合欧洲标准DINEN 10140的钢材是优选的，因为其还可以抵抗风雨、容易获得并且是经过充分证明的。
连接片可以通过弯曲、折叠、压塑或类似方法制成为第二铰链部件的一体部分，或者，连接片可以通过螺栓连接、铆钉连接、焊接、或甚至胶合方法固定到第二铰链部件。唯一的要求是铰链单元能够承载第二构件---如窗户窗扇---在操作期间产生的负荷和力矩。
连接片的形状取决于将使用所述连接片的结构，但在用于枢转窗户时优选的是：连接片与由第一和第二铰链部件构成的主铰链体形成整体形状为L形或U形的单元，连接片的至少一部分基本平行于铰链轴线。构成一个支脚的主铰链体可以布置在第一构件或窗框构件的侧部上或者凹座中，同时，该连接片横跨窗框并由诸如螺丝钉之类的合适的紧固件固定到窗扇上。如果采用L形连接片，则所述L形连接片附连到与铰链轴线基本平行的窗扇构件的上表面，如果采用U形连接片，则第二支脚突伸至第一和第二构件之间或窗框和窗扇构件之间的空间中。通常后一种实施方式是优选的，原因为通过两个构件而掩藏住连接片的固定装置。
单纯从美观角度看，只要可以掩藏主铰链体，则连接片的长度无关紧要，但是如上所述，热学因素会要求铰链尽可能地远离第二构件设置。因此，该连接片应当横跨与第一构件的宽度的至少1/5相应的距离，优选为横跨与第一构件的宽度的大约一半相应的距离。由于第一构件很少是完全矩形，因此，应当理解，用语“第一构件的宽度”指的是面向连接片的侧部的整体宽度，并且所给出的连接片横跨的距离的尺寸仅认为是对尺寸所进行的粗略描述。
在本发明的另一方面，提供了一种窗户。所述窗户包括一对用于连接窗扇和窗框的铰链，窗扇和窗框各自包括两个侧部构件以及包括顶部构件和底部构件，窗扇和窗框各自包围大致矩形的开口，其中，窗扇可相对窗框绕铰链轴线转动，铰链轴线平行于顶部和底部构件并位于铰链部件的外部，每个所述铰链包括固定到窗扇侧部构件的窗扇铰链部件以及固定到相应的窗框侧部构件的窗框铰链部件，所述窗户的特征在于，铰链固定到窗框构件的背对窗扇构件的表面，或者，铰链固定于形成在窗框侧部构件的上表面处的凹座中，其中，面向环绕开口的侧部基本不受凹座的影响，并且，窗扇铰链部件通过连接片连接到窗扇侧部构件，连接片以与窗框构件的纵向方向呈大致十字交叉的方式横跨窗框构件的至少一部分。
由此，提供了一种枢转窗户，其中，由于连接片在建筑物房间的温暖内部与主铰链体之间提供了一段距离，因此改进了该枢转窗户的隔热性能。由于其位置更靠近更冷的外部，因此源于铰链的冷桥效应充分减小。此外，由于不必侵入窗框面向房间的一面就能提供铰链连接，所以获得具有怡人外观的可视表面。同时，降低了污垢、灰尘和其它物质粘附在铰链内的可能性。
其它有利的实施方式则在其余从属权利要求中加以陈述。
附图说明
现在将参照附图对本发明进行描述，其中：
图1示出依照本发明的铰链的实施方式的立体分解图；
图2是具有用于接收本发明的铰链的凹座的窗户的实施方式的局部剖视图；
图3是与图2相应的剖视图，图中标出了等温线；
图4示出具有本发明的铰链的窗户的另一实施方式的立体图，其中，该图为从下方观察并且窗户处于打开状态；
图5示出依照本发明的窗户的又一实施方式的立体图；以及
图6示出图5中所示窗户的剖视立体图。
具体实施方式
图1中的铰链1包括三个主要部分，即第一铰链部件2，第二铰链部件3和连接片4，其中，在所示的实施方式中，连接片4通过铆钉固定到窗扇铰链部件。
第二铰链部件3可绕铰链轴线5相对于第一铰链部件2枢转。由于所示的铰链是用于屋顶窗户的枢转铰链，所以铰链轴线位于铰链部件的外部，即，略微位于铰链部件的上方。铰链轴线的位置确保了在结构的第一和第二构件的部件不会相互形成抵撞的情况下可以进行枢转运动。这方面将在下文作更详细描述。
连接片4和第二铰链部件构成形状为倒U形的单元，该倒U形单元包括：在所示的实施方式中由第二铰链部件3形成的第一支脚41；用于横跨将要通过铰链进行连接的构件的其一的表面的中间部42；以及用于与所述将要被连接的构件中的另一构件进行连接的第二支脚43。在该实施方式中，第二支脚43设有用于供钉子或螺丝钉穿过的孔44以及设有用于装配到位于所述第二支脚43将要固定到其上的构件中的相应孔内的一对销子45。替代地，连接片本身可以是U形(未图示)并且其第一支脚通过铆钉、焊接或者类似方法附连于第二铰链部件3，或者，该单元可以是没有第二支脚的L形，并且固定装置44、45提供在中间部42上，因而所述中间部42可以略微延长。
在图2中，铰链用在具有构成第一静止构件的窗框20和构成第二构件的窗扇30的窗户中，其中，第二构件可相对第一构件枢转。窗扇30支承由一个顶部构件、一个底部构件以及两个侧部构件封装的窗玻璃7。窗框包括木质轮廓件21和钢质轮廓件22，并且，由第一和第二铰链部件2、3构成的铰链主体23布置在钢质轮廓件22的凹座22a中。连接片4横跨木质顶表面25的宽度并且将第二铰链部件3连接到窗扇30。因此，在下文中，第二铰链部件3将被称为窗扇铰链部件，而第一铰链部件则将被称为窗框铰链部件2。
连接片4的板状允许该铰链被弯曲成与窗框20相应的形状。另外，板形连接片只占用很小的空间，因此包封件6仅比采用现有技术铰链的窗户上的包封件略大一些。
钢质轮廓件22可以沿窗框构件的整个长度(未图示)延伸从而增加该窗框构件21的强度和刚度，或者可以是一个仅提供铰链所需的凹腔或凹座的局部元件。替代地，可以完全不采用钢质轮廓件，同时该窗框构件为具有铣削凹座的传统木质轮廓件，或者，窗框构件可以包括三种或者更多的不同材质，例如，采用其中一种隔绝材料补充到图2中的钢质和木质轮廓件。还可以采用复合材料以及诸如塑料或铝之类的材料。
在图2中，钢质轮廓件显示为构成了窗框构件21的顶部宽度的大约一半并且被布置在最右侧。然而，可以理解，用于容纳铰链的凹座例如也可以居中布置于窗框构件并且构成窗框构件的总宽度的不同百分比。
图3显示了如上所述的的剖视图，不同之处是增加了等温线81-86。现有技术的铰链一般布置成如虚线87所示，跨越几个等温线81-84，因而形成热桥效应。相反，可以清楚地看到，本发明的铰链远离结构的暖侧设置因而基本上仅影响最外侧的等温线81、82。从热学观点来说，铰链应当尽可能地远离窗扇设置。
图4示出处于打开状态的整个窗户10。该窗户的窗框构件201、202由木质轮廓件制成，所述木质轮廓件具有用于铰链的铣削凹座201a、202a。从这个角度可以看见左边的铰链1，但是从内部两个铰链都看不见，即使在清洁过程中将窗户转动180°时也是如此。这不仅具有美观方面的优点，还能使抹布(clothing)或类似物卡在铰链中的可能性降至最低并且避免铰链沾上任何所使用的清洁剂。
在窗户10中，窗扇和窗框各自分别包括两个侧部构件201、202和301、302以及包括顶部构件203和303和底部构件204和304。窗扇和窗框各自包围大致矩形的开口205和305，开口305由窗玻璃7覆盖。由窗框构件201-204构成的窗框形成为适于建造到诸如倾斜屋顶的屋顶结构之类的建筑物结构的主窗框。窗扇可以绕铰链轴线5相对于窗框转动，铰链轴线5平行于顶部和底部构件并且位于铰链部件的外部。如上所述，每个所述铰链包括固定到窗扇侧部构件的窗扇铰链部件3以及固定到相应的窗框侧部构件的窗框铰链部件2。在如该图所示的实施方式中，铰链固定于形成在窗框侧部构件201、202的上表面的凹座201a、202a中，比如通过铣削加工而形成的凹座201a、202a。面向环绕开口的侧部基本上不受凹座的影响，并且，如上所述，窗扇铰链部件通过连接片4连接到窗扇侧部构件，该连接片4以与窗框构件的纵向方向呈大致十字交叉的方式---对应于如图2所示的方式---横跨该窗框构件的至少一部分25。
在上文中，铰链描述成用于中部悬置式枢转窗户。然而，可以理解，所述铰链还可以用于其铰链轴线位于其它位置---比如中部和顶部之间的中途位置---的窗户，以及可以用于以类似方式工作的其它结构，，而这些变化都没有超出本发明的范围。例如，该铰链可以用于救生通口，其中，该置换方案使得所述铰链能够免受火灾的热破坏。
同样，该铰链可以应用于在正常使用过程中绕位于窗户顶部的铰链轴线旋转但在清洁时枢转的窗户。这种窗户其本身众所周知。结合有置换的主铰链体的这种窗户的一个实施方式示出在图5和图6中。与上述实施方式所示的窗户具有相同或相似功能的元件采用已加上500的相同的参考标号。
窗户510包括构成本发明的第二构件的窗扇530，在图6中示出了其右侧部构件532。在正常使用期间，窗扇530相对于主窗框540在顶部打开，所述主窗框540建造到建筑物结构上，比如倾斜屋顶结构。顶部处的可旋转连接由铰链完成，图未示。为了保留清洁窗玻璃507两面的能力，窗户510设有中间窗框520。中间窗框520包括两个侧部构件，其中的右侧部构件522示出在图6中。对于本实施方式，中间窗框的顶部和底部构件可以是虚拟构件，中间窗框构件内的开口由侧部构件、主窗框540的顶部构件以及窗玻璃507界定。
在正常操作期间，即，当绕着顶部处的铰链轴线摆动窗扇时，中间窗框520的侧部构件522随从窗扇530的侧部构件532。为了使窗扇530处于翻转位置，即转过大约180°，位于窗框顶部的操作装置(未图示)从中间窗框520释放出窗扇530，随之，窗扇530可以相对于中间窗框520绕铰链轴线505枢转。如针对上述实施方式所进行的描述，该铰链轴线位于铰链部件的外部，即，略微位于铰链部件的上方。这样，包封件506的分别紧固到窗扇530和中间窗框520的部分不会彼此形成抵撞。因此，在该实施方式中，由于窗扇530进行枢转运动时中间窗框520相对于主窗框540和窗扇530基本保持静止，所以中间窗框520构成基本静止的第一构件。
类似于如图2所示的方式，第一铰链部件502与静止的第一构件连接，即，与中间窗框520的侧部构件522连接。第二铰链部件503与第一铰链部件502以及与整体以标号504标示的连接片连接，在图6中只能看到第二铰链部件503的一小部分。中间部504b(对应于图1中的部分42)与第二铰链部件502连接---所述两者也能够一体成型，并且中间部504b在另一端与第二支脚504c(对应于图1中的部分43)连接。第二支脚504c进而与窗扇侧部构件532连接。
通过铰链的该变化位置所获得的优点与针对铰链用于窗户中部处的传统位置时所提到的优点相应。
本发明不应视为由上文所示和所述的实施方式限定。例如，可以想象得到铰链部件的其它实施方式。

Claims (14)

1.一种枢转铰链(1)，所述枢转铰链(1)包括用于固定到基本静止的第一构件(20)的第一部件(2)以及用于固定到第二构件(30)的第二部件(3)，所述第二铰链部件能够相对于所述第一铰链部件绕位于所述铰链部件的外部的铰链轴线(5)枢转，其特征在于，所述枢转铰链(1)包括连接片(4)，所述连接片的第一端附连到所述第二铰链部件，而第二端(43)则包括用于将所述连接片固定到所述第二构件的装置(44、45)，沿平行于所述铰链轴线的方向看，所述第二端布置成与所述第二铰链部件间隔一定距离。
2.如权利要求1所述的枢转铰链，其特征在于，所述连接片(4)由弯曲成型的片材或板材制成，所述片材或板材优选为钢材。
3.如权利要求1或2所述的枢转铰链，其特征在于，所述连接片(4)通过弯曲、折叠、压塑或类似方法制成为所述第二铰链部件(3)的一体部分，或者，所述连接片(4)通过螺栓连接、铆钉连接、焊接、胶合或类似方法固定到所述第二铰链部件(3)。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的枢转铰链，其特征在于，所述连接片(4)与由所述第一和第二铰链部件(2、3)构成的主铰链体(23)形成了整体形状为L形或U形的单元，所述连接片的至少一部分基本平行于所述铰链轴线(5)。
5.一种枢转窗户(10)，所述枢转窗户(10)具有一对用于连接窗扇(30)和窗框(20)的铰链(1)，所述窗扇和所述窗框各自包括两个侧部构件(201、202；301、302)以及包括顶部构件(203；303)和底部构件(204；304)，并且，所述窗扇和所述窗框各自包围着大致呈矩形的开口(205；305)，其中，所述窗扇能够相对于所述窗框绕铰链轴线(5)转动，所述铰链轴线(5)平行于所述顶部和底部构件并位于所述铰链部件的外部，每个所述铰链包括固定到窗扇侧部构件的窗扇铰链部件(3)以及固定到相应的窗框侧部构件的窗框铰链部件(2)，其特征在于，所述铰链固定到所述窗框构件的背对着所述窗扇构件的表面，或者，所述铰链固定于形成在所述窗框侧部构件的上表面处的凹座(22a；201a、202a)中，其中，面向所述环绕开口的侧部基本不受所述凹座的影响，并且，所述窗扇铰链部件通过连接片(4)连接到所述窗扇侧部构件，所述连接片(4)以与所述窗框构件的纵向方向大致呈十字交叉的方式横跨所述窗框构件的至少一部分(25)。
6.如权利要求5所述的窗户，其特征在于，所述连接片(4)与由所述窗框和窗扇铰链部件(2、3)构成的主铰链体(23)构成了大致U形的单元，其中，所述U形体中的包括所述窗扇铰链部件或由所述窗扇铰链部件构成的第一支脚大致垂直于所述铰链轴线(5)，并且所述第一支脚突伸至所述凹座(22a；201a、202a)中或沿着所述窗框的背对着所述环绕开口(205)的表面(206)突伸，其中，所述U形体的中间部(42)大致平行于所述铰链轴线并且横跨所述窗框构件的一部分(25)，其中，所述U形体的第二支脚(43)固定到所述窗扇(20)，所述中间部和所述第二支脚由所述连接片形成。
7.如权利要求5所述的窗户，其特征在于，所述连接片(4)和所述铰链的所述窗扇部件(3)构成了大致L形的单元，其中，所述L形体中的包括所述窗扇铰链部件或由所述窗扇铰链部件构成的第一支脚突伸至所述凹座(22a；201a、202a)中或沿着所述窗框(20)的背对着所述环绕开口(205)的表面(206)突伸，其中，所述L形体中的由所述连接片形成的第二支脚固定到所述窗扇(30)并且大致平行于所述铰链轴线(5)。
8.如权利要求5-7中的任一项所述的窗户，其特征在于，所述连接片(4)由优选为钢材的片材或板材制成。
9.如权利要求5-8中的任一项所述的窗户，其特征在于，在木质窗框侧部构件的充分坚实的部分处铣削出所述凹座(201a、202a)。
10.如权利要求5-9中的任一项所述的窗户，其特征在于，每个窗框侧部构件(201、202)各自包括具有构成所述凹座的凹槽或凹腔(22a)的金属或塑料轮廓件(22)。
11.如权利要求5-10中的任一项所述的窗户，其特征在于，沿着所述铰链轴线(5)的方向看，所述窗扇铰链部件(3)和所述窗扇侧部构件(301、302)之间的距离至少为所述窗框侧部构件(201、202)的宽度的1/5，优选为所述窗框侧部构件宽度的大约一半。
12.如权利要求5-11中的任一项所述的窗户，其特征在于，容置所述窗框铰链部件(2)的所述凹座(201a、202a)形成在所述窗框侧部构件(201、202)的背对着所述环绕开口(205)的外表面(206)处。
13.如权利要求5-11中的任一项所述的窗户，其特征在于，所述窗框(20)是用于与建筑物结构进行静态连接的主窗框。
14.如权利要求5-11中的任一项所述的窗户，其特征在于，所述窗框(520)是与所述窗扇(530)以及与用于与建筑物结构进行静态连接的主窗框连接的中间窗框。
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