CN101473100A - 用于自动关闭门等、特别是用于玻璃门等的铰链结构，以及包括该结构的组件 - Google Patents

Abstract

一种用于自动关闭门等的铰链结构(1)包括：第一静止元件(2)，该第一静止元件可安装在门(P)的框架(T)上；第一活动元件(3)，该第一活动元件可固定在门(P)上，并可枢轴转动地安装在第一静止元件(2)上，用于绕纵向轴线(X)在开门位置和关门位置之间旋转。该结构(1)还包括：关闭装置(4)，该关闭装置作用在第一活动元件(3)上，用于使门在打开时使门自动返回至关闭位置；液压阻尼装置(5)，该液压阻尼装置(5)作用在所述第一活动元件(3)上，以便对抗和阻尼由所述关闭装置(4)产生的运动。关闭装置(4)和液压阻尼装置(5)都装入位于所述第一静止元件(2)内部的第一操作腔室(6)中。一种组件包括该铰链结构。

Description

用于自动关闭门等、特别是用于玻璃门等的铰链结构，以及包括该结构的组件

技术领域

本发明涉及用于门等的铰链和悬挂硬件领域，特别是涉及用于自动关闭门的铰链结构。

本发明的铰链结构可以保证任意类型的门、窗或百叶窗(特别是玻璃门)的自动关闭，不管是水平方向还是垂直方向。

本发明还涉及包括该铰链结构的组件。

背景技术

用于自动关闭门等(特别是玻璃门等)的铰链结构为本领域已知。

这些现有技术的铰链结构已知包括：静止元件，用于固定在门框架上；第一活动元件，用于安装在门上，并可枢轴转动地安装在静止元件上，用于绕纵向轴线在开门位置和关门位置之间旋转。

这些现有技术的铰链结构还包括用于使门在它打开时自动返回所述关闭位置的装置。

这些现有技术的铰链结构有某些公知的缺点。

第一缺点是它们的尺寸庞大、重量较重，且成本高(由于它们由多个不同部件形成而引起)，这进一步使得它们的装配和维护复杂。

而且，它们的通用性较差，且当安装它们的门或框架变化时，它们必须进行替换或至少进行调整。

还有，这些现有技术铰链结构不能保证在门打开和关闭过程中门的控制运动。该问题特别对于玻璃门也是这样，该玻璃门的关闭和打开运动必须平滑，以避免不可逆地损坏门自身。

不过，这些现有技术结构的性能受到安装它们的门的质量的较大影响。

而且，在工作时，这些现有技术的铰链结构在它们的关闭位置产生变化，这导致不方便和更高维护成本。

而且，已知结构不允许门在打开时的自动关闭运动。

发明内容

本发明的主要目的是通过提供一种能够容易和方便地维护的铰链结构来消除上述缺点，该铰链结构具有高性能、简单结构和低成本特性。

本发明的一个目的是提供一种铰链结构，该铰链结构允许门从打开位置自动关闭。

特殊目的是提供一种铰链结构，该铰链结构允许与它连接的门进行控制运动。

还一目的是提供一种铰链结构，该铰链结构能够支承较重的门和窗，而不会改变它们的性能，且不需要任何调节。

本发明的还一目的是提供一种铰链结构，该铰链结构有最小数目的部件，且能够适应不同形状和尺寸的多种外壳。

本发明的还一目的是提供一种铰链结构，该铰链结构保持它的关闭位置不随时间而变化。

本发明的另一目的是提供一种非常安全的铰链结构，该铰链结构即使在突然拉动时也不会阻碍关闭运动。

如后面所述，这些和其它目的通过如权利要求1所述的铰链结构来实现。

优选是，关闭装置可以保持在第一操作腔室中，液压阻尼装置可以保持在第一操作腔室或第二操作腔室中，该第二操作腔室不同于第一腔室。

在另一方面，本发明涉及一种如权利要求20所述的、用于自动关闭门等的铰链组件。

本发明的优选实施例在附加权利要求中确定。

附图说明

通过借助于附图阅读下面对本发明的铰链结构和组件的几个优选和非限定实施例的详细说明，将更清楚本发明的其它特征和优点，这些优选实施例描述为非限定实例，附图中：

图1是门的平面图，且本发明的铰链结构安装在该门上；

图2是本发明的铰链结构的第一实施例的轴测图，该铰链结构处于关门位置；

图3是图2的铰链结构沿平面A-A的侧剖图；

图4a是图2的铰链结构的第一优选、非排他构造的分解图；

图4b是图2的铰链结构的第二优选、非排他构造的分解图；

图5a和5c是本发明的铰链结构的关闭装置4的轴测图；

图5b是图5a沿平面M-M的局部剖视图；

图6是图5的铰链结构的局部放大图；

图7a和8a是图2的铰链结构分别在关门位置和开门位置中沿平面B-B的剖视图；

图7b和8b分别是图2的铰链结构在门打开和门关闭过程中的局部打开状态沿平面B-B的剖视图；

图9和10是图2的铰链结构的可选实施例沿平面A-A的剖视图；

图11是本发明的铰链结构的第二实施例的轴测图；

图12是图11的结构沿平面C-C的剖视图；

图13是图11的结构沿平面D-D的剖视图；

图14是图11的结构的分解图；

图15是图11的结构的第一和第二柱塞元件的分解图；

图16是图11的局部分解图，其中，静止元件由虚线表示；

图17是图11的结构的销的第一优选非排他实施例的剖视图；

图18是图17的销沿平面E-E的剖视图；

图19是图11的结构的销的第二优选非排他实施例的剖视图；

图20至23是图11的装置沿平面F-F和G-G的剖视图，分别处于关门位置、在门打开过程中的局部打开位置、开门位置以及在门关闭过程中的局部打开位置；

图24是门的视图，本发明的铰链结构的第二实施例安装在该门上；

图25是本发明的组件的轴测图；

图26是本发明的组件的轴测图，其中，第一和第二铰链结构以分解构造表示；

图27是本发明的组件的轴测图，其中，第一和第二静止元件由虚线表示；

图28是本发明的组件的视图，其中，第一和第二铰链结构分别沿平面H-H、H′-H′剖开；

图29是本发明的组件的视图，其中，第一和第二铰链结构沿各平面L-L、L′-L′剖开，且它们处于关门位置；

图30是本发明的组件的视图，其中，第一和第二铰链结构分别沿平面L-L、L′-L′剖开，且它们处于中间打开位置；

图31是本发明的组件的视图，其中，第一和第二铰链结构分别沿平面L-L、L′-L′剖开，且它们处于开门位置；以及

图32是本发明的组件的视图，其中，第一和第二铰链结构分别沿平面L-L、L′-L′剖开，且它们处于中间关闭位置。

具体实施方式

参考以上附图，图中表示了用于自动关闭门等的铰链结构实施例，该铰链结构总体由标号1表示，它们可以安装玻璃门上(优选但是非限定)。

在所有实施例中，铰链结构1基本包括：静止元件2，该静止元件2固定在门P的框架T上；以及活动元件3，该活动元件3固定在门P上。活动元件3可枢轴转动地安装在静止元件2上，用于绕第一纵向轴线X在开门位置和关门位置之间旋转。

铰链结构1还包括：关闭装置，总体由标号4表示；以及液压阻尼装置，总体由标号5表示，在这里所述的实施例中(非限定)，该液压阻尼装置可以包括预定量的油。

关闭装置4作用在第一活动元件3上，用于使门在打开时自动返回关闭位置，且液压阻尼装置5作用在该元件3上，以便对抗和阻止由关闭装置4产生的运动。

本发明的特殊特征(公用于这里所述的所有实施例)是，关闭装置4和液压阻尼装置5保持在静止元件2内的至少一个第一操作腔室6中。

通过该结构，可以获得一种铰链结构，它允许门的控制的枢轴运动。这意味着当门处于开门位置时，关闭装置4将作用在活动元件3上，并产生力矩，以便使得门P绕轴线X旋转至它的关闭位置。另一方面，每次液压阻尼装置5都将作用在该活动元件3上，以便产生与由关闭装置4产生的力矩相对的抵抗力矩。

本发明的铰链结构还提供了很高的安全性，因为它即使在突然拉动时也不会阻碍关闭运动。这将防止对粗心用户的任何伤害，特别是儿童。不管施加在门上的力如何，该门总是平滑地返回至关门位置，从而提供保护儿童的安全性。

本发明的铰链结构还特别高效和具有成本效益，因为它即使在具有很高湿度和水汽通过的恶劣条件下使用时也能够保持它的初始特征不随时间变化。

而且，由于关闭装置4和液压阻尼装置5完全包含于静止元件2内的至少一个第一操作腔室6中，因此铰链结构1特别有利于操作，且具有较小尺寸和最小的空间要求。因此，它的安装不需要特殊的砌筑和挖掘工作。如附图中所示，结构1沿门的垂直延伸部分固定在门的框架上(或壁上)，并在地板或壁(静止元件固定在它上面)的水平面以上。

关闭装置4包括：第一凸轮元件11，该第一凸轮元件11与第一活动元件3成整体，并有第一基本扁平的接触表面16；以及第一柱塞元件12，该第一柱塞元件12可在所述第一操作腔室6中沿横向轴线Y在压缩端冲程位置(对应于开门位置)和伸出端冲程位置(对应于关门位置)之间运动。柱塞元件12有前部面17，该前部面17可与凸轮元件11的表面16接触接合。

根据本发明，第一凸轮元件11的第一接触表面16相对于纵向轴线X偏离预定距离g，这样，在它的伸出端位置，柱塞元件12的前部面17定位成超过所述纵向轴线X。

通过该结构，能够对门的关闭运动进行良好控制。实际上，接触表面16相对于纵向轴线X偏离将允许门自动关闭。这意味着当门P从完全打开位置开始关闭时，如图8b、22和31所示，由于在轴线X和表面16之间的距离g，活塞元件12的前部面17将快速(在旋转很少度数后)开始与表面16相互作用，从而使门P旋转至关门位置，如图7a、20和29所示。

图2至8表示了本发明的第一优选、非排他实施例，其中，只有一个操作腔室6，该操作腔室包含关闭装置4和液压阻尼装置5。

在该实施例中，如图4a和4b所示，静止元件2可以由基座7来确定，其用于通过插入孔8、8′、8″、8″′中的螺钉而固定在框架T上，而活动元件3又可以包括两半外壳9、9′，以便通过螺钉10、10′而夹持在一起。

优选是，关闭装置4可以包括凸轮元件11，如图5a中更好所示，该凸轮元件可以与活动元件3成一体地绕轴线X枢轴转动，并与柱塞元件12配合，如图5c中更好所示，该柱塞元件可在操作腔室6中纵向运动。

这里使用的术语“凸轮”的意思是表示用于将圆周运动转变成直线运动的任意形状机械部件。

方便地，在该实施例中，柱塞元件12沿线Y操作，该线Y基本与由纵向轴线X确定的线垂直，以便减小空间需要。特别如图7和8中所示，线Y由柱形操作腔室6的轴线来确定。

特别如图5a中所示，确定轴线X的销13布置在静止元件2中。该销13必须安装在静止元件2的柱形接收器24中，并有：合适形状的中心部分14，该中心部分14确定了凸轮元件11；以及侧部部分15、15′，该侧部部分15、15′与活动元件3连接。通过该结构，凸轮11与活动元件3成一体地旋转。

由销13的中心部分14确定的凸轮元件11包括基本扁平表面16，该扁平表面16平行于轴线X，并抵靠柱塞元件12的前部面17。通过绕轴线X旋转，表面16与柱塞元件12的前部面17相互作用，以便使它沿线d直线运动。因此，操作腔室6和柱形接收器24在销13的表面16和柱塞元件12的前部面17之间的接触区域处相互连通。

优选是，特别如图5b所示，表面16离轴线X的距离g为1至6mm，优选是1mm至3mm，更优选是大约2mm。由于该距离，门的关闭运动将完全自动。

如图5c所示，柱塞元件12包括平衡弹簧(counter spring)18、锁定帽19、盖体缸20和止回阀21，该止回阀21确定了用于控制腔室6中的油5流动的装置，如下面更好所述。它整个进行“包装”，并借助于垫片22而引入操作腔室6中，且锁定帽19确定了它的底壁。

应当知道，止回阀21还可以安装在盖体缸20内，例如在图4b中所示。这时，柱塞元件12的前部面17由盖体缸20的前部面23来确定。

特别如图7a、7b、8a和8b所示，柱塞元件12的端壁32(它确定了前部面17)将操作腔室6分成第一和第二可变容积隔腔33、34，该第一和第二可变容积隔腔33、34彼此相邻和流体连通。平衡弹簧18布置在第一隔腔33中。

本发明的铰链结构的该实施例能够非常简单地安装。安装过程简单地这样进行，即通过将销13装配在静止元件2的柱形接收器24中，通过将销13的表面25、25′引入一半外壳9′的接收器26、26′中而使它的侧部部分15、15′与活动元件3连接，将油密封件27、27′(当有时)、止推轴承28、28′和止推轴承支承件29、29′插入接收器24中，利用螺钉30、30′将销23固定在外壳9′上，以及通过螺钉10、10′将一半外壳9和这样安装的一半外壳9′夹持在一起。如上述包装的柱塞元件12引入它的操作腔室6中，并紧固锁定帽19。

这样的组装过程通过将油5引入操作腔室6中而完成，用于液压阻尼由关闭装置4产生的关闭运动。因此，通孔31可以形成于静止元件2中，以便确定油装载槽道，从而允许在操作腔室6和外部环境之间连通，如图4a中所示。应当知道，装入腔室6中的油量以及该腔室的容积可根据要移动的门P的质量而变化。

图7a、7b、8a和8b表示了铰链结构1的操作。

在关门位置，如图7a中所示，销13的扁平表面16和柱塞元件12的前部面17相互接触、基本平行和彼此抵靠。平衡弹簧18在缸20和帽19之间预压缩。在该位置，基本全部油5的量都在第一可变容积隔腔33中，该隔腔33有最大容积。还有，平衡弹簧18处于它的最大拉伸。

当用户通过向门施加外部负载E_L而打开门P时，门P沿箭头F₁的方向从关门位置向开门位置运动，如图7b所示。该运动使得销13的扁平表面16绕轴线X旋转，因此与柱塞元件12的前部面17相互作用，以便压缩平衡弹簧18。销13的扁平表面16和柱塞元件12的前部面17隔开角度为角度α，该角度α在门打开时增大。因此，柱塞元件12的端壁32沿方向V沿线Y移动。同时，由于间隔壁32的运动，油5从第一隔腔33(该第一隔腔33的容积减小)通过止回阀21的孔35而传送至第二隔腔34(该第二隔腔34的容积因此增大)。

在这里所示的实施例中，止回阀21由与柱形操作腔室6同轴的端壁32的细长延伸部分36来确定，且为正常打开类型，即当门打开时允许油5从第一隔腔33通向第二隔腔34，而当门关闭时防止油流回。

图8a表示了完全开门位置。在该位置，销13的扁平表面16和柱塞元件12的前部面17相互垂直。如该图中所示，基本全部量的油5都在第二可变容积隔腔34中，该第二可变容积隔腔34具有最大容积，而第一隔腔33具有最小容积。还有，平衡弹簧18处于最大压缩位置，这对应于它的最小拉伸。

当用户使门P从完全开门位置旋转时或者(同样地)当用户从局部开门位置释放门时(即当外部负载E_L不再作用在门上时)，关闭装置4将开始作用在活动元件3上，以便使门P自动返回关闭位置。同时，液压阻尼装置5将开始作用在活动元件3上，以便对抗和阻尼由关闭装置4产生的关闭运动。

图8b表示了上述情况，门P处于在门关闭过程中(沿箭头F₂的方向)的局部开门位置。在该位置，销13的扁平表面16和柱塞元件12的前部面17隔开角度为角度α，该角度α在门关闭时减小。前面压缩的弹簧18通过将柱塞元件12的前部面17推靠在销13的表面16上而执行它的对抗作用，从而使得表面16和17一个抵靠另一个滑动。且端壁32沿方向V′沿线Y运动。同时，用于间隔壁32的运动，油5从第二隔腔34(该第二隔腔34的容积开始减小)传送至第一隔腔33(该第一隔腔33的容积因此增大)。不过，油5不再通过止回阀21的孔35流动(该孔35关闭)，而是通过在操作腔室6的侧壁38和柱塞元件12的盖体缸22的侧壁39之间的管形空间37而流回至第一隔腔33中。空气空间37的尺寸的方便调节可以增大和减小由油5产生的阻尼效果，这使得本发明的铰链结构异常安全。

在本发明的可选结构中，如图10中所示至少一个孔40可以形成于柱塞元件12的盖体缸20的侧壁39上，从而方便和/或控制油5回流至第一隔腔33中。孔40的尺寸和/或数目的合适设置将能够控制门P向关门位置的返回运动。

在本发明的还一可选实施例中，如图9中所示，结构1可以包括螺钉41，用于节流该空气间隙37，并因此根据需要调节它的尺寸，以便改变油5的回流速度，并因此调节阻尼效果。

图11至24表示了本发明铰链结构的非限定第二实施例，该铰链结构总体以标号1′表示。铰链结构基本包括静止元件2和活动元件3，该活动元件3将通过两半外壳42、42′而固定在门P上。静止元件2设计成通过裙缘43而固定在静止支承件S上，例如墙或地板，如图24中所示。

该第二实施例与第一实施例的区别在于，尽管关闭装置4保持在单个第一操作腔室6中，但是液压阻尼装置5保持在该第一操作腔室6和第二操作腔室44中，该第二操作腔室44与第一操作腔室流体连通。如图14中所示，第一操作腔室6和第二操作腔室44整个包含在由静止元件2确定的盒形壳体内。

该结构允许非常重的门P和/或大门进行控制运动。获得该结果是由于第二操作腔室44，该第二操作腔室44提供了用于液压阻尼装置5的附加容积，因此可以有效控制非常大质量的物体的运动。

在该第二实施例中，除了第一凸轮元件11，关闭装置还包括第二凸轮元件45，该第二凸轮元件45能够与第一凸轮元件11成一体地绕轴线X枢轴转动，特别如图17中所示。而且，第二凸轮元件45与第二柱塞元件46配合，该第二柱塞元件46可在第二操作腔室44中沿线Y′纵向运动。

优选是，由第二柱形操作腔室44的轴线确定的线Y′平行于第一凸轮元件11的运动线Y，从而减小空间需要。

在第二实施例中，总是保持在静止元件2中在柱形接收器24内的销13的中心部分14确定了第一凸轮元件11和第二凸轮元件45。

这时，销13设计成通过端部部分15、15′的安装表面25、25′而固定在活动元件3上。特别是，顶表面25设计成引入活动元件3的一半外壳42的槽47中，且底表面25′引入要固定在地板S上的裙缘43中。

在该实施例中，第一凸轮元件11和第二凸轮元件45都通过使销13的中心部分14特殊成形而形成。与第一实施例中相同，第一凸轮元件11包括第一基本扁平表面16，该第一基本扁平表面16平行于轴线X，并抵靠第一柱塞元件12的前部面17。布置在该第一凸轮元件上面的第二凸轮元件45基本由壁48来确定，该壁48有一对第二基本扁平表面49、49′，该对第二基本扁平表面平行于轴线X，并基本垂直于第一表面16。

壁48通过它的表面49、49′来抵靠第二柱塞元件46的前部面50。因此，如图16中更好所示，柱形接收器24设计成分别在第一凸轮元件11和第一柱塞元件12之间的接触区域处以及在第二凸轮元件45和第二柱塞元件之间的接触区域处与第一操作腔室6和第二操作腔室44连通。

与第一柱塞元件类似，第二柱塞元件基本包括第二平衡弹簧51、第二锁定帽52、第二盖体缸53以及第二止回阀54，该第二止回阀54确定了用于控制第二操作腔室44中的油5流动的装置，如前所述。整个装置进行“包装”，并借助于第二垫圈55而引入第二操作腔室44中，且锁定帽52确定它的底壁。

特别如图20至23中所示，第二柱塞元件46的端壁50由壁56确定，该壁56将第二操作腔室44分成第三和第四可变容积隔腔57、58，该第三和第四可变容积隔腔57、58彼此相邻并相互流体连通。平衡弹簧51布置在第四隔腔58中。

静止元件2有槽道60，如图13中清楚所示，用于使第一和第二操作腔室6、44相互流体连通。而且，槽道60包括节流螺钉61，用于调节液压装置5的阻尼效果。

在这里所述的第二实施例中，止回阀21为正常打开类型，即当门打开时允许油5从第一隔腔33通向第二隔腔34，而当门关闭时防止油回流，而止回阀54为正常关闭类型，即当门打开时允许油5从第三隔腔57通向第四隔腔58，而当门关闭时防止油回流。

本发明的铰链结构的该实施例能够非常简单地安装，与第一实施例类似。安装过程简单地这样进行，即通过将销13装配在静止元件2的柱形接收器24中，使它的侧部部分15、15′与活动元件3连接(如上所述)，将油密封件27、27′(当有时)、止推轴承28、28′和止推轴承支承件29、29′插入接收器24中，以及通过螺钉10、10′、10″将一半外壳42和这样安装的一半外壳42′夹持在一起。如上述包装的柱塞元件12引入它的操作腔室6中，并紧固锁定帽19，而第二柱塞元件设计成包装和引入第二操作腔室44中。

这样的装配过程通过将油5引入操作腔室6和44中而完成，用于液压阻尼由关闭装置4产生的关闭运动。这可以利用静止元件2中的装载槽道31来完成，该装载槽道使得外部环境与第二操作腔室44连通，该第二操作腔室44再与第一操作腔室6流体连通。应当知道，通过槽道31装载的预定量油将分配在第一33、第二34、第三57和第四58可变容积隔腔中。特别用于在需要时添加油5的槽道31由帽59关闭。

图20至23较好地表示了铰链结构1的操作。

图20表示了关闭装置4和液压阻尼装置5在关门位置时的相对位置。在该位置，第一柱塞元件12的前部面17抵靠第一凸轮元件11的扁平表面16并与它平行，以便使门保持关闭，与第一实施例中类似。第二柱塞元件46的前部面50再抵靠壁48和它的表面49、49′并与它垂直。

第一平衡弹簧18在缸20和帽19之间预压缩，且第二平衡弹簧51在帽52和缸53之间压缩。在该位置，第一33和第三57可变容积隔腔具有最大容积，而第二34和第四58具有最小容积。还有，平衡弹簧18处于它的最大拉伸，且第二平衡弹簧51处于它的最小拉伸(最大压缩位置)。

当门P打开时，即当外部负载E_L施加在门P上时，活动元件3开始相对于静止元件2绕轴线X枢轴转动，销13将沿箭头F₁方向运动，且第一凸轮元件11的第一表面26和第二凸轮元件45的第二表面49、49′将开始成一体地枢轴转动。图21中表示了在门打开过程中的该局部开门位置。

由于销13的旋转以及因此由表面16施加在第一柱塞元件12的前部面17上的推力，该第一柱塞元件12开始沿方向V沿线Y运动。同时，第二柱塞元件46开始沿与方向V相反的方向V′而沿线Y′运动。当门打开时，在销13的第一扁平表面16和第一柱塞元件12的前部面17之间的角度α开始增大，而在第二柱塞元件46的扁平表面49、49′之间的角度β开始减小。

因此，当第一弹簧18产生负载时，第一隔腔33的容积开始减小。而且，当第一隔腔33的容积减小时，其中的油5开始通过阀21的孔35而流出至第二可变容积隔腔34中，该第二可变容积隔腔34开始接收油5，并增大它的容积。

同时，由于表面49′、49的旋转以及由第二柱塞元件46的前部面50施加的推力，当第二弹簧51进行释放时，第四隔腔58的容积开始增大。同时，第三隔腔57的容积开始减小，因此其中的油5开始流入第四隔腔58中，该第四隔腔58的容积因此增大。

图22表示了完全开门位置。应当知道，本发明的装置也允许门沿其它方向打开。在该位置，第四隔腔58将有最大容积，而第二隔腔34将有最小容积。第一弹簧18处于它的最大负载状态(最小拉伸)，而第二弹簧51处于它的最小负载状态(最大拉伸)。

当用户释放门或使它从图22的位置运动至关闭位置时，第一弹簧18开始释放，且第一柱塞元件12开始在销13的表面16上推动，从而使它沿箭头F₂方向旋转返回至关门位置。同时，表面49、49′压缩第二弹簧51，这样，第四隔腔58的容积开始减小，且油流出。

图23表示了上述情况，门P处于在门关闭过程中(沿箭头F₂的方向)的局部开门位置。在该位置，销13的第一扁平表面16和第一柱塞元件12的前部面17隔开角度为角度α，该角度α在门关闭时减小，而销13的第二扁平表面49、49′和第二柱塞元件46的前部面50隔开角度为增大的角度β。

前面压缩的第一弹簧18通过将第一柱塞元件12的前部面17推靠在销13的第一表面16上而执行它的对抗作用，从而使得表面16和17一个抵靠另一个滑动，且第一端壁32沿方向V沿线Y运动。这时，由于第二凸轮元件45的第二壁48抵靠第二柱塞元件46的压力，第二弹簧51也压缩，该第二柱塞元件46沿与方向V相反的方向V′而沿线Y′运动。

第二阀54为正常关闭类型，且并不允许工作流体通过它的孔62，因此，油5被迫在孔63处流出至分别由第二操作腔室44的侧壁65、66和第二盖体缸53确定的空气间隙63中。流出的油5流过槽道60进入第一隔腔33中，该第一隔腔33的容积逐渐增大。

第一阀21(该第一阀21为正常打开类型)并不允许油5通过它的孔35，因此，油将从第二隔腔34流向第三隔腔57，该第二隔腔34和第三隔腔57相互流体连通。

实际上，在图中所示的第二实施例中，工作流体在由静止元件2确定的盒形壳体内沿逆时针方向通路运动，以便液压延迟活动元件3的旋转运动(对于返回关门位置的运动)。同样，工作流体还在门打开过程中进行延迟，这样，本发明的铰链结构即使对于室外设备也非常安全，其中，风或粗心用户可以在门上施加过多负载。

在本发明的可选实施例中，如图19中所示，销13的第一凸轮元件11可以有圆角周边表面，该圆角周边表面例如通过车削加工而形成，以便使门P能够从任意开门位置返回至关门位置。该实施例对于防火门特别有利。

图25至32表示了铰链组件的优选、非排他实施例，该铰链组件总体由标号70表示，用于安装在自动关闭门P等上。组件70包括第一和第二铰链结构71和72，各铰链结构包括要固定在门P的框架T上的静止元件2、2′和要固定在门P上的活动元件3、3′。活动元件3、3′可枢轴转动地安装在它们的相应静止元件2、2′上，用于绕轴线X旋转。在该实施例中，门P用作在两个铰链结构71、72之间的“驱动轴”。

特别如图28中所示，关闭装置4和液压阻尼装置5保持在由第一铰链结构71的第一静止元件2确定的盒形壳体内的两个操作腔室6、44中，而第二铰链结构72包括第二阻尼装置80，该第二阻尼装置80也可以包括预定量的、与第一铰链结构71中使用的油相同的油，该油装入由第二静止元件2′确定的盒形壳体内的另一操作腔室81中。

换句话说，第一铰链结构71作用在活动元件3上(因此作用在活动元件3′上)，以便产生使得门P绕轴线X枢轴转动至它的关闭位置所需的力矩C，而第二铰链结构72作用在它的活动元件3′上(因此作用在活动元件3上)，以便液压阻尼由铰链结构71产生的运动，从而产生与力矩C相反的阻力矩C′。

该结构能够在打开和关闭运动中优化非常重的门和大门的运动控制。

对于结构和操作，第一铰链结构71与图1至10中所示的第一实施例非常类似，或者与图11至24中所示的第二实施例的下半部分非常类似。不过，第二铰链结构72在结构和操作上也与在图11至24中所示的第二实施例的上半部分非常类似。在第二实施例和铰链组件70之间的仅有功能和结构区别在于操作腔室6、44和操作腔室81并不相互流体连通，尽管它们的操作相同。在可选实施例中，本发明的组件70可以由第一实施例的铰链结构(如图1至10所示，且关闭装置保持在单个操作腔室6中)和铰链结构72而形成。

第二铰链结构72包括第二销13′，该第二销13′具有相应接触表面82，该相应接触表面82设计成与另一柱塞元件83(该柱塞元件83与第二阻尼装置80相连)相互作用。

第二销13′的接触表面82基本垂直于第一铰链结构71的第一销13的表面16和49。

而且，第二销13′有：中心部分14′，该中心部分14′确定了相应凸轮元件86；以及侧部部分87、87′，该侧部部分87、87′适当地形成为与第二活动元件3′连接。

凸轮元件86与相应柱塞元件83相互作用，如上所述。

第二铰链结构72还包括相应止回阀84，该止回阀84位于柱塞元件83的端壁85上，以便在门关闭时允许油80通过，并在门打开时防止油回流。壁85将操作腔室81分成各可变容积隔腔88和89，且平衡弹簧90位于由标号88表示的隔腔中。

特别如图29至32所示，与相应柱塞元件12、46和83相连的止回阀21、54和84为正常打开类型。

在第二铰链结构72和图11至24中所示的第二实施例的上部部分之间的还一区别是第二止回阀84为正常打开类型(与第一阀21、54类似)，即在门打开过程中允许油5从第四隔腔58通向第三隔腔57，并在门关闭过程中防止油回流。

因此，与图11至24中所示的第二实施例不同，第一阀21、54和第二止回阀84以相同方向操作，即在门打开过程中打开，在门关闭过程中关闭。

第一和第二铰链结构71和72以与上述相同的方式装配。还提供有两个槽道78、79，用于当装配完成时充装油5。

在操作时，第一和第二铰链结构71、72安装在门P上，并配合以便控制门P绕轴线X的枢轴运动。如图26中所示，它们的销13和13′设置成这样，销13的交叠扁平表面和销13′的相对扁平表面82、82′相互垂直。

为了调节门P的对齐，第一铰链结构71可以有合适的调节榫钉75、76。

组件70的操作与图11至24中所示的铰链结构第二实施例类似，除了油5的流动由正常打开的止回阀21、54来控制，而油80由相同类型的阀84来控制。

图29表示了处于关门位置的第一和第二铰链结构71、72，图31表示了处于完全开门位置的第一和第二铰链结构71、72。应当知道，尽管图29至32只表示了铰链结构71的上部部分，底部部分的部件(未示出)的操作与上部部分完全相同。

当用户打开门P时，即当外部负载EL施加在门P上(例如沿图30中所示的箭头F₁的方向)时，第一销12和第二销13′绕轴线X枢轴转动，并使得重叠表面16和相对扁平表面82、82′分别绕相同轴线X旋转。第一柱塞元件12的弹簧18开始压缩，而弹簧90开始释放。

因此，当第一弹簧18产生负载时，第一隔腔33的容积开始减小。此外，当第一隔腔33的容积减小时，其中的油5开始通过阀21的孔35而流出至第二可变容积隔腔34中，该第二可变容积隔腔34开始接收油5，并增大它的容积。

同时，由于表面82′、82的旋转，当弹簧90开始释放时，隔腔89的容积开始增大。还有，隔腔88的容积开始减小，因此，其中的油80开始流入相邻隔腔89中，该相邻隔腔89的容积因此增大。不过，因为阀84为正常打开类型，因此油80不能通过阀的孔，并将通过在操作腔室81的侧壁92和柱塞元件83的侧壁93之间的空气间隙91而流入隔腔89中。

当用户释放门或使它从图31的位置运动至关闭位置时，第一弹簧18开始释放，且第一柱塞元件12开始推在销13的表面16上，从而使它沿箭头F₂的方向旋转返回关门位置。同时，表面82(或表面82′，根据门打开方向)压缩弹簧90，这样，隔腔89的容积开始减小，油80流出。

图32表示了上述情况，其中，门P处于在门关闭过程中(沿箭头F₂的方向)的局部开门位置。前面压缩的第一弹簧18通过将第一柱塞元件12的前部面17推靠在销13的第一表面16上来执行它的对抗作用，从而使得表面16和17一个抵靠另一个滑动，且第一端壁32沿方向V沿线Y运动。这时，由于凸轮元件86抵靠柱塞元件83的压力，第二弹簧90也压缩，该柱塞元件83沿与方向V相反的方向V′而沿线Y′运动

第一阀21(该第一阀21为正常打开类型)并不允许油5通过它的孔35，因此，油将从第二隔腔34通过在操作腔室6的侧壁38和缸20的侧壁39之间的空气间隙37而流向第一隔腔33。阀84(该阀84也为正常打开类型)允许油通过它的孔，以便使它从可变容积隔腔89流向隔腔88。

应当知道，第一71和第二72铰链结构可以包括流体流动控制装置，与前述第一和第二实施例类似。这将在门P的打开和关闭过程中提供控制。因此，门可以设计成在低关闭速度下无阻力(或者非常低)，且当门P关闭速度增大时它的阻力增加。

由于该结构，当门安装在户外时，它可以设计成容易由用户打开，同时不会由于外部介质(例如风等)而砰地关上。

上述说明清楚地表示了本发明的铰链结构和组件能够实现预定目标，特别是满足保证门在打开和关闭过程中的控制运动的要求。

在门关闭过程中，这样的控制运动将防止门重重地撞在它的框架上，由此确保其完整性和长的使用寿命。

另一方面，在打开过程中，该控制运动将防止门P由于一阵风而突然打开，以便保护门和在该门操作范围内的任何用户。

在附加权利要求所述的本发明概念内，本发明的铰链结构和组件可以进行多种变化和改变。在不脱离本发明的范围的情况下，它的所有零件可以由其它技术等效零件来代替，且材料可以根据不同需要而变化。

尽管已经特别参考附图介绍了铰链结构和组件，但是说明书和权利要求中的标号只是用于更好地理解本发明，而决不是为了以任何方式限制权利要求的范围。

Claims (24)

1.一种用于自动关闭门等的铰链结构，包括：

第一静止元件(2)，该第一静止元件可安装在门(P)的框架(T)上，并可枢轴转动地安装在第一活动元件(3)，该第一活动元件可安装在门(P)上，用于绕纵向轴线(X)在开门位置和关门位置之间旋转；

关闭装置(4)，该关闭装置作用在所述第一活动元件(3)上，用于使门(P)在打开时自动返回所述关闭位置；

液压阻尼装置(5)，该液压阻尼装置(5)作用在所述第一活动元件(3)上，以便对抗和阻尼所述关闭装置(4)的关闭运动；

所述关闭装置(4)和所述液压阻尼装置(5)都容纳在第一操作腔室(6)中，该第一操作腔室位于所述第一静止元件(2)内部；

其中，所述关闭装置(4)包括：第一凸轮元件(11)，该第一凸轮元件(11)与所述第一活动元件(3)成整体，并有第一基本扁平接触表面(16)；以及第一柱塞元件(12)，该第一柱塞元件可在所述第一操作腔室(6)内沿横向轴线(Y)在对应于所述开门位置的压缩端位置和对应于所述关门位置的伸出端位置之间运动，所述柱塞元件(12)有前部面(17)，该前部面(17)可与所述凸轮元件(11)的所述表面(16)接触接合；

其特征在于：所述第一凸轮元件(11)的所述第一接触表面(16)相对于所述纵向轴线(X)偏离预定距离(g)，这样，处于伸出端位置的所述柱塞元件(12)的前部面(17)定位成超过所述纵向轴线(X)，以便允许门自动关闭。

2.根据权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：还包括销(13)，该销位于所述第一静止元件(2)内部，并有与所述纵向轴线(X)相一致的轴线，所述销(13)有：端部部分(15、15′)，该端部部分可使得所述活动元件(3)与所述固定元件(2)可相互枢轴转动地连接；以及第一中心部分(14)，该第一中心部分有所述第一接触表面(16)。

3.根据权利要求1或2所述的铰链结构，其特征在于：所述第一接触表面(16)基本平行于所述纵向轴线(X)。

4.根据权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述第一凸轮元件(11)的所述第一接触表面(16)位于离所述纵向轴线(X)一定距离(g)处，该距离(g)在1mm和5mm之间，优选是大约2mm。

5.根据权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述关闭装置(16)包括第一反作用弹性装置(18)，该第一反作用弹性装置在所述第一柱塞元件(12)上操作，用于将所述前表面(17)压靠在所述第一凸轮元件(11)的所述第一接触表面(16)上。

6.根据权利要求5所述的铰链结构，其特征在于：所述第一柱塞元件(12)有基本柱形的侧壁(21)和限定所述前部面(17)的端壁(32)，所述端壁(32)设计成将所述至少一个第一操作腔室(6)分离成相互流体连通的第一和第二相邻可变容积隔腔(33、34)，所述第一反作用弹性装置(18)位于所述第一隔腔(33)中。

7.根据权利要求6所述的铰链结构，其特征在于：所述第一可变容积隔腔(33)形成为具有它的最大容积，而所述第二可变容积隔腔(34)形成为具有它的最小容积，其中所述门处于所述关闭位置。

8.根据权利要求7所述的铰链结构，其特征在于：还包括第一止回阀(21)，该第一止回阀在所述第一柱塞元件(12)的所述第一端壁(32)处，所述第一止回阀(21)设计成当门(P)打开时允许工作流体从所述第一隔腔(33)流入所述第二隔腔(34)中，并在门关闭的过程中防止工作流体回流。

9.根据权利要求8所述的铰链结构，其特征在于：所述第一柱塞元件(12)的所述第一侧壁(39)与所述第一操作腔室(6)的侧壁(38)一起限定气隙(37)，用于当关闭门(P)时所述工作流体从所述第二可变容积隔腔(34)向所述第一可变容积隔腔(33)的控制回流。

10.根据权利要求1至9中的一个或多个所述的铰链结构，其特征在于：所述第一弹性装置(18)沿横向方向作用，该横向方向基本平行于所述横向轴线(Y)和基本正交于所述纵向轴线(X)。

11.根据权利要求1至10中的一个或多个所述的铰链结构，其特征在于：所述静止元件(2)包括盒形本体，用于容纳所述关闭装置(4)和所述液压阻尼装置(5)。

12.根据权利要求1至11中的一个或多个所述的铰链结构，其特征在于：还包括第二操作腔室(44)，所述关闭装置(4)容纳在所述第一操作腔室(6)中，所述液压阻尼装置(5)容纳在所述第一腔室(6)和所述第二操作腔室(44)中。

13.根据权利要求12所述的铰链结构，其特征在于：所述关闭装置(4)包括第二凸轮元件(45)和第二柱塞元件(46)，该第二柱塞元件可在所述第二操作腔室(44)中纵向运动，并可与所述第二凸轮元件(45)配合。

14.根据权利要求13所述的铰链结构，其特征在于：所述销(13)的中心部分(14)有第二接触表面(49)，该第二接触表面位于所述第一接触表面(16)上面，所述第二接触表面(49)基本扁平，并限定所述第二凸轮元件(45)。

15.根据权利要求14所述的铰链结构，其特征在于：所述第二柱塞元件(46)有第二端壁(56)，用于将所述第二操作腔室(44)分成相互流体连通的相邻的第三和第四可变容积隔腔(57、58)，还具有第二弹性装置(51)用于将所述第二柱塞元件(46)压靠在位于所述第四隔腔(58)中的所述第二凸轮元件(45)上。

16.根据权利要求15所述的铰链结构，其特征在于：所述关闭装置(4)和/或所述液压阻尼装置(5)设计成这样，当所述门处于所述关闭位置时，所述第三可变容积隔腔(57)具有最小容积，所述第四隔腔(58)具有最大容积。

17.根据权利要求16所述的铰链结构，其特征在于：还包括第二止回阀(54)，该第二止回阀在所述第二柱塞元件(46)的所述第二端壁(56)处，用于在门(P)打开的过程中允许工作流体从所述第三隔腔(57)流入所述第四隔腔(58)，并在门关闭的过程中防止工作流体回流。

18.根据权利要求14所述的铰链结构，其特征在于：所述第二凸轮元件(45)的所述第二接触表面(49)基本平行于所述纵向轴线(X)，并基本垂直于所述第一凸轮元件(11)的所述第一接触表面(16)。

19.根据权利要求15至18中任意一个所述的铰链结构，其特征在于：所述第一和所述第二弹性装置(18、51)具有基本正交于所述纵向轴线(X)且沿相反方向(V、V′)的操作方向(Y、Y′)。

20.一种用于关闭门等的门铰链组件，它包括如权利要求1至17中的一个或多个第一铰链结构(71)，其特征在于：还包括第二铰链结构(72)，该第二铰链结构在相对于第一铰链结构(71)的纵向交错位置处与相同门(P)相连，其中，所述第二铰链结构(72)与所述第一铰链结构(71)类似，且区别在于它没有关闭装置(4)，并包括第二阻尼装置(81)，用于制动和阻尼由所述第一铰链结构(71)的关闭装置(4)产生的关闭运动。

21.根据权利要求20所述的铰链组件，其特征在于：所述第二铰链结构(72)包括第二销(13′)，该第二销有相应接触表面(82)，该接触表面(82)设计成与相应柱塞装置(83)相互作用，该柱塞装置与所述第二阻尼装置(81)相连。

22.根据权利要求21所述的铰链组件，其特征在于：所述第二销(13′)的所述第二接触表面(82)基本垂直于与所述第一铰链结构(71)相连的第一销(13)的至少一个接触表面(6、49)。

23.根据权利要求22所述的铰链组件，其特征在于：所述第二铰链结构(72)包括相应止回阀(84)，该止回阀(84)位于其柱塞元件(83)的端壁(95)处，以便在门关闭过程中允许工作流体通过，并在门打开过程中防止工作流体回流。

24.根据权利要求23所述的铰链组件，其特征在于：与所述第一和第二铰链结构(71、72)的相应柱塞元件(12、46、83)相连的止回阀(21、54、84)为正常打开类型。

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