CN101949245B - 铰链装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铰链装置，减少了零件数量，使用可靠并节约成本。本发明还提供一种铰链装置的制造方法，节省制造工艺步骤，节约制造成本。铰链装置包括有：第一铰链单元以及第二铰链单元，第一铰链单元和第二铰链单元通过圆柱形结构的轴承部件连接；轴承部件包括有转轴和两个轴承座，两个所述轴承座分别安装在转轴的顶端和底端；位于转轴顶端的轴承座的顶部和位于转轴底端的轴承座的底部，采用与轴承座本体为一体的封闭状结构；第一铰链单元的内侧上部和下部，焊接固定在两个所述轴承座的侧部，第二铰链单元的长侧面焊接固定在转轴的侧部。
Description
技术领域
本发明涉及一种铰链装置及其制造方法，特别是一种由少量零件构成并可节省制造工艺步骤的门用铰链装置及其制造方法。
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外部门铰链单元上的二个或多个圆柱形轴承部件之间。
现有技术中，内部门铰链单元被安装在所述外部门铰链单元上的二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，在第一轴承套和第二轴承套之间设有滚珠。滚珠采用钢材料，减少了磨损现象的产生。由于该门用铰链由多个零件构成，长时间使用后，容易造成零件之间松脱，且该门用铰链生产装配成本昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铰链装置，减少了零件数量，使用可靠并节约成本。
本发明的另一个目的在于提供一种铰链装置的制造方法，节省制造工艺步骤，节约制造成本。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
铰链装置包括有：第一铰链单元以及第二铰链单元，所述第一铰链单元和第二铰链单元通过圆柱形结构的轴承部件连接；其中，所述轴承部件包括有转轴和两个轴承座，两个所述轴承座分别安装在转轴的顶端和底端；位于转轴顶端的轴承座的顶部和位于转轴底端的轴承座的底部，采用与轴承座本体为一体的封闭状结构；第一铰链单元的内侧上部和下部，焊接固定在两个所述轴承座的侧部，第二铰链单元的长侧面焊接固定在转轴的侧部。
上述铰链装置的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：将第一铰链单元与一个轴承座通过焊接方式相连接；
步骤二：将轴承部件组装好，外部给予轴承部件的上、下两端或一端施加大小恒定的力，力的大小必须是按如下方式控制，即组装完成之后，第一铰链单元和第二铰链单元必须能自由转动且连接紧密；
步骤三：将第一铰链单元与另一个轴承座通过焊接方式相连接；
步骤四：将第二铰链单元与转轴通过焊接方式相连接。
上述铰链装置的制造方法，还可能包括如下步骤：
步骤一：将轴承部件组装好，外部给予轴承部件的上、下两端或一端施加大小恒定的力，力的大小必须是按如下方式控制，即组装完成之后，第一铰链单元和第二铰链单元必须能自由转动且连接紧密；
步骤二：将第一铰链单元与两个轴承座通过焊接方式相连接；
步骤三：将第二铰链单元与转轴通过焊接方式相连接。
本发明的有益效果如下：
本发明的铰链装置，由于所述轴承部件包括有转轴和两个轴承座，两个所述轴承座分别安装在转轴的顶端和底端；位于转轴顶端的轴承座的顶部和位于转轴底端的轴承座的底部，采用与轴承座本体为一体的封闭状结构；第一铰链单元的内侧上部和下部，焊接固定在两个所述轴承座的侧部，第二铰链单元的长侧面焊接固定在转轴的侧部。突出点是，只有很少的零件组成。此外，本发明的铰链装置的制造方式，可低成本的制造出来铰链装置。本铰链没有螺纹，尽管如此，通过所要求的制造方法，使铰链零件间的间隙最小化，在铰链制造完成后，在力的作用下，内外铰链部分能相对旋转。
附图说明
图1是本发明铰链装置实施例一的爆炸结构示意图。
图2是本发明铰链装置实施例一的等轴侧爆炸结构示意图。
图3是本发明铰链装置实施例一的剖面结构示意图。
图3a是本发明铰链装置实施例一的轴承座剖面结构示意图。
图3b是本发明铰链装置实施例一的滑套剖面结构示意图。
图4是本发明铰链装置实施例二的爆炸结构示意图。
图5是本发明铰链装置实施例二的等轴侧爆炸结构示意图。
图6是本发明铰链装置实施例二的剖面结构示意图。
图6a是本发明铰链装置实施例二的轴承座剖面结构示意图。
图7是本发明铰链装置实施例三的等轴侧爆炸结构示意图。
图8是本发明铰链装置实施例三的爆炸结构示意图。
图9是本发明铰链装置实施例三的轴承座剖面结构示意图。
图10是本发明铰链装置实施例四的轴承座剖面结构示意图。
图11是本发明铰链装置实施例四的等轴侧爆炸结构示意图。
图12是本发明铰链装置实施例四的爆炸结构示意图。
具体实施方式
实施例一：
本发明公开了一种铰链装置，如图1、图2、图3、图3a、图3b所示，为铰链装置实施例一。
图1是本发明铰链装置实施例一的爆炸结构示意图。铰链装置包括有：第一铰链单元1以及第二铰链单元4，所述第一铰链单元1和第二铰链单元4通过圆柱形结构的轴承部件连接；其中，所述轴承部件包括有转轴5和两个轴承座2，两个所述轴承座2分别安装在转轴5的顶端和底端；位于转轴5顶端的轴承座的顶部和位于转轴5底端的轴承座的底部，采用与轴承座本体为一体的封闭状结构；第一铰链单元1的内侧1a上部和下部，焊接固定在两个所述轴承座2的侧部2c，第二铰链单元4的长侧面4a焊接固定在转轴5的侧部。
所述轴承座2和转轴5之间，设置有滑套6。
滑套6所用材质为塑料。
所述第一铰链单元1和第二铰链单元4包括有附加装置，可使其安装到门框或门上。
所述第一铰链单元1和第二铰链单元4采用铰链叶片式结构。
如图1、图2、图3、图3a、图3b所示，转轴5由中部往上，包括有主体段5a、限位段5c和凸起段5b，且主体段5a直径尺寸＞限位段5c直径尺寸＞凸起段5b直径尺寸；转轴5采用上下对称的结构。轴承座2采用外端封闭、内端开口的盲管状结构，内部设置有盲孔2a，盲孔2a周围为轴承座主体2d；盲孔2a的内端部为朝向开口方向凸的半球体结构的端面凸起2e；盲孔2a具有圆柱侧壁面2f。滑套6采用圆柱状结构，两端分别设置有圆柱形内孔6a和半球形内凹端面6b，圆柱形内孔6a具有内凹端面6e；内凹端面6e具有底部端面6f和侧壁面6c；圆柱形内凹端面6e和半球形内凹端面6b之间为连接筋6d。
滑套6通过轴承座2的内端开口放入盲孔2a，滑套6的圆柱形内凹端面6e与转轴5的凸起段5b过盈配合固定在一起，半球形内凹端面6b与轴承座2的半球体结构的端面凸起2e贴合，且半球形内凹端面6b相对半球体结构的端面凸起2e的外表面滑动。
轴承座2与转轴5可通过车削或冷轧方式制造；第一铰链单元1和第二铰链单元4可以通过焊接，特别是激光焊接在S位置与轴承座2与转轴5相互连接在一起，也可以通过其他的技术连接为一体。
滑套6的半球形内凹端面6b与轴承座2的半球体结构的端面凸起2e的外表面贴合，有一个凸起的支撑点在端面凸起2e的外表面和半球形内凹端面6b之间，在转动时产生的摩擦力将会减小。轴承座2把滑套6和转轴5挤压在一块，从而使轴承座2与转轴5之间无间隙。为了在任意一个确定的接触力的作用下，可使第一铰链单元1和第二铰链单元4相对可旋转，在第一铰链单元1与轴承座2焊接之后，必须预设一个最小的承受力(在第一铰链单元1与轴承座2连接处)。
滑套6要完全放入轴承座2的盲孔2a里，同时，内凹端面6e要与转轴5的凸起段5b恰当的装配在一起。简单说，内凹端面6e与凸起段5b接触面成环状面，凸起段5b的端面要放在内凹端面6e的底部端面6f上；凸起段5b的轴向长度要大于或等于内凹端面6e轴向的深度。转轴5中部的限位段5c外径要小于或等于盲孔2a的内径。第一铰链单元1侧部与两个轴承座2内端面平齐处之间为凹槽，是为了避免与转轴5接触。
实施例二：
如图4、图5、图6、图6a所示，为铰链装置实施例二。
实施例二所有零件，都与第一种方式的零件相类似，正如图1到图3b所描叙的。实施例二与实施例一的区别在于轴承部件。
轴承部件包括有转轴15和两个轴承座12，所述轴承座12和转轴15之间，设置有滑套6。
转轴15的顶部设置有盲孔15a，盲孔15a的内端部为朝向开口方向凸的半球体结构的端面凸起15b；盲孔15a具有圆柱侧壁面15d，端面凸起15b具有外表面15c；转轴15的底部设置有相同结构的盲孔；转轴15的上、下盲孔之间为主体段15m。
轴承座12采用圆柱体叠加结构，即包括有：轴承座主体12a和圆柱体形的凸起12d，轴承座主体12a的直径尺寸＞凸起12d的直径尺寸；轴承座12采用实体结构，轴承座主体12a具有外端面12b和外侧面12c。
滑套6采用圆柱状结构，两端分别设置有圆柱形内孔6a和半球形内凹端面6b，圆柱形内孔6a具有内凹端面6e；内凹端面6e具有底部端面6f和侧壁面6c；圆柱形内凹端面6e和半球形内凹端面6b之间为连接筋6f。
滑套6通过转轴15的盲孔开口放入盲孔15a，滑套6的圆柱形内凹端面6e与轴承座12的圆柱体形的凸起12d过盈配合固定在一起，半球形内凹端面6b与转轴15的半球体结构的端面凸起15b贴合，且半球形内凹端面6b相对半球体结构的端面凸起15b的外表面滑动。
实施例二中，滑套6是位于转轴15的盲孔15a处(转轴15与第二铰链单元4相连)。盲孔15a与实施例一里的轴承座2处的盲孔2a是一致的。滑套6，也与实施例一的完全相同；在轴承座12凸起12d，与圆柱形内凹端面6e相固定。在盲孔15a内有半球体结构的端面凸起15b；端面凸起15b具有外表面15c。轴承座12的外端面12b表面平滑。轴承座12的12a部分有个轴向的凸起部分12d。轴承座12a部分的外壁12c与第一铰链单元1的固定面1a相固定(通过焊接)。
当然还有其他的完成方式可选择，实施例二与实施例一的完成方法相互组合。实施例一外铰链部件的轴承座和其它轴承座可以根据实施例二来构造；当然，相应的内铰链部件的轴承座也要改变。因此，在这种完成方法的情况下，滑套6同时放入外部铰链轴承座，和内部铰链的轴承座内；相应的，设计出内外铰链轴承座的对应端面。
实施例三：
如图7到图9，指出第三种的完成方法。根据实施例一的凸起段5b将被螺栓状零件27替代；轴承部件包括有两个螺栓状零件27，套管25、轴承座2和滑套6；所述套管25为一段中空的圆管，两个螺栓状零件27固定在套管25的两端；滑套6位于轴承座2和螺栓状零件27之间。
螺栓状零件27设计为一个转动附件，从套管25的的开口端面25a，装入套管25的内。零件27中部有27b，它的外径大于分界部分27a，27c的直径。零件27的27a部分要尽量无间隙的装入套管25的内，中间部分27b的辊环要放在套管25的端面25b的旁边；27a与27b要根据实施例一中转轴5的凸起部分凸起段5b及限位段5c部分来构造。滑套6与实施例一的滑套相同。
实施例四：
如图10到图12，本实施例与实施例三不同之处在于，套管采用双层管道嵌套的结构，即：包括内管30和外管29；外管29为一段中空的圆管，具有上、下开口29b；内管30为一段中空的圆管，具有上、下端面30b；内管30的轴长尺寸大于外管29的轴长尺寸，内管30从外管29两端伸出外螺纹段30c；内管30中部外周设置有凸环段30a，外管29中部设置有凸环凹槽29a，凸环段30a镶嵌在凸环凹槽29a中；螺栓状零件27和外管29之间，设置有螺栓32，所述螺栓32固定在内管30的外螺纹段30c外周。
上述铰链装置的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：将第一铰链单元与一个轴承座通过焊接方式相连接；
步骤二：将轴承部件组装好，外部给予轴承部件的上、下两端或一端施加大小恒定的力，力的大小必须是按如下方式控制，即组装完成之后，第一铰链单元和第二铰链单元必须能自由转动且连接紧密；
步骤三：将第一铰链单元与另一个轴承座通过焊接方式相连接；
步骤四：将第二铰链单元与转轴通过焊接方式相连接。
上述铰链装置的制造方法，还可能包括如下步骤：
步骤一：将轴承部件组装好，外部给予轴承部件的上、下两端或一端施加大小恒定的力，力的大小必须是按如下方式控制，即组装完成之后，第一铰链单元和第二铰链单元必须能自由转动且连接紧密；
步骤二：将第一铰链单元与两个轴承座通过焊接方式相连接；
步骤三：将第二铰链单元与转轴通过焊接方式相连接。
轴承套2，12与第一铰链单元之间有一定的间隔，特别是通过焊接方式连接的。滑套6在给定外力的情况下通过轴承套2，12与内铰链的轴承套5，15，25发生进气滑动。如给定外力大小可调节，则内外铰链可能在特定力矩下可发生扭损或变形。
通过车削或冷轧的方法加工转轴和两个轴承座，对第一铰链单元的轴承座有利，这样，它的外端面是闭合的，有利于得到光滑环状的表面。在第二铰链单元部分，对着外铰链轴承座的端面上有轴承座，这轴承座上个凸起部分，以便于与装到内铰链轴承座的滑套固定；或有个内凹端面，为了便于滑套或螺栓状零件装入。
显然，第一铰链单元的轴承座，或是有内凹端面为了便于滑套或螺栓状零件装入；或是有凸起部分。同样，这也是可能的，第一铰链单元部分的轴承座，一边，内凹端面，另一边，有凸起部分。第二铰链单元的轴承座要与外铰链部分的轴承座相匹配的构成，它的尾部端面，或是为了便于滑套装入；或是，为了便于螺栓状零件装入；或是，有凸起部分，为了和装入外铰链部分轴承座的滑套固定。
在使用螺栓状零件时(螺栓状零件是为支撑和铰链两部分轴向集中所服务的)，第二铰链单元的轴承座构造成圆柱状零件。假如，为了装入滑套，轴承座有内凹端面，它可以通过车削或冷轧加工出来；在这种情况下，可能，轴承座设计为空心轴或实体。假如，轴承座端面有凸起部分，它可设计为实心状况。
紧固件优先选择铰链叶片，与轴承座焊接在一块，当然还有其它可能的紧固方式。紧固件与轴承座成功焊接的条件：第一铰链单元部分的轴承座它必须至少有一个轴承座在铰链装配后才焊接，因为根据本次发明的铰链，如果不这样，就不能再装配了。在紧固的时候，特别是焊接时，所有的轴承座，可以在一个焊接过程中，焊接到铰链叶片上。要有一个设备，用于，使轴承座与铰链叶片相互位置的固定；同时，这个设备有利于第一铰链单元部分的轴承座承受压紧力的冲击，形成一个无间隙的内铰链轴承。优点是，这样，挤压力就能被测量和规范，两个铰链部件通过在一个确定区间力的作用下，可相互调整。在焊接后，这个预先设定的挤压力仍然保留，因为轴承座与外铰链的紧固件(确切的说是铰链叶片)已经固定。显然，第一铰链单元轴承座和紧固件，能够在铰链装配及最后的外铰链轴承座焊接前，在一个分离的焊接过程中相互焊接起来。
上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本发明范围内，进行的各种改进和变化，均属于本发明的保护范围。
Claims (13)
1.铰链装置，包括有：第一铰链单元以及第二铰链单元，所述第一铰链单元和第二铰链单元通过圆柱形结构的轴承部件连接；其特征在于：所述轴承部件包括有转轴和两个轴承座，两个所述轴承座分别安装在转轴的顶端和底端；位于转轴顶端的轴承座的顶部和位于转轴底端的轴承座的底部，采用与轴承座本体为一体的封闭状结构；第一铰链单元的内侧上部和下部，焊接固定在两个所述轴承座的侧部，第二铰链单元的长侧面焊接固定在转轴的侧部；所述第一铰链单元(1)和第二铰链单元(4)采用铰链叶片式结构；所述转轴(5)由中部往上，包括有主体段(5a)、限位段(5c)和凸起段(5b)，且主体段(5a)直径尺寸＞限位段(5c)直径尺寸＞凸起段(5b)直径尺寸；转轴(5)采用上下对称的结构；所述轴承座(2)采用外端封闭、内端开口的盲管状结构，内部设置有盲孔(2a)，盲孔(2a)周围为轴承座主体(2d)；盲孔(2a)的内端部为朝向开口方向凸的半球体结构的端面凸起(2e)；盲孔(2a)具有圆柱侧壁面(2f)。
2.如权利要求1所述的铰链装置，其特征在于：所述轴承座和转轴之间，设置有滑套。
3.如权利要求2所述的铰链装置，其特征在于：所述滑套所用材质为塑料。
4.如权利要求3所述的铰链装置，其特征在于：所述滑套(6)采用圆柱状结构，两端分别设置有圆柱形内孔(6a)和半球形内凹端面(6b)，圆柱形内孔(6a)具有圆柱形内凹端面(6e)；圆柱形内凹端面(6e)具有底部端面(6f)和侧壁面(6c)；圆柱形内凹端面(6e)和半球形内凹端面(6b)之间为连接筋(6d)。
5.如权利要求4所述的铰链装置，其特征在于：所述滑套(6)通过轴承座(2)的内端开口放入盲孔(2a)，滑套(6)的圆柱形内凹端面(6e)与转轴(5)的凸起段(5b)过盈配合固定在一起，半球形内凹端面(6b)与轴承座(2)的半球体结构的端面凸起(2e)贴合，且半球形内凹端面(6b)相对半球体结构的端面凸起(2e)的外表面滑动。
6.如权利要求5所述的铰链装置，其特征在于：所述圆柱形内凹端面(6e)与凸起段(5b)接触面成环状面，凸起段(5b)的端面放在圆柱形内凹端面(6e)的底部端面(6f)上；凸起段(5b)的轴向长度要大于或等于圆柱形内凹端面(6e)轴向的深度；转轴(5)中部的限位段(5c)外径小于或等于盲孔(2a)的内径。
7.铰链装置，包括有：第一铰链单元以及第二铰链单元，所述第一铰链单元和第二铰链单元通过圆柱形结构的轴承部件连接；其特征在于：所述轴承部件包括有转轴和两个轴承座，两个所述轴承座分别安装在转轴的顶端和底端；位于转轴顶端的轴承座的顶部和位于转轴底端的轴承座的底部，采用与轴承座本体为一体的封闭状结构；第一铰链单元的内侧上部和下部，焊接固定在两个所述轴承座的侧部，第二铰链单元的长侧面焊接固定在转轴的侧部；所述轴承座和转轴之间，设置有滑套；所述滑套所用材质为塑料；所述第一铰链单元(1)和第二铰链单元(4)采用铰链叶片式结构；所述转轴(15)的顶部设置有盲孔(15a)，盲孔(15a)的内端部为朝向开口方向凸的半球体结构的端面凸起(15b)；盲孔(15a)具有圆柱侧壁面(15d)，端面凸起(15b)的具有外表面(15c)；转轴(15)的底部设置有相同结构的盲孔；转轴(15)的上、下盲孔之间为主体段(15m)。
8.如权利要求7所述的铰链装置，其特征在于：所述轴承座(12)采用圆柱体叠加结构，即包括有：轴承座主体(12a)和圆柱体形的凸起(12d)，轴承座主体(12a)的直径尺寸＞凸起(12d)的直径尺寸；轴承座(12)采用实体结构，轴承座主体(12a)具有外端面(12b)和外侧面(12c)。
9.如权利要求8所述的铰链装置，其特征在于：所述滑套(6)采用圆柱状结构，两端分别设置有圆柱形内孔(6a)和半球形内凹端面(6b)，圆柱形内孔(6a)具有圆柱形内凹端面(6e)；圆柱形内凹端面(6e)具有底部端面(6f)和侧壁面(6c)；圆柱形内凹端面(6e)和半球形内凹端面(6b)之间为连接筋(6f)。
10.如权利要求9所述的铰链装置，其特征在于：所述滑套(6)通过转轴(15)的盲孔开口放入盲孔(15a)，滑套(6)的圆柱形内凹端面(6e)与轴承座(12)的圆柱体形的凸起(12d)过盈配合固定在一起，半球形内凹端面(6b)与转轴(15)的半球体结构的端面凸起(15b)贴合，且半球形内凹端面(6b)相对半球体结构的端面凸起(15b)的外表面滑动。
11.铰链装置，包括有：第一铰链单元以及第二铰链单元，所述第一铰链单元和第二铰链单元通过圆柱形结构的轴承部件连接；其特征在于：所述轴承部件包括有转轴和两个轴承座，两个所述轴承座分别安装在转轴的顶端和底端；位于转轴顶端的轴承座的顶部和位于转轴底端的轴承座的底部，采用与轴承座本体为一体的封闭状结构；第一铰链单元的内侧上部和下部，焊接固定在两个所述轴承座的侧部，第二铰链单元的长侧面焊接固定在转轴的侧部；所述轴承座和转轴之间，设置有滑套；所述滑套所用材质为塑料；所述第一铰链单元(1)和第二铰链单元(4)采用铰链叶片式结构；所述轴承部件包括有两个螺栓状零件(27)，套管(25)、轴承座(2)和滑套(6)；所述套管(25)为一段中空的圆管，两个螺栓状零件(27)固定在套管(25)的两端；滑套(6)位于轴承座(2)和螺栓状零件(27)之间；所述套管采用双层管道嵌套的结构，即：包括内管(30)和外管(29)；外管(29)为一段中空的圆管，具有上、下开口(29b)；内管(30)为一段中空的圆管，具有上、下端面(30b)；内管(30)的轴长尺寸大于外管(29)的轴长尺寸，内管(30)从外管(29)两端伸出外螺纹段(30c)；内管(30)中部外周设置有凸环段(30a)，外管(29)中部设置有凸环凹槽(29a)，凸环段(30a)镶嵌在凸环凹槽(29a)中；螺栓状零件(27)和外管(29)之间，设置有螺栓(32)，所述螺栓(32)固定在内管(30)的外螺纹段(30c)外周。
12.如权利要求1所述的铰链装置的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将第一铰链单元与一个轴承座通过焊接方式相连接；
步骤二：将轴承部件组装好，外部给予轴承部件的上、下两端或一端施加大小恒定的力，力的大小必须是按如下方式控制，即组装完成之后，第一铰链单元和第二铰链单元必须能自由转动且连接紧密；
步骤三：将第一铰链单元与另一个轴承座通过焊接方式相连接；
步骤四：将第二铰链单元与转轴通过焊接方式相连接。
13.如权利要求1所述的铰链装置的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将轴承部件组装好，外部给予轴承部件的上、下两端或一端施加大小恒定的力，力的大小必须是按如下方式控制，即组装完成之后，第一铰链单元和第二铰链单元必须能自由转动且连接紧密；
步骤二：将第一铰链单元与两个轴承座通过焊接方式相连接；
步骤三：将第二铰链单元与转轴通过焊接方式相连接。
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