CN103225458B - 阻尼自动定心铰链机制 - Google Patents

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Abstract

带有自动定心内门挡装置的铰链含：壳体；固定件，联接壳体至支承构件；附接元件，附接门至壳体；转轴，竖直地安装在壳体内；关闭和阻尼装置，于壳体内；转轴带有竖直轴线及第一和第二凸轮表面，关闭装置含推头；阻尼装置含流体和活塞，活塞含活塞头、阻尼接触表面和止回阀；关闭和阻尼装置从转轴轴线径向延伸；阻尼活塞内表面和圆柱筒形成第一腔室，阻尼活塞头外表面、孔和转轴形成第二腔室；当阻尼活塞移向转轴轴线，于第二腔室的流体通过止回阀;当阻尼活塞移离转轴轴线，回流受阻；及第二凸轮表面具半径，其从阻尼接触表面与在铰链完全打开时的凸轮表面啮合的位置的最小值，增至阻尼接触表面与在铰链完全关闭时的凸轮表面啮合的位置的最大值。

Description

阻尼自动定心铰链机制
技术领域
本发明涉及用于门的铰链，特别是用于木门或玻璃门，例如用于有框或无框玻璃门的铰链。本发明特别但并非只涉及用于木门或玻璃门的内铰链。
背景技术
木门或玻璃门多数是重的。玻璃门可能是双层或三层玻璃装嵌而成，特别是当其拟被用于室外使用或用于冷藏库时。木门可能是非常大的，并可能需要坚固的铰链，使该门能可靠地自动关闭至定心的关闭位置，免得需要门闩或门挡装置。
带有内门挡的门已在如第US 6560821号的美国专利中公开。WO2011/020630公开了带有内门挡装置的玻璃门铰链，其包含：壳体；固定件，用于将该壳体联接至支承构件；一对夹具；轴向转轴；以及多个偏置构件，其被布置成与该转轴啮合，以使该些夹具返回选自关闭位置和一个或多个打开位置中多个位置的其中之一个位置；其中该转轴带有多个定心表面，各偏置构件被布置成向各自的定心表面施力，以使该铰链定心在该些位置中的一个或多个位置。第1117784.7号的英国专利申请公开了另一带有自动定心内门挡装置的铰链，其包含：关闭装置，其于壳体内并适于与转轴啮合，以促使该铰链达到关闭位置或定心位置；阻尼装置，其于壳体内并适于与该转轴啮合，以阻尼该铰链移向该关闭位置；其中该转轴带有竖直轴线以及第一定心凸轮表面和第二定心凸轮表面，其中该关闭装置包含带有至少一个关闭接触表面的推头和被布置成促使该接触表面与第一定心表面啮合的弹簧；其中该阻尼装置包含工作流体和活塞，该活塞被可滑动地安装在圆柱筒内，该弹簧促使该圆柱筒与该转轴的第二定心表面啮合；该阻尼活塞包括止回阀；其中该关闭装置和阻尼装置从该转轴轴线以相反方向径向地延伸；其中该阻尼活塞的内表面、套筒和圆柱筒形成工作流体的第一腔室，而该阻尼活塞头的外表面、孔和转轴则形成工作流体的第二腔室；当该阻尼活塞在使用时移向该转轴轴线时，置于该第二腔室中的工作流体会通过在该阻尼活塞中的止回阀，而当该阻尼活塞移离该转轴轴线时，通过该止回阀的回流则会受阻。
这些说明书的公开内容以引用的方式为所有目的并入本说明书的公开内容中。
发明内容
按照本发明所述，提供了带有自动定心内门挡装置的门铰链，其包含：
壳体；
固定件，用于将该壳体联接至支承构件；
附接元件，用于将门附接至该壳体，使得该门可绕着主铰链轴线旋转；
转轴，其竖直地安装在该壳体内；
关闭装置，其于该壳体内并适于与该转轴啮合，以促使该铰链达到关闭位置或定心位置；
阻尼装置，其于该壳体内并适于与该转轴啮合，以阻尼该铰链移向该关闭位置；
其中该转轴带有竖直轴线以及第一凸轮表面和第二凸轮表面，该些凸轮表面被布置成当该壳体相对于该转轴旋转时，会促使该关闭装置或阻尼装置分别远离该轴线；
其中该关闭装置包含至少一个关闭接触表面和弹簧，该弹簧被布置成促使该接触表面与第一凸轮表面啮合；
其中该阻尼装置包含工作流体和活塞，该活塞包含可滑动地安装在圆柱筒内的活塞头、位于该圆柱筒内的弹簧，该活塞带有阻尼接触表面，该弹簧促使该阻尼接触表面与该转轴的第二凸轮表面啮合；该活塞包括止回阀；
其中该关闭装置和阻尼装置从该转轴轴线径向地延伸；
其中该阻尼活塞的内表面和圆柱筒形成工作流体的第一腔室，而该阻尼活塞头的外表面、孔和转轴则形成工作流体的第二腔室；
当该阻尼活塞在使用时移向该转轴轴线时，置于该第二腔室中的工作流体会通过在该阻尼活塞中的止回阀，而当该阻尼活塞移离该转轴轴线时，通过该止回阀的回流则会受阻；以及
其中该第二凸轮表面具有由该转轴轴线为中心的半径，其从该阻尼接触表面与在该铰链处于完全打开位置时的该凸轮表面啮合的位置的最小值，增至该阻尼接触表面与在该铰链处于完全关闭位置时的该凸轮表面啮合的位置的最大值。
在优选实施例中，于该转轴的相对两侧并与该关闭位置成直角的位置时，该第二凸轮表面的半径具有最小值。在可能以两个方向打开的铰链中，例如四扇无框玻璃门，在横截面视图中，该第二凸轮表面的剖面优选地在该关闭位置的任一侧均为对称的。在这样的布置中，阻尼力会受到控制，使得当该铰链在该关闭位置的任一侧打开时，该力会随着该壳体的放置角度而对称地改变。该些第二凸轮表面可能两者均呈凸形，例如圆柱形或以其他方式向外弯曲。作为另一选择，该第二凸轮表面可能呈平面。
该推头上可设有关闭接触表面。该推头可为该活塞朝向该转轴前向延伸的某部分。该接触表面可在该推头上包含平面或弯曲的表面。
作为另一选择，该关闭活塞的推头可包含一个或多个滚轮，而其是为了自由地绕着竖直轴线旋转而安装的。可使用单个滚轮，例如安装在该推头中的狭槽中。作为另一选择，可互相隔开地安装两个滚轮，例如在该推头的上侧和下侧。在这样的布置中，该滚轮或各滚轮的周边形成了该关闭装置的接触表面。
特别优选的是该铰链在从完全关闭位置移至完全打开位置期间，会相对于该转轴旋转90°。所述布置让该转轴可设有与该关闭凸轮表面成直角的停止表面。如有需要，可装设滚轮活塞，以提高关闭效率和阻尼效率，并改善关闭状况和阻尼状况。
该关闭凸轮表面可带有一个或多个周缘的凹陷或突出部，其被布置成限定该滚轮或该些滚轮的停止位置。该一个或多个停止位置可能处于该铰链的完全关闭位置或与打开位置成直角。以一个方向打开的门可使用单个停止位置。以两个方向打开的门可使用两段式位置。
该些第一和第二凸轮表面可形成心形或梨形的凸轮剖面。在一个实施例中，该剖面为斜角形(mitre shape)，其中两个凸形表面从整体上呈平面的底部延伸，形成顶端；其中该关闭凸轮表面包含底部，而该些阻尼凸轮表面在完全关闭接触位置时从该底部延伸至顶端。
优选地，该第一凸轮表面和第二凸轮表面各异且不会重叠，使得该关闭活塞不会与该第二凸轮表面啮合，而该阻尼活塞不会与该第一凸轮表面啮合。这让各凸轮表面和活塞的组合可被设计成仅完全符合该阻尼力或关闭力的状况(profile)。该第一凸轮表面和第二凸轮表面之间无须有任何平滑过渡。
作为另一选择，当该第一凸轮表面和第二凸轮表面整体上呈平面时，该转轴的横截面可呈三角形。
在第一实施例中，该关闭凸轮表面和阻尼凸轮表面是在沿着该转轴的轴线上的相同位置。这样的布置减少了在该转轴和轴承的扭力，并让该壳体的高度减至最低。
作为另一选择，在第二实施例中，该关闭表面和阻尼表面可被布置在不同的轴向位置，使得其在该壳体内沿着该转轴轴线是一个位于另一个之上。该关闭装置和阻尼装置可在该转轴轴线的同一侧平行延伸。作为另一选择，该关闭装置和阻尼装置可以不同方向延伸。在优选实施例中，该关闭装置和阻尼装置以相反方向从该转轴轴线径向地延伸。
在另一替代实施例中，该转轴可带有位于两个关闭凸轮表面之间的阻尼凸轮表面，该关闭推头包含两个朝向该转轴延伸的构件。该些构件可包含安装在该推头上的滚轮。
相反，关闭凸轮表面可位于两个阻尼凸轮表面之间，该阻尼推头包含两个朝向该转轴延伸的构件。该些构件可包含滚轮。
在这些布置中，由于各活塞仅与各自的凸轮表面啮合，因此会减少在该转轴上的磨损。
在本发明的第一实施例中，该转轴可位于该铰链轴线上。
在本发明的第二实施例中，该转轴可位于与该铰链轴线平行隔开的位置。该转轴位于该铰链轴线上让该转轴可直接与该壳体连接，使得该转轴不会在使用时旋转。这样的布置特别会被应用在与玻璃门使用的铰链中。
按照本发明所述的优选方面，该转轴竖直地安装在该壳体内，该转轴带有的转轴轴线位于与该铰链轴线平行隔开的位置上；以及
其中该转轴以连结装置连接至该固定件，该连结装置被布置成使得当该铰链在该铰链轴线上旋转时，会致使该转轴同时旋转。
该连结装置可被进一步布置成使得该转轴旋转会致使该铰链旋转。该关闭装置致使该转轴旋转可令该铰链旋转，使得该转轴的旋转可致使该铰链旋转至关闭位置。
在第一实施例中，该连结装置包含齿轮系；该齿轮系包含连接至该转轴的外带齿齿轮和连接至该固定件的内带齿齿轮，其中该内带齿齿轮位于该铰链轴线上，或该外带齿齿轮与该铰链轴线互相隔开。
在第二实施例中，该连结装置可包含安装在该转轴上和在该壳体上的曲柄，连接构件将该些曲柄连接起来。举例来说，枢轴可将连接杆连接至该转轴和壳体。
该些枢轴可分别位于从转轴轴线和铰链轴线的径向距离，以提供足够转力，使得该些关闭装置的弹簧可致使安装了该铰链的门关闭。
该连结装置优选地被布置成使得该铰链和转轴在打开和关闭期间均被正向带动；使得附接了该铰链的门在所有打开和关闭阶段时，该关闭装置和阻尼装置均会啮合。
当该连结装置包含齿轮系时，该内齿轮和外齿轮可通过一个或多个中间齿轮来啮合。
优选地，为了自由地旋转而安装在壳体上的单个中间齿轮被布置成与该内齿轮和外齿轮啮合，以形成该齿轮系。在这样的布置中，该内齿轮和外齿轮在使用时以相同方向旋转。
该转轴以顺时针方向旋转，会致使该壳体相对于该固定件(并因而相对于该门框)逆时针地旋转，而反之亦然。
相反，该铰链旋转以开门或关门，会致使该转轴以相反方向旋转，从而引动该阻尼机制。
特别优选的铰链包括关闭装置和阻尼装置，连同齿轮系、曲柄或其他连结装置。
按照本发明所述的铰链提供了几个优势。使用带有半径会从该打开位置到该关闭位置增加的阻尼凸轮表面，提高该阻尼装置的效率。当该铰链接近该完全关闭位置时，对该阻尼活塞内的流体所施加的压力会增加，使得该阻尼力达到最大值，避免门砰地关上。
使用如所公开般的如齿轮系或曲柄装置的连结装置带来了几个优势。该转轴轴线可从该铰链和门的旋转轴线移置，使该阻尼装置能够位于该关闭装置的径向地相对的位置，而在门和侧柱之间无须有大的间隙。
大的间隙可能会有碍观瞻，并可能会削弱隔音和隔热，例如让风通过该门和侧柱之间。重要的是，缩小该门和侧柱之间的间隙大小会减低任何在使用该门期间儿童手指被夹到的可能性。
该内齿轮和外齿轮的半径可为相同的。
该些齿轮优选为带齿齿轮，但也可采用摩擦轮。在另一替代方案中，链传动可将该些齿轮链轮连接起来。
该铰链优选为与木门或玻璃门使用，更优选为用于木门或用于有框玻璃门的内铰链。可设有一对夹具以将门板紧固至该铰链。该铰链移向打开位置或关闭位置，会使该门相应地移向打开位置或关闭位置。当该偏置构件在该门打开或关闭期间旋转时，该些定心表面，特别是该主要定心表面，会充当凸轮表面。
在某些特定的实施例中(但并非必须)，该阻尼活塞的内表面和圆柱筒形成工作流体的第一腔室，而该阻尼活塞头的外表面、孔和转轴则形成工作流体的第二腔室；
当该阻尼活塞在使用时移向该转轴轴线时，置于该第二腔室中的工作流体会通过在该阻尼活塞中的止回阀，而当该阻尼活塞移离该转轴轴线时，通过该止回阀的回流则会受阻。
在优选实施例中，可调整阀是位于该壳体中；
第一导管，其在该第一腔室和该可调整阀之间相通；
第二导管，其在该第二腔室和该可调整阀之间相通；
因此该阀的调整控制了工作流体从该第一腔室至该第二腔室的流量，以阻尼该铰链移向该关闭位置或定心位置。
使用单个可调整阀是优选的。然而，如需要的话，可使用两个或多个可调整阀。当使用两个阀时，一个阀可在该铰链的整个关闭运动期间打开，而另一个阀就由该阻尼活塞在铰链的某选定角度位置(例如当该铰链临近该完全关闭位置时)的运动关闭。
使用两个独立的关闭装置和阻尼装置让其各自可以简单而坚固的构造生产出来，使得可选择关闭力和阻尼力以及各装置的阻尼状况，来配合任何特定的应用。举例来说，较强的阻尼装置可被用于在使用期间容易砰地关上的重门或大门。
该阻尼装置的位置对于该关闭装置为转轴的对面，这提供了与关闭活塞和阻尼活塞两者都在该转轴轴线的同一侧的铰链相比更为平衡的构造。该些轴承的磨损得以减少，使得该些凸轮表面在长时间使用后而对不准的可能性较低。在第二凸轮表面或中间凸轮表面相对细小的情况下，这是特别重要的，因为如果该转轴不能精确地对准，则这些凸轮表面的边缘可能会变得磨损。
该阻尼活塞可包含活塞头和可在该圆柱筒内滑动地移动的套筒。
该工作流体优选为油或液压流体。
该阻尼装置包含工作流体的回路，其从弹簧所在的腔室延伸至该可调整阀，并从该可调整阀延伸至该阻尼活塞的外部前表面与该转轴的凸轮表面或定心表面于其中啮合的腔室。因此，该些活动部件都保持在良好的润滑状态。
单个可调整阀可位于该壳体的外部，使调整简单而方便。
该关闭装置位于该壳体内的独立腔室中，可充满了油或其他流体，但这不是必需的。当使用活塞装置时，可设有一个或多个开口，以在该活塞在使用中伸缩时，使该工作流体可环流。该开口的维度可被设置为抑制流体的流量，为该铰链提供额外的阻尼。作为另一选择，该开口可大得足以允许自由流动。
相比之下，在该两个腔室之间有自由流动的布置中，不大可能利用可调整阀来控制阻尼。
该些第一和第二凸轮表面可带有相似或不同的构型。在优选实施例中，该些表面整体上呈平面或包含平面部分。优选地，该些凸轮表面在该转轴轴线的前向方延伸，使得该轴线通过该转轴并且不会通过该平面表面前的空间。可设有与该平面关闭凸轮表面成直角的第二停止表面。这种布置使该铰链可停在打开位置，例如与该关闭定心位置成90°。若该关闭构件在处于该定心位置时延伸到该转轴轴线之外，则这样的布置是不可行的。
该停止表面或各停止表面可被布置成与该主要偏置构件啮合，以使该铰链的夹具保持在打开位置。优选地，该铰链保持在与关闭位置成直角的打开位置。
优选地，该停止表面或各停止表面与该主要定心表面成直角。
优选地设有两个平行的停止表面。优选地有两个与该关闭位置两侧中任一侧成直角的打开位置。在这种布置中，该门可保持在与该关闭位置的任一侧成直角的打开位置。除非对附接了该铰链的门施加小的关闭力而其足以克服主要弹簧的力，否则该门可在两个方向中任一方向保持打开。
在以下的描述中，朝向该偏置构件或活塞的方向被称之为前向(forward)，而远离该偏置构件或活塞并朝向该转轴的方向则被称之为后向(rearward)。
在优选实施例中，该转轴被布置成使得当该主要定心表面面向该偏置构件时，该停止表面或各停止表面会相对于该定心表面成直角地延伸，该停止表面带有面向该偏置构件的前向边缘和背向该偏置构件的后向边缘。
处于这位置时，该停止表面优选地从该转轴轴线后向的位置延伸至该转轴轴线前向的位置，或延伸至在与该主要定心表面平行的转轴直径上的轴线上的位置。在后者的布置中，其中该前向边缘或两个前向边缘在处于该关闭位置时位于该转轴直径上，该前向边缘与该转轴直径成正交，该停止表面或各停止表面优选地朝该转轴轴线的后向延伸。在这种布置中，由于该偏置构件和该停止表面之间是毗连的，故此该铰链无法在超过该打开位置的角度作角度旋转。在与该主要定心表面啮合前，该偏置构件会接触该停止表面的前向边缘，促进该铰链朝向该关闭位置旋转。
在替代实施例中，该近处边缘位于该转轴直径的前向方。在这种布置中，该停止表面优选地前向延伸足以提供抵抗该铰链朝向该关闭位置旋转的还原力的距离。可选择该前向边缘和该直径(或转轴轴线)之间的距离，使得该偏置构件提供足以让紧固至该铰链的门可保持在该打开位置的还原力，但这力又不会太大令使用者难以关门。该距离的长短和因此而生的还原力的强弱程度可视乎该门的宽度、该门的重量和预定使用者的力度而定。
在优选实施例中，该主要定心凸轮表面位于该转轴直径之前向方。这带来了几个优势。这有助该铰链关闭。该弹簧或其他偏置构件在使用时的延伸长度会缩短。这使较强力但较便宜的弹簧可被使用。在该转轴旋转期间移置的润滑油容量也减少了。这给予该油较长的工作寿命。
可在该停止表面的前向边缘和该主要定心凸轮表面的邻近边缘之间设有另一凸轮表面。该另一凸轮表面可呈圆形，以促使该铰链顺畅地打开和关闭，减少该接触表面的磨损。这使较次级的钢可被用来生产该转轴。
可在该些第一和第二表面之间设有一个或多个中间表面，其位于该些第一和第二表面中间的某个角度。该些中间表面可呈平面或凸形，并可用于妨碍或避免该铰链在某中间角度关闭。这样的布置可避免门意外地砰地关上。该些中间表面可与该主要关闭定心凸轮表面成30°、45°或60°角。该偏置构件与该些中间表面啮合可减低该门的旋转速度，或可让该门停在该中间角度。
当该铰链是与玻璃门一同使用时，该些夹具可适于将玻璃门板紧固地啮合。该玻璃门板可带有洞，以容纳通过该些夹具的螺栓。作为另一选择或此外，该些夹具还可透过摩擦力或透过使用粘合剂来与该玻璃门板啮合。
附图说明
本发明通过并无任何限制性的例子，并参照附图，作进一步的描述，其中：
图1显示了按照本发明所述的铰链；
图2显示了处于打开位置的铰链；
图3显示了处于关闭位置的铰链；
图4显示了该壳体的多个视图；
图5是沿图4的B-B线的横截面图；
图6是沿图4的A-A线的横截面图；
图7是该铰链的分解图；
图8是该些活动部件的侧视图；
图9显示了该转轴的多个视图；
图10是按照本发明所述的玻璃门的透视图；
图11显示了图10所示的铰链的多个视图；
图12是图10所示的铰链的分解图；
图13是图11所示的铰链的A-A的横截面；
图14是图11所示的铰链的B-B的横截面；
图15显示了图10-14所示的铰链的工作部件；
图16显示了该转轴的多个视图；
图17显示了另一替代的转轴；
图18显示了推头；
图19显示了另一替代的推头；
图20显示了用于关闭装置的推头；
图21显示了另一替代的转轴；
图22显示了又另一替代的推头；以及
图23显示了又另一替代的转轴。
图24显示了本发明的又一实施例，包括曲柄连结装置；
图25和26显示了处于关闭位置和打开位置的铰链；
图27是该铰链的分解图；
图28显示了该铰链的活动部件；
图29显示了该转轴；
图30显示了该关闭活塞；以及
图31显示了该阻尼活塞。
具体实施方式
以下的描述使用了相同的附图标记来表示在各实施例多个附图中相同的组件。
图1至4显示了按照本发明所述的铰链。该铰链包含壳体(1)，其带有设有螺丝孔的水平整合凸缘(2)和亦设有螺丝孔的竖直凸缘(3)，以使该铰链可被紧固至门的一角(未显示)。固定件包含水平凸缘(4)和竖直凸缘(5)，各自设有洞，以让该铰链栓紧至地板或天花板以及门侧柱的竖直部分(未显示)。该固定件带有位于该铰链轴线上的整合齿轮(6)。这被称为内齿轮。外齿轮(7)位于该壳体(1)的外部，并由中间齿轮(8)将其连接至该内齿轮。
图5和6是图4的铰链沿B-B和A-A线的横截面图。转轴(9)在该壳体内竖直延伸，安装在上轴承和下轴承(10、11)上。该转轴(9)的下端和下轴承(10)被安装在该壳体中的盲孔中。该转轴(9)的上端延伸并穿过在该壳体内由密封圈(12)和垫圈(13)形成的开口。该转轴端(14)带有矩形或其他不规则构型的头部以与该外齿轮(7)啮合。平头螺钉(15)将该齿轮(7)紧固至该头部(14)，而该齿轮被限于随着该转轴旋转而旋转。
关闭装置包含圆柱形孔，而活塞(17)安装在其内以进行滑动运动。该孔由端盖(18)闭合。一对弹簧(19、20)在该端盖和该活塞(17)的后面(21)之间延伸，促使该活塞向外，朝向该转轴(9)，以为该铰链提供关闭力。推头(22)朝向该转轴(9)的轴线延伸。该推头的平面接触表面(23)与该活塞的平面凸轮表面(24)啮合，以促使该铰链进入如图5和6所示的关闭位置。
图7是显示该铰链的组件的分解图。图8是主要活动部件的侧视图。油通道(25、26)使油可在该铰链打开和关闭期间流过该活塞(17)。
该阻尼装置包含阻尼活塞，其包含活塞头和安装在圆柱形孔(29)内的圆柱形套筒(28)。该阻尼活塞包含带有平面接触表面(41)的推头(27)，该平面接触表面与该转轴(9)的阻尼凸轮表面(49)啮合。该阻尼装置孔(29)可与该关闭装置孔(16)同轴。该孔(29)由端盖(30)闭合。阻尼弹簧(31)和阀座(33)被置于邻近该推头(27)。当该转轴在该铰链关闭期间促使该活塞径向地向外时，栓于该推头(27)的后表面和该阀座(33)之间的阀构件(34)会作用来密封阀孔(35)。针阀(36)位于在该壳体中的带螺纹的孔内，在该转轴相对于该壳体旋转以及该活塞因此对抗该弹簧(31)的回复力而压缩期间，提供可调整的通道，用于让该活塞所移置的油从该活塞的阻尼腔室(37)流至该转轴腔室(38)。该些孔(16、29)充满了油或液压流体。调整图5所示的第一可调整阀(36)，使该阻尼活塞所移置的油的最大流量可受控，以限制该铰链在使用时的最快关闭速度。第1117784.7号的英国专利申请(代理人案号CHO-P3291GB2)公开了这种布置，其公开内容以引用的方式为所有目的并入本说明书中。
图6显示了第二可调整阀(51)，如图6所示，其调节在通道(52)和(53)之间油的流量。使用两个阀在铰链的选定角度下提供不同阻尼。举例来说，第一阀可控制油的流量以在80°至25°提供阻尼，而第二阀在25°和5°之间提供阻尼。
当该铰链移向该关闭位置时，在该阻尼腔室(37)内的油会被挤压并被迫进入与阀(51)相通的两个槽(52，53)和与阀(36)相通的槽(54)。在关闭最初期间，油可流经阀(36)以返回该转轴腔室。油亦流经阀(51)并返回该转轴腔室。调整该些阀(36、51)可控制油的流动速度并因而控制阻尼的程度。
在关闭较后期间，当该铰链接近该关闭位置时，通道(53)会透过与位于该活塞的密封圈(55)接触而闭合，以防止油流到阀(51)并流进通道(52)。通过这个方式，当该铰链临近该完全关闭位置时，例如25°和5°之间时，提供额外阻尼。
将该壳体(1)连接至该固定件(4、5)的齿轮系包含整合在该固定件的内齿轮(6)、扣紧至该转轴头部(14)的外齿轮(7)以及中间齿轮(8)。螺钉和轴承(39)将中间齿轮(8)紧固至从该壳体(1)向下延伸的柱(40)。该三个齿轮(6、7、8)被布置成当该铰链处于该完全关闭位置时，其与共面的轴线对齐。
图9显示了该转轴(9)的多个视图。该转轴(9)包含圆柱形杆，其带有矩形或方形键段(14)，该键段的维度被设置为与该齿轮(7)啮合。套环从该转轴径向地延伸，以将该轴承(11)保留在关闭圈(12)内。该转轴的上部包含圆柱形头部(45)，其维度被设置为被容纳在该轴承(10)和该壳体(1)的盲孔中。
该转轴包含两个凸轮表面，其位于该转轴轴线上的相同位置。关闭凸轮表面带有平面接触表面(第一凸轮表面)、两个成直角的第二凸轮表面或停止凸轮表面(47)以及在该第一凸轮表面(46)和该第二凸轮表面或停止凸轮表面(47)之间延伸的中间凸轮表面(48)。该轴线在该平面接触表面(46)后延伸并穿过转轴主体，使得该第二凸轮表面(47)从该转轴轴线后向的位置延伸至该转轴轴线前向的位置，以形成保留停止表面，使该铰链可保持在该成直角的打开位置中。
该阻尼凸轮表面包含两个凸圆柱形或以其他方式弯曲的表面(49)，该些表面后向地延伸以形成顶端(50)。该些凸形表面(49)与该转轴轴线的径向距离会从处于该些第二凸轮表面(47)的最小值增至处于该顶端(50)的最大值。
当该铰链处于完全打开的位置时，关闭活塞的接触表面(23)与该转轴的第二接触表面或停止接触表面(47)啮合，使得该顶端(50)被导向成直角地远离该阻尼活塞的接触表面(41)。当该铰链从该完全打开位置位移时，该些相反地布置的弹簧(19、20)会促使该活塞(17)朝向该转轴，直至该第一凸轮表面(46)与该推头(22)的接触表面(23)平行为止。在从该打开位置移动期间，其中一个阻尼凸轮表面(49)的在增加的半径会促使该阻尼活塞从该转轴径向地向外，直至透过与该顶端(50)啮合，该阻尼弹簧被完全压缩而该阻尼活塞完全缩回为止。在这过程期间，阀(32)是闭合的，使得油被迫穿过针阀(36)，以在该铰链关闭期间提供受控的阻尼。当该顶端(50)达到该完全展开位置，而该阻尼活塞的接触表面又处于离该转轴轴线的最远距离时，该凸轮表面(49)所施加的压力会增至最强。
当该铰链打开时，该些关闭弹簧(19、20)会被压缩。当该阻尼活塞移向该转轴时，阻尼弹簧(31)会被放松。在该转轴空腔(38)内的油可通过该阀通道(35)经过阀构件(34)并进入该阻尼活塞的内部，补注该阻尼装置，以作进一步使用。
图10至15显示了按照本发明所述与无框玻璃门一同使用的铰链。该铰链包含带有向内的夹持表面(102、104)的夹具(101)，其被紧固至铰链壳体(103)。该转轴的啮合栓钉(105)从该铰链向下延伸，以与接地固定件的插口(未显示)啮合，使得该转轴在该铰链于使用中旋转时保持固定。
图14是图11的B-B的横截面，显示了针阀(124、125)和通道(126、127、128)，其形成了让油从阀(36)和(51)流至该转轴腔室的返回通道。
图15显示了该铰链的主要活动部件，包括该关闭推头(114)和阻尼推头(119)与该转轴(106)啮合的布置。
图16显示了该转轴的构型。转轴(106)在该壳体内竖直延伸，安装在上轴承和下轴承(107、108)上。该转轴(106)的上端被容纳在该壳体中的盲孔中。该转轴(106)的下端延伸并穿过在该壳体中的开口，并在该矩形啮合栓钉(105)中终止，以让该转轴可与在接地或天花固定件中的匹配插口啮合。
该转轴包含头部(109)、啮合栓钉(105)以及在该头部和栓钉之间延伸的杆。上套环和下套环(129、130)被用作轴承，以保持该转轴径向地在该壳体中的孔内。该些套环(129、130)之间置有多个凸轮表面。整体上呈平面的关闭凸轮表面(131)在该些套环(129、130)之间的整个距离间延伸。该凸轮表面(131)位于该转轴轴线的前向方，使得该转轴轴线通过该转轴主体。如图15所示，该平面或整体上平坦的凸轮表面(131)被布置成与该相对的推头(114)的接触表面相配合，使得该弹簧(112)延伸致使该铰链相对于该转轴旋转至该门的关闭位置。
关闭装置包含圆柱形孔，活塞(110)安装在其内，以进行滑动运动。该孔由端盖(111)闭合，而一对弹簧(112、113)在该端盖和活塞(110)的后面之间延伸。该弹簧促使该活塞向外朝向该转轴(106)，以为该铰链提供关闭力。推头(114)带有接触表面(115)，其维度被设置为如下文所述般与该活塞(110)的凸轮表面啮合。穿过该推头的轴孔(116)让该圆柱形孔(117)和装有该转轴的孔相通，并使油可从该圆柱形孔(117)流动至装有该转轴的孔。
该阻尼装置包含阻尼活塞，其包含带有推头(119)的活塞头，以及与在该活塞(118)中的入口(121)相通的轴向通道(120)。当该活塞(118)被促使对抗该弹簧(123)的作用并远离该转轴时，阀构件(122)会被用来防止油回流。
图16所示的转轴带有上关闭凸轮表面和下关闭凸轮表面，以及位于该些上和下关闭凸轮表面之间的阻尼凸轮表面。该截面B-B显示了各关闭凸轮表面的剖面。中间凸轮表面(132)将该整体上呈平面的关闭凸轮表面(131)连接至成直角的停止表面(133)。凸形表面(134)后向地延伸，其半径增加以形成顶端(135)。
该截面A-A显示了该阻尼凸轮的剖面。该转轴带有平面表面(136)，其与关闭凸轮表面(131)连接，以形成连续的关闭凸轮表面。该些阻尼凸轮表面(137)呈凸形，而其各自的半径从该些平面停止表面(140)朝向邻近该关闭表面(131、136)的位置而增加，且其半径在远离该关闭表面(131、136)的顶端(138)时为最大。在该铰链处于完全关闭位置时，顶端(138)会面向该阻尼活塞(118)的推头(119)。当该铰链旋转至该关闭位置时，与推头(119)接触的阻尼凸轮表面的半径会从该些停止表面(140)至该顶端(138)增加，使在该阻尼活塞中的油压增加，以在该铰链临近该完全关闭的位置时提供最大的阻尼力。图15显示了该完全关闭位置。
图17显示了另一替代的转轴，其中该关闭凸轮表面(141)位于两个阻尼凸轮表面之间，除此之外该些凸轮的剖面与参照图16所述的相同。
图18显示了与如图17所示的转轴一同使用的阻尼活塞，其中该推头包含两个构件(150)，各带有平行的层状构型，以限定该些构件之间的槽(151)。在这种布置中，如截面B-B所显示，关闭凸轮表面(131)、中间表面(132)和停止表面(133)形成的侧向延伸凸缘位于槽(151)内，支撑着该转轴。这会确保在长时间使用期间正确对齐并避免磨损。
图19显示了与如图16所示的转轴使用的阻尼活塞，其带有单个中央推头(152)。
图20显示了关闭活塞(110)，其带有如图15所示的中央推头(114)。
图21显示了又另一替代的转轴，其中该凸轮剖面呈三角形。该主要关闭表面(153)和该些停止表面(154)为如前文所述。平面阻尼凸轮表面(155)后向地延伸，以形成顶端(156)。
图22显示了适合与如图16或21所示的转轴使用的关闭活塞，其中安装了一对滚轮(157)，以在从活塞(159)延伸出来的突出部的相对两侧上自由地旋转。这活塞适合用于高使用量或与非常重的门使用。
图23显示了被配置成与如图22所示的活塞和滚轮使用的转轴。该些阻尼凸轮表面包含中央凸形凸轮(160)，其如前文所述后向地延伸至顶端(161)。上关闭凸轮表面和下关闭凸轮表面位于该阻尼凸轮表面(160)的上方和下方，并被布置成与滚轮(157)相配合。该些关闭凸轮表面带有中央凹形表面(162)，其半径被选定以在处于该完全关闭位置时接纳滚轮(157)的周边。突出部(163)设有凹陷处(164)，以在该铰链成直角的打开位置中形成停止位置。该些凹形表面(162)和(164)之间的凸肩(165)设有凸轮表面，当该铰链从该打开位置旋转至该关闭位置时，该滚轮会在其上经过。
图24至31描述了本发明的进一步实施例，其中该连结装置包含曲柄装置。该铰链包含壳体(201)，其带有设有螺丝孔的水平整合凸缘(202)和亦设有螺丝孔的竖直凸缘(203)，以使该铰链可被紧固至门的一角(未显示)。该固定件包含水平凸缘(204)和竖直凸缘(205)，各自设有洞，以让该铰链可栓紧至地板或天花板以及门侧柱的竖直部分(未显示)。
连结装置将该固定件(204、205)连接至该壳体(201)。该连结装置包含内曲柄(206)，其通过连接构件(210)连接至外曲柄(207)。内曲柄(206)被安装在该铰链的主轴线上的枢轴(208)上。枢轴(208)通过平头螺钉连接至转轴(209)。该壳体(201)相对于该固定件(204、205)旋转会致使该转轴(209)旋转。相反，转轴(209)旋转会致使该壳体(201)相对于该固定件(204、205)旋转。该些曲柄(206、207)的半径被选定以在该关闭构件致使该转轴旋转时，提供该铰链的合适转矩。
该关闭装置和阻尼装置的构造与参照前述附图所述的相似。该转轴(209)在该壳体内竖直地延伸。该转轴的下端被安装在该壳体中的盲孔中。该转轴的上端延伸并穿过在该壳体内的开口，该开口由关闭盖(212)和垫圈(213)形成。曲柄(207)包含被紧固至该转轴头部(214)的套环，并带有曲柄臂。梢钉(215)将该连接构件(210)枢轴地紧固至该曲柄臂。
图28显示了该些活动部件的布置。
图29至31说明了该转轴以及关闭活塞装置和阻尼活塞装置。
该转轴(170)带有环形套环(171、172)，而凸轮表面在该些套环之间延伸。截面A-A显示了该凸轮表面的剖面。除了该主要关闭凸轮表面是位于上阻尼凸轮表面和下阻尼凸轮表面之间之外，该构型与图23所示的相似。该主要关闭凸轮包含位于凸肩(174)之间的中央凹形凸轮表面(173)。凸形表面(175)后向地延伸至顶端(176)。一对突出部(177)向外延伸，以形成凹陷处(178)，其与滚轮相配合以形成停止表面。该些阻尼凸轮表面(175)各自的半径从该些停止表面(178)后向地增加至该顶端(176)。该关闭活塞(186)带有层状推头构件(179)以限定槽，于其中滚轮(180)安装在枢轴(181)上，致使其在与该凸轮表面啮合期间自由地旋转。
图31显示了带有推头(183)的阻尼活塞(182)，该推头(183)带有在两个平行构件(185)之间前向地延伸的狭槽(184)，其被布置成在该转轴旋转时容纳该转轴的突出部(177)。

Claims (30)

1.带有自动定心内门挡装置的门铰链，其包含：
壳体；
固定件，用于将该壳体联接至支承构件；
附接元件，用于将门附接至该壳体，使得该门可绕着主铰链轴线旋转；
转轴，其竖直地安装在该壳体内；
关闭装置，其于该壳体内并适于与该转轴啮合，以促使该铰链达到关闭位置或定心位置；
阻尼装置，其于该壳体内并适于与该转轴啮合，以阻尼该铰链移向该关闭位置；
其中该转轴带有竖直轴线以及第一凸轮表面和第二凸轮表面，该些凸轮表面被布置成当该壳体相对于该转轴旋转时，会促使该关闭装置或阻尼装置远离该轴线；
其中该关闭装置包含带有至少一个关闭接触表面和弹簧，该弹簧被布置成促使该接触表面与第一凸轮表面啮合；
其中该阻尼装置包含工作流体和活塞，该活塞包含可滑动地安装在圆柱筒内的活塞头、位于该圆柱筒内的弹簧，该活塞带有阻尼接触表面，该弹簧促使该阻尼接触表面与该转轴的第二凸轮表面啮合；该活塞包括止回阀；
其中该关闭装置和阻尼装置从该转轴轴线径向地延伸；
其中该阻尼活塞的内表面和圆柱筒形成工作流体的第一腔室，而该阻尼活塞头的外表面、孔和转轴则形成工作流体的第二腔室；
当该阻尼活塞在使用时移向该转轴轴线时，置于该第二腔室中的工作流体会通过在该阻尼活塞中的止回阀，而当该阻尼活塞移离该转轴轴线时，通过该止回阀的回流则会受阻；以及
其中该第二凸轮表面具有由该转轴轴线为中心的半径，其从该阻尼接触表面与在该铰链处于完全打开位置时的凸轮表面啮合的位置的最小值，增至该阻尼接触表面与在该铰链处于完全关闭位置时的凸轮表面啮合的位置的最大值；
其中用于关闭的凸轮表面和用于阻尼的凸轮表面是在沿着该转轴的轴线上的相同位置，其中用于关闭的凸轮表面包括第一凸轮表面，用于阻尼的凸轮表面包括第二凸轮表面；
其中该用于关闭的凸轮表面是平面的或带有一个或多个周缘的凹陷或突出的表面。
2.如权利要求1所述的铰链，其中该第二凸轮表面的半径在位于该转轴的相对两侧的位置时具有最小值。
3.如权利要求1或2所述的铰链，其中该第二凸轮表面的剖面为对称的。
4.如权利要求1所述的铰链，其中阻尼力会随着该壳体的放置角度而改变。
5.如权利要求1所述的铰链，其中该第二凸轮表面呈凸形。
6.如权利要求1所述的铰链，其中该第二凸轮表面包含两个凸形表面，从整体上呈平面的第一凸轮表面延伸，以形成顶端。
7.如权利要求1所述的铰链，其中该第二凸轮表面是呈平面的。
8.如权利要求1所述的铰链，其中该用于关闭的凸轮表面位于两个用于阻尼的凸轮表面之间。
9.如权利要求1所述的铰链，其中该用于阻尼的凸轮表面位于两个用于关闭的凸轮表面之间。
10.如权利要求1所述的铰链，其中该转轴进一步包含与该用于关闭的凸轮表面成直角的停止表面。
11.如权利要求10所述的铰链，其包含两个平行停止表面。
12.如权利要求1所述的铰链，其中该转轴轴线与该铰链轴线平行隔开；以及
其中连结装置将该转轴连接至该固定件，该连结装置被布置成使得当该铰链在该铰链轴线上旋转时，会致使该转轴同时旋转。
13.如权利要求12所述的铰链，其中该连结装置被布置成使得该转轴旋转会致使该铰链旋转。
14.如权利要求12所述的铰链，其中该连结装置包含齿轮系。
15.如权利要求14所述的铰链，其中该齿轮系包含连接至该转轴的带齿齿轮和连接至在该铰链轴线上的固定件的带齿齿轮。
16.如权利要求14至15中任一项所述的铰链，其进一步包含中间齿轮。
17.如权利要求12所述的铰链，其中该连结装置包含安装在该转轴和壳体上的曲柄，连接构件将曲柄连接起来。
18.如权利要求12所述的铰链，其中该铰链和转轴在该铰链打开和关闭期间均被正向带动。
19.一种带有自动定心内门挡装置的门铰链，其包含：
壳体；
固定件，用于将该壳体联接至支承构件；
附接元件，用于将门附接至该壳体，使得该门可绕着主铰链轴线旋转；
转轴，其竖直地安装在该壳体内，该转轴带有其位置与该铰链轴线互相平行隔开的转轴轴线；
关闭装置，其于该壳体内并适于与该转轴啮合，以促使该铰链达到关闭位置或定心位置；
阻尼装置，其于该壳体内并适于与该转轴啮合，以阻尼该铰链移向该关闭位置；
其中该转轴带有竖直轴线以及第一凸轮表面和第二凸轮表面，该些凸轮表面被布置成当该壳体相对于该转轴旋转时，会促使该关闭装置或阻尼装置远离该轴线；
其中该关闭装置包含带有至少一个关闭接触表面的推头和弹簧，该弹簧被布置成促使该接触表面与第一凸轮表面啮合；
其中该阻尼装置包含工作流体和活塞，该活塞包含可滑动地安装在圆柱筒内的活塞头、位于该圆柱筒内的弹簧，该活塞带有阻尼接触表面，该弹簧促使该阻尼接触表面与该转轴的第二凸轮表面啮合；该活塞包括止回阀；
其中该关闭装置和阻尼装置从该转轴轴线径向地延伸；以及
其中以连结装置将该转轴连接至该固定件，该连结装置被布置成使得当该铰链在铰链轴线上旋转时，会致使该转轴同时旋转；
其中用于关闭的凸轮表面和用于阻尼的凸轮表面是在沿着该转轴的轴线上的相同位置，其中用于关闭的凸轮表面包括第一凸轮表面，用于阻尼的凸轮表面包括第二凸轮表面；
其中该用于关闭的凸轮表面是平面的或带有一个或多个周缘的凹陷或突出的表面。
20.如权利要求19所述的铰链，其中该连结装置被布置成使得该转轴旋转会致使该铰链旋转。
21.如权利要求19所述的铰链，其中该连结装置包含齿轮系。
22.如权利要求21所述的铰链，其中该齿轮系包含连接至该转轴的带齿齿轮和连接至在该铰链轴线上的固定件的带齿齿轮。
23.如权利要求21至22中任一项所述的铰链，其进一步包含中间齿轮。
24.如权利要求19所述的铰链，其中该连结装置包含安装在该转轴上和在壳体上的曲柄，连接构件将曲柄连接起来。
25.如权利要求19所述的铰链，其中该阻尼活塞的内表面和圆柱筒形成工作流体的第一腔室，而该阻尼活塞头的外表面、孔和转轴则形成工作流体的第二腔室；
当该阻尼活塞在使用时移向该转轴轴线时，置于该第二腔室中的工作流体会通过在该阻尼活塞中的止回阀，而当该阻尼活塞移离该转轴轴线时，通过该止回阀的回流则会受阻。
26.如权利要求25所述的铰链，其中可调整阀是位于该壳体中；
第一导管，其在该第一腔室和该可调整阀之间相通；
第二导管，其在该第二腔室和该可调整阀之间相通；
因此该阀的调整控制了工作流体从该第一腔室至该第二腔室的流量，以阻尼该铰链移向该关闭位置或定心位置。
27.如权利要求26所述的铰链，其中该可调整阀位于该壳体的外部。
28.如权利要求19-22,24-27任一项所述的铰链，其中关闭构件包含可在圆柱筒内滑动地移动的活塞，该活塞包含活塞头和套筒，该活塞头带有具有接触表面的突出部，位于该套筒内的弹簧被布置成与该活塞的后表面啮合，以促使该接触表面与该转轴的凸轮表面啮合。
29.如权利要求19-22,24-27任一项所述的铰链，该用于阻尼的凸轮表面被置于在该转轴轴线上的相同位置。
30.如权利要求19-22,24-27任一项所述的铰链，其中该阻尼装置包含工作流体的回路，其包含的导管从该弹簧所位于的腔室延伸至可调整阀，并从该可调整阀延伸至该阻尼活塞的外部前表面与该转轴的定心表面于其中啮合的腔室。
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