CN106460427B - 使门、门扇或类似物实现旋转运动的铰链 - Google Patents

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Abstract

一种铰链，用于控制至少一闭合元件的旋转运动，例如门、百页窗或类似物；闭合元件锚接于一固定支撑结构，例如墙体、地板、框或类似物。铰链包括铰链体(10)、与之相互连接以便绕一第一轴(X)旋转的枢轴(20)、界定一第二轴(Y)的工作腔(40)，其中第二轴(Y)大体上垂直于第一轴(X)，以及沿第二轴(Y)在接近工作腔(40)底壁(45)的近端位置和远离工作腔(40)底壁(45)的远端位置之间滑动的柱塞部件(50)。

Description

使门、门扇或类似物实现旋转运动的铰链
技术领域
本发明一般应用于闭合或控制铰链的技术领域，尤其涉及使门、百页窗或类似物实现旋转运动的铰链。
背景技术
闭合铰链是已知技术，其包括盒状的铰链体和与之相互连接的枢轴，使闭合元件，例如门、百页窗或类似物，在打开位置和闭合位置之间旋转。
一般来说，这些铰链包括铰链体和与之相互连接的枢轴，使闭合元件在打开位置和闭合位置之间旋转。
这种已知的铰链进一步包括工作腔，其位于盒状铰链体内，并且滑动地容纳一柱塞部件。
这种已知的铰链已在例如EP0756663、US5867869和EP2148033中公开。
这种铰链可以改良，尤其是它的耐用性。
发明内容
本发明的目的是通过提供一种十分功能性和成本低的铰链，从而至少部分地克服上述已知技术的缺点。
本发明的另一个目的是提一种耐用性很高的铰链。
本发明的另一个目的是提供一种不太笨重的铰链。
本发明的另一个目的是提供一种推力高的铰链。
本发明的另一个目的是提供一种确保闭合元件从开门位置自动闭合的铰链。
本发明的另一个目的是提供一种可以支撑非常重的闭合元件而又不影响其性能的铰链。
本发明的另一个目的是提供一种构件数目最小的铰链。
本发明的另一个目的是提供一种可以长期实现精确闭合位置的铰链。
本发明的另一个目的是提供非常安全的铰链。
本发明的另一个目的是提供一种十分容易安装的铰链。
附图说明
通过阅读铰链1的一些优选的非排他实施例的详细描述，本发明进一步的特征和优点将更明显。在附图的帮助下将铰链1描述为非限制的实例，其中：
图1是铰链1一个实施例的分解立体图。
图2是图1所示之铰链1实施例的侧面图。
图3a和3b是图1所示之铰链1实施例沿平面III-III的截面图。
图4是铰链1另一个实施例的分解立体图。
图5a和5b是图4所示的铰链1实施例沿大体上平行于轴Y和大体上与轴X垂直的平面的截面图。
图6a和6b是图4所示的铰链1实施例沿大体上平行于轴X和轴Y的平面的截面图。
图7是铰链1进一步的实施例中一些细节的截面图。
具体实施方式
现参考上述附图，铰链1有利地用于控制至少一闭合元件的旋转运动；闭合元件可以是门、百页窗或类似物，其通过已知方式锚接于固定支撑结构上，例如墙体、地板、框或类似物。
作为非限制性的实施例，铰链1可以用于玻璃门、室内木门、铝门或PVC门、浴室百页窗或冷房门。
在附图中，闭合元件和固定支撑结构并没有示出来，因为它们是已知的。可以理解的是，闭合元件和固定支撑结构并不是所附权利要求所限定的发明的一部分。
因此，铰链1可设有盒状铰链体10，其锚接于固定支撑结构和闭合元件之一，也设有枢轴20，其锚接于固定支撑结构和闭合元件之另一。
在附图所示的所有实施例中，盒状铰链体10锚于固定支撑结构，枢轴20锚接于闭合元件。因此，盒状铰链体10是固定的，枢轴20是可旋转的。
然而，可以理解的是，盒状铰链体10也可以锚接于闭合元件，枢轴20也可以锚接于固定支撑结构，这样并不偏离所附权利要求限定的范围。
合适地，枢轴20和盒状铰链体10相互连接，从而绕轴X旋转。作为示例，轴X可以大体上垂直。
有利地，轴X也可以限定闭合元件的旋转轴。
铰链1也包括一工作腔40，其界定一轴Y。轴Y大体上垂直于轴X。作为示例，轴Y大体上是水平延伸的。在盒状铰链体10内的工作腔40内，柱塞部件50可以沿轴Y滑动。弹性对抗装置60可作用于柱塞部件50。
因此，柱塞部件50可以沿轴Y在接近工作腔40底壁45的近端位置和远离工作腔40底壁45的远端位置之间滑动。在附图仅作为示例而不限制本发明的实施例中，近端位置对应于闭合元件打开的位置，远端位置对应于闭合元件闭合的位置。
另一方面，近端位置对应于弹性对抗装置60的最大压缩，远端位置对应于弹性对抗装置60的最大延伸。
取决于弹性对抗装置60的设置，铰链1可以是闭合铰链或控制铰链。
事实上，弹性对抗装置60可以包括一个或一个以上的推力弹簧，其可使闭合元件从闭合位置返回至打开位置，或相反地从打开位置返回至闭合位置；又或者可以包括一复位弹簧，其可使柱塞部件50返回其初始位置，但不能使闭合元件从闭合位置返回至打开位置或相反地从打开位置返回至闭合位置。
在一优选但非排他的实施例中，柱塞部件50可包括一圆柱体100，其优选地密封插入至工作腔40中。
枢轴20和柱塞部件50可以相互接合，从而使枢轴绕轴X的旋转对应于柱塞部件50沿轴Y在近端位置和远端位置之间的滑动，或者相反地，使柱塞部件50沿轴Y在近端位置和远端位置之间的滑动对应于枢轴绕轴X的旋转。
为实现此目的，枢轴20可包括凸轮元件70，其绕轴X旋转，从而使柱塞部件50由远端位置返回至近端位置。
另一方面，凸轮跟随装置80可与凸轮元件70互动，并且通过例如轴30与柱塞部件50一体连接，从而随之沿轴Y在近端位置和远端位置之间滑动。
合适地，弹性对抗装置60可作用于柱塞部件50，使其从近端位置返回至远端位置。
在一优选但非排他的实施例中，凸轮跟随装置80可包括一可旋转元件81，其绕一轴X’旋转。轴X’大体上与轴X平行，并且与轴X隔开。
有利地，可旋转元件81可以是圆柱状。例如，它可以是一个轮，其分别包括一阳元件82’和一阴元件82”，两者相互重叠连接。基于此特征，与凸轮元件70互动产生的力均匀地分配给阳元件82’和阴元件82”，这样对铰链的耐用性有明显的好处。
合适地，轮81可旋转地容纳于轴30的端部的座31中，并且绕轴X’旋转。
为了实现此目的，轮81可设有一中央圆柱部83，其可插入座31中，也设有两个直径比中央圆柱部大的盘形上部84’和下部84”，其可与凸轮元件70接触接合。
有利地，轮81可在套管85中绕轴X’旋转，从而把摩擦减至最小。
凸轮元件70包括第一抵靠部71和第二抵靠部72，两者均可与轮81接触接合。
另一方面，轮81可包括一一的盘状部，这样并不偏离所附权利要求限定的范围。但可以理解的是，具有两个重叠盘状部分的轮81确保最佳的力分布，因此一般来说铰链1的平均寿命会很高。
有利地，第一抵靠部71和第二抵靠部72可各自具有至少一弧形部。
例如，在图1至3b所示的实施例中，第一抵靠部71和第二抵靠部72是一对圆柱销，其分别界定轴X”和轴X”’。轴X”和轴X”’分别大体上与轴X平行并且垂直于轴Y。第一抵靠部71和第二抵靠部72可选地与轮81互动。
具体地，圆柱销分别具有侧壁73、74，其分别与轮81的上部84’和下部84”的边缘85’、85”接触接合。
另一方面，在图4至6b所示的实施例中，第一抵靠部71和第二抵靠部72是凸轮元件70两端部75、76上分别形成的至少一区域的凸弧部分；两个凸弧部分中间有一凹陷部分24。
两端部75、76上分别形成的一区域的凸弧部分由与轮81的上部84’和下部84”的边缘85’、85”的一个或多于一个接触点所界定。另一方面，所述一区域的凸弧部分可以由大致上从端部75、76的凸弧部分延伸的连续部分所界定。
即使在此情况，所述两端部75、76上一区域的凸弧部分可界定轴X”和轴X”’。轴X”和轴X”’大体上与轴X平行和垂直于轴Y，并且可与轮81的上部84’和下部84”的边缘85’、85”接触接合。
所以，闭合元件无论在打开或闭合时，即凸轮元件70绕轴X旋转时，尤其是两个抵靠部71、72旋转时，其对应于轮81绕轴X’的旋转以及轮81沿轴Y的平移。
具体地，闭合元件打开和闭合时，即枢轴20绕轴X旋转时，轴X”和轴X”’偏心地相对于轴X在一休止位置和一工作位置之间旋转。休止位置示于图3a、5a和6a，其中界定了闭合元件的闭合的位置，并且其中轴X”和轴X”’与轴Y相互隔开，并且两者与轴Y的距离相等。工作位置示于图3b、5b和6b，其中界定了闭合元件打开的位置，并且轴X”和轴X”’在轴Y上。
根据本发明示出的实施例，铰链1的配置使闭合元件在闭合位置和两个相对于闭合位置彼此相反的打开位置之间旋转。闭合位置示于图3a、5a和6a。其中一个打开位置示于图3b、5b和6b。
从示图明显可见，当闭合元件在闭合位置时，轮81与第一抵靠部71和第二抵靠部72接触接合，并且平稳地抵靠于第一抵靠部71和第二抵靠部72上。当闭合元件在打开位置时，轮81可选地只与第一抵靠部71和第二抵靠部72其中之一接触。
同时，当闭合元件打开和闭合时，即当枢轴20绕轴X旋转时，其对应于轮81所界定的轴X’在轴X’接近轴X的位置和轴X’远离轴X的位置之间沿轴Y的平移。所述轴X’接近轴X的位置示于图3a、5a和6a，在此位置时，柱塞部件50位于远端位置，而闭合元件处于闭合位置。所述轴X’远离轴X的位置示于图3b、5b和6b，在此位置时，柱塞部件50位于近端位置，而闭合元件处于打开位置。
明显地，轮81绕轴X’的旋转使接触接合的部件之间的摩擦减至最低，即轮81与第一抵靠部件71和第二抵靠部件72之间的摩擦。这样可以使铰链1的耐用性最大化。
把接触接合的部件之间的摩擦减至最少也可以使弹性对抗装置60的推力最大化。关于这方面，本发明的铰链1所产生的推力比已知鈫链的推力高许多。
为了进一步减低摩擦，第一抵靠部件71和第二抵靠部件72与轮81的接触接合可发生在相互的相切点P’，P”，P”’。这样确保接触发生在单一的点上。
尤其是，相切点P’和P”是当闭合元件在闭合位置时轮81与第一抵靠部件71和第二抵靠部件72的接触点，正如图3a和5a所示。另一方面，相切点P”’是闭合元件在其中一个打开位置时轮81与第一抵靠部件71和第二抵靠部件72的接触点，正如图3b和5b所示。
可以理解的是，由于轮81的旋转，相切点P”’与相切点P’和P”并不相同。
可以理解的是，闭合元件的另一个打开位置，即于图3b所示的相反的位置，轮81以另一单接触点与第一抵靠部71接触。
在一优选但非排他的实施例中，第一抵靠部71和第二抵靠部72的相互定位使轴X”和轴X”’界定一平面π，其大体上平行于轴X和轴X’，并且大体上垂直于轴Y。
合适地，相切点P’和P”可界定一平面π’，其也是大体上平行于轴X，并且大体上垂直于轴Y。平面π和平面π’在轴X’处于近端位置时彼此平行。当轴X’处于近端位置时，柱塞部件50处于远端位置，正如图3a和5a所示。
铰链可以是机械式或液压式的。
若是液压式铰链，工作腔40可包括工作液，通常是油，其作用于柱塞部件50用作缓冲，从而液压地控制闭合元件的打开或闭合。
圆柱体100用作分隔部件，把工作腔40分为第一可变容积隔室41和第二可变容积隔室42。第一可变容积隔室41和第二可变容积隔室42彼此之间流体连通，优选地相互毗连。
有利地，第一可变容积隔室41和第二可变容积隔室42的设置使得其于闭合元件处于闭合位置时分别具有最大和最小的容积。为了实现此目的，弹性对抗装置60可以置于第一可变容积隔室41中。
合适地，圆柱体100可密封插入工作腔40中。
本文中“圆柱体100可密封插入”及其衍生的表述表示圆柱体100以最小的活动程度插入工作腔中，例如说，其可以在工作腔中滑动，但不允许工作液通过壳体在圆柱体侧面和工作腔内表面之间流通。
在一优选但非排他的实施例中，圆柱体100可包括至少一第一通道101，让工作液在至少一闭合元件在打开和关闭之一状态时在第一可变容积隔室41和第二可变容积隔室42之间流通。
要让工作液在至少一闭合元件在打开和关闭之另一状态时在第一可变容积隔室41和第二可变容积隔室42之间流通，可以提供穿过铰链体10的液压回路。
在附图所示优选但非排他的实施例中，当闭合元件打开时，工作液从第一可变容积隔室41通过第一通道101流向第二可变容积隔室42。当闭合元件闭合时，工作液从第二可变容积隔室42通过液压回路流回第一可变容积隔室41。
但可以理解的是，当闭合元件打开时，工作可以从第一可变容积隔室41通过液压回路流至第二可变容积隔室42；当闭合元件闭合时，工作液体可以从第二可变容积隔室通过第一通道101流至第一可变容积隔室41。这样并不会偏离所附权利要求所界定的范围。
此外，也可以是，当闭合元件打开时，工作液从第二可变容积隔室42通过液压回路和至少一第一通道101两者之一流至第一可变容积隔室41；当闭合元件闭合时，工作液可从第一可变容积隔室41通过液压回路和至少一第一通道101两者之另一流至第二可变容积隔室42。这样并不会偏离所附权利要求限定的范围。
另可提供调节螺杆115，用来调节液压回路的通道截面，从而调节工作液的回流速度。
这样便可以以简单迅速的方式调节工作液在液压回路中的流动，并且最大程度确保闭合元件闭合和/或打开运动时的性能长期保持稳定性。
有关调节螺杆115更具体仔细的设置方式已在意大利专利申请VI2013A000195中公开，在此把其引用以作参考。
有利地，圆柱体100也可以包括阀部件，其包括止回阀105；止回阀105与第一通道101互动，从而在闭合元件闭合时可选地防止工作液通过该第一通道，从而迫使工作液只能通过液压回路回流。
止回阀105可进一步配置为当闭合元件打开时，其可选地允许工作液通过第一通道101。
在一优选但非排他的实施例中，止回阀105可设有一个止塞，其在通过一小弹簧进行闭合时被施加力量。这种止回阀已被申请人另一国际专利申请PCT/IB2015/052674公开。
在一优选但非排他的实施例中，轴30可通过螺杆32与圆柱体100连接。
这些部件更详细的配置结构，尤其是有关第一通道101和止回阀105的配置结构以及圆柱体100、轴30和界面部件107之间的机械连接已在申请人另一国际专利申请PCT/IB2012/051006中公开，在此把其引用以作参考。
在另一优选但非排他的实施例中，轴30可通过螺纹和配合螺纹与圆柱体100连接，正如在申请人的国际专利申请PCT/IB2015/052674中的公开技术。
基于这些特征，可以有效地控制工作液在第一可变容积隔室41和第二可变容积隔室42之间的双向流动。
在一优选但非排他的实施例中，如图4至6b所示，枢轴20可以由两个半部21’、21”组合而成。
为了实现此目的，提供了两个半部组合后把其连接的装置，如一螺杆22和一对防转销23’、23”。这样，两个半部21’、21”便互为一体。
这样可允许凸轮元件70采用任何形状，尤其是图4至6b所示的形状。如果枢轴是单一组成的，便很难生产出两端部75、76形成的凸弧部分之间的凹陷部分24。
由两个半部21’、21”组成的枢轴20比单一组成的枢轴更巩固和耐用，因为它更好地分配与柱塞部件50互动时产生的力。
可以理解的是，铰链1可以设有单一组成的枢轴20或由两个半部21’、21”组合成的枢轴。这样并不偏离所附权利要求所限定的范围。
尤其是，枢轴20设有凹陷部分24，其位于两端部75、76形成的凸弧部分之间。这种在图4至6b示出的枢轴可以是单件或者由两个半部21’、21”组成。这样并不偏离所附权利要求限定的范围。
在一优选但非排他的实施例中，如图4至6b所示，在铰链体10上供枢轴20插入的座11中以及与其面向的区域25之间设有至少一套管26。套管26由聚合物材料制成，例如套管26可以是IGUS公司生产售卖的塑胶制高科技套管。
套管26包括一外表面28’，其大体上与铰链体10圆柱状的座11互相面向，也包括一内表面28”，其与枢轴20的区域25互相面向。
有利地，可设有制动装置，其作用于套管26的外表面28’的区域26’、26”和26”’，从而在该处迫使套管26的内表面28”压向枢轴20的区域25。
在一优选但非排他的实施例中，如图7所示，制动装置包括铰链体10大体上圆柱状的座11的塑形部11’、11”和11”’，例如是平坦塑形部，其可作用于套管26外表面28’的区域26’、26”和26”’。
合适地，塑形部11’、11”和11”’设置于圆周C之内，圆周C的中心点是轴X，半径r与大体上圆柱状的座11的半径重合，但此述与半径r重合的圆柱状的座11的半径并不是对应于塑形部11’、11”和11”’量度出来的，而是例如在两个连续的塑形部11’、11”和11”’之间量度出来的。
因此，对应塑形部11’、11”和11”’其中之一量度出来的半径r’少于不是对应于塑形部11’、11”和11”’量度出来的半径r。
所以，在该处变形的套管26压向枢轴20的区域25，制止枢轴绕轴X的旋转运动，然后制止闭合元件的旋转。
可以理解的是，铰链1可以包括任何数量的塑形部11’、11”和11”’，例如1个、两个或多于三个。这样不会偏离所附权利要求限定的范围。
在另一优选但非排他的实施例中，制动装置可以包括一对调节螺杆27，其穿过铰链体10，分别设置于平行于轴X和轴Y的平面相对的两侧。
每一枚调节螺杆27可具有一操作部29’，使用者可以从外部接触该操作部29’，也具有工作部29”，其可与套管26的外表面28’的区域26’、26”和26”’接触接合，从而在该处迫使内表面28”压向枢轴20的区域25。
因此，使用者可以可调节地制止枢轴20绕轴X的旋转运动。只要操作两枚调节螺杆27，便可以采用有区别的方式调节对闭合元件打开/闭合的两个方向的制动效果。
可以理解的是，铰链1也可以只包括一枚调节螺杆27，或者于两枚调节螺杆27。这样并不会偏离所附权利要求限定的范围。
可以理解的是，铰链1也可以包括两组上述的制动装置。这样不会偏离所附权利要求限定的范围。
从上述可见，本发明公开的铰链明显实现了其欲实现的目的。
本发明的铰链可以有多款改良和变化型，全部都落在所附权利要求表述的发明理念中。所有细节均可以由其它技术效果相等的元件所替代，物料也可以根据需要而有不同。这样不会偏离本发明的范围。
虽然本发明的铰链已具体参考了附图展示出来，参考附图和权利要求中使用的数字只是用于更好地理解本发明，并不构成所要求的保障的限制。

Claims (3)

1.一种闭合铰链，其用于至少一闭合元件的自动闭合；所述闭合元件是门或百页窗；所述闭合元件锚接于一固定支撑结构上；所述铰链包括：
铰链体(10)；其锚接于所述至少一闭合元件和所述固定支撑结构之一；至少一枢轴(20)；其界定第一轴(X)，并且锚接于所述至少一闭合元件和所述固定支撑结构之另一；所述至少一枢轴(20)和铰链体(10)相互连接，使得闭合元件在至少一打开位置和至少一闭合位置之间旋转；
至少一工作腔(40)；其设置于所述铰链体(10)内，并且界定一第二轴(Y)；第二轴(Y)垂直于第一轴(X)；所述至少一工作腔(40)包括一底壁(45)；
至少一柱塞部件(50)；其于至少一工作腔(40)内沿第二轴(Y)在接近至少一工作腔(40)的底壁(45)的近端位置和远离至少一工作腔(40)的底壁(45)的远端位置之间滑动；
弹性对抗装置(60)；其作用于所述至少一柱塞部件(50)，使其从近端位置移动至远端位置；所述弹性对抗装置(60)包括一个或一个以上的推力弹簧；
所述至少一枢轴(20)包括凸轮元件(70)；其绕第一轴(X)旋转，从而把至少一柱塞部件(50)从远端位置移动至近端位置；另设置凸轮跟随装置(80)与凸轮元件(70)互动；凸轮跟随装置(80)与至少一柱塞部件(50)一体连接，与其沿第二轴(Y)滑动；
凸轮跟随装置(80)包括至少一可旋转元件(81)绕一第三轴(X’)旋转；第三轴(X’)与第一轴(X)平行，并且与第一轴(X)隔开；凸轮元件(70)包括至少一第一抵靠部(71)，其与所述至少一可旋转元件(81)接触接合，从而当闭合元件打开和闭合时，凸轮元件(70)绕第一轴(X)的旋转对应于所述至少一可旋转元件(81)绕第三轴(X’)的旋转；
所述至少一第一抵靠部(71)界定一第四轴(X”)；第四轴(X”)与第三轴(X’)平行；具有第四轴(X”)的所述至少一第一抵靠部(71)偏心地绕所述第一轴(X)旋转；具有第三轴(X’)的所述至少一可旋转元件(81)在接近第一轴(X)的近端位置和远离第一轴(X)的远端位置之间沿与第二轴(Y)重合的方向滑动；所述接近第一轴(X)的近端位置对应于至少一柱塞部件(50)的远端位置；所述远离第一轴(X)的远端位置对应于至少一柱塞部件(50)的近端位置；
所述至少一可旋转元件(81)具有至少一第一弧形部；所述至少一第一抵靠部(71)包括至少一第二弧形部，其界定所述第四轴(X”)；
所述闭合铰链的特征在于：所述至少一第一弧形部和至少一第二弧形部在闭合元件于闭合位置时以及当闭合元件在任何一个打开位置时于一相切点(P’，P”，P”’)接触接合；
当所述第三轴(X’)位于远离第一轴(X)的远端位置时，所述第四轴(X”)与第二轴(Y)交叠；当所述第三轴(X’)位于接近第一轴(X)的近端位置时，所述第四轴(X”)与第二轴(Y)隔开；所述凸轮元件(70)包括一第二抵靠部(72)；当第三轴(X’)位于接近第一轴(X)的近端位置时，第二抵靠部(72)与所述至少一可旋转元件(81)接触接合；当第三轴(X’)位于远离第一轴(X)的远端位置时，第二抵靠部(72)与所述至少一可旋转元件(81)隔开。
2.根据权利要求1所述的闭合铰链，其特征在于：所述第一抵靠部(71)和所述第二抵靠部(72)是一对销；所述至少一可旋转元件(81)是与所述销互动的轮(81)。
3.根据权利要求1所述的闭合铰链，其特征在于：所述至少一枢轴(20)的所述凸轮元件(70)包括一凹陷部分(24)；凹陷部分(24)设置于一对凸起端部(75，76)之间；所述第一抵靠部(71)和所述第二抵靠部(72)包括至少一个区域的所述至少一枢轴(20)的所述凸起端部(75，76)。
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