CN116733327A - 机动车铰链 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机动车铰链，包括：第一铰链半部(2)，其能够连接到门和门柱中的一个并具有第一铰链孔(2a)；第二铰链半部(5)，其能够连接到门和门柱中的另一个并具有第二铰链孔(5a)；以及具有旋转轴(A)的铰链销(3)，铰链销包括第一销部(31)，其能够以不可转动的方式固定在第一铰链孔中，铰链销包括第二销部(32)，其被可枢转地接收在第二铰链孔中，第二销部至少在局部包括外螺纹(32a)，第二铰链半部的第二铰链孔至少在局部包括内螺纹(40)，第二销部能够拧入第二铰链半部的第二铰链孔。铰链销与铰链半部的不需要支承衬套的枢转连接被实现，是由于内螺纹和外螺纹形成铰链销与第二铰链半部的直接枢转连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种机动车铰链，包括：第一铰链半部，其能够连接到门和门柱中的一个并具有第一铰链孔；第二铰链半部，其能够连接到所述门和门柱中的另一个并具有第二铰链孔；以及具有旋转轴的铰链销，其中，所述铰链销包括第一销部，第一销部能够以不可转动的方式固定在所述第一铰链半部的第一铰链孔中，所述铰链销包括第二销部，第二销部被可枢转地接收在所述第二铰链半部的第二铰链孔中。
背景技术
从实践来看，这种机动车铰链是已知的，其中为了使第二销部与第二铰链孔可枢转地运动连接，在相应的铰链销部上设置有支承衬套，这确保了第二铰链孔关于相应的第二销部的安全的可枢转地运动安装。这种机动车铰链的一个缺点是支承衬套的可处置性差。这样的支承衬套通常是由特氟隆(PTFE，聚四氟乙烯)制成的，它不容易被放入与铰链相同的回收过程，而且在制造过程中对环境不友好。已知的铰链销通常是用铆钉或螺钉固定在相应的铰链半部上，这是一个相对容易出错的过程。特别是，在发生汽车事故时，作用在铆钉上的力量很大，可能会撕裂铆钉。
DE 10 2005 023 543 A1示出了一种机动车铰链，包括：可连接到门和门柱之一的第一铰链半部，其具有第一支承位置和第二支承位置，第一支承位置包括第一铰链孔，第二支承位置包括第二铰链孔；以及可连接到车门和门柱之一的第二铰链半部，其包括第三铰链孔。该机动车铰链还包括具有旋转轴的铰链销，该铰链销具有第一销部，该第一销部通过螺纹配合不可转动地固定在第一铰链半部的第一铰链孔中。此外，铰链销还具有第二销部，其通过衬套以可转动的方式收到第二铰链半部的第三铰链孔中。
DE 298 13 457U1描述了一种机动车铰链，包括：可连接到门和门框之一的第一铰链半部，其具有第一铰链孔；可连接到门和门框的另一个的第二铰链半部，其具有第二铰链孔；以及平头螺钉形式的铰链销，其具有平头螺钉头和旋转轴，其中，铰链销包括与平头螺钉头相邻的第一销部，它可以以不可转动的方式固定在第一铰链半部的第一铰链孔内。铰链销在与之相邻处还包括第二销部，它被接收到第二铰链半部的第二铰链孔中，以便通过支承衬套进行转动。最后，铰链销还包括第三销部，它与第二销部相邻，并具有外螺纹，可以拧入第二铰链半部的第二铰链孔的内螺纹。当第一铰链半部和铰链销相对于第二铰链半部转动时，内螺纹中的外螺纹会被拧紧，并产生制动扭矩，该扭矩随着第一铰链半部的打开角度增加而增加。已知的机动车铰链的一个缺点是提供支承衬套，这是很难处理的。此外，铰链销上的外螺纹和第二铰链半部的内螺纹配置为在转动过程中会出现增加的制动扭矩，这通常是不可取的。
发明内容
本发明的目的是规定一种机动车铰链，其中铰链销和铰链半部的可转动连接可以不使用支承衬套。
根据本发明，这一目的是通过具有独立权利要求的特征的机动车铰链实现的。
根据本发明的一个方面，提供了一种机动车铰链，包括：第一铰链半部，其能够连接到门和门柱中的一个并具有第一铰链孔；第二铰链半部，其能够连接到所述门和门柱中的另一个并具有第二铰链孔；以及具有旋转轴的铰链销，其中，所述铰链销包括第一销部，第一销部能够以不可转动的方式固定在所述第一铰链半部的第一铰链孔中，所述铰链销包括第二销部，第二销部被可枢转地接收在所述第二铰链半部的第二铰链孔中，其中，第二销部至少在局部具有外螺纹，第二铰链半部的第二铰链孔至少在局部具有内螺纹，第二销部可以被拧到第二铰链半部的第二铰链孔中。该机动车铰链的特点在于，内螺纹和外螺纹形成了铰链销与第二铰链半部的直接枢转连接。这样一来，就很好地避免了设置支承衬套；相反，具有第二铰链孔的第二铰链半部与铰链销的第二销部的连接是直接进行的，即没有中间的支承衬套，并且通过相互啮合的内螺纹和外螺纹实现了枢转运动。同时，内螺纹和外螺纹使铰链销能够被拧入第二铰链半部的第二铰链孔中，从而便于随后的拆卸；此外，没有必要在第二铰链半部的某个区域铆接铰链销。最后，内螺纹和外螺纹的侧翼提供了相对较高的保持力，甚至在竖直方向上也是如此，因此减少了铰链在正面碰撞中撕裂和将任何与之相连的门抬出车架的风险。特别是在设计为电动汽车的情况下，由于安装了电池，其车底比以前的承载式车身更硬，在发生碰撞时，增加的力被引入车门支承。然而，内螺纹和外螺纹的侧翼增加了这两个部件在竖直应力下的保持力。
令人惊讶的是，通过内螺纹和外螺纹直接枢转连接铰链销和第二铰链半部，不会导致铰链启动时的制动扭矩高于传统的支承衬套。与具有支承衬套的传统铰链相比，噪音的产生也没有增加，或没有明显增加。由此产生的铰链易于组装，也更易于维修，因为可以以简单和非破坏性的方式再次拆解部件。因此，一种无衬套的机动车铰链被创造出来，它在载荷循环次数、噪音产生、可重复性、可涂抹性、可浸漆性和易用性方面满足机动车铰链的要求。
优选地是将内螺纹和外螺纹设计成具有小螺距的细牙螺纹，从而使取决于车门开启角度的车门提升小于一毫米，在通常的最大枢转角约为75°时，提升可以减少到0.2毫米或更少。作为细牙螺纹的替代方案，也可以设置同样具有小螺距的梯形螺纹。
优选地是将螺纹设计成顺时针或逆时针方向的螺纹，这使得在车门打开的过程中必须克服越来越大的螺距，而在车门关闭的过程中，枢转运动被提供负螺距，从而产生有利于车门落入锁中的关闭帮助，因为在车门关闭过程中需要克服的阻力矩被减少了。然而，这意味着必须为左手门和右手门分别提供具有左旋螺纹的铰链销和具有右旋螺纹的铰链销，并且同一个铰链销不能用于两个门。
特别优选的是，在公制螺纹和公称直径为10毫米的螺纹连接的情况下，例如，M10×1.0的螺纹连接与传统的公制螺纹连接M10×1.5相比，细牙螺纹的间距小于传统公制螺纹的四分之一、优选地小于三分之一。因此，与传统螺纹相比，细牙螺纹的间距减少了三分之一。这是一种有利的方式，可以确保门在大约75°的枢转角上的行程特别小。然而，也可以提供一种M10×1.0的螺纹连接，其中细牙螺纹的间距比传统螺纹减少了三分之二。其它合适的铰链销的销部的直径为M8、M12或其它直径，这取决于预期用途。
一种有利的方式是，设置为第二铰链半部的第二铰链孔包括润滑剂、例如润滑脂的接收区，该润滑剂可以润滑合作的内螺纹和外螺纹，从而促进所述部件直接连接的平滑和安静的操作。这样的接收区可以是侧面的袋或凹槽，但优选地是该接收区确保终身润滑，并且不需要后续润滑、例如通过油嘴或类似的方式的后续润滑。然而，润滑剂的接收区也可以设置在铰链销的第二销部中或其上，例如在设置有外螺纹的第二销部的端面上打孔、例如凹部等。
润滑脂可以是为润滑支承提供的常规润滑脂。
根据一个优选的实施例，将第二铰链孔设计成第二铰链半部的盲孔。这一方面保证了外螺纹总是在正确的一侧插入内螺纹，此外，还消除了最广泛意义上的杂质或水进入的可能性。盲孔特别适合于形成轴向突起作为润滑剂的接收区，从而提供终身润滑。
替代地，第二铰链孔也可以设计成通孔，在这种情况下，宜在通孔的每一端都设置密封件，以防止杂质或类似物渗入相互作用的内螺纹和外螺纹中。例如，可以通过两个由EPDM制成的O型圈来提供这样的密封，这两个O型圈被插入第二销部的相应周向凹槽中。
一个方便的实施例的特点是，外螺纹包括三至三十整圈、优选地是外螺纹包括五至二十五整圈、特别是优选地是外螺纹包括十至二十整圈，最优选地是外螺纹包括十四至十六整圈。外螺纹拧入内螺纹的完整圈数同时决定了第二铰链半部相对于铰链销枢转时的制动扭矩和对竖直撕裂力的抵抗力。已发现指定的圈数范围对于在转动过程中提供低阻力扭矩和高抗撕裂力是特别有利的。
第二销部的外螺纹有利地包括最多三个螺纹起点、优选地是最多两个螺纹起点、特别优选地是单个螺纹起点，这确保了将铰链销拧入第二铰链半部的过程中能提供可重复的定位。特别是，这意味着第二销部总是可以以有利的方式完全拧入第二铰链孔中，而且第二铰链半部的面对颈环的端面与颈环之间的距离总是最小。
有利地提供了一种密封，它可以固定螺纹、即外螺纹和内螺纹以防止润滑剂的泄漏。在第一有利的实施例中，密封装置包括由EPDM(即乙烯-丙烯-二烯橡胶)制成的环形垫圈，因为橡胶弹性材料具有良好的弹簧特性，特别适合用于密封。该材料对紫外线辐射、臭氧、酸和机械应力有特别的抵抗力，而且还特别耐高温。密封材料的这些特性使得具有密封组件的组装好的铰链、包括与之相连的车门可以进行浸漆，而不会因为高温而使润滑剂流失。即使机动车铰链被回收，EPDM也可以和钢一起被熔化。
在一个替代的实施例中，密封装置具有O型环，该O型环例如配置在第二销部的邻近螺纹的径向周向凹槽中，它可以固定第二铰链孔以防止润滑油泄漏。如果铰链孔是通孔，则要相应地提供两个O型环。
如果铰链销在第一铰链半部与第二铰链半部之间具有径向颈环，能使两个铰链半部解耦，就会得到特别有利的铰链。颈环也是用于将第二销部拧入第二铰链孔的端部止挡。
优选地是，第二销部的外螺纹与径向颈环之间的过渡区域设置有圆滑部，它可以有利地为第二铰链半部的端面提供周向线接触。
当密封装置包括可以布置在径向颈环的面向第二销部的端面上的环形密封垫圈时，润滑剂接收区的密封就变得特别有利和简单，该垫圈在润滑剂泄漏之前固定住外螺纹和内螺纹。
环形密封垫圈具有足够大的厚度，以补偿0.2毫米或甚至0.4毫米的行程，当门被转动打开时，该行程被螺纹的间距所越程，密封垫圈相应地弹性膨胀并关闭了进入螺纹的通道。
也可以不使用润滑剂，而是在内螺纹或外螺纹的侧翼设置滑动涂层，该涂层以特别有利的方式降低制动扭矩。在这种情况下，不再需要或至少不需要提供润滑剂。
根据一个优选的实施例，第二销部与第二铰链孔的连接没有铆钉，即没有铆接，这有利地降低了铰链销的高度并节省了相应的重量。此外，铆接所需的个别零件、例如垫圈等也被省略，所以零件的数量也减少了。
如果配备有外螺纹的第二销部的公称直径(例如M10：10毫米)与周向上的螺纹的高度相对应，从而与拧入深度相对应，公差为+/-20％，则第二铰链半部的枢转活动性特别好。因此，对于M10螺纹来说，外螺纹的高度在8毫米至12毫米之间、优选地是+/-10％，即9毫米至11毫米之间，更优选地是10毫米。对于M12螺纹，外螺纹的高度在9.6毫米至14.4毫米之间、优选地是12毫米。对于M8螺纹，外螺纹的高度在7.4毫米至9.6毫米之间、优选地是8毫米。因此，第二销部可以很短(这也适用于第二铰链半部的厚度)，从而可以节省材料和重量。
附图说明
本发明的其它优点、特征、特性和发展将从从属权利要求和以下对优选实施例的描述中清楚易懂。
下面将参照附图对本发明进行更详细的解释。
图1是穿过机动车铰链的第一优选实施例的纵向剖视图；
图2示出了一个优选的机动车铰链的其它优选实施例的分解图。
具体实施方式
这两个实施例仅在密封类型上有所不同，这就是为什么两个实施例使用相同的参考符号，除非另有说明，相同的参考符号也表示相同或结构上类似的部件。
在图1中示出了机动车铰链1的纵向剖视图。可以看出，机动车铰链1包括可与如虚线所示的框架或门柱R连接的第一铰链半部2，还包括可与如虚线所示的门T连接的第二铰链半部5。第一铰链半部2包括贯通的铰链孔2a，而第二铰链半部5包括形成为盲孔的第二铰链孔5a。可以看出，铰链半部2、5还分别具有开口2b、5b，它们分别用于固定到门柱R和门T。为此，可以用通常的方式使用螺纹螺栓。第一铰链半部2在本案中被设计为车身部件，第二铰链半部5在本案中被设计为门部件。
机动车铰链1还包括铰链销3，该铰链销包括大约在中心位置的径向颈环3b。铰链销3在径向颈环3b之下包括穿过连续的第一铰链孔2a的第一销部31。第一销部31在中心区域具有略微凹陷的中心部分31a，该中心部分设置有周向滚纹。在中心部分31a的位置，径向孔2c通到铰链孔2a中，该径向孔2c具有内螺纹，可以将平头螺钉21拧入其中，以使第一销部31不可转动地固定在铰链孔2a中。平头螺钉21可以用手或工具拧紧，并能以其圆顶状的端面21a与中心部分31a的滚纹接触，其将铰链销3固定在铰链孔2a中。平头螺钉21可以很容易地再次松开，使第一铰链半部2a从铰链销3分离。铰链销3的主轴A也是机动车铰链1的旋转轴或枢转轴。
铰链销3在径向颈环3b之上包括第二销部32，该第二销部在其外周具有形成为M10×1.0细牙螺纹的外螺纹32a。在外螺纹32a具有周向凹槽32b，在该凹槽中插入由EPDM制成的O型环33。
第二铰链孔5a具有内螺纹40，该内螺纹40与外螺纹32a相啮合，并也形成为细牙螺纹M10×1.0，内螺纹40和外螺纹32a的旋转方向是相同的。还可以看到，第二铰链孔5a相对于第二销部32的最大高度具有轴向突起，该突起形成用于润滑剂、在本例中为润滑脂的接收区41，通过润滑剂使内螺纹40和外螺纹32a之间的枢转运动得到了改善。O型环33在朝向颈环3b的方向上密封两个螺纹，并防止润滑脂的泄漏。
配备有M10×1.0的外螺纹的第二销部32的公称直径为10毫米。周向覆盖的螺纹的高度也是10毫米。
可以看出，也可以将第二铰链孔5a形成通孔。在这种情况下，在第二销部32之上设置另一个O型环33，以在两侧密封润滑脂接收部分。
根据图2的机动车铰链1基本上只在密封的类型上有所不同。用EPDM制成的环形垫圈33'代替了O型圈33，该环形垫圈位于径向颈环3b的面向第二铰链半部5的表面。在这种情况下，环形垫圈33'足够厚，当机动车铰链1处于关闭位置时，环形垫圈被压缩到一定程度，而当机动车铰链1通过围绕螺纹配对32a/40转动第二铰链半部5而打开时，环形垫圈膨胀到一定程度，使螺纹配对32a/40以及润滑脂的接收区41继续被密封以防止泄漏。
在径向颈圈3b的面向第二铰链半部5的端面与外螺纹32a之间，设置有圆滑部32c，以提供与铰链孔5a的面向径向颈圈3b的开口端面的线接触。
机动车铰链1可以用简单的方式拆卸，即松开平头螺钉21，将铰链销3从第一铰链半部2中拉出，并从第二铰链半部5的第二铰链孔5a的内螺纹40上拧下铰链销3及其销部32。因此，这些部件可以以简单的方式重新使用，如果有必要，可以根据类型进行处理。
铰链销3是通过冷成型生产的，外螺纹32a是通过滚压生成的。铰链半部2和5都是由钢制成的锻件。铰链销3也是由钢、例如C15制成的。
可以看出，枢转运动是由内螺纹40和外螺纹32a提供的，为此不需要再使用支承衬套。还可以看出，不再需要用铆钉将铰链销钉连接到至少一个铰链半部2、3。与具有用铆钉连接的支承衬套的铰链相比，机动车铰链1在竖直方向(Z方向)的抗撕裂力要高得多，因此，机动车铰链1的碰撞性能得到了改善。
上面已经参照一个实施例解释了本发明，其中，第二铰链半部5的第二铰链孔5a形成为盲孔。必须理解的是，第二铰链孔5a也可以形成为通孔。同样地，形成为通孔的第一铰链孔2a也可以形成为盲孔。
本发明已经参照机动车铰链1进行了解释，该铰链被实现为单一的联接，因此，在其中，铰链半部2、5分别直接连接到门T和门柱R。必须理解的是，机动车铰链1也可以具有一个以上的关节，例如在四杆连杆的情况下，在这种情况下，关节的连接是在铰链部件之一与连杆之一之间进行的，该连杆又与另一个铰链部件铰接。机动车铰链1可用于将车门或任何其它翻板连接到车辆，尽管旋转轴的方向不一样。特别是，虽然在构造为门的翻板的情况下，旋转轴基本上是竖直的，但旋转轴也可能是水平的，例如，如果后备箱盖被连接到车辆。因此，术语门和门柱必须被解释为包括任何类型的翻板和翻板要连接的车辆主体部分，包括但不限于前侧门、后侧门、后备箱盖、前开式发动机罩、滑动门以及其组合。
本发明已经参照一个实施例进行了解释，在该实施例中，围绕相互啮合的螺纹的枢转运动所产生的轻微行程被密封环的固有弹性所补偿。必须理解的是，在密封环33'和颈环3b之间也可以布置弹簧装置、例如波浪弹簧或盘式弹簧，这进一步确保了密封环的跟随能力，从而以特别可靠的方式密封润滑脂的接收区。
本发明在此已参照实施例进行了解释，其中销部32通过外螺纹32a连接到形成门部分的铰链半部5a。必须理解的是，形成车身部分的铰链半部2也可以具有内螺纹，具有外螺纹的销部可以被拧入其中。
本发明在此以实施例为基础进行了解释，其中径向颈环3b以盘的形式在销部的周向上径向伸出。必须理解的是，颈环3b也可以具有为应用工具而优化的轮廓、例如形成为六角形，对于六角形可以应用开口扳手，以便能够将具有外螺纹32a的销部32完全拧入内螺纹40，如果有必要，可以克服密封装置33'的回复力。
本发明在此参照实施例进行了解释，在该实施例中，具有外螺纹32a的销部32中的一个正好与形成门部件的第二铰链半部5连接，而另一个、即第一铰链半部2则通过平头螺钉21固定。必须理解的是，要非转动地连接到第一铰链半部2a的第一销部31的连接也可以通过螺纹配对来实现，即第一销部31也具外螺纹，而铰链孔2a也具有内螺纹，因此第一销部31的外螺纹可拧入铰链孔2a的内螺纹。为了确保门T被驱动时，不可转动的螺纹配对不被松动，不可转动的螺纹配对可以具有与可转动的螺纹配对不同的螺纹方向。此外，不可转动的螺纹配对可以附加地被固定以防止转动。具有这种两个螺距相反的外螺纹(一个左旋螺纹，一个右旋螺纹)的铰链销可以有利地用于左手门的机动车铰链和右手门的机动车铰链中。
本发明已在上面描述了一个实施例，其中，销部31、32的轴重合。必须理解的是，销部的轴也可以偏移但平行的，在这种情况下，销部的轴之一与机动车铰链的枢转轴重合。
Claims (10)
1.一种机动车铰链，包括：
第一铰链半部(2)，其能够连接到门(T)和门柱(R)中的一个并具有第一铰链孔(2a)；
第二铰链半部(5)，其能够连接到所述门(T)和门柱(R)中的另一个并具有第二铰链孔(5a)；以及
具有旋转轴(A)的铰链销(3)，
其中，所述铰链销(3)包括第一销部(31)，所述第一销部能够以不可转动的方式固定在所述第一铰链半部(2)的第一铰链孔(2a)中，
所述铰链销(3)包括第二销部(32)，所述第二销部被可枢转地接收在所述第二铰链半部(5)的第二铰链孔(5a)中，
所述第二销部(32)至少在局部包括外螺纹(32a)，
所述第二铰链半部(5)的第二铰链孔(5a)至少在局部包括内螺纹(40)，以及
所述第二销部(32)能够拧入所述第二铰链半部(5)的第二铰链孔(5a)，
其特征在于，
所述内螺纹(40)和所述外螺纹(32a)形成所述铰链销(3)与所述第二铰链半部(5)的直接枢转连接。
2.根据权利要求1所述的机动车铰链，其特征在于，所述内螺纹(40)和所述外螺纹(32a)形成为具有小螺距的细牙螺纹。
3.根据权利要求2所述的机动车铰链，其特征在于，所述细牙螺纹的螺距小于传统公制螺纹的四分之一、特别是小于其三分之一。
4.根据权利要求1所述的机动车铰链，其特征在于，所述第二铰链半部(5)的第二铰链孔(5a)包括用于润滑剂、例如润滑脂的接收区(41)。
5.根据权利要求1所述的机动车铰链，其特征在于，所述第二铰链孔(5a)设计为所述第二铰链半部(5)中的盲孔。
6.根据权利要求1所述的机动车铰链，其特征在于，所述外螺纹(32a)包括三至三十个完整圈数，优选地所述外螺纹(32a)包括五至二十五个完整圈数，特别优选地所述外螺纹(32a)包括十至二十个完整圈数，最优选地所述外螺纹(32a)包括十四个至十六个完整圈数。
7.根据权利要求1所述的机动车铰链，其特征在于，所述外螺纹(32a)包括最多三个、优选最多两个、最优选地单个螺纹起点(s)。
8.根据权利要求1所述的机动车铰链，其特征在于，所述机动车铰链设置有密封装置(33；33')以防止润滑剂从螺纹处泄漏。
9.根据权利要求1所述的机动车铰链，其特征在于，所述铰链销(3)在所述第一销部(31)与所述第二销部(32)之间包括径向颈圈(3b)，所述外螺纹(32a)与所述径向颈圈(3b)之间的过渡区域包括圆滑部(32c)。
10.根据权利要求9所述的机动车铰链，其特征在于，所述机动车铰链的密封装置包括在所述径向颈圈(3b)的面向所述第二销部(32)的端面上的环形密封垫圈(33')，所述环形密封垫圈防止润滑剂从螺纹(32a，40)处泄漏。
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