CN1209547C - 用于可折叠式梯子的铰链 - Google Patents

Abstract

一种用于可折叠式梯子的铰链，其包括：具有主盘形件(13，14)的第一铰接件(10)；具有副盘形件(23)的第二铰接件(20)；锁定装置(30)，具有按钮(32)，连接销(31)，螺旋弹簧(34)，和矩形锁定块(33)，以及用于控制锁定或松开锁定装置(30)的加压锁定控制装置(60)。第一和第二铰接件(10，20)通过中心轴(50)的公共轴线被结合在一起。使第二铰接件(20)的副盘形件(23)插入第一铰接件(10)的一对平行分离的主盘形件(13，14)之间。主盘形件(13，14)具有用于插入锁定装置(30)的槽孔(13a，13c)。在盘形件(14，23)的表面上设有第一和第二凸起拱形止动件(15，25)，以便彼此配合。绕副盘形件(23)的周边形成有多个锁口(28)。在主盘形件(13)中槽孔(13c)的一侧，弹性安装有一个用于驱动装置的加压锁定控制装置(60)。

Description

用于可折叠式梯子的铰链

技术领域

本发明涉及一种用于可折叠式梯子的铰链，其具有一种改进的锁定装置，该装置带有一个矩形锁定块以及一个具有加压件的加压锁定控制装置。更特别的是，所述加压件弹性接触矩形锁定块，以便控制梯子的操作。铰链机构的改进之处在于更换了可产生故障的部件，并提供了一种用于安全操作的辅助安全装置。

背景技术

参照美国专利NO.4,770,559(公开日为1998年9月13日，名称为：Positioning joint for folding ladders)的图1和图2，其披露了一种传统的铰链，该铰链包括：第一铰接件10，被安装在第一铰接件10的盘形件内侧的第二铰接件20，锁定装置30，以及导引盘40。第一铰接件10包括两个主盘形件13，14，它们在中央形成有轴向孔12。在两个主盘形件13，14之间插入具有一个副盘形件23的第二铰接件20。副盘形件23形成有一个矩形槽25，螺旋弹簧保持孔26，凸起27以及多个绕周边形成的锁口28。导引盘40设有一个螺旋弹簧29，多个绕周边形成的锁口48，一个矩形狭槽45以及一个弧形槽孔47。使螺旋弹簧29的一端钩挂在副盘形件23的螺旋弹簧保持孔26处，而使另一端钩挂在导引盘40的螺旋弹簧保持孔46处。

锁定装置30包括一个按钮32，矩形锁定块33以及连接销31。通过螺旋弹簧29可使锁定装置30向上移动通过形成在第一铰接件10的主盘形件13，14上的槽孔35，36。

第一和第二铰接件10，20通过能够使它们相对转动的、具有公共轴线的中心轴50被结合。被连接至第二铰接件20和导引盘40上的螺旋弹簧29被安装在第一铰接件10的内侧。根据凸起27和弧形槽孔47之间的相互作用，在导引盘40的控制下，可选择地将第一铰接件10的锁定装置30锁定至位于第二铰接件20的副盘形件23周边的锁口28上。确定并通过导引盘40、以预设的角度位置保持锁定装置30的锁定和开锁位置。

为了调节铰接件10，20的角度位置，即为了折叠或展开梯子，必须从主盘形件14中拔出矩形锁定块33，以便通过推动锁定装置30上的按钮32使锁定装置脱离第二铰接件20的锁口28。随后，梯子能够调节铰接件10，20的角度位置以折叠或展开。

由于第一和第二铰接件10，20的反复相互作用，被安装在第一和第二铰接件10，20之间的螺旋弹簧29将接触并摩擦主盘形件14的内表面。因此，由于与主盘形件14内表面的不断摩擦，将会使螺旋弹簧变形或断裂。如果如灰尘这样的外来物体弄脏了螺旋弹簧29，那么第一和第二铰接件10，20将不会正常工作或被损坏。如果梯子始终在具有缺陷的情况下工作，那么通过扭转应力将会使导引盘40持续变形或扭转。结果，第一和第二铰接件将会完全损坏并无法工作。

同样，当梯子受到外界冲击或载荷时，力将会传递至铰链部分。突然的冲击或载荷将会损坏梯子的铰链或使其变形。具有较大间隙的传统的梯子的缺点在于缺乏稳定性且不能正确地承受突然作用的施加的载荷。

如上所述的这类问题可能具有潜在的危险性。如果由于铰链的故障而发生意外事故，那么使用者将会受伤。因此，必须解决这些问题以提高梯子的安全操作性。

发明内容

一种用于可折叠式梯子的铰链包括：一个与一对主盘形件13，14一体形成的第一铰接件10；一个与副盘形件23一体形成的第二铰接件20；一个锁定装置30，其具有一个按钮32，一根连接销31，一根螺旋弹簧34和一个矩形锁定块33；以及一个用于控制锁定或松开锁定装置30的加压锁定控制装置60。第一和第二铰接件10，20通过能使它们转动的中心轴50的公共轴线被结合在一起。将第二铰接件20的副盘形件23插入第一铰接件10的一对平行分离的主盘形件13，14之间。第一铰接件10的主盘形件13，14具有用于插入锁定装置30的槽孔13a，13c。第一凸起拱形止动件15设置在所述主盘形件14的内表面。第二凸起拱形止动件25形成在第二铰接件20的副盘形件23的后表面上，以便与第一凸起拱形止动件15配合。绕副盘形件23的周边形成多个锁口28。在主盘形件13的槽孔13c的一侧，安装一个加压锁定控制装置60，以便弹性驱动所述装置。

作为本发明的一种可选择的方案，一种用于可折叠式梯子的铰链包括：第一铰接件210，其在主盘形件213，214处具有一对公共孔224，234；第二铰接件240，其在副盘形件223处具有六个穿孔244；一根用于固定第一和第二铰接件的中心轴50；一个锁定装置260，其具有一根凸出销262，该凸出销与中心轴50一体形成且安装通过主、副盘形件213，214，223；以及一个加压件63，其安装在第一铰接件210的主盘形件214上的孔234的侧部，以便弹性驱动和控制所述锁定装置260的凸出销262的往复运动。

附图说明

图1为用于折叠式梯子的传统铰链的透视图。

图2为用于折叠式梯子的传统铰链的分解透视图。

图3为本发明的用于可折叠式梯子的铰链的分解透视图。

图4为加压锁定控制装置的详细视图。

图5为说明铰链锁定状态的平面图，在该状态下，锁定装置锁定了一个锁口。

图6为说明铰链锁定状态的剖面图，在该状态下，锁定装置锁定了一个锁口。

图7为说明铰链开锁状态的平面图，在该状态下，通过压下一个按钮而使锁定装置从一个锁口脱离。

图8说明铰链开锁状态的剖面图，在该状态下，通过压下一个按钮而使锁定装置从一个锁口脱离。

图9为平面图，其说明了锁定装置在通过一个加压装置释放锁口之前铰链的状态。

图10为剖面图，其说明了锁定装置在通过一个加压装置脱离锁口之前铰链的状态。

图11为平面图，其说明了使锁定装置与锁口脱离的铰链的状态。

图12为剖面图，其说明了使锁定装置与锁口脱离的铰链的状态。

图13为说明使铰接件展开180°的铰链状态的平面图。

图14为说明使铰接件展开180°的铰链状态的剖面图。

图15为剖面图，其说明了适用于不同结构的铰链中央轴线的结构。

图16为适用于本发明一种可选择方案的加压锁定控制装置的分解视图。

具体实施方式

本发明的一种用于可折叠式梯子的铰链包括一个与主盘形件13，14一体形成的第一铰接件10；一个与副盘形件23一体形成的第二铰接件20；一个锁定装置30，其具有一个按钮32，一根连接销31，一根螺旋弹簧34和一个矩形锁定块33；以及一个用于控制锁住或松开锁定装置30的加压锁定控制装置60。经过能使第一和第二铰接件10，20转动的中心线轴50的公共轴线，使第一和第二铰接件10，20结合在一起。将第二铰接件20的副盘形件23插入第一铰接件10中一对平行分离的主盘形件13，14之间。第一铰接件10的主盘形件13，14具有用于插入锁定装置30的槽孔13a，13c。在主盘形件14的内表面设有第一凸起拱形止动件15。第二凸起拱形止动件25形成在第二铰接件20的副盘形件23的内表面，以便与主盘形件14的第一凸起拱形止动件15配合。绕副盘形件23的周边形成有多个锁口28。在主盘形件14的槽孔13c的一侧，安装有一个加压锁定控制装置60，以便弹性驱动所述锁定装置30。

作为本发明的一种可选择的方案，一种用于可折叠式梯子的铰链包括一个第一铰接件210，该铰接件在主盘形件213，214处具有一对共用孔224，234；一个在副盘形件223上具有六个贯穿孔244的第二铰接件240；一根用于安装第一和第二铰接件的中心轴50；一个锁定装置260，该装置具有一个凸出销262，该凸出销与中心轴50一体形成且安装通过主、副盘形件213，214，223；以及一个安装在第一铰接件210的主盘形件214的孔234侧部的加压件63，其用于弹性驱动和控制锁定装置260的凸出销的往复运动。

下面，结合附图详细论述本发明的用于可折叠式梯子的铰链。

如图3所示，用于可折叠式梯子的铰链包括一个第一铰接件10，一个第二铰接件20，一个锁定装置30，以及一个加压锁定控制装置60。在本发明中，代替现有技术中所示的导引盘形板40，利用了第一铰接件10的加压锁定控制装置60来控制锁定装置30。

位于锁定装置30下方的加压锁定控制装置60在锁定装置30上弹性拱起。锁定装置30的矩形锁定块33能够弹性横向移动通过设置在第一铰接件10的主盘形件13，14上的槽孔13a，13c。在连接销31的端部，止动件31a被局部切除并抵靠在矩形锁定块33上。

在矩形锁定块33角端的顶部表面，以二维方向形成有一个斜面35。斜面35包括一个从顶部向侧面倾斜的第一斜面以及一个通过使第一斜面延伸形成的第二斜面。使一个加压件63弹性座靠在锁定块33的斜面上。

加压锁定控制装置60包括一根固定轴61，一个被固定在固定轴61上的加压件63，一个扭转弹簧62，该扭转弹簧能够在加压件63上施加弹性力以推动矩形锁定块33的上表面。加压件63的安装应能使其在矩形锁定块33的斜面35上滑动并使其在连接销31的止动件31a处停止。

如图4所示，锁住件63a具有一个在端部被切除的角部以及一个能够实现弹性向上或向下滑动的、在中央开通的狭槽。加压件63的下部两侧具有滑动导向件63c，以允许锁住件63a能够沿滑动导向件63c运动。

另一方面，将一根扭转弹簧62安装在固定轴61上以允许加压件63转动。扭转弹簧62的一端被第一铰接件10的凸出定位件11a固定，而其另一端由锁住件63a的延伸臂63d固定。因此，加压件63能够绕固定轴61弹性转动。同时，锁住件63a能够沿加压件63的表面向上或向下滑动。通过接合或分离设置在第二铰接件20周边上的锁口对加压锁定控制装置60的这种结构进行控制。

更详细的描述如下：当第二铰接件20转动时，将第二铰接件20的侧表面28a锁定至加压件63的锁住件63a上。此处，第二铰接件20的进一步转动会推动锁住件63a。随后，一起推动与锁住件63a一体形成的加压件63。结果，由于使加压件63与锁定块33的上表面分离，因此，释放了由加压锁定控制装置60约束的锁定装置30，由此锁定装置30能够向上或向下运动。

如图5和图6所示，通过锁定块33与第二铰接件20的锁口28的接合，锁定了第一和第二铰接件10，20。为了能够顺利地接合，锁口28具有与锁定块33的配合部分相同的尺寸和形状。锁定块33通过螺旋弹簧34的弹力而运动通过第二铰接件20的锁口28，直至接触与第一铰接件10一体形成的止动件13b为止。因此，当锁定块33穿过第一铰接件10的槽孔13a，13c堵住第二铰接件20的锁口28时，第一和第二铰接件10，20被锁住。

如图6所示，矩形锁定块33具有从顶部到底部的锥形面233，以便在没有任何间隙的情况下，使具有表面大于顶部表面的锁定块33的底部牢固地嵌入第一铰接件10的槽孔13c内。因此，在不会产生不稳定的运动或摇动的情况下，能够可靠地锁住梯子。

当使用者试图打开梯子时，他必须解除锁定状态以便转动第一和第二铰接件10，20。为了解除锁定条件，使用者按下按钮32以使锁定块33与槽孔13c和锁口28脱离。

图7和8显示了铰链的开锁状态，以便通过按下按钮32而使锁定块33与第二铰接件20的锁口28脱离。当按下按钮32时，锁定块33穿过槽孔13c从锁口28收回。当锁定块33与锁口28脱离时，通过扭转弹簧62的弹力使弹性接触矩形锁定块33侧部的加压件63恢复至位于锁定块33的第一和第二斜面35a，35b上。随后，加压件63将阻止连接销31的止动件31a以便限制矩形锁定块33并保持开锁状态。当解除锁定状态时，第一和第二铰接件10，20能够自由转动。

如图9和10所示，当使第一和第二铰接件10，20转动时，第二铰接件20的锁口28的侧表面28a卡住安装在加压件63上的锁住件63a的一端。

如果在以上条件下使第一和第二铰接件10，20进一步转动，则如图11和12所示，加压件63会从锁定块33的上部脱离并弹性支承锁定块33的侧部。随后，第一和第二铰接件10，20能够容易地转动。

由于梯子的反复操作，加压件63的锁住部分63a会反复相对于锁口28的侧表面28a锁定和松开。结果，锁口28的侧表面28a将易于磨损。这样便会导致加压件63产生故障，即加压件无法在锁定块33上部锁定或松开。为了防止潜在意外事故的发生，应在第二铰接件20的副盘形件23表面上设置多个锁定凸起24，这些凸起位于副盘形件23表面的周边边缘附近。如果事故发生以致锁住件63a未能锁定在锁口28的侧表面28a上，则一个凸起24将会卡住锁住件63a以实现与锁口28的侧表面28a相同的效能。

参见图11和图12，当加压件63从锁定块33的上部脱离并弹性支承锁定块33的侧部时，通过螺旋弹簧34的弹力，锁定块33具有恢复趋势。但是，通过弹性支承条件能够维持第二铰接件20的下部。

如图13和14所示，当第二铰接件20进一步转动至与第一铰接件10对齐时，通过位于端部的第二铰接件20的锁口28锁定锁定块33。随后，与图5和6所示相同，锁定块33通过螺旋弹簧34的弹力向上运动，以便堵住锁口28并停止在第一铰接件10一体形成的止动件13b处。因此，锁定第一和第二铰接件10，20以不允许它们彼此相对转动。

在图13中，在第一和第二铰接件10，20的盘形件14，23的相对表面上设有一对相反转动的拱形凸起15，25。使拱形凸起15，25彼此面对且相互配合。当使第一和第二铰接件10，20展开至180°时，拱形凸起15，25彼此配合以限制两个元件的转动。应作出这样的设计，即防止由突然的冲击或由于过高和过重产生的惯性力矩而引起梯子的重叠。在第一铰接件10的主盘形件14的内表面以及第二铰接件20的副盘形件23的外表面上形成拱形凸起15，25。

此处，参照图11给出了与拱形凸起15，25相关的更详细的描述。每一个拱形凸起15，25均包括：在一端的弯曲端部15a，25a，在相反端的、具有扁平端面15b，25b的止动件以及具有同轴弧形弯曲部分的接触面。两个拱形凸起15，25在不会产生干涉的情况下，在整个接触面中彼此配合直至第一和第二铰接件10，20调整至180°。以彼此相反的方向在相对端设置弯曲端部15a，25a。形成止动件15b，25b的拱形凸起15，25的另一端设置在相对位置处以与弯曲端部15a，25a接触。拱形凸起15，25的两端和拱形凸起15，25的止动件15b，25b同时彼此接触，以便限制第一和第二铰接件10，20的转动。

另一方面，必须始终如一地保持第一和第二铰接件10，20接触部分之间的间隙(公差)，如拱形凸起15，25，盘形件13，14，23，中心轴50和锁定块33之间的间隙(公差)，以便使梯子的支承能力和顺利操作性达到最大，同时不会产生不稳定的运动或摇动。通过试验可知，为了均匀地对每一部分分配载荷，最佳的间隙为小于或等于0.6mm。

试验揭示没有加压锁定控制装置60的现有技术的可折叠式梯子在进行7,000次折叠、打开的反复测试时就会损坏导引盘或弹簧。但是，设有加压锁定控制装置60的本发明表明在进行了大于8,000次折叠、打开的连续反复测试后也不会使部件损坏。

图15显示了本发明的另一种结构形式，其采用了一根护墙(revet)形中心轴50和垫圈54。具有中心轴50的第一和第二铰接件10，20的连接部分形成了一个比梯子本体薄的凹形部分12a，22a。当梯子的铰链受到外部冲击时，载荷会直接传递至中心轴50和内部部件。这样可能会损坏中心轴50和内部部件。为了避免由于内部部件的变形或损坏所产生的潜在故障，应设计凹形部分12a，22a以便吸收外界冲击。因此，这种结构能够确保梯子的安全操作。

图16显示了本发明的另一种方案。在这一个例子中，采用了与加压件63相同的结构以及传统的锁定装置。该例子中所示的锁定装置260采用了一对凸出销262。第一铰接件210的一对主盘形件213，214具有两个用于穿过锁定装置260的凸出销262的公共孔224，234。在主盘形件213，214之间插入的第二铰接件240的一个副盘形件223具有六个穿孔244。中心轴50以及具有凸出销262的锁定装置260被安装作为一个用于控制梯子操作的装置。这种可选择的锁定装置的操作方式与带有加压锁定控制装置60的锁定装置30相同。

因此，本发明的铰链结构的新的思想在于在不会产生运动或摇动的情况下，使梯子的支承能力和顺利操作达到最大。

虽然已根据最佳实施例对本发明作了说明，但是应理解可以作出进一步的改进。因此，本申请往往应包括遵循本发明概括性原理的所有变化、使用或改进，且包括落入本领域公知或惯用手段范围内的、由目前所披露内容得出的改进方案，这些方案均应落入权利要求的限定范围内。

Claims (5)

1、一种用于可折叠式梯子的铰链，其包括：一个与一对主盘形件(13，14)一体形成的第一铰接件(10)；一个第二铰接件(20)，其与一个在主盘形件(13，14)对之间接合的副盘形件(23)一体形成；一根用于结合所述第一和第二铰接件的中心轴(50)；所述铰链还包括：

一个锁定装置(30)，其具有按钮(32)，连接销(31)，螺旋弹簧(34)和矩形锁定块(33)；

一个用于控制锁定或松开锁定装置(30)的加压锁定控制装置(60)；所述加压锁定控制装置(60)还包括一根固定轴(61)，一根被安装在所述固定轴(61)上的扭转弹簧(62)，一个与所述固定轴(61)连接用于对所述矩形锁定块(33)施加弹力并被设置在第一铰接件(10)的一个槽孔(13c)上的加压件(63)，以及一个能够在所述加压件(63)上向上或向下滑动的锁住件(63a)；

一对形成在所述第一铰接件(10)上的槽孔(13a，13c)，它们用于接合所述锁定块(33)；

一个第一凸起拱形止动件(15)，其设置在所述第一铰接件(10)的所述主盘形件(14)的内表面上；

一个设置在所述第二铰接件(20)的所述副盘形件(23)的后表面上的第二凸起拱形止动件(25)，其用于与所述第一凸起拱形止动件(15)配合；以及

多个设置在所述副盘形件(23)周边附近的锁定凸起(24)。

2、根据权利要求1所述的用于可折叠式梯子的铰链，其还包括：一个以二维方向形成在所述矩形锁定块(33)的表面上的斜面(35)，一个设置在所述连接销(31)一端的止动件(31a)，且所述加压件(63)弹性座靠在所述斜面(35)上且在接触所述止动件(31a)时停止。

3、根据权利要求1所述的用于可折叠式梯子的铰链，其特征在于：所述锁定块(33)具有从顶部到底部的锥形面(233)，从而所述锁定块(33)的底部表面大于顶部表面，以实现牢固的接合。

4、根据权利要求1所述的用于可折叠式梯子的铰链，其还包括：一个用于结合第一铰接件的主盘形件(13，14)和第二铰接件的副盘形件(23)的连接部分，以形成比梯子本体薄的凹形部分(12a，22a)。

5、根据权利要求1所述的用于可折叠式梯子的铰链，其还包括：在所述第一和第二铰接件(10，20)，拱形凸起(15，25)，主盘形件(13，14)，副盘形件(23)，中心轴(50)以及锁定块(33)之间的间隙小于0.6mm。

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