CN2417260Y - 侧身分体式隐型铰链 - Google Patents

Abstract

一种防盗门用新型隐型铰链,由数面呈“V”型的铰链转页板和铰链安装板,以及铰链盒、轴套、销轴、联接螺钉组成。铰链转页板一侧端焊接轴套,用销轴可旋转地固定在门框腔铰链盒内,另一侧能旋出框侧条孔,并可与一侧已焊接于门扇内侧,另一侧从扇侧条孔中伸出来的铰链安装板用螺钉联接。与现有隐型铰链相比,框、扇侧条孔宽度显著减小,折边缘角无缺损,提高了框扇连接强度。门扇关闭时,联接螺钉隐蔽框内,门扇开启时,又可与门框方便地进行装配、拆卸和更换。

Description

侧身分体式隐型铰链

本实用新型是涉及一种铰链转页板采用V形形状特征和分体联接结构的新型隐型铰链。

主要由上述具有特定几何参数的V形转页板以及配套的V形安装板等所组成的改进型隐型铰链，可在防盗门、安全窗、保险柜上广泛应用，特别适合于目前各类门型，包括未来的各种新门型的全封闭装饰性防盗门上的配套设计和使用。

从查阅到的专利文献资料：[ZL专利号94236746．4]，&#60一种防盗门用隐蔽铰链&#62，其结构剖示图如附图1。

从调查现有市场上的防盗门配套用隐型铰链，归纳为配套于两种门型：

单止口门型：框扇连接结构剖示图如附图2

双止口门型：框扇连接结构剖示图如附图3

比较附图1、2、3得出：现有隐型铰链从原理型、实用型到改进型，其最大的共同特征是带轴套1的铰链转页板2断面呈П形，故把现有隐型铰链统称为П形隐型铰链。它从实用型到改进型，其外形特征及与门扇连接形式均无变化，仅因为门型配合关系，在尺寸参数上作了稍微调整。

П形隐型铰链在工作原理和制作工艺上是可行的，但在与框扇连接的结构设计、互换装配、安装施工中存在许多无法克服的弊端。由于涉及原因众多，因素复杂，故本说明只得作出详尽分析才能对其不足之处加以证实。一．现铰链在结构设计中的严重制约因素

П形隐型铰链，其主要尺寸参数包括П形转页板2的高度、宽度、厚度、销轴3直径，轴套1壁厚以及转轴中心位置，其参数的配置除了必须满足铰链正常工作条件及自身强度要求以外，还必须按照国标通用技术条件的规定，满足框扇配合尺寸及连接强度的要求，此外，当然也要考虑门体造形设计，装饰、密封件配置以及外观效果等要求，现将结构设计实现无缺陷的方案条件列出如下：(一)正常工作条件：

条件1：门扇开启角度必须大于90°，开启中铰链转页板2及其轴套1在开启全程应无任何障碍。

条件2：门扇开启小角度时，框扇相对应的侧缘面或外缘角应无磨察挤压。

条件3：门扇开启最大角度时，应以门框6侧条孔的外缘作为止点而不应使门扇7缘角与门框6端面相碰撞。(二)配合尺寸要求：

条件4：门扇关闭时，门扇7与门框6铰链贴合面间隙不应大于2mm。

条件5：门扇关闭时，对带压边的门扇，压边与门框搭接宽度不应小于8mm,门扇与门框配合活动间隙不应大于4mm。

条件6：铰链与门扇连接后，框扇在立面上配置位置应符合门体造形，装饰、密封件配置的外观设计要求。(三)强度设计要求：

条件7：门框因转页板贯通所需条孔宽度及门扇安装转页板所需条孔宽度，均不应破坏框扇成型板件的折弯缘角，条孔位置应离折弯处留出足够的折弯尾部弯出长度。按一般板厚和折弯圆角半径估算，折弯尾部弯出长度应不小于板厚的3倍。

条件8：为确保铰链与门框扇连接处有足够强度：

    按通用技术条件要求：门框板材厚度不应小于2mm

    按常规强度设计要求：门扇板材厚度不应小于1mm

                        铰链转页板厚度不应小于4mm

                        铰链安装板厚度不应小于4mm

                        销轴直径不应小于10mm

                        轴套壁厚不应小于3mm

                        铰链盒壁厚不应小于2mm

条件9：材质选用和工艺设计应满足以下要求：

转页板2、轴套1、安装板8选用材料其抗弯强度不低于A3钢，销轴3材料应为35号钢，经热处理。

转页板2、安装板8成型折弯圆角半径不应小于工艺规定值，以免造成折弯处过渡拉伸变薄，应力集中，甚至产生不易发现的局部撕裂。

然而从实践中发现，要完全满足上述9项条件的无缺陷设计方案无法实现，这从分析附图1、2、3中得到证实。

见附图1(专利原理型)

在剖示原理图的主要参数配置中至少存在两个缺陷有待解决。一是违反了条件7，门框6内缘角破坏，露出了框腔。而工艺实施中，门扇7后缘角也要被破坏。二是不能解决条件2和条件4的相互制约关系，最后条件2和条件4均不能满足。

又附图2(单止口门型)

在其结构设计参数配置中，由于单止口门框6与门扇7配合宽度有50mm，可以较充裕地同时满足条件1和条件7，但困难是要同时满足条件2和条件4。若调整销轴3位置向左和向下有利问题解决，但向左受到条件1、6、7制约，向下受到条件8的限制，方案最后只得在确保条件1、2、4的前提下放弃了条件6、7、8，其结果是在设定位置偏下的转轴中心的有限空间内只得选用φ6mm的销轴3和壁厚仅2mm的轴套1，而设定偏高的转页板2造成了转页板2与安装板8的偏位，为了转页板插入安装，不得不裁去扇侧后缘角和扇侧包饰铝合金条的嵌槽，使铰链处的密封条成了无依靠的悬挂状。

当然也有对上述困难采用放弃条件4，保住条件2、8的解决方案，结果加上工艺尺寸控制误差，门隙达到了用户不能接受的地步。

再附图3：(双止口门型)

是对单止口门型的改进，门框6前缘增加了一个止口，空出了一个16×16mm的空间，而且双止口门型门扇带压边，条件4换成了条件5，放宽了门隙要求，因此较容易同时满足条件2、5、8。

但是双止口门型框扇配合宽度由50mm缩减为44mm，要满足条件1，要求框侧开孔宽度至少在36mm～38mm。加上再要满足条件7，对厚2mm的框板材，其折边线相距至少应在46mm～48mm,超过了框侧实际宽度44mm，因此只得放弃条件7，但保住了框内缘角以免露出框腔。结果门框6前缘角缺损，破坏了外观，削弱了强度；门扇7侧后缘角短缺，虽然隐蔽，但因焊接安装板、加强板等，使扇背板在上、中，下铰链部位产生严重变形。

情况还不止于此，门框前缘角破损毕竟要有限度，否则外观上用户也不能接受，因此在满足条件1的前提下，销轴3中心位置要偏上以减少框前缘角破损宽度，这样对前述已经解决的条件2、5、8相互制约问题产生了新的制约，最后往往迫使方案的参数配置在条件2、5的各自边界状态，其结果加上工艺尺寸控制允差，不是活动间隙超差，就是搭边宽度不足，有时还出现搭边缘角与门框外缘角的挤压现象。

综上所述可见，由于现有铰链工作性状的严重制约，结构设计只得在损伤外观，减小结构件的尺寸、厚度、放大配合尺寸间隙达到方案的妥协解决，这不仅严重地削弱了铰链与框扇的连接强度，也给防盗门的外观和内在质量的提高造成了障碍。由此证实了下述结论：

继续采用现有隐型铰链，要实现无缺陷结构设计，其困难难以逾越。

深入分析发现：

条件1是最重要的充分必要条件，必须首先满足，否则铰链就无法工作。

条件1又是全局性的条件，它与其它条件的相关性最大，设计中任何参数的变动，无处不感到它的存在。

条件1更是最苛刻的条件，它造成的制约程度还不可改变。因为它由现有隐型铰链的工作性状所决定。

因此无缺陷设计的唯一出路只有改善现有隐型铰链的工作性能，它的工作性能改善了，条件1容易满足并给结构设计的制约程度减轻了，其它条件的实现就获得了比较宽松的调整空间，无缺陷设计就有了希望，防盗门的主要部位即铰链与框扇连接强度就有了保证。

现在来看看П形转页板的外形，“横竖方正，有棱有角”，要让它过孔，颇似扛着竹竿横竖进不了城门的典故。如果我们把它过孔部分的竖面一直角一横面这种几何形状特例从广义的角度上实现变形，使它成为斜面-弧面-斜面，在结构图上不断改变其斜率和曲率，使其排除一些妨碍过孔的有害占用空间，扩展一些有利扩大角程的有益空间，那么铰链转页板的工作性能就会得到较大的改善。二．现有铰链装配和安装工艺的不合理

现有隐型铰链在与门框扇连接的结构设计上，无法提供装卸门扇的活动联接，而仅有二处供装配用的一次性联接。因此现有铰链给门扇的装卸带来了严重的后遗症。

当门框装上了门洞，门扇就无法安装，因为销轴插入轴套的操作空间在门框内。即使框扇一并装上门洞，门扇又无法折卸，因为折卸联接螺钉的工作面即使门扇开启在任一角度上都会被门框遮挡。所以实质上框扇联接只在装配时起连接作用，到了装配完成，就是固定联接。这样的联接设计，装配的互换性也就失去了价值，目前防盗门业大批量生产方式却只能采用原始的单件配装方式，即使想改进装配工艺，但因装配时要求装在门扇7上的转页板2端的轴套1和焊接在门框6内铰链盒4上的销轴3孔对位，装配的互换性因没有直接的定位基准进行控制而无法实现。所以目前只能采用种种不合理的装配工艺，不仅劳动强度大、耗工时、效率低、安装误差大、装配质量差，给防盗门的整体质量造成了隐患。

同时上述病症也给安装施工带来了难题。生产厂对新建住宅楼配套时，只能要求建筑部门在抹灰装饰面后整体安装。然而提供给建筑部门的安装说明书，又强调要求在门框内必须灌装水泥，框、洞间必须嵌缝抹灰，这等于给予自己唯一解决办法的要求泡了汤。

建筑部门惯常要求在建筑抹灰面前安装门框，门框可以通过包扎防护带得到完善的保护。在抹灰装饰面施工完成后再装上门扇，超豪华型防盗门也安然无恙。这应该说是合情合理又符合安装工艺。然而现在铰链在中间“作梗”，框扇实在是对“边体婴儿”，结果往往只得忍痛让她俩在抹灰施工前“连体”就位，眼睁睁地看着她俩日夜在水泥、石灰、涂料、油漆中“洗礼”，到了峻工验收时，可怜的她俩几乎已变得面目全非了。

П形隐型铰链对框扇装卸结构设计的病症，原在专利构思上已属解决。回头再看附图1，其装卸结构设计完全合理，那么为什么在实用型甚至改进型都弃之不用呢？问题还是出在П形转页板上，因为它至今在结构设计中已困难重重，难以应付。如果再驮上一层厚厚的安装板，当然是不甚重负了。由于市场的召唤，为了实际应用，只得调整转页板的方位，忍痛割爱了原来正确的装卸联接关系。这也从另一方面证实：П形铰链转页板始终是“心有余，力不足”，它无法给予框扇连接结构带来整体和完善的解决方案。

本实用新型的目的是提供一种新型隐型铰链，它不仅能显著减小安装隐型铰链所需框、扇侧条孔的宽度，扩大门扇开启角度，提高与框扇的连接强度，而且可将门框先装上门洞，门扇置开启位置时，可方便实现框扇互换和门扇的拆卸和安装。

本实用新型的目的是这样实现的：隐型铰链由铰链盒、铰链转页板、轴套、销轴、铰链安装板及联接螺钉组成。铰链盒上、下端面有与销轴配合的轴孔，并焊接固定在门框框腔内。铰链转页板和铰链安装板是将现有的П形隐型铰链转页板分体后变形，使其断面为各具不同折弯角、折弯圆角半径及折弯两侧直边段长度的V形打弯板件。其中铰链转页板一直边端焊接轴套，用销轴顺序插入铰链盒上端孔、轴套、铰链盒下端孔，使其可转动地固定在铰链盒内，而另一侧直边段为联接螺钉安装面，在框侧条孔宽度限定范围内，可由铰链盒内旋出门框外，要求旋角范围大于门扇所需开启的最大角度。而铰链安装板一侧直边段焊接在门扇侧内，另一侧直边段是与铰链转页板相对应的螺钉安装面，它由扇侧条孔伸出，可与铰链转页板安装面迭合用螺钉联接实现门扇与门框的装配。

本实用新型与现有П形铰链转页板相比，V形铰链转页板联接螺钉安装面的直边段具有侧身穿越框侧条孔的优点，而折弯圆弧段又有扩大旋角范围的功能，因此在同等转角范围内，可显着减小框侧条孔宽度。同样，原扇侧安装条孔宽度需略大于П形铰链转页板联接螺钉安装面宽度，现在只须略大于V形铰链安装板的厚度，因此也显著减小了扇侧条孔宽度。由于框、扇侧安装隐型铰链所需开孔宽度大大下降，则保留了折边成型件的折弯缘角，从而实现了提高门铰链与框扇连接强度的目的。在门扇闭合时，本实用新型的铰链转页板连同联接螺钉全部旋入框腔铰链盒内，真正达到了全隐蔽的目的。在门扇开启时，门扇上的铰链安装板，通过联接螺钉带动铰链转页板上的轴套，使其围绕铰链盒内的销轴转动，在联接螺钉安装面旋出框侧条孔时，获得完全的螺钉装卸操作空间，从而达到了即使门框已装上门洞，也可以对门扇进行安装和拆卸的互换装配工艺的目的。

由于采用上述方案，与现有П形隐型铰链相比，采用V形铰链转页板的V形隐型铰链具以下优点及积极效果：

1．V形隐型铰链在与框扇连接结构设计中，对框侧贯通条孔宽度的要求由现有隐型铰链的36mm～38mm降低为28mm～30mm，或转角限程可扩大20°～30°，对扇侧安装条孔宽度要求也由现有隐型铰链的32mm～36降低为8mm～10mm，为框扇连接结构设计的各项工作参数，尺寸配合及结构参数配置和优化创造了条件，使结构设计不仅完善了方案，完美了外观，更重要的是提高了与框扇的连接强度。

2．V形隐型铰链解决了现有隐型铰链在装配和安装工艺上存在的重大弊端，真正实现了框扇的方便装卸，为生产厂从繁重低效的装配工序中解脱出来。而且V形隐型铰链在铰链转页板和铰链安装板上直接设置了工艺定位基准，只要配置各种定位胎架和定位模尺等工装，加强装配尺寸互换性的质量控制，那么摔掉装配工序这个繁重包袱就指日可待，而现场安装则可以是建筑部门的事了。

3．V形隐型铰链提升了现有隐型铰链的隐蔽性，因为现有铰链在关门状态下，联接螺钉位置就在门隙处，而现在却转换到框腔内，真正实现了铰链及其装卸件的全隐蔽，提高了隐型铰链的安全防范性。

另外，前装式还有意在门隙处将铰链转页板尾端伸出，以保护后面的铰链安装板，同样增强了铰链的防破坏性能。

4．V形隐型铰链与现有隐型铰链相比，其生产工艺，尺寸控制更简易、方便、灵活，适于配套件厂大批量专业化生产。V形构件打弯角多在90°±30°，回弹角容易控制；角度和尺寸若有偏差，可在铰链转页板与轴套焊接的定位模架上得到弥补；门隙设计如有改动，也可以在钻孔模的定位上得到调整。原来安装板还要由总装厂对隐型铰链配套设计加工，现在完全可以由铰链专业厂配套，其孔距配合公差更有了保证。

总之，V形隐型铰链的推广使用，对促进防盗门业专业化分工协作和大批量生产方式的完善有积极的意义。

5．V形隐型铰链对各类门型适应性、配套性强。本实用新型推出的四种实施例的隐型铰链。完全可以满足当前居民住宅和民用建筑采用的主流门型的配套设计和应用。而且只需对V形板件在几何参数上略加调整，完全可以与未来推出的任何各种新门型相配套。

特别指出，V形参数特例是U形，运用U形转页板的隐型铰链还可在需要大开启角度(120°)的双门扇型和特种门型配套。

下面结合附图和实施例对实用新型作进一步说明

图1是专利号ZL94236746．4&#60一种防盗门用隐蔽铰链&#62与门框扇连接的的横剖面构造图。

图2是现有适用于单止口门框的实用型隐型铰链与门框扇连接的横剖面构造图。

图3是现有适用于双止口门框的实用型隐型铰链与门框扇连接的横剖面构造图。

图4是本实用新型第一个实施例与门框扇连接的横剖面构造图。

图5是本实用新型第二个实施例与门框扇连接的横剖面构造图。

图6是本实用新型第三个实施例与门框扇连接的横剖面构造图。

图7是本实用新型第四个实施例与门框扇连接的横剖面构造图。

图8是第三个实施例中铰链转页板(2)的正视图。

图9是图8铰链转页板的俯视图。

图10是第三个实施例中铰链安装板(8)的正视图。

图11是图10铰链安装板的俯视图。

图12是图10铰链安装板的左视图。

上述图中：1．轴套 2．铰链转页板 3．销轴 4．铰链盒5．联接螺钉 6．门框 7．门扇 8．铰链安装板 9．带轴套的铰链转页板。

所有隐型铰链与门框扇连接的横剖面构造图(图1-图7)上的英文小写字母，均代表隐型铰链在门扇开启时各关键限制点的运动轨迹，其中a-门扇开启时在最大角度时，铰链转页板转角限制点的运动轨迹b-铰链转页板(或铰莲安装板)过孔最高限制点的运动轨迹c-铰链转页板(或铰链安装板)过孔最低限制点的运动轨迹d-门扇缘角或缘侧对门框缘角限制点的运动轨迹

实现本实用新型的具体设计方法如下：

1．图4至图7实施例中，铰链转页板(2)和铰链安装板(8)均设计为V形弯板件，其断面形状的几何特征参数包括V形的弯角角度，弯角曲率半径以及弯角两侧直边段长度。

2．上述V形弯板件最佳几何特征参数的求介是在一定门型的框扇连接结构比例图上，采用作图试探法、综合设计尺寸、配合、结构等各项参数的有效优化和配置来进行逐次逼近而求得，所谓有效优化和配置是指能在框扇连接结构设计中完全满足前述背景技术分析的9项无缺陷方案条件。

3．参数中的弯角几何参数优化范围为：

V形铰链转页板(2)：

    弯角角度：0°～90°     (常被优化在60°～90°)

    弯角曲率半径0～20mm     (常被优化在4～10mm)

V形铰链安装板(8)：

    弯角角度60°～120°     (常被优化在70°～110°)

    弯角曲率半径：4mm       (常用值)

4．V形弯板件的弯角参数应包括以下特例：

  小曲率半径和90°弯角的小圆角直角板，

  大曲率半径和0°弯角的U形板。

5．铰链转页板(2)和铰链安装板(8)的安装联接关系，即支承面和安装面的相对关系可按优化设计效果任选。

6．铰链转页板(2)和轴套(1)焊接的相应位置选择，是相切、相交还是相接均无限制，可按优化设计效果任选。

7．铰链转页板(2)和铰链转页板(8)的厚度不应小于4mm，高度不应小于56mm，两板联接的搭接宽度不应小于30mm，联接螺钉(5)不少于4个，规格不小于M6。

在图4所示实施例中，是适用单止口门框型、门扇前装式的实施方案，按此条件经作图试探法求得的铰链转页板(2)和铰链安装板(8)的V形形状如图中所示。铰链盒(4)上下端面有与销轴(3)配合的轴孔，其右侧开口与门框(6)框侧条孔对位焊接在门框腔内，V形铰链转页板(2)的一侧端焊接轴套(1)，由销轴(3)可转动地固定在门框腔的铰链盒(4)内，另一侧可旋出框侧条孔外，V形铰链安装板(8)的一侧被焊接在门扇(7)的内侧，另一侧通过扇侧条孔伸出扇外，可与旋出框侧条孔外的铰链转页板(2)用联接螺钉(5)实现门扇(7)与门框(6)的装配。

在门扇闭合时，铰链转页板(2)和联接螺钉(5)隐蔽在门框(6)内，在门扇(7)开启时，门扇上的铰链安装板(8)通过联接螺钉(5)使铰链转页板(2)上的轴套(1)围绕销轴(3)旋转，并使联接螺钉(5)的安装面旋出门框(6)侧条孔外，便于门扇(7)与门框(6)的装卸。

在图5所示实施侧中是运用于单止口门框型、门扇后装式的实施方案，按此条件经作图试探法求得的铰链转页板(2)和铰链安装板(8)的V形形状如图中所示，其中铰链转页板(2)一侧直边端与轴套焊接位置由相切改为相交，其它构造、功能及使用方法均与图4实施例相同。

在图6所示实施例中，是适用于双止口门框型、门扇前装式的实施方案，在图7所示实施例中是适用于双止口门框型、门扇后装式的实施方案，按此条件求得的铰链转页板(2)和铰链安装板(8)的V形形状分别如图6和图7中所示，其它构造功能及使用方法均与图4、图5实施例相同。

在上述各实施例中，可满足以下技术要求：

1．所有门框侧条孔宽度可缩小至28～30mm，门扇侧条孔宽度可缩小8～10mm，均保留了框扇折边缘角，提高了隐型铰链与框扇的连接强度。

2．所有门扇开启最大角度可超过90°，实际达到95°。

3．所有门扇在开启角度60°～90°范围内均能获得装配联接螺钉的完善装卸操作空间。

为完善实施方案，给出在图6第三个实施例中的铰链转页板(2)和铰链安装板(8)的完整视图，其中铰链转页板(2)正视图如图8所示，其附视图如图9所示，在图9中铰链转页板在其安装支承面上设螺纹孔5-M6，中间M6螺纹孔可加装带起子槽螺纹圆柱销(GB878-86-6X12)，圆柱销作工艺定位销。而铰链安装板(8)正视图如图10所示，其俯视图如图11所示，在图11中铰链安装板在其联接螺钉(5)安装面上设沉孔4-φ6．4，中间另加设一个与上述圆柱销动配合的销孔，销孔作工艺定位孔。

上述工艺用定位销和销孔是隐型铰链加工及与框扇焊接、装配和互换检测的工艺定位基准，门扇安装时，螺纹圆柱销还可作门扇挂接定位时使用。

图12为铰链安装板的左视图，图中铰链安装板与扇侧焊接安装面宽度按门扇内腔厚度设计，高度按焊接结构强度要求设计，并要求在折弯处设计出工艺槽。

Claims (4)

1．一种新型隐型铰链，其铰链转页板一侧端焊接轴套，用销轴可旋转地固定在门框腔铰链盒内，另一侧能旋出框侧条孔，并可与一侧已焊接于门扇内侧，另一侧从扇侧条孔中伸出来的铰链安装板用螺钉联接。其特征是：铰链转页板和铰链安装板均为有一定弯角角度，弯角曲率半径和弯角两侧直边段长度的V形弯板构件。

2．根据权利要求2所述的隐型铰链，其特征是：V形铰链转页板和铰链安装板的弯角几何参数优化范围为：

V形铰链转页板：

    弯角角度：0°～90°    (常被优化在60°～90°)

    弯角曲率半径0～20mm    (常被优化在4～10mm)

V形铰链安装板：

    弯角角度60°～120°    (常被优化在70°～110°)

    弯角曲率半径：4mm      (常用值)

3．根据权利要求2规定的隐型铰链，其特征是：铰链转页板和铰链安装板的弯角几何参数的特例包括：

  小曲率半径和90°弯角的小圆角直角板；

  大曲率半径和0°弯角的U型板。

4．根据权利1所述的隐型铰链，其特征是：铰链转页板和铰链安装板的安装面和支承面上，除了联接螺钉孔外，还各自设置了一个对位配合的螺钉圆柱销用螺纹孔和与该销动配合的销孔。

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