NL2004853C2 - Scharnierinrichting en werkwijze voor de vervaardiging daarvan. - Google Patents

Description

SCHARNIERINRICHTING EN WERKWIJZE VOOR DE VERVAARDIGING

DAARVAN

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 5 scharnierinrichting, en op een werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

Bekende gedempte scharnierinrichtingen zijn veelal gebaseerd op een afgedichte behuizing waarin een hydraulisch systeem is ondergebracht. Een nadeel van dergelijke 10 hydraulisch gedempte scharnierinrichtingen is de complexiteit die voortkomt uit het aanzienlijk aantal afzonderlijke onderdelen, en de daarmee gepaard gaande productiekosten. Vloeistofgedempte scharnieren hebben daarnaast het risico van lekkage, hetgeen vloeistofdichte 15 afdichtingen vereist, en bovendien de betrouwbaarheid beperkt.

Voor sommige toepassingen, zoals bijvoorbeeld een gedempt scharnier voor een toiletbril, zijn dergelijke complexe scharnierinrichtingen ongewenst.

20 Een doel van de onderhavige uitvinding is om een scharnierinrichting te verschaffen, waarbij de genoemde nadelen zich niet, of althans in mindere mate voordoen, en welke in het bijzonder geschikt is voor het op gedempte wijze scharnierbaar bevestigen van een toiletbril aan een 25 toiletpot.

Het genoemde doel is bereikt met de scharnierinrichting volgens de onderhavige uitvinding, omvattende: - een aan een ondergrond bevestigbaar basisdeel 30 met een binnenwand; - een roteerbaar om een rotatie-as aan het basisdeel aangebrachte rotorarm die aan zijn naar de binnenwand gerichte rand van een enigszins veerkrachtig afdichtorgaan is voorzien, waarbij het afdichtorgaan in ten 2 minste een gedempt bewegingsbereik van de rotorarm door zijn veerkracht onder enige voorspanning contact maakt met de binnenwand; - waarbij de binnenwand van het basisdeel, de 5 rotorarm en het afdichtorgaan een in beperkte mate gasdicht afgesloten dempingskamer vormen; - waarbij de rotorarm roteerbaar is tussen een eerste stand waarin het door de dempingskamer ingesloten volume minimaal is, en een tweede stand waarin het door de 10 dempingskamer ingesloten volume maximaal is; en - waarbij het afdichtorgaan de in- en uitstroom van een fluïdum in en uit de dempingskamer reguleert.

Opgemerkt wordt dat met yin beperkte mate gasdicht' wordt beoogd dat er op restrictieve wijze stroming 15 van fluïdum mogelijk is. De mate van restrictie, die wordt beïnvloedt door de voorspanning waarmee het afdichtorgaan tegen de binnenwand drukt, is door de vakman naar wens vooraf te bepalen. Een grotere voorspanning resulteert in een meer restrictieve stroming, en daardoor in een hogere 20 stromingsweerstand. Hoe hoger de stromingsweerstand, des te langzamer de druk in de dempingskamer kan afbouwen. Hierdoor leidt een hogere stromingsweerstand tot een hogere demping van de scharnierinrichting.

De scharnierinrichting volgens de uitvinding omvat 25 slechts weinig onderdelen, en is daardoor eenvoudig te vervaardigen en bovendien storingsongevoelig. Deze betrouwbaarheid gaat gepaard met lage vervaardigingskosten, waardoor massafabricage mogelijk is.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm 30 strekt het enigszins veerkrachtig afdichtorgaan zich vanaf de rotorarm naar de naar de dempingskamer gerichte zijde van de rotorarm uit. Hierdoor wordt het afdichtorgaan in een eerste scharnierrichting ten gevolge van een in de dempingskamer ontstane onderdruk van de binnenwand 3 losgezogen, waardoor in deze eerste scharnierrichting een in hoofdzaak ongedempte scharnierbeweging mogelijk is. Daarentegen ontstaat in een omgekeerde tweede scharnierrichting een overdruk in de dempingskamer, waardoor 5 het afdichtorgaan tegen de binnenwand aan wordt gedrukt. Hierdoor neemt de stromingsweerstand van fluïdum vanuit de dempingskamer verder toe. De in de dempingskamer aanwezige druk werkt in op het oppervlak van de rotorarm dat de dempingskamer begrenst, en oefent zo een dempende kracht op 10 de rotorarm uit.

Doordat de eerste scharnierrichting door het van de binnenwand loskomen van het afdichtorgaan vrijwel ongedempt is, en de tweede omgekeerde scharnierrichting juist gedempt wordt ten gevolge van het afdichtorgaan dat 15 tegen de binnenwand wordt gedrukt, verschaft de uitvinding een effectief unidirectioneel dempende scharnierinrichting.

Doordat het afdichtorgaan bij overdruk in de dempingskamer automatisch sterker tegen de binnenwand wordt aangedrukt, is de voorspanning waarmee het afdichtorgaan in 20 ten minste een gedempt bewegingsbereik van de rotorarm contact maakt met de binnenwand bij voorkeur gering. Dit reduceert immers wrijvingscontact in niet-dempende bewegingsbereiken, waardoor slijtage wordt gereduceerd.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm heeft 25 het contactoppervlak tussen afdichtorgaan en binnenwand een zo laag mogelijke wrijving, teneinde slijtage van dit contactoppervlak te voorkomen.

Volgens een nog verdere voorkeursuitvoeringsvorm is het fluïdum dat in en uit de dempingskamer stroomt 30 omgevingslucht. Doordat omgevingslucht wordt toegepast als fluïdum, wordt de scharnierinrichting verder vereenvoudigd. Er is immers geen behoefte aan een kostprijsverhogend fluïdum, zoals hydraulische olie, en bovendien zijn 4 afdichtingen voor het binnen de scharnierinrichting houden van het fluïdum overbodig.

Volgens een nog verdere voorkeursuitvoeringsvorm staan de rotorarm en het afdichtorgaan met hun van de 5 dempingskamer afgekeerde zijde in open gasverbinding met de omgeving. De scharnierinrichting kenmerkt zich door de constructie waarin de dempingskamer in open gasverbinding staat met de omgeving. Enerzijds is hierdoor omgevingslucht toepasbaar voor het binnen de constructie dempen van de 10 onderlinge beweging tussen rotorarm en basisdeel. Anderzijds biedt juist de voordelige toepassing van de omgevingslucht, met de daarmee gepaard gaande open gasverbinding met de omgeving, het verdere voordeel dat verdere afdichtingen overbodig zijn. Hierdoor kan het aantal afzonderlijke 15 onderdelen van de inrichting beperkt worden gehouden, en neemt bovendien de betrouwbaarheid toe. Daarnaast vertaalt het geringe aantal onderdelen en de afwezigheid van extra afdichtingen zich in een gunstige kostprijs.

Volgens een nog verdere voorkeursuitvoeringsvorm 20 vormen de dempingskamer en een versterkingskamer samen een door de binnenwand ingesloten volume, waarbij de rotorarm en het afdichtorgaan de scheiding tussen de dempingskamer de versterkingskamer vormt, en waarbij bij het roteren van de rotorarm tussen de eerste en tweede stand, het afdichtorgaan 25 de stroming van in het ingesloten volume aanwezig fluïdum tussen de dempingskamer en de versterkingskamer reguleert.

Opgemerkt wordt dat de versterkingskamer en dempingskamer nog steeds in open gasverbinding met de omgeving kunnen staan. Zolang de restrictie van de open 30 gasverbinding naar de omgeving toe een kleiner debiet toelaat dan het debiet dat toegelaten wordt door de restrictie die de rotorarm en afdichtorgaan tussen de dempingskamer en versterkingskamer vormen, heeft de 5 versterkingskamer invloed op de dempingskarakteristiek van de scharnierinrichting.

Er treden door de versterkingskamer twee effecten op. Volgens een eerste versterkend effect ondervinden de 5 dempingskamer en versterkingskamer beide een - zij het tegensgestelde - drukverandering. Deze druk oefent een kracht uit op het oppervlak van de rotorarm dat de scheiding tussen de dempingskamer en versterkingskamer vormt. Doordat deze kracht zowel vanuit de dempingskamer als de 10 versterkingskamer op de rotorarm wordt uitgeoefend, resulteert dit eerste versterkend effect in een verdubbeling van de op de rotorarm uitgeoefende dempende kracht.

Een tweede versterkend effect ontstaat doordat bij het vergroten van het inwendig volume van de dempingskamer, 15 het inwendig volume van de versterkingskamer een evenredig volumedeel zal afnemen, waardoor een stroming van fluïdum van de versterkingskamer naar de dempingskamer wordt bewerkstelligd.

Volgens een nog verdere voorkeursuitvoeringsvorm 20 is de binnenwand van één of meer sleufvormige uitsparingen voorzien. Door middel van deze sleufvormige uitsparingen wordt de dempingskarakteristiek beïnvloedt. Immers gaat de aanwezigheid van een sleuf gepaard met een minder restrictieve doorstroming, en derhalve een lagere demping.

25 Volgens een nog verdere voorkeursuitvoeringsvorm strekken de sleufvormige uitsparingen zich slechts uit over een bepaald deel van de binnenwand waarlangs de rotorarm tussen de eerste en tweede stand beweegbaar is. Doordat de sleufvormige uitsparingen zich slechts over een deel van de 30 binnenwand uitstrekken, is de dempingskarakteristiek over een gewenst bereik instelbaar.

Volgens een nog verdere voorkeursuitvoeringsvorm hebben de sleufvormige uitsparingen een variabele breedte 6 en/of diepte, waarmee de dempingskarakteristiek door de ontwerper naar wens instelbaar is.

Hoewel de binnenwand van het basisdeel doorgaans een in hoofdzaak constante afstand tot de rotatie-as zal 5 hebben, is volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm de tussenruimte tussen de binnenwand van het basisdeel en de naar de binnenwand toegekeerde rand van de rotorarm variabel. Hierdoor ontstaat een variabele doorstroomopening, en zijn de dempingseigenschappen van de scharnierinrichting 10 te reguleren. Zo verschaft een taps toelopende tussenruimte een geleidelijke drukopbouw, c.q. drukafbouw.

Verder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een scharnierinrichting zoals in het voorgaande beschreven, waarbij ten minste het 15 basisdeel, de rotorarm en het afdichtorgaan van de scharnierinrichting worden gespuitgiet.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm worden ten minste de rotorarm en het afdichtorgaan uit één materiaalsoort vervaardigd. Hierdoor is het product zonder 20 materiaalscheiding te recyclen.

Volgens een nog verdere voorkeursuitvoeringsvorm worden de rotorarm en het afdichtorgaan als één integraal deel gespuitgiet, hetgeen de vervaardiging vereenvoudigt. Doordat het aantal afzonderlijke onderdelen bovendien wordt 25 gereduceerd, neemt de betrouwbaarheid van de scharnierinrichting toe.

In de navolgende beschrijving worden voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding aan de hand van de tekening verder verklaard, waarin tonen: 30 Figuur 1: een perspectivische weergave van een toiletpot met een scharnierinrichting volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 2: een gedetailleerde weergave van de scharnierinrichting van figuur 1; 7

Figuur 3A: een doorsnede-aanzicht van het in figuur 2 getoonde scharnier tijdens een opwaartse beweging van de rotorarm;

Figuur 3B: een doorsnede-aanzicht van het in 5 figuur 2 getoonde scharnier tijdens een neerwaartse beweging van de rotorarm;

Figuur 4A: een doorsnede-aanzicht van een scharnierinrichting volgens een alternatieve uitvoeringsvorm in een eerste stand; 10 Figuur 4B: een doorsnede-aanzicht van een scharnierinrichting volgens een alternatieve uitvoeringsvorm in een tweede stand;

Figuur 5A: een doorsnede-aanzicht van een verdere alternatieve uitvoeringsvorm van de scharnierinrichting 15 volgens de onderhavige uitvinding tijdens een opgaande beweging van de rotorarm;

Figuur 5B: een doorsnede-aanzicht van een verdere alternatieve uitvoeringsvorm van de scharnierinrichting volgens de onderhavige uitvinding tijdens een neergaande 20 beweging van de rotorarm; en

Figuur 6: een verdere alternatieve uitvoeringsvorm van de scharnierinrichting van de onderhavige uitvinding, voorzien van een sleufvormige uitsparing.

Figuur 1 toont een toiletpot waarbij de toiletbril 25 met een scharnier 1 aan de toiletpot is bevestigd. Dit scharnier 1 omvat een basisdeel 2 waarmee de scharnierinrichting 1 aan de toiletpot wordt bevestigd (zie figuur 2). Een rotorarm 8 is op scharnierbare wijze met het basisdeel 2 verbonden, in de getoonde uitvoeringsvorm is de 30 rotorarm 8 scharnierbaar rond een rotatie-as 6.

Figuren 3A en 3B tonen in doorsnede-aanzichten van de scharnierinrichting van figuur 1 hoe de rotorarm 8 aan de richting de binnenwand 4 van het basisdeel 2 gerichte zijde is voorzien van een afdichtlip 12. Deze afdichtlip 12 is 8 enigszins veerkrachtig en drukt daardoor in rust met enige voorspanning tegen de binnenwand 4 van het basisdeel 2. Hierdoor vormt zich een dempingskamer 14 tussen de binnenwand 4 van het basisdeel 2, de rotorarm 8 en het 5 afdichtingsorgaan 12. Deze dempingskamer 14 is in beperkte mate gasdicht afgesloten, hetgeen wil zeggen dat er wel stroming van fluïdum in en uit deze dempingskamer 14 mogelijk is, doch dat deze stroming niet volledig vrij en ongehinderd is. De voorspanning van de afdichtlip 12 tegen 10 de binnenwand 4 van het basisdeel 2 bepaalt in belangrijke mate de restrictie die de stroming van de fluïdum ondervindt, wanneer fluïdum zich vanaf de omgeving in de dempingskamer 14 verplaatst of vice versa.

In figuur 3A wordt met de pijl weergegeven dat de 15 rotorarm 8 opwaarts wordt bewogen. De rotorarm 8 roteert om de rotatie-as 6, waardoor de afdichtlip 12 zich zodanig verplaatst dat het inwendige volume van de dempingskamer 14 zal toenemen. Hierdoor ontstaat enige mate van onderdruk in de dempingskamer 14, die de voorspankracht van de afdichtlip 20 12 deels compenseert. Doordat de voorspanning van de afdichtlip 12 wordt gecompenseerd, is de opwaartse beweging van de rotorarm 8 slechts in zeer geringe mate gehinderd door wrijving. Door de onderdruk in de dempingskamer 14 wordt de door de afdichtlip 12 geleverde afdichting 25 tijdelijk geopend, waardoor de stroming van fluïdum een groter debiet heeft en vrijwel ongehinderd kan plaatsvinden.De afdichtlip 12 laat stroming van fluïdum van de omgeving naar de dempingskamer 14 toe.

In de omgekeerde situatie waarbij de rotorarm 8 30 neerwaarts wordt bewogen, wordt het door de dempingskamer 14 ingesloten volume verkleind (figuur 3B). Hierdoor ontstaat een overdruk in de dempingskamer 14 en wordt de afdichtlip 12 tegen de binnenwand 4 van het basisdeel 2 gedrukt. De voorspankracht van de afdichtlip 12 wordt aldus versterkt, 9 waardoor de stromingsweerstand van fluïdum dat zich vanuit de omgeving naar de dempingskamer 14 beweegt verder wordt verhoogd. Op deze wijze verschaft het scharnier 1 een demping aan de neerwaartse beweging van de rotorarm 8.

5 Wanneer een toiletbril met de rotorarm 8 is verbonden, zoals getoond in figuur 1, zal dit resulteren in een gedempte daling van de toiletbril.

Opgemerkt wordt dat de afdichtlip 12 een unidirectionele werking verschaft. In de opwaartse beweging 10 van rotorarm 8 (figuur 3A) is de weerstand die de rotorarm 8 tijdens rotatie ondervindt minimaal, waardoor de rotorarm 8 met geringe kracht opwaarts te bewegen is. Daarentegen is de weerstand tijdens een neerwaartse beweging van de rotorarm 8 maximaal (figuur 3B), waardoor deze richting het scharnier 1 15 de gewenste demping vertoont.

De in figuren 4A en 4B getoonde alternatieve uitvoeringsvorm heeft een binnenwand 4 waarvan de afstand tot de rotatie-as 6 geleidelijk toeneemt naarmate de rotorarm zich in een meer opwaartse gerichte stand zal 20 bevinden. Hierdoor wordt de voorspanning van de afdichtlip 12 tegen de binnenwand 4 aan gereduceerd dan wel volledig opgeheven naarmate de rotorarm in meer opwaartse gerichte stand zal bevinden. Het voordeel wanneer de afdichtlip 12 enigszins loskomt van de binnenwand 4 (figuur 4A) is dat er 25 in de opwaarts gerichte stand nagenoeg geen demping plaatsvindt, terwijl de dempingkarakteristiek van het scharnier 1 naar de neerwaarts gerichte stand van de rotorarm 8 ongewijzigd behouden blijft.

Figuur 4B toont hoe bij het neerwaarts bewegen van 30 de rotorarm 8, in de dempingskamer 14 ten gevolge van volumevermindering een overdruk optreedt, waardoor de afdichtlip 12 naar buiten toe in de richting van de binnenwand 4 wordt gedrukt. Bovendien bevindt binnenwand 4 zich hier op een kleinere afstand tot de rotatie-as 6 dan 10 het contactvlak van de binnenwand 4 waarmee de afdichtlip 12 in de in figuur 4A getoonde stand contact maakt.

Figuren 5A en 5B tonen alternatieve uitvoeringsvormen, waarbij de dempingskamer 14 en de 5 versterkingskamer 18 samen een door de binnenwand 4 van het basisdeel 2 ingesloten volume vormen. De rotorarm 8 en de afdichtlip 12 vormen een scheidingswand tussen de dempingskamer 14 en de versterkingskamer 18. Naar gelang de rotatierichting van de rotorarm 8 zal een stroming van 10 fluïdum benodigd zijn tussen de dempingskamer 14 en de versterkingskamer 18. In de opwaartse beweging van de rotorarm 8 in figuur 5 ontstaat een onderdruk in de dempingskamer 14 en zal fluïdum vanuit de versterkingskamer 18 naar de dempingskamer 14 gaan stromen. In de in figuur 5B 15 getoonde neerwaartse beweging van de rotorarm 8 wordt het inwendige volume van de dempingskamer 14 verkleind waardoor hier een overdruk optreedt en fluïdum vanuit de dempingskamer 14 naar de versterkingskamer 18 zal gaan stromen.

20 Wanneer de versterkingskamer 18 een ten minste in enige mate gesloten volume betreft, wordt de stroming van fluïdum tussen de versterkingskamer 18 en de dempingskamer 14 op restrictieve wijze beïnvloedt, hetgeen de demping versterkt. Opgemerkt wordt het daarbij niet noodzakelijk is 25 dat de versterkingskamer 18 volledig gasdicht van de omgeving is afgesloten, en dat de scharnierinrichting 1 volgens de in figuren 5A en 5B getoonde uitvoeringsvorm derhalve geen additionele kostbare afdichtingen vereist.

In de figuur 6 getoonde uitvoeringsvorm is een in 30 de binnenwand 4 aangebrachte sleuf getoond die een variabele breedte heeft en aldus een variabel debiet toelaat. Door een of meer dergelijke sleuven, die op vooraf bepaalde plaatsen in de binnenwand zijn aangebracht, is de 11 dempingskarakteristiek van de scharnierinrichting 1 naar wens door de ontwerper beïnvloedbaar.

De hierboven beschreven uitvoeringsvormen zijn, hoewel ze voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding 5 tonen, enkel bedoeld om de onderhavige uitvinding te illustreren en niet om op enigerlei wijze de omschrijving van de uitvinding te beperken. In het bijzonder wordt opgemerkt dat, hoewel de uitvinding is toegelicht als toepassing van een scharnier voor een toiletbril, de 10 uitvinding hier niet toe beperkt is. Andere toepassingen zijn denkbaar, waaronder scharnieren voor kastdeuren. De omvang van de uitvinding wordt dan ook uitsluitend bepaald door de nu volgende conclusies.

Claims (14)

1. Scharnierinrichting (1), omvattende: - een aan een ondergrond bevestigbaar basisdeel 5 (2) met een binnenwand (4); - een roteerbaar om een rotatie-as (6) aan het basisdeel (2) aangebrachte rotorarm (8) die aan zijn naar de binnenwand gerichte rand (10) van een enigszins veerkrachtig afdichtorgaan (12) is voorzien, waarbij het afdichtorgaan 10 (12) in ten minste een gedempt bewegingsbereik van de rotorarm (8) door zijn veerkracht onder enige voorspanning contact maakt met de binnenwand (4); - waarbij de binnenwand (4) van het basisdeel (2), de rotorarm (8) en het afdichtorgaan (12) een in beperkte 15 mate gasdicht afgesloten dempingskamer (14) vormen; - waarbij de rotorarm (8) roteerbaar is tussen een eerste stand waarin het door de dempingskamer (14) ingesloten volume minimaal is, en een tweede stand waarin het door de dempingskamer (14) ingesloten volume maximaal 20 is; en - waarbij het afdichtorgaan (12) de in- en uitstroom van een fluïdum in en uit de dempingskamer (14) reguleert.

2. Scharnierinrichting (1) volgens conclusie 1, waarbij het enigszins veerkrachtig afdichtorgaan (12) zich vanaf de rotorarm (8) naar de naar de dempingskamer (14) gerichte zijde van de rotorarm (8) uitstrekt.

3. Scharnierinrichting (1) volgens conclusie 1 of 2, waarbij het contactoppervlak tussen afdichtorgaan (12) en binnenwand (4) een zo laag mogelijke wrijving heeft.

4. Scharnierinrichting (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het fluïdum dat in en uit de dempingskamer (14) stroomt omgevingslucht is.

5. Scharnierinrichting (1) volgens conclusie 4, waarbij de rotorarm (8) en het afdichtorgaan (12) met hun van de dempingskamer (14) afgekeerde zijde in open gasverbinding staan met de omgeving.

6. Scharnierinrichting (1) volgens een van de conclusies 1-4, - waarbij de dempingskamer (14) en een versterkingskamer (18) samen een door de binnenwand (4) ingesloten volume (16) vormen; 15. waarbij de rotorarm (8) en het afdichtorgaan (12) de scheiding tussen de dempingskamer (14) de versterkingskamer (18) vormt; en - waarbij bij het roteren van de rotorarm (8) tussen de eerste en tweede stand, het afdichtorgaan (12) de 20 stroming van in het ingesloten volume (16) aanwezig fluïdum tussen de dempingskamer (14) en de versterkingskamer (18) reguleert.

7. Scharnierinrichting (1) volgens een van de 25 voorgaande conclusies, waarbij de binnenwand (4) van één of meer sleufvormige uitsparingen (20) is voorzien.

8. Scharnierinrichting (1) volgens conclusie 7, waarbij de sleufvormige uitsparingen (20) zich slechts 30 uitstrekken over een bepaald deel van de binnenwand (4) waarlangs de rotorarm (8) tussen de eerste en tweede stand beweegbaar is.

9. Scharnierinrichting (1) volgens conclusie 7 of 8, waarbij de sleufvormige uitsparingen (20) een variabele breedte en/of diepte hebben.

10. Scharnierinrichting (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de tussenruimte (22) tussen de binnenwand (4) van het basisdeel (2) en de naar de binnenwand (4) toegekeerde rand (10) van de rotorarm (8) variabel is. 10

11. Werkwijze voor het vervaardigen van een scharnierinrichting volgens een van de voorgaande conclusies.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij ten minste het basisdeel (2), de rotorarm (8) en het afdichtorgaan (12) van de scharnierinrichting worden gespuitgiet.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, waarbij ten minste de rotorarm (8) en het afdichtorgaan (12) uit één materiaalsoort worden vervaardigd.

14. Werkwijze volgens één van de conclusies 11-13, 25 waarbij de rotorarm (8) en het afdichtorgaan (12) als één integraal deel worden gespuitgiet.