专利名称：带外壳的夹式摩擦铰链的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种摩擦转矩铰链。尤其是，本发明涉及径向压在一个轴上、上面形成有一个外壳的一个摩擦元件或多个摩擦元件。
背景技术：
本领域公知的是使用摩擦铰链装置在相对主体以可选定角度的位置支持物体。一类摩擦铰链是弹簧铰链，利用一个螺旋弹簧缠绕一个轴。在一个放松的状态，弹簧内径小于轴的外径以和轴摩擦啮合以便弹簧和轴趋向于一同转动。使用中轴与一个旋转体连接。当旋转体和轴被转动时，弹簧一端或“趾端”被定向去接触一个终点，该终点典型是一个固定支撑的部分。弹簧趾端与终点的接合将促使弹簧相对于轴滑动而非相对于轴旋转。这将会产生扭矩。这样一个弹簧铰链能被设计成提供一个在其整个动作范围内相对恒定的扭矩或转动阻力。
另一类摩擦铰链装置是一种带有一个轴和成形于轴和弹簧四周并围绕轴和弹簧的一个罩的包覆铰链。弹簧与轴摩擦啮合并因此随轴转动。围绕轴周围的密封，虽然具有与弹簧外表面有直接的表面接触并阻止弹簧相对于该罩转动。因而，当轴相对于该罩转动时，轴和弹簧之间的摩擦力向遍及轴的动作范围的转动提供几乎恒定的扭矩或阻力。这样一种包覆弹簧装置在US5542505中被公开。
另一类摩擦铰链装置包括一个轴和带有多个固定在其上的卡圈。每个卡圈具有一个从外表面突出的连接部分。这个连接部分与一个外壳啮合。因而，当轴相对外壳转动时，卡圈通过与外壳连接部分的接合被阻止转动。相对转动时卡圈和轴之间的摩擦提供一个遍及动作范围的基本上恒定的扭矩或转动阻力。这样的排列在已获得的美国专利US5697125中被普遍的描述。通常，这样一个摩擦铰链需要多片结构，也就是，外壳由卡圈分离地构成。必须确保外壳与卡圈的连接部位适当地啮合。这些部件的尺寸精度是非常重要的。
每一个所知的铰链，当具有某种优点时，也存在局限。一个铰链在制造中需要加工费用低，部件精度低，防水，具有充足的润滑剂容积的构造，成形过程中铸型中没有移动的部件，成形后，铰链的几何形状有更大的适应性，更小的整体尺寸，或具有这些优点的各种组合，将在本领域记录上是一个提高。
发明内容
本发明是一种摩擦转矩铰链及其制造方法。依照本发明的摩擦转矩铰链具有一个转动轴，一个或多个摩擦元件和一个外壳。每个摩擦元件具有一个外边缘和一个容纳所述轴的孔洞。摩擦元件被安装在轴上并与轴摩擦啮合。
在一个实施例中，至少一些摩擦元件包含一个在摩擦元件外边缘内部的槽口。外壳完全包围所述多个摩擦元件和轴并且充分填充摩擦元件的槽口。
本发明的转矩摩擦铰链是通过在一个轴上安装多个摩擦元件从而使其啮合在一起形成的。轴和卡圈被放入一个具有接受它们的空间的模子里。流动的材料被注入模子中以使材料充分包围摩擦元件。流动的材料硬化为一个外壳并完全包住摩擦元件。
图1是依照本发明的摩擦转矩铰链。
图2显示去掉部分外壳和部分露出铰链内部的摩擦转矩铰链10。
图3显示摩擦元件的透视图。
图4显示组装在轴上的数个摩擦元件。
图5显示下模框。
图6显示一个在下模具中的摩擦元件轴总成。
图7显示卡圈的另一实施例。
图8显示卡圈的另一实施例。
图9显示卡圈的另一实施例。
图10显示卡圈的另一实施例。
图11显示另一摩擦元件轴总成的分解图。
图11A显示一个弹簧垫圈。
具体实施例方式
图1是本发明的摩擦转矩铰链10。转矩铰链10包括端外壳12，摩擦元件外壳14，和轴16。端外壳12包括端翼18，摩擦元件外壳14包括摩擦元件翼20。
轴16是圆柱状并且与端外壳12接合以便轴16随端外壳12的相对转动而转动。轴16与依次与外壳14接合的摩擦元件例如卡圈(图1中未显示)摩擦啮合。摩擦元件被接合到摩擦元件外壳14以便其随摩擦元件外壳14的相对转动而转动。当轴16随端外壳12转动时，铰链10能产生随摩擦元件外壳14的相对转动的扭矩。
在操作中，摩擦铰链10被用于相对另一个物体铰接一个物体。例如，摩擦铰链10能被用于相对膝上电脑的基座铰接膝上电脑的屏幕。特别是，端外壳12通过端翼18可以被安装在膝上电脑屏幕上，而摩擦元件外壳14通过摩擦元件翼20被安装在膝上电脑的基座上。电脑屏幕的转动，以及随之的端外壳12的转动，促使其上固定有端外壳12的轴16转动。其间，屏幕和轴16相对于电脑基座转动，并由此相对于摩擦元件外壳14转动，促使摩擦元件相对轴16滑动。这提供了相对恒定的转动扭矩。
图2显示的是本发明的摩擦铰链10。端外壳12的部分和摩擦元件外壳14的部分被切除以暴露外壳12和14内的部分摩擦铰链10。此外，外壳12和14被部分地透视以进一步显示摩擦铰链10中位于外壳12和14内部的一些部分。摩擦铰链10进一步包括卡圈24和端帽25。
轴16具有三个轴向长度，一个第一部分13，一个第二部分15和一个第三部分17。第二部分15具有一个比第一部分13和第三部分17更小的表面直径，第一部分13和第三部分17每一个都有一个更大的表面直径。第二部分15位于第一部分13和第三部分17之间。因此，轴16是“阶梯状的”。第一部分13和第三部分17的大表面直径到第二部分15的小表面直径之间的过渡段形成了肩19。轴16的第一部分13在的端外壳12内并且也被凸起以致产生的肋22伸过外壳12。摩擦元件外壳14下面的一个或多个卡圈24被安装在轴16的第三部分17上。卡圈24被安装在轴16上以便它们在此处摩擦啮合。卡圈24被并排安装以便它们彼此接触。每个卡圈24包括多个槽口和一个与摩擦元件外壳14啮合的开口(图2未显示)。
操作中，端外壳12可相对于摩擦元件外壳14转动以产生相对恒定的扭矩。端外壳12与所产生的轴16的肋22啮合以便轴16随端外壳12转动。摩擦元件外壳14与卡圈24的槽口(图2中未显示)啮合，并因而，卡圈24随摩擦元件外壳14转动。轴16与卡圈24干涉配合，以便外壳12和14的相对转动产生一个相对恒定的摩擦扭矩，从而卡圈24和轴16之间的摩擦力被转动力克服。
图3显示一个卡圈24。卡圈24基本上是C形。卡圈24具有一个宽度26和一个厚度27。卡圈24包括一个外缘36和一个内缘38。卡圈24也包括在外缘36上的定位槽口28、30、32和34。内外缘36和38之间的距离形成了第一、第二和第三径向宽度29、31和33。内、外缘36和38的端部形成了卡圈开口39。内缘38包括第一区段40、第二区段42、第三区段44、第四区段46和第五区段48。中心轴线37被显示在卡圈24的中心。
图4显示多个卡圈24安装在轴16上。卡圈24的内缘38的第一、第三和第五区段40、44和48相对于轴线37被配置成具有同样的直径。相对于轴线37，由第一、第三和第五区段40、44和48形成的直径较轴16的第三部分17的表面直径小。这样，当卡圈24被安装在轴16的第三部分17上时，在轴16和卡圈24之间产生了一个干涉配合。
卡圈24的内缘38的第二和第四区段42和46延伸超过了由第一、第三和第五区段40、44和48形成的直径。这样，当卡圈24被安装到轴16上时，沿轴16的侧面形成第一和第二袋50和52。当多个卡圈24堆叠在轴16上，每个卡圈24的内缘38的第二和第四区段42和46彼此对齐，第一和第二袋50和52沿轴16的长度方向伸展。润滑油或其它润滑物质可被注入袋50和52中以减少轴16和卡圈24之间的磨损。端帽25(图4中未显示)安装在轴16上并被推到紧靠卡圈24两端以封闭袋50和52。这样将保持润滑油在袋50和52中而且不外泄。
在本发明的一个实施例中，第一和第二袋通过沿轴16的轴线包括一个在轴16上的沟槽获得。这个实施例中卡圈24的内缘38的第一、第二、第三、第四和第五区段40、42、44、46和48以同样的直径展开，因此这些袋由轴16上的沟槽形成，而不是由卡圈24上的区段形成。润滑油或其它润滑物质被注入袋中以减少轴16和卡圈24之间的磨损。
在本发明的一个实施例中，第一和第三径向宽度29和33小于第二径向宽度31。卡圈24具有更大的径向宽度31以承受弯曲应力，这将在下面与铰链10的操作一起进一步讨论。
卡圈24进一步包括第一、第二、第三和第四定位槽口28、30、32和34。这些定位槽口形成于卡圈24上邻近外缘36。当卡圈24如图4中显示被堆叠在轴16上时，槽口28、30、32和34对齐形成第一、第二、第三和第四定位缝54、56、58和60。这些定位缝54、56、58和60有益于卡圈24和摩擦元件外壳14的接合。摩擦元件外壳14形成于安装在轴16上的卡圈24的组合的上面以便摩擦元件外壳14完全包围卡圈24，并包括定位缝54、56、58和60。
类似的，在本发明的一个实施例中，卡圈24形成开口39。当卡圈24如图4所示被堆叠在轴16上时，开口39对齐形成定位槽57。定位槽57也有益于卡圈24和摩擦元件外壳14的接合。摩擦元件外壳14形成于安装在轴16上的卡圈24的组合的上面以便摩擦元件外壳14完全包围卡圈24，并包括定位槽57。定位槽57可用来取代定位缝54、56、58和60，或与它们一起用。类似的，定位缝54、56、58和60，或它们的一个子集可用来取代定位槽57或与其一起用。
因为摩擦元件外壳14形成于安装在轴16上的卡圈24的组合的上面以便摩擦元件外壳14完全包围卡圈24，并包括定位槽57，润滑油或其它润滑物质不能被放入开口39或槽57的区域中。假如放入的话，在安装在轴16上的卡圈24上形成外壳14的过程中，外壳14将移动润滑油。这样，袋50和52(或至少其中一个)对于确保轴16和卡圈24之间的良好润滑是重要的。在优选实施例中通过端帽25封闭袋50和52也是重要的。如果它们不被封闭，外壳14在其形成过程中将袋50和52中的润滑油移走。没有良好的润滑，铰链10将发生过度的磨损。
参照图4-6解释摩擦铰链10的装配。数个卡圈24安装在轴16上向着与形成的肋22相对的轴16的一端上，如图4中所示。润滑油或其它润滑物质被注入袋50和52中并且然后端帽25被安装在轴16上以封闭袋50和52。
接下来，端外壳12和摩擦元件外壳14形成在轴16和数个卡圈24的结合体上。在本发明的一个实施例中，端外壳12和摩擦元件外壳14采用一个注模工艺形成。其它模形方法也可用于本发明，例如模铸工艺。
如图5-6所示，轴16和多个卡圈24的结合体被放置于一个下模框70中。下模框70具有一个顶表面71，腔72和浇道74。腔72被形成接受轴16和多个卡圈24的结合体的第一和第二腔部分72A和72B。下模框70中的腔72具有承托轴16的第一和第二支架76和78。浇道74用于向腔72输送注模材料。
下模框70与上模框(未显示)连接以包围轴16和卡圈24。上模框与下模框70对称，或是其“镜像”。下模框70与上模框沿表面71连接，从而形成一个防漏液的容器以充分包围轴16和卡圈24。一旦上模框与下模框70连接，流动的材料通过浇道74被注入腔72中。注模材料可以包括任何当加热时就会流动的热塑材料。注模材料围绕轴16流动并充满上、下模之间的空间并在腔72A部分形成端外壳12。注模材料围绕由卡圈24的外表面36形成的周界流动并充满上、下模具之间的空间并在腔72B部分形成摩擦元件外壳14。当上、下模具被移开，端外壳12和摩擦元件外壳14被留下包围住轴16和卡圈24。
下模框70被成形以接受轴16和卡圈24。带有凸起肋22的那部分轴16与腔72A部分配合，安装在轴16上的卡圈24与腔72B部分配合。下模框70在第一支架76处接触轴16紧接凸起肋22。下模框70在第二支架78处也与轴16接触。通过间隔一定距离的两个不同的位置与轴16接触，在浇铸过程中，下模框70(随同上模框)固定轴16，并防止其沿箭头79所示的方向侧到侧的移动。
下模框70的第一支架76具有一个有独特形状以配合轴16的顶表面77。顶表面77位于一个柱形平面。因而，当轴16和卡圈24被放置入下模框70中时顶表面77与腔72中的轴16的下半部分接触。第一支架76的顶表面77的中心80比其端部82更宽。这样，轴16与第一支架76的顶表面77的接触表面在中心80处比在端部82处更大。
轴16被放入下模框70中以便仅以第二部分15的较小表面直径接触第一支架76。支架76最宽的部分是中心80并且支架76在中心80的宽度与轴16第二部分15的轴向长度几乎相同。这样，肩19(由第一和第三部分13和17的大表面直径到第二部分15的小表面直径的过渡段形成)在中心80处与支架76的两侧83啮合。肩19与支架76的侧面83啮合防止轴16沿箭头81所示方向轴向移动。(并且由于上模具对称于下模具70，它也以同样的方式与轴16和卡圈24接触)。
模注过程中保持轴16和卡圈24的稳定，对于摩擦铰链10的装配是重要的。通过确保轴16的稳定，摩擦铰链10可预见和可重复的装配是可能的。在箭头79和81指示的每个方向上防止轴16移动。第一和第二支架76和78的组合防止按照箭头79指示的方向侧向运动。轴16具有由具有更大的表面直径的第一和第三部分13和17所包围的第二部分15的更小的表面直径，轴16的阶梯状的直径提供一个“槽”(在肩19之间)，并且支架76提供一个“凸舌”，“凸舌”和“槽”防止沿箭头81所示方向的轴向移动。
类似的，轴16的直径可以是阶梯式的以便被具有较小表面直径的第一和第三部分13和17包围的第二部分15有一个更大的表面直径。这样，肩19的直径仍然是阶梯式的，并且仍被下模框70啮合以防止轴向移动。在这个可选择的实施例中，两个隔开的支架(刚好在第二部分15的两端外侧)而不是单一支架76将与肩19啮合。
下模具70的第一支架76的独特形状和轴16阶梯式的直径在防止轴16在外壳12和14成形后相对它们轴向移动是重要的。第一支架76在其端部82比在其中部80处窄。因而，当第一支架76在中心80的宽度与轴16第二部分15的轴向长度几乎相同时，第一支架76在端部82的宽度明显小于轴16第二部分15的轴向长度。这样，流入腔72以形成外壳12和14的注模材料流过端部82处的肩19。由于第一支架76在中心80的宽度与轴16第二部分15的轴向长度几乎相同，没有注模材料会流过中心80的肩19。
结果，外壳12和14被形成，从轴16的第一和第三部分13和17的大表面直径过度到第二部分15的小表面直径和肩19，正如图2所示，其中外壳12和14被部分透视。如图2所示，形成的外壳12和14留下一个从铰链10的侧面看形状象一个足球形的开放的曝露轴16。在通过一些区域至少部分啮合的肩19形成胶链10以后，这样形成的外壳12和14防止轴16沿箭头81所示方向轴向移动。
在铰链10的操作中，外壳12和14彼此相对转动。轴16与卡圈24干涉配合以便外壳12和14的相对转动产生一个相对恒定的摩擦扭矩作为卡圈24和轴16之间的摩擦力而被转动力克服。本发明中克服卡圈24和轴16之间摩擦力所需的转动力的量值是变化的。本发明中通过增加或减少铰链10中使用的卡圈24的数量改变卡圈24和轴16之间摩擦力的量值是容易的。一个单一的卡圈24或任何数量的多个卡圈或摩擦元件都可以被用于实现本发明。卡圈24用的越多，用于克服卡圈24和轴16之间的摩擦力所需的转动力或转矩越大。卡圈24用的越少，例如使用一个卡圈，用于克服卡圈24和轴1 6之间的摩擦力所需的转动力或转矩越小。
在铰链10的操作中，外壳14与卡圈24啮合以便当外壳12和14彼此相对转动时外壳14与卡圈24之间不会相对转动。通过成形外壳14来完成外壳14和卡圈24之间的啮合，外壳14甚至可以成形于卡圈24的定位槽中。由于在这些定位槽或定位缝中有成形的外壳14，所以就能防止卡圈24和外壳14之间的旋转。
例如，如图4中的卡圈24具有第一、第二、第三和第四定位缝54、56、58和60。当轴16和卡圈24位于上下模具里时，流动的材料环绕卡圈24，同时也流入第一、第二、第三和第四定位缝54、56、58和60。这样，外壳14以极高的精度与卡圈24的外缘36匹配，同时以极高的精度与第一、第二、第三和第四定位缝54、56、58和60匹配。类似地，在卡圈24中具有开口39和定位槽57，外壳14也以极高的精度与定位槽57匹配。这样，卡圈24和外壳14的啮合精度是本发明设计中固有的，而不依赖于铰链10的装配。
在操作铰链10时，当外壳12和14发生相对旋转，卡圈24与外壳14的啮合以及轴16和卡圈24的相干装配会使卡圈24产生应力。卡圈24会受到“接触压力”和“弯曲应力”。接触压力是轴16和卡圈24的相干装配引起的轴16和卡圈24之间的摩擦力或压力。弯曲应力是在轴16趋向旋转卡圈24时引起的力产生的，但是卡圈24不会旋转，因为卡圈24与外壳14是啮合的。这样必将趋向于“弯曲”卡圈24。
在本发明的实施例中，第一和第三径向宽度29和33比第二径向宽度31小，以适应弯曲应力。第二径向宽度31的位置处的弯曲应力趋向于最大，因此，可以增加该处的厚度来补偿弯曲应力。在另一实施例中，只要所选择的厚度尺寸能够适应任何弯曲应力，第一、第二和第三径向宽度29、31和33都可以是相等的。
在本发明的另一实施例中，袋50和袋52距开口39的间距均等。这样，卡圈24内缘38的第一、第三和第五区段40、44和48具有与轴16大约相同的接触面积，而且各部分环绕轴16均匀隔开。这样的分布使卡圈24和轴16之间的接触压力趋向均匀。在这一实施例中，与轴16接触的卡圈24的内缘38的第一、第三和第五区段40、44和48的每一部分相对于中心轴线37大约50度，而与轴16不接触的第二和第四区段42和46的每一部分相对于中心轴线37大约是70度。
在第一和第三径向宽度29和33外部并远离第二径向宽度31的位置提供第一、第二、第三和第四槽口28、30、32和34具有在高弯曲应力点不消弱卡圈24的优点。同样，第一、第二、第三和第四槽口28、30、32和34的位置远离袋50和52，这样就能防止在高弯曲应力点不会过度的削弱卡圈24。
使用单一模具框(上和下模具框结合到一起)就能形成外壳12和14。使用单一模具与现有技术中使用三个以上不同模具制造铰链相比是一个提高。能够简化制造过程并降低工具成本。在铰链10的外壳12和14的成型过程中和过程后也没有使用移动部件。这也是对现有技术的提高。在成型过程中移动部件将会导致制造中的矛盾。
在卡圈24的外部形成外壳14时，在卡圈24上形成一个充分地防水密封。当铰链10在操作时，轴16和卡圈24之间将会发生严重的磨损。轴16和卡圈24之间的润滑油有助于减少磨损。因此，使轴16和卡圈24之间保持润滑并防止外界的物质进入轴16和卡圈24之间就成为重要的设计特征。轴16和卡圈24外的外壳14具有附加的密封为轴16和卡圈24提供附加的保护，达到降低磨损和保护铰链的作用。
第一、第二、第三和第四定位缝54、56、58和60以及定位槽57都位于卡圈24的外部边缘36的内部。换句话说，第一、第二、第三和第四定位缝54、56、58和60以及定位槽57位于卡圈24的中心轴线37和外部边缘36之间。这样，铰链10的整体尺寸可以比以前的铰链的尺寸小，却没有牺牲其性能。因为卡圈24和外壳14之间的啮合或连接是在卡圈24的外缘36的内部形成的，其整体尺寸由卡圈24的尺寸控制，或由它的外部边缘控制，与用于啮合外壳的卡圈上的凸起正好相反。
尽管本发明已经描述了优选的实施例，本领域的技术人员会认识到，在不脱离本发明的精神和范围内在形式或细节上可以作相应的改变。例如，在不脱离本发明的精神和范围内可以作卡圈24的形状的变化。图7-10表示了卡圈的可变的形状，应用这些形式同样能够获得本发明的优势。
图7所示一卡圈84。卡圈84通常是C形。卡圈84包括一外部边缘96和一内部边缘98。外部边缘96和内部边缘98之间的间隔形成了第一、第二和第三径向宽度89、91和93，本实施例中它们是相等的。外部边缘96和内部边缘98终止于卡圈口99。内部边缘98包括第一区段100，第二区段102，第三区段104，第四区段106和第五区段108。所示的中心轴线97位于卡圈84的中心。
在本实施例中，如上所述，卡圈84通过卡圈口99与外壳14配合(将口99排列成一行形成定位槽)。第二区段102与第一区段100、第三区段104和第五区段108的尺寸相同。这样，只在第四区段106处形成一个袋，第一、第二、第三和第五区段100、102、104和108接触轴16。
图8所示一卡圈114。卡圈114的形状象一个问号。卡圈114包括一伸出部分116，第一、第二和第三袋118、120和122以及口124。在本实施中，卡圈114摩擦安装在轴16上，并与外壳14在突出部分116处啮合。外壳14完全环绕伸出部分116以便在此处啮合。第一、第二和第三袋118、120、122充满润滑物质从而减小轴16和卡圈114之间的磨损。这些袋118、120、122(或至少其中之一)是必须的，因为当外壳14在卡圈114外部形成时，如上所述，口124区域处的润滑油就会被取代。
图9所示的卡圈134。卡圈134通常为C形。卡圈134包括一伸出部分136和口138。在本实施例中，很多卡圈134摩擦安装在轴16上并通过伸出部分136与外壳14配合。外壳14完全环绕伸出部分136以便在此处啮合。所包括的袋与以上描述的卡圈24的袋类似。
图10所示的卡圈154。卡圈134通常为O形。卡圈154包括第一、第二、第三和第四槽口156、158、160和162。在本实施例中，多个卡圈154摩擦安装在轴16上并通过如上所述的槽口156、158、160和162与外壳14啮合。卡圈154还包括第一和第二区段164和166，它们构成以上所述的袋。
本领域技术人员也能认识到在不脱离本发明精神及范围的情况下，也可以应用摩擦元件的各种构造。例如，图11所示，一可选择的摩擦元件轴组件180用于形成与本发明相一致的一个摩擦铰链。摩擦元件轴组件180包括轴182，滑动垫圈184，垫圈弹簧186和锁定螺母188。轴182包括肩190，螺纹部分192和有凸起部分194。滑动垫圈184包括凸缘196。
轴182的螺纹部分192是双“D”形，它通常是两边带有平面的圆柱。滑动垫圈184穿过轴182靠在肩190上，相对于轴182自由旋转。垫圈弹簧186靠近滑动垫圈184。垫圈弹簧186具有一个洞，它与轴182的外径配合，也就是，它也是双“D”形。这样，垫圈弹簧186锁住轴182并随其旋转。锁定螺母188螺纹连接到轴182的螺纹部分192，并强制垫圈弹簧186紧靠滑动垫圈184。
摩擦元件轴组件180放置在下模具中，从而形成与以上图5和6所示相同的摩擦铰链。凸缘196与摩擦元件外壳14固定装配形成摩擦元件轴组件180，并随外壳部分旋转。轴182有凸起部分194与端外壳12固定连接形成了轴的端部。因此，轴182可以与端外壳共同旋转。当外壳12和14彼此相对转动时，垫圈弹簧186压迫滑动垫圈184会在摩擦铰链中产生摩擦力。
垫圈弹簧186是一个膜形的垫圈，因此它的外部边缘从中心孔向外延伸。当它的外部边缘被滑动垫圈184挤压时，就形成了袋。润滑油或其它的润滑物质可以注入到袋中被封闭，并且在模制外壳14时不受干扰。
权利要求
1.一摩擦转矩铰链包括一可旋转的轴；一个或多个摩擦元件，每一个磨擦元件均具有一个外缘、外缘特性和一个与所述轴啮合的表面，其中摩擦元件安装在轴上，这样它们的外缘和外缘特性共同构成一个外部元件周边；一模制的元件外壳，具有一内腔，内腔的形状与摩擦元件的外部周边相匹配，这样元件外壳与摩擦元件的整体周边啮合，防止元件外壳与摩擦元件之间的相对旋转；以及一种困在摩擦元件和轴之间的润滑物质。
2.如权利要求1所述的摩擦转矩铰链，其中轴和摩擦元件形成一个与轴直接邻接的袋，袋里装有润滑物质。
3.如权利要求1所述的摩擦转矩铰链，其特征是在摩擦元件外缘上有一个槽口，其中元件外壳填充槽口。
4.如权利要求1所述的摩擦转矩铰链，其特征是在摩擦元件外缘有一开口，并且元件外壳填充该开口。
5.如权利要求1所述的摩擦转矩铰链，其特征是在所述元件的外缘上有伸出部分，并且元件外壳环绕伸出部分并与其啮合。
6.如权利要求1所述的摩擦转矩铰链，其进一步包括所述轴具有第一和第二直径表面，因而给出从第一直径表面过渡到第二直径表面的一个肩；以及所述元件外壳至少部分形成在轴的肩上，以防止轴相对于元件外壳发生轴向移动。
7.如权利要求3所述的摩擦转矩铰链，其中所述摩擦元件包括位于摩擦元件一个区域处的槽口，在该区域具有相对较低的弯曲应力以增大摩擦接触面的表面压力并在最小的整体尺寸中保持最大的转矩。
8.如权利要求3所述的摩擦转矩铰链，其中各个所述元件的槽口对齐形成缝，该缝与模具成型的外壳啮合。
9.如权利要求4所述的摩擦转矩铰链，其中的每一摩擦元件都包括两个直接邻近所述轴的袋，两个袋彼此隔开并与所述开口均匀相间，以便摩擦元件在三个均匀分开的位置与轴接触，以便在轴和摩擦元件之间形成最佳力的分布。
10.如权利要求1所述的摩擦转矩铰链，进一步包括成形在轴的一部分上并与轴牢固连接的端外壳，这样端外壳和元件外壳相对转动时就会产生摩擦转矩。
11.一摩擦转矩铰链，包括一可旋转的轴；多个摩擦元件，每一摩擦元件具有一宽度、一厚度、一外缘、一外缘特性和一个容纳轴的轴孔，其中宽度比厚度大，所述摩擦元件安装在轴上，从而使它们的外缘和外缘特性共同构成外部元件周边；以及一模具成型的元件外壳，该外壳具有内腔，内腔的形状与摩擦元件的外部周边的形状匹配，这样元件外壳与整个摩擦元件的周边啮合，防止元件外壳与摩擦元件的相对转动。
12.如权利要求11所述的摩擦转矩铰链，其特征是在外缘内部有多个槽口，它们对齐形成槽缝并与外壳啮合，从而防止元件之间以及元件与外壳之间的相对转动。
13.一摩擦转矩铰链，包括一可旋转的轴；一个或多个轴元件，每个轴元件具有一外缘并且每个元件与轴相连，防止与轴之间发生相对转动；一个或多个摩擦元件，每个摩擦元件具有一外缘、一外缘特性以及一个与轴元件啮合的表面，其中摩擦元件安装在轴上，这样它们的外缘、外缘特性以及轴元件的外缘共同构成一个外部元件的周边；一元件外壳，外壳具有内腔，内腔的形状与摩擦元件和轴元件的外部元件周边相匹配，这样元件外壳与摩擦元件和轴元件的整个周边啮合，防止元件外壳和摩擦元件之间的相对旋转；以及一种困在摩擦元件和轴元件之间的润滑物质。
14.一种形成摩擦转矩铰链的工艺，包括提供一可旋转轴；将一个或多个摩擦元件安装在可旋转轴上以便它们在此摩擦啮合；在摩擦元件和轴之间设置一袋，将润滑物质填充进袋；提供一具有腔的模具，用来容纳安装到轴上的摩擦元件；将带有摩擦元件的轴放置在模具里；向模具注入流体物质，这样该物质就会环绕摩擦元件；以及使进入外壳后的流体物质硬化，这样该物质就会完全围住摩擦元件并且完全围住充满润滑物质的袋。
15.如权利要求14所述的形成转矩铰链的工艺，其特征在于轴具有第一和第二直径表面，由此在第一直径表面到第二直径表面的过渡部分形成一个肩。
16.如权利要求14所述的形成转矩铰链的工艺，其特征在于轴具有轴特性是啮合一个第二外壳，并且防止轴与第二外壳之间的相对旋转；其中模具具有环绕轴特性的第二腔，这样使流体物质形成与轴啮合的第二外壳。
17.一种形成摩擦转矩铰链的工艺，包括提供一可旋转的轴，具有第一直径的第一部分与具有第二直径的第二部分相接，它们的直径不同，因而形成一个肩；将多个摩擦元件安装在可旋转的轴的第二部分上，这样它们在此摩擦啮合；在轴的肩上和轴上的多个摩擦元件上模铸以形成外壳。
18. 如权利要求17所述的形成转矩铰链的工艺，其特征在于，还包括在轴上安装摩擦元件以便形成一个袋；以及在轴上模铸之前向袋中填充润滑物。
19. 如权利要求17所述的形成转矩铰链的工艺，其特征在于，可旋转轴具有阶梯式的直径，向上阶梯和向下阶梯构成两个肩通过肩与模具框的啮合在模铸时使轴定位；通过肩与外壳的啮合在模铸后使轴定位。
全文摘要
本发明是一个摩擦转矩铰链(10)及其制造方法。摩擦转矩铰链(10)包括一个可转动轴(16)，至少一个摩擦元件(24)和一个元件外壳(14)。摩擦元件(24)被安装在轴(16)上并与之摩擦啮合。摩擦元件(24)具有一个元件外形。元件外壳(14)具有一个形状与摩擦元件的元件外形相配合的内腔。元件外壳(14)大致上与数个摩擦元件整个的元件外形接触。这样防止元件外壳(14)和摩擦元件(24)的相对转动。
文档编号E05D11/08GK1543530SQ02812041
公开日2004年11月3日 申请日期2002年4月15日 优先权日2001年4月17日
发明者D·瓦尔斯特德, D 瓦尔斯特德 申请人:里尔精密制造公司