专利名称：铰链的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种优先用于家具的铰链，该铰链具有一个可活动的铰链片和一个包括一种固定的阻挡部分铰链片，该两个铰链片由至少一个连接轴互相连接起来，上述铰链还具有一个安装在上述铰链片之一上的缓冲器，该缓冲器的可平移地或转动地活动的可动缓冲件至少在铰链的闭合区内由另一个铰链片通过齿轮机构起作用。
背景技术：
德国专利DE 20104100 U1和DE 20205905 U1公开过上述类型的铰链，其中的缓冲器由牢固地连接到一个铰链片上的转动缓冲件构成，它的小齿轮与另一个铰链片的倾斜的带齿扇形部分相啮合。因此，这种公知的铰链只具有两个彼此相对旋转的互相啮合的齿件来驱动转动缓冲器的缓冲件，这在铰链的闭合范围内只能使转动缓冲器的小齿轮转过较小的角度，这就只能使由可动的铰链片实施的关门或合闭折板的动作产生相应地小的缓冲作用。
发明概述因此，本发明的目的是提供一种原先规定的那种铰链，其缓冲器可在铰链的合闭范围内产生较大的缓冲力或者说缓冲作用。
为达到本发明的上述目的，采取如下措施即为了调节与可动铰链片相对于至少一个连接轴的斜度有关的可动缓冲件，设置至少3个可转动的齿件，其中一个齿件是缓冲件本身。
本发明的铰链与公知的铰链不同之处在于，在一方面连接到缓冲器上而另一方面连接到可动的铰链片上的两个齿件之间设置了可动的第三齿件，该齿件在铰链合闭范围内由于相对于可动铰链片的旋转运动的传动比的关系而显著扩大可动缓冲件的缓冲作用。缓冲件可以像通常那样包括一种活塞或者说回转式的活塞。
按照一个优选实施例，所设置的缓冲器是一种转动缓冲器，其缓冲件支承一个小齿轮。
支承在铰链片连接轴上的中央齿件最好包括两个相对于连接轴同轴地弯曲的且其半径不同的带齿扇形部分，其中，半径较大的带齿扇形部分与转动缓冲器的小齿轮相啮合，而半径较小的带齿扇形部分与一个由铰链片之一所带动而旋转的带齿扇形部分相啮合。
本发明的缓冲器可特别有利地用于双关节铰链，其中，上述齿件以其两个带齿扇形部分支承在固定的铰链片的固定连接轴上，半径较小的带齿扇形部分与连接到连杆之一上的带齿扇形部分相啮合。上述齿件更适合于以其两个带齿扇形部分支承在连杆之一的固定连接轴上，其中，半径较小的带齿扇形部分与连接到另一连杆上的带齿扇形部分相啮合。
上述的具有两个扇形部分的齿件最好相对于通过上述两个扇形部分的中心线延伸的平面是对称的。这种结构可以使装配较方便，并可减少所提供的零件数目。
中央齿件不一定具有两个带齿扇形部分，在齿件上也可设置其他的啮合部分，该啮合部分可以与缓冲器侧面的齿件或铰链片侧的齿件上的互补啮合部分相啮合。按照本发明的一个优选实施例，中央齿件可具有两个沿径向背离齿件转轴而延伸的臂，在该臂的端部做出合适的啮合部分。在此情况下，从半径不同的带齿扇形部分类推之，上述齿件最好具有两个其相对于转轴的杠杆臂长短不同的啮合部分，其中，杠杆臂较长的啮合部分可与缓冲器侧面的齿件相啮合，杠杆臂较短的啮合部分可与铰链片侧的齿件相啮合。这就可保证使铰链片侧上的齿件的小的转动转变成缓冲器侧面之齿件的较大转动，从而获得较大的缓冲作用。
按照本发明的一个优选实施例，上述的中央齿件一方面具有相对于转轴同轴地弯曲的并与转动缓冲器的小齿轮相啮合的带齿型面，而另一方面，又具有一个叉状的啮合凹部作为其第二啮合部分，上述凹部可与铰链片侧的齿件的合适的啮合凸部相啮合。按照机械的变换，上述的接合凹部也可以设置在铰链片侧的齿件上，然后在中央齿件的啮合部分上设置合适的啮合凸部。按照本发明的一个实施例，中央齿件和铰链片侧的齿件的两个啮合部分做成仅沿可动铰链片的一部分旋转路径相啮合，尤其在铰链转动至其合闭状态时是这样。上述两个啮合部分最好在铰链完全闭合之前达到至少20°～30°的啮合，这样便可达到相应的缓冲作用。
要增大缓冲作用不仅可通过上述的具有不同有效杠杆臂的啮合部分的中央齿件来实现。按照本发明的一个实施例，在铰链片侧的围绕转轴可转动地支承在与缓冲器一样的铰链片上的齿件具有一个与中央齿件相啮合的啮合部分，该啮合部分的杠杆臂比上述中央齿件的啮合部分的杠杆臂长。因此，铰链片侧的齿件与中央齿件之间的啮合点距中央齿件转轴的距离比距铰链片侧的齿件转轴的距离短，因此，铰链片侧的齿件的小的转动可转变成中央齿件的较大转动。
上述铰链片侧的齿件可以直接固定在不支承缓冲件的铰链片上。在一种双关节铰链中，将铰链片侧的齿件直接固定到连接两个铰链片的连杆之一上。
但是，在本发明的一个替换实施例中，在铰链片侧上还设置一个独立的齿件，该齿件可转动地支承在与缓冲器连接的铰链片上，并且一方面与中央齿件相啮合，另一方面与另一个不支承缓冲件的铰链片相连接，从而可进一步实现增大缓冲作用的转变。
在铰链片侧上的独立齿件，最好具有一个啮合凸部，在铰链打开时，上述啮合凸部伸入铰链片或相应连杆的旋转路径内，在铰链合闭时，则由上述铰链片或连杆来致动。在此情况下，可沿两个方向发生强制的致动，其中，铰链片侧的齿件与铰链片牢固地连接。在本发明的一个替换实施例中，也提出在铰链合闭时使铰链片仅沿所需方向压制齿件或其啮合凸部。为了在打开铰链时使缓冲器发生相应的转动，在本发明的另一个实施例中设置一个合适的施加预应力的机构(具体说是一种簧片)以便在相应于铰链打开状态的位置上对缓冲件施加预应力。在此情况下，上述施加预应力的机构再次将啮合凸部压至铰链片的旋转路径内，从而在铰链再次闭合时发生所需的缓冲作用。更为有利的是，上述簧片不对缓冲器本身起作用，而是通过中央齿件或铰链片侧的齿件间接地起作用。这样就可仅用少量的预加应力克服缓冲器的阻滞作用。
在本发明的另一个实施例中，各齿件的转动轴和/或转动缓冲器的转动轴平行于旋转轴或者说两铰链片的旋转轴。但是，在本发明的另一个替换的实施例中，各齿件的转动轴和/或转动缓冲器的转动轴还设置成与铰链片的旋转轴相垂直，尤其是在按上述方法将铰链片侧的齿件独立地构成的情况下是这样。在此情况下，可将各齿件和缓冲器安置在一个做成铰链罩的铰链片上，其中，最好由铰链罩的一个折边盖住缓冲器和齿件。
为了增大缓冲作用，也可设置两个或多个独立的同时作动的缓冲器尤其是转动缓冲器，所有的缓冲器最好都与中央齿件相啮合，使中央齿件带动所有的缓冲器。在此情况下，更适宜于设置分别带有小齿轮的转动缓冲器。所述的小齿轮可与中央齿件的圆弧状带齿扇形部分相啮合。
按照另一个优选实施例，铰链具有一个可克服缓冲力的闭合机构，该实施例可保证本发明的铰链总是处于其闭合状态，例如，装有本发明的铰链的门或折板在缓冲作用结束后，便被完全拉至其关闭位置。
附图简述下面参看附图详细说明本发明的典型实施例，附图中
图1是通过本发明的一个优选实施例的处于闭合状态的铰链的剖视图；图2是可将可动铰链片的闭合动作传输给转动缓冲器的可转动的中央齿件的顶视图；图3～5示出相应于图1的铰链处于其打开与闭合状态之间的不同位置的视图；图6～8示出本发明的另一个优选实施例的铰链相应于图3～5的处于其打开与闭合状态之间的不同位置的视图；图9示出本发明的又一个优选实施例的铰链的透视图，其中，缓冲器和各齿件固定在做成铰链罩的铰链片上；图10示出图9所示铰链的铰链罩的上视图；和图11示出设置在铰链片侧上的用于带动图9和10所示铰链的缓冲器的第三齿件的透视图。
优选实施例说明下面参考一种四关节或双关节铰链说明本发明的铰链。
双关节铰链1通常由一个可靠着支承壁安置的U形铰链片2和一个可连接到门上或折板上的可旋转的罩形铰链片3组成，上述罩形铰链片3通过内连杆4和截面为U形的外连杆5与上述铰链片2牢固地相连接。上述的连杆4和5按普通方式一方面支承在铰链片2的连接轴6、7上，另一方面支承在罩形铰链片3的连接轴8、9上。从内连杆4的内卷支承眼10弯出一个构成一个凸轮的榫舌11，该榫舌11在双层发卡状锁紧簧片12的内支片上滑动(从图3～5可看出)，上述锁紧簧片12固定在连接轴7上U形连杆5的支板13之间，并以其外支片支承在铰链片2的横档14上。至此，上面所述的双关节铰链的结构是众所周知的。
按照本发明的缓冲装置是一种转动缓冲器，其壳体16做成多角形，其一边靠着铰链片2的横档14上，所以它仅通过一个穿过壳体上的孔并固定在铰链片2的支板18上的孔内的螺钉17与铰链片2相连接。
小齿轮20用键连接在可转动的缓冲件的壳体16之两侧伸出的锁轴19上。在连接轴6上支承一个齿轮传动件22的带齿扇形部分21，该扇形部分在上述内连杆4的内卷支承眼的两侧以分叉方式封闭上述支承眼，上述的扇形部分21可通过横档互相连接(未示出)并沿它们的平面伸入带齿扇形部分23内，该扇形部分23以分叉的方式部分地封闭转动缓冲器的壳体16，并与小齿轮20相啮合，齿轮传动件22相对于通过带齿扇形部分21、23的中心线延伸的径向平面24是对称的(见图2)。直径较小的带齿扇形部分21与直径较大带齿扇形部分23的半径之比可以是1∶1.5～1∶3，在典型实施例中，该比例为1∶2。
U形外连杆5的支板具有一个相对于其横档成一角度延伸到固定连接轴7之外的伸长部分26，该伸长部分的自由端具有一个与带齿扇形部分21相啮合的带齿扇件部分27。
从图3～5可看出，带齿扇形部分27仅可引起门30的打开状态(见图3)至其关闭状态(见图4)之间的小的旋转运动，而带齿扇形部分27在图4与图5之间的门的关闭范围内的旋转运转都大得多，但是，仍然那么小以致于为了改善缓冲作用而需要本发明的齿轮传动，以便对转动缓冲器的缓冲件给予扩大角度范围的转动。在所示的典型实施例中，上述的转动大致相当于带齿扇形部分23的60°～70°的角度范围，而外连杆5的具有带齿扇形部分27的伸长部分26在关闭范围内仅越过大约30°的角度范围。由于带齿扇形部分23的半径大于转动缓冲器的小齿轮20的半径，故转动缓冲器可在铰链的闭合范围内形成一种明显的缓冲作用。上述的带齿扇形部分23的半径最好是至少两倍于上述转动缓冲器的小齿轮20的半径。
图6～8所示的铰链大致相当于图1～5所示的铰链，所以，将相同的标号用于相应的部件，而且，在这方面，将前面的论述作为参考。图6～8所示的铰链与前面所述铰链明显不同之处在于中央齿件和连杆之一上构成的在铰链片侧上的齿件的结构方面。
如图6所示，中央齿件22也安装在内连杆4绕其转动的连接轴6上，上述齿件22按上述方式具有一个与连接轴6同轴地弯曲的带齿扇形部分23，该扇形部分23与位于转动缓冲器16上的小齿轮20相啮合。但是，为了与连杆5实行齿啮合，也可不设置弯曲的带齿扇形部分，而是设置一种凹槽式的啮合部分33，上述凹槽33由沿径向延伸至连接轴6的伸长部分上的两个叉状凸部界定。如图6所示，啮合部分33相对于转轴6的杠杆臂比与小齿轮20啮合的带齿扇形部分式的啮合部分23的要短，连杆5以其构成铰链片侧的齿件并由铰链片3使其作动的啮合凸部37与啮合部分33的凹槽相接合。连杆5做成好比一种相对于转轴7的肘形杆，外连杆5的侧向伸长部分做成可进入中央齿件22的由横档34互相连接的部分上的适宜地成形的凹槽33内的杠杆臂37。显然，凹槽33和杠杆臂37也可以相反地分别设置在连杆5和中央齿轮件22上。
如图6所示，在铰链的开启范围内，连杆5的杠杆臂37可在凹槽33内自由地旋转，而不引起转动齿件22的任何运动、故转动缓冲件16保持不动作。
仅仅在到达图7所示的相当于门的角度约为20°～25°的位置时，杠杆臂37的上缘才靠在凹槽33的上缘上，这样就在关闭转动时齿轮的动作产生影响而驱动转动缓冲件16。
在打开门时，杠杆臂37的下缘靠在凹槽37的相对的下缘上，这样便导引齿件22返回图6所示的位置。
在图9～11所示的铰链中，缓冲器16和齿轮件20、22和45都固定在做成像一个铰链罩的铰链片2上，并且与上面所述的本发明实施例不相同，它没有平行于铰链轴线的转轴，但有垂直于铰链轴线的旋转轴62、61和60。
如图9所示，铰链具有做成铰链罩的铰链片2和绕其枢轴旋转的铰链片3。虽然做成铰链罩的铰链片2通常固定在家具的可活动部分，而铰链片3则固定在家具的固定部分，但是，为了更好地理解相对运动的原因，上述的家具的两个部分可相反地分别看作是固定的或可动的铰链片，所以图9所示的两个铰链片保持了与图1相同的分别相应于固定铰链片和可动铰链片的标号。因此，可动的铰链片3可绕由铰链罩2内的连杆4、5形成的旋转轴转动，并旋转至打开位置，图9示出铰链片打开的状态。
具有两个独立的转动缓冲件16的缓冲器支承在罩形铰链片2的固定折边42上。与公用啮合部分相啮合的两个小齿轮20安装在两个转动缓冲件16的转动轴62上，上述啮合部分的形式是与其转动轴61同轴地设置的中央齿件22上的带齿扇形部分23。中央齿轮件22还具有一个作为第二啮合部分的也与转动轴61同轴地设置的带齿扇形部分21，但是其相对于转动轴61的杠杆臂比与小齿轮20相啮合的带齿扇形部分23的杠杆臂短得多。
中央齿件22的带齿扇形部分与铰链片侧上的第三齿件45相啮合，该第三齿件45具有一个相应地作为啮合部分的与其转动轴60同轴地设置的带齿扇形部分48。从图10可清楚地看出，齿件22和45的接合点至中央齿件22的转动轴61的距离比至铰链片侧上的齿件45的转轴60的距离短得多，这就可实现齿件45的转动的相应转换，齿件45的小的转动足以造成中央齿件22的相当大的转动，这又再转换成小齿轮20的更大的转动，从而也转换成转动缓冲件16的更大的转动。
位于铰链片侧上的齿件45具有一个沿径向移离转动轴60作为第二啮合部分的杠杆臂46。该杠杆臂46通过固定折边42与铰链片2的罩之间的开口44往外伸出，因此，在铰链的闭合状态上，上述杠杆臂46伸入铰链片2的与铰链片3相配合的杯状凹槽内。因此，杠杆臂46处于铰链片3的旋转路径上，以便在铰链闭合时由铰链片3驱动齿件45。
正如图9所示，就在铰链刚好完全闭合之前，齿轮传动机构及缓冲器16受到驱动。如果杠杆臂46被压入开44内，齿件45便绕其转轴60转动。带齿扇形部分48和21的相互啮合运动使中央齿件22绕其转动轴61作相应的转动，从而使小齿轮20以及转动缓冲件16相应地受到带齿扇形部分23的驱动。
弯曲凸耳57受支板簧片58的作用而迫使齿轮机构处于图9所示的扩张位置，此时铰链是打开的。
在本发明的一个有利的实施例中，铰链罩2用锌压铸而成，它具有构成齿轮件22和45的旋转轴60和61的固定轴销，齿轮件22和45可以用键固定在轴销上，或用铆钉铆接或用其他方法适宜地固定位。
权利要求
1.一种优先用于家具的铰链，它具有一个可活动的铰链片(3)和一个包括一个固定挡件的铰链片(2)，上述两个铰链片由至少一个连接轴(7)互相连接，上述铰链还具有一个安装在上述铰链片之一上的缓冲器(16)，该缓冲器的可平移地或可转动地活动的缓冲件至少在该铰链的闭合区内由另一个铰链片通过齿轮传动机构起作用。其特征在于，为了根据该可活动的铰链片(3)相对于该至少一个连接轴(7)的偏斜调正该可活动的缓冲件，设置至少3个可转动的齿件(20，22，27)，其中的一个齿件是缓冲件本身(19)。
2.根据权利要求1的铰链，其特征在于，上述的缓冲器是一种转动缓冲器(16)，其缓冲件(19)支承一个小齿轮(20)。
3.根据权利要求1或2的铰链，其特征在于，上述齿轮传动机构的中央齿件(22)可转动地被支承在该铰链片之一(2)的转轴(6)上，并包括两个与转轴(6)同轴地设置并具有相对于转轴(6)的长短不同的杠杆臂的啮合部分(33，23；21，23)，其中，杠杆臂较长的啮合部分(23)可与一缓冲件侧的齿轮(20)相啮合，杠杆臂较短的啮合部分(33，21)可与该铰链片侧的带齿部分(27)相啮合。
4.根据权利要求3的铰链，其特征在于，被支承在铰链片的转轴(6)上的中央齿件(22)包括两个与该转轴有同心圆弧并具有不同半径的带齿扇形部分(21，23)，其中半径较大的带齿扇形部分(23)与转动缓冲器(16)的小齿轮(20)相啮合，半径较小的带齿扇形部分(21)与由该铰链片之一带动而旋转的带齿扇形部分(27)相啮合。
5.根据权利要求2和3的铰链，其特征在于，杠杆臂较长的啮合部分(23)具有与转轴(6)有同心圆弧并与转动缓冲器的小齿轮(20)相啮合的带齿型面(23)，杠杆臂较短的啮合部分(33)具有一个可与铰链片侧的带齿部分(27)的接合凸部或接合凹槽相啮合的叉状接合凹槽(33)或接合凸部。
6.根据权利要求1～5中任一项的铰链，其特征在于，在双关节铰链(1)中，中央齿件(22)被支承在固定铰链片(2)的一固定轴上，杠杆臂较短的啮合部分(21)与连接到连杆之一(5)上的铰链片侧的齿件啮合部分(27)相啮合。
7.根据权利要求6的铰链，其特征在于，上述的中央齿件(22)被安装在连杆之一(4)的一固定连接轴(6)上，杠杆臂较短的啮合部分(21，33)与连接到另一连杆(5)上的啮合部分(27)相啮合。
8.根据权利要求1～7中任一项的铰链，其特征在于，上述的具有两个带齿扇形部分的中央齿件(22)相对于通过两带齿扇形部分(21，23)的中心线而延伸的径向平面是对称的。
9.根据权利要求1～8中任一项的铰链，其特征在于，该铰链具有克服缓冲力的闭合机构(11，12)。
10.根据权利要求1～9中任一项的铰链，其特征在于，铰链片侧的一个齿件(27；37；45)围绕转轴(7；60)可转动地安装在固定着缓冲器(16)的铰链片(2)上，并具有一个与中央齿件(22)的啮合部分(21；33)相啮合的啮合部分(37；48)，其中，该铰链片侧的齿件的啮合部分(27；37；48)相对于其转轴(7；60)的杠杆臂比中央齿件(22)的啮合部分相对于其转轴(6；61)的杠杆臂长。
11.根据权利要求1～10中任一项的铰链，其特征在于，在刚性连接到连接两个铰链片(2，3)的连杆(5)上的铰链片侧(27；37)上设置一个齿件。
12.根据权利要求1～10中任一项的铰链，其特征在于，在围绕转轴(60)可转动地被支承在固定着缓冲器(16)的铰链片(2)上的该铰链片侧上设置一个独立的齿件(45)，该齿件一方面能与中央齿件(22)相啮合，另一方面相应地与另一个铰链片(3)相连接。
13.根据权利要求11的铰链，其特征在于，在该铰链片侧上的齿件(45)具有一个在铰链张开时伸至铰链片(3)的旋转路径内并在铰链合闭时受铰链片(3)驱动的啮合凸部。
14.根据权利要求1～13中任一项的铰链，其特征在于，设置一个施加预应力的机构，尤其是设置一簧片(58)，以便在相应于铰链张开状态的位置上对缓冲器施加预应力，并且优先作用在中央齿件(22)和/或铰链片侧的齿件(45)上。
15.根据权利要求1～14中任一项的铰链，其特征在于，上述的缓冲器(16)和/或齿件(22，45)被固定在做成铰链罩状的铰链片上，并由该铰链罩的一个折边盖住。
16.根据上述权利要求中任一项的铰链，其特征在于，上述的缓冲器(16)和/或齿件(20，22，27)具有平行于铰链片(2，3)的至少一个连接轴(7)的转动轴。
17.根据权利要求1～15中任一项的铰链，其特征在于，上述的缓冲器(16)和/或齿件(20，22，45)具有垂直于铰链片(2，3)的连接轴(7)的转动轴(60，61)。
18.根据上述权利要求中任一项的铰链，其特征在于，上述的缓冲器(16)具有多个由齿件(22)的公用啮合部分(23)驱动的缓冲件。
全文摘要
一种铰链具有一个可活动的铰链片和一个包括一种固定挡件的铰链片，该两个铰链片由至少一个连接轴互相连接在一起。上述铰链还具有一个安装在一个铰链片上的缓冲器，该缓冲器的可平移地或可转动地活动的缓冲件至少在该铰链的闭合内由另一个铰链片通过齿轮机构起作用。按照本发明，为了根据该可活动的铰链片相对于该至少一个连接轴的偏斜调正该可活动缓冲件，设置至少3个可转动的齿件，其中的一个齿件是缓冲件本身。
文档编号E05D3/18GK1500962SQ200310118180
公开日2004年6月2日 申请日期2003年11月13日 优先权日2002年11月13日
发明者(要求不公开发明人姓名) 申请人:阿图罗萨里斯有限公司