专利名称：用于将翼扇绕铰链轴线铰接地与框架连接的铰链的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铰链，用于将门、窗的翼扇或类似物绕铰链轴线铰接地与框架连接，所述铰链包括能固定在所述框架上的框架铰链件，该框架铰链件包括框架固定部分和框架铰接部分；能固定在所述翼扇上的翼扇铰链件，该翼扇铰链件包括翼扇固定部分和翼扇铰接部分；和限定所述铰链轴线的铰链销；其中在所述框架铰接部分中设置包围所述铰链销的初级线圈，其中在所述翼扇铰接部分中设置包围所述铰链销的次级线圈。
背景技术：
门越来越多地具有改进安全性或舒适性的装置，所述装置借助电能进行运行。为了能量供应，这些装置例如经由滑动触点或经由柔性电缆与外部能源电流 (galvanisch)地连接，或者这些装置本身具有蓄能器，例如蓄电池或电池。上述第一种情况的缺点在于，滑动触点易受破坏，并且电缆连接明显损害视觉外观。在第二种情况中，由于必需使用单独的储能器而提高操作成本。此外，储能器的空间需求可损害功能性和视觉外观。由DE 10 2004 017 341 Al已知一种具有用于无接触能量传递的集成变压器的铰链。该铰链包括设置在框架铰链件中的初级线圈，以及设置在翼扇铰链件中的次级线圈。将次级线圈磁耦合到初级线圈上起穿过两个线圈的铰链销的作用，所述初级线圈和次级线圈沿铰链轴线方向彼此间隔开。尽管原则上为了避免上述缺点，从固定的框架到可枢转地设置在框架上的翼扇中的无接触能量传递是值得追求的，但各种试验表明，利用由DE 10 2004 017 341 Al已知的铰链，仅非常小的电功率能够从初级线圈传递到次级线圈，因为在传递时功率损耗非常高。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种铰链，其允许较高电功率的非接触式传输。该目的通过权利要求1中说明的铰链实现。通过以下措施，即初级线圈至少几乎延伸至所述框架铰接部分的面向翼扇铰接部分的端面，次级线圈至少几乎延伸至所述翼扇铰接部分的面向框架铰接部分的端面，并且在铰链销和线圈之间设置有包括铁氧体材料的铰链销套筒，所述铰链销套筒大约在铰链销的被初级和次级线圈包围的长度上延伸，出乎意料地能够相当大地降低耗损功率，使得与已知铰链相比能够传输较高的电功率。另外，按照本发明的铰链具有该优点，即对于所述铰链销可以使用具有对于相应应用所需的机械特性的任意的材料，因为磁耦合经由铰链销套筒实现并且因此该铰链销首先具有机械的意义。为了保持耗损功率尽可能低，一方面要求初级和次级线圈的面向彼此的端面之间的距离尽可能小，另一方面所述铰链销套筒应该尽可能在铰链销的被初级和次级线圈包围的长度上延伸，然而也尽可能不超出该长度。 换句话说，该铰链销套筒应该不凸出来或仅不显著地从初级和次级线圈的彼此背离的端面中凸出来。
该铰链销套筒包括优选能够由烧结材料制成的铁氧体套筒。这种类型的铁氧体材料用于引起次级线圈与初级线圈的尽可能好的耦合是特别合适的。为了在打开或者关闭翼扇时，在翼扇铰链件和框架铰链件围绕着铰链轴线相对地摆动情况下尽可能引起小的、最好是几乎没有机械力作用到铰链销套筒上，该铰链销套筒优选包括内滑动层，其构成所述铰链销套筒的内圆周表面并且所述铰链销套筒利用所述内圆周表面至少基本上无间隙地贴靠在铰链销上。由于该措施，铰链销套筒和铰链销至少几乎无摩擦地围绕着铰链轴线彼此相对地转动。由于几乎完全无间隙，该铰链销套筒的整个直径被最小化，使得它所要求的场地需求同样也最小化。特别优选按照本发明的铰链的改进方案，在所述改进方案中，该内滑动层由内铰链销滑动套筒构成，所述内铰链销滑动套筒包括具有滑动特性的塑料材料。其涉及基于 POM (聚甲醛或聚缩醛)的例如通过由Ρ Ε或白垩组成的添加物滑动支承改性的塑料材料， 所述塑料材料也能够加工成具有直到小于十分之一毫米的非常小的壁厚的套筒。为了再次改进次级线圈与初级线圈的磁耦合，该塑料材料能够包括由铁磁原料组成的颗粒。实验表明，基于POM的塑料材料能够混合入高达50体积％的最大粒度为 500μπι(经筛选)的铁氧体颗粒，只要最大粒度小于铰链销滑动套筒的壁厚。然而，在最大粒度为10 μ m情况下铁氧体颗粒的比例约为25体积％或更小，因为该塑料材料的滑动特性在铰链销滑动套筒的壁厚较小情况下也不会以对于该应用不可接受的方式变坏。为了避免在框架铰链件和翼扇铰链件围绕着铰链轴线摆动时力被传递到线圈上的危险，该铰链销套筒在特别优选的实施形式中包括外滑动层，其构成所述铰链销套筒的外圆周表面。该外滑动层能够由外铰链销滑动套筒构成，所述外铰链销滑动套筒包括具有滑动特性的、例如基于POM的塑料材料。如在内铰链滑动套筒情况下，由铁氧体材料组成的颗粒以上述比例并且与上述粒度共同混合到塑料材料中，以便如此进一步改进次级线圈与初级线圈的磁耦合。前述的带有内铰链销滑动套筒、铁氧体套筒和外铰链销滑动套筒的铰链销套筒构造导致按照本发明的铰链特别低的耗损功率，其中所述铰链销滑动套筒包含有铁氧体颗粒。然后尤其是当仅应该传输较低的电功率时，为了磁耦合，仅用带有相应铁氧体比例的上述塑料材料制备所述铰链销套筒是足够的。在按照本发明的铰链的进一步优选实施形式中，初级线圈和次级线圈中至少一个、优选两者具有套筒形的铁氧体磁芯，所述铁氧体磁芯特别优选由烧结材料组成。该铁氧体磁芯能够具有在其两个端侧的末端上一体成型的、径向凸出的凸缘，线圈绕组优选在所述凸缘之间延伸。一方面两个凸缘可靠地阻止各线圈绕组在初级线圈和次级线圈彼此相对运动情况下互相摩擦，这可能导致线圈的几乎直接的破坏，另一方面通过所述凸缘在彼此面向的端面上面改进两个线圈的磁耦合。为了进一步提高安全性，即在框架铰链件和翼扇铰链件彼此围绕铰链轴线的相对运动情况下无扭矩导入到线圈中，初级和次级线圈中至少一个、优选两者具有内滑动线圈套筒，其内径与外铰链销滑动套筒的外径相应，使得所述滑动套筒至少基本上无间隙地相互作用。特别优选地，初级线圈和次级线圈中至少一个、优选两者具有构成线圈的外圆周表面的外线圈套筒，所述外线圈套筒的外径与设置在框架铰接部分和/或翼扇铰接部分中的铰链销容纳部的内径相适配，以便在线圈和框架铰接部分或者翼扇铰接部分之间不允许相对运动地配合。通过该措施可靠地避免从线圈往外引导的电气连接线由于线圈相对于框架铰接部分或翼扇铰接部分的转动而被拉断。以如所述铰链销滑动套筒类似的方式，内滑动线圈套筒和外线圈套筒也能够优选由包含有铁磁颗粒的塑料材料制成，在所述内滑动线圈套筒情况下优选具有滑动特性。出乎意料地表明，对于很多应用情况都满足的电功率能够借助按照本发明的铰链进行传输，当线圈具有单倍卷绕的、优选至少两层的由铜材制成的线圈绕组，所述线圈绕组具有在0. 03和0. Imm之间、优选在0. 05和0. 07mm之间的绕组线直径。然后，该线圈特征在于较小的厚度(在这里厚度指的是线圈的内和外圆周表面之间的距离)，使得其空间需求是小的。由此在许多情况下按照本发明的铰链能够以外部外观图制备，所述外观图与已经存在的、纯粹机械作用的铰链相应。按照本发明的铰链能够如此归入到已经存在的铰链系列中。按照本发明的铰链其双重功能，即保持力和电功率的传递，从外部通常不能看见， 所述双重功能降低了通过第三者的不期望的操作的可能性。
在附图中示意地示出按照本发明的铰链的实施例。其中图1示出了沿着实施例的铰链轴线的纵剖视图；图2示出了上部的框架铰链件和翼扇铰链件的放大视图；图3示出了与图1和2同一个实施例的零件分解图。
具体实施例方式在附图中作为整体利用100表示的铰链构成为所谓的三件式铰链。其包括上部的框架铰链件1和下部的框架铰链件2，它们在铰链轴线S的纵向方向上彼此成一定距离。在上部的框架铰链件1和下部的框架铰链件2之间设置有翼扇铰链件3。上部的框架铰链件和下部的框架铰链件1、2分别包括框架铰接部分4、4'和框架固定部分5、5'。与此相应地，该翼扇铰链件包括翼扇铰接部分6和翼扇固定部分7。该铰链轴线S通过穿过铰链销容纳部8、8'和9中的框架铰接部分4、4和翼扇铰接部分6的铰链销10进行限定。由塑料材料、例如基于POM的带有滑动支承改性的添加物的塑料材料制成的支承套11、11'和12用于将铰链销10支承到铰链销容纳部8、8'、9中， 所述塑料材料在铰链情况下作为支承套使用已经经受考验。该支承套11、11'、12具有相对于铰链轴线S平行延伸的、径向的凸出部13。相互连接径向凸出部13的圆圈的直径与铰链销容纳部8、8'、9的内径如此相应，使得支承套11、11'、12无间隙地嵌入到相应的铰链销容纳部中。在下部的框架铰链件2的支承套的向上指向的端部上、在上部的框架铰链件 1的支承套11的上端部上和在翼扇铰链件3的支承套12的下端部上一体成型有环形的端部区14，所述端部区14径向上稍微超出径向的凸出部13。它们被搁置在相应的铰链销容纳部8、8'、9的相应尺寸的径向扩展部15上并且由此往外封闭铰链销容纳部，以阻止脏物的进入。另外，下部的框架铰链件2和翼扇铰链件3的支承套11'的端部区14构成支座， 经由所述支座沿铰链轴线方向起作用的力从翼扇铰链件3导入到下部的框架铰链件2中。此外，该支承套11、11' >12具有内孔16，其直径这样地与铰链销10的直径相匹配，使得所述铰链销10是可转动的，然而至少基本上无间隙地被支承套11、11'、12接纳。轴承盘17构成了下部的框架铰链件2的下部末端，所述轴承盘17的尺寸与端部区14相应并且其嵌入到下部的框架铰链件的径向扩展部15中。如尤其是在图3中可以看见，支承套11'的长度几乎与下部的框架铰链件2的铰链销容纳部8'的长度相应，与此相反，支承套11、12构造成仅仅如上部的框架铰链件1的铰链销容纳部8或者翼扇铰链件3的铰链销容纳部9的长度的大约一半。在铰链销容纳部 8、9的剩余自由空间中插入了初级线圈19和次级线圈20。该初级线圈19 (其在图3中以并排布置的单个部件示出)和次级线圈20两者包括内滑动线圈套筒21、位于滑动线圈套筒21上的套筒形的铁氧体磁芯22(其在其端面的端上包括径向凸出的凸缘23、23')、在凸缘23、23'之间卷绕的、两层的线圈绕组M(其在附图中仅示意地示出)、以及外线圈套筒25。外线圈套筒25的外径如此设计，使得初级线圈19以防止转动的配合的方式容纳在上部的框架铰链件1的铰链销容纳部8中，次级线圈20以防止转动的配合的方式容纳在翼扇铰链件的铰链销容纳部9中。如尤其是在图2中可看见，为了与电源或者负载接触导通，电的连接电缆沈、27穿过通道孔观、四从初级线圈19或者次级线圈20中往外引导。为了改进次级线圈20与初级线圈19的磁耦合，该铰链销10在被初级线圈19和次级线圈20包围的长度L上(见图2)被包括铁磁材料的铰链销套筒30包围。如尤其是在图3中可见的，该铰链销套筒30包括内部的铰链销滑动套筒31、铁氧体套筒32以及外铰链销滑动套筒33，所述内部的铰链销滑动套筒31的内圆周表面的直径与铰链销10的外径如此适配，使得所述内铰链销滑动套筒31至少基本上无间隙地贴靠在铰链销10上，所述铁氧体套筒包围着内铰链销滑动套筒并且其由烧结材料制成，所述外铰链销滑动套筒贴靠在铁氧体套筒32的外圆周表面上并且其外径与滑动线圈套筒21的内径如此适应，使得外铰链销滑动套筒33是可转动的，然而基本上无间隙地嵌入到滑动线圈套筒21中。为了改进次级线圈20与初级线圈19的磁耦合，内滑动线圈套筒21、外线圈套筒 25以及内铰链销滑动套筒31和外铰链销滑动套筒33由具有滑动特性的基于POM的塑料材料制成，粒度为10 μ m (经筛选)的和体积比例为25 %的铁氧体颗粒被混合到所述塑料材料中。附图标记列表100 铰链1 上部的框架铰链件2 下部的框架铰链件3 翼扇铰链件4,4' 框架铰接部分5,5' 框架固定部分6翼扇铰接部分7翼扇固定部分8,8' 铰链销容纳部9铰链销容纳部
10铰链销11、11'支承套12支承套13径向突出部14端部区15径向扩展部16内孔17轴承盘19初级线圈20次级线圈21滑动线圈套筒22铁氧体磁芯23,23'凸缘24线圈绕组25外线圈套筒26连接电缆27连接电缆28通道孔29通道孔30铰链销套筒31内部的铰链销滑动套筒32铁氧体套筒33外部的铰链销滑动套筒L长度S铰链轴线
权利要求
1.铰链(100)，用于将门、窗的翼扇或类似物绕铰链轴线(S)铰接地与框架连接，所述铰链包括能固定在所述框架上的框架铰链件(1，2)，该框架铰链件包括框架固定部分(5，5’)和框架铰接部分(4，4’ )；能固定在所述翼扇上的翼扇铰链件(3)，该翼扇铰链件包括翼扇固定部分(7)和翼扇铰接部分(6)；和限定所述铰链轴线(S)的铰链销(10)；其中在所述框架铰接部分中设置包围所述铰链销(10)的初级线圈(19)， 其中在所述翼扇铰接部分(6)中设置包围所述铰链销(10)的次级线圈00)， 其特征在于，所述初级线圈(19)至少几乎延伸至框架铰接部分的面向翼扇铰接部分(6)的端面，所述次级线圈00)至少几乎延伸至翼扇铰接部分(6)的面向框架铰接部分的端面，并且在铰链销(10)和线圈(19，20)之间设置有包括铁磁材料的铰链销套筒(30)，所述铰链销套筒大约在铰链销(10)的被初级和次级线圈(19，20)包围的长度(L)上延伸。
2.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述铰链销套筒(30)包括优选由烧结材料制成的铁氧体套筒(32)。
3.根据权利要求1或2所述的铰链，其特征在于，所述铰链销套筒(30)包括内滑动层， 所述内滑动层构成所述铰链销套筒的内圆周表面，并且所述铰链销套筒利用所述内滑动层基本上至少无间隙地贴靠在铰链销(10)上。
4.根据权利要求3所述的铰链，其特征在于，所述内滑动层由内部的铰链销滑动套筒 (31)构成，所述内部的铰链销滑动套筒包括具有滑动特性的塑料材料。
5.根据权利要求4所述的铰链，其特征在于，所述塑料材料包括由铁磁原料组成的颗粒。
6.根据权利要求1至5任一项所述的铰链，其特征在于，所述铰链销套筒(30)包括外滑动层，所述外滑动层构成所述铰链销套筒的外圆周表面。
7.根据权利要求6所述的铰链，其特征在于，所述外滑动层由外部的铰链销滑动套筒 (33)构成，所述外铰链销滑动套筒包括具有滑动特性的塑料材料。
8.根据权利要求7所述的铰链，其特征在于，所述塑料材料包括由铁磁材料制成的颗粒。
9.根据权利要求1至8任一项所述的铰链，其特征在于，各线圈(19、20)中的至少一个包括优选由烧结材料制成的套筒形的铁氧体磁芯02)。
10.根据权利要求9所述的铰链，其特征在于，所述铁氧体磁芯在两个端侧的端部上具有一体成型的、径向凸出的凸缘03、23')。
11.根据权利要求10所述的铰链，其特征在于，所述线圈绕组04)在各凸缘03、 23')之间延伸。
12.根据权利要求1至11任一项所述的铰链，其特征在于，各线圈(19、20)中的至少一个包括构成铁氧体磁芯02)的内圆周表面的内滑动线圈套筒(21)，所述内滑动线圈套筒的内径与外部的铰链销滑动套筒(3 的外径相匹配，使得所述滑动套筒(21、3；3)至少基本上无间隙地相互作用。
13.根据权利要求1至12任一项所述的铰链，其特征在于，各线圈(19、20)中的至少一个包括构成线圈(19、20)的外圆周表面的外线圈套筒(25)，所述外线圈套筒的外径与设置在框架铰接部分(4)或翼扇铰接部分(6)中的铰链销容纳部(8、9)的内径相匹配，以便在线圈(19、20)和框架铰接部分或者翼扇铰接部分(4、6)之间不允许相对运动地配合。
14.根据权利要求12或13所述的铰链，其特征在于，所述内滑动套筒和外线圈套筒0 优选包括具有滑动特性的塑料材料，所述塑料材料包含有铁磁颗粒。
15.根据权利要求1至14任一项所述的铰链，其特征在于，所述线圈(19、20)具有单倍卷绕的、优选至少两层的由铜材制成的线圈绕组(M)，所述线圈绕组具有在0. 03和0. Imm 之间、优选在0. 05和0. 07mm之间的绕组线直径。
全文摘要
本发明涉及一种铰链(100)，用于将门、窗的翼扇或类似物绕铰链轴线(S)铰接地与框架连接，所述铰链包括能固定在所述框架上的框架铰链件(1，2)，该框架铰链件包括框架固定部分(5，5’)和框架铰接部分(4，4’)；能固定在所述翼扇上的翼扇铰链件(3)，该翼扇铰链件包括翼扇固定部分(7)和翼扇铰接部分(6)；和限定所述铰链轴线(S)的铰链销(10)；其中在所述框架铰接部分(4)中设置包围所述铰链销(10)的初级线圈(19)，其中在所述翼扇铰接部分(6)中设置包围所述铰链销(10)的次级线圈(20)，所述初级线圈(19)至少几乎延伸至框架铰接部分(4)的面向翼扇铰接部分(6)的端面，所述次级线圈(20)至少几乎延伸至翼扇铰接部分(6)的面向框架铰接部分(4)的端面，并且在铰链销(10)和线圈(19，20)之间设置有包括铁磁材料的铰链销套筒(30)，所述铰链销套筒大约在铰链销(10)的被初级和次级线圈(19，20)包围的长度(L)上延伸。
文档编号E05D11/00GK102459792SQ201080024243
公开日2012年5月16日 申请日期2010年5月27日 优先权日2009年6月4日
发明者W·施托德 申请人:哈恩两合公司, 灌木塑料科技有限公司