ШАРНИР
HINGE

Данное изобретение относится к шарниру, содержащему шарнирную часть, которая выполнена с возможностью фиксации на двери или створке, в частности, предмета мебели или бытового прибора, и которая посредством несущего рычага и направляющего рычага поворотно установлена на боковой части, по меньшей мере одну пружину, смещающую шарнирную часть в закрытое положение в диапазоне автоматического отведения шарнира, и линейный демпфер с подвижным относительно корпуса демпфера поршневым штоком для демпфирования закрывающего и открывающего движения шарнирной части, при этом имеется переключающий элемент, установленный с возможностью вращения вокруг оси на боковой части и расположенный между демпфером и направляющим рычагом так, чтобы приводить демпфер в движение для создания демпфирующего усилия при закрывающем движении шарнирной части.
Из EP 2176486 известен шарнир, в котором шарнирная часть поворотно установлена на боковой части, в которой расположен линейный демпфер. При закрывающем движении шарнирной части линейный демпфер, выполненный в виде компрессионного демпфера, сжимается и замедляет закрывающее движение, во избежание захлопывания и удара двери. Такой шарнир хорошо зарекомендовал себя на практике и его охотно устанавливают в различных мебельных изделиях. Вместе с тем, при открывающем движении двери замедление при ударе может привести к значительной нагрузке на материал.
Таким образом, изобретение направлено на создание шарнира, обеспечивающего совершенствование эксплуатации.
Данная задача решается в шарнире, охарактеризованного совокупностью признаков пункта 1 формулы изобретения.
В соответствии с изобретением в шарнире, между направляющим рычагом и линейным демпфером, имеется переключающий элемент, который приводит демпфер в движение для создания демпфирующего усилия при закрывающем движении шарнирной части и, кроме того, приводит демпфер в движение для создания демпфирующего усилия при открывающем движении шарнирной части перед достижением максимально открытого положения. Линейный демпфер так управляется посредством поворотного элемента, что возникает демпфирующее усилие при закрывающем движении шарнирной части перед достижением закрытого положения, а также демпфирующее усилие при открывающем движении шарнирной части незадолго до достижения максимально открытого положения. Это позволяет применять линейный демпфер для демпфирования закрывания, так и для демпфирования открывания. Таким образом, при открывающем движении шарнира предотвращается захлопывание и удар при достижении максимально открытого положения, поскольку открывающее движение замедляется линейным демпфером недалеко от открытого положения. Это снижает нагрузку на материал при быстром открывании, поскольку удается избежать резкого замедления скорости в максимально открытом положении.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения демпфирование открывания можно реализовать по меньшей мере в диапазоне углов по меньшей мере 10°, в частности по меньшей мере 20°, перед максимально открытым положением шарнирной части. Начало демпфирования открывания можно выбрать в зависимости от максимально открытого положения шарнирной части, которое, например, может соответствовать углу 90°, 100° или 110°. Достаточное замедление линейным демпфером скорости в направлении открывания может быть обеспечено, по меньшей мере, демпфированием в диапазоне углов более 20°.
Предпочтительно направление относительного движения между поршневым штоком и корпусом демпфера в ходе закрывания шарнира в диапазоне демпфирования закрывания шарнира такое же, что и направление в ходе открывания шарнира в диапазоне демпфирования открывания. Под относительным движением следует понимать движение между поршнем и корпусом демпфера, независимо от того, какая из этих двух деталей фактически движется. Возможно и одновременное движение обеих деталей. Если применяется компрессионный демпфер, создающий демпфирующее усилие при втягивании поршневого штока в корпус демпфера, тогда поршневой шток предпочтительно втягивается в корпус демпфера как при демпфирования закрывания, так и при демпфирования открывания. Наоборот, при применении демпфера тягового усилия поршневой шток вытягивается из корпуса демпфера в диапазоне демпфирования каждый раз как при демпфировании открывания, так и при демпфировании закрывания.
Предпочтительно, если установленный на оси переключающий элемент совершает маятниковое движение при движении из полностью закрытого положения шарнирной части в полностью открытое положение шарнирной части. В этом случае под маятниковым движением понимается движение, которое вначале содержит вращение в одном направлении, а затем - вращение в противоположном направлении. При этом направление маятникового движения переключающего элемента изменяется на обратное при движении из полностью открытого положения шарнирной части в полностью открытое положение шарнирной части между диапазоном демпфирования закрывания и диапазоном демпфирования открывания. Это позволяет применять один линейный демпфер как для демпфирования открывания, так и для демпфирования закрывания.
Предпочтительно ход линейного демпфера при демпфировании закрывания больше, чем ход линейного демпфера при демпфировании открывания. Таким образом, с учетом одинаковой скорости вращения шарнирной части относительно боковой части демпфирующие усилия при закрывании больше, чем при открывании. В общем случае скорость двери и так немного уменьшается при открывании, поэтому можно использовать демпфирующие усилия меньших значений, более комфортные для пользователя, когда тот движет дверь, преодолевая усилия демпфирования.
Демпфер предпочтительно выполнен в виде компрессионного демпфера, в котором втягивание поршневого штока в корпус демпфера сопровождается созданием более высоких демпфирующих усилий, нежели вытягивание поршневого штока из корпуса демпфера. Это позволяет получить весьма компактную конструкцию, поскольку применим компрессионный демпфер меньшей длины.
В другом варианте осуществления демпфер предпочтительно выполнен в виде демпфера тягового усилия, в котором вытягивание поршневого штока из корпуса демпфера сопровождается созданием более высоких демпфирующих усилий, нежели втягивание поршневого штока в корпус демпфера.
Пружина, смещающая шарнир в закрытое положение в диапазоне автоматического отведения шарнира, предпочтительно выполнена также как открывающая шарнир, движущая шарнирную часть от некоторого угла открытия шарнира в полностью открытое положение. В другом варианте осуществления эта функция может быть реализована по меньшей мере одной отдельной открывающей пружиной, то есть предусмотрена закрывающая пружина и открывающая пружина.
Далее изобретение поясняется более подробно на основе примерного варианта осуществления, со ссылками на прилагаемые чертежи. На фигурах чертежей изображено следующее.
Фиг. 1 представляет собой перспективное изображение предмета мебели с двумя предлагаемыми шарнирами.
Фиг. 2 представляет собой перспективное изображение предлагаемого шарнира с пространственным разделением деталей.
Фиг. 3-7 представляют собой детальные виды шарнира с фиг. 2, в процессе открывания и закрывания.
Фиг. 8 представляет собой схематическое изображение рабочего диапазона демпфера.
Фиг. 9 представляет собой график, иллюстрирующий демпфирование открывания.
Фиг. 10 представляет собой график, иллюстрирующий демпфирование закрывания.
Фиг. 11 представляет собой график, иллюстрирующий работу компрессионного демпфера.
Фиг. 12 представляет собой график, иллюстрирующий работу демпфера тягового усилия.
Предмет 1 мебели содержит мебельный корпус 2 шкафного типа, на боковой стенке которого находятся два шарнира 4 для установки двери 3 с возможностью ее поворота. Каждый шарнир 4 содержит монтажную пластину 6, зафиксированную на боковой стенке мебельного корпуса 2, причем на монтажной пластине 6 удерживается боковая часть 5 шарнира 4. Имеется шарнирная часть 7, установленная с возможностью поворота посредством четырехзвенного шарнирного механизма на боковой части 5.
На фиг. 2 подробно показан шарнир 4. Шарнир 4 содержит фиксируемую на мебельном корпусе монтажную пластину 6, на которой зафиксирована внутренняя часть 26, которая, в свою очередь, используется для фиксации боковой части 5. При помощи первого регулировочного элемента 24 и второго регулировочного элемента 25 боковую часть 5 можно двигать относительно монтажной пластины 6 и внутренней части 26, что позволяет выравнивать положение двери 3 относительно мебельного корпуса 2.
Боковая часть 5 коробчатой формы имеет в противоположных боковых стенках отверстия 21, 22, 23, используемые для установки осей 20.
Шарнирная часть 7 содержит чашеобразное гнездо 10, причем в боковых стенках чашеобразного гнезда 10 имеются отверстия 11, 12 для осевых элементов 13. Осевые элементы 13 имеют U-образную форму с удлиненной ножкой, которая используется в качестве оси вращения для несущего рычага 8 или направляющего рычага 9. Несущий рычаг 8 установлен на шарнирной части 7 с возможностью вращения вокруг оси, вставленной в отверстие 11, а направляющий рычаг 9 - с возможностью вращения вокруг оси, вставленной в отверстие 12.
Между несущим рычагом 8 и направляющим рычагом 9 также расположена пружина 14, имеющая две выступающие ножки и выполненная в виде натяжной пружины. Посредством пружины 14 шарнирная часть 7 смещается в закрытое положение в диапазоне автоматического отведения шарнира 4.
Несущий рычаг 8 установлен на боковой части 5 с возможностью вращения на оси 20, вставленной в отверстие 21, при этом направляющий рычаг 9 установлен на боковой части 5 с возможность вращения на оси 20, вставленной в отверстие 22. На расстоянии от осей в отверстиях 21, 22 в отверстие 23 вставлена ось 16 для установки переключающего элемента 15 с возможностью вращения вокруг оси 16. Переключающий элемент 15 выполнен в виде двуплечего рычага, причем на первом плече рычага имеется ось 17 для подвижного соединения с рычагом 19. Этот рычаг имеет подвижное соединение с одной стороны с переключающим элементом 15, а с другой стороны - с консолью на направляющем рычаге 9. Переключающий элемент 15 имеет второе плечо, на котором имеется ось 18 для подвижного соединения переключающего элемента 15 с демпфером 30, выполненным в виде линейного демпфера. Демпфер 30 содержит поршневой шток 31 и корпус 32 демпфера, в котором расположен поршень. При втягивании и вытягивании поршневого штока 31 поршень движется внутри корпуса 32 демпфера, причем втягивание поршневого штока 31 сопровождается созданием демпфирующих усилий, а вытягивание поршневого штока 31 происходит со сравнительно легким ходом. Таким образом, демпфер выполнен в виде компрессионного демпфера, создающего демпфирующие усилия по существу только при втягивании поршневого штока 31. На наружном конце поршневого штока 31 имеется в этом случае соединительный элемент 34, который вторым плечом подвижно соединен с осью 18 переключающего элемента 15. С противоположной стороны корпус 32 демпфера снабжен держателем 33 для подвижной установки демпфера 30 на боковой части 5.
Имеется также поворотный фиксатор 27 для крепления боковой части 5 на монтажной пластине.
На фиг. 3 шарнир 4 показан в закрытом положении, при котором дверь 3 удерживается в закрытом положении. Шарнир 4 показан здесь лишь схематично, поскольку для объяснения движения в направлении открытия и закрытия существенное значение имеет положение шарнирной части 7 и связанное с этим движение демпфера 30. В закрытом положении демпфер 30 находится во втянутом положении, когда поршневой шток 31 по существу убран внутрь корпуса 32 демпфера. Если шарнир 4 теперь открывается (фиг. 4), шарнирная часть 7 поворачивается на четырехзвенном шарнирном механизме посредством несущего рычага 8 и направляющего рычага 9, причем схематично показанный рычаг 19 вращает переключающий элемент 15 по часовой стрелке вокруг оси 16. Таким образом, поршневой шток 31 слегка вытягивается из корпуса 32 демпфера, причем вытягивание поршневого штока 31 происходит легко, поэтому при открывании тормозящее действие практически не ощущается. Как показано на фиг. 5, шарнирная часть вместе с дверью 3 может перемещаться дальше в направлении открывания, причем посредством вышеописанного механизма поршневой шток 31 еще дальше выходит из корпуса 32 демпфера.
Если дверь 3 еще дальше движется в направлении открывания между положениями с фиг. 5 и фиг. 6, поршневой шток 31 почти не движется относительно корпуса 32 демпфера, чем обеспечивается легкое движение в направлении открывания.
Если дверь 3 поворачивают теперь в максимально открытое положение, как показано на фиг. 7, поворот несущего рычага 8 и направляющего рычага 9 приводит к повороту переключающего элемента 15 против часовой стрелки, так что поршневой шток 31 втягивается обратно в корпус 32 демпфера. При втягивании поршневого штока 31 внутрь корпуса 32 демпфера создаются демпфирующие усилия, обеспечивающие уменьшение скорости открывающего движения двери 3.
Если теперь дверь 3 перемещают из максимально открытого положения обратно в направлении закрывания, поршневой шток 31 сначала вытягивается обратно из корпуса 32 демпфера, причем вытягивание поршневого штока 31 происходит так легко, что пользователь практически не ощущает каких-либо усилий. Затем проходятся положения с фиг. 6, 5, 4, причем с определенного диапазона углов поршневой шток 31 снова втягивается в корпус 32 демпфера - как показано на фиг. 4 и 3. Таким образом, демпфирование закрывания начинается тогда, когда демпфер 30 создает демпфирующие усилия перед достижением закрытого положения.
На фиг. 8 схематично показан диапазон демпфирования закрывания α и демпфирования открывания β. При повороте шарнирной части 7 относительно боковой части 5 в диапазоне углов α перед достижением закрытого положения, например, в диапазоне от 0 до 30°, посредством демпфера 30 может быть реализовано демпфирование закрывания. Кроме того, перед достижением максимально открытого положения в диапазоне углов β посредством демпфера 30 реализуется демпфирование открывания. Демпфирование открывания может быть реализовано, например, в диапазоне по меньшей мере 10°, в частности по меньшей мере 20°, перед достижением максимально открытого положения. В зависимости от типа шарнира максимально открытое положение может составлять от 80 до 120°. В среднем диапазоне между демпфированием закрывания α и демпфированием открывания β демпфер 30 по существу бездействует, чтобы не препятствовать открыванию или закрыванию двери 3. Средний диапазон, в котором бездействует демпфер 30, может лежать в пределах от 45 до 70°.
На фиг. 9 схематично показано демпфирование открывания. Поначалу при открывании двери 3 из-за демпфера 30 практически отсутствуют какие-либо усилия, за исключением пренебрежимо малых сил трения при вытягивании поршневого штока 31. Демпфирующее усилие начинает увеличиваться лишь диапазоне углов приблизительно от 60 до 65°, вплоть до максимально открытого положения, которое на фиг. 9 выбрано на 90°. Таким образом, демпфирование открывания реализовано по существу в диапазоне от 65 до 90°.
На фиг. 10 показан график демпфирования закрывания. При закрывании двери 3 вплоть до диапазона углов 45° практически отсутствуют какие-либо усилия из-за демпфера 30, за исключением пренебрежимо малых сил трения. Демпфер 30 вступает в действие лишь перед достижением закрытого положения, например, в диапазоне углов от 0 до 35°, причем демпфирующие усилия имеют наибольшее значение незадолго до достижения закрытого положения, поэтому по меньшей мере незадолго до достижения закрытого положения скорость двери 3 в достаточной мере уменьшается во избежание шумов захлопывания. В отношении закрывающего движения необходимо также отметить, что пружина 14 движет дверь 3 в закрытое положение в диапазоне автоматического отведения. Диапазон автоматического отведения может лежать, например, в пределах от 0 до 40°.
На фиг. 11 показан ход поршня демпфера 30 в указанном диапазоне углов. Демпфер 30 выполнен в виде компрессионного демпфера, поэтому в закрытом положении шток 31 поршня втянут внутрь корпуса 32 демпфера. Шток 31 поршня вытягивается из закрытого положения при открывающем движении, причем ход поршня в начальном диапазоне углов от 0 до 30° больше, чем в среднем диапазоне. Затем, незадолго до достижения максимально открытого положения, поршневой шток 31 снова втягивается обратно в корпус 32 демпфера - как схематично показано на фиг. 11.
Если вместо компрессионного демпфера применять демпфер тягового усилия, ход поршня будет таким как показан на фиг. 12. В этом случае в закрытом положении поршневой шток 31 сначала вытягивается из корпуса 32 демпфера, потом втягивается при движении шарнира 4. При этом демпфирующие усилия возникают при вытягивании поршневого штока из корпуса демпфера.
В показанном примере осуществления изобретения переключающий элемент соединен непосредственно с поршневым штоком 31 демпфера 30. Разумеется, что между переключающим элементом и демпфером можно предусмотреть один или более компонентов без принципиального изменения механизма действия шарнира. Кроме того, переключающий элемент 15 соединен с направляющим рычагом 9 посредством рычага 19. Можно соединить отклоняющий элемент 15 также непосредственно с несущим рычагом 8 или направляющим рычагом 9, или же разместить между ними дополнительные компоненты или рычаги без принципиального изменения механизма действия шарнира 4 согласно изобретению.
Вместо демпфера 30, выполненного в виде компрессионного демпфера, также могут применить демпфер тягового усилия, посредством которого тоже можно реализовать демпфирование открывания и закрывания.
Дополнительно демпфер 30 можно выполнить регулируемым так, чтобы демпфирующие усилия были адаптированы к весу двери 3. Соответствующие механические системы и регулировочные механизмы известны из уровня техники. Помимо корпуса демпфера и поршневого штока демпфер может иметь и другие компоненты, например, на противоположных сторонах демпфера можно разместить поршневой шток, который в этом случае втягивается в корпуса демпфера или вытягивается из него.
В еще одном варианте осуществления изобретения пружина 14 может смещать шарнирную часть 7 в направлении открывания в диапазоне автоматического открывания, причем предпочтительно эта же пружина 14 смещает шарнирную часть 7 в закрытое положение в диапазоне автоматического втягивания шарнира 4. Смещающее действие пружины в направлении открывания позволяет удерживать дверь или створку в заданном открытом положении. Смещающее действие в направлении открывания можно реализовать, например, начиная от угла открывания 45°, в частности от угла открывания более 60° или 70°, до максимально открытого положения.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 предмет мебели
2 мебельный корпус
3 дверь
4 шарнир
5 боковая часть
6 монтажная пластина
7 шарнирная часть
8 несущий рычаг
9 направляющий рычаг
10 гнездо
11 отверстие
12 отверстие
13 осевой элемент
14 пружина
15 переключающий элемент
16 ось
17 ось
18 ось
19 рычаг
20 ось
21 отверстие
22 отверстие
23 отверстие
24 регулировочный элемент
25 регулировочный элемент
26 внутренняя часть
27 фиксатор
30 демпфер
31 поршневой шток
32 корпус демпфера
33 держатель
34 соединительный элемент
α диапазон углов демпфирования закрывания
β диапазон углов демпфирования открывания.