ШАРНИР ДЛЯ ОКНА ИЛИ ДВЕРИ
HINGED JOINT FOR WINDOW OR DOOR

Изобретение относится к шарниру для окна или двери согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Шарниры такого вида известны из DE 29605809 U1 и DE 202006008400 U1. В случае шарнира, известного из DE 29605809 U1, шарнирный палец имеет цилиндрическое поперечное сечение с уплощением и проходит через две опорные проушины опорного элемента, расположенного на стороне рамы. Опорные проушины опорного элемента имеют отверстие, выполненное в соответствии с уплощением в поперечном сечении опорного пальца, так что опорный палец расположен в опорных проушинах без возможности вращения. Между опорными проушинами опорный палец проходит через по существу цилиндрическую, сформированную из листа шарнирную втулку, которая на внутренней стороне снабжена пластмассовой втулкой, установленной напротив шарнирной втулки. Также пластмассовая втулка в поперечном сечении выполнена в соответствии с уплощением шарнирного пальца. При движении поворота шарнирной втулки и, тем самым, пластмассовой втулки внутренний диаметр пластмассовой втулки, выполненный с уплощением, поворачивается относительно опорного пальца, причем уплощенный участок пластмассовой втулки попадает в цилиндрическую часть опорного пальца, что приводит к его торможению.
Также в известном из DE 20200600840 U1 шарнире шарнирный палец имеет уплощение, благодаря которому шарнирный палец располагается в опорном элементе без возможности проворачивания.
Недостатком в известном уровне техники является то, что изготовление опорного пальца сравнительно дорого. Уплощение на цилиндрических опорных пальцах должно выполняться методом механической обработки, что при необходимом массовом производстве изделий является большим недостатком. Можно также предусмотреть, что соответственно сформированная проволока с помощью механической обработки снабжается бороздками. В дополнение к этому введение шарнирного пальца в опорный элемент при таком формировании является сложным, в частности, из-за ограниченных соотношений поверхностей в области петель дверей и окон.
Из DE 19514867 C2 известен шарнир, в котором опорный палец имеет четырехгранное поперечное сечение. Шарнирная втулка не имеет при этом втулки, с помощью которой достигается взаимное расположение относительно опорного пальца.
Задача изобретения состоит в устранении указанных недостатков уровня техники.
Для решения задачи в отношении шарнира предусмотрено, что опорный палец имеет по меньшей мере в области продольных участков, относящихся к шарнирной втулке и опорному элементу, многоугольное поперечное сечение в виде эквидистантного профиля. Благодаря этому опорный палец может изготовляться из проволоки многоугольной формы путем разрезки на мерные длины и при необходимости выполнения обточки и/или обжатия. Обработка резанием стержневой части не нужна. Благодаря форме поперечного сечения опорный палец может изготовляться с помощью обкатки проволоки с поперечным сечением эквидистантного профиля по всей длине между двумя плитами, установленными на постоянном расстоянии относительно друг друга. Эквидистантный профиль представляет собой кривую постоянной ширины, замкнутая линия которой в любом положении внутри соответствующего квадрата всегда касается всех четырех сторон. При этом продольные кромки скруглены, а боковые кромки поперечного сечения - в противоположность, например, равностороннему треугольнику - выпуклы. К тому же применение этой формы по сравнению с цилиндрическим поперечным сечением способствует большой экономии материала и, таким образом, снижению стоимости. Эквидистантный профиль выполнен в виде трехстороннего эквидистантного профиля.
При этом также предусмотрено, что втулка имеет внутреннее поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению опорного пальца, так что устанавливаемая без возможности проворачивания на шарнирной втулке втулка способствует торможению проворачивания.
При этом формировании получается особенно простое изготовление, при котором опорный палец внутри угла раскрытия шарнира 90° имеет положение торможения. К тому же опорный палец может вводиться в опорный элемент в трех положениях, что облегчает манипулирование.
Далее предусмотрено, что опорный палец снабжен на концевой стороне коническим участком, имеющим форму поперечного сечения, соответствующую форме поперечного сечения стержневой части, с меньшим по сравнению с ней размером. Стержневая часть является областью опорного пальца, которая относится к шарнирной втулке и опорному элементу. Благодаря этому при монтаже опорного пальца, наряду с центрированием опорного пальца, само по себе достигается также выравнивание продольных боковых кромок относительно внутреннего поперечного сечения втулки.
Если опорный палец имеет утолщенную головную часть, форма поперечного сечения которой соответствует стержневой части, а ориентация поперечного сечения которой согласуется с ориентацией поперечного сечения стержневой части, то благодаря выравниванию головной части опорного пальца, выступающей из опорных проушин опорного элемента, достигается также выравнивание продольного участка, расположенного в шарнирной втулке, так что может относительно выравниваться на раме или створке соответственно сформированный приемный элемент для выравнивающего и вводного инструмента.
Наконец, дополнительно предусмотрено, что ориентация поперечного сечения опорного пальца симметрична относительно нормали, проходящей перпендикулярно раме. Благодаря этому достигается, что опорный палец в процессе монтажа занимает определенное и легко распознаваемое положение ориентации.
Если опорный палец на концевых сторонах имеет кольцевые канавки с цилиндрическим поперечным сечением, предназначенные для опорных проушин опорного элемента, в которые входят стопорные пружины опорных проушин для фиксирования осевого положения, то это является целесообразным для предохранения шарнирного соединения. Кольцевые канавки могут быть выполнены методом обточки. Более простым является, однако, изготовление с помощью обкатки, при которой опорный палец обкатывается между двумя параллельными плитами, так что при сохранении в этой области многоугольного поперечного сечения по всему периметру могут получаться канавки с незначительными издержками на изготовление. При этом особенно предпочтительно изготовление в виде эквидистантного профиля, как это представлено в п.5 формулы изобретения.
Другие предпочтительные варианты выполнения представлены на чертежах, где показано:
фиг.1 - опорный палец в пространственном изображении,
фиг.2 - опорный палец из фиг.1 в двухмерном изображении,
фиг.3 - сечение вдоль линии C-C на фиг.2,
фиг.4 - сечение вдоль линии B-B на фиг.2,
фиг.5 - сечение вдоль линии A-A на фиг.2,
фиг.6 - опорный элемент в пространственном изображении,
фиг.7 - опорный элемент в продольном разрезе,
фиг.8 - поперечное сечение опорного элемента вдоль линии D-D на фиг.7 и
фиг.9 - разрез шарнира в сборке.
Опорный палец 1 шарнира для окна или двери, как видно из фиг.1, выполнен в виде удлиненного штифта с утолщенной, по сравнению со стержневой частью 2, головной частью 3. Стержневая часть 2 имеет канавки 4, 5, а также сужение 6 на концевой стороне, причем канавка 5 расположена в области сужения 6.
В связи с фиг.2 видно, что канавка 4 выполнена более широкой, по сравнению с канавкой 5, и что стенка канавки, расположенная на расстоянии 7 от головной части 3, проходит под прямым углом по отношению к стержневой части 2, в то время как расположенная в направлении конца 8 стенка 9 канавки расположена под более плоским углом. Канавка 5 за счет двух проходящих под плоским углом стенок 10, 11 канавки образована приблизительно в виде желоба. Расстояние канавки 5 от головной части 3 обозначено цифрой 12, в то время как сужение 6 начинается на расстоянии 13.
На фиг.3, 4 и 5 в связи с фиг.2 видно, что опорный палец имеет форму 15 поперечного сечения, отклоняющуюся от круглой формы 14, обозначенной на фиг.3 пунктирной линией.
Стержневая часть 2 на всей своей длине имеет выполненное в форме многоугольника многогранное поперечное сечение, в котором продольные кромки 16 скруглены. При этом опорный палец 1 может иметь поперечное сечение равностороннего треугольника. Предпочтительно, однако, в соответствии с изображением на фиг.3-5, чтобы опорный палец 1 имел поперечное сечение 15, выполненное в виде трехстороннего эквидистантного профиля. Благодаря этому опорный палец 1 может изготовляться способом обкатки, при котором проволоку, имеющую поперечное сечение эквидистантного профиля, обкатывают между двумя параллельными плитами. Эквидистантный профиль представляет собой кривую постоянной ширины, замкнутая линия которой в любом положении внутри соответствующего квадрата всегда касается всех четырех сторон, так что эквидистантный профиль обкатывается между плитами, как цилиндрическое тело.
Продольные кромки поперечного сечения скруглены, а боковые кромки поперечного сечения - в противоположность равностороннему треугольнику - выпуклы. К тому же эта форма дает большую экономию материала и тем самым снижение стоимости по сравнению с цилиндрическим поперечным сечением.
'
Предпочтительное определение параметров эквидистантного профиля предусматривает при этом соотношение размеров 17, 18 как 1,0566. Размеры 17, 18 описывают диаметр меньшей, включенной в эквидистантный профиль, дуги 18 круга и наибольшую протяженность эквидистантного профиля. Соотношение радиусов 19, 20 составляет предпочтительно около 2,5.
В связи с фиг.4 и 5 ясно, что форма поперечного сечения по всей стержневой части 2 одинакова и также в канавке 5 (фиг.5) образует эквидистантный профиль. Также головная часть 3 может иметь форму поперечного сечения эквидистантного профиля, причем ориентация ее поперечного сечения соответствует ориентации поперечного сечения стержневой части 2. В этом случае, однако, предусмотрена форма с уплощением, с помощью которой достигается, что головная часть зафиксирована в опорном элементе 22 без возможности проворачивания. Благодаря этому путем выравнивания головной части 3, выступающей из опорных проушин опорного элемента 1, может достигаться также выравнивание входящего в шарнирную втулку продольного участка или стержневой части 2, так что выполненный соответствующим образом приемный элемент для выравнивающего и вводного инструмента для опорного пальца 1 может выравниваться на раме или створке, как будет описано ниже.
Пропорции головной части 3, стержневой части 2 и канавок 4, 5 относительно радиусов 19, 20 соответственно равны, так что опорный палец в соответствии с упомянутым выше способом изготовления может снабжаться канавками 4, 5 путем обкатки.
На фиг.6, 7 и 8 можно видеть опорный элемент 22, который в примере выполнения имеет две опорные проушины 23, 24, соединенные перемычкой 25. Опорный элемент 22 выполнен симметрично центральной оси 26, так что он применим как для створки, открывающейся вправо, так и для створки, открывающейся влево. В перемычке 25 предусмотрены сквозные отверстия 27 для приема крепежных винтов.
Опорные проушины 23, 24 имеют отверстия 28, 29, которые своей формой соответствуют поперечному сечению опорного пальца 1, так что он расположен в опорных проушинах 23, 24 без возможности проворачивания. Опорные проушины 23, 24 на концевых сторонах снабжены соответственно выступами 30, которые возникают вследствие уменьшения материала в областях, расположенных между участками. Снижение толщин стенок при этом не приводит к снижению несущей способности, так как опорный палец 1 под нагрузкой деформируется и опирается на концевые области опорных проушин 23, 24, так что они нагружаются больше, чем участки, лежащие между ними.
'
Отверстия 28, 29 выполнены с помощью двукратной осадки и имеют соответственно две ступени 31, 32. Внешняя ступень 31 соответствует по размерам и форме головной части 3 опорного пальца 1, так что он может устанавливаться в опорной проушине 23 без возможности проворачивания. Для этого ступень снабжена боковым уплощением 31, к которому прилегает головная часть 3. Ступень 32 подогнана к кромке 33 (фиг.2) опорного пальца 1 таким образом, что эта кромка 33 расположена на высоте ступени опорной проушины 23, если головная часть 3 опорного пальца 1 прилегает к ступени 31 опорной проушины 24. К тому же положение сужения 6 выполнено в соответствии с расстоянием между опорными проушинами таким образом, что в описанном выше положении монтажа суженная часть входит в опорную проушину 23, но не выполненная большей по сравнению с ней головная часть 2. Благодаря сужению 6 опорный палец 1 имеет незначительный зазор относительно отверстия 28 или 29. Поэтому при нагрузке, которая приводит к деформации опорного пальца 1, кромка 33 опорного пальца попадает на ступень 32 и входит в нее сзади, благодаря чему достигается дополнительное осевое фиксирование опорного пальца 1 в опорном элементе 22.
В частности, на фиг.8 можно видеть, что ориентация поперечного сечения опорного пальца 1 относительно нормали 34, проходящей перпендикулярно опорному элементу 22 или не показанной здесь раме, является симметричной. Благодаря этому достигается, что опорный палец занимает определенное и легко распознаваемое положение выравнивания относительно опорного элемента 22, если осуществляется монтаж. Для монтажа опорного пальца 1 может быть предусмотрен вводный инструмент, который, по сути, принимает на себя выравнивание опорного пальца 1 относительно базовой кромки 34, которая предпочтительно совпадает с лицевой поверхностью рамы. Для этого головная часть 3 опорного пальца 1 входит, например, в отверстие вводного инструмента, имеющее форму и размеры соответственно форме головной части 3. Благодаря прилеганию ограничивающей кромки вводного инструмента к базовой кромке 34 вводный инструмент направлен таким образом, что опорный палец 1 по отношению к отверстию 28, 29 ориентирован относительно опорного элемента 22 и может вводиться благодаря нанесенной на конце 8 опорного пальца 1 фаске. Фаска на опорном пальце 1 образована коническим участком, и конический участок имеет форму поперечного сечения, соответствующую форме поперечного сечения стержневой части 2, с меньшим, по сравнению с ней, размером.
Описанное выше выполнение опорного элемента 1 в виде трехстороннего эквидистантного профиля, наряду с особенно простым изготовлением, способствует тому, что шарнир имеет положение торможения внутри угла раскрытия 90°. На основе фиг.9 можно видеть, что в шарнирную втулку 36 вставлена без возможности проворачивания втулка 37 из упругого материала. Она расположена в шарнирной втулке без возможности вращения относительно шарнирной втулки 36 благодаря выступу 38, проходящему в продольном направлении, и имеет отверстие, которое по форме и размерам соответствует опорному пальцу 1. При движении поворота шарнирной втулки 36 втулка 37 отклоняется относительно опорного пальца, установленного без возможности проворачивания в опорном элементе 22, так что выступающие участки эквидистантного профиля опорного пальца 1 попадают в участок втулки 37, имеющей жесткие размерные параметры. При этом движение вращения тормозится при упругой деформации втулки 37. Исходя из того, что радиусы 19 больше радиусов 20 и что радиусы 19 расположены ближе к центральной оси 39 (фиг.3), получается, что при движении поворота на 180° меньшие радиусы эквидистантного профиля втулки 37 и опорный палец 1 снова вошли бы друг в друга, и при движении поворота на 60° вступает в действие максимальный эффект торможения. Таким образом, максимальный тормозной момент с помощью шарнира получается при 60°.
Другое преимущество упомянутого выполнения состоит в том, что опорный палец может вводиться в опорный элемент в трех положениях, что облегчает манипулирование. Формирование, наряду с этим, способствует упрощенному изготовлению опорного пальца нецилиндрической формы и устанавливаемого без возможности проворачивания относительно опорного элемента.
В заключение следует еще добавить, что канавки 4, 5, выполненные на опорном пальце 1 с концевых сторон и соответствующие опорным проушинам 23, 24 опорного элемента 22, взаимодействуют со (не показанными) стопорными пружинами для фиксирования положения. Стопорные пружины установлены для этого в выемках 40 на обратной стороне опорных проушин 23, 24.
Перечень обозначений
1 опорный палец
2 стержневая часть
3 головная часть
4 канавка
5 канавка
6 сужение
7 расстояние
8 конец
9 стенка канавки
10 стенка канавки
11 стенка канавки
12 расстояние
13 расстояние
14 круглая форма
15 форма поперечного сечения
16 продольная кромка
17 размер
18 размер
19 радиус
20 радиус
21 опорный элемент
22 опорный элемент
23 опорная проушина
24 опорная проушина
25 перемычка
26 центральная ось
27 сквозное отверстие
28 отверстие
29 отверстие
30 краевой выступ
31 ступень
32 ступень
33 кромка
34 нормаль
35 базовая кромка
36 шарнирная втулка
37 втулка
38 уступ
39 центральная ось