ШАРНИР И СПОСОБ ОТКРЫТИЯ И ЗАКРЫТИЯ ШАРНИРА
HINGE AND METHOD FOR HINGE OPENING AND CLOSING

Настоящее изобретение относится к шарниру, имеющему боковую часть, выполненную с возможностью крепления на стенке, и шарнирную часть, выполненную с возможностью поворота относительно боковой части и с возможностью крепления на двери, причем между боковой частью и шарнирной частью расположены два рычага, каждый из которых установлен с возможностью поворота на боковой части и на шарнирной части, и линейный демпфер, расположенный на боковой части и имеющий корпус и поршневой шток.
DE 2020006003196 U раскрывает мебельный шарнир, в котором на боковой части с помощью опорного рычага и направляющего рычага установлена с возможностью поворота шарнирная часть. На направляющем рычаге выполнен кронштейн, на котором установлен с возможностью поворота линейный демпфер, имеющий корпус и поршневой шток, перемещаемый относительно корпуса. Такой линейный демпфер хорошо подходит для демпфирования закрывающего перемещения, но возникает проблема, заключающаяся в том, что из-за поворота линейного демпфера требуется большое установочное пространство в боковой части.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание шарнира, имеющего оптимизированную характеристику демпфирования и требующего малое установочное пространство.
Данная задача решается благодаря шарниру, имеющему признаки пункта 1 или 2 и способу, имеющему признаки пункта 19.
В шарнире согласно изобретению на одном из рычагов сформирован кулачок управления, сжимающий линейный демпфер при закрывающем перемещении, причем корпус линейного демпфера неподвижно закреплен в боковой части, а поршневой шток может перемещаться с помощью кулачка управления. В результате получается особенно компактная конструкция, так как корпус неподвижно закреплен, и при повороте шарнирной части перемещается только поршневой шток.
В еще одном шарнире согласно изобретению на одном из рычагов для поворота шарнирной части сформирован кулачок управления, сжимающий линейный демпфер при закрывающем перемещении перед достижением закрытого положения, и при открывающем перемещении перед достижением максимально открытого положения. Благодаря использованию такого кулачка управления характеристику демпфирования линейного демпфера можно оптимальным образом согласовать с характеристикой открывания и закрывания, причем благодаря контуру кулачка управления можно свободно выбирать величину демпфирующих сил при открывающем и закрывающем перемещениях. Демпфирующие силы, возникающие при закрывающем перемещении, могут быть намного большими, чем при открывающем перемещении, причем опционально демпфирование открытия также может происходить с такими же или с большими силами. Кроме того, шарнир имеет компактную конструкцию, так как линейный демпфер расположен в боковой части и приводится в действие кулачком управления рычага.
Линейный демпфер предпочтительно имеет свое наибольшее вытягивание в продольном направлении в диапазоне углов от 30° до 110°, предпочтительно от 35° до 80° перед закрытым положением. При этом закрытое положение - это положение, которое предварительно задается шарнирной частью, когда на ней закреплена дверь, в этом случае находящаяся в закрытом положении. При открытии двери шарнирная часть поворачивается относительно боковой части до максимально открытого положения двери или, соответственно, шарнирной части. Максимально открытое положение может находиться, например, в диапазоне углов от 90° до 180°, в частности от 105° до 140°.
Предпочтительно, для стабильного крепления линейного демпфера он может быть закреплен на боковой части посредством держателя. В этом случае корпус линейного демпфера может быть закреплен на боковой части, в частности в держателе, без возможности поворота. Для этого в держателе может иметься отверстие, в которое вставлен чашеобразный корпус демпфера. В этом случае держатель может быть закреплен на двух осях шарнира, которые в любом случае сформированы для крепления рычага, так что не требуются дополнительные детали для крепления держателя.
В альтернативном варианте осуществления корпус демпфера и держатель также могут быть выполнены за одно целое, например, в виде литой детали из пластика, так что корпус демпфера может быть закреплен непосредственно на боковой части.
В еще одном варианте осуществления на по меньшей мере одной криволинейной полке сформирован кулачок управления, вдоль которого скользит штифт, действующий на линейный демпфер. Таким образом, штифт расположен между линейным демпфером и кулачком управления. При этом штифт может линейно направляться на держателе или боковой части, чтобы избежать воздействия поперечных сил на поршневой шток. Для надлежащего направления штифта рычаг может иметь U-образную форму и образовывать два кулачка управления, к которым прилегает штифт.
Кулачок управления предпочтительно сформирован на рычаге, расположенном снаружи относительно оси поворота шарнирной части. Благодаря этому легко может быть сформирован кулачок управления, обеспечивающий максимальное продольное вытягивание линейного демпфера в среднем диапазоне углов открытия.
Для оптимальной регулировки и позиционирования двери на шарнирной части боковая часть предпочтительно удерживается с возможностью регулировки на монтажной пластине и удерживающем элементе, причем на боковой части предпочтительно предусмотрен узел регулировки поддержания и узел регулировки глубины. Кроме того, предпочтительно предусмотрена закрывающая пружина для предварительного напряжения шарнирной части в диапазоне закрытия, чтобы обеспечить надежное закрытие двери, удерживаемой на шарнирной части. Закрывающая пружина может быть выполнена так, чтобы она создавала закрывающую силу до того, как при закрытии двери начнется демпфирующее действие демпфера. Кроме того, может иметься дополнительная пружина для предварительного напряжения поршневого штока в выдвинутом положении демпфера. Во время фазы демпфирования закрытия закрывающая пружина действует против пружины поршневого штока, так что пружина, обеспечивающая выдвигание поршневого штока, напрягается при закрытии.
В способе согласно изобретению линейный демпфер получает максимальное продольное вытягивание как при открывающем перемещении до максимально открытого положения, так и при закрывающем перемещении. Таким образом, демпфер может обеспечить демпфирующие силы как в направлении открытия, так и в направлении закрытия, причем опционально демпфирующие силы не обеспечиваются в направлении открытия, так как линейный демпфер сжимается в диапазоне холостого хода. В направлении закрытия в любом случае обеспечивается демпфирование закрывающего перемещения шарнирной части перед достижением закрытого положения.
Настоящее изобретение объясняется более подробно ниже на основе примера его осуществления, данного со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах изображено следующее:
фиг. 1 - покомпонентный вид в аксонометрии шарнира согласно изобретению;
фиг. 2 - вид сбоку в разрезе шарнира с фиг. 1 в закрытом положении;
фиг. 3 и 4 - два вида шарнира с фиг. 2 в полуоткрытом положении;
фиг. 5 - вид шарнира с фиг. 2 в максимально открытом положении;
фиг. 6 - график для иллюстрации продольного вытягивания демпфера в зависимости от открытого положения шарнирной части;
фиг. 7 - вид в аксонометрии в частичном разрезе шарнира с фиг. 1 в установленном положении;
фиг. 8A и 8B - виды в разрезе шарнира с фиг. 7;
фиг. 9A и 9B - два вида в разрезе в области конца поршневого штока шарнира;
фиг. 10A и 10B - два вида модифицированного примера осуществления шарнира.
Шарнир 1, в частности для мебели или бытовых приборов, содержит боковую часть 2, которая может быть закреплена на боковой стенке корпуса мебели или на другой стенке. На боковой части 2 установлена с возможностью поворота шарнирная часть 3, на которой может быть закреплена дверь, которая посредством шарнира 1 может быть повернута из закрытого положения в открытое положение. Для этого между боковой частью 2 и шарнирной частью 3 расположены два рычага 4 и 5. Рычаг 4 имеет U-образную форму, причем рычаг 4 имеет боковые полки 44. На полках 44 рычага 4 имеются отверстия 47, через которые вставлена ось 6 для установки рычага 4 с возможностью поворота на шарнирной части 3. Кроме того, на некотором расстоянии от оси 6 и за одно целое с ней также сформирована ось 7, вставленная через проушину 56 на рычаге 5, чтобы установить рычаг 5 с возможностью поворота на шарнирной части 3. Рычаг 5 также может состоять из множества отдельных плоских частей, которые при укладке друг на друге образуют рычаг 5 с соответствующими отверстиями под оси 7 и 9.
Боковая часть 2 U-образной формы, имеющая два плеча 20 и соединительную полку 21, имеет, на плечах 20, отверстия 22, через которые вставлена ось 8 для установки рычага 4 с возможностью поворота на боковой части 2. Кроме того, на плечах 20 выполнены отверстия 23, через которые вставлена ось 9 для установки рычага 5 с возможностью поворота на боковой части 2.
Для демпфирования закрывающего перемещения шарнирной части 3 предусмотрен линейный демпфер 10, имеющий чашеобразный корпус 11 и поршневой шток 12, который может перемещаться относительно корпуса 11. На поршневом штоке 12 закреплен поршень 13, чтобы при движении поршня 13 относительно корпуса 11 создавать демпфирующие силы. Линейный демпфер 10 имеет компактную конструкцию, а ход поршневого штока 12 предпочтительно составляет от 2 мм до 6 мм, в частности от 3 мм до 5 мм.
Линейный демпфер 10 закреплен на держателе 15, расположенном на боковой части 2. Держатель 15 имеет U-образную форму и на соединительной части содержит отверстие 19, в которое вставлен корпус 11 линейного демпфера, пока край, выступающий наружу на корпусе 11, прилегает к держателю 15. В этом случае на держателе сформированы две лапки 29, ограничивающие перемещение корпуса 11 в продольном направлении поршневого штока 12. На двух плечах держателя 15 имеются отверстия 17 и 18, через которые проходят оси 8 и 9, вставленные в боковую часть 2. Таким образом, держатель 15 и, следовательно, линейный демпфер 10 удерживаются в боковой части 2 без возможности поворота. Кроме того, держатель 15 содержит удлиненное отверстие 16, предназначенное для направления штифта 14. Штифт 14 прилегает к торцевому концу поршневого штока 12, чтобы сжимать линейный демпфер 10. Штифт 14 также может быть жестко соединен с поршневым штоком 12, так что на поршневом штоке 12 сформирована своего рода Т-образная головка для направления поршневого штока 12 в удлиненном отверстии 16. Кроме того, в линейном демпфере 10 имеется пружина для предварительного напряжения поршневого штока 12 в выступающее положение. В этом примере осуществления штифт 14 имеет круглую форму. Штифт 14 также может иметь другие основные формы, например, прямоугольную или овальную форму. На штифте 14 могут быть предусмотрены контактные поверхности для направления в удлиненном отверстии 16 и/или контактные поверхности в качестве контактной или крепежной поверхности для поршневого штока 12.
Опционально боковая часть 2 может быть прикреплена непосредственно к боковой стенке корпуса. Однако в показанном примере осуществления на боковой стенке закреплена монтажная пластина 30, на которой удерживается крепежный элемент 31, на котором удерживается с возможностью регулировки боковая часть 2. В крепежном элементе 31 имеется щелеобразное отверстие 36 для узла 50 регулировки поддержания и отверстие 35 для узла 40 регулировки глубины. Узел 40 регулировки глубины имеет эксцентрический стержень 41, направленный через выемку 24 в боковой части 2 и входящий в отверстие 35. Узел 50 регулировки поддержания имеет направляющий паз 51, введенный в отверстие 36 крепежного элемента 31 и резьбу 52, сцепленную посредством резьбового отверстия 25 в боковой части 2.
Кроме того, удерживающий элемент 31 заблокирован на монтажной пластине 30 посредством фиксатора 34, установленного на удерживающем элементе 31 с возможностью поворота вокруг оси 32 и, кроме того, предварительно напряженного с помощью пружины 33.
Шарнир 1 дополнительно содержит пружину 60, выполненную в виде витой изгибной пружины и имеющую первое плечо 61 пружины, опирающееся на рычаг 4. Второе, противоположное плечо 62 пружины опирается на рычаг 5, причем для этого на полке 55 рычага 5 выполнено посадочное углубление 63. В качестве альтернативы также могут применяться другие известные из уровня техники закрывающие пружинные устройства. Например, также могут применяться устройства с пластинчатой пружиной.
На фиг. 2 шарнир 1 показан в собранном положении, причем шарнирная часть 3 находится в закрытом положении. Если шарнирная часть 3 поворачивается в направлении открытия, как показано на фиг. 3, то поворачиваются и рычаги 4 и 5. В результате поворота рычага 4 кулачок 45 управления вращается вокруг оси 8, вследствие чего штифт 14 скользит вдоль кулачка 45 управления. При открывающем перемещении продольное вытягивание линейного демпфера 10 увеличивается, и поршневой шток 12 выходит из корпуса 11.
На фиг. 4 показано полуоткрытое положение в диапазоне углов от 40° до 65°, в котором линейный демпфер получает свое максимальное продольное вытягивание. Штифт 14 прилегает к кулачку 45 управления в углублении, а поршневой шток 12 находится в максимально выдвинутом положении. Если шарнирная часть 3 перемещается дальше в направлении открытия, рычаг 4 снова поворачивается в противоположном направлении, а штифт 14 снова скользит назад вдоль кулачка 45 управления.таким образом, за счет втягивания поршневого штока 12 линейный демпфер опять немного сжимается до тех пор, пока не будет достигнуто положение, показанное на фиг. 5. Как показано, в этом положении рычаг 4 перекрывает рычаг 5 своими полками 44. В максимально открытом положении линейный демпфер имеет значительно большее продольное вытягивание, чем в закрытом положении. Для управления линейным демпфером могут использоваться и другие кулачки 45 управления, например, в максимально открытом положении линейный демпфер 10 также может быть убран в большей степени, в частности, если незадолго до достижения максимально открытого положения должно быть приведено в действие демпфирование открытия. Кулачок управления также может быть сформирован так, что поршневой шток убран в максимально открытом положении, но ход поршневого штока в диапазоне углов от максимального продольного вытягивания демпфера до максимально открытого положения шарнирной части 3 настолько мал или, соответственно, поршневой шток 12 движется настолько медленно, что демпфирующее действие почти не возникает. В любом случае при открывающем перемещении шарнирной части 3 линейный демпфер проходит максимальное продольное вытягивание. Шарнирная часть 3 снова перемещается в направлении закрытия из положения с фиг. 5 в положение с фиг. 2, причем в этом случае линейный демпфер также проходит максимальное продольное вытягивание и перед достижением закрытого положения сильно сжимается, чем обеспечиваются требуемые демпфирующие силы. Благодаря размещению штифта 14 между кулачком 45 управления и поршневым штоком 12 исключаются поперечные силы, так как штифт 14 расположен с возможностью линейного направления в удлиненном отверстии 16 держателя 15.
На фиг. 6 представлен график, на котором проиллюстрировано положение поршневого штока относительно угла открытия шарнирной части 3. Из этого графика видно, что в закрытом положении поршневой шток 12 находится в убранном положении, а в открытом положении максимальное продольное вытягивание линейного демпфера имеет место в диапазоне углов от 50° до 75°. Когда шарнирная часть 3 достигает максимально открытого положения приблизительно 105°, линейный демпфер снова немного сжимается, причем при поворотном перемещении до максимально открытого положения на шарнирную часть 3 могут действовать незначительные демпфирующие силы, или не действуют никакие демпфирующие силы. Если шарнирная часть 3 перемещается в закрытое положение, то под углом от 25° до 40° перед закрытым положением начинают действовать демпфирующие силы, чтобы притормозить шарнирную часть 3. Однако при помощи пружины 60 шарнирная часть 3 автоматически перемещается в закрытое положение.
На фиг. 7 шарнир 1 еще раз показан в установленном положении. На данном чертеже видно, что корпус 11 линейного демпфера расположен в боковой части 2 и занимает лишь незначительное установочное пространство. В этом случае корпус 11 расположен между узлом 50 регулировки поддержания и осями 8 и 9, причем вытягивание линейного демпфера в продольном направлении поршневого штока 12 предпочтительно составляет менее 20 мм, в частности менее 18 мм. Несмотря на такое незначительное вытягивание, могут быть обеспечены достаточно большие демпфирующие силы.
На фиг. 8A и 8B показан приводной механизм для приведения в движение поршневого штока 12. Приводной шток 12 приводится в движение штифтом 14, прилегающим к торцу поршневого штока 12 и ориентированным перпендикулярно поршневому штоку 12. При этом штифт 14 направлен посредством удлиненного отверстия 16 в держателе 15 и может вдавить поршневой шток 12 в чашеобразный корпус 11, чтобы создать демпфирующие силы. В корпусе 11 на основание опирается пружина 75, предварительно напрягающая поршень, соединенный с поршневым штоком 12, чтобы перемещать поршневой шток 12 в выдвинутое положение. На поршне могут иметься дроссельные элементы, затрудняющие вдвигание в корпус 11 и облегчающие выдвигание поршневого штока, так что демпфирующее действие возникает только в одном направлении. Направление штифта 14 вдоль удлиненного отверстия 16 также показано на фиг. 9A и 9B.
На фиг. 10A и 10B показан модифицированный шарнир 1', имеющий изогнутую форму и для этого имеющий боковую часть 2', первая часть которой, как в предыдущем примере осуществления, удерживается на монтажной пластине 30 и удерживающем элементе 31. Вторая часть боковой части 2' имеет ступенчатую форму и содержит участок 21' стенки, выступающий за узел 50 регулировки поддержания и узел 40 регулировки глубины. На данном участке 21' закреплены два рычага 4 и 5, на которых с возможностью поворота удерживается шарнирная часть 3. В этом случае на участке 21' боковой части 2' также расположен линейный демпфер вместе с корпусом 11. На чертежах видно, что весь узел, состоящий из линейного демпфера 10 и рычагов 4 и 5, может использоваться для совершенно разных форм боковой части 2', без необходимости в изменении линейного демпфера и приводного механизма для каждой формы боковой части 2'. Таким образом, узел, состоящий из линейного демпфера 10 и рычагов 4 и 5, вместе с шарнирной частью 3 может использоваться для различных типов шарниров.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1, 1' шарнир
2, 2' боковая часть
3 шарнирная часть
4 рычаг
5 рычаг
6 ось
7 ось
8 ось
9 ось
10 линейный демпфер
11 корпус
12 поршневой шток
13 поршень
14 штифт
15 держатель
16 удлиненное отверстие
17 отверстие
18 отверстие
19 отверстие
20 плечо
21 соединительная полка
21' участок стенки
22 отверстие
23 отверстие
24 выемка
25 резьбовое отверстие
28 ступенька
29 лапка
30 монтажная пластина
31 крепежный элемент
32 ось
33 пружина
34 фиксатор
35 отверстие
36 отверстие
40 узел регулировки глубины
41 стержень
44 полка
45 кулачок управления
47 отверстие
50 узел регулировки поддержания
51 направляющий паз
52 резьба
55 полка
56 проушина
60 пружина
61 плечо пружины
62 плечо пружины
63 посадочное углубление
75 пружина