ШАРНИР И ДВЕРНОЙ БЛОК
HINGE AND DOOR UNIT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к шарниру для расположения между полотном и коробкой, содержащему первое и второе крепежные устройства, по меньшей мере, одну скобу, соединяющую между собой первое и второе крепежные устройства, причем скоба шарнира соединена со вторым крепежным устройством с возможностью вращения по оси вращения, и расположенный между обоими крепежными устройствами электрический провод, имеющий первый и второй отрезки, причем первый отрезок провода, по меньшей мере, частично размещен в скобе шарнира, а второй отрезок провода в полностью открытом состоянии шарнира, исходя из отводной точки, в которой электрический провод выходит из скобы шарнира, направлен сбоку на скобе шарнира к стеновому участку второго крепежного устройства. При этом под термином «сбоку» подразумевается направление, проходящее наискось, преимущественно перпендикулярно, оси вращения.
При этом изобретение относится преимущественно к шарнирам, изготавливаемым в виде дверных петель. Однако изобретение не ограничено такими вариантами выполнения, а может найти применение, например, также в окнах, мебели и т.п. Такие шарниры подходят для создания электрического соединения между коробкой и полотном, посредством которого могут эксплуатироваться, например, электрические запорные системы или осветительные устройства внутри полотна. Поскольку скоба шарнира, как правило, представляет собой единственное соединение между первым и вторым крепежными устройствами, электрический провод проходит, как правило, по меньшей мере, частично вдоль скобы шарнира.
При этом электрический провод может быть разделен на два отрезка. Первый отрезок провода, по меньшей мере, частично размещается в скобе шарнира. Под термином «размещается» в рамках изобретения подразумевается то, что первый отрезок провода находится внутри скобы шарнира или закреплен на скобе шарнира вне нее. Первый отрезок провода заканчивается в точке, в которой провод больше не образует со скобой шарнира конструктивный узел. Эта точка называется отводной точкой и образует переходную точку между первым и вторым отрезками провода.
При расположении электрического провода внутри скобы шарнира отводная точка соответствует точке, в которой он выступает из скобы шарнира. Для этого в скобе шарнира предусмотрено отверстие, причем отводная точка лежит либо на кромке отверстия, либо между кромками на воображаемой поверхности скобы шарнира. Напротив, при расположении провода на скобе шарнира с ее наружной стороны точка представляет собой отводную точку, в которой в последний раз может происходить передача усилия между скобой шарнира и проводом, что, как правило, соответствует точке, в которой провод в последний раз закреплен на скобе шарнира. Исходя из отводной точки, второй отрезок провода проходит, в основном, свободно к петлевому участку второго крепежного устройства. При этом отводная точка не является жесткой точкой, а во время движения закрывания или открывания шарнира может перемещаться вдоль внешнего контура скобы петли.
Уровень техники
Дверной шарнир известен, например, из DE 102013108973 В3. Электрический провод направляется первым отрезком внутри скобы шарнира, для чего в ней предусмотрен паз. Скоба шарнира имеет далее отверстие, через которое выходит провод, причем в открытом положении край отверстия образуют отводные точки. Поскольку отверстие и, тем самым, также отводные точки расположены пространственно близко к стеновому участку, а расстояние между осью вращения скобы шарнира и отводной точкой относительно далеко удалены друг от друга, для соединения обоих крепежных устройств необходимы провода разной длины. Это отличие по длине создается запасом, который, например, в виде спиралеобразной намотки расположен в зоне крепежного участка.
Из DE 202005018419 U1 известен дверной шарнир с направляющей для электрического провода, причем последний проходит через паз внутри скобы шарнира и выведен на выполненных соответственно в виде вращательного шарнира концах скобы шарнира вдоль оси вращения. При таком расположении во время движения закрывания или открывания не происходит никакого существенного изменения длины, так что можно отказаться от запаса в DE 102013108973 В3. Отвод провода происходит либо через скользящие контакты, либо через крепежные устройства скобы шарнира. Таким образом, деформация провода во время вращательных движений дверного шарнира возможно лишь в виде деформации кручения.
В целом, известные из практики шарниры требуют усовершенствования в отношении создания электрического соединения, так что в основе изобретения лежит задача усовершенствования родового шарнира в конструктивном отношении.
Эта задача решается в шарнире признаками п. 1 формулы изобретения и признаками п. 10 формулы изобретения.
По сравнению с уже известными из практики шарнирами отводная точка выбирается так, что она расположена близко к оси вращения скобы шарнира, так что расстояние между осью вращения и отводной точкой в открытом состоянии заметно меньше длины второго отрезка электрического провода, который предусмотрен для ведения провода к стеновому участку второго крепежного устройства. Открытое состояние относится к максимальному углу открывания, причем шарнир там за счет упора или другого ограничителя не может двигаться дальше. В противоположность этому в закрытом состоянии крепежные устройства расположены друг за другом, так что угол между крепежными устройствами составляет 180°. В таком варианте возникает то преимущество, что требуемая длина провода независимо от закрытого положения вообще не изменяется или изменяется лишь очень незначительно.
Отношение между расстоянием от оси вращения вращательного шарнира до отводной точки, с одной стороны, и длиной второго отрезка провода, с другой стороны, составляет при этом менее 1:3, преимущественно 1:4, особенно предпочтительно 1:5. Однако изобретение включает в себя также вариант, в котором провод пропускается через ось вращения скобы шарнира, так что отношение составляет 0. Таким образом, включено также отношение в диапазоне от 0 до 1:3.
В одном предпочтительном варианте расстояние между осью вращения и отводной точкой составляет менее 20 мм, преимущественно менее 10 мм. Такое небольшое расстояние дает то преимущество, что требуемая для движения длина второго отрезка провода во время движения закрывания или открывания изменяется несущественно, так что не приходится создавать или приходится создавать лишь очень малый запас провода.
Провод выполнен преимущественно в виде плоского ленточного кабеля. Такие кабели имеют несколько жил, расположенных рядом друг с другом, так что в направлении расположенных рядом друг с другом жил плоский ленточный кабель может двигаться лишь очень ограниченно, тогда как в ориентированном поперек него направлении возможна высокая степень подвижности.
В одном предпочтительном варианте первый отрезок провода расположен в скобе шарнира или склеен со скобой шарнира с наружной стороны.
Для расположения внутри скобы шарнира она имеет, например, паз, который простирается преимущественно, по меньшей мере, по длине скобы шарнира и при использовании шарнира открыто расположен в щели между полотном и коробкой. При этом паз может иметь ширину, которая больше, чем потребовалось бы для размещения плоского ленточного кабеля. В таком варианте часть провода, которая не требуется для его второго отрезка, может быть размещена в пазу, так что соответственно первый отрезок провода удлиняется, а второй укорачивается. За счет этого можно особенно предпочтительным образом отказаться от запаса вне скобы шарнира. В качестве альтернативы у скобы шарнира, изготовленной из пластика или литьем под давлением, первый отрезок провода, например также непосредственно в процессе литья под давлением, может быть заделан в материал скобы шарнира.
В принципе, скрытое расположение первого отрезка провода внутри скобы шарнира имеет по сравнению с приклеиванием к наружной стороне то преимущество, что провод больше не виден и оптимально защищен от повреждений и манипуляций с ним. Для этого преимущественно дополнительно предусмотрена также крышка, которая закрывает паз. В зависимости от выполнения шарнира потребителю, тем самым, вообще больше не видно, где и как происходит электрическое подключение полотна. Защита от манипуляций может иметь особое значение именно тогда, когда дверное полотно оборудовано предохранительными устройствами, которые подключены к проводу.
В одном предпочтительном варианте между первым и вторым крепежными устройствами обеспечивается движение открывания, по меньшей мере, на 160°, предпочтительно 180°. Для этого ось вращения расположена сбоку от первого крепежного устройства, так что во время движения открывания второе крепежное устройство полностью поворачивается рядом с первым крепежным устройством. В принципе, также в рамках изобретения возможно расположение оси вращения перед первым крепежным устройством, причем крепежные устройства выполнены тогда таким образом, что обеспечивается, по меньшей мере, одно движение на 160°.
В другом варианте скоба шарнира предусмотрена для скрытого расположения между полотном и коробкой. Скрытое расположение дает то преимущество, что за счет невидимого шарнира возникает привлекательный внешний вид. Кроме того, шарнир в закрытом состоянии также недоступен снаружи и потому также очень хорошо защищен от возможных манипуляций.
При скрытом расположении между полотном и коробкой скоба шарнира в одном предпочтительном варианте имеет изогнутую и/или отогнутую форму, причем форма скобы шарнира не ограничена только скрытым расположением.
Можно интегрировать электрический провод в одну из двух попарно взаимодействующих скоб шарнира, как это известно из DE 102007041816 В4 и ЕР 1489255 В1. Однако предпочтительно оба крепежных устройства соединены между собой только одной скобой шарнира, которая за счет дугообразной и/или отогнутой формы обеспечивает скрытое расположение между коробкой и полотном. Скоба шарнира может иметь, например, при виде сверху приблизительно V- или U-образную форму. Дверная петля со скобой шарнира соответствующей формы известна, например, из DE 102010025601 В3.
В одном варианте только с одной скобой шарнира между обеими крепежными деталями целесообразно, если электрический провод и скоба шарнира неподвижно расположены на первом крепежном устройстве. Для этого скоба шарнира имеет преимущественно фланец в виде концевого отгиба, посредством которого скоба шарнира может быть соединена с первым крепежным устройством. Во фланце предусмотрены предпочтительно расточки или проемы для размещения соединительных винтов, соединительных штифтов и т.п., посредством которых скоба шарнира фиксирована фланцем на первом крепежном устройстве.
В одном варианте второй отрезок провода имеет контактный вывод, посредством которого второй отрезок провода разъемно соединен со вторым крепежным устройством. За счет разъемного соединения, с одной стороны, заметно сокращаются монтажные затраты, т.к. сначала на полотне и коробке монтируется шарнир с крепежными устройствами и только вслед за этим провод своим вторым отрезком соединяется со вторым крепежным устройством. С другой стороны, возможна также последующая замена отдельных компонентов шарнира без необходимости восстановления сложным образом электрического соединения. Однако также в рамках изобретения возможно выполнение соединения неразъемным.
Предпочтительно расположение контактного вывода осуществляется на торцевой стенке корпуса второго крепежного устройства, причем возможно также расположение на боковой стенке. В качестве альтернативы возможно также составление второго крепежного устройства из нескольких компонентов, причем тогда контактный вывод расположен в одном из компонентов, например в промежуточной детали.
Предпочтительно контактным выводом является вставное соединение, причем только во время вставки электрического провода создается прочное соединение, которое, однако, может быть снова разъединено только за счет достаточного силового воздействия или же за счет отделения подходящих предохранительных средств. Для такого вставного соединения второй отрезок провода имеет на своем конце соответствующий штекер, а второе крепежное устройство содержит в точке своего крепления присоединительную колодку для приема штекера. Однако, в принципе, возможно также использование, например, винтовых зажимов, причем соединение происходит не во время вставки, а вследствие завинчивания винтовых зажимов.
Однако разъемное соединение не только не ограничено соединением между вторым отрезком провода и вторым крепежным устройством, но и, кроме того, может быть реализовано также между первым отрезком провода и первым крепежным устройством. В частности, в вариантах, в которых электрическими проводами является сплошной кабель, предпочтительно сплошной плоский ленточный кабель, это дает то преимущество, что за счет разъединения обоих соединений возможна простая замена провода или кабеля. Это может потребоваться, в частности, тогда, когда из-за большого числа открываний или закрываний провод местами нагружался таким образом, что происходит его обрыв. Предпочтительно в таком варианте также первый отрезок провода содержит на конце штекер, а первое крепежное устройство – присоединительную колодку для приема штекера, которая также в первом крепежном устройстве расположена предпочтительно на торце в корпусе.
Возможности применения описанного шарнира многообразны. Предпочтительно шарнир используется, однако, в качестве дверной петли для соединения дверного полотна с дверной коробкой. Поэтому объектом является также дверной блок с дверным полотном, дверной коробкой и предложенным шарниром.
У такого дверного блока следует различать между вариантами, в которых через шарнир происходит силовая опора или в которых шарнир в качестве так называемого «муляжа» служит лишь для размещения провода.
На этом фоне, согласно первому варианту, между полотном и коробкой дополнительно к шарниру расположены дверные петли, причем силовая опора полотна на коробку происходит, по меньшей мере, в основном, через дверные петли. Поскольку, следовательно, через шарнир не происходит передача усилия, он может быть изготовлен из простых материалов, например пластика, благодаря чему возможно недорогое и простое изготовление.
Согласно второму варианту, шарнир выполнен в виде дверной петли, причем между дверным полотном и дверной коробкой дополнительно к дверной петле расположена дополнительная дверная петля, а силовая опора полотна на коробку происходит через обе дверные петли. В таком варианте шарнир должен нести часть веса полотна, так что он изготовлен преимущественно из металла.
Краткое описание чертежей
Независимо от варианта выполнения шарнир расположен предпочтительно скрыто, причем шарнир с крепежными устройствами помещен в узкие стороны полотна и коробки.
Изобретение поясняется ниже на чертежах, изображающих лишь один пример его осуществления. На чертежах представляют:
- фиг. 1: шарнир в разобранном виде;
- фиг. 2: дверной блок с дверным полотном, дверной коробкой и шарниром в первом варианте в закрытом и открытом состояниях;
- фиг. 3: дверной блок с дверным полотном, дверной коробкой и шарниром во втором варианте в закрытом и открытом состояниях.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 изображен шарнир в разобранном виде, так что видны отдельные компоненты и хорошо различимы конструктивные взаимосвязи. Шарнир содержит первое 1 и второе 2 крепежные устройства, соединенные между собой скобой 3 шарнира. Крепежное устройство 1 состоит из нескольких компонентов 1а ,1b, 1с. Скоба 3 шарнира соединена с крепежным устройством 2 посредством оси вращения 4 с возможностью вращения. Для скрепления скобы 3 шарнира с крепежным устройством 1 она имеет фланец 5 в виде прямоугольного отгиба, причем фланец 5 имеет проемы 6, через которые посредством прочного винтового соединения 7 происходит соединение с крепежным устройством 1.
Между обоими крепежными устройствами 1, 2 расположен электрический провод 8, имеющий первый 9 и второй 10 отрезки. Оба отрезка 9, 10 провода разделены отводной точкой 11. Отрезок 10 провода в виде, в основном, свободно проходящего провода направлен к стеновому участку крепежного устройства 2. Поскольку отводная точка 11 установлена на проводе 8 не жестко, а зависит от его позиционирования по отношению к скобе 3 шарнира, длина отдельных отрезков 9, 10 провода может изменяться во время закрывания или открывания шарнира.
Чтобы можно было выполнить шарнир максимально защищенным от манипуляций, его скоба 3 имеет паз 12, в который отрезком 9 помещается провод 8, после чего паз 12 закрывается крышкой 13. Эта крышка 13 расположена на внутренней стороне скобы 3 шарнира, причем возможны также варианты, в которых крышка 13 расположена с наружной стороны.
Провод 8 имеет на концах обоих отрезков 9, 10 штекеры 14, 15, причем штекер 14 для разъемного соединения снабжен выполненной в виде вставного соединения присоединительной колодкой 16, а штекер 15 – выполненной в виде вставного соединения присоединительной колодкой 17. При этом присоединительная колодка 16 закреплена в крепежном устройстве 2, а присоединительная колодка 17 – в крепежном устройстве 1 или в одном из компонентов 1а, 1b, 1с. Присоединительная колодка 16 образует одновременно крепежную точку 18 в крепежном устройстве 2, посредством которой устанавливается длина отрезка 10 вместе с отводной точкой 11.
На фиг. 2 в разрезе изображен дверной блок с выполненным в виде дверной петли шарниром. В верхней части фиг. 2 показано закрытое состояние, а в нижней части – открытое. Скоба 3 шарнира скрыто расположена между дверной коробкой 19 и дверным полотном 20, причем оба крепежных устройства помещены в узкие стороны полотна 20 и коробки 19.
Скоба 3 шарнира соединяет оба крепежных устройства 1, 2, причем он посредством выполненного в виде фланца 5 отгиба соединен с крепежным устройством 1. Крепление осуществляется посредством винтовых соединений через предусмотренные во фланце 5 проемы 6. Крепежное устройство 2 соединено со скобой 3 шарнира с возможностью вращения посредством оси вращения 4.
Между обоими крепежными устройствами 1, 2 расположен электрический провод 8, имеющий первый 9 и второй 10 отрезки, причем отрезок 9 размещен в пазу 12 скобы 3 шарнира, а отрезок 10, исходя от отводной точки 11, направлен сбоку на скобе 3 шарнира к стеновому участку крепежного устройства 2 и посредством присоединительной колодки 16 соединен с ним. Присоединительная колодка 16 образует одновременно крепежную точку 18, так что длина отрезка 10 провода определяется отводной 11 и крепежной 18 точками. При этом решающее значение имеет то, что расстояние между осью вращения 4 и отводной точкой 11 в открытом состоянии меньше длины отрезка 10 провода, причем отношение между расстоянием между осью вращения 4 и отводной точкой 11 и длиной отрезка 10 провода составляет менее 1:3. Кроме того, расстояние между осью вращения 4 и отводной точкой 11 составляет менее 20 мм.
Сравнительное рассмотрение дверного блока в закрытом и открытом состояниях показывает, что отводная точка 11 установлена не жестко, а может изменяться во время открывания или закрывания. Так, в закрытом состоянии отводная точка 11 расположена на наружной поверхности дугообразной скобы 3 шарнира, тогда как в открытом состоянии отводная точка расположена на основании скобы 3 шарнира. Кроме того, также видно, что длина отрезка 10 провода за счет этого изменяется. Так, в открытом состоянии образованная присоединительной колодкой 16 крепежная точка 18 удалена дальше от отводной точки 11, чем в закрытом состоянии. При этом удлинение отрезка 10 провода очень мало, так что отличие можно легко компенсировать за счет соответственно расширенного паза 12 или за счет выполненного в скобе 3 шарнира отверстия.
Шарнир выполнен таким образом, что между крепежными устройствами 1, 2 обеспечивается движение открывания, по меньшей мере, на 160°. Это достигается за счет того, что ось вращения 4 расположена со смещением к крепежному устройству 1. Во время открывания крепежное устройство 2 вместе с дверным полотном 20 поворачивается вокруг оси вращения 4, тогда как позиционирование между осью вращения 4 и крепежным устройством 1 не изменяется за счет прочного соединения посредством фланца 5. Небольшое боковое расстояние между дверной коробкой 19 и осью вращения 4 обеспечивает достаточное свободное пространство, так что возможно движение поворота дверного полотна 20 с крепежным устройством 2 более чем на 160°. В показанном примере достигается движение открывания даже на 180°. Решающим фактором в этой связи является также форма скобы 3 шарнира. Боковое смещение между осью вращения 4 и крепежным устройством 1 достигается в этом примере только тогда, когда скоба 3 шарнира имеет дугообразную форму. В данном случае речь идет о U-образной в сечении форме, причем также возможна V-образная форма.
Во избежание нежелательной воздушной тяги через шарнир предусмотрен пустотелый уплотнитель 21, который герметизирует промежуток между дверным полотном 20 и дверной коробкой 19.
В описанном блоке шарнир может использоваться либо в качестве поддерживающей усилие дверной петли, либо в качестве так называемого «муляжа». При использовании в качестве муляжа, в основном, не происходит никакой силовой опоры через шарнир, так что он служит лишь для создания электрического соединения между дверной коробкой 19 и дверным полотном 20.
На фиг. 3 изображен дверной блок с дверной коробкой 19 и дверным полотном 20, причем соединяющий дверную коробку 19 и дверное полотно 20 шарнир имеет альтернативное выполнение. Сравнительное рассмотрение фиг. 2 и 3 показывает, что также в этом случае в открытом состоянии отводная точка 11 расположена на очень маленьком расстоянии от оси вращения 4, причем в противоположность шарниру на фиг. 2 отводная точка 11 находится между крепежной точкой 18 и осью вращения 4, тогда как у шарнира на фиг. 2 отводная точка 11 расположена за осью вращения 4. В то же время выполненное в скобе 3 шарнира отверстие, через которое из нее выступает провод 8, намного меньше по сравнению с шарниром на фиг. 2, так что внутри отверстия часть провода 8 нельзя разместить в смысле образования запаса. Кроме того, маленькое отверстие вызывает также резкий перегиб провода 8 во время открывания или закрывания, что в отношении обрыва провода является недостатком по сравнению со скобой 3 шарнира на фиг. 2.