專利名稱：鉸鏈裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鉸鏈裝置，但尤其是并不一定用于將車門安裝在汽車的車廂上的鉸鏈裝置。
所謂的平行開啟門(Pantographtüren)已知長期以來用于公共汽車。在這種平行開啟門中鉸鏈裝置由一對臂構成，它們分別與固定在車廂上的軸的一個端部以及與另一個在與車門連接的軸上的端部連接。這兩個臂的有效長度，亦即在它們兩條軸線之間的距離，必須是相同的，以及，一方面兩條在車門那里的軸線之間的距離和另一方面兩條在車廂那里的軸線之間的距離也必須相等，為的是車門在打開和關閉時保持其定向，以及在一個打開位置車門能在門口旁和平行于門口地支靠在車廂上。
車門的平行運動導致在關閉時車門在其整個邊緣同時壓入門口的框架內(nèi)，所以當不打開窗戶或汽車車廂的另一扇門時，通過車門到汽車內(nèi)部的向內(nèi)運動形成暫時的過壓，它制動門的運動并因而阻礙門鎖的閉鎖。存在的另一個問題是，當車門在汽車行駛時無意中打開時，與通常通過單個在車門沿行駛方向的前棱邊上的鉸鏈固定在車廂上的門不同，迎面風作用在被部分打開的門的后面以及可能將門完全撕裂。
本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種鉸鏈裝置用于連接一個運動部件與一個位置固定的部件，其中位置固定的部件在兩個彼此錯開但平行定向的位置之間經(jīng)過至少一個相對于這些平行的位置旋轉(zhuǎn)后的位置。
此目的通過一種有權利要求1特征的鉸鏈裝置達到。
若運動的部件如以上所述涉及一扇門，則這兩個平行的位置可以對應于門的關閉位置和門開啟后的止擋位置，在此位置，門平行于關閉位置錯開地支靠在車廂上。通過在關閉位置與平行的打開位置之間經(jīng)過一個旋轉(zhuǎn)位置，使門關閉時的運動并非準確地平行移動，從而避免在汽車內(nèi)部的壓力壅堵，以及門可以不受阻礙地閉鎖。在旋轉(zhuǎn)的位置相對于迎面風適當定向時，迎面風將門朝關閉位置的方向壓，從而排除不希望的將門撕裂的可能性。
為了在鉸鏈裝置端段的兩個極限位置之間相對于臂得到端段的兩個彼此反向的回轉(zhuǎn)運動，在第一個極限位置，牽引皮帶到達第一皮帶輪的第一相碰點離第一皮帶輪軸線的距離小于牽引皮帶此時到達第二皮帶輪的第二相碰點離第二皮帶輪軸線的距離，而在第二極限位置，所述的距離狀況應相反。因此，在端段相對于臂旋轉(zhuǎn)到不同的極限位置之間得到各自的傳動比大于或小于1。
優(yōu)選地，至少一個非圓形的皮帶輪是橢圓形的。另一個皮帶輪優(yōu)選地是圓形或同樣是橢圓形。
若兩個皮帶輪均為橢圓形，則為了達到在兩個極限位置之間門的強烈回轉(zhuǎn)，它們應恰當?shù)乇舜讼鄬Χㄏ?。對于兩個規(guī)定設計和周長相同的橢圓，若在第一皮帶輪的一個位置，此時皮帶在第一皮帶輪上的相碰點是長軸與橢圓圓周的交點，而與此同時在另一個皮帶輪上的相碰點總是處于短軸與圓周的交點上時，則達到最大的回轉(zhuǎn)行程。
為獲得鉸鏈裝置大的回轉(zhuǎn)運動自由度，可有利的是臂是折角的以及牽引皮帶在皮帶輪之間通過兩個滾輪轉(zhuǎn)向。
由下面參見附圖對實施例的說明中給出本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點。其中

圖1示意表示按本申請人的一個未預先公開的專利申請的而非按本發(fā)明的鉸鏈裝置的剖面圖；圖2表示按本發(fā)明的鉸鏈裝置的第一種設計結構的類似于圖1的剖面圖；圖3表示按本發(fā)明的鉸鏈裝置的第二種設計結構的類似于圖1的剖面圖；圖4表示汽車車廂上的鉸鏈裝置第三種設計結構的剖面圖，其中車門已關閉；圖5表示第三種設計結構的鉸鏈裝置的另一剖面圖，其中車門被打開至止擋；圖6表示按照第三種設計結構的鉸鏈裝置的一種變型當門關閉時皮帶在皮帶輪上的位置；以及圖7表示在門打開時皮帶相應的位置。
為了說明本發(fā)明的原理及其效果，應首先簡要介紹圖1所示非按本發(fā)明的鉸鏈裝置。圖1表示通過汽車車門1的水平剖面以及車門1在側(cè)面圍繞著汽車車廂的支柱8、9?？傮w用10表示的鉸鏈裝置包括一個固定在門1上的第一端段2和一個固定在右支柱8上的第二端段7以及一個臂5，端段2、7分別可繞一軸線回轉(zhuǎn)地鉸接在臂5上。臂5由一空心外殼構成，在外殼里面，兩個皮帶輪3、6分別穿過臂5的孔與端段2或7旋轉(zhuǎn)固定地連接。一條連續(xù)的牽引皮帶4纏繞著兩個皮帶輪3、6的圓周面。
在圖1的鉸鏈裝置中，皮帶輪3、6是兩個圓形的并有相同的直徑，所以端段2或7相對于臂5的旋轉(zhuǎn)借助牽引皮帶4傳動總是另一個端段7或2以同樣大小的旋轉(zhuǎn)。因此，門1在其處于支柱8、9之間的關閉位置與打開位置之間運動時始終保持相同的定向。
在圖2所示按本發(fā)明的鉸鏈裝置11的第一種設計，除第一皮帶輪3的形狀外，與圖1所示的所有上面論及的一致。皮帶輪3在圖2的設計中有一種非圓形的，更準確地說有一種橢圓形的橫截面。在門1處于支柱8、9之間的關閉位置，牽引皮帶4的兩段在這里與皮帶輪3切線地接觸的相碰點(Auftreffpunkte)12、13，基本上處于橢圓的畫為點劃線K的短軸上。(該相碰點在短軸K上的準確位置應當是在牽引皮帶4在皮帶輪3、6之間的兩段帶段相互平行延伸時才能得出；但此偏差在本說明的范圍內(nèi)可以忽略不計，因為這對于按本發(fā)明的鉸鏈裝置的工作方式?jīng)]有意義)。相碰點12、13離皮帶輪3軸線的距離，在門1處于關閉位置時，小于固定在支柱8上的端段7圓形皮帶輪6相應相碰點14、15離皮帶輪6軸線的距離。從端段7到端段2的傳動比，在關閉位置因而略大于1，所以在開門時臂5繞端段7的軸線回轉(zhuǎn)，此回轉(zhuǎn)運動通過端段2相對于臂的相應轉(zhuǎn)動不僅被消除，而且過補償。因此在開門時它與支柱8相鄰的棱邊16比與支柱9相鄰的棱邊17更迅速地離開門口，以及門1經(jīng)過一個在圖2中表示為點線的輪廓的中間位置，在此位置門明顯地相對于其在關閉位置時的定向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。相應地，在關門1時首先棱邊17靠上支柱9以及然后棱邊16靠在支柱8上，所以避免了在關門時汽車內(nèi)部的壓力增高。
假設汽車的行駛方向在圖中為從右向左，迎面風相對于在圖2中表示為點線的輪廓已部分開啟的車門外側(cè)傾斜地相遇。也就是說，當門在汽車行駛中被打開時，門1被迎面風壓入其關閉位置。從而排除在行駛期間門被迎面風無意中撕裂的可能性。
在臂5回轉(zhuǎn)時，牽引皮帶4在皮帶輪3、6上的相碰點12至15按臂5回轉(zhuǎn)的程度遷移，在這種情況下相碰點12、13離皮帶輪3旋轉(zhuǎn)軸線的距離連續(xù)增大，而在圓形皮帶輪6上的相碰點14、15相應的距離保持不變。在皮帶輪3上所述相碰點12、13離皮帶輪3旋轉(zhuǎn)軸線的距離越大，傳動比越小，所以在門的開啟過程中門首先沿反時針方向回轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)并且該回轉(zhuǎn)運動越來越慢，以及最終使其反向。在門1仍用實線表示的打開位置下，相碰點12、13分別處于橢圓的長軸L與皮帶輪3圓周面的交點上，以及門的定向與在關閉位置時的定向一樣。
門在開啟和關閉位置時定向相同的前提條件是，在兩個皮帶輪上的相碰點在開門和關門時經(jīng)過的路程相同。在這里所描繪的在打開與關閉位置之間為90°的回轉(zhuǎn)運動自由度的情況下，這一前提條件相當于要求兩個皮帶輪3、6的周長必須相同。但通過皮帶輪3相對于皮帶輪6尺寸比例的增大或減小，可以達到在回轉(zhuǎn)角小于90°時門已經(jīng)達到平行于其關閉位置的定向，或直至回轉(zhuǎn)角大于90°門才重新達到平行于其關閉位置的定向。
在圖2中在門那里的皮帶輪3是橢圓形的以及支柱那里的皮帶輪6是圓形的，而通過在車門1那里采用圓形皮帶輪3以及在支柱8那里采用橢圓形皮帶輪6也可以得到相同的結果，當然此橢圓形皮帶輪與圖2相比應采用轉(zhuǎn)90°后的定位，從而在門的關閉位置，牽引皮帶在皮帶輪6上相碰點14、15距其旋轉(zhuǎn)軸線的距離，大于在皮帶輪3上相碰點12、13距其旋轉(zhuǎn)軸線的距離，而在開啟位置則小于在皮帶輪3上相碰點12、13距其旋轉(zhuǎn)軸線的距離。
為了達到增大回轉(zhuǎn)運動，如圖3的實施例中所表示的那樣，將兩個皮帶輪3、6選擇為有相同尺寸但長軸L相對扭轉(zhuǎn)一定角度后的橢圓形。若長軸L不相對轉(zhuǎn)動而是互相平行，則門1在其運動時不會回轉(zhuǎn)。當兩個橢圓的長軸L彼此垂直定向時，可達到最大的回轉(zhuǎn)行程。
圖4和5表示按本發(fā)明的汽車車門上鉸鏈裝置第三種實施方式。在這些圖中那些與圖1-3中所表示的部件一致或功能相同的部件，采用相同的附圖標記表示并不再詳細說明。在這里按此第三種設計的鉸鏈裝置20與圖2和3的鉸鏈裝置的區(qū)別在于其臂5有折角的形狀。在臂內(nèi)部的牽引皮帶4在兩個滾輪21上轉(zhuǎn)向90°角。被牽引皮帶4纏繞的皮帶輪3、6，如圖3的設計那樣是兩個橢圓形的，以及在圖4所示的關閉位置，皮帶在皮帶輪3上的相碰點12、13處于其短軸K與圓周的交點上，而皮帶輪6的相碰點14、15在其長軸L與圓周的交點上。通過這種定位，保證就在門1開啟運動的一開始，皮帶輪3、6的傳動比偏離1最多，接著連續(xù)地向1靠近，以及最終低于1。在這里由于臂5折角，所以兩個橢圓的長軸L是平行的。
如參見圖2已說明的那樣，基于相碰點12至15離其皮帶輪3、6旋轉(zhuǎn)軸線的距離，導致在開門時車門1起先逆時針方向回轉(zhuǎn)。在開啟運動的過程中，回轉(zhuǎn)運動改變其方向，改變的程度與相碰點12、13接近與短軸K的交點以及相碰點14、15接近與長軸L的交點的程度一樣。對應于門1完全開啟的一個止擋位置，在此設計中如圖5所示要在135°的回轉(zhuǎn)運動結束時才達到。在此位置，在皮帶輪3上的相碰點12、13已經(jīng)運動到超越與長軸的交點，或在皮帶輪6上的相碰點14、15已經(jīng)運動到超越與短軸的交點。門1在開啟后止擋位置時的定向仍然準確地平行于在關閉位置時的定向，是因為這兩個皮帶輪3、6的尺寸選擇得略有不同。
在圖6和7中表示了用兩個相同的皮帶輪3、6保證車門在關閉狀態(tài)和打開后止擋狀態(tài)平行定向的另一種可能性，在這里為了看得清楚起見只畫了臂5的片斷以及將皮帶輪3、6放大表示。當α是車門在關閉與打開位置之間的回轉(zhuǎn)角，以及臂5折角的角度□在這里為90°時，則相碰點11至15在關閉位置和打開位置按圖示的方式分別朝長軸L或短軸K與皮帶輪圓周的交點角向移動一個角度θ＝(α-□)/2。
權利要求
1.一種鉸鏈裝置(11、20)，其包括一個臂(5)和兩個裝在該臂(5)端部可分別繞一軸線回轉(zhuǎn)的端段(2、7)，其特征為所述端段(2、7)分別與兩個皮帶輪(3、6)之一鉸接，這兩個皮帶輪在圓周面上被一共同的牽引皮帶(4)纏繞，其中，至少一個皮帶輪(3、6)是非圓形的。
2.按照權利要求1所述的鉸鏈裝置(11、20)，其特征為所述端段(2、7)可相對于臂(5)在兩個極限位置之間回轉(zhuǎn)，其中，在第一個極限位置，牽引皮帶(4)到達第一皮帶輪(3)的第一相碰點(12、13)離第一皮帶輪(3)第一旋轉(zhuǎn)軸線的距離，小于牽引皮帶(4)此時到達第二皮帶輪(6)的第二相碰點(14、15)離第二皮帶輪(6)的第二旋轉(zhuǎn)軸線的距離；以及，在第二極限位置，第一相碰點(12、13)離第一旋轉(zhuǎn)軸線的距離大于第二相碰點(14、15)離第二軸線的距離。
3.按照上述任一項權利要求所述的鉸鏈裝置(11、20)，其特征為所述非圓形的皮帶輪(3)是橢圓形的。
4.按照上述任一項權利要求所述的鉸鏈裝置(11、20)，其特征為其中一個皮帶輪(6)是圓形的。
6.按照權利要求4或5所述的鉸鏈裝置(11、20)，其特征為兩個皮帶輪(3、6)有相同的周長。
7.按照權利要求6所述的鉸鏈裝置(11、20)，其特征為在第一皮帶輪(3)的一個位置，此時皮帶(4)在第一皮帶輪(3)上的相碰點(12、13)是長軸(L)與橢圓圓周的交點，而與此同時在另一個皮帶輪(6)上的相碰點(14、15)總是處于短軸(K)與圓周的交點上。
8.按照上述任一項權利要求所述的鉸鏈裝置(20)，其特征為所述臂(5)是折角的，以及所述在皮帶輪(3、6)之間的牽引皮帶(4)通過兩個滾輪(21)轉(zhuǎn)向。
9.按照上述任一項權利要求所述的鉸鏈裝置(11、20)，其特征為所述端段之一(2)安裝在車門(1)上，以及另一個端段(7)裝在汽車的車廂(8)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉸鏈裝置(11、20)，包括一個臂(5)和兩個裝在臂(5)端部可分別繞一軸線回轉(zhuǎn)的端段(2、7)。按本發(fā)明，端段(2、7)分別與兩個皮帶輪(3、6)之一鉸接，皮帶輪在圓周面上被一共同的牽引皮帶(4)纏繞，以及至少其中一個皮帶輪(3、6)是非圓形的，優(yōu)選地是橢圓形。
文檔編號E05D3/06GK1774556SQ200580000286
公開日2006年5月17日 申請日期2005年2月18日 優(yōu)先權日2004年2月19日
發(fā)明者丹尼爾·博萊斯, 于爾根·赫爾伯特, 詹斯·申肯伯格, 安德烈亞斯·斯特恩 申請人:Gm全球科技運作股份有限公司