用于阻抑旋转体的旋转运动的阻尼系统以及包含该系统的铰链.pdf

用于阻抑旋转运动的阻尼系统(100)，包括：旋转阻尼器(1)；以及封闭在容纳壳(3b、3c)内的纵向端部(2b、2c)，粘稠液体处于纵向端部(2b、2c)与所述容纳壳(3b、3c)之间；基座(10)。所述旋转阻尼器(1)在所述基座(10)内被所述旋转体(11)在工作位置与非工作位置之间移动，在工作位置上，邻接件与所述至少一个邻接表面(13b、13c)相抵，基本防止了容纳壳(3b、3c)在旋转体的第一旋转方向(A)上转动，在非工作位置上，容纳壳(3b、3c)能够相对于所述至少一个邻接表面(13b、13c)在旋转体(11)的与所述第一旋转方向(A)相反的第二旋转方向(B)上自由转动。本发明还涉及一种包含该阻尼系统(100)的铰链(200)。

1.  用于阻抑旋转体(11)的旋转运动的阻尼系统(100)，包括：
-旋转阻尼器(1)，其具有纵轴X-X并包括：具有中心部分(2a)的转子(2)，适于工作性地与所述旋转体(11)相互作用；以及封闭在一容纳壳(3b、3c)内并浸在粘稠液体中的至少一个纵向端部(2b、2c)，该粘稠液体工作性地处于所述至少一个纵向端部(2b、2c)与所述容纳壳(3b、3c)之间；
-用于所述旋转阻尼器(1)的基座(10)，其至少部分地由设置于所述至少一个纵向端部(2b、2c)的至少一个固定邻接表面(13b、13c)以及所述旋转体(11)侧向地限定，
其特征在于，所述旋转阻尼器(1)在所述基座(10)内被所述旋转体(11)在工作位置与非工作位置之间移动，在工作位置上，邻接件与所述至少一个邻接表面(13b、13c)相抵，基本防止了容纳壳(3b、3c)在旋转体的第一旋转方向(A)上转动，在非工作位置上，容纳壳(3b、3c)能够相对于所述至少一个邻接表面(13b、13c)在旋转体(11)的与所述第一旋转方向(A)相反的第二旋转方向(B)上自由转动。

2.  根据权利要求1所述的阻尼系统(100)，其中，所述转子(2)的两个纵向端部(2b，2c)都被封闭在相应的容纳壳(3b，3c)中并浸在工作性地处于所述纵向端部(2b、2c)与所述容纳壳(3b、3c)之间的粘稠液体中。

3.  根据权利要求2所述的阻尼系统(100)，其中，还包括：在所述转子(2)的两个所述纵向端部(2b、2c)处限定在所述基座(10)内的至少两个邻接表面(13b，13c)。

4.  根据前述任一权利要求所述的阻尼系统(100)，其中，所述转子(2)基本是圆柱形的。

5.  根据权利要求1或2所述的阻尼系统(100)，其中，所述转子(2)的所述纵向端部(2b，2c)包括多个槽口(7)。

6.  根据权利要求5所述的阻尼系统(100)，其中，所述槽口(7)的纵轴Z-Z基本平行于所述旋转阻尼器(1)的纵轴X-X。

7.  根据权利要求5所述的阻尼系统(100)，其中，所述槽口(7)的纵轴Z-Z相对于所述旋转阻尼器(1)的纵轴X-X成一预定值的倾角α。

8.  根据权利要求7所述的阻尼系统(100)，其中，所述倾角α包括从约30°到约87°之间的范围。

9.  根据权利要求8所述的阻尼系统(100)，其中，所述倾角α包括从约75°到约82°之间的范围。

10.  根据权利要求4所述的阻尼系统(100)，其中，所述转子(2)的所述中心部分(2a)的直径大于所述纵向端部(2b，2c)的直径。

11.  根据前述任一权利要求所述的阻尼系统(100)，其中，所述转子(2)的中心部分(2a)包括位于其侧表面的多个纵向滚花(15)。

12.  根据前述任一权利要求所述的阻尼系统(100)，其中，所述粘稠液体的动粘度在20℃下包括约0.01m²/s到约3.5m²/s之间的范围。

13.  根据权利要求12的阻尼系统(100)，其中，所述粘稠液体的动粘度在20℃下包括约1m²/s到约2.5m²/s之间的范围。

14.  根据前述任一权利要求所述的阻尼系统(100)，其中，所述粘稠液体包括至少一种硅化合物。

15.  根据前述任一权利要求所述的阻尼系统(100)，其中，所述旋转体(11)的转轴Y-Y基本平行于所述旋转阻尼器(1)的纵轴X-X。

16.  根据前述任一权利要求所述的阻尼系统(100)，其中，所述至少一个邻接表面(13b，13c)基本平行于所述旋转阻尼器(1)的纵轴X-X。

17.  根据前述任一权利要求所述的阻尼系统(100)，其中，所述至少一个邻接表面(13b，13c)是凹陷的。

18.  根据权利要求17所述的阻尼系统(100)，其中，所述至少一个邻接表面(13b，13c)包括相对于所述旋转体(11)的所述转轴Y-Y偏心的圆柱表面(14)的至少一个扇区。

19.  根据前述任一权利要求所述的阻尼系统(100)，其中，还包括弹性装置(16)，适于将所述旋转阻尼器(1)保持在所述基座(10)中。

20.  一种铰链(200)，该铰链包括活动元件(212)和固定元件(211)，它们通过运动系统(202)相连，该运动系统包括：至少一个旋转体(11)，其特征在于，其包括如以上任一权利要求所述的阻尼系统(100)，用于工作性地与所述至少一个旋转体(11)相互作用。

21.  根据权利要求20所述的铰链(200)，其中，所述运动系统(202)包括：铰接四边形(203)且所述旋转体(11)至少部分地由所述铰接四边形(203)的连接杆(204)的铰接端(215)在所述固定元件(211)处形成。

22.  一种包括如权利要求20或21所述的铰链(200)的家具。

用于阻抑旋转体的旋转运动 的阻尼系统以及包含该系统的铰链
技术领域
本发明涉及阻尼系统，特别是用于阻抑旋转体的旋转运动的阻尼系统。
背景技术
本发明还涉及一种铰链，其包括这样的系统：该系统的优选的但非专用的用途是将家具元件中的活动部件连接到固定部件中。
在很多技术领域中，已知有对于阻抑活动部件的运动的需要，例如，门、锁销、翼片、饲服控制的抽屉，通常在日常用品和装置中大量出现；又例如，家具、民用电器、电脑或通讯器件。在运动是部分或完全处于弹力作用下的情况中，特别有上述需要。实际上，在这些情况下，几乎不可避免的在活动部件的行程开始处会产生突然的释放，或者在结束处产生撞击。这样的突然释放或撞击除了对含有活动部件的家具或装置潜在有害外，还可能对使用者有危险或使使用者感到不适。为了减小或消除这样的效果，使活动部件的行程更顺畅和连续，普遍使用了阻尼系统。
出于这些用途的已知的阻尼系统包括旋转阻尼器。旋转阻尼器利用高粘度液体对转子的运动所提供的阻力来实现其作用，该转子至少部分地浸在该旋转阻尼器中，并且直接地或通过中间的传动元件与希望阻抑其运动的活动部分工作性地相互作用，该传动元件诸如，例如，齿轮、摩擦轮或齿轮齿条系统。这样的旋转阻尼器能够容易地适用于阻抑旋转运动(例如，门或锁销的开闭)以及阻抑直线平移运动(例如，饲服控制的抽屉的开闭)。
上述的旋转阻尼器在转子的两个旋转方向上实现其作用，并因而在要阻抑的两个运动方向上，无论是转动还是线性位移，都实现其作用。但是在一些情况下，需要仅仅在一个方向上对运动进行阻抑，在相反方向上该阻抑是不必要的或不想要的。已知的满足该需要的技术方案包括：通过操作性插入飞轮机构，在与阻尼器的转子相连的轴杆上安装一小齿轮，从而在一个旋转方向上，该小齿轮、轴杆、以及转子都彼此在转动中牢固相连，因而运动被阻抑，而在相反方向上，小齿轮相对于轴杆和转子是空转的，因而运动是自由的(不被阻抑)。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于阻抑旋转体的旋转运动的系统，适于执行单方向阻抑并且与现有技术相比结构简单、成本较低。
因此，根据本发明的第一方面，本发明涉及一种用于阻抑旋转体的旋转运动的阻尼系统，其包括：
-旋转阻尼器，其具有纵轴X-X并包括：具有中心部分的转子，适于工作性地与旋转体相互作用；以及封闭在一容纳壳内并浸在粘稠液体中的至少一个纵向端部，该粘稠液体工作性地处于所述至少一个纵向端部与所述容纳壳之间；
-用于旋转阻尼器的基座，其至少部分地由设置于所述至少一个纵向端部的至少一个固定邻接表面以及所述旋转体侧向地限定，
其特征在于，所述旋转阻尼器在基座内被旋转体在工作位置与非工作位置之间移动，在工作位置上，邻接件与所述至少一个邻接表面相抵，基本防止了容纳壳在旋转体的第一旋转方向上转动，在非工作位置上，容纳壳能够相对于所述至少一个邻接表面在旋转体的与第一旋转方向相反的第二旋转方向上自由转动。
在本发明说明书的框架之内，以及在所附的权利要求书中，使用术语“非工作位置”来指明这样的位置：在该位置上，阻尼器不产生其阻抑作用且旋转体的旋转运动因而是自由的，也就是说，不是显著地被制动的。
有利的是，由于在本例中阻抑作用的单方向性质不是通过使用附加的传动装置获得的，诸如与转子通过飞轮机构相连的小齿轮等，而是仅通过将旋转阻尼器的基座合适地安排并利用旋转体自身的作用，因此，本发明的阻尼系统能够以特别简单的方式仅在旋转体的一个旋转方向上产生阻抑。
实际上，旋转体朝第一方向的转动，也就是需要阻尼地方向，该转动将旋转阻尼器带入工作位置，在工作位置其大致夹在固定邻接表面与旋转体本身之间。在该位置，容纳壳依靠摩擦力基本牢固连接于邻接表面，因而其转动在本质上被阻止了；但同时，由于浸在容纳壳内粘稠液体中的转子与容纳壳本身之间的相对旋转，旋转体的转动仍然能够发生，其如所希望的那样是被阻抑的。旋转体在相反方向的旋转，在另一方面，将旋转阻尼器带入非工作位置，在该非工作位置，其能够在其基座中自由转动。在该位置上，容纳壳不与邻接表面相干涉，并且阻尼器被旋转体的转动整体地拉动，因而不会受到任何阻抑作用，在这种情况下，不存在浸在粘稠液体中的转子与容纳壳之间的相对旋转。
除去上述本发明的阻尼系统的结构和工作上的简化以外，没有用于产生旋转阻尼器的单向有利的作用的其他装置，其单向、有利地允许其整体尺寸变小并降低制造成本。
根据本发明的第二方面，本发明涉及一种铰链，该铰链包括活动元件和固定元件，它们通过运动系统相连，该运动系统包括：至少一个旋转体，其特征在于，其包括如上所述的阻尼系统，该阻尼系统设置在铰链中，用于工作性地与所述至少一个旋转体相互作用。
根据本发明的第三方面，本发明涉及一种包括上述类型铰链的家具。
当然，本发明的阻尼系统的上述优点形成了同样多的包含该系统的铰链的优点也形成了同样多的能够安装该铰链的家具的优点，所述铰链和家具因而都在结构上和功能上较为简单并具有低成本。
附图说明
参考附图，出于说明的目的而非限定的目的，通过以下的对于优选实施例的说明，本发明的进一步的特征和优点将变得清楚。在图中：
图1示出本发明的阻尼系统的示意透视图；
图2示出图1中阻尼系统的示意俯视图；
图3示出图1中阻尼系统的旋转阻尼器的部分剖视正视图；
图4示出图3的旋转阻尼器的转子的主视图；
图4a示出图4中转子的俯视图；
图5示出根据本发明的另一实施例的图3的旋转阻尼器的主视图；
图5a示出图5的旋转阻尼器的俯视图；
图6示出根据本发明的又一个实施例的图3中旋转阻尼器的转子的主视图；
图6a示出图6中转子的俯视图；
图7示出根据本发明的铰链在其第一工作构型下的部分剖视俯视图；
图8示出图7的铰链在其第二工作构型下的部分剖视俯视图。
具体实施方式
在图中，根据本发明的适用于阻抑旋转体11的旋转运动的阻尼系统总体以标号100指出。
阻尼系统100主要包括容纳在基座10中的旋转阻尼器1
如图1所示，且如图3中更具体示出的，旋转阻尼器1具有纵轴X-X并包括转子2，其具有中心部分2a和两个纵向端部2b、2c。纵向端部2b、2c中的至少一个封闭在容纳壳3b或3c中并且浸在粘稠液体中，优选为两个，以对相同的整体尺寸的旋转阻尼器1来说增大阻抑能力，其中，粘稠液体处于纵向端部2b或2c与相应的容纳壳3b或3c之间。
基座10至少部分地由旋转体11侧向地构成，且在图示的优选实施例中，由至少两个邻接件12b、12c构成，邻接件包括分别固定的邻接表面13b、13c，该表面在封闭在各个容纳壳3b、3c中的转子2的纵向端部2b、2c朝向旋转阻尼器1。如图1和2所示，基座10的构造使得旋转体11和旋转阻尼器1接触，并能够操作性地在转子2的中心部分2a相互作用。在图中，旋转体11是示意性以具有转轴Y-Y的圆柱体示出的，但显然，其也可以是根据阻尼系统100所实施的具体环境而定的多个不同的形状。但优选地，旋转体11应该始终包括至少一个基本曲线形的侧面部分，适于操作地与转子2的中心部分2a相互作用。邻接件12b、12c相对于各个邻接表面13b、13c在纵向上是间隔开的，从而不会与转子2的中心部分2a发生干涉。
旋转阻尼器1的具体结构在图3、4中示出。
在本发明的优选实施例中，转子2基本上是圆柱形的。优选地，中心部分2a的直径大于纵向端部2b、2c的直径，从而与旋转体11相互作用而不与上述连接于纵向端部的容纳壳3b、3c相互作用，并且，优选地，其包括空心圆柱体，在底部开口。
容纳壳3b、3c与转子2在一个第一对圆周槽4b、4c处相连，例如，通过将各个自由端铆接而相连，圆周槽形成在转子2上，位于相对于中心部分2a的轴线相对两侧，从而使得转子2与壳体本身之间能够自由转动。第二对圆周槽5b、5c设置在槽4b、4c与纵向端部2b、2c之间，适于容纳相应的传统类型的密封垫圈6b、6c，以防止粘稠液体泄漏。
为了增大粘稠液体的量，可以在容纳壳3b、3c与纵向端部2b、2c之间加入粘稠液体，并且，转子2上的阻力扭矩作用力也增大，纵向端部2b、2c优选包括多个槽口7，其侧向形成在每个所述部分中。
图4、4a示出本发明的实施例，其中，槽口7具有纵轴Z-Z，优选地基本平行于旋转阻尼器1的纵轴X-X，即，它们基本是纵向的。
图6、6a示出本发明的另一实施例，其中，槽口7具有纵轴Z-Z，相对于旋转阻尼器1的纵轴X-X成预定值的倾角α。该槽口7的纵轴Z-Z在纵向端部2b、2c处相对于纵轴X-X的倾斜方向是基于旋转阻尼器1工作时的旋转方向而决定的，即在转子2与容纳壳3b、3c相对于旋转时的方向。具体而言，选择该倾斜方向，使得当转子2相对于容纳壳3b、3c转动时，夹在它们与转子2的纵向端部2b、2c之间的粘稠液体被自然挤向该壳体的封闭端，即，远离它们与转子2相连的中心部分2a的位置。以此方式，能够有利地保证在旋转阻尼器1工作时粘稠液体在槽4b、4c处的密封，即使不使用密封垫圈6b、6c(在静态下，即，当旋转阻尼器1不工作时，密封由液体的高粘稠性保证)。因此在该实施例中，能够去掉槽5b、5c，因而增大了纵向端部2b、2c在阻抑过程中的活动范围。
优选地，倾角α在约30°到约87°之间。申请人通过实验发现，在这个范围以外，要么阻抑作用过低(α＜30°的情况)，要么对粘稠液体的推挤效果变得微不足道(α＞87°的情况)。更优选地，倾角α处于约75°到约82°之间。
在本发明的优选实施例中，转子2的中心部分2a具有基本光滑的侧表面(图1、3、4、4a、6、6a)。在另一实施例中，该侧表面至少部分地包括多个纵向滚花15(图5、5a)，以有利地增大旋转阻尼器1在旋转体11上的牵拉作用。
工作性地夹在容纳壳3b、3c与转子2的纵向端部2b、2c之间的粘稠液体在20℃下的动粘度优选为约0.01m²/s到约3.5m²/s，更优选为约1m²/s到2.5m²/s之间。
而且，优选地，上述粘稠液体包括至少一种硅化合物。这样的化合物，对于本领域的技术人员是已知的并且是有市售的，其具有应用本发明所需要的高粘度。
在本发明的优选实施例中，旋转体11的转轴Y-Y基本平行于旋转阻尼器1的纵轴X-X。优选地，邻接表面13b、13c也基本平行于旋转阻尼器1的纵轴X-X。该设计使得旋转体11与旋转阻尼器1在中心部分2a处的表面接触以及连接件表面13b、13c与旋转阻尼器1在容纳壳3b、3c处的表面接触得以改善。
优选地，邻接表面13b、13c是凹陷的，并且，更优选地，包括相对于旋转体11的转轴Y-Y偏心的圆柱表面14的至少一个扇区。该构造特别有利于允许旋转阻尼器1有效地从工作位置变到非工作位置，在工作位置上，其基本插在邻接表面13b、13c与旋转体11之间，在非工作位置上，其与基座10成一整体自由旋转。
优选地，阻尼系统100还包括弹性装置，适于将旋转阻尼器1保持在基座10中。这样的弹性装置可以包括例如如图6、7所示的片簧16，或者传统类型的其他装置。上述弹性装置的唯一目的是避免旋转阻尼器1从基座10中脱出，而不是受到约束，即是防止阻尼系统100工作的时候脱出，也是防止不工作的时候脱出，例如，在某些装置条件下，由于重力脱出。
参考图1和2，阻尼系统100的工作原理将更加详细地进行说明。旋转体11能够在第一旋转方向转动，该方向由箭头A指出，并且，还能向相反的旋转方向转动，由箭头B指出。在这种如图所示的旋转阻尼器1盒旋转体11的邻接表面13b、13c的相对设置下，旋转体在旋转方向A上的转动被阻抑，而在相反的旋转方向B上可自由转动。
在第一种情况下(旋转方向A)，旋转体11拉动旋转阻尼器1，与其在转子2的中心部分2a处滑动接触，在旋转阻尼器1与邻接表面13b、13c的间距变小的方向上，即箭头A₁指出的方向上，旋转体将旋转阻尼器带入工作位置。起初，由于旋转体11的转动，旋转阻尼器1转动并平移，直到其处于工作位置，在工作位置，容纳壳3b、3c的转动基本被邻接件顶住邻接表面13b、13c而阻止。在该工作条件下，旋转阻尼器1基本夹在旋转体11与邻接表面13b、13c之间，只允许转子相对于容纳壳3b、3c相对转动。工作性地设在容纳壳3b、3c与转子的纵向端部2b、2c之间的粘稠液体在转子2上产生止动扭矩，并因而阻抑旋转体11的转动。
在第二中情况下(旋转方向B)，旋转体11将旋转阻尼器1向旋转阻尼器1与邻接表面13b、13c的间距变大的方向上拉动，该方向由箭头B₁指出，旋转体将旋转阻尼器带入非工作位置。起初，旋转体11的旋转决定了旋转阻尼器1脱出；之后，当容纳壳3b、3c不再与邻接表面13b、13c干涉时，旋转阻尼器1就能够作为单独的一体而自由转动，无需施加任何实质上的阻抑作用，因而旋转体11的转动是自由的。
根据本发明的另外一个方面，参考图7和8，包含上述阻尼系统100的铰链200将在以下说明。在图中，与图1-6中所示的元件在结构上或功能上等同的元件将用相同的附图标记示出，且不再进行说明。
该铰链200包括：活动元件212，在该实施例中为盒形体形式，以及固定元件211，在该实施例中为支撑翼形式，二者通过运动系统202相连，该运动系统包括至少一个旋转体11。根据本发明，铰链200还包括上述类型的阻尼系统100，其设置在铰链200中，用于工作性地与旋转体11相互作用。
该运动系统202可包括单销(单销铰链)或多销(例如，铰接四边形铰链或双铰接四边形铰链)。在图示优选实施例中，运动系统202包括铰接四边形203，其包括：第一连接杆204和第二连接杆205，它们通过四个销元件207、208、209、210铰接到固定元件211以及活动元件212。
阻尼系统100用于工作性地与铰接四边形203在连接杆204的铰接部分215与固定元件211相互作用。这样的铰接部分215的形式为基本圆形的孔眼，限定围绕销207转动的旋转体11。
该铰链200还包括安装在销209上的弹簧213，其作用于限定在连接杆204上的栓214，从而保证当活动元件212自由的时候能够自动关闭。
根据上述描述内容的实施于铰接四边形203的阻尼系统100，允许在活动元件212关闭的过程中将弹簧213的运动有效地阻抑。实际上，如本领域已知的，铰接四边形203的具体结构使得连接杆204的旋转角与活动元件212的旋转角的比例能够在接近于活动元件212的关闭构型(图8)时最大(约为1)，且在活动元件212朝开放构型(图7)旋转时显著减小至约零。
在此处说明的优选实施例中，阻尼系统100的旋转阻尼器1工作性地与铰接部分215直接作用。在另一未示出的实施例中，在旋转阻尼器1与铰接部分215之间能够至少提供一个中间元件，在任何情况下，该中间元件都牢固地与连接杆204相连并至少部分地具有与销207的轴Y-Y同心的圆柱形侧表面。提供邻接表面13b、13c的邻接件12b、12c(其中的邻接件12b和相应的邻接表面13b能够在图7和8中示出)在任何情况下都与固定元件211成一体。
当活动元件212打开时(图7中的箭头B₂)，铰接部分215向箭头A方向转动，且将旋转阻尼器1带到其非工作位置。活动元件212的打开因而没有阻尼。一旦被释放，活动元件212倾向于在弹簧213的作用下关闭(图7中的箭头A₂)，使得铰接部分215向箭头B的方向转动。如所希望的那样，在该方向的转动决定了旋转阻尼器1进入其工作位置的位移，且因此，根据上述参考阻尼系统100的工作原理的机构，也决定了活动元件的关闭运动的阻抑程度。
铰链200的优选的但非专有的用途是：用于家具，例如，带有门或翼的家具；用于固定部件，诸如上述家具的壁。因此，铰链200能够安装在家具中，仅仅部分地并示意性地在图7、8中示出，其包括固定部分17，铰链200的固定元件211安装在其中；以及与铰链200的活动元件212相连的活动部分，例如闭合门18。
显然，本领域的技术人员可以在上述阻尼系统和铰链中进一步引入变化和改进，从而满足具体的和临时的需要，这样的变化和改进在任何情况下都落入如所附权利要求限定的本发明的保护范围内。