CN110139992B - 铰链 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铰链(1)，所述铰链具有两个能以彼此铰接的方式调节的铰链臂(2、3)，其中，每个铰链臂(2、3)分别接收一个滑动支承元件(4、5)，并且在所述滑动支承元件(4、5)之间布置有滑动支承套(6)，还涉及一种用于制造这种铰链的方法。本发明的任务是提供一种铰链，所述铰链能够容易且准确地制造并且具有高的耐用性。

Description

铰链

技术领域

本发明涉及一种铰链，该铰链包括两个能彼此铰接式地调节的铰链臂。

背景技术

这种铰链优选地用于汽车工业中，例如用于铰接式地将车门、发动机罩或尾门与车身连接。出于触感的原因，在此要求限定的和保持不变的摩擦系数。通过选择铰链部件之间的摩擦系数，能够在打开和关闭例如车门时实现特别有价值的触感体验。

发明内容

本发明的任务是提供一种铰链，该铰链应简单且精切地制造具有限定的和保持不变的摩擦系数和高的耐用性。

该任务通过具有本发明的特征的铰链和具有本发明的特征的方法解决。

有利的构型分别是本发明要求保护的主题。应该注意的是，本发明的技术方案中单独列出的特征也能够以任意的和技术上有意义的方式彼此组合，并因而示出本发明的其他构型。

每个铰链臂分别接收一个滑动支承元件，并且滑动支承套布置在滑动支承元件之间，从而形成简单且耐用的铰链。这尤其通过以下方式实现：两个铰链臂通过两个滑动支承元件彼此连接。通过适当地选择滑动支承套的材料，能够有针对性地调节滑动支承元件和滑动支承套之间的摩擦系数。铰链优选地由两个滑动支承元件和位于所述滑动支承元件之间的终身润滑材料构成。所述终身润滑材料实施为固体。通过适当地选择滑动支承元件的材料和终身润滑材料能够有针对性地调节铰链中的摩擦系数。

根据本发明的有利构型设置：所述滑动支承元件中的一个滑动支承元件优选地与铰链轴线同心地具有对中成形部，而另一个滑动支承元件优选地与铰链轴线同心地具有接收该对中成形部的接收轮廓。这种构型一方面具有提供了非常准确地工作的铰链的优点，另一方面这样构型的铰链能非常好地接收出现的或所要求的横向于铰链轴线的剪切力。

一个有利的实施方式是对中成形部构造成柱形。对中成形部的柱形的实施方式使铰链臂或者说滑动支承元件相对于彼此的运动变简单，因为它们由此优化地彼此对准。

一个优选的实施方式设置成使得滑动支承元件在外侧居中地、锥形地成形并构成环绕的三角形部(Giebel)。利用在外侧的中心处的锥形构型，滑动支承元件能够特别好地并且可靠地被铰链臂接收。构成环绕的三角形部为铰链臂中的滑动支承元件提供了附加的支撑，由此提高了铰链的稳定性。此外，滑动支承元件能够特别容易地集成到自动化处理过程中。此外，三角形部在用于制造铰链臂的铸模中用作滑动支承元件的定位辅助。特别是在通过压铸方法制造铰链臂时，要求将滑动支承元件保持在位置中，以在铰链中实现高的精度。

一个优选的实施方式设置为使得滑动支承元件在外侧成形为柱形。利用外侧的柱形的构型，滑动支承元件能够非常容易但精确地制造。此外，柱形的成形部能实现简单地集成到现有的铰链方案中或能实现简单地重新开发铰链。

特别有利的扩展方案是，滑动支承元件和/或滑动支承套具有环绕的迷宫式密封部。这种环绕的迷宫式密封部防止污垢侵入到滑动支承元件与滑动支承套之间的间隙中。

此外，有利的构型是滑动支承套由塑料构成。由塑料构成的滑动支承套能够非常简单地制造和装配。此外，塑料提供了大量不同的摩擦系数，从而能够由此简单地选择所期望或所需的摩擦系数。

本发明的有利的实施方式设置成使得滑动支承套是终身润滑部。使用终身润滑部提供了简单的可能性来实现耐用且可靠地工作的铰链。

本发明的有利的实施方式设置成使得将终身润滑部实施到滑动支承元件中。使用终身润滑部提供了简单的可能性来实现耐用和可靠地工作的铰链。

铰链的一个构型设置成使得在所述滑动支承元件之间引入终身润滑材料。这种终身润滑材料由限定的塑料构成。由塑料构成的终身润滑材料能够非常简单地制造和装配。此外，能够通过在材料上的参数化来调节滑动支承元件的目标摩擦系数。

一个有利的实施方式是滑动支承元件具有滑动涂层。这提供下述优点：滑动支承元件与其实心材料(Vollmaterial)无关地允许相对于彼此的流动的且几乎无磨损的运动。利用预确定的限定的摩擦系数，能够实现铰链部件彼此限定的运动，由此能够相应地实现所期望的触感。

一个有利的实施方式是滑动支承元件具有滑动涂层。这提供了将铰链自身中的磨损降至最低程度的优点。

根据本发明的有利构型设置成使得滑动涂层构造为气相沉积涂层，尤其构造为PVD涂层。这种涂层为滑动支承元件彼此间的持续运动提供了特别的优点，因为该涂层具有特别低的摩擦并因此具有低的磨损。此外，能够通过涂层调节限定的摩擦系数，通过该摩擦系数能够调节限定的磨损，由此能够非常准确地将铰链的寿命调节到所期望的预定参数。

特别有利的扩展方案是滑动支承元件由不锈钢构成。这样构型的滑动支承元件提供了铰链臂彼此间的持久和稳定的支承。此外，滑动支承元件提供增强的腐蚀保护以抵抗环境影响并得到耐用的铰链。不锈钢的另一个优点是限定的热传递。在以铸造方法制造铰链臂时，滑动支承元件的限定的热传导产生受控地热释放到滑动支承套上。在尺寸足够大的情况下，及时在铸造方法中实施熔体的冷却，以便不会因过热而破坏滑动支承套。通过充分利用不锈钢的热传导，能够为压铸过程设置目标状态。

一个优选的实施方式设置成使得铰链臂由铝构成。由铝制成的铰链臂对于车辆制造具有巨大的优点，因为相对于传统地由钢制造铰链臂，由此能够明显节约重量。铝相对于钢的较低的熔化温度还具有以下优点：滑动支承套的材料(尤其是终身润滑部)不会因过热而损坏。

一个优选的实施方式设置成使得铰链臂由塑料构成。由塑料制成的铰链臂对于车辆制造和其他的应用领域具有巨大的重量优点，因为相对于传统地由钢制造的铰链臂，由此能够明显节约重量。塑料相对于钢的较低的熔化温度还具有以下优点：滑动支承套的材料不会因过热而损坏。

本发明还包括一种用于制造根据上述和下述说明的铰链的方法，其中首先：

a)将滑动支承套嵌入到两个滑动支承元件之间，

b)然后滑动支承元件被熔体绕流，用于制造铰链臂，其中，熔体的温度实施为使得滑动支承元件加热并由此受控地加热布置在这些滑动支承元件之间的滑动支承套，

c)其中，滑动支承套的加热引起受控地调节铰链中的间隙和摩擦系数。

借助于这种方法能够非常简单地制造非常精确地工作的铰链。由于最初存在的公差而非常容易地实现滑动支承元件与滑动支承套的装配。滑动支承元件和滑动支承套能够通过接合步骤以限定的力接合在一起，而施加这种力不会导致滑动支承套的破坏。由于限定的公差而简单地实现具有作为固体的终身润滑材料的滑动支承套的装配。在这个装配之后，滑动支承元件与滑动支承套一起置入到铸模中，在该铸模中铸造铰链臂。在铸模中以熔体绕流滑动支承元件使所述滑动支承元件加热，由此布置在滑动支承元件之间的滑动支承套也被加热。滑动支承套的加热有利地产生补偿在这样制造的铰链中存在的公差。压铸方法最适合制造由铝构成的铰链臂。注塑成型特别适用于由塑料构成的铰链臂。通过加热滑动支承套，能够有针对性地调节铰链的限定的参数。此外，通过加热滑动支承套能够补偿铰链中的公差，并且能够有针对性地调节支承间隙进而调节支承摩擦。

该方法的有利实施方式是滑动支承元件之间的滑动支承套通过加热而膨胀，并且滑动支承套的材料贴靠到滑动支承元件上。利用滑动支承套的膨胀，所述材料贴靠到加热的滑动支承元件上而不会与它们粘连。由此能够以特别简单的方式制造特别精确的铰链。此外，由于限定的和现存足够的公差，滑动支承套和滑动支承元件在膨胀之前的装配是容易的。

该方法中，特别有利的扩展方案是，通过有针对性的温度控制，滑动支承套在限定的位置处不超过特定的温度值。熔体中温度的控制以有利的方式设计成使得滑动支承套仅加热到限定的、不会损害滑动支承元件的功能和形状的最高温度。例如，滑动支承元件能够由不锈钢构成，所述滑动支承元件以铝包围铸造(Umgieβen)，以在滑动支承元件上构造铰链臂并且与所述滑动支承元件形状锁合地连接。在铸造过程中，由作为固体的终身润滑材料制成的滑动支承套位于滑动支承元件之间，所述终身润滑材料例如由PTFE或其他耐磨和耐温的塑料构成。铸造过程实施为使得滑动支承套不会通过熔体的热传导而被加热超过最大温度值。这尤其能够通过铸造过程的持续时间、铸模的冷却以及滑动支承元件的质量和尺寸来控制。另一方面，如上所述，需要一定的加热，由此滑动支承套的塑料材料准确配合地贴靠到相邻的滑动支承元件上并在此补偿公差。

在该方法中特别有利的扩展方案是，将滑动支承套加热至限定的最高温度，优选地最高315℃。熔体中温度的控制以有利的方式设计成使得滑动支承套仅加热直到不会损害滑动支承套的功能和形状的最高温度。例如，滑动支承元件能够由不锈钢构成，所述滑动支承元件以铝包围铸造，以在滑动支承元件上构造铰链臂并且与所述滑动支承元件牢固地(形状锁合地)连接。在铸造过程中，滑动支承套位于滑动支承元件之间，所述滑动支承套例如由PTFE或其他耐磨和耐温的塑料构成。铸造过程实施为使得滑动支承套不会通过从熔体经过滑动支承元件的热传导而被加热超过最大温度值。这尤其能够通过铸造过程的持续时间、铸模的冷却以及通过滑动支承元件的质量来控制。另一方面，如上所述，一定的加热具有优点，由此滑动支承套的塑料材料开始流动并且准确配合地贴靠到相邻的滑动支承元件上，并在此补偿公差。

附图说明

基于以下说明以及参考附图得出本发明的其他特征、细节和优点。在以下附图中示意性地示出了本发明的实施例，并且在下面详细说明。其示出：

图1：根据本发明的铰链的示意性剖示图；

图2：根据本发明的铰链的修改的实施例的示意性剖示图；

图3：根据本发明的铰链的示意性细节示图。

具体实施方式

图1中，示意性地示出了以附图标记1表示的根据本发明的铰链。根据图1的示图示出了剖示图。示出的是铰链1的两个能彼此铰接式地调节的铰链臂2、3。每个铰链臂2、3接收一个滑动支承元件4、5。在如此接收的滑动支承元件4、5之间布置有滑动支承套6。出于清晰性的原因，根据图1的示图实施为分解图，从而以沿着铰链轴线12彼此拉开的方式示出滑动支承元件4、5和滑动支承套6。在完全装配的状态下，滑动支承套6贴靠在滑动支承元件4、5上。布置在图中左侧的滑动支承元件4具有对中成形部7，该对中成形部在装配状态下接收在布置在图中右侧的滑动支承元件5的接收轮廓8中。对中成形部7构造成柱形，其中，构成的柱体与铰链轴线12同心地布置。也与铰链轴线12同心地布置的柱形接收轮廓8能使成形部7可靠地支承在铰链轴线12上。优选地由塑料构成的滑动支承套6具有能使其布置在滑动支承元件4、5之间的轮廓。特别有利的是，滑动支承套6是终身润滑部，因为由此确保了滑动支承元件4、5之间不会形成增加的摩擦。这种摩擦也会由此妨碍滑动支承元件4、5具有滑动涂层。该滑动涂层优选通过物理气相沉积(PVD)而气相沉积。如可见的那样，滑动支承元件4、5的外侧9、10也在这里示出的实施例中成形为柱形。然而，滑动支承元件4、5构成突起13，使得铰链臂2、3能够可靠地接收滑动支承元件4、5。滑动支承元件4、5由不锈钢构成，而铰链臂2、3优选地由铝构成。这在借助于根据本发明的方法制造铰链1时具有特别的优点。因为在制造铰链1时将滑动支承套6嵌入到两个滑动支承元件4、5之间。随后将滑动支承元件4、5与滑动支承套6一起置入到铸模中。通过在铸模中的熔体绕流滑动支承元件4、5来制造铰链臂2、3。熔体的温度在制造铰链臂2、3时实施为使得滑动支承元件4、5加热，并由此加热布置在滑动支承元件4、5之间的滑动支承套6。滑动支承套6的加热引起补偿铰链1中的公差。这尤其通过以下方式来确保：铰链臂2、3，滑动支承元件4、5以及滑动支承套6直到材料冷却由铸模保持在位置中。特别好的是，当滑动支承套6的材料通过加热而膨胀并且贴靠到滑动支承元件4、5上时，补偿了公差。由PTFE制成的滑动支承套6的加热应进行到最高约315℃，以免损害滑动支承套6的功能和形状。PFTE的熔融温度为327℃。与该值应保持足够的安全距离。尤其地，通过由不锈钢构成的滑动支承元件4、5能够确保用于铰链臂2、3的铸铝不会过于强烈地加热滑动支承套6。不锈钢足够缓慢地加热并在较长的时间上保持该温度。由此能够以受控的方式加热滑动支承套6。由此引入的膨胀使得塑料变厚，由此减小了铰链的间隙。根据滑动支承元件4、5或者说铰链臂2、3的形状和大小，会要求附加地从外部主动地冷却铸模，以防止滑动支承元件4、5的过热，尤其是滑动支承套6的过热。

图2纯示意性呈现地示出了在相对于图1略微修改的实施方式中的根据本发明的铰链1的剖示图。与图1不同的是，滑动支承元件4、5具有锥形地成形的外侧9、10，所述外侧分别构成环绕的三角形部11、11a。由此，滑动支承元件4、5能够特别可靠且稳定地被铰链臂2、3接收。通过这样构造的外侧9、10，铰链臂2、3能够实施得更窄并且不必包围突出部13(图1)以确保滑动支承元件4、5的可靠保持。

图3中示出了根据图1的实施方式的滑动支承元件4、5的立体示图，设置在所述滑动支承元件4、5之间的滑动支承套6布置成在这些滑动支承元件4、5之间位于铰链轴线12上。

附图标记列表

1 铰链

2 铰链臂A

3 铰链臂B

4 滑动支承元件A

5 滑动支承元件B

6 滑动支承套

7 对中成形部

8 接收轮廓

9 外侧A

10 外侧B

11、11a 三角形部

12 铰链轴线

13 突起

a 滑动支承元件B的直径

b 滑动支承元件B上的突起的直径

c 滑动支承元件B的深度

d 滑动支承元件B上的突起的深度

e 接收轮廓的直径

f 突起的开口角度

g 滑动支承元件A上的突起的深度

h 滑动支承元件A的深度

i 成形部的直径

j 成形部的长度

k 滑动支承元件A的直径

l 滑动支承套的厚度

m 滑动支承套接收部的直径

o 滑动支承套成形部的直径。

Claims (16)

1.一种铰链(1)，所述铰链具有两个能以彼此铰接的方式调节的铰链臂(2、3)，

其中，每个铰链臂(2、3)分别接收一个滑动支承元件(4、5)，并且在所述滑动支承元件(4、5)之间布置有滑动支承套(6)以允许两个滑动支承元件相对于所述滑动支承套(6)的运动，其中，所述滑动支承元件(4、5)居中地、锥形地成形在外侧(9、10)上，并且构成环绕的三角形部(11、11a)。

2.根据权利要求1所述的铰链(1)，其特征在于，所述滑动支承元件中的一个滑动支承元件(4)具有对中成形部(7)，另一个滑动支承元件(5)具有接收所述对中成形部(7)的接收轮廓(8)。

3.根据权利要求2所述的铰链(1)，其特征在于，所述对中成形部(7)构造成柱形。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的铰链(1)，其特征在于，所述滑动支承元件(4、5)柱形地成形在外侧(9、10)上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的铰链(1)，其特征在于，所述滑动支承元件(4、5)和/或所述滑动支承套(6)具有环绕的迷宫式密封部。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的铰链(1)，其特征在于，所述滑动支承套(6)由塑料构成。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的铰链(1)，其特征在于，所述滑动支承套(6)是终身润滑部。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的铰链(1)，其特征在于，所述滑动支承元件(4、5)具有滑动涂层。

9.根据权利要求8所述的铰链(1)，其特征在于，所述滑动涂层构造为气相沉积涂层。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的铰链(1)，其特征在于，所述滑动支承元件(4、5)由不锈钢构成。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的铰链(1)，其特征在于，所述铰链臂(2、3)由铝构成。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的铰链(1)，其特征在于，所述铰链臂(2、3)由塑料构成。

13.根据权利要求9所述的铰链(1)，其特征在于，所述滑动涂层构造为PVD涂层。

14.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的铰链(1)的方法，其特征在于：

a)将滑动支承套(6)嵌入到两个滑动支承元件(4、5)之间，

b)随后所述滑动支承元件(4、5)被熔体绕流，用于制造铰链臂(2、3)，其中，所述熔体的温度实施为使得所述滑动支承元件(4、5)加热，并由此受控地加热布置在所述滑动支承元件之间的滑动支承套(6)，

c)其中，所述滑动支承套(6)的加热引起受控地调节所述铰链(1)中的间隙和摩擦系数。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述滑动支承套(6)由于所述加热而膨胀，并且所述滑动支承套(6)的材料贴靠到所述滑动支承元件(4、5)上。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，实施所述滑动支承套(6)的加热直至限定的最高温度。

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