ITBG980001A1

ITBG980001A1 - INCLINED SUPPORT HINGE FOR THE CREATION OF REACTIVE MOMENTS TO CLOSE THE LEAF OR TAX.

Info

Publication number: ITBG980001A1
Application number: IT000001A
Authority: IT
Inventors: Paolo Curti
Original assignee: Paolo Curti
Priority date: 1998-01-07
Filing date: 1998-01-07
Publication date: 1999-07-07
Also published as: ITBG980001A0; IT1304715B1; ITBG980001A3

Description

Descrizione di un’invenzione industriale con subordinato modello di utilità a nome: Description of an industrial invention with a subordinate utility model in the name:

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Questa invenzione si riferisce ad una cerniera ad appoggio inclinato per la creazione di momenti reattivi di chiusura dell’anta o imposta. Come è noto le cerniere, o cardini, consentono ad un’anta di poter girare attorno ad una asse verticale, con un’ampiezza che di solito è di 90°, ma che in altri casi può essere anche di 180°; ciò, allo scopo di poter chiudere ed aprire delle porte, delle finestre, degli sportelli di mobili, dei portelloni di automobili, eccetera. In tutti questi casi, la cerniera è costituita da un perno cilindrico fisso centrale di guida e da una parte mobile di sostegno dell’anta, che appoggia con una superficie a forma di corona circolare su una parte fissa solidale ai perno. In tale configurazione, si ha che tutto il peso dell’anta deve essere sostenuto dalle superfici a forma di corona circolare proprie di ognuna delle cerniere preposte al sostegno di tale anta. La funzione dei perni è quella di reagire alla “coppia di forze” creata dalla eccentricità del peso dell’anta rispetto all'asse verticale di incernieramento. Tali usuali tipi di cerniere, universalmente usate, hanno le citate superfici di appoggio a forma di corona circolare che giacciono in un piano orizzontale. Per questa ragione, il peso dell’anta crea sull'appoggio soltanto reazioni verticali che, essendo pertanto prive di componenti orizzontali, non creano alcun momento rotatorio sull’anta. Le usuali cerniere pongono dunque le ante (o le imposte) da esse sorrette in una condizione di equilibrio indifferente: tali ante rimangono ferme in qualsiasi posizione di apertura le si lasci. A seguito di ciò, qualora delle situazioni richiedano che una imposta o un'anta debba rimanere normalmente chiusa, si deve ricorrere all’impiego di apposite molle di richiamo, generalmente strutturate con altri congegni che ne regolano la spinta in un modo opportuno. Tali congegni sono molto costosi, anti-estetici, soggetti a rotture. Scopo della presente invenzione è quello di definire una cerniera per ante, porte, finestre ed imposte affini, che consenta il ritorno automatico alla posizione di chiusura senza dover ricorrere ai tradizionali chiudi-porta o equivalenti. Altro scopo è quello di definire una cerniera, come sopra, che consenta di esercitare tali azioni di richiusura automatica nel campo angolare ritenuto più opportuno. Altro scopo è quello di definire una cerniera, come sopra, che consenta all'anta o simile di rimanere in posizione di equilibrio indifferente in specifici valori angolari di apertura prestabiliti. Altro scopo è quello di definire una cerniera, come sopra, che consenta all’anta o simile di rimanere in posizione di equilibrio stabile in specifici valori angolari di apertura prestabiliti. Altro scopo è quello di definire una cerniera, come sopra, che consenta di essere indifferentemente idonea sia per aperture destrorse che per aperture sinistrorse. Altro scopo è quello di definire una cerniera che consenta una sua istallazione secondo tecnologie notorie. Altro scopo è quello di definire una cerniera che risulti particolarmente economica. Altro scopo è quello di definire una cerniera che consenta una rapida ed economica sostituzione delle sue parti soggette ad usura. Altro scopo è quello di definire una cerniera che sia realizzabile utilizzando parzialmente parti di cerniere tradizionali. Questi ed altri scopi appariranno come raggiunti dalla lettura della descrizione dettagliata seguente, illustrante una cerniera per ante o imposte avente la particolarità di avere la tipica corona circolare fissa di appoggio esterna al tipico perno centrale che è dotata di inclinazioni varie e tali da costituire un tipico profilo di camma a tamburo, allo scopo di consentire su di esso profilo lo scorrimento girevole di un elemento di punteria solidale all’anta od imposta e gravante pertanto, con il proprio peso, sul citato profilo di camma fissa, potendo in tal modo svilupparsi sull’elemento di punteria delle forze orizzontali reattive eccentriche rispetto all’asse di incernieramento, che esercitano la richiusura automatica dell'anta nelle posizioni e per le ampiezze angolari ritenute funzionalmente più opportune. L’invenzione è illustrata schematicamente, a titolo puramente esemplificativo ma non limitativo, nelle allegate tavole di disegno in cui: This invention refers to an inclined support hinge for the creation of reactive closing moments of the door or shutter. As is known, hinges, or hinges, allow a door to turn around a vertical axis, with an amplitude that is usually 90 °, but which in other cases can also be 180 °; this, in order to be able to close and open doors, windows, furniture doors, car doors, etc. In all these cases, the hinge consists of a central fixed cylindrical guide pin and a movable part supporting the door, which rests with a surface in the shape of a circular crown on a fixed part integral with the pin. In this configuration, all the weight of the door must be supported by the circular crown-shaped surfaces of each of the hinges responsible for supporting this door. The function of the pins is to react to the "couple of forces" created by the eccentricity of the weight of the door with respect to the vertical hinging axis. These usual types of hinges, universally used, have the aforementioned bearing surfaces in the shape of a circular crown which lie in a horizontal plane. For this reason, the weight of the door creates only vertical reactions on the support which, being therefore devoid of horizontal components, do not create any rotary moment on the door. The usual hinges therefore place the doors (or shutters) supported by them in a condition of indifferent equilibrium: these doors remain stationary in any opening position left. Following this, if situations require that a shutter or a door must remain normally closed, it is necessary to resort to the use of special return springs, generally structured with other devices that regulate the thrust in an appropriate way. Such devices are very expensive, unsightly, prone to breakage. The purpose of the present invention is to define a hinge for similar shutters, doors, windows and shutters, which allows the automatic return to the closed position without having to resort to traditional door closers or equivalent. Another object is to define a hinge, as above, which allows such automatic reclosing actions to be carried out in the angular field deemed most appropriate. Another purpose is to define a hinge, as above, which allows the door or the like to remain in an indifferent equilibrium position in specific predetermined opening angular values. Another purpose is to define a hinge, as above, which allows the door or the like to remain in a stable equilibrium position in specific predetermined opening angular values. Another object is to define a hinge, as above, which allows it to be indifferently suitable for both right-hand and left-hand openings. Another purpose is to define a hinge which allows its installation according to known technologies. Another purpose is to define a hinge which is particularly economical. Another purpose is to define a hinge which allows a quick and economical replacement of its parts subject to wear. Another object is to define a hinge which can be made partially using parts of traditional hinges. These and other objects will appear as achieved by reading the following detailed description, illustrating a hinge for shutters or shutters having the particularity of having the typical fixed circular crown for external support to the typical central pin which is equipped with various inclinations and such as to constitute a typical drum cam profile, in order to allow the rotating sliding of a tappet element integral with the leaf or shutter and therefore bearing, with its own weight, on the aforementioned fixed cam profile, thus being able to develop on the '' tappet element of the reactive horizontal forces eccentric with respect to the hinging axis, which automatically re-close the leaf in the positions and angular widths deemed functionally most appropriate. The invention is illustrated schematically, purely by way of example but not limited to, in the attached drawing tables in which:

- la fig. 1 mostra in vista laterale una cerniera con sue due parti associate rispettivamente ad un'anta e ad uno stipite o equivalente; - fig. 1 shows a side view of a hinge with its two parts associated respectively with a door and a jamb or equivalent;

- la fig. 2 mostra la cerniera del tipo di cui alla fig. 1 secondo una vista' laterale perpendicolare; - fig. 2 shows the hinge of the type shown in fig. 1 in a perpendicular side view;

- la fig. 3 mostra una cerniera con pattino di strisciamento; - la fig. 4 mostra una cerniera vista dall'alta. - fig. 3 shows a hinge with sliding shoe; - fig. 4 shows a hinge seen from above.

Con rifermento alle sopra citate figure 1 e 2, un'anta 1 è supportata da almeno una coppia di cerniere; di tali cerniere, nelle figure è illustrata schematicamente solo una di esse. Per ottenere il risultato della chiusura automatica dell'anta 1 basta una sola cerniera del tipo costitutivo dell'invenzione; le altre cerniere assialmente allineate potrebbero essere di tipo tradizionale e svolgere solo la funzione di "reazione di coppia”, affidando il sostegno del peso dell'anta (o porta, o finestra) alla sola cerniera preposta a determinare il citato ritorno automatico alla posizione di chiusura. Per comprendere il principio di funzionamento dell’invenzione, vanno considerate le seguenti osservazioni di base. Il peso dell’anta 1 deve essere ovviamente supportato da una struttura fissa 2; ciò avviene tramite una cerniera 3, composta da una parte superiore 4 solidale all’anta 1 e da una parte inferiore 5 solidale alla struttura fissa 2. Tali parti 4 e 5 sono girevolmente vincolate da un usuale perno centrale 6 che reagisce ad una forza traversale 7 della coppia di forze creata dal momento derivante dalla ovvia eccentricità del peso dell’anta rispetto al tipico asse di incernieramento 8. Il peso dell'anta 1 è invece una forza 9 che agisce verso il basso e si scarica su un piano orizzontale 10 della parte inferiore 5 della cerniera 3. Nelle cerniere tradizionali tale piano è costituito da una corona circolare concentrica all’asse 8 di incernieramento. Tale forza 9 genera sull’anta 1 una reazione uguale e contraria che non crea alcun momento attorno all’asse 8, cosicché l’anta 1 rimane indifferentemente ferma in qualsiasi posizione angolare di apertura venga disposta. In fig. 1 il peso dell’anta 1 si scarica sul piano 10 del tratto di corona circolare mediante una rotella 11 girevole su di un perno radiale 12. Supponendo di far ruotare l’anta 1 di 90° (ovvero di un angolo sufficiente per determinare l’apertura di una porta), avremo la rotella 11 disposta come illustrato in fig. 2. In tale situazione, vediamo che tale rotella 11 appoggia su di un piano inclinato 13 posto attorno al perno centrale 6. Siccome il contatto avviene perpendicolarmente a tale piano e siccome tale contatto deve '‘contenere" la forzapeso 9 dell’anta 1 , si ha che per sostenere staticamente tale forza peso lungo il piano inclinato 13 è necessaria anche una forza trasversale eccentrica 14 che, insieme alla forza 9 generi una risultante 15. La reazione generata dal piano inclinato 13 si scarica come una forza 14R, uguale e contraria a 14 orizzontale e dotata di una eccentricità 16 (fig. 4) rispetto all'asse di incernieramento 8, la quale crea pertanto un momento 17 che fa ruotare la parte superiore 4 della cerniera e con essa l’anta 1 supportata. Durante tale rotazione, la rotella 11 discende il piano inclinato 13 fino a quando esso diventa orizzontale; per esempio sul tratto 10, dove sparisce la reazione componente 14R. Da quanto finora esposto si è visto che la cerniera in argomento ha un principio di funzionamento analogo a quello delle camme a tamburo: la corona circolare obliqua dotata del piano inclinato 13 è la '‘camma”, mentre la rotella 11 è la “punteria". Come qualsiasi punteria, la rotella 11 è soggetta ovviamente a scorrere assialmente; ne consegue che l’anta 1 , mentre gira con il suo movimento di apertura, si solleva verso l’alto quando la rotella 11 rotola in salita sul piano inclinato 13 e poi ridiscende verso un pavimento 18 quando la rotella 11 rotola in discesa sul citato piano inclinato 13. Vantaggiosamente, ciò consente alla base dall’anta o della porta di non strisciare con il suo bordo inferiore sul piano di base e quindi di non graffiare il pavimento. Quanto finora esposto consente di capire che, più il piano 13 è inclinato verticalmente, più è grande la forza 14R di richiusura ma, contemporaneamente, più la porta si solleva verso l’alto quando viene aperta e più fatica deve essere fatta per aprirla proporzionalmente al peso stesso dell’anta o porta. Ciò fa capire che il piano 13 dovrà avere un’inclinazione adeguata alle prestazioni richieste alla cerniera 3, ma anche all’attrito di scorrimento della punteria-rotella 11 sulla camma-piano inclinato 13 della corona circolare su cui appoggia. L’adozione di micro-cuscinetti volventi, per costituire la rotella 11 e quindi per realizzare il contatto di punteria, riduce gli attriti di scorrimento a valori minimi. Vantaggiosamente, tali bassi attriti consentono inclinazioni lievi del piano 13, dalle quali derivano sforzi di apertura minimi e sollevamenti delle parti estremamente esigui. Ciò non esclude che la funzione della rotella 11 possa essere svolta da un pattino di strisciamento 19, costituito da un semplice rilievo, come e illustrato in fig. 3, oppure da un apposito inserto in materiale antifrizione. Essendo il citato piano inclinato 13 sostanzialmente un profilo di camma a tamburo, esso può essere dotato di qualsiasi forma. In fig. With reference to the aforementioned figures 1 and 2, a door 1 is supported by at least one pair of hinges; of these hinges, only one of them is schematically shown in the figures. To obtain the result of the automatic closing of the door 1, a single hinge of the type constituting the invention is sufficient; the other axially aligned hinges could be of the traditional type and perform only the function of "torque reaction", entrusting the support of the weight of the leaf (or door, or window) only to the hinge responsible for determining the aforementioned automatic return to the position of To understand the operating principle of the invention, the following basic observations must be considered. The weight of the door 1 must obviously be supported by a fixed structure 2; this is done by means of a hinge 3, made up of an integral upper part 4 to the leaf 1 and by a lower part 5 integral with the fixed structure 2. These parts 4 and 5 are rotatably constrained by a usual central pin 6 which reacts to a transverse force 7 of the pair of forces created by the moment deriving from the obvious eccentricity of the weight of the leaf with respect to the typical hinging axis 8. The weight of the leaf 1 is instead a force 9 which acts downwards and is discharged onto a horizontal plane 10 of the lower part 5 of the hinge 3. In traditional hinges, this plane consists of a circular crown concentric with the hinging axis 8. This force 9 generates an equal and opposite reaction on the leaf 1 that does not create any moment around the axis 8, so that the leaf 1 remains indifferently stationary in any angular opening position it is arranged. In fig. 1 the weight of the leaf 1 is discharged onto the plane 10 of the circular crown section by means of a wheel 11 which rotates on a radial pin 12. Supposing to rotate the leaf 1 by 90 ° (i.e. by an angle sufficient to determine the opening a door), we will have the wheel 11 arranged as shown in fig. 2. In this situation, we see that the roller 11 rests on an inclined plane 13 placed around the central pin 6. Since the contact occurs perpendicular to this plane and since this contact must "contain" the weight force 9 of the leaf 1, in order to statically support this weight force along the inclined plane 13, an eccentric transverse force 14 is also required which, together with the force 9 generates a resultant 15. The reaction generated by the inclined plane 13 is discharged as a force 14R, equal and opposite a 14 horizontal and equipped with an eccentricity 16 (fig. 4) with respect to the hinging axis 8, which therefore creates a moment 17 which causes the upper part 4 of the hinge to rotate and with it the supported leaf 1. , the wheel 11 descends the inclined plane 13 until it becomes horizontal; for example on the section 10, where the reaction component 14R disappears. From what has been explained up to now, it has been seen that the hinge in question has an operating principle similar to that of the drum cams: the oblique circular crown equipped with the inclined plane 13 is the '' cam ", while the wheel 11 is the" tappet ". Like any tappet, the wheel 11 is obviously subject to axially sliding; it follows that the door 1, while rotating with its opening movement, lifts upwards when the wheel 11 rolls upwards on the inclined plane 13 and then goes back down towards a floor 18 when the wheel 11 rolls downwards on the aforementioned inclined plane 13. Advantageously, this allows the base of the leaf or door not to crawl with its lower edge on the base plane and therefore not to scratch the floor. What has been explained so far allows us to understand that, the more the plane 13 is inclined vertically, the greater the reclosing force 14R but, at the same time, the more the door lifts upwards when it is opened and the more effort must be made to open it proportionally to the weight of the leaf or door itself. This makes it clear that the plane 13 must have an inclination appropriate to the performance required of the hinge 3, but also to the sliding friction of the tappet-wheel 11 on the cam-inclined plane 13 of the circular crown on which it rests. The adoption of rolling micro-bearings, to constitute the wheel 11 and therefore to make the tappet contact, reduces the sliding friction to minimum values. Advantageously, these low frictions allow slight inclinations of the plane 13, from which minimal opening forces and extremely low lifting of the parts derive. This does not exclude that the function of the wheel 11 can be performed by a sliding shoe 19, consisting of a simple relief, as illustrated in fig. 3, or by a special insert in anti-friction material. Since the aforementioned inclined plane 13 is substantially a drum cam profile, it can be provided with any shape. In fig.

2 a tale forma è quella di due piani intersecanti 10 e 13, ma tale forma potrebbe essere integrata, per esempio, da un ulteriore tratto piano orizzontale su una sommità 20, per consentire alla rotella 11 o al pattino 19 un’altra posizione di arresto in una posizione opposta a quella di chiusura. 2 to this shape is that of two intersecting planes 10 and 13, but this shape could be integrated, for example, by a further horizontal flat section on a top 20, to allow the roller 11 or the shoe 19 another stop position in a position opposite to the closed one.

Tale possibilità potrebbe essere quella consenziente a porta di rimanere stabilmente spalancata, dopo essere aperta con un movimento di 180°. Ciò avviene quand porta o anta debba essere aperta completa rovesciata sullo stesso piano della parete; è tuttavia pacifico che tali tratti orizzontali o addirittura incavati per l’alloggiamento di ritegno del pattino 19 o della rotella 11 possano essere ubicati a qualsiasi angolo di apertura della porta. La scelta di una soluzione o di un’altra dipende dall’utilizzazione prevista per la citata cerniera. Nella versione di fig. 2 le piste di scorrimento della punteria, piani 10 e 13, sono simmetriche, e pertanto una cerniera del genere potrebbe essere idonea sia per aperture verso destra che per aperture verso sinistra; nel primo caso la pista utilizzata sarebbe quella posta dal lato 22, mentre nel secondo caso sarebbe quella posta sul lato 23. Nel caso che l’anta o imposta 1 realizzi la propria chiusura su di una battuta di stipite, in tale posizione la punteria 19 o 11 potrebbe appoggiare su un tratto inclinato 13 per realizzare un contatto automatico permanente di chiusura. This possibility could be that of allowing the door to remain permanently wide open, after being opened with a 180 ° movement. This happens when the door or leaf has to be opened completely upside down on the same plane of the wall; however, it is undisputed that these horizontal or even hollow sections for the retaining housing of the shoe 19 or the roller 11 can be located at any opening angle of the door. The choice of one solution or another depends on the intended use of the aforementioned hinge. In the version of fig. 2 the sliding tracks of the tappet, flat 10 and 13, are symmetrical, and therefore such a hinge could be suitable both for openings to the right and for openings to the left; in the first case the track used would be the one placed on the side 22, while in the second case it would be the one placed on the 23 side. or 11 could rest on an inclined section 13 to make a permanent automatic closing contact.

Claims

CLAIMS 1) Hinge (3) for doors (1) or shutters characterized by the fact of having the typical fixed circular crown for external support (2-5) to the typical central pin. (6) equipped with various inclinations (13) and such as to constitute a typical drum cam profile, in order to allow the pivotal sliding of a tappet element (19, 11) integral with the leaf (1) on it or imposed and therefore bearing its own weight (9) on the aforementioned fixed cam profile in order to develop on the tappet element (4-12-11, 4-19), horizontal reactive eccentric forces (14R) (16) with respect to a hinging axis (8) which automatically re-closes (17) the leaf (1) in the positions and angular widths deemed functionally most appropriate, the cam profile being able to have flat sections (10) and / or hollowed out stationary associated with the typical inclined sections (13).

2) Hinge (3) for shutters or shutters, as in the previous claim, characterized by the fact that the tappet integral with the movable leaf (1) or imposed is constituted by a roller (11), preferably expressed by a micro rolling ball bearing, in order to reduce the sliding friction and the angles of the inclined portions (13) of the cam or drum profile.

3) Hinge (3) for shutters or shutters, as in the previous claims, characterized by the fact that the tappet integral with the mobile leaf (1) or shutter is integrated (19) in the body of the upper part (4) of the hinge.

4) Hinge as per the previous claims, characterized by the fact that the tappet integral with the movable leaf (1) or shutter includes an integrated shoe with specific inserts in anti-friction material.

5) Hinge as in the previous claims, characterized by the fact that the inclined sections (13) of the cam profile are symmetrical with respect to a top position (20) in order to allow the hinge to be used both in opening towards the right and in opening towards the left .