Die Erfindung betrifft ein Scharnier mit einem festen und einem beweglichen, um die Scharnierachse schwenkbaren Scharnierflügel. Solche Scharniere werden üblicherweise bei von Hand zu öffnenden Türen oder Behälterdeckelnverwendet.
Bezweckt wird vor allem ein automatisches Schliessen der Türe respektive des Deckels, wenn diese respektive dieser um einen bestimmten Winkel geöffnet worden ist. Ferner wird bezweckt, bei Erreichen eines weiteren bestimmten Öffnungswinkels (der üblicherweise grösser als der vorhergenannte Winkel ist) diesen Offnungswinkel solange beizubehalten, bis die Türe respektive der Deckel wieder von Hand verschlossen wird.
Scharniere für diese Verwendungszwecke sind üblicherweise nicht in der Lage, die Öffnungs- bzw. die Schliessgeschwindigkeit der an ihnen angebrachten Türe resp. des angebrachten Deckels zu regulieren. Hierzu werden vielmehr besondere Vorrichtungen vorgesehen, welche insbesondere bei Türen auch das automatische Schliessen derselben übernehmen.
Diese, bei Türen als Türschliesser bekannten Vorrichtungen arbeiten mit Öldruckwiderstand und Federkraft. Türschliesser sind üblicherweise zwischen der oberen Türecke und dem Türrahmen angebracht. Der Platz für diese Vorrichtung unterliegt nicht nur Beschränkungen, oft wirkt diese auch unschön, und ihre Kosten sind hoch. Ferner ergibt sich der Nachteil, dass die Kraft zum Drehen der Türe, welche ständig an der oberen Türecke angreift, der Lebensdauer der Türe abträglich ist. Bei den automatischen Türschliessern, die nur mit Federkraft allein arbeiten, ergibt sich noch folgender Nachteil: Da die Feder umsomehr gespannt wird, je grösser der Öffnungswinkel der Tür oder des Deckels ist, nimmt damit auch die Spannkraft zu. Die Kraft, welche zum Offenhalten der Türe oder des Deckels benötigt wird, nimmt daher auch zu.
Da im gleichen Verhältnis die Schliesskraft steigt, schliesst sich die Tür plötzlich, wenn man sie loslässt. Wegen der Trägheit ist die Kraft am Schlusse des Schliessvorgangs am grössten. Dabei wird nicht nur Lärm erzeugt, es besteht auch die Gefahr, dass die Tür leicht beschädigt wird, und dass die die Tür betätigende Person sich verletzt, wenn ein Körperteil in der Tür eingeklemmt wird.
Das erfindungsgemässe Scharnier bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden. Es ist gekennzeichnet durch wenigstens eine am beweglichen Scharnierflügel angebrachte Feder, die an ihrem dem festen Scharnierflügel benachbarten Ende eine Rolle trägt, sowie durch wenigstens eine, auf der Scharnierachse befestigte Nocke, auf welcher die Rolle bzw. die Rollen bei Schwenkung des beweglichen Scharnierflügels abläuft bzw.
ablaufen.
Auf diese Weise ist es möglich, ein gewöhnliches Scharnier und die vorhin erwähnte Vorrichtung zum Schliessen der Türe bzw. des Deckels miteinander zu kombinieren. Da ausserdem die Feder am Scharnier befestigt ist, die Schliesskraft somit an diesem und nicht mehr an der Türe bzw. am Deckel angreift, ist die Gefahr einer Beschädigung infolge Gewaltanwendung beim Schliessen oder Öffnen herabgesetzt. Auch das Aussehen der Türe bzw. des Deckels wird verbessert.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Scharniers sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt; es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Scharniers in Aufsicht,
Fig. 2 einen Schnitt durch dieselbe, mit einem Teil des Türrahmens und der Tür,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Scharniers in Aufsicht,
Fig. 4 einen Schnitt durch dieselbe,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht derselben,
Fig. 6 eine dritte Ausführungsform des Scharniers in Aufsicht, mit zwei Nocken,
Fig. 7 eine Seitenansicht derselben,
Fig. 8 einen Schnitt durch dieselbe,
Fig. 9 eine Seitenansicht der ersten Nocke dieser Ausfüh rungsform, und
Fig. 10 eine Seitenansicht der zweiten Nocke.
Wie ein erster Vergleich der verschiedenen Ausführungsformen ergibt, ist allen denselben gemeinsam, dass wenigstens eine Nocke auf der Scharnierachse befestigt ist, und dass auf dem Umfang dieser Nocke eine oder auch mehrere Rollen ablaufen. Für schwere Türen können auch mehrere Nocken mit je einer Rolle vorgesehen sein. Die Kurvenform der Nocke bzw. der Nocken hängt von der gewünschten Schliesskraft ab, welche auf die Türe oder den Deckel einwirken soll, vom Öffnungswinkel, in welcher die Türe resp. der Deckel arretiert werden soll, und wird entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck gewählt.
Vorerst soll die Ausführungsform gemäss den Fig. 6-10 erläutert werden.
Das Scharnier weist eine Scharnierachse 1, einen beispielsweise an einem nicht dargestellten Türrahmen befestigten Scharnierflügel 2 (im folgenden der Einfachheit halber als fester Flügel bezeichnet) und einen an der Türe oder an einem Deckel befestigten Scharnierflügel 4 auf (im folgenden als schwenkbarer Flügel bezeichnet). Die Scharnierachse 1 ist in Teilen 2a, 2b und 2c des festen Scharnierflügels 2 befestigt; gleiche Teile 4a, 4b des schwenkbaren Flügels 4 sind frei schwenkbar um die Achse 1 zwischen den Teilen des festen Flügels angebracht. Zwischen den Teilen 4a und 2b ist eine erste Nocke 5 und zwischen den Teilen 2b und 4b eine zweite Nocke 6 auf der Achse 1 je mittels eines Keiles 3 (Fig. 8) befestigt.
Anstelle der Keile 3 könnte auch durch eine unrunde, beispielsweise eine vieleckige Querschnittsform der Scharnierachse 1 und der entsprechenden Bohrungen der Nocken 5 und 6 eine Relatiwerdrehung derselben gegeneinander verhindert werden. Auf dem schwenkbaren Scharnierflügel 4 sind Halter 7 und 8 angebracht. Diese Halter klemmen ein U-förmig gebogenes Ende je einer Feder 9 und 10 fest. Diese Enden sind im weiteren am Flügel 4 mittels Schrauben 11 und 12 fixiert. Am gegenüberliegenden Ende jeder Feder ist eine Rolle 13 bzw. 14 frei drehbar angebracht, welche sich gegen die Nocke 5 bzw. 6 anlegt. Die beiden Federn 7 und 8 weisen zwischen den Enden je einen 2-3mal gerollten Zwischenteil 17 und 18 zur Vergrösserung des Federbereiches auf. Zur Befestigung des Scharniers am Rahmen bzw. an der Türe dienen Löcher 15 und 16.
Die Nocke 5 weist die in Fig. 9 ersichtliche Umfangsform auf. Auf eine Einbuchtung 5a für die Schliesstellung der Türe folgt ein Kurvenstück 5b mit zunehmendem Radius. Bei etwa 900 Bogenwinkel von der Einbuchtung 5a aus erreicht der Radius sein Maximum. Hierauf nimmt er im anschliessenden Bereich 5c mindestens über einen Teil desselben kontinuierlich wieder ab. Anschliessend folgt eine Einbuchtung 5d, welche der Einbuchtung 5a genau gegenüberliegt. Die Nocke 6 weist ebenfalls eine Einbuchtung für die Schliesstellung auf (diese Einbuchtung ist mit 6a bezeichnet), an die sich ein Kurvenstück 6b mit zunehmendem Radius anschliesst. Etwas vor Erreichen eines Bogenwinkels von 90o wird der Punkt 6c erreicht, bei welchem der Radius am grössten ist.
Auf dieses folgt ein gerades Stück 6d, das bei etwa 150 Bogenwinkel in ein Kurvenstück 6e mit konstantem Radius übergeht. Dieses endet bei einer Einbuchtung 6f, welche der Einbuchtung 6a gegenüberliegt, also um 1800 von ihr entfernt ist. Die Kurvenstücke sowie der bzw. die Scheitelpunkte jedes Nockens werden je nach dem Verwendungszweck des Scharniers gewählt.
Die beiden Nocken 5 und 6 sind so auf der Achse 1 befestigt, dass in einem bestimmten Bereich die zum Nocken 5 gehörende Feder allein die Schliesskraft ausübt, worauf im anschliessenden Bereich auch die Feder der Nocke 6 zu wirken beginnt, so dass nun beide Federn miteinander wirken und sich dadurch vor dem Schliessen der Türe ein annähernd doppeltes Drehmoment ergibt. Im gezeigten Beispiel erfolgt dieser Einsatz der Nocke 6 bei etwa 700 Öffnungswinkel.
Zur weiteren Erläuterung sei auf Fig. 8 verwiesen. Um den beweglichen Flügel 4 in Richtung des Pfeiles 19 zu schwenken, ist eine Kraft nötig, um den durch das Anlegen der Rollen auf die Nocken 5, 6 hervorgerufenen Widerstand zu überwinden.
Kommt nun die Rolle 14 auf das gerade Stück 6d, so nimmt dieser Widerstand rasch bis auf die Hälfte ab, und die Türe lässt sich in diesem Bereich leicht öffnen oder schliessen.
Gelangen die Rollen schliesslich in die Einbuchtungen 5d bzw.
6f (Fig. 9 und 10), so wird der bewegliche Scharnierflügel 4 arretiert. Diese Einbuchtungen müssen nicht unbedingt bei einem Bogenwinkel von 1800 gegenüber den Einbuchtungen 5a und 6a angeordnet sein; sie können auch bei 900 liegen, so dass die Türe bis um 900 geöffnet und dort arretiert werden kann.
Der Radius der Nockenfläche kann wie dargestellt zuerst ansteigen, worauf er wieder abnimmt, so dass im abnehmenden Bereich ein selbständiges Öffnen möglich ist. Man kann auch den Radius konstant belassen, so dass die Türe in jeder möglichen Stellung innerhalb dieses Bereiches angehalten werden kann.
Im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 sind zwei koaxiale Nocken 22 und 23 von geringer Dicke und mit geringem Abstand voneinander auf einer Scharnierachse 20 mittels Keilen 30 befestigt. Die beiden Nocken bestehen bei dieser Ausführungsform aus Metall. Auf der Scharnierachse 20 sind auch die Teile 21a und 21b des festen Scharnierflügels 21 befestigt; dazwischen sind schwenkbar die Teile 24a und 24b des beweglichen Flügels 24 angebracht. Auf dem letzteren befindet sich ein Halter 25, unter welchem ein U-förmig gebogenes Ende 26a einer Feder 26 verläuft. Dieses Ende 26a ist mittels einer Schraube 27 am Scharnierflügel 24 befestigt. Auf dem anderen Ende der Feder 26 ist eine Rolle 28 frei drehbar gelagert, welche von der Feder 26 elastisch gegen die Nocken 22 und 23 angelegt wird. Die Feder 26 weist mehrere Windungen 26b auf.
Bei der dargestellten Ausführungsform des Scharniers sind beide Nocken formgleich; man kann aber auch entsprechend Fig. 6 die Kurvenform unterschiedlich gestalten, um die Drehkraft entprechend dem Öffnungswinkel zu variieren.
Mit 29 sind die Befestigungslöcher für das Scharnier bezeichnet.
Die Ausführungsform nach den Fig. 3, 4 und 5 ist im wesentlichen gleich. Auf einer Scharnierachse 31 sind die Teile 32a, 32b des festen Scharnierflügels 32 befestigt, ebenso befindet sich in der Mitte der Scharnierachse 31 auch eine Nocke 33 aus Nylon mit einem Keil 34. An der Scharnierachse 31 ist ferner der bewegliche Scharnierflügel 35 mit seinen Teilen 35a und 35b schwenkbar angebracht. Dieser Scharnierflügel trägt auch einen Halter 36. Unter diesem befindet sich der U-förmige Teil 37a einer Feder 37, welcher mit einer Schraube 38 am beweglichen Scharnierflügel 35 befestigt ist. Am gegen überliegenden Ende der Feder 37 ist eine Rolle 39 aus Metall drehbar angebracht, die elastisch auf die Kurvenfläche der genannten Nocke 33 aufliegt. Im festen Scharnierflügel 32 ist eine Aussparung 40 für die Rolle angebracht.
Mit 41 sind die Löcher für die Befestigung des Scharniers bezeichnet. Der Umfang der Nocke 33 weist eine Einbuchtung 33a und dieser genau gegenüber eine weitere Einbuchtung 33b auf. Wenn die Rolle in die Einbuchtung 33a oder 33b eingreift, wird die Tür festgehalten, auch bei Wind wird sie nicht bewegt. Wenn man die Einbuchtung 33b entsprechend dem benötigten Öffnungswinkel der Tür anbringt, kann man in diesem Winkel die Tür offen stehen lassen. Wenn man ferner, wie bei diesem Beispiel, von der Einbuchtung 33a im Bereich von 0 bis 700 Bogenwinkel den Radius der Kurvenfläche der Nocke zunehmen lässt, schliesst die Tür automatisch, wenn sie eine Stellung unter 90 erreicht hat.
Wird die Kurvenfläche der Nocke kreisförmig und ohne Exzentrizität ausgeführt, kann man die Tür in jeder beliebigen Stellung offen stehen lassen.