DE10006057B4

DE10006057B4 - Scharnier

Info

Publication number: DE10006057B4
Application number: DE2000106057
Authority: DE
Inventors: Guido Kurz; Thomas Broghammer
Original assignee: Karl Simon GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Simon GmbH and Co KG
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2020-02-11
Also published as: DE10006057A1

Abstract

Scharnier, insbesondere Kraftfahrzeugscharnier, mit zwei Scharnierteilen, wobei das eine Scharnierteil eine Rastwelle aufweist, auf der drehfest eine Nabe befestigt ist, wobei die Rastwelle einen Profilwellenabschnitt aufweist, und wobei die Nabe einen Hülsenkörper besitzt, der an seinem Hülseninnenmantel mit einer Innenprofilierung versehen ist, die zur Bildung eines Umfangformschlusses und Preßsitzes zwischen der Rastwelle und der Nabe auf die Außenkontur des Profilwellenabschnittes der Rastwelle angepaßt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich des Profilwellenabschnittes (12) zu dem Hülseninnenmantel der Nabe (20) Toleranzanpaßmittel (26) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Scharnier, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zwei Scharnierteilen, wobei das eine Scharnierteil eine Rastwelle aufweist, auf der drehfest eine Nabe befestigt ist, wobei die Rastwelle einen Profilwellenabschnitt aufweist, und wobei die Nabe einen Hülsenkörper besitzt, der an seinem Hülseninnenmantel mit einer Innenprofilierung versehen ist, die zur Bildung eines Umfangsformschlusses und Preßsitzes zwischen der Rastwelle und der Nabe auf die Außenkontur des Profilwellenabschnittes der Rastwelle angepaßt ausgebildet ist.

Wie die DE 197 09 039 A1 zeigt, werden bei derartigen Scharnieren für die Nabe und die Rastwelle unterschiedliche Materialien und/oder für deren Herstellung unterschiedliche Herstellungs- und/oder Bearbeitungsverfahren verwendet. Die drehfeste Verbindung zwischen Nabe und Rastwelle wird durch Preßsitz und angepaßte Oberflächengestaltung der Rastwelle und der Innenaufnahme der Naben-Hülse erreicht. Bei der Herstellung der beiden Teile entstehen fertigungsbedingte Toleranzen. Wird die Nabe auf die Rastwelle aufgebracht, dann entstehen infolge dieser Fertigungstoleranzen unterschiedlich große Preßkräfte. Dabei kann es vorkommen, dass die Preßkräfte so hoch sind, dass die Nabe eine unzulässig hohe Preßspannung bei der Montage erfährt oder infolge der im Betrieb auftretenden Wechselspannungen vorzeitig ausfällt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Scharnier der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das einfach zu fertigen ist und bei dem die aus einer Fertigungscharge stammenden Einzelscharniere sich bei der Montage möglichst gleichartig verhalten und durch eine möglichst einheitliche Lebensdauer auszeichnen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Übergangsbereich des Profilwellenabschnittes zu dem Hülseninnenmantel der Nabe Toleranzanpaßmittel angeordnet sind.

Mittels der Toleranzanpaßmittel lassen sich die Fertigungstoleranzen, die zwischen der innenkontur der Nabe und der Außenkontur der Rastwelle entstehen, zunächst ausgleichen. Dadurch ist dann schließlich auch eine Vergleichmäßigung der Preßkraft bei unterschiedlich tolerierten Scharnierteilen möglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Toleranzanpaßmittel als rippenförmige Vorsprünge ausgebildet und einteilig an die Nabe und/oder den Profilwellenabschnitt angeformt sind, und sich in Richtung der Mittellängsachse der Nabe erstrecken. Die rippenförmigen Vorsprünge weiden abhängig von der Toleranzpaarung mehr oder weniger beim Fügen der Nabe auf die Rastwelle deformiert. Das dabei ausweichende Material der Vorsprünge kann sich in die Zwischenräume, die zwischen den Vorsprüngen gebildet sind, hineindeformieren. Gleichzeitig bilden die rippenförmigen Vorsprünge auch Führungen, die das Aufpressen der Nabe auf die Rastwelle erleichtern. Es kann insbesondere hierbei vorgesehen sein, dass die rippenförmigen Vorsprünge die Nabe gegenüber der Rastwelle derart abstützen, dass die Mittellängsachse der Nabe mit der Mittellängsachse der Rastwelle in Flucht steht. Dabei können bespielsweise drei Vorsprünge oder drei Gruppen von Vorsprüngen um jeweils 120° zueinander versetzt am Innenumfang der Hülse angeordnet sein. Denkbar ist es auch, mehrere Gruppen von Vorsprüngen oder Einzelvorsprünge zu verwenden, wobei stets die Zentrierung der Nabe an der Rastwelle gegeben sein muß.

Denkbar ist es auch, dass die rippenförmigen Vorsprünge in gleichmäßiger Teilung über den gesamten Innenumfang des Hülsenkörpers der Nabe verteilt angeordnet sind.

Wenn vorgesehen ist, dass die rippenförmigen Vorsprünge im Querschnitt eine bogenförmig gewölbte Außenkontur aufweisen, und dass die Vorsprünge im Anschluß an die gewölbte Außenkontur, im Bereich der Anbindungsstelle an den Hülsenkörper kontinuierlich zum Hülseninnenmantel hin auslaufen, so wird eine Geometrie geschaffen, bei der eine Kraftableitung im Pressitz mit nur geringen Kerbspannungen möglich ist.

Aus Montagevereinfachungsgründen kann es vorgesehen sein, dass der den Hülsenkörper durchsetzende, die Innenprofilierung bildende Durchbruch an den beiden hülsenlängsseitigen Enden in trichterförmige Einführerweiterungen ausläuft.

Eine mögliche Erfindungsvariante kann dadurch gekennzeichnet sein, dass die Nabe als Sinterteil und die Rastwelle als Fließpreßteil ausgebildet ist. Die Rastwelle weist dann eine hohe Zähigkeit auf. Demgegenüber besitzt die Nabe eine hohe Gleit-Verschleißfestigkeit. Da die Nabe als Sinterteil gegenüber Zugspannungen empfindlich ist, erweist sich die Verwendung der erfindungsgemäßen Toleranzanpaßmittel gerade bei dieser Materialkombination als besonders vorteilhaft. Dies wird um so deutlicher, wenn man sich vergegenwärtigt, dass die Rastwelle infolge des Herstellungsverfahrens mit relativ großen Toleranzen behaftet ist, während die Nabe bzgl. ihrer Abmessungen mit geringem Toleranzspiel fertigbar ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 in perspektivischer Seitendarstellung eine Rastwelle mit einer aufgezogenen Nabe und
2 die in 1 dargestellte Nabe in Einzelteildarstellung
In der 1 ist eine Rastwelle 10 gezeigt, die als Fließpreßteil aus einem Stahlwerkstoff hergestellt ist. Die Rastwelle 10 besitzt einen vorderseitigen Endzapfen, an den sich ein Profilwellenabschnitt 12 anschließt. Der Profilwellenabschnitt 12 bildet einzelne Vorsprünge, die eine gewölbte Außenkontur haben und die über Rundungsübergänge ineinander laufen. Im Anschluß an den Profilwellenabschnitt 12 weist die Rastwelle 10 einen Anschlagbund 13 auf. Hinter dem Anschlagbund 13 schließt sich ein weiterer Bund 14 an. Dieser Bund 14 ist gegenüber dem Anschlagbund 13 durchmesservergrößert ausgebildet. Die Rastwelle 10 trägt an ihrem, dem Bund 14 zugewandten Ende einen zweiten Endzapfen 15. Auf die Rastwelle 10 ist eine Nabe 20 aufgeschoben. Die Ausgestaltung der Nabe 20 läßt sich näher in der 2 erkennen.
Wie diese Darstellung zeigt, weist die Nabe 20 einen Hülsenkörper 21 auf, der von einem zentrischen Durchbruch durchsetzt ist. Die Innenmantelfläche des den Durchbruch bildenden Hülsenkörpers 21 ist mit einer Innenprofilierung 25 versehen. Die Innenprofilierung 25 ist dabei auf die Geometrie des Profilwellenabschnittes 12 angepaßt ausgebildet. Wie die 2 weiter erkennen läßt, ist die gesamte Innenprofilierung 25 der Nabe 20 mit rippenförmigen Vorsprüngen versehen, die als Toleranzanpaßmittel 26 dienen. Die rippenförmigen Vorsprünge verlaufen dabei in Richtung der Mittellängsachse der Nabe 20. Wie die 2 weiter erkennen läßt, sind die rippenförmigen Vorsprünge in gleichmäßiger Teilung zueinander beabstandet angeordnet. Sie weisen eine bogenförmig gewölbte Außenkontur auf. Im Bereich der sich zwischen zwei Vorsprüngen ergebenden Nutgeometrie sind gerundete Übergänge zwischen den Vorsprüngen und dem Hülsenkörper 21 gebildet.
Die Nabe 20 läuft im Bereich ihrer beiden längsseitigen Durchbruchenden in trichterförmigen Einführerweiterungen 24 aus. Aug der Außenseite des Hülsenkörpers 21 besitzt die Nabe 20 mehrere gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnete Vorsprünge 22. Die Vorsprünge 22 sind voneinander mittels Längsnuten 23 abgetrennt.
Zur Montage der Nabe 20 auf der Rastwelle 10 wird die Nabe 20 mit einer ihrer Einführerweiterungen 24 auf den Endzapfen 11 der Rastwelle 10 aufgesetzt. Das Fügen wird hierbei mittels der Einführerweiterung 24 erleichtert. Anschließend wird die Nabe 20 axial gegenüber der Rastwelle 10 verschoben, bis die Innenprofilierung 25 der Nabe 20 endseitig an dem Profilwellenabschnitt 12 anschlägt. Dabei muß die Innenprofilierung 25 der Nabe 20 gegenüber der Außenkontur der Rastwelle 10 ausgerichtet sein. Infolge einer Kraftaufbringung kann die Nabe 20 auf den Profilwellenabschnitt 12 aufgeschoben werden.
Abhängig von den zwischen der als Sinterteil ausgebildeten Nabe 20 und dem Profilwellenabschnitt 12 gebildeten Maßtoleranzen werden die rippenartigen Vorsprünge (Toleranzanpaßmittel 26) beim Aufpressen der Nabe 20 auf dem Profilwellenabschnitt 12 mehr oder weniger stark deformiert. Die Nabe 20 kann solange verschoben werden, bis sie endseitig an dem Anschlagbund 13 zum Liegen kommt. Für den Fall, dass beim Fügen der Nabe 20 Materialspäne im Bereich der Preßfläche abgetragen wurden, können diese sich in dem Hohlraum zwischen dem Anschlagbund 13 und der zugeordneten Einführerweiterung 24 sammeln. Diese behindern daher nicht das paßgenaue Anliegen der Nabe 20 an dem Anschlagbund 13.

Claims

Scharnier, insbesondere Kraftfahrzeugscharnier, mit zwei Scharnierteilen, wobei das eine Scharnierteil eine Rastwelle aufweist, auf der drehfest eine Nabe befestigt ist, wobei die Rastwelle einen Profilwellenabschnitt aufweist, und wobei die Nabe einen Hülsenkörper besitzt, der an seinem Hülseninnenmantel mit einer Innenprofilierung versehen ist, die zur Bildung eines Umfangformschlusses und Preßsitzes zwischen der Rastwelle und der Nabe auf die Außenkontur des Profilwellenabschnittes der Rastwelle angepaßt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich des Profilwellenabschnittes (12) zu dem Hülseninnenmantel der Nabe (20) Toleranzanpaßmittel (26) angeordnet sind.
Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Toleranzanpaßmittel (26) als rippenförmige Vorsprünge ausgebildet und einteilig an die Nabe (20) und/oder den Profilwellenabschnitt (12) angeformt sind, und sich in Richtung der Mittellängsachse der Nabe (20) erstrecken.
Scharnier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rippenförmigen Vorsprünge die Nabe (20) gegenüber der Rastwelle (10) derart abstützen, dass die Mittellängsachse der Nabe (20) mit der Mittellängsachse der Rastwelle (10) in Flucht steht.
Scharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rippenförmigen Vorsprünge in gleichmäßiger Teilung über den gesamten Innenumfang des Hülsenkörpers (21) der Nabe (20) verteilt angeordnet sind.
Scharnier nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die rippenförmigen Vorsprünge im Querschnitt eine bogenförmig gewölbte Außenkontur aufweisen, und dass die Vorsprünge im Anschluß an die gewölbte Außenkontur im Bereich der Anbindungsstelle an den Hülsenkörper (21) kontinuierlich zum Hülseninnenmantel hin auslaufen.
Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der den Hülsenkörper (21) durchsetzende, die Innenprofilierung bildende Durchbruch an den beiden hülsenlängsseitigen Enden in trichterförmigen Einführerweiterungen (24) ausläuft.
Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (20) als Sinterteil und die Rastwelle (10) als Fließpreßteil unterschiedlich hergestellt sind.