DE102005015541A1

DE102005015541A1 - Kraftfahrzeugscharnier

Info

Publication number: DE102005015541A1
Application number: DE200510015541
Authority: DE
Inventors: Ante Pranjic; Johann Olfert; Dirk Bogner; Ralf Kuhlmann
Original assignee: ISE Industries GmbH
Current assignee: Metalsa Automotive GmbH
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-04-05
Also published as: DE102005015541B4

Abstract

Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeugscharniere für Türen und Klappen, mit einer an einem Türrahmen befestigbaren Säulenkonsole, einer an einer Tür befestigbaren Türkonsole sowie einem die Türkonsole und die Säulenkonsole drehgelenkig verbindenden Scharnierbolzen, wobei die Türkonsole zwischen einer einer Schließstellung der Tür entsprechenden Position und einer den maximalen Öffnungswinkel der Tür festlegenden Endlage verschwenkbar ist. Um ein Kraftfahrzeugscharnier bereitzustellen, bei dem es auch bei mit großer Energie durchgeführten Öffnungsbewegungen und den daraus resultierenden harten Endanschlägen einer an dem Scharnier angeordneten Tür oder Klappe nicht zu Beschädigungen der Säulen- und/oder Türbleche oder des gesamten Scharniers kommt, ist vorgesehen, daß ein Dämpfungselement derart an der Säulenkonsole und/oder der Türkonsole angeordnet ist, daß im Bereich eines Öffnungswinkels der Tür um die Endlage eine in Richtung der Endlage erfolgende Schwenkbewegung der Türkonsole gedämpft wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugscharnier für Türen und Klappen, mit

– einer an einem Türrahmen befestigbaren Säulenkonsole,
– einer an einer Tür befestigbaren Türkonsole sowie
– einem die Türkonsole und die Säulenkonsole drehgelenkig verbindenden Scharnierbolzen, wobei

Derartige Scharniere zur gelenkigen Anordnung von Fahrzeugtüren oder Klappen an einer Fahrzeugkarosserie sind seit langem bekannt und in einer Vielzahl von Ausführungsformen erhältlich. Diese Scharniere ermöglichen das mehr oder weniger komfortable Verschwenken der Türen oder Klappen aus einer Schließstellung – d. h. der Stellung, in der die Tür oder Klappe die jeweilige Fahrzeugöffnung vollständig verschließt – bis in eine festgelegte Endlage, die dem maximalen Öffnungswinkel der Tür oder Klappe gegenüber der Karosserie entspricht. Eine Festlegung der Endlage ist dabei zwingend erforderlich, um Beschädigungen an den Türen, Klappen oder der Karosserie in Folge eines Kontakts vorzubeugen.

In der Regel wird der Schwenkwinkelbereich der Türkonsole gegenüber der Säulenkonsole dabei durch eine einfache konstruktive Ausgestaltung des Kraftfahrzeugscharniers festgelegt. Bevorzugt sind die Scharniere der eingangs genannten Art so ausgebildet, daß nach dem Erreichen des festgelegten maximalen Öffnungswinkels die Türkonsole an einem Abschnitt an der Säulenkonsole zur Anlage kommt, wodurch ein Weiterschwenken blokkiert ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, separate Anschlagelemente zu verwenden, die nicht Bestandteil der Scharniere, sondern bspw. an der Karosserie angeordnet sind.

Scharniere der eingangs genannten Art weisen jedoch den Nachteil auf, daß es in Folge häufiger Endanschläge, die unter Umständen auch mit großer Energie erfolgen, zu Rissen in Säulen- oder Türblechen kommen kann. Darüber hinaus besteht mit zunehmender Lebensdauer die Gefahr eines vollständigen Versagens des Scharniers in Folge eines Bruchs der Säulen- und/oder Türkonsole.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeugscharnier bereitzustellen, bei dem es auch bei mit großer Energie durchgeführten Öffnungsbewegungen und den daraus resultierenden harten Endanschlägen einer an dem Scharnier angeordneten Tür oder Klappe nicht zu Beschädigungen der Säulen- und/oder Türbleche oder des gesamten Scharniers kommt.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeugscharnier mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Kennzeichnend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugscharnier ist die Verwendung eines Dämpfungselements. Dieses ist derart an der Säulenkonsole und/oder der Türkonsole angeordnet, daß es die Öffnungsbewegung einer mit der Türkonsole verbundenen Tür im Bereich eines Öffnungswinkels der Tür um die Endlage, d. h. vor Erreichen der Endlage, dämpft. Das Dämpfungselement erlaubt zwar ein Weiterverschwenken der Tür bis zur Endlage, es baut dabei jedoch die kinetische Energie aus der Öffnungsbewegung ab.

Im Wirkungsbereich des Dämpfungselements resultiert daraus ein Abbremsen der Tür, wodurch die bei den Kraftfahrzeugscharnieren aus dem Stand der Technik bekannten Kraftspitzen beim Endanschlag deutlich reduziert werden. Infolgedessen wird auch die gesamte Belastung auf das System bestehend aus Scharnier, Tür und Karosserie erheblich reduziert.

Das Dämpfungselement ist dabei vorzugsweise so ausgelegt, daß es ein Verschwenken der Türkonsole gegenüber der Säulenkonsole bis zum Endanschlag erlaubt. Die Verwendung des Dämpfungselements führt somit nicht zu einer Reduzierung des maximalen Öffnungswinkels. Der Bereich um die Endlage, d. h. der Schwenkwinkelbereich der Türkonsole, bei dem das Dämpfungselement mit einer Anschlagfläche zusammenwirkt, ist abhängig von der frei wählbaren Anordnung und Ausgestaltung des Dämpfungselements. Vorteilhafterweise beträgt dieser Schwenkwinkel 5–15°.

Die mit dem Dämpfungselement zusammenwirkende Anschlagfläche kann grundsätzlich an beliebiger Stelle im Schwenkbereich der Türkonsole ausgebildet werden. Denkbar ist bspw. die Anordnung einer separaten, mit dem Türrahmen verbundenen Anschlageinheit mit einer Anschlagfläche. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Anschlagflächen jedoch an der Türkonsole und der Säulenkonsole angeordnet, die in der Endlage aneinander anliegen. Diese Ausgestaltung gewährleistet eine hohe Funktionssicherheit.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Dämpfungselement in einer Vertiefung einer Anschlagfläche der Säulenkonsole und/oder Türkonsole angeordnet. Unter den Anschlagflächen werden demgemäß die Flächen der Säulenkonsole und der Türkonsole verstanden, die in der Endlage aneinander anliegen. Die Anschlagflächen können dabei direkt aus dem Material der Säulenkonsole und/oder Türkonsole gebildet sein. Die Anschlagflächen können ferner durch Flächen zusätzlicher Bauteile gebildet werden, die an der Säulenkonsole und/oder Türkonsole angeordnet sind. Im Falle der Verwendung von Vertiefungen in den Anschlagflächen, bilden die die Vertiefung umgebenden Bereiche die Anschlagfläche.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, das Dämpfungselement flächig anzubringen. Die Anordnung des Dämpfungselements in einer Vertiefung der Anschlagfläche sichert jedoch die Position des Dämpfungselements in ergänzender Weise. Darüber hinaus gewährleistet diese Ausgestaltung der Erfindung bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Dämpfungselements, daß nach Erreichen der Endlage die die Vertiefung umgebenden Bereiche der einen Anschlagfläche an der anderen, gegenüberliegenden Anschlagfläche der Säulenkonsole oder Türkonsole anliegen. Gegenüber herkömmlichen Scharnieren verringert sich somit der Öffnungswinkel nicht. Bekannte Scharniere können in einfacher Weise mit Dämpfungselementen versehen werden.

Vorteilhafterweise ist das Dämpfungselement derart ausgebildet und teilweise in der Vertiefung angeordnet, daß es durch zwei einander gegenüberliegende erste Seiten der Vertiefung arretiert ist. Hierdurch wird einem Lösen des Dämpfungselements in ergänzender Weise vorgebeugt, so daß eine besonders hohe Funktionssicherheit des Kraftfahrzeugscharniers gewährleistet ist. Die ersten Seiten liegen dabei an den Seiten des Dämpfungselements an.

Eine zusätzliche Sicherung der Position des Dämpfungselements in der Vertiefung läßt sich nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen, daß die einander gegenüberliegenden ersten Seiten der Vertiefung jeweils mit einer Ausnehmung versehen sind, die zur Aufnahme entsprechender Vorsprünge des Dämpfungselements ausgebildet sind. Hierdurch wird insbesondere ein Verschieben des Dämpfungselements in Richtung der an die ersten Seiten angrenzenden zweiten Seiten der Vertiefung verhindert.

Eine solche Weiterbildung der Erfindung ist insbesondere dann von besonderem Interesse, wenn nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in einem unbelasteten Zustand des Dämpfungselements zwischen den zweiten Seiten der Vertiefung und den den zweiten Seiten der Vertiefung gegenüberliegenden Seiten des Dämpfungselements einen Freiraum besteht.

Das Bestehen eines Freiraums gewährleistet dabei im besonderen Maße, daß es beim Zusammendrücken eines vorteilhafterweise elastisch verformbaren Dämpfungselements nicht zu einem Herausquellen und einem damit einhergehenden Einquetschen zwischen den Anschlagflächen der Säulenkonsole und der Türkonsole kommt. Das vorteilhafterweise aus einem elastischen Kunststoff gebildete Dämpfungselement fließt dabei beim Zusammendrücken in die Freiräume, die im unbelasteten Zustand des Dämpfungselements zwischen den zweiten Seiten der Vertiefung und dem Dämpfungselement bestehen.

Die Verwendung eines aus elastischem Kunststoff hergestellten Dämpfungselements ermöglicht überdies eine besonders kompakte Bauweise, so daß auch die Dämpfung in kleineren Scharnierbauräumen erfolgen kann. Über die grundsätzlich freie Materialwahl lassen sich dabei die Dämpfungseigenschaften beliebig festlegen. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines aus einem Elastomer, vorzugsweise Polyurethan-Kautschuk, hergestellten Dämpfungselements herausgestellt.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verjüngt sich das Dämpfungselement in Richtung seines freien, der Vertiefung gegenüberliegenden Endes. Hierdurch wird die Funktionssicherheit in ergänzender Weise erhöht. Insbesondere wird dadurch im besonderen Maße gewährleistet, daß es nicht zu einem Herausquellen des Dämpfungselements und einem damit einhergehenden Quetschen zwischen den Schar nierteilen kommt. Die sich verjüngende Form kann dabei grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Denkbar ist bspw. eine kegelstumpfförmige Ausbildung des Dämpfungselements. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in der Vertiefung ein gegen eine Federkraft verschiebbarer, im unbelasteten Zustand aus der Anlagefläche herausragender Stößel angeordnet. Beim Verschwenken der Türkonsole in Richtung auf die Endlage kommt die Anschlagfläche der Türkonsole – bei einer Anordnung des Stößels in einer an der Säulenkonsole angeordneten Vertiefung – mit dem Stößel in Eingriff und verschiebt diesen entgegen einer Federkraft in die Vertiefung, wodurch die kinetische Energie aus der Öffnungsbewegung der Tür abgebaut wird.

Das Dämpfungselement ist vorteilhafterweise durch den Stößel gebildet, der gegen die Federkraft eines in der Vertiefung angeordneten Tellerfederpakets verschiebbar ist. Der Abbau der kinetischen Energie in Folge der Öffnungsbewegung erfolgt hierbei in Form von Reibung zwischen den einzelnen Federn. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist insbesondere für höhere Kräfte geeignet, wie sie z. B. bei LKW-Türen auftreten.

Vorteilhafterweise ist das mit dem Stößel ausgebildete Dämpfungselement dabei so ausgelegt, daß dieses in der Endlage vollständig in der Vertiefung angeordnet ist. Somit wird auch in diesem Falle gewährleistet, daß der vollständige Öffnungswinkel der Tür zur Verfügung steht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. In den Figuren zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines aus einem Säulenteil und einem Türteil bestehenden ersten Kraftfahrzeugscharniers mit einem an dem Säulenteil angeordneten Dämpfungselements in einer Schließstellung der Tür;
2 eine Draufsicht auf das Scharnier von 1;
3 eine Schnittansicht des Scharniers von 1;
4 eine Draufsicht auf das Scharnier von 1 in einer Endlage;
5 eine Schnittansicht des Scharniers von 1 in einer Endlage;
6 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Scharniers, teilweise im Schnitt, in der Endlage des Scharniers;
7 eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform eines Scharniers in einer Schließstellung der Tür, teilweise im Schnitt und
8 eine Schnittansicht des Dämpfungselements des Scharniers von 7.
Bei dem in 1 dargestellten Scharnier handelt es sich um ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugtürscharniers 4 zur drehgelenkigen Anordnung einer hier nicht dargestellten Fahrzeugtür an einer hier ebenfalls nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie.
Das Kraftfahrzeugscharnier 4 weist eine zur Befestigung an der Tür vorgesehene Türkonsole 1 auf, die über einen Scharnierbolzen 9 drehgelenkig mit einer an der Fahrzeugkarosserie anordbaren Säulenkonsole 2 verbunden ist. Zur Anordnung an der Tür bzw. an der Fahrzeugkarosserie weisen die Säulenkonsole 2 und die Türkonsole 1 Durchgangsbohrungen 10, 11 auf, die zur Aufnahme von hier nicht dargestellten Befestigungsschrauben vorgesehen sind.
Wie aus 3 ersichtlich, ist der Scharnierbolzen 9 zum einen mit der Türkonsole 1 über eine formschlüssige Verbindung zwischen einem Verbindungsabschnitt 25 und einer korrespondierend ausgebildeten Aufnahmeöffnung 26 in der Türkonsole 1 und zum anderen mit einem Rastrollenträger 14 über eine Nietverbindung 27 verdrehfest verbunden. Beim Verschwenken der Türkonsole 1 des Kraftfahrzeugscharniers 4 aus der in 1 und 2 dargestellten Schließstellung der Tür, wird die Türkonsole 1 derart um die Achse des Scharnierbolzens 9 verdreht, daß ein an der Türkonsole 1 angeordnetes Dämpfungselement 3 in Richtung auf eine Anschlagfläche 8 der Säulenkonsole 2 bewegt wird.
Im Verlauf der Öffnungsbewegung kommen die an dem Rastrollenträger 14 angeordneten Rastrollen 7 mit einem freien Ende eines S-förmigen Federelements 5 in Eingriff, welches in der Säulenkonsole 2 befestigt ist. Aufgrund des zum Weiterverschwenken erforderlichen erhöhten Betätigungsmoments, wobei das freie Ende des Federelements 5 ausgelenkt werden muß, bestimmen die Rastrollen 7 vordefinierte Rastpunkte im Schwenkbereich der Tür zwischen der Schließstellung und der maximalen Öffnungslage der Tür.
Nach Durchlaufen der durch die beiden Rastrollen 7 hervorgerufenen Rastpositionen beim Öffnen der Tür, d. h. beim Verschwenken der Türkonsole 1, erreicht das Kraftfahrzeug scharnier 4 die in 4, 5 und 6 dargestellte Endlage, bei der die Anschlagfläche 21 der Türkonsole 1 an der Anschlagfläche 8 der Säulenkonsole 2 flächig anliegt. 6 zeigt dabei eine zweite Ausführungsform eines Kraftfahrzeugscharniers 4' ohne einen Rastrollenträger 14.
In einem Schwenkwinkelbereich vor dem Erreichen der Endlage, nämlich dann, wenn eine Oberseite 28 des Dämpfungselements 3 mit der Anschlagfläche 8 in Eingriff kommt, wird die kinetische Energie der Öffnungsbewegung durch eine Verformung des Dämpfungselements 3 abgebaut.
Wie aus 3 ersichtlich, ist das Dämpfungselement 3 in einer Vertiefung 12 in der Anschlagfläche 21 der Türkonsole 1 angeordnet. Die einander gegenüberliegenden ersten Seiten 19 der Vertiefung 12 verklemmen dabei das Dämpfungselement 3 und sichern so deren Position an der Türkonsole 1. Seitliche Vorsprünge 29 an dem Dämpfungselement 3, die in zusätzliche Ausnehmungen 13 in den ersten Seiten 19 eingreifen, verhindern zudem ein Verschieben des Dämpfungselements 3 in der Vertiefung 12.
Wie aus 2 ersichtlich, weist das Dämpfungselement 3 – ausgehend von der Vertiefung 12 – eine sich verjüngende Form auf. Aus 3 ist erkennbar, daß zwischen den zweiten Seiten 20 der Vertiefung 12 und den gegenüberliegenden Seiten des Dämpfungselements 3 ein Freiraum vorhanden ist. Diese konstruktiven Ausgestaltungen gewährleisten, daß beim Erreichen der in 4, 5 und 6 dargestellten Endlage das Dämpfungselement 3 vollständig in der Vertiefung 12 angeordnet ist, und die Anschlagfläche 8 an der Anschlagfläche 21 der Säulenkonsole 1 zur Anlage kommt.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugscharniers 4''. Im Gegensatz zu dem in 1 dargestellten Kraftfahrzeugscharnier 4 weist dieses Kraftfahrzeugscharnier 4' ein Dämpfungselement 3' auf, das aus einem Stößel 16 gebildet ist, welcher in einer als Hülse 17 ausgebildeten Vertiefung 12 der Säulenkonsole 2 angeordnet ist. Der Stößel 16 ist entgegen der durch ein Tellerfederpaket 15 bereitgestellten Federkraft in die Hülse 17 verschiebbar.
Kurz vor Erreichen der Endlage kommt die Anschlagfläche 21 der Türkonsole 1 mit der durch eine Oberseite 32 des Stößels 16 gebildeten Anschlagfläche 8 in Eingriff und verschiebt diesen beim Weiterverschwenken entgegen der Federkraft in die Hülse 17 hinein, wobei die kinetische Energie der Öffnungsbewegung abgebaut wird. Eine solche Ausgestaltung eignet sich insbesondere beim Auftreten hoher Kräfte, wie es bspw. bei LKW-Türen der Fall ist.
Auf dem der Öffnung der Vertiefung 12 gegenüberliegenden Ende ragt der Stößel 16 mit seinem der Oberseite 32 gegenüberliegenden Ende 31 aus der Hülse 17 heraus. Ein Sicherungsring 30, der in einer Nut am Ende 31 des Stößels 16 angeordnet ist, verhindert dabei, daß sich der Stößel 16 in der Schließlage der Tür aus der Vertiefung 12 herausbewegt.

Claims

Kraftfahrzeugscharnier für Türen und Klappen, mit – einer an einem Türrahmen befestigbaren Säulenkonsole, – einer an einer Tür befestigbaren Türkonsole sowie – einem die Türkonsole und die Säulenkonsole drehgelenkig verbindenden Scharnierbolzen, wobei die Türkonsole zwischen einer einer Schließstellung der Tür entsprechenden Position und einer den maximalen Öffnungswinkel der Tür festlegenden Endlage verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungselement (3, 3') derart an der Säulenkonsole (2) und/oder der Türkonsole (1) angeordnet ist, daß im Bereich eines Öffnungswinkels der Tür um die Endlage eine in Richtung der Endlage erfolgende Schwenkbewegung der Türkonsole (2) gedämpft wird.
Kraftfahrzeugscharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Endlage eine Anschlagfläche (21) der Türkonsole (1) an einer Anschlagfläche (8) der Säulenkonsole (2) anliegt.
Kraftfahrzeugscharnier nach Anspruch 1oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (3, 3') teilweise in einer Vertiefung (12) der Anschlagfläche (8) der Säulenkonsole (2) und/oder der Anschlagfläche 21 der Türkonsole (1) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (3, 3') in der Endlage vollständig in der Vertiefung (12) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (3) derart ausgebildet und in der Vertiefung (12) angeordnet ist, daß es durch zwei einander gegenüberliegende erste Seiten (19) der Vertiefung (12) arretiert ist.
Türscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem unbelasteten Zustand des Dämpfungselements (3) zwischen den zweiten Seiten (20) der Vertiefung (12) und der den zweiten Seiten (20) der Vertiefung (12) gegenüberliegenden Seiten des Dämpfungselements (3) ein Freiraum vorhanden ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden ersten Seiten (19) der Vertiefung (12) jeweils mindestens eine Ausnehmung (13) aufweisen.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (3) aus einem elastischen Kunststoff gebildet ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (3) aus einem Elastomer, vorzugsweise Polyurethan-Kautschuk, gebildet ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Dämpfungselement (3) in Richtung seines freien, der Vertiefung (12) gegenüberliegenden Endes verjüngt, insbesondere die Form eines Kegelstumpfes aufweist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vertiefung (12) ein gegen eine Federkraft verschiebbarer, aus der Anschlagfläche (8) herausragender Stößel (16) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (3') durch den Stößel (16) gebildet ist, der gegen die Federkraft eines in der Vertiefung (12) angeordneten Tellerfederpakets (15) verschiebbar ist.