-
Die Erfindung betrifft ein Scharnier für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
-
Ein derartiges Scharnier ist beispielsweise bereits aus der
DE 196 26 704 A1 als bekannt zu entnehmen und umfasst jeweilige, an einer Kraftwagenkarosserie bzw. einer Tür oder dergleichen anordnenbare, drehbar miteinander verbundene Scharnierteile. In einem Scharnierabschnitt umfasst dabei das eine Scharnierteil einen Scharnierkern mit einem Endanschlag zur Begrenzung der Öffnung der Tür, welcher durch eine teilweise umlaufende radiale Nutausnehmung ausgebildet ist, in welche ein Federbolzen radial hineinragt, welcher in einer dem anderen Scharnierteil zugeordneten Scharnierkernaufnahme befestigt ist. Beim Erreichen der maximal zugelassenen Öffnungsweite der Tür kommt der Federbolzen am Ende der Nutausnehmung zum Anschlag.
-
Aus dem Serienfahrzeugbau sind auch Scharniere bekannt, bei welchen mindestens eines der Scharnierteile ein Endanschlagelement aufweist, welches außerhalb anstatt innerhalb einer Scharnierkernaufnahme, beispielsweise direkt am Scharnierteil, angeordnet ist.
-
In beiden Fällen kann es beim Öffnen einer Tür oder dergleichen bis zum Endanschlag zu einer großen Belastung des in das Scharnier integrierten Endanschlagelements kommen, welche sich in Form eines großen Momenteneintrags in die Tür und in eine Säule des Kraftwagens und einer daraus resultierenden, plastischen Verformung auswirken kann.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Scharnier für einen Kraftwagen der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem die Belastungen, die auf die Tür und eine Säule des Kraftwagens beim Öffnen einer Tür oder dergleichen bis zum Endanschlag wirken, reduziert werden können.
-
Ein solches Scharnier für einen Kraftwagen mit jeweiligen, an einer Kraftwagenkarosserie bzw. einer Tür oder dergleichen anordnenbaren, drehbar miteinander verbundenen Scharnierteilen, deren gegenseitige Schwenkbewegung durch mindestens ein Endanschlagelement begrenzt ist, ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass zwischen den Scharnierteilen eine Dämpfungsvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die gegenseitige Schwenkbewegung der Scharnierteile kurz vor dem Kontakt mit dem Endanschlagelement dämpfbar ist.
-
Mit anderen Worten ist eine Dämpfungsvorrichtung vorgesehen, mittels welcher die relative Winkelgeschwindigkeit der Tür oder dergleichen bezüglich der Kraftwagenkarosserie reduziert werden kann, kurz bevor die Öffnungsbewegung der Tür oder dergleichen durch das mindestens eine Endanschlagelement gestoppt wird. Dadurch kann die Belastung, die auf das mindestens eine Endanschlagelement beim Stoppen der Tür oder dergleichen wirkt, reduziert werden, wodurch auch der Momenteneintrag in die entsprechende Säule und in die Tür reduziert wird, sodass eine plastische Verformung dieser Teile verhindert werden kann.
-
In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist die Dämpfungsvorrichtung mindestens zwei Keilelemente auf, welche jeweils einem der Scharnierteile zugeordnet und durch die Schwenkbewegung der Scharnierteile beim Öffnen der Tür oder dergleichen kurz vor dem Kontakt mit dem Endanschlagelement ineinander verkeilbar sind. Somit wird die Winkelgeschwindigkeit der Tür oder dergleichen auf einfache Weise durch das Aufeinanderschieben und Aufeinanderdrücken von zwei miteinander wirkenden Flanken der Keilelemente in Abhängigkeit von ihrer Steifigkeit und der zwischen ihnen auftretenden Reibung reduziert.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft gezeigt, wenn die miteinander wirkenden Flanken der Keilelemente im Wesentlichen um die Schwenkachse des Scharniers gekrümmt ausgebildet sind. Durch die Krümmung kann das Aufeinandertreffen der miteinander wirkenden Flanken der Keilelemente sanfter erfolgen. Dadurch, dass sich die miteinander wirkenden Flanken der Keilelemente im Wesentlichen um die Schwenkachse des Scharniers erstrecken, können keine unerwünschten axialen Kräfte zwischen den Keilelementen auftreten.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Keilelement in einem Keileinsatz ausgebildet ist, welcher in einer Scharnierkernaufnahme bzw. einem Scharniertopf eines der Scharnierteile angeordnet ist, wobei die Scharnierkernaufnahme mindestens ein Anschlagelement aufweist, welches mit einem einer Keilspitze abgewandten Anschlagbereich des mindestens einen Keilelements zusammenwirkt. Somit kann sich der Keileinsatz innerhalb der Scharnierkernaufnahme mittels des mindestens einen Anschlagelements nicht verdrehen, wenn ein Keilelement des anderen Scharnierteils beim Öffnen der Tür oder dergleichen auf das mindestens eine Keilelement des Keileinsatzes drückt.
-
Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Keileinsatz aus PTFE ausgebildet ist, denn dieses Material hat einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten und seine Haftreibung ist genauso groß wie seine Gleitreibung, wodurch der Übergang zwischen Stillstand und relativer Bewegung zwischen den Keilelementen ohne Stick-Slip-Effekt stattfinden kann. Zudem ist PTFE ziemlich nachgiebig, wodurch die Dämpfung der gegenseitigen Schwenkbewegung der Scharnierteile in Öffnungsrichtung progressiv steigend und dennoch relativ sanft sein kann.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Keilelement an einem Scharnierkern angeordnet, welcher mit dem anderen Scharnierteil fest verbunden und in der Scharnierkernaufnahme drehbar angeordnet ist, sodass sich das mindestens eine Keilelement des Scharnierkerns bei der Schwenkbewegung des Scharniers relativ zum Keilansatz dreht. Der Scharnierkern kann dabei beispielsweise eine Rasthülse aufweisen, in welcher das mindestens eine Keilelement ausgebildet ist.
-
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn jedem Scharnierteil zwei Keilelemente zugeordnet sind, welche mit den zwei Keilelementen des anderen Scharnierteils verkeilbar sind. Je mehr Keilelemente vorgesehen werden, desto niedriger ist die Belastung, welcher jedes Keilelement während der Dämpfung ausgesetzt ist. Da der Schwenkwinkel der Tür oder dergleichen in der Regel bis zu 180° erreichen kann, ist somit eine Anordnung von zwei Keilelementen um die Schwenkachse des Scharniers in einem Winkel von 180° bei jedem Scharnierteil sinnvoll.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine teilweise explodierte Perspektivansicht eines Scharniers für einen Kraftwagen, mit zwei jeweils an einer Kraftwagenkarosserie und an einer Tür anordnenbaren Scharnierteilen, welche jeweils ein Endanschlagelement aufweisen, mittels welcher die gegenseitige Schwenkbewegung der Scharnierteile beim Öffnen der Tür begrenzbar ist, wobei zwischen den Scharnierteilen eine vier Keilelemente aufweisende Dämpfungsvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die gegenseitige Schwenkbewegung der Scharnierteile kurz vor dem Kontakt der Endanschlagelemente miteinander dämpfbar ist;
-
2 eine Perspektivansicht einer Scharnierkernaufnahme eines der Scharnierteile, in welche ein mit zwei Keilelementen ausgebildeter Keileinsatz der Dämpfungsvorrichtung eingelegt ist;
-
3 eine weitere, teilweise explodierte Perspektivansicht des Scharniers aus einem anderen Winkel, in welcher eines von zwei weiteren Keilelementen erkennbar ist, welche an einem Scharnierkern des Scharniers angeordnet sind; und
-
4 eine perspektivische Schnittansicht des Scharniers entlang einer durch die Schwenkachse des Scharniers verlaufenden Schnittebene.
-
In 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Scharniers 10 für einen Kraftwagen dargestellt, welches zwei jeweils an einer Kraftwagenkarosserie und an einer Tür anordnenbare Scharnierteile 12, 14 umfasst. Jedes Scharnierteil 12, 14 weist ein Befestigungsteil 13 zum Festlegen der Scharnierteile 12, 14 jeweils an der Kraftwagenkarosserie und an der Tür des Kraftwagens mithilfe von Verbindungselementen 15 auf.
-
Zudem weist jedes Scharnierteil 12, 14 ein Endanschlagelement 16, 18 auf, mittels welcher deren gegenseitige Schwenkbewegung beim Öffnen der Tür um eine Schwenkachse S des Scharniers 10 begrenzt werden kann.
-
Um die Belastungen, die auf die Tür und eine Säule des Kraftwagens beim Öffnen der Tür bis zum Endanschlag wirken, zu reduzieren, ist zwischen den Scharnierteilen 12, 14 eine vier Keilelemente 20, 21 aufweisende Dämpfungsvorrichtung 22 vorgesehen, mittels welcher die gegenseitige Schwenkbewegung der Scharnierteile 12, 14 kurz vor dem Kontakt der Endanschlagelemente 16, 18 miteinander gedämpft werden kann. Jedem Scharnierteil 12, 14 sind zwei der vier Keilelemente 20, 21 auf im Weiteren näher beschriebene Weise zugeordnet.
-
Zwei Keilelemente 20 sind in einen in 1 erkennbaren, beispielsweise aus PTFE ausgebildeten Keileinsatz 24 integriert, welcher in einem zusammengebauten Zustand in einer als Scharniertopf ausgebildeten Scharnierkernaufnahme 26 des Scharnierteils 12 angeordnet ist.
-
2 zeigt eine Perspektivansicht der Scharnierkernaufnahme 26 des Scharnierteils 12, innerhalb welcher der Keileinsatz 24 der Dämpfungsvorrichtung 22 angeordnet ist. In Zusammenschau von 1 und 2 ist erkennbar, dass der Keileinsatz 24 in etwa scheibenförmig mit einer zentralen Durchgangsöffnung 28 ausgebildet ist. Auf einer seiner flachen Seiten sind die zwei Keilelemente 20 in einem Winkel von 180° zueinander angeordnet, wobei sich jedes Keilelement 20 entlang des Umfangs des Keileinsatzes 24 über einen Winkel von etwa 30° erstreckt.
-
Es ist des Weiteren erkennbar, dass die Keilelemente 20 des Keileinsatzes 24 um die Schwenkachse S des Scharniers 10 gekrümmt ausgebildet sind. Dabei sind die Außenseiten der Keilelemente 20 mit der äußeren Kante des Keileinsatzes 24 bündig. Die jeweilige innere, gekrümmte Seite dieser Keilelemente 20 bildet die Flanke 30 aus, auf welche beim Dämpfen der Schwenkbewegung des Scharniers 10 die anderen Keilelemente 21 geschoben und gedrückt werden.
-
Damit sich der Keileinsatz 24 innerhalb der Scharnierkernaufnahme 26 nicht verdreht, wenn die Keilelemente 21 des anderen Scharnierteils 14 beim Öffnen der Tür auf die Keilelemente 20 des Keileinsatzes 24 geschoben und gedrückt werden, weist die Scharnierkernaufnahme 26 zwei Anschlagelemente 27 auf, welche jeweils mit einem einer Keilspitze abgewandten Anschlagbereich 25 des Keilelements 20 in Kontakt sind. Der Keileinsatz 24 weist hierzu zwei Ausnehmungen 29 auf, in welchen die Anschlagelemente 27 der Scharnierkernaufnahme 26 angeordnet sind.
-
In 3 ist eine weitere, teilweise explodierte Perspektivansicht des Scharniers 10 aus einem anderen Winkel dargestellt, in welcher eines der zwei anderen Keilelemente 21 erkennbar ist. Diese sind an einem als Rasthülse mit Rastvertiefungen 33 ausgebildeten Scharnierkern 32 des Scharnierteils 14 angeordnet, welcher auf einem Scharnierbolzen 34 drehfest montiert ist. Wie in 1 besser erkennbar ist, ist der Scharnierbolzen 34 über eine Öffnung innerhalb des Scharnierteils 14 in dieses eingesteckt und mit diesem drehfest verbunden.
-
Die Keilelemente 21 sind in einem unteren Bereich des Scharnierkerns 32 auf seiner Oberfläche ausgebildet und weisen jeweils eine außenseitige Flanke 31 auf, welche um die Schwenkachse S des Scharniers 10 gekrümmt ausgebildet ist. Diese Keilelemente 21 sind ebenso in einem Winkel von 180° zueinander angeordnet und erstrecken sich dabei jeweils entlang des Umfangs des Scharnierkerns 32 über einen Winkel von etwa 30°.
-
Diese Flanke 31 wird beim Dämpfen der Schwenkbewegung des Scharniers 10 beim Öffnen der Tür des Kraftwagens auf die Flanke 30 der Keilelemente 20 des Keileinsatzes 24, wie der Pfeil 35 in 2 zeigt, jeweils von der Keilspitze in Richtung des Anschlagbereichs 25 verschoben und in Kontakt mit dieser gebracht. Durch die Verkeilung der Keilelemente 20, 21 entsteht eine die Winkelgeschwindigkeit des Scharnierteils 14 der Tür reduzierende Druckkraft zwischen den Keilelementen 20, 21. Durch die Nachgiebigkeit des Materials des Keileinsatzes 24 verformt sich dieser derart, dass die Dämpfung der gegenseitigen Schwenkbewegung der Scharnierteile 12, 14 in Öffnungsrichtung progressiv steigend und dennoch relativ sanft sein kann.
-
4 zeigt eine perspektivische und ausschnittsweise Schnittansicht des Scharniers 10 entlang einer durch die Schwenkachse S des Scharniers 10 verlaufenden Schnittebene, bei welcher die Scharnierteile 12, 14 zusammengebaut sind. Der auf den Scharnierbolzen 34 montierte, als Rasthülse ausgebildete Scharnierkern 32 ist innerhalb der als Scharniertopf ausgebildeten Scharnierkernaufnahme 16 drehbar aufgenommen. Dadurch sind die Scharnierteile 12, 14 drehbar miteinander verbunden.
-
Die in 1 und 3 erkennbaren Rastvertiefungen 33 des Scharnierkerns 32 sind Teil eines Türfeststellers 38. Der Türfeststeller 38 weist zudem ein Eingriffsteil 40 auf, welches durch ein Federelement 42 über ein Schiebestück 44 kraftbeaufschlagt ist und radial in eine der Rastvertiefungen 33 eingreift. Mittels des Türfeststellers 38 kann ein Öffnungsschwenkwinkel der Tür eingestellt werden.
-
In 4 ist des Weiteren der Querschnitt des Keileinsatzes 24 außerhalb des Bereichs, in dem die Keilelemente 20 ausgebildet sind, erkennbar. Rechts zeigt sich der Querschnitt des Keileinsatzes 24 dreieckig mit einer zur Schwenkachse S des Scharniers 10 senkrechten Seite. Der Basisteil des Keileinsatzes 24 ist somit als Kegelstumpf mit einer zentralen Durchgangsöffnung 28 ausgebildet, wobei die Keilelemente 20 auf der breiten Seite des Kegelstumpfs angeordnet sind. Links zeigt diese Schnittansicht des Keileinsatzes 24 den Bereich, in dem eine der Ausnehmungen 29 vorgesehen ist, in welcher eines der Anschlagelemente 27 der Scharnierkernaufnahme 26 angeordnet ist.
-
Die Keilelemente 21 des Scharnierkerns 32 sind in dieser Schnittansicht nicht sichtbar. Hier ist lediglich der untere Bereich des Scharnierkerns 32 erkennbar, an welchem die Keilelemente 21 angeordnet sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
