DE102010004134A1

DE102010004134A1 - Rotation gedämpftes Scharnier durch integriertem axial Dämpfer

Info

Publication number: DE102010004134A1
Application number: DE102010004134A
Authority: DE
Inventors: Sayed M Yosef El
Original assignee: El Sayed M Yosef 97488
Current assignee: El Sayed M Yosef 97488
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-01-07
Publication date: 2011-07-14

Abstract

Zur Dämpfung und Federung der Rotationsbewegung um ein Scharnier wird meistens ein mit Hebelarm montierte Dämpfer order Feder benutzt. Dieses wird öfters benutzt um die Selbstschließsung einer Schließfläche zu erzeugen in Türschließer, oder als unterstützende Öffnungs- und Haltevorrichtung von Klappen. Auch wenn durch den Hebelarm eine Vervielfältigung der Dämpf und Federungskräfte erzielt wird, fehlt es der Konstruktion an Kompaktheit und Ästhetik. Solche Konstruktionen können nicht versteckt montiert werden, und können daher ein Hindernis oder Klemmgefahr für den Gebraucher darstellen. Das Öffnen des Scharniers erzeugt eine Spiralförmigebewegund von Teil (1) auf den Spiralförmigen Kontaktflächen (5a, b), so dass die Rotationsachse (3) die auch als Kolben im Hohlraum (8) dient, in Vertikalerrichtung nach oben bewegt wird. Dadurch entsteht ein Fluss der Dämpfungsflussigkeit zwischen Hohlraum (7) und Hohlraum (8) durch das Verbindungsröhrchen (10) und dem Ventil (4). Das Ventil (4) kann die Bewegung der Dämpfungsflussigkeit in eine Richtung durch das Ventil (4) behindert, aber in die andere Richtung unbehindert zulässt, so dass nur die Schließ oder die Öffnungsbewegung des Scharniers gedämpft wird. Auch kann die völlige Verhinderung des Flusses der Dämpfungsflussigkeit durch das Ventil (4) das Scharnier in jeder Position fixieren. Durch die axiale Bewegung ist Teil (1) hochgehoben, so dass im unbeeinflusstem Zustand und durch das Gewicht des beweglichen Teil (1) des Scharnier und jegliche damit verbundenen Elemente in Vertikaler Anbringung des Scharniers, oder unter dem Einfluss einer Feder, das Scharnier von selber sich wieder in den ursprünglichen Zustand versetzten. Dieses Scharnier eignet sich als Türschließer sowohl auch als unterstützende Öffnungs- und Haltevorrichtung von Klappen. Auch eignet sich dieses Scharnier zur Anbringung von jeglicher Art von Rotationsgedämpften oder Rotationsgefederten Elemente.

Description

Ein Scharnier als Art Rotationsdämpfer könnte viele Anwendungen finden. Auch ist die Rotationsdämpfung verbunden mit dem wieder Schließungseffekt von großer Nützlichkeit bei Z. B. Türschließer oder bei der Aufhängung aller anderen Schließflächen jeder Art.
Türschließer dienen dazu Türen zu schließen nachdem sie geöffnet wurden, so dass die Isolation zwischen zwei Räumen oder einem Raum und das Äußere erhalten bleibt. Indem Gebäudetüren nach dem Gebrauch automatisch geschlossen werden, kann die Menge der entfliehenden oder eintretenden Wärme von Außen auf ein Minimum reduziert werden. Auch Feuertüren die zur Isolation von Bränden dienen sind nur wirksam wenn sie geschlossen sind. Deshalb müssen Türschließer eingesetzt werden.
Türschließer sind in der Regel kompliziert, sperrig und sind sichtbar oberhalb Türen angebracht. Durch die Integration des Türschließers in das Scharnier kann man das vermeiden.
Türschließer bestehen hauptsächlich aus zwei Teilen. Ein Energie-Speicher, wie zum Beispiel eine Feder oder ein Gegengewicht und ein Dämpfer, der entweder hydraulischen oder pneumatischen ist, zur Verringerung der Schließgeschwindigkeit. In der hier dargestellten Erfindung wird das ganze Gewicht der Tür als Gegengewicht benutzt und der Dämpfer ist in das Scharnier integriert.
Die meisten einfachen Scharniere bestehen aus zwei Teilen, einem stationären Teil 2 der an dem Türrahmen befestigt ist, und einem beweglichen Teil 1 an dem die Tür hängt. Wie in , und zu sehen ist.
Die Achse der Rotation 3 ist ein Teil von 1. Beide Teile, 1 und 2 haben Hohlräume 7 und 8, die Dämpfungsflüssigkeit beinhalten, und verbunden sind durch ein Röhrchen 10 das durch Achse 3 verläuft. Ein Ventil 4 ist am Ende des Röhrchens 10 angebracht, im Hohlraum 8 auf der Achse 3.
Die Kontaktfläche 5 zwischen den beiden Teilen 1 und 2 ist Teilweise spiral förmig, so dass wenn die Tür geöffnet wird, die Rotation von Teil 1 gegenüber Teil 2, Teil 1 und die damit verbundene Tür anhebt.
Die Achse 3 wirkt wie ein Kolben der sich im Hohlraum 8 bewegt, und sollte daher ein Dichtungselemente haben, wie beispielsweise ein O-Ring.
Wenn die Tür geöffnet wird, rotiert Teil 1 um Teil 2 und schraubt sich und die Tür auf der Spiralförmigen Kontaktfläche 5 hoch. Dadurch wird die Achse 3 auch angehoben und der Hohlraum 8 vergrößert sich und ein Unterdruck entsteht im diesem Hohlraum, so dass sich ein Teil der Flüssigkeit in Hohlraum 7 durch das Röhrchen 10 in Achse 3 in den Hohlraum 8, ungehindert von dem Ventil 4.
Das Gewicht der Tür selbst agiert als Energie-Speicher, so dass wenn die geöffnete Tür losgelassen wird sie durch Nutzung der Potential Energie von selber wieder in die geschlossene Position fällt.
Wenn die Tür in der offenen Position losgelassen wird drückt Teil 1 auf Teil 2 über die spiralförmigen Kontaktflächen 5a, b so dass Teil 1 mit der Tür um Teil 2 rotiert und wieder in die geschlossene Position rutscht.
Wenn die Tür losgelassen wird, so dass sich Teil 1 wieder in die Anfangsposition bewegt, bewegt sich auch Achse 3 nach unten und der Druck in Hohlraum 8 steigt, so dass die Dämpfungsflüssigkeit sich von Hohlraum 8 zu Hohlraum 7 bewegt, durch das Röhrchen 10 in Achse 3 und das Ventil 4. Aber der höhere Druck in Hohlraum 8 schließt das Ventil 4 Teilweise, so dass der Fluss eingeschränkt wird.
Durch die axiale Bewegung ist Teil (1) hochgehoben, so dass im unbeeinflusstem Zustand und durch das Gewicht des beweglichen Teil (1) des Scharnier und jegliche damit verbundenen Elemente in Vertikaler Anbringung des Scharnier, oder unter dem Einfluss einer Feder in jeglicher Ausrichtung des Scharniers, das Scharnier von selber sich wieder in den ursprünglichen Zustand versetzt. Das kann verhindert werden durch Horizontal Kontaktflächen (9a, b) die an die Spiralförmigen Kontaktflächen (5a, b) angrenzen, so das in bestimmten Öffnungsgraden des Scharniers sich die Horizontal Kontaktflächen (9a, b) treffen und eine Selbstschließung des Scharniers verhindern.
Durch die Einschränkung des Flusses durch das Röhrchen 10 von Hohlraum 8 zu Hohlraum 7 wird der Abstieg von Teil 1 und dessen der Tür entlang der spiralförmigen Kontaktflächen 5 abgebremst und gedämpft.
Öffnung 6 dient als Füll-Loch für die Dämpfungsflüssigkeit und sollte während des Betriebs verschlossen sein um ein Vakuum im Hohlraum 7 zu erzeugen, wenn die Tür geöffnet wird.
Die Öffnung 6 kann auch mit einem Deckel geschlossen werden, der eine vertikalen Schraube enthalt mit einer Nadel die lang genug ist, so dass sie durch das Röhrchen 10 in Achse 3 das Ventil 4 erreicht. Diese Nadel kann durch Justierung der Schraube den Schließungsgrad des Ventils 4 beeinflussen und damit auch die Schließgeschwindigkeit der Tür.
Der Schließungsgrad des Ventils 4 könnte auch durch die Öffnungsposition des Scharniers bestimmt werden durch ein simples Mechanisches System, wie z. B. eine Rille in Teil 2 oder 1 die eine Nadel führt die den Schließungsgrad des Ventils 4 beeinflussend, so dass die Schließgeschwindigkeit des Scharniers in bestimmten Schließintervalen variiert, so dass z. B. die Tür genug Schwung hat zu schließen.
Ein Stöpsel der mit einem Hebel durch die Öffnung 6 bedient werden kann, könnte das Röhrchen 10 verschließen, so dass der Fluss der Dämpfungsflüssigkeit verhindert wird und das Scharnier an der gegebenen Position fixiert wird. Dieser Mechanismus kann als Schloss für die Schließflächen dienen, oder auch als eine Art Türkette.
Der Hang der spiralförmigen Kontaktflächen 5a, b kann in bestimmten Segmenten variiert werden, so dass die Schließgeschwindigkeit an manchen Punkten beschleunigt oder verlangsamt werden kann, so dass z. B. die Tür genug Schwung hat zu schließen. Sowohl kann eine Änderung des Neigungswinkels der Spiralförmigen Kontaktflächen (5a, b) oder die Positionsbedingte Kontrolle des Ventil (4) die Schließgeschwindigkeit in bestimmten Phasen ändern.
An Beide von dem Spiralförmigen Kontaktflächen 5a und 5b grenzen horizontale Flächen 9 an, die auf zwei Ebenen liegen. In der völlig geöffneten Position und in der geschlossenen Position treffen sich im Kontakt jeweils eine der Horizontalflächen von je einem der Teile 1 und 2, so dass die Tür in dieser Position bleiben kann.
Der Hang der spiralförmigen Kontaktfläche 5b kann von Kerben oder von kurzen horizontalen Flächen unterbrochen werden, so dass wenn die Tür schließt sie an diesen Stellen abgebremst wird und diese Stellen auch als zusätzliche Punkte agieren, in welchen die Tür offen bleiben kann. Dieses hat Ähnlichkeit mit der sogenannten Türbremse bei Fahrzeugen.
Ein Scharnier mit integrierter Türbremse könnte breite Anwendung in der Automobilindustrie finden, wo Türbremsen häufig verwendete werden in Autotüren zu Verlangsamung der Tür bevor sie in das Schloss fällt. Der aktuelle Standard ist eine dreistufige Türbremse. Das würde bedeuten, die spiralförmige Kontaktfläche 5b wird von drei gleichen entfernten Kerben oder horizontale Segmente unterbrochen werden. Der integrierte Dämpfer könnte auch eine Bremsfunktion erfüllen.
Für Motorhauben oder Hecktüren von Fahrzeugen könnte ein ähnliches Scharnier verwendet werden. Da das Scharnier eine horizontale Achse hätte, müsste statt mit spiralförmigen Kontaktflächen mit einem Gewinde das Teil 1 in Richtung der Achse bewegt werden wenn die Tür geöffnet wird, so dass die Achse selber als Kolben dienen kann. Um die Motorhaube offen zu halten, könnten Fallen verwendet werden, die in das Scharnier integriert wären, ähnlich wie die Horizontal Kontaktflächen 9, oder durch Schließung des Ventils 4, wie zuvor beschrieben.
Federn wären auch eine Alternative Speicherung der Rückfürendenkraft für die Schließung des Scharniers, besonders in einer nicht Vertikalen Lage.
Der Übergang zwischen den spiralförmigen Kontaktfläche 5 und den angrenzenden horizontal Kontaktflächen 9ab kann so geformt werden, so dass die Kontaktfläche zwischen Teil 1 und 2 beim Öffnen und Schließen erhöhte wird.
Ein großer Vorteil dieses Entwurfs ist, dass er aus sehr wenigen Teilen besteht. Teil 1 und 2 haben die gleiche Form, außer das auf Teil 1 noch die Achse 3 montiert ist. Teil 1 könnte mit Teil 2 hergestellt werden und dann noch die Achse 3 dran geschraubt bekommen.
Während des Öffnens der Tür bewegt sie sich auch nach oben. Diese Bewegung sollte berücksichtigt werden in der Form des Türrahmens. Auch das Türschloss sollte drauf eingestellt werden.
1 Scharnier in geschlossener Position
2 Scharnier in offener Position
3 Scharnier Isometrische Ansicht
Bezugszeichenliste

1: Beweglichen Teil des Scharnier
2: Stationäre Teil des Scharnier
3: Rotationachse
4: Ventil
5a: Spiralförmige Kontaktoberfläche Teil 1
5b: Spiralförmige Kontaktoberfläche Teil 2
6: Einfüllöffnung
7: Hohlraum in Teil 1 Beinhaltet Dämpfungsflussigkeit
8: Hohlraum in Teil 2 Beinhaltet Dämpfungsflussigkeit
9a: Horizontal Kontaktflächen Teil 1
9b: Horizontal Kontaktflächen Teil 2
10: Verbindungsröhrchen

Claims

Ein Scharnier mit einem stationärem Teil 2 und einem beweglichen Teil 1, beiden die rotierende Bewegung des beweglich Teils mit einer axialen Bewegung zumindest einem Teils des Scharniers gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet dass durch die Kontrolle der axialen Bewegung die rotierende Bewegung beeinflusset ist.
Scharnier nach Anspruch 1, indem durch eine Dämpfung der axialen Bewegung eine Dämpfung der rotierenden Bewegung erfolgt.
Scharnier nach Anspruch 1, indem durch eine Federung der axialen Bewegung eine Federung der rotierenden Bewegung erfolgt.
Scharnier nach einem der vorherigen Ansprüche, mit zwei zusammenwirkenden Spiralförmigen Kontaktflächen 5a, b, eine auf dem beweglichen Teil 1 und die andere auf den stationären Teil 2, so dass durch die rotierende Bewegung des beweglichen Teils 1 einer zusätzlichen axiale Bewegung entsteht.
Scharnier nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem Gewinde so das durch die rotierende Bewegung des beweglichen Teils 1 eine axiale Bewegung zumindest eines Teils des Scharniers stattfindet.
Scharnier nach einem der vorherigen Ansprüche, indem das beweglichen Teil 1 des Scharnier durch die axiale Bewegung hochgehoben wird, so dass im unbeeinflusstem Zustand und durch das Gewicht des beweglichen Teil 1 des Scharnier und jegliche damit verbundenen Elemente in Vertikaler Anbringung des Scharnier, oder unter dem Einfluss einer Feder in jeglicher Ausrichtung des Scharniers, das Scharnier von selber sich wieder in den ursprünglichen Zustand versetzten.
Scharnier nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Achse 3 des Scharniers als Kolben ausgebildet ist, der eine Dämpfflüssigkeit aus einem Teil des Scharniers zum anderen pumpt, und die axial Bewegung und die damit verbundene Dreh Bewegung dämpft.
Scharnier nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem Ventil 4, das die Bewegung der Dämpfungsflüssigkeit durch das Ventil 4 behindert, und damit die Schließ oder Öffnung Bewegung des Scharniers gedämpft wird.
Das Scharnier in Kombination mit allen oben genannten Ansprüchen, mit einer Art Ventil 4, das die Bewegung der Dämpfungsflüssigkeit in eine Richtung durch das Ventil 4 behindert, aber in die andere Richtung unbehindert zulässt, so dass nur die Schließ oder die Öffnungsbewegung des Scharniers gedämpft wird.
Das Scharnier in Kombination mit allen oben genannten Ansprüchen, mit einem schließbaren Ventil, so dass die Bewegung der Dämpfungsflüssigkeit verhindert wird, und damit das Scharnier in jeder Öffnungslage fixiert werden kann.