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EINLEITUNG
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Scharnierbaugruppe zur Befestigung von Bauteilen. Scharniere sind in allen Industriezweigen, insbesondere in der Automobilindustrie, üblich und werden für eine Vielzahl von Anwendungen, wie z.B. die Befestigung von Kofferraumdeckeln und Motorhauben an Automobilen, eingesetzt. Die Scharniere müssen robust genug sein, um Kollisionen zu überstehen und trotzdem ihre Verbindung zu erhalten. Die Scharniere müssen außerdem leicht zu montieren und kostengünstig sein.
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Scharniere werden an Deckeln, Türen, Koffern, Fahrzeugen u.ä. verwendet, um einen Zugang zu einem Objekt zu ermöglichen, ohne den Deckel, die Tür usw. entfernen zu müssen. Scharniere gibt es in einer Vielzahl von Designs und Stilen, einschließlich Türscharniere, durchgehende Scharniere, innere und äußere Scharniere und ähnliches. In der Regel bestehen Scharniere aus zwei Komponenten mit einem Stift oder einer Stange, die die beiden Scharnierteile miteinander verbindet, so dass sich die beiden Scharnierteile relativ zueinander um die Achse des Stiftes oder der Stange drehen können. Um z.B. eine Tür von ihrem Formteil zu trennen, müssen die Scharnierstifte entfernt werden, um die beiden Scharnierteile zu trennen.
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In einem anderen Beispiel erfordern viele Autoreparaturen, dass ein Mechaniker die Motorhaube des Autos abnehmen muss, um Zugang zum Motor zu erhalten. Manchmal muss der Motor sogar zur Wartung ausgebaut werden. Das Abnehmen und Wiederaufsetzen der Motorhaube eines Autos war bestenfalls ein schwieriger Vorgang. Typischerweise wird die Haube auf Scharniere geschraubt, die wiederum irgendwo in den Motorraum geschraubt werden. Sobald die Schrauben gelöst werden, neigt die Haube zum Umfallen. In der Praxis waren ein oder zwei Mechaniker erforderlich, um die Haube hochzuhalten, während ein Mechaniker die Schrauben entfernt, die die Haube mit dem Auto verbinden. Der zeitaufwändigste und schwierigste Aspekt ist die Zeit, die für die Wiedermontage der Haube aufgewendet wird. Es ist schwierig, die Haube in Position zu halten und die Bolzen oder Befestigungselemente in Gang zu bringen. Außerdem ist es schwierig, die Haube an den Karosserieteilen auszurichten, um die Haube oder andere Teile oder die Farbe beim ersten Schließen der Haube nicht zu beschädigen. Um die endgültige Passform und Ausrichtung korrekt zu erhalten, sind zahlreiche Iterationen von Anpassungen und möglicherweise eine Beilagscheibe erforderlich, um die richtige Passform zu erhalten. Die Folge ist, dass ein erheblicher mechanischer Aufwand für das Abnehmen und anschließende Ersetzen der Haube erforderlich ist.
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Daher ist ein abnehmbares Scharniersystem erforderlich, das bei geschlossenem Scharniersystem die Tür, den Deckel oder die Fahrzeughaube sicher hält. Außerdem wird ein abnehmbares Scharniersystem benötigt, das in geschlossenem Zustand als Scharnier funktioniert, aber beim Öffnen ohne Entfernen von Scharnierbolzen, Scharnierschrauben oder Scharnierstiften gelöst werden kann.
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BESCHREIBUNG
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Gemäß mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Scharnierbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, die zur Befestigung einer ersten Komponente an einer zweiten Komponente geeignet ist, wobei die erste Komponente um eine Achse relativ zur ersten Komponente schwenkt, eine Grundplatte, die zur Befestigung an der ersten Komponente geeignet ist, einen Scharnierträger, der zur Befestigung an der zweiten Komponente geeignet ist und die Grundplatte und die erste Komponente an der zweiten Komponente trägt, einen Scharnierhaken, der sich von der Grundplatte erstreckt und geeignet ist, abnehmbar und drehbar mit dem Scharnierträger in Eingriff zu kommen, und einen Verriegelungsmechanismus, der an der Scharnierbaugruppe angebracht ist und geeignet ist, den Scharnierhaken selektiv in Dreheingriff mit dem Scharnierträger zu verriegeln.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst der Scharnierträger einen zylindrischen Welle mit einer Längsachse und der Scharnierhaken greift drehbar in die zylindrische Welle des Scharnierträgers ein, wobei ferner die Scharnierplatte und das erste Bauteil relativ zum Scharnierträger und zweiten Bauteil um die Längsachse der zylindrischen Welle drehbar ist.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung definiert der Scharnierhaken eine c-förmige zylindrische Innenfläche und die zylindrische Welle eine zylindrische Außenfläche, wobei die zylindrische Innenfläche des Scharnierhakens eine Längsachse definiert, die koaxial zur Längsachse der zylindrischen Welle verläuft.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umschließt die zylindrische Innenfläche des Scharnierhakens die zylindrische Welle teilweise, wenn der Scharnierhaken mit der zylindrischen Welle in Eingriff ist.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umschließt die zylindrische Innenfläche des Scharnierhakens weniger als die Hälfte des Umfangs der zylindrischen Welle des Scharnierträgers.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Verriegelungsmechanismus zwischen einer ersten Position, in der die zylindrische Welle in den Scharnierhaken eingeführt und aus diesem entfernt werden kann, und einer zweiten Position drehbar, in der der Verriegelungsmechanismus die zylindrische Welle in Eingriff mit dem Scharnierhaken verriegelt.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung definiert der Verriegelungsmechanismus eine zylindrische Innenfläche, wobei, wenn der Verriegelungsmechanismus in die zweite Position gedreht wird, die zylindrische Innenfläche des Verriegelungsmechanismus die zylindrische Welle des Scharnierträgers weiter umgibt, um die zylindrische Welle in Eingriff mit dem Scharnierhaken zu verriegeln.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wenn der Verriegelungsmechanismus in die zweite Position gedreht wird, umschließen die zylindrische Innenfläche des Scharnierhakens und die zylindrische Innenfläche des Verriegelungsmechanismus mehr als die Hälfte des Umfangs der zylindrischen Welle des Scharnierträgers.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung dreht sich der Verriegelungsmechanismus um die Längsachse der zylindrischen Welle des Scharnierträgers.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst der Scharnierhaken ferner eine zylindrische Außenfläche, wobei sich die zylindrische Innenfläche des Schließmechanismus auf der zylindrischen Außenfläche des Scharnierhakens abstützt.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst der Scharnierhaken ferner einen flachen Abschnitt, der sich tangential von der zylindrischen Außenfläche des Scharnierhakens erstreckt, wobei, wenn der Verriegelungsmechanismus von der zweiten Position in die erste Position gedreht wird, die zylindrische Innenfläche des Verriegelungsmechanismus den flachen Abschnitt des Scharnierhakens berührt, um zu verhindern, dass sich der Verriegelungsmechanismus über die erste Position hinaus dreht.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst der Verriegelungsmechanismus einen Mitnehmer, der so angepasst ist, dass der Verriegelungsmechanismus manuell von der ersten in die zweite Position bewegt werden kann.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird der Verriegelungsmechanismus von der zweiten Position zurück in die erste Position gedreht, der Zapfen ist so angepasst, dass er die Grundplatte berührt, um zu verhindern, dass sich der Verriegelungsmechanismus über die erste Position hinaus dreht.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält der Verriegelungsmechanismus eine Sperre, die einen Widerstand bietet, um den Verriegelungsmechanismus in einer der ersten und zweiten Positionen zu halten.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält die Grundplatte eine erste Kerbe und eine zweite Kerbe und der Verriegelungsmechanismus eine erste Verlängerung und eine zweite Verlängerung, wobei, wenn der Verriegelungsmechanismus in der ersten Position ist, die erste Verlängerung innerhalb der ersten Kerbe und die zweite Verlängerung innerhalb der zweiten Kerbe positioniert ist, und wenn der Verriegelungsmechanismus in der zweiten Position ist, die erste Verlängerung innerhalb der zweiten Kerbe positioniert ist.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Grundplatte außerdem einen darin ausgebildeten Schlitz, und der Verriegelungsmechanismus ist so ausgelegt, dass er sich innerhalb des Schlitzes zwischen der ersten und der zweiten Position drehen kann.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst der Schlitz eine erste und eine zweite Seitenwand, wobei die erste und die zweite Kerbe in mindestens einer der Seitenwände ausgebildet sind und die erste und die zweite Verlängerung sich seitlich von mindestens einer Seitenwand des Schließmechanismus erstrecken.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst der Verriegelungsmechanismus ferner einen Anschlag, wobei der Anschlag beim Drehen des Verriegelungsmechanismus aus der ersten Position in die zweite Position die Grundplatte berührt, um zu verhindern, dass sich der Verriegelungsmechanismus über die zweite Position hinaus dreht.
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Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält die Grundplatte eine Vielzahl von Bolzenlöchern, die die Montage der Grundplatte auf dem ersten Bauteil ermöglichen.
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Weitere Anwendungsbereiche werden sich aus der vorliegenden Beschreibung ergeben. Es sollte verstanden werden, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur der Veranschaulichung dienen und nicht den Umfang der vorliegenden Offenbarung einschränken sollen.
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Figurenliste
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den Umfang dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken.
- 1 ist eine perspektivische Ansicht der Grundplatte für eine Scharnierbaugruppe für ein Automobil der vorliegenden Offenbarung nach einer beispielhaften Ausführungsform;
- 2 ist ein perspektivischer Schnitt entlang der Linie 2-2 von 1; und
- 3 ist ein Seitenschnitt entlang der Linie 2-2 von 1.
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AUSFÜHRLICHE DARSTELLUNG
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Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht einschränken. Unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 ist eine Scharnierbaugruppe, die zur Befestigung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil geeignet ist, im Allgemeinen bei 10 dargestellt. Die Scharnierbaugruppe 10 ist zur Befestigung einer ersten Komponente an einer zweiten Komponente geeignet, wobei die erste Komponente um eine Achse relativ zur ersten Komponente schwenkt. Die erste und zweite Komponente können zwei beliebige Komponenten sein, die durch ein Scharnier miteinander verbunden werden müssen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die erste Komponente eine Motorhaube für ein Auto sein, und die zweite Komponente kann das Auto sein, an dem die Haube montiert ist. Die Scharnierbaugruppe 10 ermöglicht die schwenkbare Montage der Motorhaube am Fahrzeug. Die Scharnierbaugruppe 10 würde es ermöglichen, die Motorhaube des Autos zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position zu schwenken.
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Die Scharnierbaugruppe 10 besteht aus einer Grundplatte 12, die an die erste Komponente montiert werden kann, und einem Scharnierträger 14, der an die zweite Komponente montiert werden kann. Der Scharnierträger 14 trägt die Grundplatte 12 und das erste Bauteil auf dem zweiten Bauteil. Die Grundplatte 12 verfügt über eine Vielzahl von Schraubenlöchern 13, um die Montage der Grundplatte 12 auf ein erstes Bauteil zu ermöglichen. Von der Grundplatte 12 geht ein Scharnierhaken 16 aus. Der Scharnierhaken 16 ist so angepasst, dass er abnehmbar und drehbar in den Scharnierträger 14 eingreift. An der Scharnierbaugruppe 10 ist ein Verriegelungsmechanismus 18 montiert. Der Verriegelungsmechanismus 18 arretiert den Scharnierhaken 16 wahlweise im Dreheingriff mit dem Scharnierträger 14. Wenn der Scharnierträger 14 mit dem Scharnierhaken 16 in Eingriff steht und darin durch den Verriegelungsmechanismus 18 gesichert ist, wird die Grundplatte 12 drehbar auf dem Scharnierträger 14 gelagert, um das erste Bauteil schwenkbar auf dem zweiten Bauteil abzustützen.
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Der Scharnierträger 14 besteht aus einer zylindrischen Welle 20 mit der Längsachse 22 und der Scharnierhaken 16 greift drehbar in die zylindrische Welle 20 des Scharnierträgers 14 ein. Die Grundplatte 12 und das erste Bauteil sind gegenüber dem Scharnierträger 14 und dem zweiten Bauteil um die Längsachse 22 der zylindrischen Welle 20 drehbar.
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Der Scharnierhaken 16 definiert eine c-förmige zylindrische Innenfläche 24 und die zylindrische Welle 20 definiert eine zylindrische Außenfläche 26. Die zylindrische Innenfläche 24 des Scharnierhakens 16 definiert eine Längsachse 28, die koaxial zur Längsachse 22 der zylindrischen Welle 20 verläuft. Ein Radius 28 der zylindrischen Innenfläche 24 des Scharnierhakens 16 ist größer als ein Radius 30 der zylindrischen Welle 20. Vorzugsweise ist der Radius 24 der zylindrischen Innenfläche 24 des Scharnierhakens 16 nur geringfügig größer als der Radius 30 der zylindrischen Welle 20, wobei die zylindrische Welle 20 mit minimaler Relativbewegung in die c-förmige zylindrische Innenfläche 24 des Scharnierhakens 16 passt, jedoch mit ausreichendem Spiel, um die zylindrische Welle 20 in der c-förmigen inneren Zylinderfläche 24 des Scharnierhakens 16 frei drehen zu lassen.
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Wenn die zylindrische Welle 20 des Scharnierträgers 14 mit dem Scharnierhaken 16 in Eingriff steht, umschließt die zylindrische Innenfläche 24 des Scharnierhakens 16 die zylindrische Welle 20 teilweise. Damit die zylindrische Welle 20 des Scharnierträgers 14 in den Scharnierhaken 16 ein- und ausgebaut werden kann, reicht die zylindrische Innenfläche 24 des Scharnierhakens 16 weniger als die Hälfte des Umfangs der zylindrischen Welle 20 aus. Die zylindrische Innenfläche 24 des Scharnierhakens 16 erstreckt sich um weniger als 180 Grad um die zylindrische Welle, wie in 3 bei 25 dargestellt.
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Der Verriegelungsmechanismus 18 dreht sich um die Längsachse 22 der zylindrischen Welle 20 des Scharnierträgers 14. Der Verriegelungsmechanismus 18 ist drehbar zwischen einer ersten Position 32, wie im Phantom in dargestellt, in der die zylindrischen Schäfte 20 in den Scharnierhaken 16 eingeführt und aus diesem entfernt werden können, und einer zweiten Position 34, wie in dargestellt, in der der Verriegelungsmechanismus 18 die zylindrische Welle 20 in Eingriff mit dem Scharnierhaken 16 verriegelt.
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Der Verriegelungsmechanismus 18 definiert eine zylindrische Innenfläche 36, wobei, wenn der Verriegelungsmechanismus 18 in die zweite Position 34 gedreht wird, die zylindrische Innenfläche 36 des Verriegelungsmechanismus 18 die zylindrische Welle 20 des Scharnierträgers 14 weiter umgibt, um die zylindrische Welle 20 in Eingriff mit dem Scharnierhaken 16 zu verriegeln. Wenn der Verschluss 18 in die zweite Position 34 gedreht wird, umschließt die zylindrische Innenfläche 24 des Scharnierhakens 16 in Kombination mit der zylindrischen Innenfläche 36 des Verschlusses 18 mehr als die Hälfte des Umfangs der zylindrischen Welle 20 des Scharnierträgers 14. Die zylindrische Innenfläche 24 des Scharnierhakens 16 in Kombination mit der zylindrischen Innenfläche 36 des Verriegelungsmechanismus 18 erstreckt sich um mehr als 180 Grad um die zylindrische Welle 20, wie bei 27 in 3 dargestellt. Wenn der Verschluss 18 in die zweite Position 34 gedreht wird, verhindert die zylindrische Innenfläche 24 des Scharnierhakens 16 in Kombination mit der zylindrischen Innenfläche 36 des Verschlusses 18, dass die zylindrische Welle 20 aus dem Scharnierhaken 16 ausrastet.
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Der Scharnierhaken 16 hat eine zylindrische Außenfläche 38. Die zylindrische Innenfläche 36 der Verriegelung 18 stützt sich auf die zylindrische Außenfläche 38 des Scharnierhakens 16 ab. Der Scharnierhaken 16 enthält ferner einen flachen Teil 40, der tangential von der zylindrischen Außenfläche 38 des Scharnierhakens 16 ausgeht. Wenn der Verriegelungsmechanismus 18 aus der zweiten Position 34 in die erste Position 32 gedreht wird, berührt die zylindrische Innenfläche 36 des Verriegelungsmechanismus 18 den flachen Teil 40 des Scharnierhakens 16, um zu verhindern, dass der Verriegelungsmechanismus 18 über die erste Position 32 hinaus gedreht wird.
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Der Verriegelungsmechanismus 18 verfügt über einen Mitnehmer 41, der es ermöglicht, den Verriegelungsmechanismus 18 manuell von der ersten Position 32 in die zweite Position 34 zu bewegen. Zusätzlich oder alternativ zu dem flachen Teil 40 der zylindrischen Außenfläche 38 des Scharnierhakens kann der Mitnehmer 41 auch als Anschlag für die Verriegelung 18 dienen. Wenn der Verriegelungsmechanismus 18 von der zweiten Position 34 zurück in die erste Position 32 gedreht wird, kann der Mitnehmer 41 so angepasst werden, dass er die Grundplatte 12 berührt, um zu verhindern, dass der Verriegelungsmechanismus 18 über die erste Position 32 hinaus gedreht wird.
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Wie in 2 dargestellt, enthält der Verriegelungsmechanismus 18 eine Raste, die einen Widerstand bietet, um den Verriegelungsmechanismus 18 in einer der ersten und zweiten Positionen 32, 34 zu halten. Die Grundplatte 12 hat eine erste Kerbe 42 und eine zweite Kerbe 44 und der Verschlussmechanismus 18 eine erste Verlängerung 46 und eine zweite Verlängerung 48. Wenn sich der Verriegelungsmechanismus 18 in der ersten Position 32 befindet, ist die erste Verlängerung 46 in der ersten Kerbe 42 und die zweite Verlängerung 48 in der zweiten Kerbe 44 positioniert. Wenn sich der Verriegelungsmechanismus 18 in der zweiten Position 34 befindet, ist die erste Verlängerung 46 innerhalb der zweiten Kerbe 44 positioniert. Das Einrasten der ersten und zweiten Verlängerung 46, 48 in die erste und zweite Kerbe 42, 44 bietet Reibungswiderstand, um den Verriegelungsmechanismus 18 in der ersten oder zweiten Position 32, 34 zu halten. Der Reibungswiderstand verhindert nicht das manuelle Ein- oder Ausrücken des Verriegelungsmechanismus 18, hält aber die Position des Verriegelungsmechanismus 18 unter normalen Bedingungen aufrecht.
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In der Grundplatte 12 der Scharnierbaugruppe 10 ist ein Schlitz 50 eingearbeitet. Der Verriegelungsmechanismus 18 dreht sich innerhalb der Nut 50 zwischen der ersten Position 32 und der zweiten Position 34. Der Schlitz 50 umfasst eine erste Seitenwand 52 und eine zweite Seitenwand 54. Die erste und zweite Kerbe 42, 44 sind in mindestens einer der Seitenwände 52, 54 ausgebildet und die erste und zweite Verlängerung 46, 48 erstrecken sich seitlich von mindestens einer der Seitenwände 56, 58 des Schließmechanismus 18. In einem möglichen, nicht begrenzenden Beispiel sind in der ersten und zweiten Seitenwand 52, 54 jeweils eine erste und zweite Kerbe 42, 44 ausgebildet, und von der ersten und zweiten Seitenwand 56, 58 des Schließmechanismus 18 erstrecken sich seitlich jeweils eine erste und zweite Verlängerung 46, 48.
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Der Verriegelungsmechanismus 18 enthält einen Anschlag 60, der von einem distalen Ende aus verläuft. Wenn der Verriegelungsmechanismus 18 von der ersten Position 32 in die zweite Position 34 gedreht wird, berührt der Anschlag 60 die Grundplatte 12, um ein Drehen des Verriegelungsmechanismus 18 über die zweite Position 34 hinaus zu verhindern.
Eine Scharniermontage der vorliegenden Offenbarung bietet mehrere Vorteile. Die Scharnierbaugruppe der vorliegenden Erfindung bietet ein robustes Scharnier, das Stöße und den Verschleiß von Automobilen aushalten kann. Die Scharnierbaugruppe der vorliegenden Erfindung bietet darüber hinaus eine wiederverwendbare Verbindung, die es ermöglicht, den gelenkig gelagerten Bestandteil zu entfernen, ohne Bolzen oder Stifte zu entfernen, und die eine erneute Montage ermöglicht, ohne dass der Bestandteil neu ausgerichtet werden muss.
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Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung hat lediglich beispielhaften Charakter, und Abweichungen, die nicht vom Inhalt der vorliegenden Offenbarung abweichen, sollen in den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung fallen. Solche Abweichungen sind nicht als Abweichung von Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung zu betrachten.
