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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gewindebolzen für eine Scharnieranordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie eine Scharnieranordnung mit einem derartigen Gewindebolzen.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Scharnieranordnung für ein Kraftfahrzeug zur schwenkbaren Anbindung einer Kraftfahrzeugtür an einer Karosserie des Kraftfahrzeuges bekannt. Die bekannte Scharnieranordnung umfasst ein erstes Scharnierelement und einen Gewindebolzen. Der Gewindebolzen ist in einer Durchgangsbohrung des ersten Scharnierelements derart angeordnet, dass eine endseitige Umfangsfläche des Bolzens, welche eine umlaufende Verzahnung umfasst, an dem ersten Scharnierelement anliegt. Die Verzahnung schneidet hierbei in das erste Scharnierelement ein. Dies verhindert ein Verdrehen des Gewindebolzens relativ zu dem ersten Scharnierelement, so dass zur Sicherung des Gewindebolzens an dem ersten Scharnierteil eine Schraube in den Gewindebolzen eindrehbar ist, ohne dass sich der Gewindebolzen mit der Schraube dreht.
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Im Laufe der Nutzungsdauer schneidet sich die Verzahnung jedoch regelmäßig weiter in das erste Scharnierteil ein. Dies hat eine Lockerung der Verschraubung zur Folge.
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Die
DE 1 768 521 U beschreibt ein Scharnier mit einem Drehbolzen, der unmittelbar über einer unteren Drehhülse mit einer Wulst versehen ist, auf welcher die obere Drehhülse gleitend aufliegt.
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Aus der
DE 198 49 056 C1 ist eine Scharnieranordnung zur Schwenklagerung eines Karosserieteils mit einem Lagerbolzen bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gewindebolzen bereitzustellen, der über einen langen Zeitraum sicher mittels einer Schraube an einem ersten Scharnierteil fixierbar ist, d.h. bei welchem sich eine Verschraubung des Gewindebolzens mit der Schraube im Laufe der Nutzungsdauer nicht lockert. Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Scharnieranordnung mit einem derartigen Gewindebolzen bereitzustellen.
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Diese Aufgabe ist durch den Gewindebolzen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und die Scharnieranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird also ein Gewindebolzen für eine Scharnieranordnung bereitgestellt, mittels welcher eine Kraftfahrzeugtür schwenkbar an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs fixierbar ist. Die Scharnieranordnung umfasst einen zylinderförmigen Grundkörper. Der zylinderförmige Grundkörper weist an seiner Außenumfangsfläche einen ersten kegelstumpfförmigen Vorsprung und einen zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprung auf, die aneinander angrenzen. Der Durchmesser der dem zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprung zugewandten Seite des ersten kegelstumpfförmigen Vorsprungs ist kleiner als der Durchmesser der dem ersten kegelstumpfförmigen Vorsprung zugewandten Seite des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs. Der erste kegelstumpfförmige Vorsprung ist also in axialer Richtung gegenüber dem zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprung eingerückt. Der erste kegelstumpfförmige Vorsprung umfasst an seiner Außenumfangsfläche mindestens einen Zahn. Der Zahn erstreckt sich in radialer Richtung nach außen derart, dass er über eine gedachte Fortsetzung der Mantelfläche des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs in axialer Richtung herausragt. Der Zahn würde also bei Verlängerung des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs in Richtung des ersten kegelstumpfförmigen Vorsprungs an der Umfangsfläche des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs seitlich herausragen. Somit kann der Zahn, wenn dieser an einem ersten Scharnierteil montiert ist, in das erste Scharnierteil einschneiden. Hierdurch ist der Gewindebolzen gegen ein Verdrehen um eine sich in Gewindebolzenachsrichtung erstreckende Drehachse relativ zu dem ersten Scharnierteil gesichert.
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Kerngedanke der Erfindung ist es also den ersten kegelstumpfförmigen Vorsprung gegenüber dem zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprung über eine Stufe in radialer Richtung nach innen zu versetzen, so dass ein Hohlraum zwischen dem ersten Scharnierteil und dem ersten kegelstumpfförmigen Vorsprung ausgebildet ist, und den ersten kegelstumpfförmigen Vorsprung mit dem Zahn zu versehen, der in montiertem Zustand des Gewindebolzens an dem ersten Scharnierteil in das erste Scharnierteil einschneidet.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschreibt der Begriff „Zahn“ ein über die Mantelfläche des Gewindebolzens, insbesondere die Mantelfläche des ersten kegelstumpfförmigen Vorsprungs in radialer Richtung herausragendes Element.
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Der Zahn kann in radialer Richtung nach außen spitz zulaufen, so dass dieser in das erste Scharnierteil einschneiden kann. Hierdurch ist der Gewindebolzen gegen eine Drehung relativ zu dem ersten Scharnierteil gesichert.
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Der Zahn hat beispielsweise ein dreieckiges Profil.
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Die Außenumfangsfläche des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs liegt im montierten Zustand ringförmig umlaufend auf dem ersten Scharnierteil auf. Somit ist das Risiko einer Lockerung der Verbindung zwischen dem Gewindebolzen und dem ersten Scharnierteil im Vergleich zu der bekannten Scharnieranordnung reduziert, da ein Einschneiden des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs in das erste Scharnierteil ausgeschlossen ist.
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Bei dem Eindrücken des Zahnes in das erste Scharnierteil kommt es regelmäßig zu Materialaufwürfen. Da das aufgeworfene Material in dem Hohlraum gesammelt wird, der im montierten Zustand zwischen dem Gewindebolzen und dem ersten Scharnierteil ausgebildet ist, beeinflusst das aufgeworfene Material die Verbindung zwischen dem Gewindebolzen und dem ersten Scharnierteil auch bei einer Demontage und einer erneuten Montage nicht. Dies verlängert eine mögliche Nutzungsdauer des Gewindebolzens.
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Der erste kegelstumpfförmige Vorsprung und der zweite kegelstumpfförmige Vorsprung verjüngen sich beispielsweise in die gleiche axiale Richtung.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Gewindebolzens nach der Erfindung umfasst der Grundkörper ein Sackloch, in welches eine Schraube einschraubbar ist. Somit kann der Gewindebolzen an dem ersten Scharnierteil fixiert werden.
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Bei dem Sackloch kann es sich um eine Gewindebohrung handeln.
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Das Sackloch erstreckt sich beispielsweise in axialer Richtung des Gewindebolzens.
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Das Sackloch kann von der Seite in den Gewindebolzen eingebracht sein und somit offen sein, welche näher an dem ersten kegelstumpfförmigen Vorsprung als an dem zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprung ist.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Gewindebolzen nach der Erfindung zwei Zähne.
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Die Zähne können einander gegenüberliegend angeordnet sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Gewindebolzen nach der Erfindung drei Zähne.
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Die Zähne können in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet sein.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Scharnieranordnung insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Scharnieranordnung umfasst ein erstes Scharnierteil, das eine Durchgangsbohrung und ein Scharnierauge aufweist. Das Scharnierauge ist kegelstumpfförmig. Das Scharnierauge ist an einem axialen Ende der Durchgangsbohrung angeordnet. Ferner umfasst die Scharnieranordnung einen im Vorhergehenden beschriebenen Gewindebolzen. Der Zahn des Gewindebolzens ist derart in eine Wand eingedrückt, welche das Scharnierauge definiert, d.h. umfangsseitig umgibt, dass der zweite kegelstumpfförmige Vorsprung flächig auf der das Scharnierauge definierenden Wand aufliegt. Zwischen dem ersten kegelstumpfförmigen Vorsprung und der Wand ist hierbei ein Hohlraum ausgebildet.
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Die erfindungsgemäße Scharnieranordnung weist die gleichen Vorteile auf wie der im Vorhergehenden beschriebene Gewindebolzen, weshalb an dieser Stelle auf die Ausführungen betreffend den Gewindebolzen verwiesen wird.
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Zumindest ein Teil des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs kann umfangseitig flächig auf einem Teil der das Scharnierauge definierenden Wand aufliegen.
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Bei dem Scharnierauge handelt es sich beispielsweise um eine Aussparung, welche seitlich von der Wand begrenzt wird und oben und unten offen ist.
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Die Wand kann eine gleiche Neigung aufweisen wie der erste kegelstumpfförmige Vorsprung und/oder der zweite kegelstumpfförmige Vorsprung. Somit kann der zweite kegelstumpfförmige Vorsprung flächig auf der Wand aufliegen.
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Das Scharnierauge kann eine derartige Erstreckung in axialer Richtung aufweisen, dass der erste kegelstumpfförmige Vorsprung und der zweite kegelstumpfförmige Vorsprung in diesem anordbar sind.
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Die Erstreckung des Scharnierauges in axialer Richtung entspricht beispielsweise der Summe der Erstreckung des ersten kegelstumpfförmigen Vorsprungs in axialer Richtung und der Erstreckung des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs in axialer Richtung.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Scharnieranordnung nach der Erfindung eine Schraube. Die Schraube ist in der Durchgangsbohrung mit dem Gewindebolzen verschraubt, insbesondere in das Sackloch des Gewindebolzens eingeschraubt.
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Die Schraube ist beispielsweise von einer dem Scharnierauge gegenüberliegenden Seite in die Durchgangsbohrung eingebracht.
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Der Gewindebolzen ist beispielsweise von der Seite des Scharnierauges derart in die Durchgangsbohrung eingebracht, dass zumindest ein Teil des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs ringförmig umlaufend auf einem Teil der das Scharnierauge definierenden Wand aufliegt.
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Die Schraube und der Gewindebolzen sind also beispielsweise von unterschiedlichen Seiten in die Durchgangsbohrung eingebracht.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Scharnieranordnung nach der Erfindung ist der Hohlraum kegelstumpf-ringförmig. Der Hohlraum hat also die Form eines sich in axialer Richtung verjüngenden Ringes.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Scharnieranordnung nach der Erfindung sind die Außenumfangsfläche des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs und die das Scharnierauge definierende Wand glatt, d.h. frei von Unebenheiten, insbesondere Zähnen. Somit liegen die Außenumfangsfläche des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs und die das Scharnierauge definierende Wand flächig aneinander an, so dass diese eine fluiddichte Verbindung bilden. Mithin können keine Fluide wie Salzwasser in den Hohlraum eindringen. Dies verlängert die Lebensdauer der Scharnieranordnung. Auch können keine im Rahmen der Kraftfahrzeugherstellung aufgebrachten Lacke in den Hohlraum eindringen, was den Lackierprozess vereinfacht.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Scharnieranordnung nach der Erfindung ein zweites Scharnierteil, welches über den Gewindebolzen schwenkbar mit dem ersten Scharnierteil verbunden ist.
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Das erste Scharnierteil ist beispielsweise an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs fixiert, insbesondere mit der Karosserie verschraubt. Das zweite Scharnierteil ist beispielsweise an einer Tür des Kraftfahrzeugs fixiert, insbesondere mit der Tür verschraubt.
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Alternativ kann das erste Scharnierteil an der Tür fixiert sein, insbesondere mit der Tür verschraubt sein und das zweite Scharnierteil kann an der Karosserie des Kraftfahrzeugs fixiert sein, insbesondere mit der Karosserie verschraubt sein.
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Die Erfindung ist im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Scharnieranordnung nach der Erfindung;
- 2 eine perspektivische Ansicht eines Gewindebolzens, eines ersten Scharnierteils und einer Schraube der Scharnieranordnung nach der Erfindung;
- 3 eine Vorderansicht des Gewindebolzens der Scharnieranordnung nach der Erfindung; und
- 4 eine Schnittansicht durch den Gewindebolzen, das erste Scharnierteil und die Schraube der Scharnieranordnung nach der Erfindung entlang Linie III - III in 2.
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Die 1 zeigt eine Scharnieranordnung 2 für ein Kraftfahrzeug nach der Erfindung. Die Scharnieranordnung 2 dient einer schwenkbaren Anbindung einer (nicht dargestellten) Kraftfahrzeugtür an einer (nicht dargestellten) Karosserie des Kraftfahrzeugs.
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Die Scharnieranordnung 2 umfasst ein erstes Scharnierteil 18, ein zweites Scharnierteil 36, einen Gewindebolzen 4, eine Schraube 16, eine (nicht dargestellte) Buchse und ein Fixierelement 38. Über den Gewindebolzen 4, die Schraube 16 und die Buchse, welche auf einen zylinderförmigen Grundkörper 6 des Gewindebolzens 4 aufgeschoben ist, ist das erste Scharnierteil 18 schwenkbar mit dem zweiten Scharnierteil 36 verbunden. Das Fixierelement 38 sichert das zweite Scharnierteil 36 an dem Gewindebolzen 4. Das zweite Scharnierteil 36 ist an der Kraftfahrzeugtür fixiert.
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Mittels zweier (nicht dargestellter) Schrauben ist das erste Scharnierteil 18 an der Karosserie des Kraftfahrzeugs fixiert. Hierzu umfasst das erste Scharnierteil 18 eine Anbindungsplatte 28. Die Anbindungsplatte 28 weist zwei Aussparungen 30 auf, in welchen die Schrauben in montiertem Zustand des ersten Scharnierteils 18 an der Karosserie angeordnet sind.
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Das erste Scharnierteil 18 umfasst einen Lagerzylinder 32 mit einer Durchgangsbohrung 20. Endseitig an die Durchgangsbohrung 20 grenzt ein Scharnierauge 22 an. Das Scharnierauge 22 ist seitlich, also in radialer Richtung von einer Wand 24 begrenzt und nach unten und oben, d.h. in axialer Richtung geöffnet. Das Scharnierauge 22 hat eine runde Querschnittsfläche. Die das Scharnierauge 22 seitlich begrenzende Wand 24 verläuft schräg. Der Durchmesser des Scharnierauges 22 verjüngt sich somit von dem Ende des Lagerzylinders 32, an welchem das Scharnierauge 22 angeordnet ist, in Richtung des anderen Endes des Lagerzylinders 32, so dass eine Kegelstumpfform ausgebildet ist.
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Wie insbesondere aus der Alleindarstellung des Gewindebolzens 4 in 3 und der in 4 dargestellten Schnittansicht durch die in 2 dargestellte Scharnieranordnung 2 entlang Linie III - III in 2 ersichtlich ist, umfasst der zylinderförmige Grundkörper 6 des Gewindebolzens 4 an der Außenumfangsfläche einen ersten kegelstumpfförmigen Vorsprung 8 und einen zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprung 10. Die Neigung des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs 10 ist die gleiche wie die Neigung der Wand 24. Somit liegt der zweite kegelstumpfförmige Vorsprung 10 in montiertem Zustand flächig auf der Wand 24 auf.
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Der erste kegelstumpfförmige Vorsprung 8 und der zweite kegelstumpfförmige Vorsprung 10 grenzen aneinander an. Der Durchmesser der dem zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprung 10 zugewandten Seite des ersten kegelstumpfförmigen Vorsprungs 8 ist kleiner als der Durchmesser der dem ersten kegelstumpfförmigen Vorsprung 8 zugewandten Seite des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs 10. Die Mantelfläche des ersten kegelstumpfförmigen Vorsprungs 8 ist also gegenüber der Mantelfläche des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs 10 in radialer Richtung eingerückt. Ein Verbindungsabschnitt 34 verbindet die Mantelfläche des ersten kegelstumpfförmigen Vorsprungs 8 mit der Mantelfläche des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs 10. Der erste kegelstumpfförmige Vorsprung 8, der zweite kegelstumpfförmige Vorsprung 10 und der Verbindungsabschnitt 34 bilden somit eine Stufenform aus.
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Der erste kegelstumpfförmige Vorsprung 8 umfasst an seiner Außenumfangsfläche drei Zähne 12. Die Zähne 12 sind in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet. Gedachte Verbindungslinien der Zähne 12 bilden somit ein gleichseitiges Dreieck. Die Zähne 12 laufen in radialer Richtung nach außen spitz zu. Somit können sich die Zähne 12 in die das Scharnierauge 22 definierende Wand 24 eingraben.
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Es ist ebenfalls denkbar, dass der kegelstumpfförmigen Vorsprung 8 mehr oder weniger Zähne 12 umfasst.
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In radialer Richtung erstrecken sich die Zähne 12 jeweils derart weit, dass diese über eine gedachte Fortsetzung der Mantelfläche des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs 10 in axialer Richtung herausragen. Somit können diese, wenn der zweite kegelstumpfförmige Vorsprung 10 auf der das Scharnierauge 22 definierenden Wand 24 aufliegt, in die Wand 24 einschneiden. Hierdurch ist der Gewindebolzen 4 gegen ein Verdrehen gegenüber dem ersten Scharnierteil 18 um eine sich entlang einer Gewindebolzenachsrichtung erstreckenden Drehachse gesichert. Dies ermöglicht das Einschrauben oder Ausschrauben einer Schraube 16 in ein Sackloch 14 des zylinderförmigen Grundkörper 6, ohne dass sich der Gewindebolzen 4 mit der Schraube 16 dreht, so dass der Gewindebolzen 4 und die Schraube 16 an dem ersten Scharnierteil 18 sicherbar sind.
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Die Schraube 16 ist von einer dem Scharnierauge 22 gegenüberliegenden Seite in die Durchgangsbohrung 20 eingebracht. Die Schraube 16 ist also von der anderen Seite in die Durchgangsbohrung 20 eingebracht als der Gewindebolzen 4 (siehe 2).
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Durch das Einschneiden der Zähne 12 in die Wand 24 wird Material des ersten Scharnierteils 18 aufgeworfen. Aufgrund des Rückversatzes des ersten kegelstumpfförmigen Vorsprungs 8 gegenüber dem zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprung 10 in radialer Richtung, ist zwischen dem ersten kegelstumpfförmigen Vorsprung 8 und der das Scharnierauge 22 definierenden Wand 24 ein kegelstumpf-ringförmiger Hohlraum 26 ausgebildet. Der Hohlraum 26 ist also in radialer Richtung von dem ersten kegelstumpfförmigen Vorsprung 10 und der Wand 24 begrenzt. In dem Hohlraum 26 kann das aufgeworfene Material verbleiben, ohne dass es die Verbindung zwischen dem Gewindebolzen 4 und dem ersten Scharnierteil 18 negativ beeinflusst. Somit ist es möglich, dass der Gewindebolzen 4 von dem ersten Scharnierteil 18 demontiert und anschließend erneut montiert wird. Mithin hat die Scharnieranordnung 2 nach der Erfindung eine lange Lebensdauer und eine Mehrfachverwendung ist möglich.
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Der zweite kegelstumpfförmige Vorsprung 10 weist eine glatte Außenumfangsfläche auf. Die das Scharnierauge 22 definierende Wand 24 ist ebenfalls glatt ausgebildet, d.h. frei von Zähnen und Unebenheiten. Somit liegt die Außenumfangsfläche des zweiten kegelstumpfförmigen Vorsprungs 10 ringförmig umlaufend und mithin fluidundurchlässig auf der Wand 24 in montiertem Zustand auf. Es können somit keine Fluide wie Salzwasser in den Hohlraum gelangen, was die Lebensdauer der Scharnieranordnung 2 nach der Erfindung weiter verlängert. Des Weiteren können keine im Rahmen der Kraftfahrzeugherstellung aufgebrachten Lacke in den Hohlraum eindringen. Dies erleichtert die Kraftfahrzeugherstellung.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Scharnieranordnung
- 4
- Gewindebolzen
- 6
- zylinderförmiger Grundkörper
- 8
- erster kegelstumpfförmiger Vorsprung
- 10
- zweiter kegelstumpfförmiger Vorsprung
- 12
- Zahn
- 14
- Sackloch
- 16
- Schraube
- 18
- erstes Scharnierteil
- 20
- Durchgangsbohrung
- 22
- Scharnierauge
- 24
- Wand
- 26
- Hohlraum
- 28
- Anbindungsplatte
- 30
- Aussparung
- 32
- Lagerzylinder
- 34
- Verbindungsabschnitt
- 36
- zweites Scharnierteil
- 38
- Fixierelement
