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Die Erfindung betrifft ein Türscharnier
für Kraftfahrzeuge
mit Feststeller, bestehend aus zwei Konsolen, nämlich
- einer
Säulenkonsole
und
- – einer
Türkonsole,
- – die über einen
Scharnierzapfen drehgelenkig miteinander verbunden sind,
- wobei der Feststeller ein aus Vertiefungen und Erhebungen bestehendes
Rastprofil an einer der beiden Konsolen aufweist,
- – mit
dem ein Rastelement an der anderen der beiden Konsolen unter Druck
insbesondere unter Federdruck in Eingriff steht,
- – wobei
das Rastelement beim Verschwenken der Tür eine Relativbewegung längs des
Rastprofils ausführt
und
- – zum
Feststellen der Tür
beim Öffnen
oder Schließen
in eine der Vertiefungen des Rastprofils einrastet.
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Bei einem aus
DE 198 11 108 bekannten Türscharnier
dieser Art ist das aus Vertiefungen und Erhebungen bestehende Rastprofil
des Feststellers als Mitnehmerplatte an dem Scharnierzapfen befestigt,
der axial und radial gesichert im Scharnierauge der Türkonsole
befestigt ist, so daß die
Mitnehmerplatte den Öffnungs-
und Schließbewegungen
der Tür
folgt. Das mit dem Rastprofil unter Federdruck in Eingriff stehende
Rastelement ist als Rolle ausgebildet, die am freien Ende des Bügels an
einer an der Säulenkonsole
befestigten Torsionsfeder drehbar gelagert ist und durch die Torsionsfeder
an das Rastprofil angedrückt
wird. Bei Bewegungen der Tür
wird die Mitnehmerplatte durch den Scharnierbolzen um dessen Achse
verschwenkt, wobei die Rolle an dem Rastprofil der Mitnehmerplatte
entlangrollt und in die nächstgelegene
Vertiefung des Rastprofils gedrückt wird,
wenn die Bewegung der Tür
nachläßt und eine dem
gewünschten Öffnungswinkel
der Tür
entsprechende Zwischenposition oder die dem größtmöglichen Öffnungswinkel der Tür entsprechende
Endposition eingenommen werden soll.
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Dieser Feststeller hat sich in der
Praxis bewährt.
Die Feststellung der Tür
in der Endposition oder in einer Zwischenposition erfordert jedoch
einen relativ hohen Federdruck, damit die Rolle sicher in die entsprechende
Vertiefung des Rastprofils gedrückt
wird. Entspre chend hohe Kräfte
sind erforderlich, um die Tür
aus der Endposition oder aus einer Zwischenposition heraus weiterzubewegen,
weil sich der Druck der Feder beim Herausrollen aus der Vertiefung
bis zum Überrollen
der angrenzenden Erhebung noch verstärkt. Deshalb erfordert der
bekannte Feststeller zum Aufbringen sicherer Haltekräfte relativ
starke Torsionsfedern mit entsprechendem Platzbedarf der übrigen Scharnierteile,
und der Verschleiß durch
Reibung ist entsprechend hoch.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe
zugrunde, einen Türfeststeller
zu schaffen, der zum sicheren Festhalten der Tür in Zwischenpositionen oder
in der Endposition einen geringeren Kraftaufwand zuläßt und den
Spielraum für Änderungen
und Anpassungen des Scharnieraufbaus vergrößert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß
- – das
Rastelement aus einem Rotor
- – mit
mindestens zwei Flügeln
besteht
- – und
die Flügel
beim Abwälzen
des Rotors auf dem Rastprofil Wälzpaarungen
mit benachbarten Vertiefungen bilden, sowie
- – zum
Feststellen der Tür
in vorbestimmten Positionen zwei Flügel gleichzeitig in benachbarte
Vertiefungen einrasten.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis
zugrunde, daß eine
sichere Feststellung der Tür
in einer Zwischenposition bzw. in der Endposition erreicht wird, wenn
das Rastelement unter Federdruck nicht nur in eine einzige Vertiefung
gedrückt
wird, sondern sich unter Federdruck gleichzeitig in zwei benachbarten Vertiefungen
abstützt.
Hierfür
geht die Erfindung von den bisher bekannten Rastelementen wie der
vorstehend erwähnten
Rolle oder wie einem bloßen
Federbügelende
mit kreisrundem Querschnitt, das an dem Rastprofil entlanggleitet,
ab, und es wird stattdessen erfindungsgemäß ein Rotor vorgesehen, der
mindestens zwei Flügel
aufweist, die so gestaltet sind, daß sie bei einer Relativbewegung
von Rastprofil und Rastelement beim Abwälzen des Rotors auf dem Rastprofil
nacheinander mit benachbarten Vertiefungen in Eingriff kommen und
in der Zwischenposition sowie in der Endposition jeweils zwei Flügel gleichzeitig
in benachbarten Vertiefungen einrasten.
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Die Erhebungen zwischen den Vertiefungen müssen beim
Stand der Technik stets ausgeformt, nämlich möglichst bogenförmig ausgebildet,
sein, damit das z.B. rollenförmige
Rastelement unter Federdruck an den Flanken der Erhebungen entlang
bis zum Grund der benachbarten Vertiefung rollt. Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip
kommt das Rastelement, nämlich
der Rotor, in der Regel nur noch mit den Vertiefungen in Eingriff.
Dabei bildet das in die Vertiefung eingreifende Flügelende
ein Schwenklager für
den Rotor, so daß dieser
eine Schwenkbewegung um das Schwenklager ausführt, bis der nächste Flügel mit
seinem Ende in die nächste
Vertiefung eingreift und so das nächste Schwenklager bildet usw. Weil
die Drehbewegung des Rotors um seine Mittelachse die vorgenannte
Schwenkbewegung überlagert,
besteht die Bahn der Mittelachse des Rotors aus aneinander anschließenden Kreisbahnabschnitten.
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Nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung
ist vorgesehen, daß die
radial nach außen
weisenden Flügel
des Rotors und die Vertiefungen des Rastprofils jeweils bogenförmig ausgebildet
sind. Auf diese Weise wird ein definierter Eingriff zwischen den Flügelenden
und den Vertiefungen des Rastprofils erreicht, wenn das betreffende
Flügelende
in der Vertiefung eine Drehbewegung ausführt, wenn nämlich der Rotor um dieses Flügelende
bis zum Eingriff des nächsten
Flügelendes
in die benachbarte Vertiefung verschwenkt wird.
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Für
die vorgenannte Schwenklagerfunktion ist es vorteilhaft, wenn die
Enden der Flügel
des Rotors und die Vertiefungen des Rastprofils der Form nach jeweils
einem Kreisbogenabschnitt entsprechen. Dabei soll der Radius der
Kreisbogenabschnitte des Flügelendes
und der Vertiefung möglichst
jeweils gleich sein. Die Bogenabschnitte der Vertiefungen sollen
halbkreisförmig
sein.
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Der Rotor und die Flügel des
Rotors lassen sich in verschiedener Weise ausbilden. Nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung
ist deshalb vorgesehen, daß der
Rotor ein Nabenteil für
eine Drehachse und wahlweise hiervon einteilig mit dem Nabenteil ausgehende
Flügel,
wie bei einem Zahnrad, oder alternativ hierzu eine das Nabenteil
umfassende Aufnahme z. B. mindestens eine Scheibe aufweist, auf der
als Flügel
Rollen drehfest oder vorzugsweise drehbar angeordnet sind, die die
Kreisbogenabschnitte zum Einrasten in die Vertiefungen des Rastprofils
bilden, wobei der Radius der Kreisbogenabschnitte, wie bereits vorstehend
erwähnt,
jeweils möglichst
gleich sein soll. Auf diese beiden bevorzugten Ausführungsformen
ist die Erfindung keineswegs beschränkt. Der zahnradförmige Rotor
zeichnet sich durch ein hohes Maß an Robustheit aufgrund seiner einteiligen
Ausführung
aus. Als drehfeste Zapfen oder vorzugsweise als drehbare Rollen
ausgebildete Flügel
auf mindestens einer Scheibe, vorzugsweise zwischen zwei Scheiben
angeordnet, lassen eine einfache Herstellung des Rotors zu. Darüber hinaus können drehbar
angeordnete Rollen auf dem Rastprofil leichter abrollen und bilden
dennoch die erfindungsgemäß angestrebte
stabile Lage der Tür
in der jeweiligen Zwischen- bzw. Endposition. Im folgenden umfaßt der Begriff "Flügel" und "Flügelende" sowohl zahnförmige Arme
und deren Enden als auch die Rollen und deren nach außen weisenden
Abschnitte, ohne daß hierauf
besonders hingewiesen wird.
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Wegen der vorgenannten Bewegungsverhältnisse
des Rotors beim Abwälzen
auf dem Rastprofil ist nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung vorgesehen,
daß die
Form und Größe der Vertiefungen
sowie ihr Abstand voneinander so auf die Anzahl und auf die Ausbildung
der Flügel
des Rotors abgestimmt sind, daß ein
Flügelende
und eine Vertiefung, wenn sie im Eingriff miteinander stehen, jeweils ein
Schwenklager für
den Rotor bilden, so daß die Drehachse
des Rotors beim Abwälzen
des Rotors auf dem Rastprofil jeweils eine bogenförmige vorzugsweise
kreisbogenförmige
Schwenkbewegung zwischen zwei Raststellungen ausführt. Insofern
bildet der Eingriff der Flügelenden
in den Vertiefungen auch eher Schwenklagerpaarungen statt Wälzpaarungen.
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Vorzugsweise weist der Rotor zwei,
drei oder vier Flügel
in symmetrischer Anordnung auf, ohne daß hiermit eine Beschränkung der
Erfindung vorgenommen wird.
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Zwischen der ersten und der letzten
Vertiefung des Rastprofils sind zweckmäßig drei weitere Vertiefungen
angeordnet, so daß zwei
Zwischenpositionen des Rotors zusätzlich zu der äußeren Endposition
und der Schließposition,
die der geschlossenen Lage der Tür
entspricht, möglich
sind. Je nach Größe des maximalen Öffnungswinkels
der Tür
sowie in Abhängigkeit
von der Anzahl der gewünschten
Rastpositionen der Tür
beim Öffnen
und Schließen
sind jedoch ohne weiteres auch mehr Zwischenpositionen möglich.
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Zum Ausgleichen von Einbautoleranzen
läßt sich
das erfindungsgemäße Türscharnier
dadurch sehr einfach anpassen, daß die erste Vertiefung, mit der
ein Flügel
des Rotors in Eingriff steht, wenn die Tür geschlossen ist, eine Verlängerung
aufweist, so daß der
Rotor in der geschlossenen Lage der Tür über die sog. o-Position des
Scharniers hinausbewegt werden kann. Die o-Position des Scharniers würde der
letzten Raststellung entsprechen, in der sich der Rotor mit zwei
Flügeln
in den beiden letzten Vertiefungen des Rastprofils bei geschlossener
Tür abstützt. Durch
eine einfache Verlängerung
der ersten bzw. letzten Vertiefung kann die o-Position des Türscharniers
jedoch ohne weiteres „überfahren" werden, so daß sich beispielsweise
für das
Türscharnier
eine Position von –5° in der Schließlage der
Tür ergibt.
Unter diesen Umständen
würde ein
Flügelende
des Rotors in der Verlängerung
der ersten Vertiefung stehen, während
der benachbarte Flügel
des Rotors an der ersten Erhebung des Rastprofils anliegt. Diese
Position des Rotors kann ohne weiteres in Kauf genommen werden,
weil die Tür
geschlossen ist und es deshalb nicht darauf ankommt, die Tür in einer
Zwischenposition festzuhalten.
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Vorzugsweise ist das Rastprofil an
der Innenseite oder an der Außenseite
eines Bogens ausgebildet, der mit der einen der beiden Konsolen
fest verbunden ist, und der Rotor ist dann zum Verschwenken mit
der anderen Konsole ausgebildet. Ein bogenförmiger Verlauf des Rastprofils
läßt es zu,
daß das Rastelement,
nämlich
der Rotor, längs
einer entsprechend bogenförmigen
Bahn, vorzugsweise längs
einer Kreisbogenbahn bewegt wird, deren Mittelpunkt auf der Achse
des Scharnierzapfens liegt. Dadurch werden Weiterbildungen der Erfindung
möglich,
die noch erläutert
werden.
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Für
den notwendigen Andruck des Rotors an das Rastprofil ist nach einer
erfindungsgemäßen Weiterbildung
vorgesehen, daß der
Rotor auf einer in Richtung auf das Rastprofil hin unter Federdruck
stehenden Achse drehbar gelagert ist. Eine besonders einfache Lösung hierfür ergibt
sich, wenn die federbelastete Drehachse am freien Ende eines Arms
einer Bügelfeder
ausgebildet ist. Wenn der andere Arm der Bügelfeder an dem Scharnierzapfen
befestigt ist, ergibt sich eine sehr einfache Konstruktion für eine federbelastete
Drehachse des Rotors. Vorzugsweise erstreckt sich dabei der andere
Arm der Bügelfeder durch
eine koaxiale Bohrung in dem Scharnierzapfen, und in dieser Lage
ist der Arm der Bügelfeder
in dem Scharnierzapfen zweckmäßig radial
und axial gesichert. Hierdurch ergibt sich eine sehr platzsparende
Konstruktion, bei der die Bügelfeder
ohne zusätzlichen
Platzbedarf mit ihrem anderen Arm sicher im Scharnierzapfen angeordnet
und gehalten ist, während
der freie Arm als Drehlager für
den Rotor dient und die Federkraft der Bügelfeder den freien Arm und
damit den Rotor gegen das Rastprofil drückt, das im wesentlichen konzentrisch
zu der Scharnierachse angeordnet ist. Deshalb besteht eine erfindungsgemäße Weiterbildung
darin, daß der
freie Arm der Bügelfeder
den Rotor unter Federvorspannung an das Rastprofil an der Innenseite
oder an der Außenseite
des Bogens drückt.
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Damit die Bewegung des Rotors längs des Rastprofils
exakt der Schwenkbewegung der Tür
folgen kann, ist es zweckmäßig, daß der freie
Arm der Bügelfeder,
an dem der Rotor drehbar gelagert ist, geführt wird, ohne daß die Schwenkbewegungen
des Rotors behindert werden. Denn während der Schwenkbewegung ändert sich
der Abstand zwischen dem Drehlager und der Achse des Scharnierzapfens
ständig.
Als erfindungsgemäße Weiterbildung
ist deshalb eine Führung
des freien Arms der Bügelfeder
in einer radialen Nut eines Führungsarms vorgesehen,
der an dem Scharnierzapfen befestigt ist. Der Führungsarm wird entsprechend
der Drehung des Scharnierzapfens mitverschwenkt, wobei er den freien
Arm der Bügelfeder
mitnimmt, der ungehindert in der radialen Nut des Führungsarms
hin- und herbewegt
wird entsprechend der aus Kreisbogenabschnitten bestehenden Bahn
der Drehachse des Rotors.
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Was den übrigen Aufbau des erfindungsgemäßen Türscharniers
anbelangt, ist nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung vorgesehen,
daß der Bogen,
an dessen Innenseite das Rastprofil ausgebildet ist, eine Ausnehmung
einer Bogenplatte begrenzt, die mit einer der beiden Konsolen fest
verbunden ist, während
die Drehlagerung des Rotors mit der anderen der beiden Konsolen
verbunden ist. An dieser Stelle wird deutlich, daß für die Erfindung – einer Innenverzahnung
vergleichbar – bevorzugt
wird, daß der
Rotor in einer Ausnehmung einer Bogenplatte angeordnet ist, an deren
einer Seite sich das bogenförmig
verlaufende Rastprofil befindet. Es ist auch möglich, den Rotor mit einem
außenliegenden
Rastprofil z.B. an der Außenseite
eines Bogens, zusammenwirken zu lassen. Für die Erfindung wird jedoch
bevorzugt, daß der
Rotor innen läuft.
Zum einen wird dadurch der Aufbau des Türscharniers kompakter, und zum
anderen ergibt sich ein geschlossener Aufbau des Türscharniers
im Gegensatz zum Stand der Technik, und es besteht auch eine bessere
Möglichkeit
zum Einsatz reibungsmindernder Mittel wie z.B. die Benutzung reibungsmindernder Überzüge für die Rotorflügel und
mindestens für
die Vertiefungen des Rastprofils und/oder die Verwendung einer Dauerschmierung,
ohne daß äußere Störein flösse wirksam werden
können.
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Ob das Rastprofil wie beim Stand
der Technik über
den Scharnierzapfen mit der Türkonsole oder
umgekehrt das Rastelement, also im vorliegenden Fall der Rotor, über den
Scharnierzapfen mit der Türkonsole
verbunden wird, hängt
von den konstruktiven Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsfalls ab.
Für die
Erfindung wird, wie oben bereits deutlich wurde, bevorzugt, daß das Rastprofil
innen an einem Aufnahmeteil (z.B. an dem Bogen einer Bogenplatte) ausgebildet
ist, das mit der Türkonsole
fest verbunden ist, und daß den
Rotor tragende Teile fest mit dem Scharnierzapfen verbunden sind,
der sich in der montierten Lage des Scharnier durch das Scharnierauge
der Türkonsole
erstreckt, wo er drehbar gelagert ist, und der verdrehsicher sowie
gegen axiale Verschiebung gesichert in dem Scharnierauge der Säulenkonsole
befestigt ist.
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Zum Schutz des Rastprofils sowie
des Rastelements und der übrigen
insbesondere der bewegten und beanspruchten Bauteile des Feststellers
wird bevorzugt, daß das
Aufnahmeteil (z. B. Bogenplatte) an der an die Türkonsole angrenzenden Seite
durch eine Deckplatte abgeschlossen ist.
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Wenn das Scharnierauge der Türkonsole
mit der Bogenplatte um den Scharnierzapfen drehbar auf dem Scharnierauge
der Säulenkonsole
gelagert ist, reicht es aus, wenn der Scharnierzapfen unten in axialer
Richtung durch eine Klemme gesichert wird.
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Wenn die Vorteile der kompakten Bauweise des
erfindungsgemäßen Türscharniers
und ebenso die Möglichkeiten
einer relativ geschlossenen Bauweise durch eine innere Anordnung
des Rotors z. B. in der Ausnehmung einer Bogenplatte benutzt werden,
wirkt es sich besonders vorteilhaft aus, wenn die den Feststeller
bildenden Bauteile, insbesondere das Rastprofil und der Rotor sowie
die Andrück-
bzw. Federvorrichtung mit einer Schutzkappe abgedeckt sind. Denn
in diesem Fall ergibt sich nicht nur eine sehr kompakte sondern
auch eine weitgehend geschlossene Bauweise des erfindungsgemäßen Türscharniers.
Hieraus ergeben sich primär
eine Reihe von Vorteilen für
die Funktion des Feststellers sowie auch im Gebrauch, weil Türscharniere
mit Feststeller gewöhnlich,
wie der Stand der Technik zeigt, Verschmutzungen ausgesetzt sind
und dabei auch die Gefahr der Berührung verschmutzter Scharnierteile mit
der Hand oder mit Kleidungsstücken
oder dergleichen besteht. Vorzugsweise entspricht die Schutzkappe
im Querschnitt im wesentlichen dem Umrissprofil der Bogenplatte
des Feststellers, so daß die Schutzkappe
nicht mehr Raum als nötig
beansprucht und sich auch ein ansprechendes Design ergibt. Außerdem ergibt
sich dadurch eine leichte Befestigung der Schutzkappe unmittelbar
an der Bogenplatte, z.B. durch federndes Einrasten des Schutzkappenrandes
unterhalb der Bogenplatte.
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Das erfindungsgemäße Türscharnier soll zur Montage
der Tür
teilbar sein. Hierfür
wird bevorzugt, daß der
Scharnierzapfen in vormontierter Lage des Türscharniers mit dem Scharnierauge
der jeweiligen Konsole – vorzugsweise
der Türkonsole – durch
einen Stift gesichert ist, der durch das Scharnierauge hindurch
in eine Öffnung,
insbesondere in eine Nut, am Umfang des Scharnierzapfens greift.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung
ist vorgesehen, daß als
Rotor eine drehbar am freien Ende der Bügelfeder gelagerte ringförmige Rolle bzw.
ein Rad mit einem entsprechenden an der Innenseite der Bogenplatte
ausgebildeten Rastprofil in Eingriff steht.
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Für
die Anwendung der Erfindung auf das sog. "Einheitsscharnier", für
das sich in der eingangs berücksichtigten
DE 198 11 108 ein Ausführungsbeispiel
befindet, wird zur Erreichung einer weitestgehenden Beibehaltung
des grundsätzlichen
Aufbaus dieses Scharniertyps nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung
vorgeschlagen, daß die
Bogenplate mit an der Außenseite
des Bogens angeordneten Vertiefungen des Rastprofils verdrehfest
mit dem Scharnierzapfen und dieser einerseits verdrehfest mit dem
Scharnierauge der Türkonsole
und andererseits drehbar in dem Scharnierauge der Säulenkonsole
angeordnet ist.
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Insbesondere für diese Ausführungsform nach
der Erfindung ist vorgesehen, daß sich der freie den Rotor
drehbar tragende Arm der Bügelfeder
unterhalb der Säulenkonsole
erstreckt und sich in einem vorzugsweise zweifach U-förmig gebogenen Federteil
fortsetzt, der an dem Flügel
der Säulenkonsole
befestigt ist. Dabei wird der Rotor am oberen freien Ende des freien
Arms der Bügel-
bzw. Torsionsfeder vorzugsweise drehbar gelagert und an das Rastprofil
federnd angedrückt.
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Für
eine sichere axiale Führung
des Rotors an der Bogenplatte, wenn sich die Bogenplatte während des
Verschwenkens der Tür
an der Bogenplatte entlangbewegt, ist vorzugsweise vorgesehen, daß oberhalb
und/oder unterhalb des Rotors eine Scheibe drehbar befestigt ist,
die die Bogenplatte teilweise übergreift.
Vorzuziehen ist ein Rotor mit zwei Scheiben, und zwar vor allem
dann, wenn die Flügel
des Rotors aus Rollen gebildet werden.
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Im Falle der Ausbildung der Flügel des
Rotors mit Rollen sind zweckmäßig Lagerzapfen
als Drehlager für
die Rollen zwischen zwei Scheiben befestigt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Türscharniers
im Schnitt entlang der Linie I-I von 2;
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2 eine
Draufsicht des Scharniers von 1 zur
Darstellung des bereits in der Ansicht des Türscharniers von 1 sichtbaren Türfeststellers, jedoch
ohne Schutzkappe, sowie zur Verdeutlichung der Einbaulage des Scharniers
an einem Rahmen und an einer Tür
eines Kraftfahrzeuges;
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3 eine
Ansicht eines Türscharniers
mit einer Bogenplatte, die außer
den beiden Endpositionen eine Zwischenposition des Türscharniers
und damit der Tür
zuläßt;
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4 eine
Ansicht einer Einzelheit des Türscharniers
in Draufsicht, nämlich
eines Rotors in der Schließlage
der Tür;
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5 eine
Ansicht eines Türfeststellers
mit Bogenplatte in einer Zwischenstellung, die einem Öffnungswinkel
der Tür
von 40° entspricht;
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6 eine ähnliche
Ansicht wie in 5, jedoch
mit vollständig
geöffneter
Tür mit
einem Öffnungswinkel
von 75°;
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7 eine
Ansicht eines Türfeststellers
mit Rastpositionen in symmetrischer Verteilung und einer variablen
Endstellung des Türscharniers
in der Schließlage
der Tür;
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8 eine ähnliche
Ansicht eines Türfeststellers
wie in 7, jedoch mit
nur teilweise symmetrischer Verteilung der Rastpositionen;
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9 eine ähnliche
Darstellung eines Türfeststellers
wie in 7 und 8, jedoch mit asymmetrischer
Verteilung der Rastpositionen;
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10 eine
Ansicht eines Türfeststellers – ähnlich wie
in Fig. 7–9 –, jedoch
mit einem Rotor mit zwei Flügeln
statt drei Flügeln
wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen;
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11 eine
Ansicht zur Veranschaulichung des Zusammenfügens eines vormontierten Türscharniers
beim Einsetzen der Tür
in den Rahmen;
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12 eine
perspektivische Ansicht einer Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Türscharniers;
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13 eine
perspektivische auseinandergezogene Darstellung des Türscharniers
von 12;
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14 eine
perspektivische Ansicht von auseinandergezogenen Darstellungen von
zwei im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel
von 12 und 13 entsprechenden Türscharnieren.
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In 1–3 weist
ein Türscharnier
mit Feststeller eine Türkonsole 1 mit
einem Flügel 1a zum Anbringen
an einem teilweise in 2 dargestellten Türrahmen
T eines Kraftfahrzeugs und eine Säulenkonsole 2 mit
einem Flügel 2a zum
Befestigen an einem teilweise dargestellten Rahmen R auf, wobei
die Rahmenöffnung
durch Verschwenken der Tür
geöffnet
und geschlossen wird. Gewöhnlich
sind zwei Türscharniere
im Abstand übereinander
angeordnet. Es reicht aus, wenn eines der beiden Scharniere mit
einem Türfeststeller
wie im Fall der Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung ausgerüstet wird und das andere Scharnier
nur eine Trag- und Schwenkfunktion übernimmt. Der erfindungsgemäße Türfeststeller
ist, wie noch deutlich wird, zum Feststellen der Tür in einer
Endposition und in mehreren Zwischenpositionen vorgesehen.
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Auf einem Scharnierauge 2b der
Säulenkonsole 2 ist
ein Scharnierauge 1b der Türkonsole 1 um einen
Scharnierzapfen 3 drehbar gelagert. Hierfür ist der
Scharnierzapfen 3 über
einen Absatz 2c in einer Bohrung des Scharnierauges 2b mittels
einer Abflachung 3a verdrehfest angeordnet. Das Scharnierauge 1b der
Türkonsole 1 ist
gegenüber
dem Scharnierzapfen 3 um eine Drehachse 27 verdrehbar.
In einer entsprechenden Bohrung des Scharnierauges 1b der
Türkonsole 1 befindet
sich ein Radiallager 14, und zwischen den beiden Scharnieraugen 1b und 2b ist
ein Axiallager 13 vorgesehen.
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Wie insbesondere 1 zeigt, erstreckt sich der Scharnierzapfen 3 durch
einen Führungsarm 8, der über einen
Absatz 10 verdrehfest mit dem Scharnierzapfen 3 verbunden
ist, ferner durch eine als Aufnahmeteil dienende Bogenplatte 4,
gegenüber
der der Scharnierzapfen 3 relativ drehbar ist, anschließend durch
eine mit der Bogenplatte 4 fest verbundene Deckplatte 7,
gegenüber
der der Scharnierzapfen 3 ebenfalls relativ drehbar ist,
sowie durch die beiden Scharnieraugen 1b, 2b.
In einer entsprechenden Nut 11a nahe dem Scharnierauge 2b sowie
in einer Nut 12a nahe dem Führungsarm 8 sind jeweils
Klemmen 11, 12 als äußere axiale Sicherungen der
Lage des Scharnierzapfens 3 und des Zusammenhalts der vorgenannten
Bauteile vorgesehen.
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Durch den Scharnierzapfen 3 hindurch
erstreckt sich koaxial in Längsrichtung
eine Bohrung 3b, in der ein Arm 19 einer Bügelfeder 17 angeordnet und
mit geeigneten Mitteln wie einer engstmöglichen Passung und/oder einer
formschlüssigen
Sicherung wie Nut und Feder oder dergleichen gegen axiale und radiale
Verschiebungen gesichert ist. An dem unter dem Scharnierauge 2b vorstehenden
Ende des Scharnierzapfens 3 ist durch entsprechende Verformung
dieses Endes an einer Einschnürung
des Arms 19 der Bügelfeder 17 eine
axiale Sicherung 20 hergestellt.
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Ein quer zur Längsachse des Scharnierzapfens 3 in
das Scharnierauge 1b einsteckbarer Stift 15 greift
in eine Nut 16 an dem Scharnierzapfen 3 zur Sicherung
des Türscharniers
in vormontiertem Zustand.
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Die Bogenplatte 4 weist
für die
Ausbildung eines Türfeststellers
eine Ausnehmung 5 in der insbesondere aus 2 ersichtlichen Form und Lage auf, die
auf einer Seite von einem Bogen 6 begrenzt wird. An der
Innenseite des Bogens 6 erstreckt sich ein Rastprofil 21 bestehend
aus etwa halbkreisförmigen
Vertiefungen 22, zwischen denen relativ flach verlaufende
Erhebungen 23 liegen.
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Am Ende des freien Arms 18 der
Bügelfeder 17 ist,
wie vor allem 1 in Verbindung
mit 2 zu entnehmen ist,
eine Drehachse 26 ausgebildet, auf der ein Rotor 24 drehbar
gelagert ist, der drei Flügel 25
in symmetrischer Anordnung, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit
halbkreisförmigen
Flügelenden aufweist,
deren Radius im wesentlichen dem Halbkreisbogen der Vertiefungen 22 entspricht.
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Wie aus 1 zu entnehmen ist, ist das Türscharnier
an der Seite, an der sich der Türfeststeller befindet,
mit einer Schutzkappe 11b abgedeckt, die im Querschnitt
im wesentlichen der Umrissform der Bogenplatte 4 (vgl. 2) entspricht und vorzugsweise
federnd unter die Bogenplatte 4 greifend auf das Türscharnier
aufgeklemmt ist. Während
alle bisher beschriebenen Komponenten des Türscharniers aus Stahl bzw.
Stahlblech bestehen, kann die Schutzkappe 11b entweder
aus Kunststoff geformt oder im Tiefziehverfahren aus Stahlblech
hergestellt sein.
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Der Rotor 24 bildet mit
den Flügeln 25 ein Rastelement,
das unter Federdruck eine Relativbewegung längs des Rastprofils 21 ausführen, sich nämlich auf
diesem abwälzen
kann, und von der Bügelfeder 17 gegen
das Rastprofil 21 gedrückt
wird. Beim Verschwenken der Tür
findet eine Drehbewegung der türseitigen
Scharnierteile, nämlich
der Türkonsole 1 mit
dem Flügel 1a,
dem Scharnierauge 1b und den Feststellerbauteilen wie vor
allem der Bogenplatte 4 um den an der Säulenkonsole 2 festgelegten
Scharnierzapfen 3 statt. Auch die Bügelfeder 17 und ihr
freier Arm 18 mit dem Rotor 24 sind festgelegt
und werden entsprechend nicht mitverschwenkt (vgl. 5 und 6).
Diese Festlagerung wird durch den Führungsarm 8 unterstützt, in
dessen Schlitz bzw. Nut 9 sich der freie Arm 18 und
insbesondere dessen Ende mit der Drehachse 26 des Rotors 24 hin-
und herbewegen kann, wenn die Bogenplatte 4 mit dem Türscharnier
verschwenkt und dabei der Rotor 24 auf dem sich vorbeibewegenden
Rastprofil 21 abgewälzt
wird. So drückt
der freie Arm 18 der Bügelfeder 17 den
Rotor 24 in jeder Winkelstellung des Türscharniers gegen das Rastprofil 21.
Das Abwälzen
des Rotors 24 auf dem Rastprofil 21 vollzieht
sich – von
der Drehachse 26 des Rotors 24 her gesehen – längs einer
aus nebeneinander liegenden Halbkreisen gebildeten Bahn (vgl. 3), so daß die Drehachse 26 des
Rotors 24 ihren Abstand gegenüber der Drehachse 27 während einer
Schwenkbewegung ständig ändert und
hierfür
entsprechende Ausweichbewegungen der Drehachse 26 in der
Nut 9 erforderlich werden.
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Die Wälzbewegung des Rotors 24 relativ
zu dem Rastprofil 21 läuft
so ab, daß,
wenn ein Flügel 25 des
Rotors 24 mit seinem halbkreisförmigen Ende mit einer der Vertiefungen 22 im
Eingriff steht, der Rotor 24 eine Schwenkbewegung um dieses
von der betreffenden Vertiefung 22 und dem damit in Eingriff stehenden
Flügel 25 gebildete
Schwenklager ausführt,
bis der nächste
Flügel 25 mit
der nächsten
Vertiefung 22 in Eingriff kommt und damit ein neues Schwenklager
gebildet wird, das das bisherige ablöst. Insofern kommt der Rotor 24 nur
mit den Vertiefungen 22 in Eingriff. Jedenfalls werden
für die
Wälzbewegung
des Rotors 24 nur die Vertiefungen 22 gebraucht.
Eine Ausnahme bildet die – mit
Bezug auf 2 – rechts
gelegene erste Erhebung 23, die aufgrund einer Verlängerung 22a der
ersten Vertiefung 22 aus Gründen, die noch erläutert werden,
mit einem Flügel 25 in
Eingriff kommen kann (vgl. 4 und 8).
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In dem Ausführungsbeispiel von 2 kann der Rotor 24 an
dem Rastprofil 21 insgesamt vier Raststellungen einnehmen.
Die erste Rastposition entspricht der in 2 dargestellten Endposition in der Schließlage der
Tür. Die
zweite Rastposition entspricht einer ersten Zwischenposition der
Tür, in
der zwei Flügel 25 des
Rotors 24 in der – von
rechts nach links in 2 gesehen – zweiten
und dritten Vertiefung 22 angeordnet sind (ähnlich wie
in 5). Entsprechend
stehen nach einer weiteren Schwenkbewegung des Rotors 24 zwei
Flügel 25 des
Rotors 24 in der dritten und vierten Vertiefung 22 (ähnlich wie
in 6), so daß der Rotor 24 damit
eine zweite Zwischenposition einnimmt. Nach der letzten Schwenkbewegung
nimmt der Rotor 24 seine äußerste Position und Raststellung
ein, in der sich zwei seiner Flügel 25 in
der vierten und fünften
bzw. letzten Vertiefung 22 befinden und die Tür vollständig geöffnet ist.
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Wird die Tür gleich aus der Schließlage in
die äußerste Öffnungsposition
gebracht, überfährt das Rastprofil 21 die
beiden Zwischenpositionen, und der Rotor 24 gelangt gleich
in die äußerste Raststellung. Wird
die Türbewegung
beim Öffnen
oder Schließen in
der Nähe
einer Zwischenposition verzögert,
drückt der
freie Arm 18 der Bügelfeder 17 den
Rotor 24 in die betreffende definierte Zwischenposition,
in der die entsprechenden Enden von zwei benachbarten Flügeln 25 in
den zugeordneten Vertiefungen 22 angeordnet sind.
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In dieser Position und ebenso in
jeder anderen Zwischenposition oder in der äußersten Raststellung stützt sich
der Rotor 24 unter Federdruck stets in zwei Vertiefungen 22 ab,
so daß die
Tür bereits
mit vergleichsweise geringer Federkraft sicher in dieser Position
gehalten wird. Dennoch läßt sich
diese Feststellkraft durch erneutes Bewegen der Tür zum Verschwenken
derselben ohne Probleme überwinden.
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Eine besonders leichtgängige Betätigung des
Feststellers ergibt sich, wenn der Rotor 24 und das Rastprofil 21 einen
reibungsmindernden Überzug
und/oder eine Dauerschmierung erhalten. Letztere kommt – im Gegensatz
zum Stand der Technik – bei
erfindungsgemäßen Türscharnieren
ohne weiteres in Betracht, weil erfindungsgemäße Türscharniere vorzugsweise gekapselt
sind, d.h. der Feststeller ist innenliegend im Türscharnier angeordnet und iusätzlich durch
die Schutzkappe 11b geschützt und gegen Berührung gesichert.
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In 3 ist
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit einem Feststeller dargestellt, der außer der
dargestellten Rastposition in der Schließlage der Tür und der äußeren Rastposition bei vollständig geöffneter
Tür (Öffnungswinkel
ca. 70°) eine Zwischenposition von ca. 35° zuläßt. Die
Richtung der Schwenkbewegung der Tür und damit des Flügels 1a der
Türkonsole 1 ist
in 3 mit einem Pfeil 30 gekennzeichnet.
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In 4 ist
eine Einzelheit des Feststellers von 3 zur
Erklärung
dargestellt, wie bei den Ausführungsbeispielen
der Erfindung Montageungenauigkeiten, Abweichungen der vorgegebenen
Herstellungsmaße
sowie Spannungen beseitigt, bzw. kompensiert werden können. Der
Rotor 24 des Feststellers steht in 4 in seiner ersten Stellung, nämlich in
der Schließlage
der Tür.
Die 0°-Position
des Rotors 24 entspricht der vorgegebenen Ideallage des
Rotors 24 an dem Rastprofil 21, wenn nämlich in
der Schließlage
der Tür
zwei Flügel 25 in
der ersten und zweiten Vertiefung 22 stehen. Durch die
Verlängerung 22a der
ersten Vertiefung 22 kann der Rotor 24, wie durch
die Winkelangabe –2°, –5° angezeigt
und dargestellt ist, die 0°-Position überfahren,
bis die Tür tatsächlich ihre
Schließlage
in diesem Toleranzwinkelbereich des Türscharniers erreicht hat.
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In 5 ist
dargestellt, welche Lage der Rotor 24 an dem Rastprofil 21 des
Feststellers von 3 einnimmt,
wenn die Tür
halboffen ist und der Flügel 1a der
Türkonsole 1 eine
Stellung einnimmt, die einem Öffnungswinkel
der Tür
von 40° entspricht. In
der Darstellung von 6 ist
die Position dargestellt, die dem größtmöglichen Öffnungswinkel der Tür von 75° entspricht.
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Das Ausführungsbeispiel von 7 zeigt einen Feststeller
mit vier möglichen
Raststellungen, nämlich
den beiden äußeren Positionen
und zwei Zwischenpositionen mit gleichen bzw. symmetrischen Winkelbeträgen zwischen
den Positionen. Demgegenüber
ist in 8 ein Feststeller
mit teilweise symmetrischen Winkelabschnitten zwischen den einzelnen
Positionen dargestellt, während 9 in einem Ausführungsbeispiel
eines Feststellers mit nur einer Zwischenposition eine asymmetrische
Aufteilung der Winkelbeträge
zeigt.
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Das Ausführungsbeispiel von 10 unterscheidet sich von
den bisherigen Ausführungsbeispielen
vor allem dadurch, daß der
Rotor 24 nicht drei sondern nur zwei Flügel aufweist. Im übrigen gibt
es im Hinblick auf den Aufbau und die Funktion dieses Türscharniers
keine wesentlichen Unterschiede zu den bisherigen Ausführungsbeispielen.
Die Bogenplatte 4 mit der Ausnehmung 5 weist gegenüber den vorstehend
beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
einen eher quadratischen Umriß mit
abgerundeten Ecken auf, und der an seiner Innenseite das Rastprofil 21 tragende
Bogen 6 fällt
entsprechend kürzer
aus als bei den übrigen
Ausführungsbeispielen.
Für die
zweiflügelige Ausführung des
Rotors 24 wird die dargestellte bumerangähnliche
Form gegenüber
der Sternform der dreiflügeligen
Rotoren 24 bevorzugt. Dadurch stützt sich der Rotor 24 in
der Schließstellung
der Tür,
wie dargestellt, mit seinem Rücken
an einem Kontaktpunkt 31 des Rastprofils 21 ab.
Entsprechend ergibt sich eine Abstützung an einem zweitert Kontaktpunkt 32 in
der vollständig
geöffneten
Lage der Tür
T. Zwischen diesen beiden Stellungen ist eine gestrichelt dargestellte
Zwischenposition möglich.
Wenn beim Öffnen
der Tür
die Bogenplatte 4 mit dem Flügel 1a des Türscharniers r verschwenkt
wird, wälzt
sich der zweiflügelige
Rotor 24, wie gestrichelt dargestellt, an dem Rastprofil 21 mit
entsprechenden Eingriffsstellungen zwischen den Flügeln 25 und
den entsprechenden halbkreisförmigen
Vertiefungen 22 ab. Auch ein Überfahren der 0°-Lage ist
möglich,
weil hierfür Spiel
an der Flügelseite
vorgesehen ist, die dem im Eingriff mit der letzten Vertiefung 22 stehenden
Flügel 25 gegenüberliegt.
Im übrigen
vermittelt die Darstellung in Verbindung mit den mit gleichen Bezeichnungen
wie in den bisherigen Ausführungsbeispielen versehenen
Bauteile das Verständnis
für den
Aufbau und die Funktion dieser vereinfachten Ausführungsform.
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In 11 ist
ein Türscharnier
der Art von 1 vor dem
Zusammenbau dargestellt, wobei deutlich wird, daß das Türscharnier an dem Türrahmen
T fertig vormontiert ist für
die Montage und für den
endgültigen
Zusammenbau durch Einsetzen des Scharnierzapfens 3 in das
Scharnierauge 2b der Säulenkonsole 2 am
Rahmen R und Sichern des Scharniers in dieser Lage mit der Klemme 11.
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Dem in 12–14 dargestellten Ausführungsbeispiel
eines Türscharniers,
das im grundsätzlichen
Aufbau dem sog. "Einheitsscharnier" entspricht, ist
die Bogenplatte 4 mit dem an ihrer Außenseite angeordneten Rastprofil 21 unten
an dem Scharnierzapfen 3 befestigt. Hierfür erstreckt
sich ein am unteren Ende des Scharnierzapfens 3 ausgebildetes
Mehrkantprofil 36 durch ein entsprechendes Innen-Mehrkantprofil 37 der
Bogenplatte 4. Im übrigen
ist der Scharnierzapfen 3 im Scharnierauge 2b des
Flügels 2a der
Säulenkonsole 2 mit
der Lagerhülse 35 drehbar
gelagert und an seinem oberen Ende, wie die Zeichnung zeigt, formschlüssig verdrehfest
in dem Scharnierauge 1b der Türkonsole 1 angeordnet und
mittels einer Spannschraube 39 befestigt. Der untere Abschluß des Scharnierzapfens 3 unterhalb der
Bogenplatte 4 und einer Abschlußscheibe 38 erfolgt
in üblicher
Weise mittels einer Kontermutter oder einer Konterschraube (nicht
dargestellt). Wie aus Figur i4 hervorgeht, kann die Bogenplatte 4 wahlweise
in einem segmentförmigen
Schutzgehäuse 4o angeordnet
sein. Die Bügelfeder 17 ist
im übrigen
in üblicher
Weise mit zweifach U-förmig
gebogenem Verlauf, wie in 12 und 13 dargestellt ist, an dem Flügel 2a der
Säulenkonsole 2 befestigt.
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Im unteren Teil der auseinandergezogenen Darstellung
von 14 ergeben sich
zwei nebeneinander dargestellte verschiedene Ausführungsformen des
Rotors 24. In dem in der Zeichnung links gelegenen Teil
ist ein zahnradförmiger
Rotor 24 mit vier Flügeln 25 dargestellt,
der zwischen zwei Scheiben 33 befestigt und drehbar auf
der Drehachse 26 am freien Ende des freien Arms 18 der
Bügelfeder 17 gelagert ist.
Alternativ hierzu sind in dem davon rechts gelegenen Zeichnungsteil
vier Rollen 25a als Flügel
dargestellt und mittels Lagerzapfen 34 zwischen zwei Scheiben 33 drehbar
gelagert, und der so gebildete Rotor 24 ist mit einer Lagerhülse 35 drehbar
auf dem freien Ende des freien Arms 18 der Bügelfeder
angeordnet. Die Lagerzapfen 34 bestehen im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
jeweils aus Hülsen 41 und Stiften 42.
Die Lagerzapfen 34 können
jedoch auch einteilig ausgebildet und so zur Bildung eines käfigförmigen Rotors 24 mit
den beiden Scheiben 33 und den Rollen 25a verbunden
sein. In jeder der beiden Ausführungsarten
ist ein zentrales Nabenteil 24a für die drehbare Lagerung des
Rotors 24 vorgesehen.
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Bei beiden Ausführungsarten können – je nach
Bedarfsfall – zwei,
drei oder, wie dargestellt, vier Flügel 25 bzw. Rollen 25a für die Bildung
des Rotors 24 verwendet werden.
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Die Wirkungsweise der in den 12–14 dargestellten
Ausführungsbeispiele
von Türscharnieren
mit Feststeller ergibt sich ohne weiteres aus der vorhergehenden
Beschreibung der Wirkungsweise der anderen Ausführungsbeispiele. Daß heißt, daß der Rotor 24 federnd
an das Rastprofil 21 der Bogenplatte 4 angedrückt wird
und jeweils zwei Flügel 25 bzw. 25a in
den halbkreisförmigen
Vertiefungen 22 des Rastprofils 21 einrasten,
wenn die Tür
verschwenkt und in einer Zwischen- oder Endposition angehalten wird.
Eine weitergehenden Erläuterung des
Aufbaus sowie der Wirkungsweise dieser Ausführungsbeispiel erübrigt sich
aufgrund der Zeichnungen, denen der Aufbau und die Wirkungsweise dieser
Scharniertürart
ohne weiteres zu entnehmen ist.