DE10308136B4

DE10308136B4 - Türscharnier mit integriertem Türfeststeller für Kraftfahrzeugtüren

Info

Publication number: DE10308136B4
Application number: DE2003108136
Authority: DE
Inventors: Johann Halbritter
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: DE10308136A1

Abstract

Türscharnier mit integriertem Türfeststeller für Kraftfahrzeugtüren,
mit zwei Scharnierflügeln, die über einen als Schraubenbolzen ausgebildeten Scharnierstift schwenkbar verbunden sind, wobei
der Schraubenbolzen mit einem Scharnierflügel als Schraubantriebsflügel verdrehfest verbunden ist
der Schraubenbolzen am anderen Scharnierflügel als Schwenklagerflügel schwenkbar in einem Scharnierauge gelagert ist, und
dem Schraubenbolzen ein mit dem Schwenklagerflügel verdrehfest verbundenes Muttergewinde zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Muttergewinde (8) in einer gegenüber dem Scharnierauge (4) in einem Relativabstand axial am Schraubenbolzen (5) geführten Schraubenmutter (9) angebracht ist, die über ein mit dem Schwenklagerflügel (2) verbundenes Halteelement (10) verdrehfest gehalten ist, dergestalt dass bei einer relativen Aufschwenkbewegung der zwei Scharnierflügel (2, 3) mittels des Schraubenbolzens (5) die Schraubenmutter (9) unter Verringerung des Relativabstands axial auf das Scharnierauge (4) zu verlagerbar ist, und
dass im Relativabstand wenigstens ein zwischen dem Scharnierauge (4) und der Schraubenmutter (9) zusammenpressbares Federelement (11, 11') angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Türscharnier mit integriertem Türfeststeller für Kraftfahrzeugtüren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein bekanntes Türscharnier mit integriertem Türfeststeller für Kraftfahrzeugtüren ( EP 1 101 007 B1 ) besteht aus zwei Scharnierflügeln, die über einen als Schraubenbolzen ausgebildeten Scharnierstift schwenkbar verbunden sind, wobei der Schraubenbolzen mit einem Scharnierflügel als Schraubantriebsflügel verdrehfest verbunden ist. Der Schraubenbolzen ist zudem am anderen Scharnierflügel als Schwenklagerflügel schwenkbar in einem Scharnierauge gelagert. Weiter ist dem Schraubenbolzen ein mit dem Schwenklagerflügel verdrehfest verbundenes Muttergewinde zugeordnet.
Konkret ragt der Schraubenbolzen von oben her mit einem glattflächigen Bolzenabschnitt in einen ebenfalls glattflächig ausgebildeten Scharnieraugenabschnitt, an den sich unmittelbar ein Gewindeabschnitt im Scharnierauge anschließt.
In der Geschlossenstellung der Tür ist der Schraubenbolzen soweit in den Gewindeabschnitt eingeschraubt, dass die beiden Scharnierflügel aneinander anliegen. Bei einer Relativbewegung der Scharnierflügel in Türöffnungsrichtung wird der Schraubenbolzen bei aneinanderliegenden Scharnierflügeln weiter in den Gewindeabschnitt eingeschraubt, wodurch auf den Schrauben bolzen eine axiale Zugkraft aufgebracht wird und dieser elastisch verformt und axial gedehnt wird. Dadurch wird bei sich vergrößernden Öffnungswinkeln die axiale Pressung und Reibung zwischen den aneinanderliegenden Scharnierflügelteilen vergrößert, ebenso wie das Öffnungsdrehmoment. Dies ist als Brems- und/oder Feststellkraft nutzbar, wobei je nach Auslegung und Dimensionierung der Bauteile sowie der Gewindeganghöhe ausreichend hohe Brems- und Feststellkräfte für eine Türfeststellerfunktion erzeugbar sind.
Nachteilig bei diesem Türscharnier ist die fehlende Möglichkeit auf einfache Weise die Feststellkräfte des Türfeststellers bei gleichem Scharnieraufbau an unterschiedliche Türvarianten anzupassen. Weiter fehlt die Möglichkeit die Feststellkräfte abweichend von einem kontinuierlichen Anstieg über den Öffnungswinkel zu variieren. Weiter können Feststellkräfte nach der Scharniermontage nicht mehr justiert und gegebenenfalls nach längerem Fahrzeugbetrieb nachgestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Türscharnier mit integriertem Türfeststeller für Kraftfahrzeugtüren so weiterzubilden, dass die Feststellkräfte mit einfachen Maßnahmen variierbar und anpassbar sind.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 ist das Muttergewinde in einer gegenüber dem Scharnierauge in einem Relativabstand axial am Schraubenbolzen geführten Schraubenmutter angebracht, die über ein mit den Schwenklagerflügel verbundenes Halteelement verdrehfest gehalten ist dergestalt, dass bei einer relativen Aufschwenkbewegung der zwei Scharnierflügel mittels des Schraubenbolzens die Schraubenmutter unter Verringerung des Relativabstands axial auf das Scharnierauge zu verlagerbar ist. Zudem ist im Relativabstand wenigstens ein zwischen dem Scharnierauge und der Schraubenmutter zusammenpressbares Federelement angeordnet.
Vorteilhaft kann hier nur durch den Einsatz unterschiedlicher Federelemente das Öffnungsdrehmoment und damit die Feststellkraft an unterschiedliche Gegebenheiten angepasst werden. Zudem ist hier eine weitere Einstell- und Anpassmöglichkeit durch die Schraubenmutter gegeben, die je nach ihrer Grundstellung in der Geschlossenstellung der Tür, das Öffnungsverhalten der Tür vorgibt: Beispielsweise kann die Schraubenmutter nur soweit angeschraubt werden, dass zwischen dem Federelement und dem Scharnierauge bis zu einem bestimmten Anfangsöffnungswinkel noch kein Klemmschluss vorliegt und damit die Tür in einem solchen Leerweg mit nur geringem Kraftaufwand geöffnet werden kann. Erst dann kommt das Federelement am Scharnierauge zur Anlage, wodurch anschließend bei größeren Öffnungswinkeln das Öffnungsdrehmoment mit steigender Federelementpressung steigt und die Feststellkraft erhöht wird. Andererseits kann je nach gewünschten Vorgaben und individuellen Gegebenheiten die Schraubenmutter von vorn herein mit einer bestimmten Vorspannung für das Federelement angezogen werden, so dass dadurch die allmählich ansteigende Feststellkraft bereits bei kleinen Öffnungswinkeln wirkt. Da die Schraubenmutter im Türscharnierbereich üblicherweise zugänglich ist, kann auch eine Anpassung an individuell gewünschte Feststellkräfte jederzeit nachträglich durch eine entsprechende Justierung der Schraubenmutter durchgeführt werden.
In einer konstruktiv einfachen Ausführung nach Anspruch 2 wird vorgeschlagen, die verdrehfeste Verbindung des Schraubenbolzens mit dem Schraubantriebsflügel durch Einpressen des Schraubenkopfs in ein Einpressauge des Schraubantriebsflügels auszuführen.
Zweckmäßig wird nach Anspruch 3 der Schraubenbolzen im Bereich des Scharnierauges, wo er drehbar gelagert ist, mit einem glattflächigen Bolzenabschnitt ausgebildet, wobei er mit einem Gewindeabschnitt aus dem Scharnierauge in die beabstandete Schraubenmutter ragt.
Für gleichmäßige und geräuschgedämmte Schwenkbedingungen wird gemäß Anspruch 4 zwischen dem glattflächigen Bolzenabschnitt und dem zylindrischen Scharnierauge eine Gleithülse eingesetzt. Eine weiter dazu beitragende Maßnahme nach Anspruch 5 besteht aus einem Bolzenabstützbund, der umlaufend am Scharnierbolzen angeformt ist und zwischen dem oberen Schraubantriebsflügel und dem Scharnierauge liegt. Zudem weist auch die Gleithülse einen umlaufenden Gleithülsenabstützbund auf, der zwischen dem Bolzenabstützbund und dem Scharnierauge liegt.
Eine besonders bevorzugte einfache Ausführungsform ist mit Anspruch 6 beansprucht, wobei das wenigstens eine Federelement eine auf den Schraubenbolzen aufgesteckte Federscheibe, beispielsweise in der Art einer Tellerfeder ist. Grundsätzlich sind jedoch auch andere zusammenpressbare Federelemente einsetzbar.
Mit Anspruch 7 ist eine Anordnung beansprucht für einen Leerschwenkweg zu Beginn der Türöffnung, ab dem dann das Federelement in seine Funktionsstellung verlagert ist.
Eine weitere Variationsmöglichkeit der Öffnungsmomente und damit der Feststellkräfte in Abhängigkeit der Öffnungswinkel besteht darin, dass mehrere Federelemente hintereinander geschaltet werden, wobei gemäß Anspruch 8 bevorzugt zwei Federelemente mit jeweils unterschiedlichen Federkonstanten verwendet werden. Damit kann erreicht werden, dass bei kleineren Öffnungswinkeln vorrangig zuerst das weichere Federelement solange verformt wird, bis dieses auf Block geht und anschließend nur noch das härtere Federelement wirkt, wodurch ein Knick in der Gesamtfederkennung erreichbar ist. Gegebenenfalls kann nach einem weiteren Öffnungswinkelbereich auch das zweite Federelement auf Block gehen und durch Einbeziehung der elastischen Materialeigenschaften des Schraubenbolzens das Öffnungsdrehmoment und damit die Feststellkraft bis zum maximalen Öffnungswinkel vergrößert werden.
Mit Anspruch 10 wird eine konstruktiv einfache und preisgünstige Ausführung beansprucht, mit der einerseits eine axiale Verlagerung der Schraubenmutter entlang des Gewindeabschnitts des Schraubenbolzens möglich wird und andererseits die erforderliche verdrehfeste Verbindung mit dem Schwenklagerflügel hergestellt ist. Dazu ist ein Federgabelteil verwendet, das die Schraubenmutter mit einem Gabelbereich verdrehfest übergreift und der mit einem abgekröpften Schenkelbereich, der Axialbewegungen der Schraubenmutter mitmacht, mit dem Schwenklagerflügel verbunden ist.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Türscharniers,
2 eine schematische Schnittdarstellung des Türscharniers von 1 in einer ersten Ausführungsform,
3 eine schematische Schnittdarstellung des Türscharniers von 1 in einer zweiten Ausführungsform, und
4 eine schematische Darstellung der Haltemomente der beiden Ausführungsformen von 2 und 3 in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel.
In 1 ist schematisch, perspektivisch ein Türscharnier 1 dargestellt. Das Türscharnier 1 umfasst zwei Scharnierflügel, wobei der eine Scharnierflügel als Schwenklagerflügel 2 karosseriefest an einer nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie angeordnet ist und der andere Scharnierflügel als Schraubantriebsflügel 3 an einer nicht dargestellten Fahrzeugtür angeordnet ist. Am Schwenklagerflügel 2 ist ein Scharnierauge 4 ausgebildet, in dem ein Schraubenbolzen 5 schwenkbar gelagert ist. Der Schraubenbolzen 5 ist mit dem Schraubantriebsflügel 3 verdrehfest verbunden dergestalt, dass ein Schraubenkopf 6 des Schraubenbolzens 5 in ein Einpressauge 7 des Schraubantriebsflügels 3 eingepresst ist. An einem dem Schraubenkopf 6 axial gegenüberliegenden Ende des Schraubenbolzens 5 ist ein Muttergewinde 8 ausgebildet, an dem eine Schraubenmutter 9 mit einem Relativabstand zum Scharnierauge 4 aufgeschraubt ist. Die Schraubenmutter 9 ist über ein mit dem Schwenklagerflügel 2 verbundenem Halteelement 10 verdrehfest gehalten. Im Relativabstand zwischen dem Scharnierauge 4 und der Schraubenmutter 9 ist ein zusammenpressbares Federelement 11 angeordnet.
In 2 ist schematisch das Türscharnier 1 in einer Schnittdarstellung dargestellt. Der Schraubenbolzen 5 weist im Bereich des Scharnierauges 4 einen glattflächigen Bolzenabschnitt 12 auf und das Muttergewinde 8 ist im Anschluss an den glattflächigen Bolzenabschnitt 12 aus dem Scharnierauge 4 herausragend ausgebildet. Zwischen dem glattflächigen Bolzenabschnitt 12 und dem zylindrischen Scharnierauge 4 ist eine Gleithülse 13 eingesetzt. Im Einbauzustand ist der Schraubantriebsflügel 3 oben angeordnet, wobei zwischen dem Schraubenkopf 6 und dem glattflächigen Bolzenabschnitt 12 ein umlaufender Bolzenabstützbund 14 angeordnet ist, der im Einbauzustand zwischen dem Schraubantriebsflügel 3 und dem Scharnierauge 4 liegt. Zudem weist die Gleithülse 13 einen umlaufenden Gleithülsenabstützbund 15 auf, der zwischen dem Bolzenabstützbund 14 und dem Scharnierauge 4 liegt. Das zwischen dem Scharnierauge 4 und der Schraubenmutter 9 angeordnete Federelement 11 ist als eine auf den Schraubenbolzen 5 aufgesteckte Federscheibe ausgeführt.
Bei einer Aufschwenkbewegung der Fahrzeugtür, die mit einem Pfeil 16 in 1 eingezeichnet ist, wird der Schraubantriebsflügel 3 mit dem verdrehfest daran angeordneten Schraubenbolzen 5 relativ zum Schwenklagerflügel 2 verschwenkt, so dass die Schraubenmutter 9 unter Verringerung des Relativab standes zwischen dem Scharnierauge 4 und der Schraubenmutter 9 axial auf das Scharnierauge 4 hin verlagert wird. Diese Verlagerung ist mit einem Pfeil 17 in 1 und 2 eingezeichnet. Dadurch wird das Federelement 11 zusammengepresst, so dass damit bei sich vergrößerndem Öffnungswinkel der Fahrzeugtür die axiale Pressung zwischen der nach oben wandernden Schraubenmutter 9 und dem Scharnierauge 4 vergrößert wird, wodurch das Öffnungsdrehmoment und damit die Feststellkraft der Fahrzeugtür ansteigt. Durch den Einsatz unterschiedlicher Federelemente 11 mit unterschiedlichen Federkonstanten kann das Öffnungsdrehmoment an unterschiedliche Gegebenheiten angepasst werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Türscharniers 1', das in einer Schnittdarstellung schematisch in 3 dargestellt ist, sind zwei Federelemente 11 und 11' aneinanderliegend im Relativabstand zwischen dem Scharnierauge 4 unter der Schraubenmutter 9 angeordnet. Die beiden Federelemente 11 und 11' können dabei unterschiedliche Federkonstanten aufweisen, so dass bei kleineren Öffnungswinkeln vorrangig das weichere Federelement 11 verformt wird, bis dieses auf Block geht und anschließend nur noch das härtere Federelement 11' wirkt. Eine weitere Einstellmöglichkeit ist beispielsweise dadurch gegeben, dass die Schraubenmutter 9 in der Geschlossenstellung der Fahrzeugtür nur so weit auf dem Schraubenbolzen 5 aufgeschraubt ist, dass noch kein Klemmschluss zwischen dem Federelement 11 und dem Scharnierauge 4 vorliegt. Damit kann die Fahrzeugtür zu Beginn der Aufschwenkbewegung mit geringem Kraftaufwand geöffnet werden und erst wenn das Federelement 11 am Scharnierauge 4 zur Anlage kommt, wird mit steigender Pressung des Federelements 11 die Feststellkraft erhöht.
In 4 sind schematisch und beispielhaft die jeweiligen Haltemomente in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel der Fahrzeugtür aufgezeichnet. Bei einer Momentenkurve 18, die mit quadratischen Symbolen gekennzeichnet ist, ist zu Beginn der Aufschwenkbewegung der Fahrzeugtür bis zu einem Öffnungswin kel von 20° ein Leerweg, da das Federelement 11 erst bei einer Türöffnung von 20° am Scharnierauge 4 zur Anlage kommt. Bis zu einem Öffnungswinkel von 50° wird das Federelement 11 so zusammengepresst, dass bei 50° Öffnungswinkel das Federelement 11 auf Block geht. Bei einer weiteren Öffnung der Fahrzeugtür wird der Verlauf über die elastische Dehnung des Schraubenbolzens 5 und des Schwenklagerflügels 2 definiert. Eine zweite Momentenkurve 19, die mit Kreissymbolen gekennzeichnet ist, entspricht der in 3 dargestellten Ausführungsform des Türscharniers 1' mit zwei Federelementen 11 und 11'. Zu Beginn der Aufschwenkbewegung der Fahrzeugtür ist wieder ein Leerweg bis zu einem Öffnungswinkel von 20° eingezeichnet, bei einem Öffnungswinkel von 30° geht das erste Federelement 11 auf Block und bei einem Öffnungswinkel von 50° geht das zweite Federelement 11' auf Block. Der Knick in der Momentenkurve 19 bei einem Öffnungswinkel von 30° ist auf die unterschiedlichen Federkonstanten der Federelemente 11 und 11' zurückzuführen. Der weitere Verlauf der Momentenkurve 19 wird ebenfalls wieder über die elastische Dehnung des Schraubenbolzens 5 und des pfostenseitigen Schwenklagerflügels 2 definiert.

Claims

Türscharnier mit integriertem Türfeststeller für Kraftfahrzeugtüren, mit zwei Scharnierflügeln, die über einen als Schraubenbolzen ausgebildeten Scharnierstift schwenkbar verbunden sind, wobei der Schraubenbolzen mit einem Scharnierflügel als Schraubantriebsflügel verdrehfest verbunden ist der Schraubenbolzen am anderen Scharnierflügel als Schwenklagerflügel schwenkbar in einem Scharnierauge gelagert ist, und dem Schraubenbolzen ein mit dem Schwenklagerflügel verdrehfest verbundenes Muttergewinde zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Muttergewinde (8) in einer gegenüber dem Scharnierauge (4) in einem Relativabstand axial am Schraubenbolzen (5) geführten Schraubenmutter (9) angebracht ist, die über ein mit dem Schwenklagerflügel (2) verbundenes Halteelement (10) verdrehfest gehalten ist, dergestalt dass bei einer relativen Aufschwenkbewegung der zwei Scharnierflügel (2, 3) mittels des Schraubenbolzens (5) die Schraubenmutter (9) unter Verringerung des Relativabstands axial auf das Scharnierauge (4) zu verlagerbar ist, und dass im Relativabstand wenigstens ein zwischen dem Scharnierauge (4) und der Schraubenmutter (9) zusammenpressbares Federelement (11, 11') angeordnet ist.
Türscharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die verdrehfeste Verbindung des Schraubenbolzens (5) mit dem Schraubantriebsflügel (3) ein Schraubenkopf (6) des Schraubenbolzens (5) in ein Einpressauge (7) des Schraubantriebsflügels (3) einpressbar ist.
Türscharnier nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenbolzen (5) im Bereich des Scharnierauges (4) mit einem glattflächigen Bolzenabschnitt (12) ausgebildet ist und mit einem Gewindeabschnitt aus dem Scharnierauge (4) und in die Schraubenmutter (9) ragt.
Türscharnier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem glattflächigen Bolzenabschnitt (12) und dem zylindrischen Scharnierauge (4) eine Gleithülse (13) eingesetzt ist.
Türscharnier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Schraubenbolzen (5) zwischen dem im Einbauzustand oberen Schraubantriebsflügel (3) und dem Scharnierauge (4) ein umlaufend am Schraubenbolzen (5) angeformter Bolzenabstützbund (14) angeordnet ist und entsprechend an der Gleithülse (12) ein zwischen dem Bolzenabstützbund (14) und dem Scharnierauge (4) liegender, umlaufender Gleithülsenabstützbund (15) angeformt ist.
Türscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Federelement (11, 11') eine auf den Schraubenbolzen (5) aufgesteckte Federscheibe ist.
Türscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung in Verbindung mit Relativabständen und Gewindesteigungen so getroffen ist, dass das wenigstens eine Federelement (11, 11') erst nach einem bestimmten Leerschwenkweg der Scharnierflügel (2, 3) mit seiner Federfunktion zwischen dem Scharnierauge (4) und der Schraubenmutter (9) zur Anlage kommt.
Türscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Federelemente (11, 11') mit unterschiedlichen Federkonstanten hintereinander geschaltet sind.
Türscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung so erfolgt, dass das wenigstens eine Federelement (11, 11') im Bereich des Schwenkwegs auf Block zusammenpressbar ist.
Türscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (10) ein Federgabelteil ist, das die Schraubenmutter (9) mit einem Gabelbereich verdrehfest übergreift und mit einem abgekröpften Schenkelbereich mit dem Schwenklagerflügel (2) verbunden ist, wobei Axialbewegungen der Schraubenmutter (9) im mitbewegbaren Abkröpfbereich aufnehmbar sind.