DE10331765A1

DE10331765A1 - Gedämpftes Rastscharnier mit Impulssperre

Info

Publication number: DE10331765A1
Application number: DE2003131765
Authority: DE
Inventors: Fabrice Vitry
Original assignee: Southco Inc
Current assignee: Southco Inc
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2004-03-04
Also published as: US6886222B2; FR2842854B1; GB0316337D0; US20040070213A1; GB2392952A; FR2842854A1; GB2392952B

Abstract

Ein gedämpfter Scharniermechanismus mit Rastfunktion, mit Schiebe-Zug und Zug-Schiebe-Betätigung weist erste und zweite Arme auf, die schwenkbar verbunden sind, um sich relativ zueinander scherenartig zwischen einer geschlossenen und einer offenen Position zu bewegen. Ein Nocken und eine Nockenfolgerbahn stellen eine Haltefunktion vom Rasttyp an beiden der geschlossenen und offenen Endpositionen bereit und fügen der generellen Schwenkbewegung eine radiale Bewegungskomponente hinzu. Ein Dämpfer begrenzt die relative Bewegung der Arme. Eine Vorspannfeder wird verwendet, um die ersten und zweiten Arme in Richtung der offenen Position vorzuspannen. Eine sich frei bewegende Anti-Schwerkraftkugel bewegt sich in einem Kanal, wenn ein Impuls auf den Scharniermechanismus aufgebracht wird. Wenn die Kugel sich in ihrer normalen, unteren Position befindet, können die Arme sich frei bewegen. Wenn sie in eine obere Position bewegt ist, so werden die Arme durch die Wechselwirkung mit der Kugel gegen eine volle Bewegung gesperrt. Es sind Anschlag- bzw. Stoßdämpfermaterialien hinzugefügt.

Description

Hintergrund der Endung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Scharniermechanismen mit Druck-Zug-Betätigung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen solchen Scharniermechanismus, der verrastet werden kann, um eine bestimmte Position zu halten, und der eine gedämpfte Bewegung hat, wenn er der Zug-Druck-Betätigung ausgesetzt wird.

Scharniermechanismen, Scherenarme und Verschlüsse, die zweifache Druckbetätigungen haben, sind im Stand der Technik bekannt. Ein Beispiel einer Art dieser Verschlüsse ist dargestellt in dem US-Patent 4,655,489, welches am 7. April 1987 für Robert H. Bisbing ausgegeben wurde. Der in diesem Patent offenbarte Verschluß arbeitet, indem ein Halteteil, welches an einer Tür oder Platte angebracht ist, in einer Falle aufgenommen wird, wenn das Halteteil zunächst in das Verschlußgehäuse eingedrückt bzw. eingeschoben wird. Das Halteteil wird wieder freigegeben, indem das Halteteil erneut in das Gehäuse hineingedrückt bzw. hineingeschoben wird, um das Halteteil mit der Falle innerhalb des Gehäuses außer Eingriff zu bringen, woher die Bezeichnung „Verschluß mit zweifacher Druckbetätigung" rührt.

Einige andere Scharniermechanismen haben schwerkraftbetätigte Sperren. Bako et al. zeigt in dem am 21. April 1992 ausgegebenen US-Patent Nr. 5,106,132 eine schwerkraftbetätigte Sperrkugel für die Verschlußeinrichtung eines Koffers. Wilstermann zeigt in dem US-Patent Nr. 4,906,044 eine schwerkraftbetätigte Sperrkugel für den Verschluß einer Armstütze in einem Auto. In jedem Fall rollen die Kugeln nach Bako und Wilstermann unter der Schwerkraft nach unten, um einen Sperrzustand zu erzeugen. Diese schwerkraftbetätigten Sperrkugel verhindern die Bewegung eines mit einem Hakenende versehenen Hebels weg von einem Halteteil. Im Stand der Technik gibt es keinen Vorschlag für oder eine Betrachtung hinsichtlich der Anpassung bzw. Auslegung einer Sperrkugel für einen Verschluß vom Typ des Scherenarms. In der Tat haben Verschlüsse vom Scherenarmtyp einen Aufbau, der bisher nicht für die Betätigung durch eine Sperrkugel ausgelegt war.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Scharniermechanismus bereitzustellen, der eine sanfte Öffnungs- und Verschlußbetätigung hat.

Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen derartig verbesserten Scharniermechanismus bereitzustellen, der eine festeingestellte bzw. kontrollierte offene Position und eine festeingestellte bzw. kontrollierte geschlossene Position hat.

Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen solchen Scharniermechanismus mit kontrollierter Vorspannung für eine positive bzw. aktive Bewegung bereitzustellen, wenn das Scharnier aus seiner festgelegten offenen oder festgelegten geschlossenen Position herausbewegt wird und wobei diese Vorspannung die Absorption von Resonanzvibrationen umfaßt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen solchen Scharniermechanismus mit strukturellen Bauteilen für einen einfachen Zusammenbau, einen Aufbau mit niedrigem Profil und einer zuverlässigen Betätigung sowie mit geräuscharmen Materialien bereitzustellen.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine impulsaktivierte Sperre bereitzustellen, wenn das Schloß sich in der geschlossenen Position befindet.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden gelöst bei einem gedämpften Rastscharniermechanismus mit einem Betrieb mit Druck und Zug und Zug und Druck mit kontrollierter Geschwindigkeit. Das Scharnier hat einen Aufbau mit niedrigem bzw. flachem Profil vom Scherentyp, der geeignet ist für den Betrieb bzw. die Verwendung für den Deckel eines Handschuhfachs oder eines sonstigen Staufaches, einer Türausnehmung oder der Seitenklappe oder dem Staufach eines Kofferraums und dergleichen.

Rastkräfte helfen beim Halten der geschlossenen Position und der offenen Position, jeweils mit Rastkräften, die ihrerseits durch die manuelle Bewegung der Struktur durch einen Benutzer überwunden werden. Eine impulsempfindliche Einrichtung, wie zum Beispiel eine Anti-Schwerkraftkugel, arbeitet in der Weise, daß sie die Bewegung des Scharniers aus der geschlossenen Position in Gegenwart oder bei Auftreten übermäßiger Kräfte blockiert, die während einer vordefinierten übermäßigen Änderung des Fahrzeugimpulses oder bei anderen Arten von Beschleunigungskräften (einschließlich positiver und negativer Beschleunigung) erzeugt werden. Diese Kräfte können entstehen aufgrund eines „Rüttelns", eines Stoßes, einer plötzlichen Beschleunigung oder seitlichen Abbremsung, wie man sie im Fall eines Unfalls oder bei fehlerhafter Fahrweise erfährt, oder im Fall von Türfächern, wenn eine Tür gewaltsam zugeworfen wird.

Das Scharnier hat einen ersten länglichen Arm und einen zweiten länglichen Arm, die sich relativ zueinander in der Ebene ihrer Längserstreckung bewegen und dabei in einer scherenartigen Betätigung verschwenken mit zusätzlicher radialer Verschiebungsbewegung für die Rastfunktionen. Eine Feder spannt die Scherenarme und damit das Scharnier in jeweils extreme Positionen vor. Ein Dämpfer arbeitet in Gegenarmbewegungen in beiden Richtungen für die Druck-Zug- und die Zug-Druck-Betätigung. Ein Nocken arbeitet mit einem gekrümmt verlaufenden Nockenpfad zusammen, um eine Gelenkbewegung zwischen den ersten und zweiten Armen zu realisieren, wenn sie sich relativ zueinander bewegen. Diese Gelenkbewegung kompensiert Variationen in den Montagepositionen für verschiedene Anwendungen zwischen unterschiedlichen Handschuhfächern, Staufächern oder Türfachausgestaltungen.

Der erste Arm des Scharniers ist fest an einem nicht bewegbaren Bauteil, wie zum Beispiel dem Gehäuse eines Handschuhfachs, befestigbar. Es hat einen zweiten Arm, welcher schwenkbar mit dem ersten Arm verbunden ist und an einem bewebaren Bauteil fest anbringbar ist, wie zum Beispiel an dem Deckel eines Handschuhfachs oder Staufachs, an einem Türfach oder an der seitlichen Zugangsklappe eines Kofferraums oder Staufachs. Wenn die Arme relativ zueinander zwischen der ersten geschlossenen Position und der zweiten offenen Position bewegt werden, bewegen sich die beiden Bauteile relativ zueinander.

Der zweite Arm trägt den Dämpfermechanismus, welcher in eine Aussparung des zweiten Arms eingepaßt oder eingerastet ist. Der Dämpfer kann mit einem Teil des ersten Arms in Eingriff treten und dadurch eine kontrollierte Bewegung zwischen den ersten und zweiten Armen erzeugen. Diese kontrollierte Bewegung besteht in einer Brems- bzw. Verhinderungskraft, die während der normalen Betätigung gegen eine übermäßige Schwenkbewegung wirkt.

Der Dämpfermechanismus umfaßt ein Ritzel, welches an dem zweiten Arm montiert ist. Das Ritzel ist mit einer Bremskupplung oder hydraulischen Kupplung verbunden, in diesem Fall mit einer hydraulischen Kupplung, die mit einem Silikonschmiermittel hoher Viskosität umgeben ist. Es können unterschiedliche Typen eines Schmiermittels verwendet werden, um die gewünschte kontrollierte Bewegung zu erhalten. Das Ritzel arbeitet in der Weise, daß seine Zähne in eine Bahn oder einen Abschnitt von Zähnen eingreifen, die an dem ersten Arm montiert sind. Dieser Zahnabschnitt bildet eine gekrümmt geformte Bahn, d.h. ein Gestell bzw. einen Steg mit einer Vertiefung an dem zu der geschlossenen Position gehörenden Ende. Diese Vertiefung liefert die Rastfunktion in der geschlossenen Position. Das Ritzel dreht sich und läuft dabei über den Steg hinweg, während die Scharnierarme sich zwischen offenen und geschlossenen Positionen bewegen, d.h. es arbeitet gegen die zugehörige Kupplungskraft, um die normalen Öffnungs- und Verschlußbewegungen des Deckels des zugehörigen Handschuhfachs oder Staufachs, des Türfachs oder der seitlichen Zugangsplatte eines Kofferraums oder Staufachs zu kontrollieren bzw. zu steuern.

Die Feder ist zwischen entsprechenden Haken angeordnet oder alternativ zwischen Vorsprüngen, die an jedem der beiden Arme angeordnet sind. Diese Verbindungsstellen an den Armen werden ausgewählt bezüglich der Schwenkstelle und der Ausgestaltung bzw. Form der Arme. Die Federkraft wird in der Weise ausgewählt, daß sie zu dem Dämpfer, dem Gewicht der Tür und anderen Faktoren paßt, die berücksichtigt werden. Die Rastfunktion wird realisiert durch konkave Oberflächen, die an beiden Enden des kurvenförmigen Nockenfolgersteges oder -pfades vorgesehen bzw. eingebaut sind. Der Nocken schlägt am Ende des Nockenfolgerpfades an, wenn das Scharnier sich in der extrem offenen Position befindet, d.h. wenn es in diese Position gedreht oder verschwenkt worden ist. Die Position des Nockens in der geschlossenen Position ist gegeben durch die Höhe und die Shore-Härte der Gummianschläge bzw. -stoppteile, die an dem festen Element oder beweglichen Element der Handschuhfacheinheit, Türfach, Türfacheinheit oder seitlichen Kofferraumzugangseinheit oder Staufacheinheit des Fahrzeuges, d.h. an dem Deckel selbst oder an dem Rahmen, montiert sind.

Im Fall der Anwendung auf ein Türfach sind die Gummistoppteile an der Türverkleidung montiert, und wenn das Fach verschlossen wird, so kommt es in Kontakt mit einem Gummistoppteil. Das Gummistoppteil stellt sicher, daß kein direkter Kontakt zwischen dem Fach bzw. der Klappe und der Türverkleidung auftritt, wodurch jegliches Geräusch beim Zuschlagen des Faches oder auch Vibrati onsgeräusche absorbiert werden, wenn es sich in der geschlossenen Position befindet, der Fahrzeugmotor im Leerlauf läuft oder wenn das Fahrzeug sich bewegt.

Das Scharnier dieser Erfindung ermöglicht leichte Variationen in der Höhe und Weichheit der Gummistoppteile und auch hinsichtlich der möglichen Verzerrung bzw. Verformung der Staufächer oder -deckel. Das Scharnier ist so eingestellt, daß es sicherstellt, daß sein Nockenteil auf seiner Nockenfolgerbahn oder -pfad immer weiterlaufen kann. Das Scharnier kann auch, falls erforderlich, diese Variationen kompensieren und eine Vorlast bzw. Vorspannung auf dem Handschuhfachdeckel oder Staufachdeckel, dem Türfach oder der seitlichen Kofferraumzugangsplatte oder dem Staufach aufnehmen, je nachdem wo es installiert ist, um zu verhindern, daß der Deckel oder das Fach sich öffnen.

Daher bleiben der spezielle Handschuhfachdeckel oder das Staufach, die Türklappe oder das Türfach oder die seitliche Zugriffsplatte des Kofferraums oder eines Staufachs geschlossen, bis sie durch den Benutzer geöffnet werden. Dies stellt sicher, daß der angebrachte Aufbau immer verschlossen und ordnungsgemäß zugehalten ist, und auch unter Vibration oder dem Druck von Stößen nicht rattern und sich auch nicht öffnen.

Zusätzlich zu dem Gewicht der Vorlast, welches man vorfindet, wenn die Struktur sich in der geschlossenen Position befindet, stellt das Scharnier einen Widerstand gegen Öffnung bereit. Dieser tritt auf, wenn das Scharnier in der Weise montiert ist, daß die Oberfläche der Nockenfolgerbahn oder des -pfades in der geschlossenen Position unter einem relativen Winkel von 45° (geneigt) zu der Richtung der Öffnungskraft liegt (Der Bereich der geschlossenen Position ist der Bereich der Bahn, der mit dem Ritzel in Eingriff steht, wenn die Arme so gedreht werden, daß sie das Scharnier in ihren geschlossenen Zustand bringen.). Dies stellt einen Neigungsbereich bereit, der als ein großer Rastbereich wirkt.

In diesem Rastbereich ist die Rate der Radialbewegung größer als die Rate der Schwenkbewegung (wenn das Scharnier sich um die ersten vier Grad öffnet), und dies bewirkt, daß der zweite Arm sich in Richtung senkrecht auf die Richtung des Öffnungsdruckes bewegt. Dies führt zu einem höheren Öffnungskraftaufwand während der ersten vier Grad der Schwenkbewegung und definiert eher einen Rastbereich anstatt einen festen Rastpunkt an (oder in) der geschlossenen Position. (Ein Rastpunkt wäre ein vorbestimmter Punkt an einem bestimmten Drehwinkel.) Der resultierende Rastbereich macht das Scharnier benutzerfreundlicher (und verschleißärmer), da er die Rastfunktion über einen breiten Bereich (der Winkeldrehung) bereitstellt und damit ein breites Band der Toleranz für die geschlossene Position bereitstellt. Darüber hinaus sind in dem Rastbereich kleine Ungenauigkeiten oder fehlende Übereinstimmungen zwischen den Installationsbauteilen nicht so kritisch. Dies wird dann ein Faktor, wenn zwei Scharniere an einem einzelnen Aufbau, d.h. auf jeweils einer Seite, installiert werden.

Die Stärke des Rastbereichs wird durch den Winkel des Nockenfolgerpfades oder der -bahn in der geschlossenen Position bestimmt bzw. eingestellt. (Die Stärke des Rastbereichs ist die Kraft, die erforderlich ist, um eine Bewegung aus der Verrastung heraus zu bewirken.) Der Winkel für den Pfad beträgt typischerweise 45° zu der Richtung des Kraftaufwandes zum Öffnen, kann jedoch auch kleiner sein, um die Stärke bzw. Kraft zu reduzieren (die Kräfte, die erforderlich sind, um das Scharnier zu bewegen), und er kann größer als 45° sein, um die erforderliche Kraft (zum Öffnen des Scharniers) zu erhöhen. Es versteht sich, daß der gekrümmte Pfad für die Ritzelbahn dem Pfad des Nockenfolgerschlitzes, d.h. der Führung oder dem Führungsweg, folgt.

Der zweite, bewegliche Arm kann auf einer offenen Hülse verschwenken, die an seinem Absatzende bzw. Fersenende ausgebildet ist. Diese Hülse paßt mit einem Vorsprung zusammen, der in der Nähe des unteren Endes des ersten festen Arms liegt. Diese offene Hülse ist etwas länglich, was es dem zweiten Arm ermöglicht, sich in radialer Richtung nach außen weg von einer tiefen Sitzposition zu bewegen, wenn sich der Arm aus der geschlossenen Position dreht. Dies ermöglicht die Gelenkbewegung, die oben erwähnt wurde. Die Position der Vorspannfeder und ihre Federkraft arbeitet so, daß sie die längliche Hülse auf ihrem zugehörigen Vorsprung in Sitz bringt, wenn der zweite Art sich in der geschlossenen Position befindet. Dies gilt bei Abwesenheit von Gummistoppteilen, wenn die Scharnierinstallation erfordert, daß ein Freiraum bzw. Spalt zwischen dem Montagerahmen oder der Türverkleidung des Deckels oder Kasten und der Handschuhbox oder einem anderen Gehäuse sein soll. In diesem Fall bewegt sich der zweite Arm in die geschlossene Extremposition und definiert dadurch die geschlossene Position für den entsprechenden Deckel oder Kasten.

Diese geschlossene Extremposition ist auch der Normalzustand des Scharniers während des Transports und vor der Installation. In dem Fall, in welchem Gummistoppteile in einer Installation vorhanden sind, sollte das Scharnier so an dem Rahmen der Handschuhbox oder einer Türverkleidung positioniert und fixiert werden, daß die Hülse des zweiten Arms in der geschlossenen Position kurz vor ihrem passenden Vorsprung liegt, um zu ermöglichen, daß die Gummistoppteile so funktionieren, daß sie die Deckel- oder Kastenkraft dämpfen, wenn sie mit dem entsprechenden Rahmen oder der Verkleidung in Kontakt treten.

eine PVC (Polyvinylchlorid) Hülse ist über einen ausreichenden Teil des Federkorpus gezogen, um Geräusche aufgrund von Federvibrationen zu dämpfen, wenn das Scharnier in die offene oder die geschlossene Position klappt. Bekannte TPE (thermoplastische Elastomer-)-Materialien sind in die Anschlagflächen eingeformt, um die Stoßkraft und das Geräusch zu dämpfen, welches bei mechanischen Stoppflächen erzeugt wird. Beispiele für TPE-Materialien können mit Talkum gefülltes Poly propylen umfassen und können (SEBS) Polystyrol-Ethylen-Co-Butylen-b-Styrol oder andere geeignete polymergebundene Materialien umfassen.

Der feste Arm trägt einen Kanal, in welchem die Antischwerkraft-Kugel wirkt. Diese Kugel hat eine vorbestimmte Masse, die es ihr ermöglicht, sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit aus einer nicht-starren Position an einem Ende ihres Kanals in eine Sperrposition am anderen Ende ihres Kanals zu bewegen, und zwar unter auftretenden, übermäßigen Beschleunigungskräften. Der Kanalwinkel und die Masse der Kugel werden ebenfalls durch die Auslegungsparameter des Scharniers beeinflußt, einschließlich der Design-Parameter für den Dämpferaufbau, der Vorspannfeder und des durchschnittlichen Gewichts, welches durch den Deckel des Handschuhfachs etc. und das Gewicht der Inhaltsgegenstände darin ausgeübt wird. Der Impuls, der auf die Kugel übertragen wird, bewirkt, daß dieser sich in die Sperrposition bewegt. Die Schwerkraft bewirkt, daß die Kugel in die entsperrende Position zurückkehrt, nachdem der Effekt der durch die Beschleunigung hervorgerufenen Impulskraft nachgelassen hat. Typischerweise ist der Kanal unter einem Winkel von etwa 45° ausgerichtet, wobei die nicht sperrende Position am unteren Ende liegt.

Der Kanal stellt eine Umhüllung bereit, um die frei bewegbare Kugel zu halten. Eine solche Umhüllung kann über die äußere Wand des zweiten, beweglichen Arms hinaus stehen, wenn eine Kugel mit größeren Maßen benötigt wird. Alternativ kann, wenn es die Größe der Antigravitätskugel erlaubt, der Kanal in der Wand des zweiten Arms ausgeformt sein. In jedem Fall muß aber ein Eingriff mit einer Sperre oder einer Stoppoberfläche an dem ersten, festen Arm erfolgen. Diese Sperre kann ein geformter Anschlag oder eine Hülse oder eine andere Struktur sein, in welche die Kugel hineinrollen kann, um dadurch an der Sperre festgehalten zu werden, was zu dem Sperrzustand führt. Dieser Sperrzustand dauert zumindest so lange an, wie irgendeine übermäßige Beschleunigung und ein daraus resultierender Impuls auf die Kugel ausgeübt wird.

Kurze Beschreibung der Figuren
Die Merkmale, Vorteile und Betriebsweise der vorliegenden Erfindung werden in einfacher Weise offensichtlich und noch besser verstanden beim Lesen der folgenden genauen Beschreibung der Erfindung mit den begleitenden Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszahlen sich auf gleiche Elemente beziehen und von denen:
1 eine Vorderansicht des montierten Scharniermechanismus der vorliegenden Erfindung ist, welche in der geschlossenen Position den ersten/festen Arm im Hintergrund und den zweiten, beweglichen Arm im Vordergrund zeigt,
2 eine umgekehrte oder rückwärtige Ansicht des geschlossenen Scharniermechanismus nach 1 ist,
3 eine Vorderansicht des Scharniers nach 1 in der gesperrten Position ist,
4 eine rückwärtige Ansicht des gesperrten Scharniers nach 3 ist,
5 eine Vorderansicht des Scharniers nach 1 in der offenen Position ist,
6 eine rückwärtige Ansicht des offenen Scharniers nach 5 ist,
7 eine rückwärtige/äußere Ansicht des ersten/festen Arms des Scharniermechanismus nach 6 ist,
8 die gegenüberliegende/innere Fläche des festen Arms nach 7 zeigt,
9 die vordere/äußere Fläche des bewegten Arms des Scharniermechanismus nach 1 zeigt,
10 die gegenüberliegende/innere Fläche des bewegbaren Arms nach 9 zeigt,
11 eine perspektivische Ansicht ist, gesehen von der linken der Innenfläche des festen Arms nach 8 ist,
12 eine perspektivische Ansicht von rechts auf die Innenfläche des festen Arms ist, welcher die Sperrkugel in der nicht sperrenden Position zeigt,
13a eine linksseitige perspektivische Ansicht der Innenfläche des bewegbaren Arms nach 10 ist,
13b eine linke perspektivische Ansicht des bewegbaren Arms nach 13 ist, bei welcher das Dämpferritzel installiert ist,
14a eine perspektivische Ansicht von rechts auf den bewegbaren Arm nach 13a ist,
14b eine perspektivische Ansicht von links auf den Dämpfer und den installierten Arm ist, der gemäß 13b installiert ist,
15 eine teilweise Detailansicht des bewegbaren Arms ist, welcher über dem festen Arm liegt, welcher den Sperrball in dem Zustand ohne Auftreffen und nicht gesperrten Position für das geschlossene Scharnier zeigt,
16 eine Ansicht des Teilaufbaus nach 15 zeigt, wobei die Sperrkugel nach einem Aufschlag oder einer Beschleunigung für das gesperrte Scharnier zeigt,
17 eine Ansicht eines Teilaufbaus nach 15 zeigt, wobei die Sperrkugel in der nicht gesperrten Position ist und das Scharnier geöffnet ist,
18 eine Ansicht eines Teilaufbaus und einer Kugelposition nach 17 zeigt, wobei das Scharnier vollständig geöffnet ist,
19 ist eine teilweise Detailansicht der Innenfläche des festen Arms nach 12, welche in der Berührung weiche Materialien zeigt,
20 eine teilweise Detailansicht des festen Arms und der Kugel nach 19 ist, mit einer teilweise weggeschnittenen Darstellung der daran bewegbar montierten Teile ist,
21 die Innenfläche des bewegbaren Arms nach 10 zeigt, wobei die Kugel in ihrer passenden anliegenden Position bei dem vollständig geöffneten Scharnier überlagert ist,
22 den bewegbaren Arm und die anliegende Kugel nach 21 zeigt, wobei das Scharnier sich in der geschlossenen Position befindet,
23 den bewegbaren Arm und die anliegende Kugel nach 21 zeigt, mit dem Scharnier in einem Zustand unmittelbar nach einem Stoß oder einer Beschleunigung,
24 den bewegbaren Arm und den anliegende Kugel nach 21 zeigt, wobei das Scharnier sich in der vollständig gesperrten, geschlossenen Position befindet,
26 eine teilweise perspektivische Ansicht des bewegbaren Arms unter dem festen Arm ist, " um den Rastbereich der Dämpferbahn beizubehalten,
27 die rückwärtige Ansicht des montierten Scharniers nach 2 zeigt, welches die Bewegung aus der geschlossenen Rastbereichsposition veranschaulicht, und
28 die rückwärtige Ansicht des montierten Scharniers nach 27 zeigt, dessen Bewegung in einer Position in der Mitte entlang der Dämpferbahn, sowohl in der geschlossenen als auch in der offenen Position veranschaulicht.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein mit Raststelle und Dämpfung versehenen Scharniermechanismus mit Bewegungssperre bereit. Ein Stoß oder eine plötzliche Beschleunigung (seien sie positiv oder negativ) können bewirken, daß ein Sperrteil das Scharnier daran hindert, aus seiner geschlossenen Position heraus bewegt zu werden. Das Scharnier hat eine Scherengestalt mit niedrigem Profil und mit zwei Armen, die in Richtung der geschlossenen Scharnierposition federn vorgespannt sind. Mechanische Raststellen werden an beiden Enden der Scherenbetätigung verwendet, um sowohl die geschlossene als auch die offene Position zu verrasten. Weiche Materialien werden verwendet, um das Geräusch der Federvibration zu dämpfen. Weiche Materialien werden ebenfalls an Anschlagstellen verwendet, um Anschlaggeräusche zu dämpfen.
Der Scherenscharniermechanismus 11, der in 1 in einer Vorderansicht in der geschlossenen Position dargestellt ist, umfaßt einen ersten/festen Arm 13 und einen zweiten/bewegbaren Arm 15, der an jenem drehbar montiert ist. Der erste/feste Arm 13 trägt drei Montagevorsprünge 17, 19, 21 für die Montage des festen Arms an einem festen Kasten oder einer festen Aufnahme oder dem Aufbau eines Handschuhfachabteils oder dergleichen mit Hilfe von Montageschrauben. Der erste Montagevorsprung 17 liegt in dem am weitesten oben liegenden Bereich des festen Arms an der später noch als offen zu beschreibenden Position des festen Arms 13. Der zweite Befestigungsvorsprung 19 liegt an der geschlossenen Position des festen Arms 13, während der dritte Befestigungsvorsprung 21 am unteren Ende des festen Arms 13 angeordnet ist. Diese Vorsprünge 17, 19, 21 haben jeweils eine vertikale zylindrische Wand 23, die sich von der gegenüberliegenden/inneren Fläche des festen Arms 13 um einen gewissen Abstand über den Kopf der Sitzfläche für eine Befestigungsschraube hinaus erstreckt. Für die ersten und zweiten Vorsprünge 17, 19 bietet die zylindrische Wand einen Anschlag für das äußerste Ende der Schwenk- bzw. Drehbewegung des bewegbaren Arms 15.
Der bewegbare Arm trägt einen Dämpferaufbau, der eine Reibungskupplung oder hydraulische Kupplung umfaßt, welche von einem Silikonschmiermittel hoher Viskosität umgeben ist. Der Dämpfer hat ein Ritzel (welches unten noch beschrieben wird), gemäß 2, welches in Verbindung mit einer gezahnten Bahn oder einen Steg 29 gemäß 1 zusammenwirkt. 2 zeigt den Scharniermechanismus von einer rückwärtigen Ansicht in geschlossenem Zustand. Ein vorspringender hinterer Flansch (1, 2) stellt einen Verriegelungsaufbau für das Halten des bewegbaren Arms 15 auf dem festen Arm 13 bereit, wenn dieser vorstehende hintere Flansch von einer vorstehenden Lippe 33 gemäß 2 an der rückwärtigen Abdeckung 35 der Dämpferstruktur 25 überlappt wird.
Sowohl der feste Arm 13 als auch der bewegliche Arm 15 sind unregelmäßig länglich geformt. Der bewegbare Arm 15 ist so montiert, daß er sich an dem festen Arm aus seiner unteren bzw. Absatzposition dreht. Das Scharnier ist im allgemeinen so montiert, daß die Erstreckungen bzw. Verlängerungen der beiden Arme 13, 15 sich im wesentlichen vertikal erstrecken. Das äußere Ende 39 (gegenüber von dem Absatz bzw. der Ferse 37) des bewegbaren Arms 15 hat eine Gabelstruktur 41, die einen länglichen Schlitz 43 mit einem offenen Ende erzeugt. Diese Schlitz 43 nimmt einen Zapfen oder Stift auf, der an einem bewegbaren Teil, wie zum Beispiel einem Deckel, einem Kasten, einem Türfach, einer Zugangsplatte oder -fach und dergleichen montiert ist. Wenn der bewegbare Arm 15 sich bewegt, wird das bewegbare Teil bewegt. Der Schlitz 43 wird begleitet (bzw. ist umgeben) von einer Eindrückungsfläche, welche die Sitzfläche des Kopfes des Zapfen des bewegbaren Teils ist.
Der Dämpferaufbau 25 liegt am äußeren Ende 39 des bewegbaren Arms 15 neben dem länglichen Schlitz 43. Dieser Dämpferaufbau 25 rastet in ein Aufnahmeloch in dem bewegbaren Arm ein und wird durch diametral positionierte Druckfinger 47 an seinem Platz gehalten.
An dem äußeren Ende des festen Arms 13 ist ein gekrümmt geformter Nockenfolgerpfad oder ein Nockenschlitz 49 angeordnet, siehe 1, 2. Ein massiver zylindrischer Vorsprung 51, der sich von der gegenüberliegenden/inneren Fläche des bewegbaren Arms 15 aus erstreckt, wirkt als der Nocken 51 und erstreckt sich durch den Nockenschlitz 49 hindurch. Eine Schraubenfeder 53 ist zwischen einer mittleren Position an dem bewegbaren Arm 15, wo eine Befestigung, wie zum Beispiel ein erster Haken 55 angeordnet ist, und einem vorspringenden unteren Schenkel 57 des festen Arms 13 montiert, wo ein zweiter Haken 59 angeordnet ist. Die Schraubenfeder 53 trägt eine zylindrische PVC-Hülse 61 auf dem größten Teil ihrer Länge in nicht ausgedehntem Zustand. Diese PVC-Hülse absorbiert Vibrationsgeräusche der Feder, wenn das Scharnier 11 heftig aufgeklappt oder zugeworfen wird.
Das zur offenen Position gehörige Ende des Nockenschlitzes 19 hat sich quer erstreckende obere und untere konkave Ausrücken 63, 65. Der obere Ausrücker 63 ermöglicht eine einfache Montage des bewegbaren Arms 15 an dem festen Arm 13. Der untere Ausrücken 85 wirkt als eine Raststelle für die offene Position. Die Tiefe dieses unteren Ausrückers 65 und die Kraft der ausgestreckten Feder 53 bestimmen die Rastfestigkeit der offenen Position.
Das Absatzende 34 des bewegbaren Arms 15 ist gabelförmig mit einem länglichen Schlitz 67. Ein sich nach außen erstreckender Zapfen 69 auf der gegenüberliegenden/inneren Fläche des festen Arms 13 wirkt als Schwenkstelle für die Drehbewegung des bewegbaren Arms 15. Dieser Zapfen 69 hat ein Paar von diametral gegenüberliegenden, sich quer erstreckenden Keulen 71, 73 an seinem äußeren Ende. Die erste Keule 71 zeigt weg von der Position des ersten Hakens 55 und wird verwendet für eine Überlappung mit dem rechten Gabelarm 75 des Absatzes 37, wenn der bewegbare Arm sich in der am weitesten offenen Position befindet. Die zweite Keule 73 weist in Richtung der Position des ersten Hakens 55 und wird verwendet für eine Überlappung mit dem linken Gabelarm 77, wenn der bewegliche Arm 15 sich in der vollständig geschlossenen Position befindet. Sowohl die rechten als auch die linken Gabelarme haben hinterschnittene Seitenflächen 79, 81, siehe 3, wobei die Hinterschneidung 79 der rechten Gabel sich unter die erste Keule 71 und die Hinterschneidung 81 der linken Gabel sich unter die zweite Keule 73 erstreckt.
Das Sperrteil ist eine Metallkugel 83, die unten noch genauer erläutert wird und in den 1 bis 3 versteckt (nicht dargestellt) ist. Ein Anschlagteil 85 mit weicher Oberfläche ist an dem Kontaktpunkt des bewegbaren Arms 15 an dem ersten Befestigungsvorsprung 17 angeordnet, siehe 3. Die 3–4 zeigen auch die Sperrposition, d.h. die gegen die Schwerkraft wirkende Sperre des Scharniers 11, wobei 3 eine Ansicht von vorn und 4 eine Ansicht von hinten ist. Diese Sperrposition „A" wird unter einem Drehwinkel von etwa 4° von der vollständig geschlossenen Position „B" aus bereitgestellt. Es wird nachstehend noch erläutert, wie diese Sperrposition „A" bestimmt wird.
In den 5–6, die den Mechanismus des Scharniers 11 in den offenen bzw. geschlossenen Positionen zeigen, hat sich der bewegbare Arm 15 in die vollständig offene Position „C" bewegt, so daß er an dem Anschlagteil 85 mit weicher TPE-Berührungsfläche an der zylindrischen Wand 19 des ersten Befestigungsvorsprungs 17 anschlägt.
Wenn das Scharnier 11 sich in der vollständig offenen Position „C" befindet, ist die Feder 53 vollständig ausgestreckt und der bewegbare Arm 15 hat sich bei 87 radial nach außen bewegt, entsprechend dem Verlauf der Form des Nockenschlitzes 49. In der vollständig geschlossenen Position „A" setzt sich der bewegbare Arm 15 vollständig auf dem Zapfen 69 ab, wie man in 1 erkennt. Wenn der bewegliche Arm 15 sich aus der vollständig geschlossenen Position heraus zu drehen beginnt, beginnt er auch mit einer Gelenkbewegung, d.h., mit einer radialen Auswärtsbewegung, wie man in 2 erkennen kann. Die vollständig offene Position „C" zeigt das Scharnier in vollständig offenere Zustand und den beweglichen Arm vollständig gedreht und vollständig ausgestreckt in radialer Richtung 87, siehe 3. Diese Gelenkbewegung ist ein Gesichtspunkt der Auslegung für den Betrieb bzw. den Einsatz an einer Vielfalt von Handschuhkästen, Türfächern, Kofferraumzugriffsklappen, Staukästen und dergleichen.
Die 7, 8 zeigen die Außenfläche bzw. Innenfläche des festen Arms 13. Die Form des gekrümmt verlaufenden Nockenschlitzes 29 kann man leicht erkennen. Das die geschlossene Position „A" definierende Ende des Nockenschlitzes 49 biegt nach unten ab, um einen geneigten Bereich 89 des Randes des unteren Nockenschlitzes zu bilden. Dieser abwärts vorspringende Bereich 91 und der geneigte Bereich 89 des Randes des unteren Nockenschlitzes stellen eine Rastfunktion in der geschlossenen Position „A" für den Schwenkbereich unmittelbar benachbart zu der geschlossenen Position „A" bereit. Die Länge dieses Rastbereiches ist eine Frage der Auslegung bezüglich der Kraft, die für die Öffnungsbetätigung des Scharniers 11 verwendet wird. Die gezahnte Bahn bzw. der Steg 29 kippt nach unten für einen Parallelbereich 93 ab, um der Absenkung 91 in dem Nockenschlitz 49 zu folgen.
Ein Kanal 95 mit geschlossenem Ende für das Halten der Kugel 83 ist in der gegenüberliegenden/inneren Fläche des festen Arms 11 (8) angeordnet. Dieser Kanal hat weiche Anschläge 85 aus TPE an jedem seiner geschlossenen Enden. Der Kanal 95 ermöglicht es, daß die Kugel 83 zwischen einer ersten Position „D" und einer zweiten Position „E" rollt, wobei die „D" Position die nicht gesperrte Position und die zweite Position „E" die gesperrte Position ist. Die Seitenwände der Kanäle 95 können irgendeine beliebige Form haben, die es der Kugel 83 ermöglicht, frei zwischen den Positionen „D" und „E" hin und her zu rollen. Wenn jedoch die Seitenwände des Kanals 95 abgerundet sind, um eine engere Anpassung für die Kugel bereitzustellen und das seitliche Spiel zu reduzieren, verursacht die Arbeitsweise der Kugel in dem Kanal weniger Geräusche und ein weniger bemerkbares Rattern.
Der Zapfen 89 gemäß 8, auf welchem das Fersenende 37 des bewegbaren Arms 15 dreht, hat seine beiden Keulen 71, 73 in der Form eines Blattes oder Gebläseflügels. Die erste Keule 71 hat eine aufrechte Wand 97, die von der Oberfläche der Innenfläche des bewegbaren Arms 15 am Rand der Keule 71 aus und dem dritten Montagevorsprung 21 nächstliegend aufsteigt. Diese aufrechte Wand 97 bildet einen zusätzlichen Anschlag für das Ende des rechten Gabelarms 75 an dem Fersenende des bewegbaren Arms 15, wenn dieser Arm 15 sich in der vollständig offenen Position „C" befindet. Der zweite Haken 59 an dem vorspringenden unteren Arm 57 ist als ein aufrechter Vorsprung von der Innenfläche des festen Arms 13 ausgebildet.
Ein Abstandsblock 99 ist an dem Sperrende „E" des Kanals in der Nähe der Seite vorgesehen, welche dem Nockenfolgerschlitz 49 gegenüberliegt. Dieser erste Abstandsblock 99 wirkt als ein Abstandshalter um sicherzustellen, daß die beiden Arme 13, 15 ausreichend voneinander getrennt sind, um eine freie Betätigung bzw. Bewegung der Kugel 83 zu erlauben. Ein konkaver Ausschnitt 101 in diesem ersten Abstandshalterblock 99 liegt an dem Kanal an und hat eine Größe und Form, um die Kugel 83 in der Sperrposition „E" darin aufzunehmen.
Die 9–10 zeigen die Außenfläche bzw. Innenfläche des bewegbaren Arms 15. Mit Bezug auf die Außenfläche gemäß 9 versteht man in einfacher Weise, daß der hinterschnittene Abschnitt 45 die eingedrückte Oberfläche bildet. Die laschenartigen Formen der jeweiligen rechten und linken hinterschnittenen Oberflächen 79, 81 in den rechten und linken Gabelarmen 77, 79 an dem Fersenende des bewegbaren Arms 15 kann man leicht in einer Form und Größe erkennen, die den ersten und zweiten Keulen 71, 73 des Zapfens 69 des festen Arms 13 angepaßt ist. Die rechte Hinterschneidung 79 ist im wesentlichen schaufelförmig, während die linke Hinterschneidung 81 an ihrem Basisbereich eine vorspringende Zunge hat. Der erste Befestigungshaken 55 für die Feder am bewegbaren Arm 15 (9) steht nach außen von der Außenfläche an einem hinterschnittenen Bereich 99 hervor. Dieser für die Feder hinterschnittene Bereich 103 ermöglicht es, daß die Feder 53 mit einem niedrigern Profil in einer Ebene angeordnet wird, wo die Innenflächen jedes Arms 13, 15 aneinander anliegen. Dieses richtet die Federkraft 53 mit der Scherenebene aus und verhindert bzw. beseitigt ein Blockieren bzw. Festhängen der Arme 13, 15.
Aufgesetzte Schultern 105, 107 umgeben den länglichen Schlitz (10) an dem Gabelende 41 des bewegbaren Arms 15. Diese Schultern stellen die resultierende Dicke der Gabel 41 sicher und kompensieren die Hinterschneidung 45. Daher ist der Arm 15 in dem Bereich der Gabel 41 nicht geschwächt und bricht im Betrieb nicht. Die kompensierenden Aufbauschultern 109, 111 umgeben auch den Absatzschlitz 67 und stellen eine ausreichende Dicke bereit, um die Hinterschneidungen 79 bzw. 81 zu kompensieren.
Ein unregelmäßiger, jedoch stumpfförmiger und trapezförmig geformter hinterschnittener Bereich 113 ist so angeordnet, daß er sich in Richtung des Endes des Dämpfers 25 des Arms 15 von dem Boden des Absatzschlitzes 67 aus erstreckt. Diese Hinterschneidung stellt einen Raum für den Betrieb bzw. die Bewegung der Kugel 83 in dem Kanal 95 und das Schwenken der Arme 13, 15 bereit, ohne eine Blockierung an der Kugel 83 hervorzurufen. Eine mit Vertiefungen versehene Anschlußfläche 115 wirkt als ein zweiter Abstandsblock 115, um den Abstand zwischen den Armen 13, 15 für die freie Bewegung der Sperrkugel 83 sicherzustellen. Ein konkaver Ausschnitt 117 hat eine Größe und Form, um die Kugel 83 aufzunehmen. Dieser zweite Ausschnitt 117 ist von dem Schlitz 67 der Ferse weg gerichtet und wirkt als Anschlag für die Kugel 83 in der Sperrposition „E" und drückt ihn gegen den Ausschnitt 101 in dem Abstandshalterblock 99, wenn das Scharnier 11 in der geschlossenen Position versperrt bzw. verriegelt ist.
Die 11 und 12 sind linke bzw. rechte perspektivische Ansichten der Innenfläche des festen Arms 13 und veranschaulichen weiterhin die Formen der oben beschriebenen Elemente. Die Stahlkugel 93 ist in schwarz eingesetzt dargestellt und an der unteren, nicht sperrenden Position in dem Kanal 95 dargestellt (12).
Die 13a, 13b zeigen eine perspektivische Ansicht der inneren Fläche des bewegbaren Arms 15 ohne das Installierte Dämpfungsritzel 27 bzw. mit dem installierten Dämpfungsritzel 27. Die 14a, 14b zeigen eine rechte perspektivische Ansicht der Innenfläche des bewegbaren Arms 15 ohne das installierte Dämpferritzel 27 bzw. mit dem installierten Dämpfungsritzel 27.
Die 15–18 veranschaulichen eine teilweise Detailansicht der Arbeitsweise der Anti-Schwerkraftkugel 83 und des bewegbaren Arms 15 (Vordergrund) und des festen Arms 13 (Hintergrund). Teilweise gestrichelte Linien sind als „feine" Linien dargestellt. Die Anti-Schwerkraftkugel 83 kann sich normalerweise in dem Kanal 95 frei aufwärts und abwärts bewegen, wenn das Scharnier geschlossen ist (15), Wenn keine Beschleunigung vorliegt, bleibt die Kugel 83 aufgrund ihres eigenen Gewichts in dem unteren Bereich „D" des Kanals 95 (15). Die Feder 53 hält den bewegbaren Arm 15 in der geschlossenen Position.
Bei einem Stoß oder einer Bescheunigung (16) bewegt die Kugel 83 sich in Richtung der Beschleunigung aufgrund des auf sie übertragenen Impulses. Wenn die Kugel 83 so ausgelegt ist, daß sie eine kleinere Trägheit hat als der bewegbare Arm 15, der mit dem Dämpfer 25 verbunden ist und gegen die Kraft der Feder 53 arbeitet, so erreicht sie die Sperrposition „E" am oberen Ende des Kanals vor dem bewegbaren Arm 15. Der Arm 15 beginnt dann sich zu bewegen, wird jedoch durch die Kugel, die sich zwischen den beiden Armen 13, 15 befindet, gestoppt. In diesem Zustand wird die Kugel 83 zwischen den gekrümmten Taschen 101, 117 in den Anschlags-/Abstandshalterschultern 99 bzw. 115 eingeklemmt. Diese Taschen 101, 117 sind in späteren Figuren dargestellt.
Das Scharnier kann sich öffnen (17), wenn kein Stoß erfolgt und wenn kein Beschleunigungszustand vorliegt. Hier bleibt die Kugel unter ihrem eigenen Gewicht in der unteren, nicht sperrenden Position „D" des Kanals. Es gibt keine wechselseitige Störung mit den Armen 13, 15. Daher läuft, wenn ein Benutzer den Handschuhkasten öffnet, mit welchem das Scharnier verbunden ist, die Betätigung der Scharnierteile 13, 15 weiterhin ab, weil die Kugel 83 in der nicht störenden Position „D" bleibt. Die Arme 13, 15 verriegeln nicht, und der Scharniermechanismus 11 kann mit geringem Aufwand geöffnet werden.
Wenn das Scharnier 11 vollständig geöffnet ist und ohne eine Beschleunigung oder einen Stoß (18), bleibt die Kugel 83 in der unteren, nicht sperrenden Position „D" des Kanals 95. Die Arme 13,15 können sich frei scherenartig relativ zueinander drehen.
Die 19–20 veranschaulichen die Verwendung der weichen TPE-Berührungsmaterialien 83, die auf den festen Arm 13 aufgeformt sind, um die Bewegung bzw. Arbeitsweise der Anti-Schwerkraftkugel 83 ruhig zu machen. Diese Materialien 83 an beiden Enden des Kanals 95 dämpfen das Klickgeräusch der Kugel, wenn sie auf eines der Enden auftrifft. 20 veranschaulicht die Sperrposition der Kugel 83 an dem Abstandshalterblock 99 und den konkaven Ausschnitten 101, 117. Wie zuvor erwähnt, kommt aufgrund der Trägheitsauslegung der Kugel 83 diese in der Sperrposition zwischen den Ausschnitten 101, 117 an, bevor sich die Arme 13, 15 über diesen Punkt hinweg gedreht haben, und verursacht dadurch eine Sperre.
Die 21–24 veranschaulichen die Position der Anti-Schwerkraftkugel 83 bezüglich des hinterschnittenen, trapezartigen Hinterschneidungsbereichs 113, dessen zweiten Abstandshalterblocks 115 und seines konkaven Ausschnitts 117. 21 zeigt die Position der Kugel 83 an der entfernten Schulter des hinterschnittenen Bereichs 113 des bewegbaren Arms 15, wenn es keinen Schlag, keine Beschleunigung oder Stoß gibt und wenn das Gewicht der Kugel diese in ihre niedrigste Position in dem Kanal 95 bringt. Das Scharnier 11 ist offen.
22 zeigt das Scharnier geschlossen, und es gibt keinen Stoß auf die Kugel 83 in ihrer niedrigsten Position in dem Kanal 95. Hier befindet sich die Kugel 83 in dem hinterschnittenen Bereich 1131.
23 veranschaulicht die Position der Kugel 83 nachdem ein Stoß oder Schlag die Kugel 83 den Kanal 95 hinauf getrieben hat, wobei die Kugel 83 sich schneller bewegt als der bewegte Arm 15 auf den Stoß oder Schlag reagieren kann. Hier befindet sich die Kugel 83 etwa in Kontakt mit der konkaven Ausschnittoberfläche 117 in dem zweiten Abstandshalter/Anschlagblock 115. Einen Bruchteil einer Sekunde später kommt der sich bewegende Arm 15 (24) mit der Kugel 83 in Kontakt und bringt sie in ihren Sitz gegen den konkaven Ausschnitt 117, wenn der passende konkave Ausschnitt 101 in dem ersten Block 99 auf dem festen Arm 13 die Kugel 83 aufnimmt und dadurch jegliche Bewegung zwischen den Armen 13, 15 bei etwa 4° Drehung aus der geschlossenen Position „A" stoppt. 25 veranschaulicht Einzelheiten des TPE-Materials 85 mit weicher Berührung, welches den mechanischen Stoß absorbiert, wenn der sich bewegende Arm 15 an der zylindrischen Oberfläche 23 des ersten Befestigungsvorsprungs 17 in der in 26 dargestellten vollständig offenen Scharnierposition „C" anschlägt.
26 veranschaulicht die Bewegung der Raststelle 25 heraus aus dem Rastbereich zwischen den Positionen „A" und „B". Wenn das Scharnier 11 sich in der geschlossenen Position befindet, die in 27 dargestellt ist, so wirkt die Öffnungskraft in einer Richtung, die immer senkrecht zu der Gabel 41 des sich bewegenden Arms 15 liegt. Diese Gabel 41 treibt die Stiftverbindung 119 an, wobei der Stift 119 an dem zu bewegenden Aufbau angebracht ist, der frei ist, sich entlang des länglichen Schlitzes 43 der Gabel nach oben und unten zu bewegen (28). Die Bewegungsrichtung des bewegbaren Arms 15 verläuft in etwa unter 45° zu der Richtung der Öffnungskraft. Dieses unterstützt das Erzeugen einer Rastwirkung in der geschlossenen Position „A", und die Länge des geneigten Abschnittes definiert einen „Rastbereich". Dieser Bereich wird definiert durch 'den Neigungsbereich 89 des Nockenschlitzes, den man in den 26–28 und in 7 erkennt, wo er seine Bezugszahl trägt.
Wenn der relative Winkel auf weniger als 45° gesenkt wird, so wird die Raststärke vermindert. Die Raststärke wird in erster Linie bereitgestellt durch den Winkel des geneigten Bereichs 89, auf welchem der Nocken 51 gegen das Gewicht des bewegbaren Arms 15 und die Kraft der Feder 53 aufwärts laufen muß. Wenn der Winkel zunimmt, so steigt auch die Raststärke bzw. Haltekraft der Raststelle an. Oberhalb etwa 80° hat man einen „Blockier-Schwellwert" (Selbsthemmung), d.h. die Raststärke ist zu groß für Installationen in einem Fahrzeug. Wenn das Ritzel 27 des Dämpferaufbaus 25 beim Öffnen des Scharniers 11 den „Rastbereich" freigibt, so nimmt der Widerstand ab und der weitere Aufwand zum Öffnen wird in hohem Maß reduziert (28).
An der oben beschriebenen Erfindung können viele Veränderungen vorgenommen werden, ohne von den Zielen und Schutzumfang derselben abzuweichen. Die obige Beschreibung soll daher in veranschaulichender Weise und nicht in beschränkender Weise verstanden werden. Austausch und Veränderungen können vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang und dem Ziel der Erfindung abzuweichen.

11: Scharniermechanismus
13: erster fester Arm
15: zweiter bewegbarer Arm
17: erster Befestigungsvorsprung
19: zweiter Befestigungsvorsprung
21: dritter Befestigungsvorsprung
23: zylindrische Wand
25: Dämpfungsaufbau
27: Ritzel
29: Bahn (gezahnter Steg)
31: hinterer Flansch
33: vorspringende Lippe
35: hintere Abdeckung des Dämpfers
37: Absatz des bewegbaren Arms
39: äußeres Ende
41: Gabel
43: länglicher Schlitz
45: Fläche mit Eindrückungen
47: Druckfinger
49: Nockenschlitz – Nockenfolgerpfad
51: Nocken
53: Feder
55: erster Haken
57: vorspringender unterer Schenkel
59: zweiter Haken
61: PVC-Hülse
63: oberer Ausrücken
65: unterer Ausrücken
67: Absatzschlitz
69: Zapfen
71: erste Keule
73: zweite Keule
75: rechter Gabelarm
77: linker Gabelarm
79: rechte Unterschneidung
81: linke Unterschneidung
83: Metallkugel
85: Anschlag mit weicher Berührung
87: Radialrichtung
89: geneigter Bereich der Nockenschlitzkante
91: nach unten vorspringender Bereich
93: Abknickung der Bahn nach unten
95: Kanal
97: aufrechte Wand an der Keule
99: Abstandshalterblock
101: konkaver Ausschnitt
103: Federhinterschneidung
105: Schulteraufbau
107: Schulteraufbau
109: kompensierende Schulteraufbau
111: kompensierender Schulteraufbau
113: trapezförmige Hinterschneidung
115: zweiter Abstandshalterblock, Anschlagfläche mit Vertiefungen
117: konkaver Ausschnitt

Claims

Scharniermechanismus mit Impulssperre, mit: einem ersten festen Teil, einem zweiten Teil, das mit dem ersten Teil verbunden ist und relativ zu diesem bewegbar ist, einem Laufweg, der relativ zu dem ersten Teil angeordnet ist und einer Kugel, die für eine Bewegung in dem Laufweg von einer ersten Position derselben zu einer zweiten Position derselben angeordnet ist, wobei der Laufweg sich zumindest teilweise vertikal erstreckt, um zu bewirken, daß sich die Kugel gegen die Schwerkraft bewegt, wenn sie sich von der ersten Laufwegposition zu der zweiten Laufwegposition bewegt, wobei die Kugel die Bewegung der ersten und zweiten Teile verhindert, wenn sie sich in der zweiten Laufwegposition befindet.
Scharniermechanismus mit Impulssperre nach Anspruch 1, welcher weiterhin einen Nockenpfad an einem der ersten und zweiten Teile und einen Nocken an dem anderen ersten und zweiten Teile aufweist, wobei der Nockenpfad einen Ausrückerabschnitt an einem Ende und einen herausgebogenen Abschnitt hat, der einen geneigten Bereich an dem anderen Ende bildet, wobei der Nocken mit jedem der Enden in einer Rastfunktion zusammenwirkt.
Scharniermechanismus mit Impulssperre nach Anspruch 2, welcher weiterhin einen Dämpfer aufweist, der zwischen den ersten und zweiten Teilen angeschlossen ist, um die relative Bewegungsgeschwindigkeit zwischen diesen abzusenken.
Scharniermechanismus mit Impulssperre nach Anspruch 3, wobei die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Teil so geformt ist, daß sie eine radiale Bewegung ebenso wie eine Drehbewegung erlaubt.
Scharniermechanismus mit Impulssperre nach Anspruch 4, wobei der Nockenpfad und die Nockenfunktion eine erste extreme Position des geschlossenen Zustandes für die beiden Teile und eine zweite Extremposition für den offenen Zustand bereitstellt.
Scharniermechanismus mit Impulssperre nach Anspruch 5, wobei dann, wenn er sich in der geschlossenen Position befindet, die Kugel in einer nicht mit der Bewegung der ersten und zweiten Teile in Wechselwirkung tretenden Position ist, und wobei, wenn der Scharniermechanismus mit Impulssperre einem Stoß ausgesetzt ist, die Kugel sich zu bewegen beginnt und das zweite Teil sich relativ zu dem ersten Teil zu bewegen beginnt, wobei die Kugel die Wechselwirkungsposition erreicht, bevor das zweite Teil sich ausreichend zu dem ersten Teil bewegen kann, um in die offene Position zu gelangen.
Verfahren zum Betreiben eines Scharniermechanismus für eine Impulssperre mit den Schritten: Erlauben, daß zwei Scharnierteile sich relativ zueinander drehen, wobei das zweite Teil sich bezüglich des ersten Teils bei der Betätigung durch einen Benutzer zwischen offenen und geschlossenen Positionen durch einen Zug-Druck-Öffnungs- und einen Druck-Zug-Verschließvorgang verschwenkt, Gelenkbewegung der Rotation des zweiten Teils in einer radialen Richtung relativ zu dem ersten Teil während des Anfangsabschnittes der Rotation in Öffnungsrichtung, in Eingriffbringen eines Anti-Schwerkraftsperrteils für eine freie Bewegung zwischen einer Ruheposition und einer Eingriffsposition, wobei das Sperrteil in der Eingriffsposition die Drehung der beiden Scharnierteile verhindert, und Zulassen, daß das zweite Scharnierteil sich von einer geschlossenen Position in eine offene Position unter einer auf das Scharnier aufgebrachten Impulskraft bewegt, und daß sich das Anti-Schwerkraftteil von einer nicht wechselwirkenden Position in die wechselwirkende Position unter derselben aufgebrachten Impulskraft bewegt, wodurch das Anti-Schwerkraftteil die Eingriffsposition erreicht, bevor das zweite Scharnierteil sich bezüglich des ersten Scharnierteils in die offene Position drehen kann.
Verfahren zum Betreiben eines Scharniermechanismus nach Anspruch 7, welches außerdem das Verrasten des zweiten Teils bezüglich des ersten Teils in den offenen und geschlossenen Positionen aufweist.
Verfahren zum Betreiben eines Scharniermechanismus nach Anspruch 8, welches außerdem das Dämpfen der Drehbewegung des zweiten Teils bezüglich des ersten Teils aufweist.
Verfahren zum Betreiben eines Scharniermechanismus nach Anspruch 9, welches weiterhin das Einstellen der Rastkraft in der geschlossenen Position durch Einstellen des Winkels bezüglich des Vektors der Schwerkraft des ersten Teils aufweist.
Scharniermechanismus mit: einem ersten festen Arm, einem zweiten bewegbaren Arm, der an dem ersten Arm angebracht ist und relativ zu diesem drehbar ist, um eine geschlossene Position und eine offene Position an den jeweiligen Extrempositionen der Drehbewegung zu definieren, einem Kanal in dem festen Arm, der so positioniert ist, daß er sich zumindest teilweise aufwärts erstreckt, und einem Anti-Schwerkraftimpulsteil, welches in dem Kanal frei bewegbar von einer ersten Ruheposition in dem Kanal zu einer zweiten Wechselwirkungsposition in dem Kanal bewegbar ist, wobei das Impulsteil, wenn es sich in der Wechselwirkungsposition befindet, die Rotation des zweiten Arms bezüglich des ersten Arms verhindert, und wobei das Impulsteil unter der Wirkung der Schwerkraft in seine erste Ruheposition in dem Kanal zurückkehrt.
Scharniermechanismus nach Anspruch 11, wobei der erste Arm und der zweite Arm miteinander angeordnet sind für eine scherenartige Drehbewegung relativ zueinander und wobei das Impulsteil eine Anti-Schwerkraftkugel ist und wobei der erste Arm einen Nockenschlitz aufweist, der einen Nockenfolgerpfad definiert, und wobei der zweite Arm einen Nocken aufweist, der sich von der gegenüberliegenden Fläche desselben in den Nockenschlitz des ersten Teils erstreckt.
Scharniermechanismus nach Anspruch 12, wobei der zweite Arm schwenkbar an dem ersten Arm angebracht ist, wobei die Schwenkbefestigung eine längliche Öffnung aufweist, welche eine radiale Bewegung des zweiten Arms bezüglich des ersten Arms erlaubt.
Scharniermechanismus nach Anspruch 13, wobei der Nockenschlitz gekrümmt verläuft und der Scharniermechanismus außerdem ein Dämpfungsteil aufweist, das zwischen dem ersten und zweiten Arm wirksam ist, um die Rotationsgeschwindigkeit der Bewegung zu modifizieren.
Scharniermechanismus nach Anspruch 14, wobei der Nockenschlitz an jedem seiner Enden eine Rastform aufweist, wobei der Nocken mit der Rastform an jedem Ende des Nockenschlitzes zusammenwirkt, um eine Rastposition an den offenen und geschlossenen Drehpositionen der Arme zu halten.
Scharniermechanismus nach Anspruch 15, welche weiterhin eine Vorspannfeder aufweist, die zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm angebracht ist, wobei die Feder die Extremposition vorspannt, um die offenen und geschlossenen Drehpositionen der Arme zu halten.
Scharniermechanismus nach Anspruch 16, wobei das Dämpfungsteil einen gekrümmten, gezahnten Steg an dem ersten Arm und ein drehbares Ritzel an dem zweiten Arm aufweist, wobei das Ritzel mit dem gekrümmten, gezahnten Steg in Eingriff steht, und wobei das Ritzel mit einer Dämpfungskupplung verbunden ist.
Scharniermechanismus nach Anspruch 17, wobei der zweite Arm ein gabelförmiges Ende mit einem länglichen Schlitz aufweist, und wobei der zweite Arm an seinem Absatz bzw. seiner Ferse einen Schlitz an dem der Gabelform entgegengesetzten Ende aufweist, wobei der Absatzschlitz als Schwenkvorsprung für den zweiten Arm wirkt.
Scharniermechanismus nach Anspruch 18, wobei der erste Arm einen keulenförmigen Zapfen hat, wobei der keulenförmige Zapfen mit dem Schwenkvorsprung zusammenwirkt, um in den extremen Drehpositionen eine Anschlagfunktion hinzuzufügen.
Scharniermechanismus nach Anspruch 19, wobei der erste Arm und der zweite Arm jeweils eine Anschlagschulter aufweisen, welche sich in Richtung des jeweils anderen Arms neben diesem erstreckt, wobei jede Anschlagschulter eine konkave Aussparung hat, wobei die entsprechenden Aussparungen mit der Impulskugel in der Wechselwirkungsposition in Eingriff stehen.