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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Türscharnier nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug
gemäß Anspruch
24 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeug-Türscharnierteils
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 27.
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Fahrzeug-Türscharniere
bestehen üblicherweise
aus zwei Scharnierteilen, die relativ zueinander um einen Scharnierstift
drehbar sind. Eines der Scharnierteile ist fest mit einer Tür verbunden
und das andere mit der Fahrzeugkarosserie, so dass die Tür um den
Scharnierstift zwischen einer geöffneten und
einer geschlossenen Position schwenken kann. Die beiden Scharnierteile
sind typischerweise aus gestanztem Metall hergestellt. Der Stanzprozess,
obwohl in der Produktion von Fahrzeugscharnierteilen weit verbreitet,
ist im Vergleich mit anderen Herstellungsverfahren kostspielig,
da er einen signifikanten Materialabfall mit sich bringt. Wenn für die Teile
hochwertige Materialien verwendet werden, können die Kosten des Materialabfalls
bedeutend sein. Es wurden bereits Scharniere mit gegossenen Scharnierteilen
verwendet, obwohl Gußteile
ebenfalls kostspielig in der Herstellung sein können.
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Bei
vielen Fahrzeugscharnieren sind beide Scharnierteile so geformt,
dass der Scharnierstift senkrecht durch in die gestanzten metallenen
Scharnierteile gebohrte Löcher
verläuft.
Bei anderen Scharnieren ist zumindest eines der Scharnierteile so geformt,
dass es eine Öse
zur Aufnahme des Scharnierstifts in seiner Längsrichtung einschließt. So umfasst
zum Beispiel ein bekanntes Scharnier mit horizontaler Achse für eine Heckklappe
ein Scharnierteil, das aus einem Streifen von etwa 6 mm dickem Metall ausgestanzt
ist. Ein gebogenes Teil ist durch Umstanzen eines Endes des Metallstreifens
zur Ausbildung eines Hakens ausgeformt, so dass die Kante nahezu
an dem flachen Abschnitt des Streifens anstößt, so dass eine Öse zur Aufnahme
des Scharnierstifts ausgebildet ist. Die Kante des Metallstreifens
ist an dem flachen Bereich des Streifens am Ende des Hakens angeschweißt. Das
Innere des Hakenbereiches ist zur Ausbildung eines inneren Durchmessers zur
Anpassung des Scharnierstifts, welcher den Haken in Längsrichtung
durchgreift, nachbearbeitet.
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Ein
Kraftfahrzeug-Türscharnier
ist während seines
Einsatzes unterschiedlichen Kräften
ausgesetzt. Im Falle von Scharnieren mit vertikaler Achse für Fahrzeugseitentüren bewirken
das Gewicht der Tür
und andere vertikale, auf die Tür
ausgeübte
Kräfte,
insbesondere in der offenen Türposition,
Kräfte
an dem Scharnier, die eine Verbiegung des Scharniers, wie etwa eine
vertikale Verbiegung, oder ein Nachgeben bewirken. Zudem wird ein
Drehmoment um die Scharnierachse herum erzeugt, wenn die Tür sich in vollständig geöffneter
Position befindet und eine weitere Kraft in Öffnungsrichtung auf die Tür ausgeübt wird.
Diese Situation, die als ein Überöffnungszustand
bezeichnet wird, kann eine Winkelverbiegung in dem Scharnier bewirken.
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Die
FR 2 431 592 A1 zeigt
ein Kraftwagentürscharnier
mit einer Schwenkachse, einem ersten Scharnierteil und einem zweiten
Scharnierteil. Am ersten Scharnierteil ist eine Hülse zur
Aufnahme eines Scharnierstifts angebracht. Die beiden Scharnierteile
werden zusammengesetzt von dem entlang der Schwenkachse verlaufenden
Scharnierstift gehalten. Das zweite Scharnierteil ist insbesondere
aus einem durchgängigen
Materialstreifen gebogen, wobei der Materialstreifen ein erstes
Ende und ein zweites Ende sowie einen zwischen dem ersten Ende und dem
zweiten Ende befindlichen gebogenen Abschnitt aufweist, wobei das
erste Ende und das zweite Ende in einem ersten Abschnitt und zweiten
Abschnitt parallel zueinander verlaufen und an einander festgelegt sind.
Das erste Ende und das zweite Ende divergieren in einem an dem parallelen
Abschnitt benachbarten Bereich und bilden jeweils allein einen Befestigungsabschnitt
des zweiten Scharnierteils aus, wobei zur Befestigung mittels Bolzen,
Schrauben oder ähnlichem
Löcher
vorgesehen sind. Bevorzugt bilden das erste Ende und das zweite
Ende einen Winkel von 90° zueinander.
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Ferner
wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeug-Türscharnierteils
aus einem Materialstreifen beschrieben.
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Die
US 6,178,599 B1 beschreibt
ein Türscharnier
für ein
Kraftfahrzeug, bei dem eine erste Scharnierhälfte mittels eines Scharnierstifts
mit einer zweiten Scharnierhälfte
verbindbar ist, wobei eine der Scharnierhälften aus einem Metallstreifen
gebogen ist, der zwei Bohrungen zum Durchgriff des Scharnierstifts
aufweist.
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Die
DE 296 21 946 U1 zeigt
ein aushängbares
Kraftfahrzeugtürscharnier,
umfassend ein erstes Scharnierteil und ein zweites Scharnierteil.
Das zweite Scharnierteil weist einen ersten Arm mit einer Öffnung und
einen zweiten Arm mit einer Öffnung
auf, wobei die Öffnungen
zur Aufnahme von an dem ersten Scharnierteil vorgesehenen Scharnierstiftabschnitten
vorgesehen sind. Weiter umfasst das zweite Scharnierteil einen ersten
Befestigungsabschnitt, einen zweiten Befestigungsabschnitt und einen
dritten Befestigungsabschnitt, wobei die Befestigung des Scharnierteils
an einem Karosserieteil mittels Verschweißung erfolgt. Das erste Scharnierteil
weist einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel auf, die
normal zu einem gebogenen Abschnitt angeordnet sind, wobei der erste
Schenkel und der zweite Schenkel senkrecht von der Schwenkachse
des Scharniers durchsetzt wird.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug-Türscharnier,
ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Scharnier und ein Verfahren zur
Herstellung eines Kraftfahrzeug-Türscharnierteils anzugeben,
das mit niedrigen Kosten produziert werden kann und zugleich eine
ausreichende Stabilität aufweist.
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Diese
Aufgabe wird für
ein Kraftfahrzeug-Türscharnier
durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für das Kraftfahrzeug durch die
Merkmale des Anspruchs 24 gelöst.
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Die
Aufgabe wird zudem für
ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeug-Türscharnierteils durch die Merkmale
des Anspruchs 27 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung gibt ein Kraftfahrzeug-Türscharnier mit einer
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Schwenkachse
an, das ein erstes Scharnierteil und ein zweites Scharnierteil umfasst.
Das erste Scharnierteil hat einen ersten Arm, wobei die
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Schwenkachse
durch den ersten Arm verläuft.
Das zweite Scharnierteil umfasst einen durchgängigen Materialstreifen mit
einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einem gebogenen Abschnitt zwischen
dem ersten Ende und dem zweiten Ende. Der gebogene Abschnitt ist
um die Schenkachse herum angeordnet, wobei das erste Ende und das
zweite Ende zumindest teilweise übereinander
liegend einen Befestigungsabschnitt des zweiten Scharnierteils bilden.
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Bevorzugt
weist das erste Ende einen ersten Abschnitt und das zweite Ende
einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt
parallel zueinander angeordnet sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt
relativ zueinander festgelegt.
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Das
erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Türscharnier
kann einen Scharnierstift umfassen, der durch die Schwenkachse verläuft und
den ersten Arm und den zweiten Arm mit dem gebogenen Abschnitt verbindet.
Zudem kann ein Scharnierstift-Aufnahmeelement in dem gebogenen Abschnitt
beinhaltet sein, um einen festen inneren Durchmesser für den Scharnierstift
vorzusehen. Das erste Ende und das zweite Ende des durchgängigen Streifens
können
eine Längsöffnung bilden,
um zusätzliche
Stabilität
und Steifigkeit für
das zweite Scharnierteil zu bewirken. Die Längsöffnung ist bevorzugt im Wesentlichen
dreieckig.
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Zudem
kann ein Einsatz zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende vorgesehen
sein, um weitere Stabilität
für das
zweite Scharnierteil zu bewirken. Der erste Abschnitt, der zweite
Abschnitt und der Einsatz können
aneinander festgelegt sein, etwa mittels Verschweißung. Der
Einsatz kann auch gebördelt
sein, um das zweite Scharnierteil zusätzlich zu stabilisieren. Der
Einsatz kann aus einem anderem Material als der Materialstreifen
bestehen, insbesondere kann der Einsatz aus einem Stahl einer bestimmten
Güte bestehen,
und der Materialstreifen aus einem Stahl einer diesbezüglich höheren Güte. Der
erste Abschnitt und der zweite Abschnitt können jedoch auch ohne einen
Einsatz zwischen ihnen miteinander verschweißt sein. Der gebogene Abschnitt und
ein Ende des Einsatzes formen bevorzugt gemeinsam einen Zylinder
um die Scharnierachse herum aus.
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Ein
Befestigungsmittel, wie etwa ein Bolzen, kann zudem vorgesehen sein,
um zumindest das erste Scharnierteil oder das zweite Scharnierteil
mit der Tür
des Fahrzeugs zu verbinden. Das erste Ende kann ein erstes Loch
aufweisen und das zweite Ende kann ein zweites Loch zur Aufnahme
des Befestigungsmittels aufweisen, welches durch das erste Loch
und das zweite Loch verläuft.
Das erste Loch kann in dem ersten Abschnitt des ersten Endes vorgesehen
sein und das zweite Loch kann in dem zweiten Abschnitt des zweiten
Endes vorgesehen sein. Ein zweites Befestigungsmittel kann ferner
vorgesehen sein, wobei ein drittes Loch in dem zweiten Ende zur
Aufnahme des zweiten Befestigungsmittels vorgesehen sein kann.
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In
dem Fall, dass das erste Ende und das zweite Ende ein Längsöffnung bilden,
kann das dritte Loch bevorzugt in dem zweiten Ende angeordnet sein
und sich in die Längsöffnung hinein öffnen. Das erste
Ende kann ein viertes Loch aufweisen, um das erste oder zweite Befestigungsmittel
aufzunehmen.
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Der
gebogene Abschnitt ist zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm
um die Schwenkachse herum angeordnet. Das zweite Scharnierteil umfasst
zudem einen Einsatz zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende.
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Das
Verfahren umfasst das Biegen eines Materialstreifens zur Ausbildung
eines zweiten Scharnierteils, welches ein erstes Ende, ein zweites Ende
und einen zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende angeordneten
gebogenen Abschnitt umfasst, ferner das Ausbilden wenigstens eines Befestigungsabschnitts
zur Befestigung an einem Teil eines Kraftfahrzeugs wobei das erste
Ende und das zweite Ende in eine einander überlappende Lage derart zusammengeführt werden,
dass der wenigstens eine Befestigungsabschnitt das erste Ende und das
zweite Ende umfasst. Zudem umfasst das Verfahren das Formen des
Materialstreifens der Art, dass das erste Ende einen ersten Abschnitt
und das zweite Ende einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der
erste Abschnitt und der zweite Abschnitt parallel zueinander angeordnet
sind. Vorzugsweise umfasst das Verfahren die Festlegung des ersten
Abschnittes und des zweiten Abschnittes aneinander sowie das Anordnen
des gebogenen Abschnittes zwischen einem ersten Arm und einem zweiten
Arm eines ersten Scharnierteils.
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Ferner
kann das erfindungsgemäße Verfahren
zudem umfassen, das erste Scharnierteil und das zweite Scharnierteil
mittels eines entlang der Schwenkasche angeordneten Scharnierstiftes
zu verbinden. Ein entlang des gebogenen Abschnittes angeordnetes
Scharnierstift-Aufnahmeelement kann verwendet werden, um einen festen
inneren Durchmesser für
den Scharnierstift vorzusehen.
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Eine
Längsöffnung,
die bevorzugt dreieckig ist, kann an den ersten Abschnitt und den
zweiten Abschnitt angrenzend durch das erste Ende und das zweite
Ende ausgebildet werden. Zusätzlich
kann ein Einsatz zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende vorgesehen
sein. Das erste Ende, das zweite Ende und der Einsatz sind bevorzugt
aneinander festgelegt. Der Einsatz kann aus einem anderen Material
als der Materialstreifen bestehen und besteht bevorzugt aus einem
Stahl einer bestimmten Güte, während der
Materialstreifen aus einem Stahl einer höheren Güte besteht. Eine Bördelung
kann an dem Einsatz ausgebildet sein und der Einsatz kann so vorgesehen
sein, dass die Bördelung
um zumindest das erste Ende oder das zweite Ende herum angeordnet ist.
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Der
erste Abschnitt und der zweite Abschnitt können miteinander verschweißt sein.
Das Biegen kann auch so durchgeführt
sein, dass der gebogene Abschnitt und ein Ende des Einsatzes zusammen
einen Zylinder um die Schwenkachse herum ausbilden.
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Das
Verfahren kann zudem umfassen, ein erstes Loch in dem ersten Ende
auszubilden und ein zweites Loch in dem zweiten Ende auszubilden,
wobei das erste Loch und das zweite Loch nach dem Formen des Materialstreifens
gemeinsam eine Durchtrittsöffnung
in dem Befestigungsabschnitt bilden. Das erste Loch und das zweite
Loch können auch
nach dem Formen des Materialstreifens ausgebildet werden, und es
kann zudem ein drittes Loch in dem zweiten Ende des Materialstreifens
vorgesehen werden.
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Der
Materialstreifen hat bevorzugt eine Dicke von etwa 4 mm oder weniger,
Das Verfahren erfolgt bevorzugt durch Walzformen eines Materialstreifens
zur Ausbildung eines zweiten Scharnierteils mit einem ersten Ende,
einem zweiten Ende und einem zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende
angeordneten gebogenen Abschnitt, wobei der gebogene Abschnitt eine Öffnung bildet.
Das Verfahren umfasst zudem die Anordnung des gebogenen Abschnitts
zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm, so dass die Schwenkachse
durch die Öffnung
verläuft
und dass das zweite Scharnierteil relativ zu dem ersten Scharnierteil
drehbar ist. Die Walzformung kann auch eine Kaltwalzformung umfassen. Das
Verfahren kann auch das Festlegen des zweiten Scharnierteils an
einer Fahrzeugkarosserie auf eine Weise vorsehen, dass die Schwenkachse
vertikal ist.
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Alternativ
zu dem Walzformungsprozess kann eine Druckschlittenmaschine, wie
sie etwa von des Fa. Otto Bihler hergestellt wird, verwendet werden.
Zudem gibt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug an, das eine
Fahrzeugkarosserie, eine Fahrzeugtür und ein zuvor beschriebenes
Scharnier vorsieht, welches die Tür mit der Karosserie verbindet.
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Nachfolgend
werden verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen
näher erläutert.
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1 zeigt
eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Türscharniers
in einer offenen Stellung.
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2 zeigt
eine perspektivische Derstellung eines ersten Scharnierteils des
Kraftfahrzeug-Türscharniers
aus 1.
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3 zeigt
eine räumliche
Ansicht eines zweiten Scharnierteils des Kraftfahrzeug-Türscharniers
aus 1.
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4 zeigt
eine alternative Ausführungsform
eines Einsatzes für
das Kraftfahrzeug-Türscharnier
aus 3.
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5 zeigt
eine erste Ausführungsform
eines Scharnierstifts und eines Scharnierstift-Aufnahmeelements.
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6 zeigt
eine zweite Ausführungsform
eines Scharnierstifts und eines Scharnierstift-Aufnahmeelements.
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7 zeigt
eine alternative Ausführungsform
des zweiten Scharnierteils des Kraftfahrzeug-Türscharniers.
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8 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
des zweiten Scharnierteils des Kraftfahrzeug-Türscharniers.
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9 zeigt
eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Türscharniers
in einer offenen Stellung mit einer weiteren Ausführungsform des
zweiten Scharnierteils.
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10 zeigt
eine Kraftfahrzeugtür
mit zwei erfindungsgemäßen Scharnieren.
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11 zeigt
einen durchgängigen
Materialstreifen zur Herstellung eines zweiten Scharnierteils vor
einer Biegung.
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12 zeigt
den durchgängigen
Materialstreifen aus 11 nachdem eine Biegung durchgeführt worden
ist.
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13 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
des Einsatzes für
das Kraftfahrzeug-Türscharnier
aus 3.
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14 zeigt
eine alternative Ausführungsform
des in 2 gezeigten ersten Scharnierteils.
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Ein
Kraftfahrzeug-Türscharnier 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt.
Das Türscharnier 1 umfasst ein
erstes Scharnierteil 10, das an einer Fahrzeugtür 71 eines
Fahrzeugs 70 befestigt ist. Das Türscharnier 1 gehört bevorzugt
zur seitlichen Fahrgasttür
eines Fahrzeugs, kann aber auch für andere Fahrzeugtüren, wie
etwa eine Heckklappe verwendet werden.
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Ein
zweites Scharnierteil 20 ist an einem Karosserieteil 72 eines
Fahrzeugs 70 unter Verwendung von Bolzen 40, 41 oder
anderen entsprechenden Befestigungsmitteln festgelegt. Ein Scharnierstift 3 verbindet
das erste Scharnierteil 10 mit dem zweiten Scharnierteil 20,
so dass das erste Scharnierteil 10 um eine Scharnierachse
des Scharnierstifts 3 relativ zu dem zweiten Scharnierteil 20 verschwenkbar ist,
wodurch die Fahrzeugtür 71 relativ
zu der Fahrzeugkarosserie 72 geöffnet und geschlossen wird. Die
Schwenkchse 2 kann für
den Fall, dass die Fahrzeugtür 71 eine
seitliche Fahrgasttür
ist, senkrecht ausgerichtet sein, und kann für den Fall, dass die Tür 71 eine
Heckklappe ist, horizontal ausgerichtet sein. Vertikal im vorliegenden
Sinne bedeutet im Wesentlichen vertikal und kann eine Abweichung
von mehreren Grad von einer idealen Vertikalen aufweisen. 1 zeigt
die Tür 71 in
vollständig
geöffneter
Stellung. Die gestrichelten Linien gemäß Bezugszeichen 71a zeigen
die Stellung der Fahrzeugtür 71 in
vollständig
geschlossener Stellung. Obwohl die bevorzugte Ausführungsform
gemäß 1 das
erste Scharnierteil 10 an der Fahrzeugtür 71 festgelegt und das
zweite Scharnierteil 20 an der Fahrzeugkarosserie 72 festgelegt
zeigt, ist es möglich,
diese Anordnung umzukehren. Daher kann das erste Scharnierteil 10 statt
dessen an der Fahrzeugkarosserie 72 befestigt sein und
das zweite Scharnierteil 20 kann an der Fahrzeugtür 71 festgelegt
sein.
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2 zeigt
das erste Scharnierteil 10 separat von dem Rest des Scharniers 1 und
des Fahrzeugs 70. Wie dargestellt, umfasst das erste Scharnierteil 10 einen
ersten Arm 11 und einen zweiten Arm 12, der axial
von dem ersten Arm 11 hinsichtlich der Schwenkachse 2 beabstandet
ist. Jeder Arm 11, 12 umfasst ein Schenkachsenloch 13, 14,
das konzentrisch bezüglich
der Schwenkachse 2 zur Aufnahme eines Scharnierstifts angeordnet
ist. Der erste Arm 11 umfasst zudem einen Befestigungsabschnitt 17 mit
einem Befestigungsloch 15 und der zweite Arm 12 umfasst
einen Befestigungsabschnitt 18 mit einem Befestigungsloch 16 zur
Festlegung des ersten Scharnierteils 10 an der Fahrzeugtür 71 (oder
der Fahrzeugkarosserie 71, wie es der Fall sein kann), wobei
Bolzen oder andere Befestigungsmittel verwendet werden. Ein alternatives
erstes Scharnierteil 10a gemäß 14 kann
anstelle des ersten Scharnierteils 10 verwendet werden.
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3 zeigt
eine detaillierte Darstellung des zweiten Scharnierteils 20,
das einen durchgängigen Materialstreifen 21 umfasst.
Ein Einsatz 30 ist zwischen die Enden 22, 23 des
Streifens 21 eingepaßt. Der
durchgängige
Streifen 21 besteht bevorzugt aus einem niedrig legierten
Stahl hoher Festigkeit (HSLA, High strength low alloy), zum Beispiel
950 HSLA-Stahl. In einer bevorzugten Ausführungsform mit 950 HSLA-Stahl
beträgt
die Dicke des Streifens 21 3 mm, aber die Dicke kann in
Abhängigkeit
von dem Herstellungsverfahren des Scharnierteils 21 und
der gewünschten
Eigenschaften des Scharniers 1 abweichen. Vorzugsweise
beträgt
die Dicke für
950 HSLA-Stahl etwa 4 mm oder weniger, um die Verbiegung des Streifens 21 zu
gewährleisten.
Ein gebogener Abschnitt 24 ist zwischen dem ersten Ende 22 und
dem zweiten Ende 23 des Streifens 21 um die Schwenkachse 2 herum
ausgeformt, so dass eine längliche
Stiftöffnung 6 zur
Aufnahme des Scharnierstifts 3 ausgebildet ist. Die Breite
des durchgängigen Streifens 21 in
Richtung der Schwenkachse 2 ist so groß, dass der gebogene Abschnitt 24 zwischen
den ersten Arm 11 und den zweiten Arm 12 des ersten Scharnierteils 10 (2)
paßt,
wenn das Scharnier 1 zusammengebaut wird. Der durchgängige Streifen 21 kann
unter Verwendung jedes geeigneten Herstellungsverfahrens in die
gewünschte
Form gebracht werden, wie etwa durch Stanzung, Kaltwalz-Formung,
Drehkraft-Drücken
oder durch Kombination dieser Verfahren. Zum Zwecke eines besseren Schutzes
vor Korrosion kann der Materialstreifen vorgalvanisiert sein, verzinkt
sein oder aus einem korrosionsfesten Material, wie etwa rostfreiem
Stahl bestehen.
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Das
erste Ende 22 des durchgängigen Streifens 21,
welches an den gebogenen Abschnitt 24 angrenzt, umfasst
einen ersten Abschnitt 25, der parallel zu einem zweiten
Abschnitt 26 eines zweiten Endes 23 angeordnet
ist. Dieser erste Abschnitt 25 und der zweite Abschnitt 26 sind
aneinander festgelegt, beispielsweise durch Laser-Verschweißung jedes Abschnittes
mit dem Einsatz 30. Weiter zum Ende des zweiten Scharnierteils 20 hin,
umfasst das erste Ende 22 zudem einen dritten Abschnitt 27 und
das zweite Ende 23 umfasst einen vierten Abschnitt 28. Der
dritte Abschnitt 27 und der vierte Abschnitt 28 sind
entsprechend parallel zueinander angeordnet und aneinander festgelegt.
Zwischen den parallelen Bereichen, die durch den ersten Abschnitt 25 und dem
zweiten Abschnitt 26 und durch den dritten Abschnitt 27 und
dem vierten Abschnitt 28 ausgebildet sind, divergieren
das erste Ende 22 und das zweite Ende 23 voneinander
unter Ausbildung einer Längsöffnung 5.
Die Längsöffnung 5,
die zwischen Bereichen aus parallel aneinander festgelegten Bereichen des
Streifens 21 angeordnet ist, bewirkt eine hervorragende
Stabilität
des Scharnierteils 20. Bevorzugt kann die Form der Öffnung 5,
die vorliegend im Wesentlichen dreieckig ist, so ausgebildet sein,
dass sie eine Oberfläche 38 umfasst,
welche so angeordnet ist, dass ein Anschlag für das erste Scharnierteil 10 für den Fall
der vollständig
geöffneten
Tür vorgesehen
ist. Dies ist in 1 dargestellt. Der durch die Oberfläche 38 vorgesehene
Anschlag kann wahlweise alleine oder in Verbindung mit einem zusätzlichen Türanschlag
wirken, wie er etwa durch ein zusätzliches Türanschlagmittel vorgesehen
sein kann.
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Der
Einsatz 30 ist zwischen dem ersten Ende 22 und
dem zweiten Ende 23 des durchgängigen Streifens 21 angeordnet.
In der vorliegenden Ausführungsform
grenzt der Einsatz 30 über
seine gesamte Länge
an das erste Ende 22 des Streifens 21 an. Der Einsatz 30,
der aus Metall wie etwa Stahl bestehen kann, trägt weiter zur Stabilität und Steifigkeit
des zweiten Scharnierteils 20 bei. Ein erstes Ende 33 des Einsatzes 30 endet
bevorzugt an dem gebogenen Abschnitt 24 des durchgängigen Streifens 21,
so dass hierdurch ein Teil der länglichen
Stiftöffnung 6 ausgebildet
wird, welche in der vorliegenden Ausführungsform zylindrisch ist.
Der Einsatz 30 ist an dem durchgängigen Streifen 21 festgelegt,
bevorzugt mittels Laser-Schweißung.
Bevorzugt ist der Einsatz 30 zumindest sowohl an dem ersten
Ende 22 als auch dem zweiten Ende 23 des durchgängigen Streifens 21 in
dem Bereich des ersten Abschnitts 25 und zweiten Abschnitts 26 und
in dem Bereich des dritten Abschnitts 27 und vierten Abschnitts 28 verschweißt. Ein
zweites Ende 34 des Einsatzes 30 kann so enden,
dass es in etwa mit dem Ende des ersten Endes 22 und des
zweiten Endes 23 des durchgängigen Streifens 21 abschließt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das zweite Scharnierteil 20 an der Fahrzeugkarosserie 72 befestigt
und umfasst den durchgängigen Streifen 21 und
den Einsatz 30, welche jeweils 3 mm dick sind. Der durchgängige Streifen 21 ist
aus 950-HSLA-Stahl hergestellt und der Einsatz 30 besteht
aus 980-HSLA-Stahl. Der durchgängige
Streifen 21 und der Einsatz 30 können zum
Beispiel eine Weite von 32 mm aufweisen und weisen bevorzugt eine
Weite zwischen 30 mm und 40 mm für
den Fall einer Fahrzeugseitentür
auf. Das erste Scharnierteil 10 ist an einer Tür 71 des
Fahrzeugs 70 befestigt und aus 5 mm 950-HSLA-Stahl gestanzt.
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Der
durchgängige
Streifen 21 kann unter Verwendung von Kaltwalz-Formung
in die gewünschte
Form gebogen werden, kann aber auch unter Verwendung einer anderen
geeigneten Herstellungsmethode wie etwa Drehkraft-Rollung hergestellt
werden. Um eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit aufzuweisen kann der
Materialstreifen vorgalvanisiert sein, verzinkt sein oder aus einem
korrosionsbeständigem Material,
wie etwa rostfreiem Stahl bestehen.
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Der
durchgängige
Streifen 21 kann aus einem durchgängigen Materialband hergestellt
sein, das fortlaufend mit oder ohne Einsätze zugeführt wird, dann geformt und
dann von dem durchgängigen Materialband
abgeschnitten werden. Alternativ dazu kann der durchgängige Materialstreifen
vor der Formung von dem durchgängigen
Band abgeschnitten werden oder kann als Magazinteil vorgeformt werden.
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11 zeigt
ein vorgeformtes Magazinteil; das heißt, dass der durchgängige Streifen 21 dargestellt
ist, bevor eine Biegung stattgefunden hat. Der durchgängige Streifen 21 ist
hier als Magazinelement dargestellt, wobei Löcher 8, 9a, 9b bereits
ausgebildet sind und der Einsatz 30 bereits angebracht
ist, so dass der Einsatz 30 gemeinsam mit dem Streifen 21 gebogen
wird. 12 zeigt das zweite Scharnierteil 20 (in
der gleichen Ausführungsform
wie in 3 gezeigt), nachdem Biegevorgänge an dem durchgängigen Streifen 21 durchgeführt worden
sind. Die Bezugsbuchstaben gehören
zu Segmenten des durchgängigen
Streifens 21 in seinem flachen Zustand vor der Biegung
(11) und in seinem gewünschten Zustand nach der Biegung
(12). Die Segmente A, B und C korrespondieren mit
dem ersten Ende 22 des durchgängigen Streifens 21 aus 3.
Die Segmente H, G, F und E korrespondieren mit dem zweiten Ende 23 und
das Segment D korrespondiert mit dem gebogenen Abschnitt 24.
Genauer korrespondiert Segment C mit dem ersten Abschnitt 25 gemäß 3,
Segment E korrespondiert mit dem zweiten Abschnitt 26,
Segment A korrespondiert mit dem dritten Abschnitt 27 und
Segment H korrespondiert zumindest mit einem Teil des vierten Abschnitts 28.
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Der
Einsatz 30 kann an dem Segment A des durchgängigen Streifens 21 festgelegt
werden, bevor der Biegevorgang und die Ausbildung des Loches 9a (siehe 11)
durchgeführt
wird, etwa durch Verschweißung.
Der Einsatz 30 kann auch bevorzugt in einem separaten Schritt
gebogen werden und nach der Biegung des durchgängigen Streifens 21 positioniert
werden. Bevorzugt werden die Löcher 8, 9a und 9b in
dem durchgängigen
Streifen 21 vor der Biegung ausgebildet, etwa durch Bohrung.
Das Loch 9a kann in einem einzigen Schritt sowohl in Segment
A als auch in Einsatz 30 ausgeformt werden, falls der Einsatz 30 zuvor
an dem durchgängigen
Streifen 21 festgelegt wurde. Andernfalls wird ein mit
dem Loch 9a korrespondierendes Loch in einem separatem
Schritt in dem Einsatz 30 ausgebildet. Die Magazinteile
können
voneinander abgeschnitten werden oder aus einem großen Blech
unter Verwendung einer Säge,
eines Lasers oder eines Wasserstrahls ausgeschnitten werden. Sie
können
vor oder nach der Biegung verzinkt werden. Nach der Biegung sind
die Löcher 9a und 9b in
den durchgängigen
Streifen 21 (und das Loch 9a in dem Einsatz 30)
zueinander ausgerichtet und bilden das Loch 9 gemäß 12 aus.
Abhängig von
den Maßen
der Längsöffnung 5 und
des Bolzens 40 (3) kann es gewünscht sein,
dass der Bolzen 40 in das Loch 8 eingesetzt wird,
bevor die Biegeoperation beendet wird.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann der Einsatz 30a anstelle des Einsatzes 30 verwendet werden,
wobei gebördelte
Abschnitte 31 und 32 (siehe 4)
vorgesehen sind. Die gebördelten
Abschnitte 31, 32 des Einsatzes 30a erstrecken
sich senkrecht zu einer oberen Oberfläche 35 und können durch
Aufwärtsbiegung
seitlicher Abschnitte des Einsatzes 30a bezüglich der
Oberfläche 35 ausgeformt werden.
Die gebördelten
Abschnitte gemäß 4 erstrecken
sich von einem zweiten Ende 34a über die gesamte Länge des
Einsatzes 30a zu einem ersten Ende 33a. Alternativ
dazu kann der Einsatz 3Q auch nur einen einzigen gebördelten
Abschnitt 31 oder 32 aufweisen, oder Bördelungen,
die bezüglich
der Oberfläche 35 nach
unten gebogen sind, oder Bördelungen,
die sich nur entlang eines Teils der Länge des Einsatzes 30 erstrecken
(wie im Falle des Einsatzes 30b aus 13). In
einer zusammengebauten Anordnung stoßen die gebördelten Abschnitte bevorzugt
gegen zumindest einen Teil des ersten Endes 22 oder alternativ
des zweiten Endes 23 des durchgängigen Streifens 21,
wodurch zusätzliche
Stabilität und
Steifigkeit zu dem zweiten Scharnierteil 20 beigetragen
wird, insbesondere hinsichtlich einer Winkelverbiegung des Scharniers 1.
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Das
zweite Scharnierteil 20 gemäß 3 umfasst
zudem zumindest drei Löcher 8, 9,
die an die Aufnahme von Bolzen 40, 41 jeweils
angepaßt
sind, oder andere entsprechende Befestigungsmittel zur Festlegung
des Scharnierteils 20 an dem Fahrzeug 70. In der
vorliegenden Ausführungsform
durchgreift das dritte Loch 8 das zweite Ende 23 des
durchgängigen
Streifens 21 in einem Bereich innerhalb der Längsöffnung 5.
Diese Position des dritten Loches 8 (und des ersten Bolzens 40)
relativ zu der Schwenkachse 2 bewirkt einen guten Widerstand
gegen die Winkelverbiegung des Scharniers 1, beispielsweise in
einem Überöffnungszustand
der Tür 71.
Das erste/zweite Loch 9 durchgreift den dritten Abschnitt 27 und
den vierten Abschnitt 28 des durchgängigen Streifens 21 und
den Einsatz 30. Aufgrund des innerhalb der Längsöffnung 5 begrenzten
Raumes kann es in der Ausführungsform
gemäß 3 bevorzugt sein,
den Bolzen 40 in das dritte Loch 8 einzusetzen, bevor
der durchgängige
Streifen 21 zur Ausbildung der Längsöffnung 5 verbogen
wird.
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Abhängig von
dem Herstellungsprozeß können die
Toleranzen für
den inneren Durchmesser der länglichen
Stiftöffnung 6,
die durch Biegung des durchgängigen
Streifens 21 ausgebildet wird, ohne weitere Maßnahmen
ausreichend eng für
den Scharnierstift 3 sein. Um in jedem Fall eine bessere
Kontrolle des inneren Durchmessers zu erreichen, kann ein Scharnierstift-Aufnahmeelement 80, 80a vorgesehen
sein, welches in die Stiftöffnung 6 einzusetzen ist. 5 und 6 zeigen
zwei beispielhafte Ausführungsformen
eines Scharnierstift-Aufnahmeelements 80 und 80a.
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Gemäß 5 umfasst
das Aufnahmeelement 80 zwei Hülsen-Lagerelemente 85, 86 mit äußeren Oberflächen 87 und 88.
Die Hülsen-Lagerelemente 85, 86 in
zur Einpassung in die längliche
Stiftöffnung 6 des
zweiten Scharnierteils 20 dimensioniert. Die äußeren Oberflächen 87 und 88 können sich
zu der Innenseite hin verjüngen
um eine enge Passung innerhalb der länglichen Stiftöffnung 6 trotz Abweichungen
von dem inneren Durchmesser der länglichen Stiftöffnung 6 sicherzustellen.
Die äußeren Oberflächen 87 und 88 können zudem
Stege 91 und 92 aufweisen, um eine unerwünschte Drehbewegung der
Hülsen-Lagerelemente 85 und 86 innerhalb
der länglichen
Stiftöffnung 6 zu
vermeiden, nachdem sie vollständig
eingesetzt wurden. Das in 5 dargestellte
Scharnierstift-Aufnahmeelement 80 umfasst zudem zwei Stiftlagerelemente 81 und 82,
die jeweils zwecks Einsetzen in eines der Hülsen-Lagerelemente 85 und 86 ausgelegt
sind. Die Stiftlagerelemente 81 und 82 haben jeweils
einen inneren Durchmesser, der an den äußeren Durchmesser des Scharnierstifts 3 angepaßt ist,
so dass der Scharnierstift 3 innerhalb der Stiftlagerelemente 81 und 82 drehbar
ist. Schlitze 83 und 84 ermöglichen eine leichte Deformation
der Stiftlagerelemente 81 und 82 beim Einsetzen
in die Innenseite der Hülsen-Lagerelemente 85 und 86.
Die Scharnierstift-Aufnahmeelemente 80, 80a sowohl
in 5 als auch 6 können aus
jedem geeignetem Material bestehen, wie etwa Metall oder Kunststoff, solange
eine ausreichende Stabilität
und Steifigkeit gegeben ist und eine Fabrikation mit entsprechend kleinen
Toleranzen möglich
ist.
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6 zeigt
ein alternatives Scharnierstift-Aufnahmeelement 80a, wobei
die Hülsen-Lagerelemente 85 und 86 des
Aufnahmeelements 80 durch eine Hülse 93 ersetzt sind.
Die Hülse 93 umfasst
eine Außenfläche 94,
die zur engen Passung in der länglichen
Stiftöffnung 6 des
Scharnierteils 20 dimensioniert ist. Die Außenfläche 94 umfasst
zwei gerändelte
Bereiche 95. Die Zähne
der Bereiche 95 stehen etwas über den Rest der Außenfläche 94 vor
und unterstützen
dadurch eine enge Passung innerhalb der Stiftöffnung 6 trotz Maßtoleranzen
und verhindern zudem eine unerwünschte
Drehbewegung der Hülse 93 innerhalb
der Stiftöffnung 6.
Stiftlagerelemente 81 und 82 sind zum Einsetzen
in die Enden der Hülse 93 ausgebildet
sowie zur Aufnahme des Scharnierstifts 3 wie in der Ausführungsform
gemäß 6 beschrieben.
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7 zeigt
eine alternative Ausführungsform
des zweiten Scharnierteils 20, die ebenso einen durchgängigen Materialstreifen 21 mit
einem gebogenen Abschnitt 24 umfasst, welcher zwischen
einem ersten Ende 22 und einem zweiten Ende 23 angeordnet
ist. Der gebogene Abschnitt 24 ist so geformt, dass er
eine längliche
Stiftöffnung 6 um
die Schwenkachse 2 herum ausbildet. Ein erstes Ende 22 umfasst
einen ersten Abschnitt 25, der parallel zu einem zweiten
Abschnitt 26 eines zweiten Endes 23 in einem an
die längliche
Stiftöffnung 6 angrenzenden
Bereich verläuft.
Das erste End 22 umfasst zudem einen dritten Abschnitt 27 und
das zweite Ende 23 umfasst einen vierten Abschnitt 28,
wobei der dritte Abschnitt 27 und der vierte Abschnitt 28 parallel zueinander
verlaufen und miteinander verschweißt sein können. Eine im Wesentlichen
dreieckige Längsöffnung 5 ist
durch einen Abschnitt des ersten Endes 22 (zwischen dem
ersten Abschnitt 25 und dem dritten Abschnitt 27)
und einem Bereich des zweiten Endes 23 (zwischen dem zweiten
Abschnitt 26 und dem vierten Abschnitt 28) ausgebildet.
Im Vergleich zu der Ausführungsform
gemäß 3 sind die
dritten und vierten Abschnitte 27, 28 länger, und es
ist kein Einsatz zwischen dem ersten Ende 22 und dem zweiten
Ende 23 vorgesehen. Die Längen der dritten und vierten
Abschnitte 27, 28 sind ausreichend, um ein drittes/viertes
Loch 8 und ein erstes/zweites Loch 9 in dem Bereich
des Scharnierteils 20 außerhalb der Längsöffnung 5 auszubilden.
Die Löcher 8, 9 durchgreifen
das erste Ende 22 und das zweite Ende 23 des durchgängigen Streifens 21.
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8 zeigt
eine weitere alternative erfindungsgemäße Ausführungsform eines zweiten Scharnierteils 20.
Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen umfasst das zweite
Scharnierteil 20 einen durchgängigen Materialstreifen 21 mit
einem gebogenen Abschnitt 24 zwischen einem ersten Ende 22 und
einem zweiten Ende 23. Der gebogene Abschnitt 24 ist
zur Ausbildung einer länglichen
Stiftöffnung 6 um
die Schwenkachse 2 herum geformt. Das erste Ende 22 umfasst
einen ersten Abschnitt 25, der parallel zu einem zweiten
Abschnitt 26 eines zweiten Endes 23 in einem an
die längliche
Stiftöffnung 6 angrenzenden
Bereich verläuft.
Das zweite Scharnierteil 20 umfasst zudem eine dreieckige Längsöffnung 5,
die an die längliche
Stiftöffnung 6 angrenzt.
Das erste Ende 22 umfasst einen dritten Abschnitt 27 und
das zweite Ende 23 umfasst einen vierten Abschnitt 28,
wobei der dritte Abschnitt 27 und der vierte Abschnitt 28 parallel
zueinander verlaufen und in einem an die dreieckige Längsöffnung 5 angrenzenden
Bereich aneinander festgelegt sind. Wie in der Ausführungsform
gemäß 7 sind
sowohl ein erstes/zweites als auch ein drittes Loch 9, 8 in
einem Bereich des durchgängigen
Streifens 21 außerhalb
der dreieckigen Längsöffnung 5 vorgesehen. Anders
als in der Ausführung
gemäß 7 schließt der dritte
Abschnitt 27 nicht bündig
mit dem Ende des vierten Abschnitts 28 des ersten Endes 22 ab.
Statt dessen umfasst das erste Ende 22 einen fünften Abschnitt 29,
der über
den dritten Abschnitt 27 gebogen ist und parallel zu dem
dritten Abschnitt 27 verläuft. Das erste Ende 22 umfasst
zudem einen sechsten Abschnitt 39, der parallel zum ersten
Abschnitt 25 in einem an die Stiftöffnung 6 angrenzenden
Bereich verläuft.
Der fünfte
Abschnitt 29 und der sechste Abschnitt 39 des
ersten Endes 22 sind bevorzugt an dem dritten Abschnitt 27 und
dem ersten Abschnitt 25 jeweils festgelegt, beispielsweise
mittels Laser-Schweißung.
In dieser Ausführungsform
endet das erste Ende 22 des durchgängigen Streifens 21 angrenzend
an den gebogenen Abschnitt 24. Bei dieser Anordnung durchbricht
ein viertes Loch 9 den fünften Abschnitt 29 und
und ein zweites Loch 9 den dritten Abschnitt 27 des
ersten Endes 22 sowie ein erstes Loch 9 den vierten
Abschnitt 28 des zweiten Endes 23. Ein drittes
Loch 8 durchbricht lediglich das zweite Ende 23.
Die Anordnung gemäß 8 ist
dahingehend vorteilhaft, dass sie ein stabiles Scharnierteil 20 unter
Verwendung von relativ dünnem
Material bereitstellt und keinen Einsatz zur zusätzlichen Stabilität erfordert.
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9 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
des zweiten Scharnierteils 20 zusammen mit dem ersten Scharnierteil 10.
Diese Ausführungsform
weicht insoweit von den Ausführungsformen
gemäß 1 und 3 ab,
dass das zweite Ende 23 des durchgängigen Streifens 21 sich über das
erste Ende 22 hinaus erstreckt, und dass das dritte Loch 8 außerhalb
der Region der Längsöffnung 5 und
in dem Bereich des zweiten Endes 23, welcher sich über das erste
Ende 22 hinaus erstreckt, vorgesehen ist (rechts von dem
zweiten Loch 9 in 9). Das
dritte Loch 8 durchbricht das zweite Ende 23 und
nimmt einen zweiten Bolzen 40 oder ein anderes entsprechendes
Befestigungsmittel auf. Diese Ausführungsform mit einem verlängerten
zweiten Ende 23 ermöglicht
einen einfacheren Zugang zum dritten Loch 8 und kann in
Situationen bevorzugt sein, bei denen mehr Raum zur Montage des
zweiten Scharnierteils 20 an dem Fahrzeug 70 oder
an der Fahrzeugtür 71 bereitsteht.
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Typisch
wird ein erfindungsgemäßes Scharnier
für eine
Fahrgastseitentür
eines Fahrzeugs verwendet, obwohl es auch für andere Fahrzeugtüren wie
etwa eine Heckklappe verwendet werden kann. Im Falle einer Fahrgasttür werden üblicherweise
zwei Scharniere zur Erreichung einer ausreichenden Stützung der
Tür verwendet. 10 zeigt
eine schematische Ansicht einer Fahrzeugtür 71 in einer bezüglich der
Fahrzeugkarosserie 72 des Fahrzeuges 70 offenen
Stellung. Zwei Scharniere 100, 200, die die Tür 71 mit
der Karosserie 72 verbinden, sind dargestellt. Das Scharnier 100 umfasst
ein erstes Scharnierteil 110, das an der Tür 71 festgelegt
ist und ein zweites Scharnierteil 120, das an der Karosserie 72 festgelegt
ist. Entsprechend umfasst das Scharnier 200 ein erstes
Scharnierteil 210, das an der Tür 71 festgelegt ist
und ein zweites Scharnierteil 220, das an der Karosserie 72 festgelegt
ist. Die Scharniere 100 und 200 können eine
oder mehrere der zuvor beschriebenen Ausführungsformen umfassen. Es kann
auch sein, dass nur eines der Scharniere 100, 200 von
der zuvor beschriebenen Art ist, während das andere Scharnier
eine andere Scharnierart sein kann.