DE112008002475B4

DE112008002475B4 - Kraftfahrzeugscharnier

Info

Publication number: DE112008002475B4
Application number: DE112008002475.8T
Authority: DE
Inventors: Georg Haag
Original assignee: Edscha Engineering GmbH
Current assignee: Edscha Engineering GmbH
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2028-07-08
Also published as: DE102007031662B4; WO2009006876A3; DE102007031662A1; WO2009006876A2; DE112008002475A5

Abstract

Kraftfahrzeugscharnier, umfassend
eine erste Scharnierhälfte (50),
eine zweite Scharnierhälfte, und
ein Scharnierstiftglied (10),
wobei ein Verbindungsabschnitt (16) des Scharnierstiftglieds (10) mit einem zumindest teilweise komplementär ausgebildeten Verbindungsbereich (51) der ersten Scharnierhälfte (50) formschlüssig in Eingriff bringbar und in Schwenkbewegung mitnehmbar ist,
wobei das Scharnierstiftglied (10) relativ zu der zweiten Scharnierhälfte verschwenkbar ist,
wobei der Verbindungsabschnitt (16) oder der Verbindungsbereich (51) wenigstens einen konvexen Vorsprung (16a) oder wenigstens eine konkave Ausnehmung (56) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verbindungsabschnitt (16) drei konvexe Vorsprünge (16a) aufweist, und
dass jeder Vorsprung (16a) die Kontur eines angedeuteten Kreises aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugscharnier nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Scharnierstiftglieds nach dem Oberbegriff des Anspruchs 21.
Aus der Praxis sind Scharniere bekannt, bei denen ein Scharnierstift eine erste Scharnierhälfte und eine zweite Scharnierhälfte miteinander verbindet, wobei die zweite Scharnierhälfte schwenkbar, beispielsweise über eine Buchse, an dem Scharnierstift angelenkt ist, während die erste Scharnierhälfte verdrehsicher über eine formschlüssige Mitnahme an dem Scharnierstift festgelegt wird. Eine Aushebbarkeit des Scharniers ist dadurch gewährleistet, dass die eine Verdrehsicherung definierende Mitnahme des Scharnierstifts im Verbindungsbereich des Gewerbes der ersten Scharnierhälfte ablösbar ist, wobei die beiden Scharnierhälften in eine definierte Lage wieder zusammen bringbar sind.
EP 1 473 430 A1 zeigt ein Kraftfahrzeugscharnier, bei dem eine erste Scharnierhälfte und eine zweite Scharnierhälfte über einen Scharnierstift miteinander trennbar verbunden sind, wobei der Verbindungsabschnitt des Scharnierstifts einen prismatisch gebildeten Körper aufweist, der in eine den Umfang des Scharnierauges durchbrechende, ebenfalls prismatisch ausgebildete Öffnung des Gewerbes der zugeordneten Scharnierhälfte einsetzbar ist. Nachteilig hierbei ist, dass der den Umfang des Scharnierauges durchbrechende Verbindungsbereich der Scharnierhälfte das Gewerbe insgesamt schwächt und daher eine größere Wandstärke erfordert. Hinzukommt, dass zur Stabilisierung des Gewerbes eine die Aussparung übertreffende Höhe vorgesehen sein muss.
DE 199 15 718 A1 zeigt ein aushebbares Scharnier, bei dem ein Scharnierstift in das Scharnierauge eines ersten Scharnierauges eingesetzt werden kann, bei dem der Scharnierstift wenigstens einen über den Umfang des Scharnierstifts vorspringenden, konischen Wulst aufweist, der in eine entsprechend geformte Ausnehmung des Scharnierauges zur drehfesten Verbindung eingesetzt werden kann. In einem Scharnierauge der zweiten Scharnierhälfte ist der Scharnierstift mittels einer Buchse schwenkbar aufgenommen. Nachteilig bei diesem bekannten Scharnier ist der seitliche Überstand der Wulst, der fertigungstechnisch aufwendig ist. Weiterhin ergibt sich dadurch eine asymmetrische Auflage in dem Scharnierauge, wodurch ein Kippen in Folge einer Überbestimmung des Sitzes eintreten kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeugscharnier anzugeben, das trennbar ist und zugleich eine zuverlässige Mitnahme ermöglicht. Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Scharnierstiftglieds anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeugscharnier mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugscharnier sieht vor, dass der Verbindungsabschnitt des Scharnierstiftglieds drei überstehende konvexe Vorsprünge aufweist. Hiebei sind Verbindungsabschnitt und Verbindungsbereich vorzugsweise komplementär ausgebildet. Durch das Zusammengreifen von Verbindungsabschnitt und Verbindungsbereich wird eine drehsichere Verbindung von erster Scharnierhälfte und Scharnierstiftglied geschaffen, die zu einer Mitnahme des Scharnierstiftglieds durch die erste Scharnierhälfte führt. Zugleich kann die erste Scharnierhälfte von dem Scharnierstiftglied abgehoben werden, wobei die zusammengreifende Lage von Verbindungsabschnitt und Verbindungsbereich eine reproduzierbare Wiedereinstellung der Fahrzeugtür mit der ersten Scharnierhälfte einerseits und des Türrahmens mit der zweiten Scharnierhälfte und dem Scharnierstiftabschnitt andererseits ermöglicht. Hierbei sieht der Verbindungsabschnitt drei Vorsprünge vor.
Das erfindungsgemäße trennbare Kraftfahrzeugscharnier ist einfach herzustellen, vermeidet ein störendes Kippen und definiert statt dessen eine zuverlässige Dreipunktauflage, wobei überdies die radiale Kraftübertragung verbessert ist.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschaniers besteht darin, dass bei Vorsehen einer konkaven Ausnehmung im Bereich des Scharnierauges der ersten Scharnierhälfte der Außenumfang des Scharnierauges ingesamt unverletzt bleiben kann, so dass das Scharnierauge mit seinem gesamten Umfang bis hin zu dem Verbindungsabschnitt des Scharnierstiftglieds reicht. Hierdurch wird eine ansprechende optische Gestalt erreicht, darüberhinaus wird der Umfang des Scharnierauges nicht von einer radialen Durchbrechung im Stirnbereich des Scharnierauges geschwächt.
Zweckmäßigerweise werden zugleich in dem Verbindungsabschnitt drei überstehende Vorsprünge und in dem Verbindungsbereich drei Ausnehmungen vorgesehen, wobei diese in ihrer Gestalt derart einander angenähert sind, dass sie durch Zusammengreifen einen Formschluss erreichen. Grundsätzlich ist es aber ausreichend, wenn einige Berührungspunkte zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Verbindungsbereich die Mitnahme sicherstellen.
Zweckmäßigerweise sieht der Verbindungsbereich jeweils drei Ausnehmungen vor, vorzugsweise jeweils in einem Winkel von jeweils 120° zueinander, so dass in bestimmten Winkelpositionen eine Einrastung möglich ist. Bei drei gewählten Vorsprüngen bzw. Ausnehmungen ist der Winkel von 120° größer als der maximale Öffnungswinkel einer Tür von ca. 75 bis 90°, so dass eine eindeutige Positionierung beim Ein- und Aushängen der Tür ebenso gegeben ist wie eine gute Mitnahme beim Auf- und Zuschwenken der Tür. Die drei konvexen Vorsprünge sind zweckmäßigerweise zueinander kongruent, so dass sie mit demselben Werkzeug bearbeitet werden können.
Vorzugsweise ist ein Randbereich des Vorsprungs bzw. der Ausnehmung vorgesehen, der eine Neigung zur Scharnierachse aufweist und insgesamt einen konischen Sitz bildet. Durch Vorsehen des geneigten Randbereichs bei Vorsprung und Ausnehmung mit in etwa demselben Neigungswinkel wird vorteilhaft ein sich selbst zentrierender Sitz von Verbindungsabschnitt und Verbindungsbereich erreicht. Der Vorsprung hat vorteilhaft die Gestalt eines Kegelmantelabschnittes, bzw. einer Scheibe hieraus. Der Umfang des Vorsprungs beträgt mehr als einen Viertelkreis (90°) und vorzugsweise auch mehr als einen Drittelkreis (120°).
Die Vorsprünge des Verbindungsabschnitts sind aus dem Material des Verbindungsabschnitts gebildet und vorzugsweise dadurch hergestellt, dass die Vorsprünge aus dem vollen Material herausgefräst werden durch Abtragen des überstehenden Randbereichs am Umfang des Scharnierstiftglieds. Zugleich werden in der selben Aufspannung des Ausgangsmaterials, beispielsweise einem Stangenmaterial, die weiteren Bearbeitungsschritte vorgenommen, beispielsweise das Abdrehen von Material oder das Anbringen von Gewinden. Hierdurch wird insbesondere vorteilhaft erreicht, dass der Einlauf des Gewindes sich definiert im Verhältnis zu der Lage der Vorsprünge findet, so dass ein geringer Versatz zwischen Gewindeanlauf und Vorsprung von deutlich unter einem Zehntel Grad erreicht wird. Wird an das Gewinde ein weiteres Teil des Scharniers angeschlossen, bewegt sich dieses bei Verdrehung des Vorsprungs um einen voreingestellten Winkel um genau die Höhe, die durch die Ganghöhe des Gewindes vorgegeben ist. Ebenso werden in derselben Aufspannung zweckmäßigerweise Innenbohrungen und dergleichen angebracht.
Vorteilhaft sind die konvexen Vorsprünge im Bereich des Verbindungsabschnitts des Scharnierstiftglieds vorgesehen, da hierzu nur ein geringer Materialabtrag im Bereich des Umfangs des Scharnierstiftglieds vorgesehen ist, was Bearbeitungsvorteile mit sich bringt. Hingegen wird der Verbindungsbereich, der bereits von dem Scharnierauge durchsetzt ist, in einfacher Weise durch Fräsen der Ausnehmung, die über den Umfang der Scharnieraugenbohrung hervorsteht, hergestellt, vorzugsweise durch einen kegelförmigen Schaftfräser, der zugleich die Neigung des Randbereichs definiert.
Vorzugsweise wird der Bereich des Übergangs zwischen benachbarten Ausnehmungen, der spitzwinklig zusammenläuft, durch Materialabtrag ein Stück weit abgerundet, so dass es auf Grund von Toleranzen nicht zu Klemmen an dem Bereich der aneinanderstoßenden Ausnehmungen kommt. Damit ist zwischen den Vorsprüngen jeweils eine Freifläche bzw. Freiebene geschaffen, die außer Kontakt mit den Ausnehmungen bleibt. Ebenso kann der Bereich des Zusammenlaufs der Vorsprünge mit einer konkaven Ausbuchtung freigearbeitet sein, um ein Verklemmen zu verhindern.
Werden der Verbindungsabschnitt des Scharnierstiftglieds und der Verbindungsbereich der ersten Scharnierhälfte zusammengesetzt, kommt es aufgrund der geneigten Randbereiche zu einer selbständigen Zentrierung und im Bereich einer im Wesentlichen horizontalen Linie zu einem spielfreien Kontakt, der eine verdrehsichere Mitnahme gewährleistet. Bei Vorsehen von drei Vorsprüngen und drei Ausnehmungen ergibt sich eine stabile Auflage an drei Punkten oder Linien.
Das Scharnierstiftglied kann als einstückiger Scharnierbolzen ausgebildet sein, der die zweite Scharnierhälfte durchsetzt und beispielsweise mittels einer Buchse in dieser verdrehbar aufgenommen ist, wobei das Ende des Scharnierbolzen durch Vernietung oder dergleichen festgelegt ist. Alternativ ist es möglich, das Scharnierstiftglied mit einem oder mehreren weiteren Teilen des Scharnierstifts zu verbinden, wobei dann das Scharnierstiftglied im Wesentlichen einen Bund definiert, der zwischen den beiden Scharnierhälften angeordnet ist. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass an dem der zweiten Scharnierhälfte zugekehrten Seite des Scharnierstiftglieds eine Schwenkbremsanordnung anschließbar ist, die rastend oder stufenlos bevorzugte Haltepositionen des Scharniers in bestimmten Öffnungswinkeln ermöglicht.
Gemäß einer ersten Weiterbildung wird zum Ermöglichen des Aushebens des Scharniers ein Schraubenbolzen in dem der ersten Scharnierhälfte zugekehrten Bereich des Scharnierstiftglieds eingesetzt, insbesondere in einen entsprechenden hohlzylindrischen Abschnitt mit Innengewinde.
Gemäß einer zweiten Weiterbildung ist zum Ermöglichen des Aushebens des Scharniers das Scharnierstiftglied mit einem Eingriffbereich ausgestattet, in den ein Riegelglied eingreifen kann, das das Scharnierauge der ersten Scharnierhälfte durchsetzt und in den Eingriffbereich vorsteht. Der Eingriffbereich kann an das Riegelglied angepasst ausgebildet sein, da aber im wesentlichen ein vertikales bzw. lotrechtes Ausheben unterbunden werden soll, reicht es, dass das Riegelglied einen radial ausladenden Teil des Scharnierstiftgliedes blockiert. Hierzu weist der Eingriffbereich zweckmäßigerweise einen rückspringenden Bereich, der vorzugsweise als Ringnut ausgebildet ist, auf. Der rückspringende Bereich ist beispielsweise als Ringnut, die durch eine Aussparung des Scharnierstiftgliedes gebildet ist, gegeben. Zumindest der an die Aussparung angrenzende Abschnitt des Eingriffbereichs, der von der zweiten Scharnierhälfte weiter beabstandet ist, ist als erster sich – auf die Aussparung – verjüngender Stiftabschnitt ausgebildet. Durch diesen vorzugsweise kegelstumpfartigen und rotationssymmetrisch zur Scharnierstiftachse ausgebildeten, sich verjüngenden Stiftabschnitt kann das Riegelglied auch bei geringen Schwankungen der Einbauhöhe durch eine Art Keilwirkung den Eingriffbereich zuverlässig zentrieren und arretieren. Da die Vorsprünge mit den zugehörigen Ausnehmungen das Scharnierstiftglied gegen Verdrehung sichern, muss das Riegelglied das Scharnierstiftglied nur gegen vertikale Aushebekräfte halten. Es ist aber möglich, gegenüberliegend zu dem ersten sich verjüngenden Stiftabschnitt auf der anderen Seite der Aussparung einen zweiten sich verjüngenden Stiftabschnitt vorzusehen, die einander zugekehrt sind und die die Aussparung einfassen.
Zweckmäßiger Weise ist das Riegelglied als Schraube ausgebildet, insbesondere als Madenschraube. Die Schraube ist in einem entsprechenden Gewinde einer radialen Bohrung des Scharnierauges der ersten Scharnierhälfte verdrehbar aufgenommen, wobei das Gewinde zugleich eine Hemmung der Schraube bewirkt, dass diese sich auch bei Beanspruchung nicht löst. Es ist möglich, die einmal in Riegelstellung gebrachte Schraube auch mit einem Schweißpunkt an die Scharnierhälfte festzulegen. Die Spitze der Madenschraube drückt sich in die Aussparung und fixiert den ersten sich verjüngenden Stiftabschnitt gegen ein Ausheben.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Scharnierstiftglieds eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscharniers.
2 zeigt eine Ansicht des Scharnierstiftglieds gemäß 1 in einer seitlichen Ansicht.
3 zeigt eine Ansicht von unten auf eine erste Scharnierhälfte des Kraftfahrzeugscharniers gemäß 1 und 2.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscharniers.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Scharnierstiftglieds eines des Kraftfahrzeugscharniers gemäß 4.
6 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Scharnierhälfte des Kraftfahrzeugscharniers gemäß 4.
In 1 bis 3 ist ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Das in 1 und 2 gezeigte Scharnierstiftglied 10 weist eine im wesentlichen rotationssymmetrische Gestalt auf. Ein oberer Bereich 11 ist hierbei einer ersten Scharnierhälfte 50 zugeordnet, während ein unterer Bereich 12 einer zweiten Scharnierhälfte zugeordnet ist. Ein radialer Bund 13 befindet sich im zusammengebauten Zustand im wesentlichen zwischen den beiden Scharnierhälften.
Das Scharnierstiftglied 10 weist eine zentrale, durchgehende Bohrung 14 auf, die das Scharnierstiftglied 10 vollständig durchsetzt. Im Bereich des unteren Bereichs 12 des Scharnierstiftglieds 10 kann die Bohrung jedoch einen größeren Durchmesser aufweisen als im oberen Bereich 11. Der Außenumfang des unteren Bereichs 12 des Scharnierstiftglieds 10 ist mit einem Umfangsgewinde versehen, das eine definierte Steigung aufweist und an das eine nicht dargestellte Bremsanordnung anschließbar ist. Diese Bremsanordnung ist zweckmäßigerweise in einem Scharnierauge der zweiten Scharnierhälfte axial verlagerbar, nicht aber schwenkbar verlagerbar, so dass in Abhängigkeit von der Verschwenkung des Scharnierstiftglieds ein definierter axialer Hub über das Außengewinde 12a vermittelt wird. Entsprechend durchsetzt der untere Abschnitt 12 des Scharnierstiftglieds 10 die Scharnieraugenbohrung der zweiten Scharnierhälfte nicht vollständig, und weist auch einen geringeren Außendurchmesser auf als der Innendurchmesser der Scharnieraugenbohrung. Im Bereich nahe dem Bund 13 kann eine Abdichtung oder eine Buchse für die Verbesserung der Laufeigenschaften vorgesehen sein.
Der obere Bereich 11 des Scharnierstiftglieds 10 umfasst eine Basisplatte 15, von der ausgehend nach oben der Verbindungsabschnitt 16 vorgesehen ist, der nicht rotationssymmetrisch gestaltet ist, und über dessen Stirnseite ein hohlzylindrischer Abschnitt 17 vorsteht. Der Abschnitt 17 ist mit einem Innengewinde versehen, das zur Aufnahme eines Schraubenbolzens vorgesehen ist, der die Scharnieraugenbohrung 53 der ersten Scharnierhälfte 50 durchsetzt und damit das Scharnierstiftglied 10 und die erste Scharnierhälfte 50 miteinander verbindet. Zur drehsicheren Mitnahme des Scharnierstiftglieds 10 mit der ersten Scharnierhälfte 50 weist das Scharnierstiftglied 10 den Verbindungsabschnitt 16 auf, der nachstehend näher erläutert wird, und der komplementär in den Verbindungsbereich 51 der ersten Scharnierhälfte 50 eingreift, der in 3 gezeigt ist.
Der Verbindungsabschnitt 16 des Scharnierstiftglieds 10 umfasst drei radiale Vorsprünge 16a, die ein Drei-Wellen-Profil definieren. Die Vorsprünge 16a sind jeweils zumindest abschnittsweise konvex sowie über einen Kreisumfang vorstehend, der durch die drei Schnittlinien 16b definiert ist. Zugleich sind die Vorsprünge 16a sämtliche innerhalb des Umfangs der Basis 15 angeordnet. Schließlich weisen die drei Vorsprünge 16a auch jeweils eine kreisförmige Grundfläche auf, so dass das Profil des Verbindungsabschnitts 16 wie drei eng zusammengerückte, einander überlappende Kreise erscheint, die jeweils weniger als zur Hälfte vorstehen. Es ist aber auch möglich, andere konvexe Grundflächen für die Vorsprünge vorzusehen.
Der radial nach außen weisende Randbereich der Vorsprünge 16a des Verbindungsabschnitts 16 ist jeweils geneigt ausgebildet, wobei die Neigung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Richtung auf die Achse des Kreises erfolgt, den der Vorsprung 16a umschreibt. Es ist alternativ möglich, die Neigung auf die Achse des Scharnierstiftglieds 10 auszurichten.
Durch diesen, sich verjüngenden Randbereich wird eine mit einem Konus vergleichbare selbständige Zentrierung in dem sich entsprechend verjüngenden Verbindungsbereich der ersten Scharnierhälfte erreicht.
Es ist festzuhalten, dass die Orientierung der Vorsprünge 16a und der Anlauf des Außengewindes 12a im unteren Bereich 12 genau aufeinander ausgerichtet sind, so dass eine definierte Steigung in Abhängigkeit von der Winkellage der ersten Scharnierhälfte 50 erreicht wird.
Es ist möglich, den Bereich, der durch die Berührungslinie 16b gebildet ist, wegzufräsen, so dass die sonst unter Umständen an dieser Stelle möglicherweise auftretenden Spannungsspitzen oder Verklemmungen verhindert werden.
In 3 erkennt man, dass die dem Scharnierstiftglied 10 zugekehrte Gewerbeseite der ersten Scharnierhälfte 50 einen Verbindungsbereich 51 aufweist, der vollständig in dem Scharnierauge 52 eingeschlossen ist und die Scharnieraugenbohrung 53 erweitert, das Scharnierauge 52 aber nicht durchbricht. Der Innendurchmesser der Scharnieraugenbohrung 53 nimmt den Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 17 des Scharnierstiftglieds auf.
Der Verbindungsbereich 51 umfasst drei jeweils um 120° versetzte konkave Ausnehmungen 56, die einen sich in Richtung auf das Scharnierstiftglied 10 erweiternden, verjüngten Randbereich aufweisen, wobei die Neigung mit der Neigung des Randbereichs der Vorsprünge 16a zumindest nahezu übereinstimmt. Hierdurch ist die sich zentrierende Aufnahme der Vorsprünge 16a in den Ausnehmungen 56 sichergestellt. Durch die Aufnahme der konvexen Vorsprünge 16a in die konkaven Ausnehmungen 56 ist zugleich der Anschluss über die Verdrehsicherung gegeben. Es ist möglich, den Bereich der Verbindungslinien 56b zwischen benachbarten konkaven Ausnehmungen 56 ein Stück weit zu glätten, um Verklemmungen mit den entsprechenden Bereichen 16b des Verbindungsabschnitts 16 zu vermeiden. Hierdurch ist dann sichergestellt, dass die Mitnahme im Bereich der einander zugekehrten Flächen der Vorsprünge und Ausnehmungen erfolgt, insbesondere durch die in mehreren Punkten in gegenseitige Anlage gelangten Randbereiche.
Durch die vorgesehenen drei Vorsprünge 16a und drei Ausnehmungen 56 ist zugleich sichergestellt, dass kein versehentlich versetzter Einbau der ersten Scharnierhälfte 50 mit dem Scharnierstiftglied 10, das in der Regel mit der zweiten Scharnierhäfte an der Tür verbleibt, erfolgt. Hierdurch ist die mit der ersten Scharnierhälfte 50 verbundene Fahrzeugtür ohne weiteres aushebbar und reproduzierbar wieder einsetzbar. Die sich verjüngenden Randbereiche ermöglichen hierbei eine Positionier- und Zentrierhilfe.
Zur Herstellung des Scharnierstiftglieds 10 wird ein Rohling, beispielsweise ein Stangenmaterial, in einem Bearbeitungszentrum aufgespannt und mit den entsprechenden Bohrungen und Gewinden versehen. Hierbei erfolgt die spanabhebende Bearbeitung der Vorsprünge 16a und die Herstellung des Außengewindes 12a im unteren Bereich 12 in einer Aufspannung, so dass diese sich in einem genauen Winkelverhältnis zueinander befinden. Ebenso kann statt des Außengewindes 12a ein Innengewinde am Innenumfang der erweiterten Bohrung 14 im Bereich 12 vorgesehen sein.
Zur Herstellung des Verbindungsbereichs 51 in der Stirnseite der ersten Scharnierhälfte 50 kommt vorteilhaft ein kegeliger Schaftfräser zum Einsatz, der ausgehend von der bereits bestehenden Scharnieraugenbohrung 53 die Ausnehmungen 56 abträgt, ohne dabei den Außenumfang des Scharnierauges 52 zu verletzen. Da die Ausnehmungen 56 alle gleichförmig sind, kann mit demselben Fräser in drei Arbeitsgängen jede Ausnehmung 56 mit geringem Aufwand hergestellt werden. Überdies kann der Fräser auch jeweils die Berührungslinie 56b abrunden.
In den 4 bis 6 wird nachstehend ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, wobei dieselben oder strukturell vergleichbare Bauteile dieselben Bezugszeichen wie das erste Ausführungsbeispiel aufweisen.
Das in 4 gezeigte Kraftfahrzeugscharnier 1 ist zusammengesetzt aus einer ersten Scharnierhälfte 50, die über eine Durchbrechung 50a an ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs festlegbar ist, insbesondere an eine Säule. Die erste Scharnierhälfte 50 ist mit einer Scharnieraugenbohrung 53 ausgestattet, die vertikal in einem Tragteil 50b der ersten Scharnierhälfte 50 ausgebildet ist. Über ein Scharnierstiftglied 10 ist die erste Scharnierhälfte 50 mit der zweiten Scharnierhälfte 60 schwenkbeweglich verbunden, wobei die zweite Scharnierhälfte 60 über geeignete Befestigungsmittel an eine Kraftfahrzeugtür anschließbar ist. Ein abgestellter Bereich 60e der zweiten Scharnierhälfte 60 bildet mit einem abgestellten Bereich 50e der ersten Scharnierhälfte 50 einen Endanschlag, der den maximalen Öffnungswinkel des Scharniers 1 begrenzt.
In ihrer der zweiten Scharnierhälfte 60 zugekehrten Gewerbeseite weist die erste Scharnierhälfte 50 einen Verbindungsbereich 51 auf, der vollständig in dem Material des Tragteils 50b eingeschlossen ist und der die Scharnieraugenbohrung 53 erweitert, ohne das Scharnierauge 52 zu durchbrechen. Dieser Verbindungsbereich 51 umfasst insbesondere drei jeweils um 120° versetzt ausgebildete konkave Ausnehmungen 56, die sich zur Scharnierstiftachse hin verjüngen und zur Aufnahme entsprechender an dem Scharnierstift 10 ausgebildeter konvexer Vorsprünge 16a geformt sind. Insbesondere in 6 erkennt man, dass die Scharnieraugenbohrung 53 eine weitere, das Tragteil 50b in einem zentralen Bereich durchsetzende und radial zur Scharnierstiftachse in das Scharnierauge 52 einmündende Bohrung 58 aufweist, deren zylindrische Mantelfläche mit einem Gewinde ausgestattet ist. Das Gewinde dient zur Führung einer als Madenschraube 59 ausgebildeten Schraube, die in einen Eingriffbereich 17' des Scharnierstiftglieds 10 radial eindringt.
In der zweiten Scharnierhälfte 60 ist ein Bereich 12 des Scharnierstiftglieds 10, der mit einer Buchse belegt ist, schwenkbeweglich in dem zugehörigen Scharnierauge gehalten. Zwischen dem Bereich 12, der in der zweiten Scharnierhälfte 60 aufgenommen ist, und dem Bereich 11, der in der ersten Scharnierhälfte 50 aufgenommen ist, steht ein Bund 13 vor. Zwischen dem Gewerbe der zweiten Scharnierhälfte 60 und dem Bund 13 ist noch eine Dichtung 13a vorgesehen.
Wie insbesondere in 5 gut zu erkennen, bildet der Bund 13 zugleich die Basisplatte, von der sich der Verbindungsabschnitt 16 konisch verjüngend in Richtung auf die Achse des Scharnierstiftgliedes 10 verjüngt. Hierbei umfasst der Verbindungsabschnitt 16 wieder drei radiale Vorsprünge 16a, die ein Drei-Wellen-Profil definieren. In den Bereichen, in denen die radialen Vorsprünge 16a ineinander übergehen, sind ausgesparte, konkave Abschnitte 16b vorgesehen, die derart zurückspringen, dass die Berührungslinie 56b benachbarter Ausnehmungen 56 nicht mit ihnen in Anlage geraten. Man erkennt, dass, wenn der Verbindungsabschnitt 16 in den Verbindungsbereich 51 der ersten Scharnierhälfte 50 eingesetzt wird, die Ausnehmungen 56 mit den Vorsprüngen 16a jeweils eine genau definierte Lage zulassen. Hierbei sind die seitlichen Flanken der Vorsprünge 16a nach Art eines Konus gebildet, das heißt, sie bilden jeweils die Mantelfläche einer Scheibe aus einem Kegel, so dass auch in der Richtung der Scharnierachse eine definierte Auflage erreicht wird.
In Verlängerung des Verbindungsabschnitts 16 ist ein Eingriffbereich 17' an dem Scharnierstiftglied 10 ausgebildet. Der Eingriffbereich 17' ist vollständig rotationssymmetrisch bezüglich der Scharnierachse gebildet und im Wesentlichen in drei axial benachbarte Teilbereiche 171, 172 und 173 aufgeteilt, die jeweils einstückig aus dem Material des Scharnierstiftgliedes 10 gebildet sind. Der zentrale Teilbereich 171 ist als ringförmige Aussparung des Scharnierstiftgliedes 10 gebildet. Die den zentralen Teilbereich 171 einfassenden äußeren Teilbereiche 172 und 173 sind als sich in Richtung auf die Aussparung 171 verjüngende Abschnitte gebildet, an die sich jeweils noch ein der Aussparung 171 abgekehrter zylindrischer Abschnitt 172a, 173a anschließt. Die axiale Erstreckung der Aussparung 171 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der gestrichelt angedeuteten Madenschraube 59, deren Achse in etwa auf die Mitte der Aussparung 171 ausgefluchtet ist. Die Madenschraube 59 weist stirnseitig eine leichte Fase 59a auf und kann durch Verschrauben axial innerhalb der Bohrung 58 verlagert werden, bis sie gegen den Eingriffbereich 17' anschlägt. Hierbei gelangt die Madenschraube 59 zunächst in Kontakt mit einer der beiden sich verjüngenden Abschnitte 172, 173, zumindest aber mit dem dem Verbindungsabschnitt 16 abgewandt angeordneten und zugekehrt ausgerichteten Kegelstumpf 173. Da der Verbindungsabschnitt 16 eine drehfeste Fixierung in dem Tragabschnitt 50a der ersten Scharnierhälfte 50 sicherstellt, reicht es aus, die Madenschraube 59 in den Eingriffbereich 17' einzusetzen, um ein axiales Ausheben zu verhindern, während eine Verdrehung des Kegelstumpfes 173 relativ zu der Madenschraube 59 nicht stattfindet.
Durch diese simple Ausgestaltung ist es möglich, das Scharnierstiftglied 10 als einfaches Pressteil herzustellen, das weder hohlgebohrt werden muss, noch sonstige Bohrungen aufweisen muss. Insbesondere kann der Eingriffbereich 17' rotationssymmetrisch ausgebildet werden, da die Festlegung in Drehrichtung bereits durch den Verbindungsabschnitt 16 erfolgt und die Madenschraube 59, für die auch jedes andere Riegelglied, das formschlüssig in die Profilierung des Scharnierstiftgliedes 10 eingreift, vorgesehen sein kann, lediglich gegen axiales Ausheben eine Sicherung darstellt. Durch die beiden sich konusartig verjüngenden Teilbereiche 172, 173 ist auch sichergestellt, dass in axialer Richtung des Scharnierstiftgliedes 10 für die Madenschraube 59 kein Spiel besteht, so dass selbst bei zahlreichen Türbetätigungszyklen die Madenschraube 59 sich nicht löst. Es ist möglich, einen Schraubenkopf der Madenschraube 59 über die entsprechende Bohrung 58 vorstehen zu lassen, um durch Ansetzen eines Werkzeugs, beispielsweise eines Torx, die Schraube anziehen oder lösen zu können. Alternativ kann die Madenschraube 59 auch mit einem Innensechskant oder dergleichen ausgestattet sein, so dass der vorstehende Kopf die zweite Scharnierhälfte nicht hinsichtlich ihres Schwenkweges beeinträchtigen kann.
Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert worden, bei dem das Scharnierstiftglied 10 und die erste Scharnierhälfte 50 jeweils drei Vorsprünge 16a und Ausnehmungen 56 aufweisen. Es versteht sich, dass bei entsprechender Gestaltung der Vorsprünge die Anzahl der Ausnehmungen ein Vielfaches der Anzahl der Vorsprünge sein kann, wobei dann mehrere Positionen in Betracht kommen. Vorzugsweise stimmen die Anzahl der Vorsprünge 16a und der Ausnehmungen 56 aber überein.
Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert worden, bei dem eine Scharnierbremseinrichtung an den der zweiten Scharnierhälfte zugeordneten Bereich 12 des Scharnierstiftglieds 10 angeschlossen wird. Es versteht sich, dass alternativ der der zweiten Scharnierhälfte zugeordnete Bereich 12 auch als durchgehender Scharnierstift ausgebildet sein kann, der in konventioneller Weise mit einer Buchse ausgekleidet in der zweiten Scharnierhälfte verschwenkbar aufgenommen ist.
Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Scharnierstiftglieds 10 erläutert worden, bei dem der der zweiten Scharnierhälfte zugeordnete Bereich 12 mit einem Außengewinde 12a versehen ist. Es versteht sich, dass der Anschluss an eine Bremseinrichtung auch über ein auf der Innenseite vorgesehenes Gewinde realisiert sein kann.

Claims

Kraftfahrzeugscharnier, umfassend eine erste Scharnierhälfte (50), eine zweite Scharnierhälfte, und ein Scharnierstiftglied (10), wobei ein Verbindungsabschnitt (16) des Scharnierstiftglieds (10) mit einem zumindest teilweise komplementär ausgebildeten Verbindungsbereich (51) der ersten Scharnierhälfte (50) formschlüssig in Eingriff bringbar und in Schwenkbewegung mitnehmbar ist, wobei das Scharnierstiftglied (10) relativ zu der zweiten Scharnierhälfte verschwenkbar ist, wobei der Verbindungsabschnitt (16) oder der Verbindungsbereich (51) wenigstens einen konvexen Vorsprung (16a) oder wenigstens eine konkave Ausnehmung (56) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (16) drei konvexe Vorsprünge (16a) aufweist, und dass jeder Vorsprung (16a) die Kontur eines angedeuteten Kreises aufweist.
Kraftfahrzeugscharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drei konvexen Vorsprünge (16a) zueinander kongruent sind.
Kraftfahrzeugscharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (16a) und/oder die Ausnehmung (56) einen sich verjüngenden Randbereich aufweist, und dass jeder Vorsprung (16a) die Gestalt eines Kegelmantelabschnitts aufweist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (16) des Scharnierstiftgliedes (10) einen aus dem Material des Verbindungsabschnitts (16) gebildeten Vorsprung aufweist, und dass der Verbindungsbereich (51) eine von dem Material der ersten Scharnierhälfte (50) freigelegte Ausnehmung (56) aufweist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (51) der ersten Scharnierhälfte (50) vom Außenumfang des Scharnierauges (52) vollständig umschlossen ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (51) der ersten Scharnierhälfte (50) genau drei in einem Winkel von 120° zueinander versetzte, kongruente Ausnehmungen (56) aufweist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Verbindungsabschnitt (16) umschreibender Kreis einen kleineren Durchmeser aufweist als der Durchmesser des Scharnierstiftgliedes (10).
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen (16a) abgerundet ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen (16a) eine konkave Aussparung umfasst.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnierstiftglied (10) als die zweite Scharnierhälfte durchsetzender Scharnierstift ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnierstiftglied (10) als mit einem weiteren Teil des Scharnierstifts im Bereich der zweiten Scharnierhälfte verbindbares Ansatzstück ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnierstiftglied (10) einen über den Verbindungsabschnitt (16) axial vorstehenden hohlzylindrischen Bereich (17) aufweist, in das ein die erste Scharnierhälfte (50) axial durchsetzender Schraubenbolzen einschraubbar ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnierstiftglied (10) einen über den Verbindungsabschnitt (16) axial vorstehenden Eingriffbereich (17') aufweist, in das ein ein Scharnierauge der ersten Scharnierhälfte (50) radial durchsetzendes Riegelglied einsetzbar ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffbereich (17') eine Aussparung aufweist, die beiderseits von einem sich auf die Aussparung verjüngenden Stiftabschnitt eingefasst ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung ringförmig über einen Teil des Eingriffbereichs (17') vorgesehen ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelglied als Schraube, insbesondere als Madenschraube (59), ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnierstiftglied (10) an eine Schwenkbremse anschließbar ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier aushebbar ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Scharnierstiftglied (10) wenigstens ein Gewinde vorgesehen ist, dessen Gewindeganganfang mit der Lage wenigstens eines Vorsprungs (16a) oder wenigstens einer Ausnehmung (56) ausgerichtet ist.
Kraftfahrzeugscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnierstiftglied (10) einen über den Verbindungsabschnitt (16) axial vorstehenden Eingriffbereich (17') aufweist, in den eine ein Scharnierauge der ersten Scharnierhälfte (50) radial durchsetzende Schraube einsetzbar ist, um das Scharnierstiftglied (10) gegen Abheben von der ersten Scharnierhälfte (50) zu sichern.
Verfahren zur Herstellung eines Scharnierstiftglieds (10) mit einer zentralen Achse und einem Verbindungsabschnitt zum Anschluss an eine erste Scharnierhälfte (10), bei dem in einem Verbindungsabschnitt (16) konvexe Vorsprünge (16a) durch spanabhebendes Bearbeiten hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Aufspannung zumindest ein Gewinde am Scharnierstiftglied (10) angebracht wird, dessen Gewindegangeinlauf mit dem konvexen Vorsprung (16a) ausgerichtet ist.