DE1191257B

DE1191257B - Scharnier mit Druckfeder zum Gewichtsausgleich von Fluegeln

Info

Publication number: DE1191257B
Application number: DEG34618A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Gronbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-03-31
Filing date: 1962-03-31
Publication date: 1965-04-15
Also published as: US3204287A

Description

Scharnier mit Druckfeder zum Gewichtsausgleich von Flügeln Die Erfindung bezieht sich auf ein Scharnier mit Druckfeder zum Gewichtsausgleich von um eine waagerechte Achse schwenkbaren Flügeln, z. B. Dekkeln, Klappen od. dgl., insbesondere an Kühltruhen, bei dem sich die Druckfeder mit ihrem einen Ende in den feststehenden Scharnierteil mit Vorspannung abstützt und mit ihrem anderen Ende über das Ende einer die Druckfeder abstützenden Federführungsstange und eine an dieser angelenkte Schwinge an dem zweiten, am Flügel angebrachten Scharnierteil angreift, sowie mit einer Führung für den Anlenkpunkt der Federführungsstange an der Schwinge.
Es ist bereits ein Scharnier der eingangs geschilderten Art bekannt, bei welchem die Zwischenhebelanordnung als Dreigelenksystem mit Schlitzführung bzw. Kurvensteuerung ausgebildet ist. Bei einer derartigen Anordnung ist jedoch entweder bei entsprechender Ausbildung der Kurve für ein gutes Zudrücken des Flügels das öffnen desselben erschwert oder bei entsprechender Ausbildung der Kurve für ein gutes öffnen des Flügels kein ausreichendes Zudrückmoment für denselben zu erzielen, sofern das Scharnier die in der Praxis gebräuchlichen Außenabmessungen nicht überschreiten soll. Es besteht also ständig die Gefahr, daß der Flügel in einer Richtung in das Gebiet der Selbsthemmung gerät, weil der Umsteuerpunkt nicht einwandfrei fixiert werden kann.
Der geschilderte Nachteil wird durch die Erfindung bei einem Scharnier der eingangs geschilderten Art dadurch behoben, daß die Führung aus einem mittels eines Gelenkbolzens am feststehenden Scharnierteil angelenkten Schwenkarm besteht, der an seinem freien Ende ein Langloch zur Lagerung des die Schwinge mit der Federführungsstange verbindenden Gelenkbolzens aufweist, wobei vorzugsweise der Abstand des die Schwenkachse bildenden Scharnierbolzens von dem die Schwinge mit dem Flügelscharnierteil verbindenden Gelenkbolzen größer ist als der Abstand der an dem Schwenkarm angeordneten Gelenkbolzen, und daß die Schwinge an ihrem mit dem Schwenkarm verbundenen Ende einen seitlichen, mit einer Steuer- und Nachspannkurve versehenen Ansatz aufweist, der beim Schwenken des Deckels auf dem mit einer Rolle geschützten, feststehenden Gelenkbolzen des Schwenkarmes gleitet und ihn in der Schließstellung hintergreift. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schwenkarmes und der Schwinge ist ein gutes Abdichten des Flügels in der Schließlage gewährleistet und jegliche Gefahr der Selbsthemmung beseitigt, da nunmehr der Umsteuerpunkt einwandfrei beherrscht wird. Durch das vorzugsweise Merkmal ist ferner gewährleistet, daß der Gewichtsausgleich bereits bei einem sehr kleinen Öffnungswinkel herbeigeführt ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Federführung für ein Scharnier, bei welcher die Federführungsstange an ihrem unteren Ende unter Zwischenschaltung einer Wippe im feststehenden Scharnierteil abgestützt ist. Bei einer bekannten Federführung dieser Art stützt sich die Schraubendruckfeder unter Zwischenschaltung eines unteren und eines oberen Federhalters unter Vorspannung auf einem in dem .Scharnierteil schraubbar gelagerten Gewindestift ab, welcher von der unteren offenen Rinnenseite her mittels eines Schraubenziehers drehbar ist. Dadurch, daß die Schraubendruckfeder auf einem schraubbar gelagertem Gewindestift abgestützt ist, wird der Angriffswinkel der Federkraft auf die Steuermechanik in Abhängigkeit von der Vorspannung der Schraubendruckfeder verändert. Mit einer derartigen Federführung ist es unmöglich, einen konstanten Umsteuerpunkt der Mechanik beim Schließen zu erreichen. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Federführung besteht darin, daß die Baulänge des Scharniers unnötig groß wird.
Dieser bekannten Federführung gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen konstanten Umsteuerpunkt der Mechanik beim Schließen zu vermitteln, indem der Angriffswinkel der Federkraft auf die Steuermechanik unabhängig von der jeweiligen Vorspannung der Feder unverändert bleibt. Die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, daß die Federführungsstange an ihrem unteren Ende in einem Führungsrohr geführt ist, die Wippe in einem von der jeweiligen Federvorspannung unabhängigen Abstand vom Anlenkpunkt des anderen Endes der Federführungsstange im feststehenden Scharnierteil gelagert ist und die Federvorspannung durch eine Relativbewegung des Führungsrohres gegenüber der Wippe regelbar ist. Eine derartige Federführung ermöglicht eine kleine Baulänge des Scharniers, da die Federführungsstange in das Federführungsrohr eintauchen kann. Darüber hinaus kann die Federführung auch einteilig ausgebildet sein.
Es ist an sich bereits eine Federführung für um eine waagerechte Achse schwenkbare Laderampen an Kraftfahrzeugen bekannt, bei welcher die Federführungsstange an ihrem unteren Ende an einem Federführungsrohr geführt ist. Dieses Federführungsrohr dient zur Vergrößerung der seitlichen Stabilität der Druckfeder und ist zu diesem Zweck bis auf einen das untere Ende der Feder abstützenden Rand, welcher gegen ein festes Widerlager abgestützt ist, in die Schraubenfeder eingeführt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Scharnier nach der Erfindung in Seitenansicht, und zwar in geöffnetem Zustand des Flügels, F i g. 2 dasselbe Scharnier um 90° gedreht im Schnitt und F i g. 3 das gleiche Scharnier in der Darstellung gemäß F i g. 1, jedoch bei geschlossenem Flügel.
Das Scharnier besteht aus einem Flügelscharnierteil 1, der am Deckel befestigt und aus einem feststehenden Scharnierteil 2, der am Unterteil z. B. einer Kühltruhe befestigt ist. Die beiden Scharnierteile sind mittels eines Scharnierbolzens 10 drehbar miteinander verbunden. Am Flügelscharnierteil 1 ist mittels eines Gelenkbolzens 12 eine Schwinge 3 und am feststehenden Scharnierteil2 mittels eines weiteren Gelenkbolzens 11 ein Schwenkarm 4 drehbar gelagert.
Die Schwinge 3 trägt an ihrem unteren Ende einen weiteren Gelenkbolzen 13 und ist mit einer Steuerkurve 16 und einer Nachspannkurve 17 versehen. Der Schwenkarm 4 ist an seinem freien Ende mit einem Langloch 4' zur Lagerung des Gelenkbolzens 13 versehen, welches eine Verschiebung des angreifenden Hebelarmes z. B. von 16 mm auf 12 mm, also im Verhältnis 4 : 3 gestattet. Auf dem Gelenkbolzen 13 der Schwinge 3 ist ferner das obere Ende einer Federführungsstange 5 gelagert.
über die Schwinge 3 und die Federführungsstange 5 wird unter Führung durch den Schwenkarm 4 die Kraft einer als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder 6 auf den Flügelscharnierteil 1 übertragen. Die Druckfeder 6 stützt sich an ihrem oberen Ende auf einen entsprechend verbreiterten Absatz der Federführungsstange 5 und an ihrem unteren Ende über einen Teller 21 auf ein Führungsrohr 7 ab, welches außen mit Gewinde versehen ist und unter Zwischenschaltung einer Wippe 7', die entsprechend innen mit Gewinde versehen ist, auf einer Schneidenlagerung 7" im feststehenden Scharnierteil 2 aufliegt. Durch Drehung des Führungsrohrs 7 kann die Spannung der Druckfeder 6 eingestellt werden.
Um die Wirkungsweise zu beschreiben, sei auf die F i g.1 hingewiesen, welche den Flügel in geöffnetem Zustand zeigt. Die Feder 6 drückt über die Federführungsstange 5 den Gelenkbolzen 13 und die Schwinge 3 auf den Gelenkbolzen 12 am Flügelscharnierteil 1. Der Gelenkbolzen 13 wird im Langloch 4' durch den Schwenkarm 4 geführt. Beim Schließen des Flügels gleitet die Schwinge 3 mit ihrer Steuerkurve 16 auf dem mit einer Rolle 11' geschützten Gelenkbolzen 11 entlang bis in die in F i g. 3 gezeigte Stellung. Die Form der Steuerkurve 16 sorgt dafür, daß während der Schließbewegung der Gelenkbolzen 13 die in F i g.1 dargestellte Stellung im Langloch 4' des Schwenkarmes 4 beibehält. Erst wenn der Flügel seine Schließstellung erreicht hat, wird, wie in F i g. 3 dargestellt ist, der Gelenkbolzen 13 durch die Feder 6 in das entgegengesetzte Ende im Langloch 4' gedrückt. Der Gelenkbolzen 13 hält also während der Schwenkbewegung des Flügels seinen größtmöglichen Abstand von der Rolle 11' bzw. dem Gelenkbolzen 11 ein. Dabei ist der Abstand der Gelenkbolzen 11 und 13 kleiner als der Abstand des Scharnierbolzens 10 von dem Gelenkbolzen 12. Wenn also der Flügel um einen bestimmten Winkel geschwenkt wird, so schwingt gleichzeitig der Schwenkarm 4 um einen größeren Winkel. Dadurch ergibt sich eine Änderung der Drehmomente nach der Cosinusfunktion.
An die Steuerkurve 16 der Schwinge 3 schließt sich eine Nachspannkurve 17 an. Wie insbesondere aus F i g. 3 hervorgeht, also bei geschlossenem Flügel, drückt die Feder 6 die Federführungsstange 5 und über den Gelenkbolzen 13 die Schwinge 3 mit ihrer Nachspannkurve 17 auf die Rolle 11' und versucht, die Schwinge 3 nach links zu bewegen. Dabei erzeugt sie in dem Flügel ein Drehmoment, das den Flügel auf seine Abdichtung preßt. Bei entsprechender Ausbildung der Nachspannkurve 17 wird gleichzeitig der Gelenkbolzen 13 in seine innere Endstellung im Langloch 4' gedrückt. Je nach der Form der Nachspannkurve wird diese Endstellung mehr oder weniger erreicht. Danach richtet sich aber die Lage der Schwinge und damit die Größe des Anpreßdruckes des Flügels auf seine Abdichtung. Je nach der gewählten Form der Nachspannkurve wird also der Anpreßdruck des Flügels auf die Abdichtung des Behälters größer oder kleiner sein. Der Flügel kann auch von einem Teil seines Eigengewichts entlastet werden.
Wird nun der Flügel um etwa 10° geöffnet, so gleitet die Schwinge 3 mit der Spannkurve 17 und der Steuerkurve 16 so auf der Rolle 11' entlang, daß der Gelenkbolzen 13 in die entfernteste Lage zur Rolle 11' an das andere Ende des Langloches 4' gedrückt wird und somit mit maximalem Dreharm um den Gelenkbolzen 11 schwingt und den Flügel in jeder Lage gewichtslos macht. Durch die Steuerkurve 16 wird erreicht, daß der Schwenkarm 4 immer seine maximale wirksame Länge hat, da der Gelenkbolzen 13 seine Außenlage im Langloch 4' einnimmt.
Wie aus F i g. 3 hervorgeht, wird bei geschlossenem Flügel die Schwinge 3 so weit mitgenommen, daß die Rolle 11' auf der Innenseite der Schwinge 3 an einem Ansatz 18 anliegt. Durch eine entsprechende Formgebung des Ansatzes 18 kann man erreichen, daß die Endlage des Flügels bei seiner Anpressung nach Belieben begrenzt wird. Man kann den Ansatz 18 auch so legen, daß der Flügel nicht ganz geschlossen werden kann, falls dies im Einzelfall erwünscht ist. Der Flügel wird dann also immer um einen Spalt geöffnet bleiben. Die gleiche Wirkung kann auch durch besondere Ausbildung der Federführungsstange 5 erreicht werden, und zwar mit Hilfe einer Schulter 20. Wird das Führungsrohr 7 so weit hineingeschraubt, daß die Schulter 20 auf den Teller 21 bereits auftrifft, ehe der Deckel ganz geschlossen ist, so erreicht die Schwinge 3 ihre in F i g. 3 gezeigte Endlage nicht, und der Flügel bleibt stets um einen Spalt offen. Bei geöffnetem Flügel, mag der Öffnungswinkel groß oder klein sein, nehmen die vier Gelenke 10, 11, 12,13 eine Stellung zueinander ein, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist. Die Achse des Gelenkbolzens 11 liegt dabei außerhalb eines Dreiecks, das aus den übrigen Gelenkbolzen gebildet wird. Der Druck der Feder 6 wirkt dabei über die Federführungsstange 5, den Gelenkbolzen 13, die Schwinge 3 auf den Gelenkbolzen 12 und wirkt dem Gewicht des Flügels entgegen. Bei geschlossenem Flügel, wie F i g. 3 zeigt, dagegen liegt der Gelenkbolzen 11 mit der Rolle 11' so, daß seine Achse innerhalb des Dreiecks liegt, das aus den drei übrigen Gelenkbolzen gebildet wird. Der Federdruck wirkt nunmehr im andern Drehsinne, und der Flügel wird außer mit seinem Eigengewicht noch mit Hilfe der Federkraft auf die Dichtung des Behälters gepreßt. Die Lage des Anschlags 18 an der Schwinge 3 muß also stets so gewählt werden, daß eine Bewegung des Gelenkbolzens 11 bis in das Innere des genannten Dreiecks möglich ist. Sonst wird eine Richtungsänderung der Federkraft nicht erreicht.
Um den Öffnungsweg des Flügels zu begrenzen (im allgemeinen wählt man einen größten Öffnungswinkel von 90°), ist an der Federführungsstange 5 ein Anschlag 19 angebracht, der sich bei geöffnetem Flügel, wie F i g. 1 zeigt, gegen den Gelenkbolzen 11 legt und so ein weiteres Öffnen des Flügels verhindert.
Die beiden Schamierteile 1 und 2 können natürlich gegeneinander vertauscht werden, so daß der Scharnierteil 2 mit der Federführungsstange 5 am Flügel befestigt ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Scharnier mit Druckfeder zum Gewichtsausgleich von um eine waagerechte Achse schwenkbaren Flügeln, z. B. Deckeln, Klappen od. dgl., insbesondere an Kühltruhen, bei dem sich die Druckfeder mit ihrem einen Ende in dem feststehenden Scharnierteil mit Vorspannung abstützt und mit ihrem anderen Ende über das Ende einer die Druckfeder abstützenden Federführungsstange und eine an dieser angelenkte Schwinge an dem zweiten, am Flügel angebrachten Scharnierteil angreift, sowie mit einer Führung für den Anlenkpunkt der Federführungsstange an der Schwinge, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Führung aus einem mittels eines Gelenkbolzens (11) am feststehenden Scharnierteil (2) angelenkten Schwenkarm (4) besteht, der an seinem freien Ende ein Langloch (4') zur Lagerung des die Schwinge (3) mit der Federführungsstange (5) verbindenden Gelenkbolzens (13) aufweist, wobei vorzugsweise der Abstand des die Schwenkachse bildenden Scharnierbolzens (10) von dem die Schwinge (3) mit dem Flügelscharnierteil (1) verbindenden Gelenkbolzen (12) größer ist als der Abstand der an dem Schwenkarm (4) angeordneten Gelenkbolzen (11 und 13), und daß die Schwinge (3) an ihrem mit dem Schwenkarm (4) verbundenen Ende einen seitlichen, mit einer Steuer- und Nachspannkurve (16 bzw. 17) versehenen Ansatz aufweist, der beim Schwenken des Deckels auf den mit einer Rolle (11') geschützten, feststehenden Gelenkbolzen (11) des Schwenkarmes (4) gleitet und ihn in der Schließstellung hintergreift.
2. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (3) mit einem Anschlag (18) für die Rolle (11') versehen ist, der die Bewegung des Deckels beim Anpressen auf seine Dichtung begrenzt.
3. Scharnier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (18) an der Schwinge (3) so angeordnet ist, daß die Drehachse der Rolle (11') beim Anliegen an dem Anschlag (18) innerhalb eines aus den Achsen der drei übrigen Gelenke gebildeten Dreiecks liegt.
4. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federführungsstange (5) mit einem Anschlag (19) versehen ist, mit dem sie sich bei geöffnetem Flügel gegen die Rolle (11') legt und damit den öffnungsweg des Flügels begrenzt.
5. Federführung für ein Scharnier mit Druckfeder zum Gewichtsausgleich von um eine waagerechte Achse schwenkbaren Flügeln, z. B. Dekkeln od. dgl., bei welcher die Federführungsstange an ihrem unteren Ende unter Zwischenschaltung einer Wippe im feststehenden Scharnierteil abgestützt ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federführungsstange (5) an ihrem unteren Ende in einem Führungsrohr (7) geführt ist, die Wippe (7') in einem von der jeweiligen Federvorspannung unabhängigen Abstand vom Anlenkpunkt des anderen Endes der Federführungsstange (5) im feststehenden Scharnierteil (2) gelagert ist und die Federvorspannung durch eine Relativbewegung des Führungsrohres (7) gegenüber der Wippe (7') regelbar ist.
6. Federführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (7) außen und die auf einer Schneideplagerung (7") des feststehenden Scharnierteils (2) aufliegende Wippe (T) innen mit einem Gewinde versehen sind.
7. Federführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federführungsstange (5) mit einer Schulter (20) versehen ist, die bei entsprechender Einstellung des Gewindes des Führungsrohrs (7) auf einen die Druckfeder (6) unten abstützenden Teller (21) auftrifft und das vollständige Schließen des Deckels verhindert. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr.1035 011; französische Patentschriften Nr. 801961, 1255 268; britische Patentschrift Nr. 477 511; USA.- Patentschriften Nr. 2 783 492, 2 828 505.