DE1584210C - Scharnier mit Torsionsschraubenfeder für um eine waagerechte Achse schwenkbare Deckel oder Klappen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Scharnier mit Torsions- hülsenförmig und prismatisch, und der Deckel dreht

schraubenfeder für um eine waagerechte Achse sich um diesen Gelenkzapfen nur mittels eines äuße-

schwenkbare Deckel oder Klappen, z. B. für Kühl- ren Lägers mittels einer Hülse mit prismatischer

truhen oder Einstiegöffnungen von Treppen, wobei Innenfläche und zylindrischer Außenfläche. _;

die Torsionsschraubenfeder die Schwenkachse um- 5 Bei Verwendung von zwei Scharnieren kann das

greift und mit ihrem einen Ende am festen Teil und mehreckige Loch in dem einen Band in bezug auf

mit ihrem anderen Ende am Deckel festgelegt ist. das mehreckige Loch in dem anderen Band winkelig

Es ist bereits ein Scharnier für von oben durch versetzt sein, so daß die Regelstellungen vervielfacht

einen Deckel zu verschließende Behälter, insbeson- werden können.

dere Haushaltsmaschinen, bekannt, bei dem ein ig Die Zeichnung gibt zwei Ausführungsbeispiele der

Scharnierlappen in einem leistenförmigen Gehäuse Erfindung wieder,

auf einer in auf der Oberseite der Haushaltmaschine Es zeigt

befestigten Lagern drehbaren Achse entgegen der Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer mit zwei

Kraft einer Schraubenfeder, die zwischen ein fest- Scharnieren nach der Erfindung ausgerüsteten Truhe,

stehendes Lagerteil und ein mitdrehendes Teil ge- 15 F i g. 2 eine Seitenansicht des Deckelscharniers der

schaltet ist, drehbar gelagert ist. Hierdurch wird ein Fig. 1,

leistenförmiger Körper mit zwei herausragenden Fig. 3 einen Längsteilschnitt nach der Linie 3-3

Scharnierlappen geschaffen, der bündig an der Ober- der Fig. 2, _;

seite des Geräts am Gehäuse bzw. Deckel angebracht F i g. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 der

ist. ' . 20 Fig. 5. durch eine andere Ausführungsform des

Durch die eingebauten Kraftspeicherfedern wird Scharniers,

der Deckel in Offenlage gehalten. Auch beim Herab- F i g. 5 einen Längsteilschnitt nach der Linie 5-5

fallen des Deckels üben die Kraftspeicherfedern eine der Fig. 4, . ...

bremsende Wirkung aus, so daß eine Verletzung der Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Hülse

Bedienungsperson oder eine Beschädigung des Ge- 25 gemäß Fig. 5,

schirrs vermieden wird. F i g. 7 eine graphische Darstellung zur rechne- .

Damit sind die bekannten Federn nur platzsparend rischen Ermittlung der Kräfte in Anbetracht der auf

angebracht, es ist aber nicht möglich, eine Vorspan- den Deckel oder die Tür der Truhe wirkenden

nung der Federn zu bewirken oder diese sogar zu Schwerkraft und

ändern. 30 .Fig. 8 eine graphische Darstellung, die für eine

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anzahl Deckel unterschiedlichen Gewichts einerseits Scharnier zu schaffen, das diesseits einer Gleich- die sinusförmige Änderung der Kräfte gemäß der auf gewichtslage einen Klappdeckel in die Offenstellung den Deckel wirkenden Schwerkraft und andererseits bewegt und in dieser hält und so ausgelegt ist, daß die lineare Änderung der Gegenkräfte der Federn sich der Deckel jenseits dieser Gleichgewichtslage 35 zeigt, wobei die Werte der Kräfte in den Ordinaten unter der Wirkung seines Eigengewichts schließen in Abhängigkeit von der Größe des Winkels χ aufläßt. Dabei soll das Scharnier leicht einzustellen sein, getragen sind, der als Abszisse aufgetragen ist und sei es, daß seine Charakteristiken sich für einen ge- den der Deckel mit der Lotrechten bildet,
gegebenen Deckel ändern lassen, sei es, daß es für Gemäß dem in Fig. 1 wiedergegebenen Ausfüheine ganze Reihe Deckel mit verschiedenen Gewich- 40 rungsbeispiel hat die mit einem Deckel C mit Dichten zu verwenden ist. . tungsstreifen D versehene Truhe ^4 zwei Scharniere B₁

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch und B₂, die symmetrisch zueinander angeordnet sind gelöst, daß die Torsionsschraubenfeder einstellbar und im Innern des Deckels C auf einem seiner Längsund derart vorgespannt ist, daß sie ein Moment in ränder sitzen. Die beiden Scharniere B₁ und B₂ sind Richtung der völligen Offenstellung des Deckels aus- 45 an der Truhe A durch zwei Bänder 1 angebracht, die übt, und daß die Vorspannung und die Federcharak- durch drei Schrauben 2 an der Truhe A befestigt sind, teristik so gewählt sind, daß das Rückführmoment deren Innenwand wegen dieser Schrauben 2 durch in die Offenstellung der von der Schwerkraft auf den ein Verstärkungsblech V> verstärkt sein können Deckel ausgeübten Kraft in einer Zwischenlage gleich , (Fig. 3). Die beiden Rändert sind an den oberen ist, diesseits welcher der Deckel nach oben in die 50 Enden mit einem mehreckigen Loch 3, nämlich Offenstellung und jenseits welcher er nach unten in einem Sechskantloch, durchbohrt. Die durch die die Schließstellung gedrängt wird. Dadurch wird er- Mitten der Sechskantlöcher gehende Gerade X-X reicht, daß ein und dasselbe Scharnier für Deckel bildet die Drehachse des Deckels C gegenüber der verschiedenen Gewichts verwendet werden kann. Truhe A.

Die Schwenkachse kann als Gelenkzapfen aus- 55 Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 gebildet sein, der mittels eines Bandes starr mit dem hat jedes der beiden Scharniere einen zylindrischen festen Teil verbunden ist, wobei die Torsions- Gelenkzapfen 4. der mit einem Sechskantkopf 5 verschraubenfeder mit ihrem einen Ende am Gelenk- sehen ist, der mit dem Sechskantloch des Bandes 1 zapfen und mit ihrem anderen Ende am Deckel be- zusammenwirkt; dieser Gelenkzapfen 4 ist infolgefestigt ist. Das äußere Ende des Gelenkzapfens ist 60 dessen gegenüber der Truhe A fest und parallel zum vorteilhaft mit einem prismatischen Kopf versehen, Längsrand des Deckels C ausgerichtet. Der Deckel C der in ein mehreckiges Loch in dem Band eingreift bewegt sich um diesen Gelenkzapfen 4 mit Hilfe und selbst ein prismatisches Sackloch für den Ein- zweier Lager 6 und 7 (Fig. 3), die am Deckel C mit griff eines Spannschlüssel aufweist. Schrauben 8 befestigt sind (Fig. 2 und'3). Eine Tor-

Der Deckel kann um den Gelenkzapfen mittels 65 sionsschraubenfeder 9 sitzt auf dem Gelenkzapfen 4,

zweier Lager schwingen, zwischen denen die Tor- deren eines Ende 10 in einem Längsschlitz 11, der

sionsschraubenfeder angeordnet ist. am Ende 12 des Gelenkzapfens 4 angebracht ist, und

Der Gdc-nkzapfen ist zweckmäßig sehr kurz, deren anderes Ende 13 in dem Lager 6 befestigt ist,

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das mit dem Deckel C durch die Schrauben 8 ver- beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiel bunden ist. Um zu verhüten, daß der Gelenkzapfen 4 der Deckel C mit zwei Scharnieren ausgerüstet ist. ;■· aus dem Lager7 herausspringt, ist ein geschlitzter, Fig. 8 gibt graphisch die Änderung des Drehelastischer Ring 14 in eine Ausnehmung am Ende 12 moments infolge der Einwirkung der Schwerkraft auf des Gelenkzapfens 4 gesetzt. Schließlich nimmt eine 5 den Deckel in bezug auf die Achse X-X wieder. Es prismatische Hülse 15 mit quadratischem Querschnitt sind in der Figur vier Kurven E, F, G und H wiederdie 'Torsionsschraubenfeder 9 und den Gelenk- gegeben, die vier Deckeln verschiedenen Gewichts zapfen 4 auf und ist an ihren Enden durch die von 6, 12, 17,3 und 22,6 kg und gleichen Abmessun-Lager 6 und 7 abgeschlossen, deren einer Teil 17 gen entsprechen. Die von der Schwerkraft ausgeübten zum Einschieben dient. io Kräfte ändern sich sinusförmig in Abhängigkeit vom

Der Sechskantkopf des Gelenkzapfens 4 ist mit Winkel x. Im . Gegensatz dazu ist bekanntlich die

einem sechseckigen Sackloch 5⁶ versehen, das dazu Verdrehungskraft einer Feder dem Verdrehungs-

dient, einen Sechskantschlüssel einzuführen. Dieser winkel proportional. Es ist: Verdrehungskraft — k ■ x,

dient einer Spannungsregelung der Torsions- wobei k eine Proportionalitätskonstante und χ der

schraubenfeder 9. Dafür wird der in das Sechskant- 15 Verdrehungswinkel ist.

loch 5^ft eingeführte Schlüssel festgehalten, man Die Kurven, die diese lineare Änderung wiederschraubt das Band 1, wenn es schon aufgesetzt war, geben, sind parallele Geraden R, die sich durch ihre ab und spannt die Torsionsschraubenfeder 9, indem Anfangsordinaten unterscheiden. Wenn die Feder bei man den Schlüssel dreht. Dann setzt man das Band 1 lotrecht stehendem Deckel in Ruhelage ist, d. h., auf und befestigt es an der Truhe A. ao wenn sie keiner durch die vorstehend beschriebene

F i g. 4 und 5 geben ein Scharnier nach einer an- Regelung vorgegebenen Spannung unterliegt, gibt die deren Ausführungsform der Erfindung wieder. Wie Kurve R 0 die Änderung der Rückstellkraft der Feder in F i g. 2 und 3 sind die beiden seitlichen Bänder 1" beim Schließen des Deckels wieder. Wenn der Deckel mit einem mehreckigen Loch 3" in Form eines Sechs- lotrecht steht und die Feder noch gespannt ist, gibt kantlochs versehen; die Schrauben 2° und das 25 die Gerade R eine Ordinate zu Anfang wieder, welche Band 1° sind ebenso wie das Lager 6 am Deckel C die Vorspannung dieser Feder aufzeigt. Jede Gerade R mit den Schrauben 8^a verbunden, und die Torsions- in der Fig. 8 entspricht einer unterschiedlichen Vorschraubenfeder 9" sitzt in der Hülse 15". Dieses spannung der genannten Feder. Die Gerade R 150 Scharnier hat ebenfalls einen Gelenkzapfen 16, aber entspricht einer in Winkelgraden ausgedrückten dieser ist kürzer als in dem ersten Ausführungs- 3° »Vorspannung«, nämlich 150°. Wenn der Deckel beispiel und erstreckt sich nicht ganz in die Torsions- lotrecht steht, ist die Feder bestrebt, ihn nach hinten schraubenfeder 9" hinein. Der Gelenkzapfen 16 ist zu schwenken. Ein nicht gezeichneter Anschlag ist prismatisch mit sechseckigem Querschnitt und hohl, deshalb erforderlich, um ein einwandfreies Arbeiten und seine Drehung in dem Läger 6° wird durch eine des Deckels zu gewährleisten. .
rohrförmige Hülse 18 aus Kunststoff, etwa aus Poly- 35 Als Beispiel wird ein Deckel mit dem Gewicht von äthylen od. dgl., gesichert, die in Fig. 6 wieder- 12kg verwendet. Diesem entspricht die KurveF in gegeben ist. Ihre Innenfläche 18" ist prismatisch, und F i g. 8. Man gibt der Feder durch den oben beschriezwar sechseckig, während ihre Außenfläche 18⁶ zylin- benen Handgriff eine Anfangsspannung, die einer drisch ist. Diese Hülse 18 ist auf den Gelenkzapfen Verdrehung um 150° entspricht; das ist durch die 16 aufgeschoben, um den sich das Lager 6" eben- 4° Kurve J? 150 dargestellt. Die ^Kurven F und R 150 falls drehen kann. Zwei geschlitzte Ringe 19 und 20, schneiden sich in dem Diagramm in einem Punkt PM die in Ausnehmungen des Gelenkzapfens 16 sitzen, entsprechend einer Stellung des Deckels, die »Totverhindern ein Gleiten der Hülse 18, nachdem sie lage« genannt wird. Diesseits dieser Stellung PM zeigt auf den Gelenkzapfen 16 aufgesetzt ist. Der Gelenk- sich, daß die Rückstellkraft der Feder der auf den zapfen 16 ist hohl, und sein inneres Ende an der 45 Deckel wirkenden Kraft überlegen ist, so daß der Seite der Torsionsschraubenfeder 9 ist mit einem Deckel zur lotrechten Stellung hin zurückgeholt wird. Längsschlitz 21 mit parallelen Rändern und von einer Jenseits dieser Stellung ist die Schwerkraft des gewissen Tiefe versehen, in welchen das Ende 22 Deckels stärker, und der Deckel wird nach unten in der Torsionsschraubenfeder 9" eingesetzt ist. Diese die Schließstellung gedrängt.

stützt sich mit ihrem anderen Ende an einem Schlitz 50 Die in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung 24 ab, der in einer Stange 25 auf der Achse X-X vor- benutzte Feder hat vierzig Windungen dicht aneingesehen ist, die mit einem fest am Deckel C durch ander, ihr Durchmesser beträgt 15 mm, und der Stahl-Schrauben 8^a gehaltenen Teil 26 verbunden ist draht hat 1,5 mm Durchmesser. In der Zeichnung ist (Fig. 5). Eine hohle, prismatische Hülse 15" mit die Feder der Deutlichkeit halber mit nicht aneinquadratischem Querschnitt verbindet das Lager 6° 55 anderliegenden Windungen gezeigt,
mit dem Teil 26. Es ist möglich, die »Härte« der Feder so zu wäh-

Die Torsionsschraubenfeder kann auch durch len, daß die Neigung der Geraden R mehr oder

Schweißen oder durch ein anderes geeignetes Ver- weniger stark ist. In diesem Fall sind im selben gege-

bindungsmittel mit einem prismatischen Teil verbun- benen Totpunkt die erhaltenen Kräfte der Vorspan-

den werden, der in dem Teil 26, ohne sich zu drehen, 60 nung und des Schließens ebensoviel schwächer, als gleiten kann. ,die Neigung der Geraden R stärker ist.

F i g. 7 gibt schematisch im Querschnitt den Dek- In dem gezeichneten und beschriebenen Auskel C und den Winkel χ wieder, den der Deckel C führungsbeispiel ist der Deckel mit zwei Federmit der Lotrechten V bildet. Sind m und P die Größe gelenken ausgerüstet. Es ist gezeigt worden, wie das bzw. das Gewicht des Deckels C, dann ist das Dreh- 65 Regeln durch das Zusammenwirken des Sechskantmoment der Schwerkraft in bezug auf die Drehachse kopfes des Gelenkzapfens mit dem sechseckigen

_{v v} m P . P . . ... ^ -IU-I Sackloch in dem Befestigungsband der Truhe durch-

X-X = _Ύ>-2--SIn*; ₂ ist gewählt, weil bei dem _geführ{ ^^ _kann ^/_{Spannungsrcgelung der}

Feder kann durch Drehen um jeweils 60°, und zwar an jedem Gelenk, bewerkstelligt werden.

Wenn die sechseckigen Löcher in den beiden Gelenken dieselbe. Winkelstellung haben, ist leicht einzusehen, daß die Gerade R für die beiden Gelenke identisch sind und man zwei Kurven R150 und R 330 beispielsweise zusammenfassen kann, um eine gegebene »Gesamtvorspannung« zu haben. Um eine bessere und feinere Regelung zu erhalten, ist es beispielsweise möglich, die beiden Sechskantlöcher zu- to einander winkelig, z. B. um 30°, zu verstellen, so daß die Einrichtung feiner einzustellen ist.

Ebenso kann ein Deckel oder eine Tür mit nur einem Gelenk versehen sein, allerdings unter der Voraussetzung, daß ein zweiter Drehzapfen vorgesehen ist. '

Man kann auch einen Klappdeckel oder eine Klapptür mit zwei Gelenken gemäß der Erfindung ausrüsten, aber bei einem Gelenk die Feder fortlassen, wenn die Kraft einer Feder genügt, um ein ao gutes Arbeiten sicherzustellen.

Außerdem kann die Hülse 15 oder 15" zylindrisch anstatt prismatisch sein. Weiter kann in allen Fällen die Hülse mit einem Schmiermittel für eine Schmierung des ganzen Gelenks und eine Verhütung jeden as Geräusches gefüllt sein.

. Die Scharniere können ebenso außen am Deckel angebracht sein; besonders in dem Fall, in dem der Deckel ein verhältnismäßig hohes Gewicht hat, ist diese Anordnung interessant, denn sie erlaubt, die Zahl der Scharniere zu vergrößern.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Scharnier mit Torsionsschraubenfeder für um eine waagerechte Achse schwenkbare Deckel oder Klappen, z. B. für Kühltruhen oder Einstiegöffnungen von Treppen, wobei die Torsionsschraubenfeder die Schwenkachse umgreift und ,mit ihrem einen Ende am festen Teil und mit ihrem anderen Ende am Deckel festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsschraubenfeder (9, 9") einstellbar und derart vorgespannt ist, daß sie ein Moment in Richtung der völligen Offenstellung des Deckels (C) ausübt, und daß die Vorspannung und die Federcharakteristik so gewählt sind, daß das Rückführmoment in die Offenstellung der. von der Schwerkraft auf den Deckel (C) ausgeübten Kraft in einer Zwischenstellung gleich ist, diesseits welcher der Deckel (C) nach oben in die Offenstellung und jenseits welcher er nach unten in die Schließstellung gedrängt wird.

   2. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (X-X) als Gelenkzapfen (4, 16) ausgebildet ist, der mittels eines Bandes (1,1") starr mit dem festen Teil verbunden ist, wobei die Torsionsschraubenfeder (9, 9") mit ihrem einen Ende am Gelenkzapfen (4, 16) und mit ihrem anderen Ende am Deckel (C) befestigt ist.

   3. Scharnier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Gelenkzapfens (4, 16) mit einem prismatischen Kopf (5, 5") versehen ist der in ein mehreckiges Loch (3, 3^a) in dem Band(l, 1") eingreift und selbst ein prismatisches Sackloch (5^b) für den Eingriff eines Spannschlüssels aufweist.

   4. Scharnier nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (C) um den Gelenkzapfen (4) in zwei Lagern (6, 7) schwingt, zwischen denen die Torsionsschraubenfeder (9) angeordnet ist.

   5. Scharnier nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkzapfen (16) sehr kurz, hülsenförmig und prismatisch ist und der Deckel (C) sich um diesen Gelenkzapfen (16) nur in einem äußeren Lager (6°) mittels einer Hülse (18) mit prismatischer Innenfläche und zylindrischer Außenfläche dreht. '

   7. Scharnier nach einem.der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei Scharnieren (B₁, B₂) das mehreckige Loch (3, 3") in dem Band (1,1°) jeweils winkelig versetzt ist, so daß die Regelstellungen vervielfacht werden können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen