DE1805267B2 - Abgefedertes Scharnier aus Kunststoff - Google Patents

Description

verlängert sind und an ihren freien Enden je eine Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, das be-

Lagerpfanne (36) aufweisen, an denen sich seil- kannte Scharnier dahingehend zu verbessern, daß die

lieh an dem freien Ende des Zugarms (25) an- Kunststoffeder in der Schließlage in Vorspannung

geordnete Lageransätze (30) in leicht vorge- gehalten ist. In Verbindung damit soll die Möglich-

spannter Lage des Federarms (22) abstützen, und 20 keit geschaffen werden, ein solches Scharnier zur

daß die Lagerzapfen (20) und die Lageransätze Abfederung von drehbar gelagerten Teilen verwen-

(30) in Lageröffnungen (33, 34) des zweiten den 7U können, damit sie ihre Drehbewegung mit

Scharnierteils (11) schwenkbar gelagert sind. federnder Schnappwirkung ausführen können.

2. Abgefedertes Scharnier nach Anspruch 1, Diese Aufgabe wird bei einem Scharnier der eindadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schar- 35 gangs erwähnten Ausführung dadurch gelöst, daß die nierteil (11) aus zwei den ersten Scharnierteil je mit eir.em seitlichen, die Gelenkachse bildenden (10) beidseitig einfassenden starren Scheiben (32) Lagerzapfen versehenen Lagerarme verlängert sind besteht, welche außer je einer mittigen Lageröff- und an ihren freien Enden je eine Lagerpfanne aufnung (33) randnahe Lagern!fnungen (34) aufwei- weisen, an denen sich seitlich an dem freien Ende sen, in die der Zugarm (25) mit seinen auswärts 30 des Zugarms angeordnete Lageransätze in leicht vorragenden Lageransätzen (30) eingreift, gespanrter Lage des Federarms abstützen, und daß

3. Abgefedertes Scharnier nach Anspruch 1 die Lagerzapfen und die Lageransätze in Lageröff- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feder- nungen des zweiten Scharnierteils schwenkbar gelaarm (22) in seiner entspannten Lage mit der gert sind.

Hauptfläche des ersten Scharnierteils (10) einen 35 Vorzugsweise besteht der zweite Scharnierteil aus

spitzen Winkel einschließt. zwei den ersten Scharnierteil beidseitig einfassenden

4. Abgefedertes Scharnier nach einem der An- starren Scheiben, welche außer je einer mittigen Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lageröffnung randnahe Lageröffnungen aufweisen, Abstand zwischen den Lagerzapfen (20) der in die der Zugarm mit seinen auswärts ragenden Lagerarme (14) und den Lagerpfannen (36) klei- 40 Lagerar.sätzen eingreift. Sind die den zweiten Scharner ist als die Zugarmlänge. nierteil bildenden, starren Scheiben drehbar gelagert,

5. Abgefedertes Scharnier nach einem der An- so kann der erste Scharnierteil ortsfest angeordnet Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sein, so daß sich die ihn einfassenden Scheiben mit Abstand zwischen den Lagerzapfen (20) der federnder Schnappwirkung drehen können. Verblei-Lagerarme (14) und den Lagerpfannen (36) grö- 45 ben die den ersten Scharnierteil einfassenden starren ßer ist als die Zugarmlänge. Scheiben ortsfest, so kann der erste Scharnierteil an

6. Abgefedertes Scharnier nach einem der An- diesen Scheiben mit Schnappwirkung in unterschiedsprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ü_che Drehstellungen gebracht werden.

Zugarm (25) der Kunststoffeder U-förmig ausge- Weitere Merkmale des abgefederten Scharniers

bildet und nach seinem freien Ende hin offen ist. 50 nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteran-

7. Abgefedertes Scharnier nach einem der An- Sprüchen.

sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Die Zeichnung zeigt Beispiele für die Ausführung

mindestens die Kunststoffeder aus thermoplaste- des federnden Kunststoffscharniers nach der Erfinschem Kunststoff, insbesondere aus Polypropy- dung, und zwar zeigt

!en, besteht. 55 F i g. 1 eine schaubildliche Ansicht eines solchen

Scharniers,

F i g. 2 bis 5 Längsschnitte durch das Scharnier

nach der Linie A-A in Fig. 1 in unterschiedlichen

Stellungen des federnden Scharnierteils und
60 Fig. 6 bis9 gleichartige Längsschnitte in unterschiedlichen Stellungen bei einer abgeänderten Aus-

Die Erfindung bezieht sich auf ein abgefedertes führung des Scharniers.

Scharnier, insbesondere für Schnappschalter oder an- Das Scharnier nach F i g. 1 besteht aus zwei Teilen

dere Gegenstände mit drehbar gelagerten Schnapp- 10 und 11. Das erste Scharnierteil 10 ist durch eine teilen, mit einem plattenförmigen ersten Scharnierteil 65 Platte 12 gebildet, die in zwei eine Aussparung umaus Kunststoff, der zwei eine Aussparung umfas- fassende Lagerarme 14 und einen Schaft 16 ausgesende, die Gelenkachse tragende Lagerarme aufweist formt ist. Die Platte 12 weist eine Gelenkachse 18 und an dem eine in der Aussparung frei bewegliche auf, die durch an den Außenseiten der Lagerarme 14

angeordnete, in gleicher Flucht liegende Lagerzapfen 20~ gebildet ist. In der Aussparung zwischen den Lagerannen 14 befindet sich eine an die Platte 12 im Bereich einer Grundlinie 23 einteilig angeformte Kunststoffeder, die aus einem von der Plane 12 abgebogenen Federarm 22 und einem mit diesem durch einen Biegesteg 26 verbundenen Zugarm ?.5 besteht. Der Federarm 22 ist so ausgebildet, daß er bezüglich der Platte 12 eine spannungsfreie Lage einzunehmen bestrebt ist. Diese spannungsfreie Lage ist in F i g. 2 mit gestrichelten Linien angedeutet. In dieser Lage schließt der Federarm 22 mit einer durch die Gelenkachse 18 und die Grundlinie 23 gelegten Ebene einen spitzen Winkel ein.

Der Zugarm 25 weist an seinem freien Ende eine Drehachse 28 auf, die durch axial fluchtende, auswärts ragende Lageransätze 30 des Zugarms gebildet ist.

Das zweite Scharnierteil 11 besteht gemäß F i g. 1 aus einer starren kreisförmigen Scheibe 32. die eine mittlere Lageröffnung 33 aufweist und in der Nähe ihres Randes mit einer Mehrzahl von Lageröftnungen 34 versehen ist. die sämtlich in gleichem Abstand \on der mittleren Lageröffnung 33 liegen. In der praktischen Ausführung des Scharniers besteht das zweite Scharnierteil 11 jedoch aus zwei derartigen Scheiben 32. von denen die an der anderen Seite der Platte 12 befindliche Kreisscheibe nicht dargestellt ist, um die Ausführung des ersten Scharnierteils 10 besser sichtbar zu machen. Die Lagerzapfen 20 passen in die mittleren Lageröffnungen 33 der Scheiben 32. Die zylindrischen Lageransätze 30 passen in die randnahen Lageröffnungen 34 der Scheiben 32. Die beiden Scheiben 32 sind miteinander starr in solcher We^;se verbunden, daß sich die Lageröffnungen 33 und 34 beider Scheiben fluchtend gegenüberlieso wird die Platte in der Drelirichtung des um die Gelenkachse 18 gedreht. F i g. 3 Teile nach einer solchen Drehung um etwa 60- aus der Stellung nach Fig.2. Der Federarm 22 wird hierbei noch weiter gegen die Gelenkachse 18 gebogen.

In diesem Zusammenhang ist die Linie 40 zu beachten, bei der es sich um eine gedachte Linie handelt, in deren Richtung der aui den Zugarm 25 ausgeübte Zug liegt. Bei der Stellung nach F i g. 2 liegt die Linie 40 in erheblichem Abstand von der Lagerachse 18. Bei Bewegung der Platte 12 in die Stellung nach F i g. 3 verkleinert sich der Abstand zwischen der Zugkraftlinie 40 und der Gelenkachse 18, doch verbleibt die Zugkraftlinie 40 dabei zunächst noch oberhalb der Gelenkachse 18. Dabei wirkt sich die Federungskraft im Federarm 22 noch gegensinnig zur Drehrichtung des Uhrzeigers und im Sinne der Wiederherstellung der Lage nach Fig. 2 aus. so Kommt nun die Platte 12 in die Lage nach Fig. 4. so verläuft die Zugkraftlinie 40 durch die Gelenkachse 18. so daß die Zugwirkung des Federarms 22 vorübergehend ausgeschaltet ist. In dieser Stellung befindet sich die Platte 12 in labilem Gleichgewicht. Wird sie nunmehr mit ihrem Schaft 16 in der Drehrichtung des Uhrzeigers weitergedrehl, so kommt die Zugkraftlinie 40 auf die andere Seite der Gelenkachse 18. wodurch eine· federnde Vorspannung entsteht, die die Platte 12 mit ihrem Schaft 16 in die Stellung nach Fig. 5 zu drehen sucht. In dieser Stellung legt sich der Federarm 22 an den Zugarm 25, wodurch dann die Drehung in dieser Richtung begrenzt ist. Der Federarm 22 ist am meisten durchgebogen, wenn die Zugkraftlinie 40 mit der Gelenkachse 18 gemäß Fig. 4 ^i:—^f "'««"-»"H Hip

Die Lagerarme 14 der Platte 12 sind über die Lagerzapfen 20 verlängert und an ihren freien Enden mit Lagerpfannen 36 versehen, an denen sich die Lageransätze 30 abstützen können, um hierdurch die Drehung der Platte 12 um die Achse 18 im Gegensinn zur Drehrichtung des Uhrzeigers zu begrenzen. Diese Wirkung der Lagerpfanner 36 ist aus Fig. am besten erkennbar. Wenn die Platte 12 in der dort dargestellten Lage ist und die Lagerzapfen 20 und dietageransätze 30 in die beiden mittleren Lageröffnungen 33 und in zwei randnahe Lageröffnungen der Scheiben 32 eingreifen, sind die länge des Zugarms 25 und der Abstand zwischen den Lageröffnungen 33 und 34 derart, daß der Federarm 22~etwas gegen die Lagerzapfen 20 vorgebogen ist. Dabei ist der Federarm" 22 bestrebt, nach aufwärts und rechts zu federn und auf die vordere Drehachse 28 über den Zugarm 25 einen entsprechenden Zug auszuüben. Diese leichte Spannung des Federarms 22 sucht die Platte 12 in der in Fig. 2 dargestellten Lage zu halten und sichert ihren Verbleib in dieser I age.

Die weitere Auswirkung dieser Federung ertönt sich aus den unterschiedlichen Stellungen der Teile nach F i g. 3 bis 5. Bei der hierdurch kenntlich gemachten Ausbildung ist die Platte 12 unter der Feuerwirkung in 7.\\v\ Stellungen beweglich, win denen die eine in F i g. 1 und 2. die andere Stellung in Fi g. 5 dargestellt ist. bei der eine Drehung der Platte um fast ISO stattgefunden hat. Die Platte 12 ist an den Scheiben 32 um die Gelenkachse 18 drehbar. Wird der Schaft 16 der Platte nach unten gedruckt.

etwa in -eine entspannte Lage zurückkehrt, die in F i g. 2 mit gestrichelten Linien kenntlich gemacht ist. Die wesentliche Bedingung dafür, daß das Scharnier in der beschriebenen Weise gemäß F ig. 2 bis funktioniert, besteht darin, daß die Scheiben 32 die Gelenkachse 18 von der Drehachse 28 in einem Abstand halten, der kleiner als der Abstand zwischen 45 der Drehachse 28 und dem Biegesteg 26 ist. Der Abstand zwischen den Achsen 18 und 28 muß also kürzer als der Zugarm 25 sein.

1st dagegen der Zugarm 25 kürzer als der Abstand zwischen den Achsen 18 und 28, so entsteht die 50 durch Fig. ft bis^c) kenntlich gemachte, abweichende Federungswirkung. Bei dieser Ausführung des Scharniers ist die Federung nur in einer Richtung wirksam und wird nicht zeitweilig ausgeschaltet, um anschließend in eine gegensinnige Federungswirkung überzu-55 gehen. In der Stellung nach Fig. 6 ist die entspannte Lage des Federarms 22 wieder in gestrichelten Linien angedeutet. Die Platte 12 ist hier ebenfalls mit ihren Lagerarmen 14 um eine Gelenkachse 18 mit Lagerzapfen 20 drehbar. Der Zugarm 25. der hier er-60 sichtlich kürzer ist als der Abstand zwischen den Achsen 18 und 28, ist auch hier mit dem Federarm 22 durch einen Riegesteg 26 verbunden, und die auf den Zugarm 25 übertragene Zugkraft liegt in Richtung der gedachten Linie 40. WiVd die Platte 12 mit S₅ ihrem Schaft 16 aus der Stellung nach Fig. 6 in der Drehrichtung des Uhrzeigers in die Stellung nach F i g. 7 gedreht, so wird der Federarm 22 bis in die Ebene der Lagerarme 14 gebogen, wobei aber die

Zugkraftlinie 40 auf der gleichen Seite der Gelenkachse 18 verbleibt. Bei weiterer Drehung der Platte 12 in die Lage nach F i g. 8 wird der Federarm 22 zusätzlich durchgebogen, wobei er auf die andere Seite der Gelenkachse 18 kommt, während die Zugkraftlinie 40 weiterhin auf der gleichen Seite der Gelenkachse 18 verbleibt. Bei noch weiterer Drehung der Platte 12 in die Lage nach F i g. 9 wird der Federarm 22 zusätzlich und noch stärker nach der anderen Seite der Lagerarme 14 ausgebogen, während die Zugkraftlinie 40 weiterhin auf der gleichen Seite der Gelenkachse 18 verbleibt. Da die Zugkraftlink 40 die Gelenkachse 18 nie schneidet, ist die Platte 12 ständig gegensinnig zur Drehrichtung des Uhrzeigers federnd vorgespannt bezüglich der Scheiben 32, wobei die Vorspannung mit zunehmender Drehung der Platte um die Gelenkachse 18 cnsteigt.

Die beiden unterschiedlichen Scharnierausführungen nach der Erfindung können durch Drehmomentbezeichnungen erläutert werden, wenn man davon ausgeht, daß die Scheiben 32 eine nach links gerichtete Kraft auf die Lageransätze 30 längs der Zugkraftlinie 40 ausüben und daß diese nach links gerichtete Kraft auf die ganze Platte 12 durch den Federarm 22 übertragen wird. Das Drehmoment in jedem vorgegebenen Punkt ist das Produkt aus dem senkrechten Abstand der Gelenkachse 18 von der Zugkraftlinie 40 und der von dem Zugarm 25 auf die Scheiben 32 ausgeübten Kraft. Kommt die Platte 12 in die Stellung nach Fig. 3, so ist diese Kraft durch die zusätzliche Biegung des Federarms vergrößert, aber der senkrechte Abstand der Zugkraftlinie 40 von der Gelenkachse 18 hat sich verkleinert, so daß das Produkt größer oder kleiner als in F i g. 2 ist. In der Stellung nach F i g. 4 ist jedoch der Abstand der Gelenkachse 18 von der Zugkraftlinie 40 gleich Null, so daß auch das Drehmoment selbst gleich Null ist und labiles Gleichgewicht herrscht. In der Stellung nach F i g. 5 weist die Gelenkachse 18 wieder einen Abstand von der Zugkraftlinie 40 auf, so daß ein Drehmoment vorliegt. Da sich jedoch die Zugkraftlinie 40 nun auf der anderen Seite der Gelenkachse 18 befindet, hat das Drehmoment eine entgegengesetzte Richtung.

In der zweiten Ausführung nach F i g. 6 bis 9 durchschreitet die Zugkraftlinie 40 niemals die Gelenkachse 18, so daß das Drehmoment stets die gleiche Richtung hat und die Platte 12 ständig gegensinnig zur Drehrichtung des Uhrzeigers um die Gelenkachse 18 federnd vorgespannt ist.

Auf der Grundlage der Anordnung nach F i g. 1 bis 5 kann durch eine geringe Änderung einzelner Teile der Anordnung ein »Ein-Aus«-Schalter hergestellt werden, dessen »Ein«-Stellung aus einer Mehrzahl von verschiedenen um die Scheiben 32 verteilt liegenden Stellungen ausgewählt werden kann. Gemäß F i g. 1 ist der Zugarm 25 derart gegabelt, daß die Lageransätze 30 mit einwärts gerichtetem Druck gegeneinander bewegt werden können. Die äußeren Enden der Lageransätze 30 werden halbkugelig ausgebildet, und die sie aufnehmenden randnahen Lageröffnungen 34 werden durch halbkugelige Vertiefungen ersetzt. Beim Zusammenbau der Platte 12 mit den beiden Scheiben 32 greifen dann die Lagerzapfen 20 wie sonst in die mittleren Lageröffnungen 33 ein, aber die Lageransätze 30 werden in zwei sich gegenüberliegende Lageröffnungen 34 eingerastet. Die Lageransätze 30 können aus jeder beliebigen Einraststellung an den Drehscheiben 32 in die benachbarte Einraststellung gebracht werden, wobei nur ein entsprechender Druck auf den Schaft 16 der Platte 12 ausgeübt zu werden braucht. Befinden sich die Teile z. B. in der Stellung nach F i g. 2, so können die Lageransätze 30 im Gegensinn der Drehrichtung des Uhrzeigers in die nächste Einraststellung gebracht werden, wenn man einen aufwärts gerichteten Druck auf das rechte Ende des Schaftes 16 der Platte 12 ausübt. Befindet sich die Platte 12 in der in F i g. 5 dargestellten Lage, so können die Lageransätze 30 in die in Drehrichtung des Uhrzeigers benachbarte Einraststellung dadurch gebracht werden, daß man das nun auf der linken Seite der Drehachse befindliche äußere Ende der Platte 12 nach oben drückt.

Die einzelnen Teile der hier beschriebenen Scharnieranordnung brauchen nicht die dargestellte Ausführung aufzuweisen. Insbesondere können die Scheiben 32 durch eine einzelne Platte ersetzt werden, die Ansätze bzw. Lagerböcke mit Ausnehmungen aufweist, in die die Lagerzapfen 20 und die Lageransätze 30 eingreifen können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 Kunststoffeder angeformt ist, die aus einem abgebo- Patentansprüche: genen, biegsamen Federarm und einem mit diesem durch einen Biegesteg verbundenen Zugarm besteht.

1. Abgefedertes Scharnier, insbesondere für Es ist bekannt, ein einteilig herstellbares Scharnier Schnappschalter od. dgl., mit einem plattenförmi- 5 aus Kunststoff, dessen Schamierteile aus zwei durch gen ersten Scharnierteil aus Kunststoff, der zwei eine Gelenkrille verbundenen Scharnierplatten besteeine Aussparung umfassende, die Gelenkachse hen, dadurch abzufedern, daß in einer die Scharniertragende Lageranne aufweist und an dem eine in achse durchschneidenden öffnung ein mit der einen der Aussparung frei bewegliche Kunststoffeder Scharnierplatte verbundener Federarm und ein mit angeformt ist, die aus einem abgebogenen, bieg- io diesem durch einen Biegesteg verbundener, mit der samen Federarm und einem mit diesem durch anderen Scharnierplatte zusammenhängender Zugeinen Biegesteg verbundenen Zugarm besteht, arm untergebracht werden, wobei der den Federarm dadurch gekennzeichnet, daß die mit mit dem Zugarm verbindende Biegesteg sich in einer je einem seitlichen, die Gelenkachse (18) bilden- zur Gelenkachse der beiden Schamierteile versetzten den Lagerzapfen (20) versehenen Lagerarme (14) 15 Lage befindet.