DE1805267C3 - Abgefedertes Scharnier aus Kunststoff - Google Patents

Description

Die r.ifindung bezieht sich ;tuf ein abgefedertes Scharnier, insbesondere lui Schnappschalter oder ande-re Gegenstände mit drehbar gelagerten Schnappteilen, mit einem plattenförmigen ersten Scharnierteii P5 aus Kunststoff, der 7wc'- eine Ai:;:-spa.rui:;: umfassende. die Gclcnkⁿchse tragende L;igeraum, aufweis! und an dem eine in der Aus'pnrunf frei bewegliche Kunststoifeder angeiorm; is:, di- aus euiem abgeo.'-genen. biegsamen Federarm und einem mit diesem durch einen Biegesieg verbundenen Zugann besteht.

Es ist bekannt, ein einteilig herstellbares Scharnier aus Kunststoff, dessen Scharnierteile aus zwei durch eine Gelenkrille verbundenen Scharnierplatten bestehen, dadurch abzufedern, daß in einer die Schanze;-achse durchschneidenden Öffnung ein mit der einen Scharnierplaue verbundener Federarm und ein mit diesem durch einen Biegesieg verbundener, raü eier anderen Scharnierpbiv zusammenhängender Zugarm untergebracht werden, wobei der den Federarn: mil dem Zugarm verbindende Biegesteg sich in einer zur Gelenkachse der beiden Scharnierteile versetzten Lage befindet.

Der !Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Scharnier dahingehend zu verbessern, daß die Kunststofieder in der Schließiage in Vorspannung gehallen ist. In Verbindung damit soll die Möglichkeit geschaffen weiden, ein solches Scharnier zur Abfederung \on drehbar gelagerten Teilen verwenden zu können, damit sie ihre Drehbewegung mit federnder Schnappwirkung ausführen können.

Diese Aufgabe wird bei einem Scharnier der eingangs erwähnten Ausführung dadurch gelöst, daß die je mit einem seitlichen, die Gelenkachse bildender, Lagerzapfen versehenen Lagerarme verlängert sine und an ihren freien Enden je eine Lagerpfanne aufweisen, an denen sich seitlich an dem freien Ende des Zugarms angeordnete Lageransätze in leicht vorgespannter Lage des Federarms abstützen, und dm'.! die Lagerzapfen und die Lager;:nsätze in Lageröf: ■ r.ungen des zweiten Scharnierteils schwenkbar geh; gen sind.

Vorzugsweise besteht der /weite Scharnierteii Zuzwei den ersten Scharniertei! beidseitig einfassende·; starren Scheiben, welche ai'ßc! je einer mittüi ü Lageröfinung randnahe Lageröffnungen ::urw ·.·.■·<. in die der Zugarm mit seinen auswar!- r; >Λ Lageransätzen eingreif;. Sind üv: den zweiter. >.c'v:;·- nierteii bildenden, starren Scheiben drehbar geiaht:'. m> kann der erste Scharnierteii ortsfest angeordnet sein, su daß sich die ihn einfassend, r. Scheiben ·ηΛ federnder Schnappwirkung drehen können. Verbißben die der ersten Scharnierlei! einfassenden starren Scheiben ortsfest, so kann der ervt.e Scharniertei', ;üi diesen Scheiben mit Schnappwirkung in unterschied liehe Drenstellungen gebracht werden.

Weitere Merkmale de» abgefederten Scharnie -. nach dei Erfindung ergeben sicn aus den Untoransprüchen.

Die Zeichnung zeigt Bespiele für die Ausführurg des federnden Kunststoffscharniers nach der Erfindung, und zwar zeigl

Fig.! eine schaubildliche Ansicht eines solchen Scharniers,

Fig. 2 bis? Längsschnitte durch das Schamiei nach d'r 1 inie \-A ir ¹ _ ; in unterschied"!!, her. Sielhi^rHvn de- ietk-inuen Vfuinr ■ teils und

1- 'ι υ,, ό his * uleichüi'tigi. Längsschnitte in i!üU^rschieiilichen Stellungen bei einer abgeänderten Aiisführuiic des Scharniers.

Das .-»charnici nacii ' ; μ i besteht aus zwei Teilen 10 und 11. Das erste Scharnierteii 10 ist durch eitu Platte 12 gebildet, die in ζ\·-»·^: -ine Aussparung unifassende Lagerarme 14 und einen Schaft 16 ausgeformt ist. Die Platte 12 weist eine Gelcnkachse 18 auf, die di'rch an den Außenseiten der Lagerarme 14

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wSdT ΰ, ^gS^Chr ^" ^l!"^gendL ^--P- ^ wird die Plane in der Drehriehtune des Uhrzei^.s

f ■ τ· r'mel S" Jr ?" Λ"^¹"^ ^'^^ ^r. um die Gelenkachse 18 «dreht. F i S. 3 zeigt 'die

Km^nffriT 5^{rUndllme 23} -^n!eii:i -^^rmte der Stelle nach F i _S. 2. Der Federarm 22 wird

kuns^toiteuer. die aus eincTi von rii»r di,,. _;λ , ... ,- . ° . . _ . ,

gebogenen Federarm 22 und einem mit t-i'Vd^ '" "T* " ^"^ ^" ^{UdenKaChse 18 geblV}

^^{6 VCrbundei}^^{n Zu}^— -^'besteht! "ΐη dics,m Zusammenhang ist die Linie 40 zu be-

,,-P^lT ^{ISl S}° ^UUS=^eh|!deI ^ - ivzüglich achten, bei der es sich um eine gedachte Linie han-

t^L.ΧΙ} η ^{e s}P^annun^^f.^r^ Lnge einzunehmen de!:, in deren Richtung der auf den Zugarm 25 aus-

^^■hS, h τ^'™"^ ^{LagJ if: :n Γι}-^{: !}° ^l-^üü!i'-- ^Z^ ¹^- Bei der Stellung nach F. _a. 2 lieet

HiVV^ R? Limen angedeutet. In dieser lage die Linie 40 .^erheblichem Ahstind von der Lace'r-

s^iUL. der Federarm22 mn einer durch die Gelenk- aeh,e 18. Bei Bewein« der Platte 12 in die Stel-

^dr;" snir₇ ηW ι² , ^{Grundlinic 23} ^I-gf--n Ebene lun* nach F i e. 3 verkleinert sich der Abfand zwi-

o", 7 f,^C _a ?- ^{em schin der} Zuckraftlinie 40 und der Gelenk,chse 18.

_n. H, .f,-,™ ~ ^w.^{e!St an} ^"^lim freien Ende eine 15 doch verbleibt die Zuckraftlinie 40 dabei zunächst

I ,L iutr.se _8 auf, die durch axial fluchtende, aus- noch oberhalb der Gelinkachse 18. Dabei wirkt sich

* ,rtb ratende Lageransätze 30 des Zugang gebildet die Fede- ..ngskraft im Federarm 22 noch gegensinnig

"_n„ ■ „ . . zur Drehrichtunu des LMirzeieers und im Sinne der

Ua. .wei.e Scnarnieneil II besteh; gemäß H₂. ] Wiederhersteliune der Lage nach Fig. 2 aus. .λ.·, t.ncrplärren_ kreisförmigen Scheibe 32. die eine 20 Kommt nun die "Platte 12 in die Laee nach F ic. 4. "_r: r,7h⁸ ■ -^{g 3 aufwcisl und in der Nähc} ^° verläuft die Zugkraftlinie 40 durch die Gelenk-I, .^ Kandes mit einer Mehrzahl von Lageröffnun- ach^e 18. so daß die Zuüwirkung des Federarms 22 7,1 ^t-^r,^Sl-^nen.^Ist· ^dle samtlicii in gleichem Ab- vorübergehend ausgeschaltet ist." In dieser Stellung "it „_rT· ι ^{Γ m}"^tlc^" Lageröffnung 33 Siegen. In befind_er>ich die Platte 12 in labilem Gleichgewicht", l·. ™ Λ β u ^AusfuhrunS ^des Scharniers besteht 25 Wird sie nunmehr mit ihrem Schaft 16 in der Dreh-' i } h ^5c„^{rnierteu ll} jedoch aus zwei derarii- richtung des Uhrzeigers weitereedreht. so kommt die ^r pi«, ^Ciⁿ-> u r°Ü, ^{en dlC an der} anderen Seite Zu-kraftlinie 40 auf die andere Seite der Gelenk-Mi, , ¹-.^be _A ^fmd'¹^ Kre.sscheibe nicht darge- achse J8. wodurch eine federnde Vorspannung entsteinst, um die Ausfuhrung des ersten Scharnierteils steht, die die Platte 12 mit ihrem Schaf; 16 in die lu nesser sichtbar ?u machen. Die Lage-zapfen 20 30 Stellung nach Fig. 5 zu drehen sucht. In dieser Steipassen 1,11 die mittleren Lageröffnungen 33 der Schei- lung ieet sich der" Federarm 22 an den Zugarm 25. i-n J-. uie zylindrischen Lageransätze 30 passen in wodurch dann die Drehung in dieser Richtunc be-Uic randnahen Lageröffnungen 34 der Scheiben 32. iire.m ist. Der Federarm 22 ist am meisten durchcei )ie beiden Scheiben 32 sind miteinander starr in sol- bone η. wenn die Zugkraftlinie 40 mit der Gelenkig /Tt ^^erbunden' ^{daß Slch d}'e Lageröffnungen 35 achse 18 gemäß F i g. 4 zusammenliest, während die *!'!, ^{Un r Scheibcn fllic}htend gegenüberüe- Biegung des Federarms bei der Bewegung in die Stel ^lte;^. . lung nach F ig. 5 nachläßt, wobei der Federarm 22

Die Lagerarme 14 der Platte 12 sind über die etwa in '■eine entspannte Lace zurückkehrt, die in

Lagerzapfen 20 verlängert und an ihren freien Enden F i g. 2 mit gestrichelten Linien kenntlich gemacht ist.

mir Lagerpfannen 36 versehen, an denen sicr. die 40 Die wesentliche Bedingung dafür, daß'das Sei u-

Lagcransätze 30 abstützen können, um hierdurch die nier in der beschriebenen Weise gemäß F i g. 2 t-sS

Drehung der Platte 12 um die Achse 18 im Gegen- funktioniert, bestem darin, daß die Scheiben 32 die

sinn zur Drehrichtung des Uhrzeigers zu begrenzen Gclcnkachse 18 von der Drehachse 28 in einem \b

Dic-«e Wirkung der Lagerpfannen 36 ist aus F i g. 2 stand halten, der kleiner als der Abstand zwischen

am besten erkennbar. Wenn die Pla'te 12 in der dort 45 der Drehachse 28 und dem Bicgestcg 26 ist. Der Ab-

dargcstelli-ϊη Lage ist und die Lagerzapfen 20 und stand zwischen den Achsen 18 und 28 muß also Kui

aie Lageransätze 30 in die beiden mittleren Lageröff- zer als der Zugarm 25 sein.

nungen 33 und in zwei randnahe Lageröfinungen 34 Is₁ daaegen^dc! Zugann 25 kürze- als der Abstand

■_■.·· Seheiben 32 eingreifen, sind die Länge des Zug- zwischen den Achsen 18 ind 28, so entsteht die

arms 2r und der Abstand zwischen den Lageröff- 5° diüch Γ i g. 6 bis 9 kenntlich gemachte, abweichende

nungen 33 und 34 derart, daß der Feaeram 22 e-iuas Fedciungswirkung. Bei dieser Ausführung des Schar-

gegen die Lagerzapfen 20 vorgebogen ist. Dabei ist üiers ist die !edcrung nur in einer Richtung wirksam

der Federarm 22 bestrebt, nach aufwärts und rechts und wj_rd nicht /oitweilig ausgeschalte;, ιΐπΓ au-cliiic-

zu ledern imd auf die vordere Drehachse 28 über den ßend in eine geginsinnige Federungswirkung überzu-

/ugarm 25 einen entsprechende!! Zug auszuüben. 55 >.'ehen. In der'Sk-Hung nach Ti g. 6 ist die entspannte

Diese lcicnte Spannung des Federarms 22 sucht die Lage ties Federarm:, 22 wieder in gestrichelten

I latte 12 11: der in I· 1 g. 2 dargestellten Lage zu hai- Linien angedeutet. Die Platte 12 ist hier ebenfalls mit

•en und sichert ihren Verbleib in dieser Lage. ilmi: Lagerarmen 14 um eine Gclenkachsc 18 mit

Die weitere Auswirkung dieser Federung ergibt Lagerzapfen 20 drehbar. Der Zugarm 25, der hiei ersieh aus den unterschiedlichen Stellungen dei Teile -c sichtlich kurzer ist als der Abstand zwischen den nach 1 ig. 3 bis 5. Bei der h.erdurch Kenntlich cc- Achsen 18 und 28, ist auch hier mit dem Federarm machten Ausbildung is·, die Platte 12 unter der 22 durch einen Biegesteg 26 verbunden, und die auf louerwirkiing in zwei Stellungen beweglich, von de- den Zugarm 25 übertragene Zugkraft liegt in Rieh· nen die eine in Fig. 1 ..:-i 2. die andere Stellung in timg der gedachten Linie 40. Wird die Platte 12 mit I 1 g. - dargestellt ist, bei der eine Drehung der Platte S5 ihrem Schaft 16 aus der Stellung nach F i g. 6 in de; um fa-! 18(Γ stattgefunden hat. Die Platte 12 ist an Drehrichtung des Uhrzeigers in die Stel Fung nach den Scheibcn 32 um die Gclenkachse !8 drehbar. F i g. 7 gedreht, so wird der Federarm 22 bis in die Wird der Schaft 16 der Platte nach unten gedruckt, F.bene der Lagerarme 14 gebogen, wobei aber die

Zugkraftlinie 40 auf der gleichen Seite der Gelenkachse 18 verbleibt. Bei weiterer Drehung di.r Platte 12 in die Lage nach F i g. 8 wird der Federarm 22 zusätzlich durchgebogen, wobei er auf die andere Seite der Geienkachse 18 kommt, während die Zugkrafllinic 40 weiterhin auf der gleichen Seite der Gelenkachse 58 verbleibt. Bei noch weiterer Drehung der Platte 12 in die Lage nach F i g. 9 wird der Federarm 22 zusätz.l'ch 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 Zugkraftlinic 40 die Gelenkachse 18 nie schneidet, ist die Pi.itte 12 ständig gegensinnig zur Drehrichlung des Uhrzeigers federnd vorgespannt bezüglich der Scheiben 32, wobei die Vorspannung mit zunehmender· Drehung der platte um die Gelenkachse 18 ansteigt.

Die beiden unterschiedlichen Scharnieraiisführungen nach der Erfindung können durch Drehmomentbezeichnungen erläutert werden, wenn man davon ausgeht, daß die Scheiben 32 eir<" nach links gerichtete Kraft auf die Lageransäue 30 längs dci Zugkraftlinie 40 ausüben und daß diese nach links genchteie Kraft auf die ganze Platte 12 di.-■: h -.k¹·.-. Federarm 22 übertragen wird. Das Drehmoment >n jeden; vurgegeb-nen Punk; ist das Produkt au- dem senkrechten Abstand der Gelenkachse 18 von der Zugkraftlinie 40 und der von dem Zugarm 25 auf die Scheiben 32 ausgeübten Kraft. Kommt di-: Platte 12 in die Stellung nach Fig. 3, so ist die^cf- Kran durch die zusätzliche Biegung des Federarms v^r^roßer!. aber der senkrechte Abstand der Zuukraftiinie 40 von der Geicnkachse 18 hat s,Lh verkleiner;. s.> da!?. das Produkt größer oder kleiner als in Fig. Z ist. In der Stellung nach F i g. 4 ist jedoch der Abstand der Gelenkaense 18 von der Zugkraftlinie 40 gleich Null. so daß auch das Drehmoment selbst gleich Null ist und labiles Gleichgewicht herrscht In der Vellung nach F ig. 5 weist die Geienkachse 18 mieder einen Abstand von der ZugkrüHiinie 40 auf. -«""> 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'C.'ί ^κ;«^l1 durchschreitet die Zugkraillinie 40 ■ni-niai·- die Gelenkachse 18. so daß das Drehmoment stets tiί<_ deiche Ric^Umg hat und die Platte 12 ständig gegen-Mtinig /\\T Drehrichtung des Uhrzeigers um die Ge- _ lenkachse 18 federnd vorgespannt iM

Auf der Grundlage der Anordnung nach Fit' ! his 5 kann durch eine geringe Änderung einzi-liier Teile der Anordnung ein »Ein-Aus^-Schu_:.. ι hergestellt werden, dessen »F,in«-Slellung aus eine: Mehr-'/aiii uip. verschiedenen um die Schuhen 32 \cneill lieccnden Stellungen ausgewählt werden kann. Gemäß F j g. 1 ist der Zugarm 25 derart gegabelt. UaB die Lageransätze 30 mit einwärts gerichUMcm Druck negeneinander bewegt werden können. Die äußeren Enden der Lageransätze 30 werden halbkugelig aus gebildet, und die sie aufnehmenden randnahen I aixr ."ifTnunci"" 34 werden durch halbk^gcügc V^rtijluii- ;jen ersetzt. Beim Zusammenbau der Platte 12 >vn den beiden Scheiben 32 greifen dann die Lagern pfen 20 wie sonst in die mittleren Lageröffnungen 33 ■'in. aber die Lageransätz.e 30 werden in zwei sich gegenüberliegende Lageröffnungen 34 eingerastet. Die Lageransätze 30 können aus jeder beliebigen Einraststcllung an den Drehscheiben 32 in die beni.ch-2; harte Einrasts'.ellung gebracht werden, wobei nur tin entsprechender Druck auf den Schaft t6 der Platte 12 T.v.geüb; zu wcden brajcht. Lktmden sich die Tcik /. B. in der Stellung nach Fi g. 2. so können die Lageransätze ?0 im Gegensinn der DrehrichUiiig cV^ \ ^:hrzeigers in die nächste Einraststellung gebracht ".erden, wenn man einen aufwärts gerichteten Druck au! das rccl.'.c Ende des Schaftes 16 der Platte 12 ausübt. Befindet sich die Platte 12 in der ir> Γ ^; ■ ί d:irge^c-tellten lage, so können die Lageransäi.·...· 30 in die in Drehrichtung des Uhrzeigers benachbarte Einraststcllung dadurch gebracht werden, daß m;üi das nun auf der linken Seite der Drehachse befindliche äußere F.nde der Platte 12 nach oben diÜLkt.

Die einzelnen Teile der hier beschriebenen Scharnieranordnung braucrie» 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 Laseransätze 30 eingreifen können.

Hierzu i Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Abgefedertes Scharnier, insbesondere für Schnappschalter od. dgl., mit einem plattenformi- -3 gen ersten Scharnierteil aus Kunststoff, der zwei eine Aussparung umfassende, die Gelenkachse tragende Lagerarme aufweist und an dem eine in der Aussparung frei bewegliche Kunststoffeder angeformt ist. die aus einem abgebogenen, biegsamen Federarm und einem mit diesem durch einen Biegesteg verbundenen Zugarm besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die mit

je einem seitlichen, die Geler.kachse (18) bildenden Lagerzapfen (20) versehenen Lagerarme (14) verlängert sind und an ihren freien Enden je eine Lagerpfannc (36) aufweisen, an denen sich seitlieh an dem freien Ende des Zugarms (25) angeordnete Lageransätze (30) in leicht vorgespannter Lage des Federarms (22) abstützen, und daß die Lagerzapfen (20) und die Lageransätze (30) in Lageröffnungen (33. 34) des zweiten Scharnierteils (11) schwenkbar gelagert sind.

2. Abgefedertes Scharnier nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schar- as niertcil (11) aus zwei den ersten Scharnierteil (10) beidseitig einfassenden starren Scheiben (321 besteht, welche außer je einer mittigen L ^eröffnung (33) randnahe Lageröffnungen (34) ^ul'weisen. in die der Zugarm (25) mit seinen auswärts ragenden Lageransätzen (30) eingreift.

3. Abgefedertes Scharnier nach Anspruch ! oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Federarm (22) in seiner entspannten Lage mit der Hauptfläche des ersten Scharnieneils (10) einen spitzen Winkel einschließt.

4. Abgefedertes Scharnier nach einem der An-Sprüche! bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Lagerzapfen (20) der Lagerarme (14) und den Lagerpfannen (36) kici- 41* ner ist als die Zugarmlänge.

5. Abgefedertes Scharnier nach einem der An-Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ahstand zwischen den Lagerzapfen (20) de Lagerarme (14) und den Lagerpfannen (36) größer ist als die Zugarmlänge.

6. Abgefedertes Scharnier nach einem der An-Sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugar.ii (25) der Kunststoffeder U-förmig ausgebildet und nach seinem freien Ende hin offen ist.

7. Abgefedertes Scharnier nach einem der An-Sprüche 1 bis f>. dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Kunststoffeder aus thcrmoniastischcm Kunststoff, insbesondere aus Pohnropyleri. besteht.