DE19728136C1

DE19728136C1 - Drehantriebsscharnier

Info

Publication number: DE19728136C1
Application number: DE1997128136
Authority: DE
Inventors: Erwin Hoelle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2017-07-03

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehantriebsscharnier für schwenkbare Elemente.

Es ist bekannt, schwenkbare Elemente an einem Scharnier zu lagern um die Elemente um dieses Scharnier um einen bestimmten Winkelbetrag zu verschwenken. Hierfür können Schwenkantriebe verwendet werden, zum Beispiel Gasdruckfedern oder dergleichen. Gasdruckfedern haben den wesentlichen Nachteil, dass sie unter Umständen undicht werden und dann der Antrieb nicht mehr gewährleistet ist. So werden zum Beispiel an Flugzeugen die Schließklappen der Gepäckräume mittels Gasdruckfedern angetrieben und es hat sich gezeigt, dass dieser Antrieb zuweilen Probleme bereitet.

Aus der DE 41 38 323 A1 ist eine langsamwirkende Drehwelleneinrichtung bekannt geworden, deren Welle drehbar ein zweites Teil lagert, welches sich relativ zum ersten Teil dreht. Derartige Drehwelleneinrichtungen sind z. B. bei verschwenkbaren Bildschirmen von Laptops vorgesehen, über welche die Schwenkbewegung gebremst wird.

Aus der DE 195 46 051 A1 ist ein Federgelenk mit Parametervorgabe bekannt geworden, bei welcher wenigstens ein Parameter zur Vorgabe der Federkraftentfaltung einstellbar ist. Das Federgelenk wird auf diese Weise programmierbar. Als Standardelement kann es preiswert in hohen Stückzahlen hergestellt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb bereit zu stellen, welcher weniger anfällig gegenüber Störungen ist und als Scharnier verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Drehantriebsscharnier gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Das erfindungsgemäße Drehantriebsscharnier hat den wesentlichen Vorteil, dass ein Scharnier mit einem Antrieb gekoppelt ist und ein einziges Bauteil bildet. Mit diesem Drehantriebsscharnier kann auf das eigentliche Scharnier verzichtet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Drehantriebsscharnier ausschließlich mechanisch betätigt wird und somit auf hydraulische bzw. pneumatische Bauteile verzichtet. Störungen aufgrund von Undichtigkeiten sind somit ausgeschlossen.

Beim erfindungsgemäßen Drehantriebsscharnier können entweder der Schwenkhebel am zu verschwenkendem Element und die Steuerhülse am ortsfesten Bauteil befestigt werden, wobei es auch denkbar ist, dass der Schwenkhebel am ortsfesten Bauteil und die Steuerhülse am zu verschwenkendem Element montierbar sind.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Steuerelement am Drehstössel befestigt und die Kulisse befindet sich an der Steuerhülse. Bei anderen Ausführungsbeispielen befindet sich die Kulisse am Drehstössel und das Steuerelement an der Steuerhülse.

Die Erfindung soll so verstanden werden, dass aus einer technologischen Umkehr stammende Varianten des Erfindungs gegenstandes ebenfalls vom Schutzumfang mit umfasst sein sollen.

Vorteilhaft wird die Kulisse von einer Führungsnut gebildet. Diese Führungsnut kann einen linearen Verlauf aufweisen, sie kann aber auch nicht linear ausgebildet sein, insbesondere progressiv oder degressiv. Bei einer besonderen Ausführungsform besitzt die Kulisse einen S-förmigen Verlauf. Bei vollständig gespannter Antriebsfeder wirkt am Anfang der Drehbewegung eine sehr hohe axiale Kraft auf das Steuerelement und dieses wird mit dieser hohen Kraft in der Kulisse bewegt. Aufgrund dieser anfänglich hohen Kraft treten auch sehr hohe Reibungskräfte auf, die die anfängliche Drehbewegung bremsen. Auf diese Weise wird das schwenkbare Element zu Beginn der Schwenkbewegung langsam verschwenkt. Mit abnehmender Federkraft (bei zunehmender Entspannung der Feder) nimmt auch die Reibungskraft auf das Steuerelement ab, so dass diese Schwenkbewegung weniger stark gebremst wird. Die Öffnungsbewegung des schwenkbaren Elements beginnt also erst langsam und wird allmählich immer schneller.

Um das zu verschwenkende Element vor Erreichen der Endstellung wieder abzubremsen, kann erfindungsgemäß die Kulisse an ihrem Ende einen gekrümmten Verlauf aufweisen, so dass die Reibung dort trotz geringer Federkraft wieder zunimmt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Führungsnut an der Innenseite der Wand der Steuerhülse sozusagen nach Art eines Innengewindes, oder als linienförmige Wandausnehmung ausgebildet. Dabei kann das Steuerelement als Stift, als Rolle oder als Kulissenstein ausgeführt sein.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Schwenkhebel mit einer Drehgabel verbunden, die drehfest und axial verschieblich den Drehstössel umgreift. Die drehfeste Verbindung kann zum Beispiel über das Steuerelement erfolgen.

Die axiale Verschieblichkeit wird dadurch erzielt, dass das Steuerelement axial verschieblich zwischen den beiden Zinken der Drehgabel bzw. in deren axialen Nut bzw. Schlitz verschiebbar ist.

Vorteilhaft ist der Schwenkhebel mit einem Fortsatz versehen, der sich in Richtung der axialen Bewegung des Drehstössels erstreckt und drehfest mit dem Drehstössel verbunden ist, insbesondere diesen umgreift. Dabei kann der Fortsatz von einem Vierkantstab gebildet werden. Dieser Vierkantstab, der in eine Vierkant-Ausnehmung im Drehstössel eingreift, kann axial in diesem verschoben werden, wird jedoch bei einer Verdrehung des Drehstössels mitgenommen.

Anstelle einer einzigen Kulisse können auch mehrere vorgesehen sein, die gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind. Bevorzugt ist die Steuerhülse aus Aluminium oder aus Stahl, insbesondere aus gehärtetem Stahl gefertigt. Auf diese Weise können sehr hohe Flächenpressungen aufgenommen werden, ohne dass Deformationen bzw. plastische Verformungen zu befürchten sind. Die Antriebskraft wird bestimmt durch die Form der Kulisse bzw. durch deren Steigung und durch die Federkonstante der Antriebsfeder, wobei die Gleichmäßigkeit der Antriebskraft über den Schwenkwinkel ebenfalls durch die Form der Kulisse sowie durch die Länge der Feder bestimmt wird. Dabei kann die Feder in einer Aufnahmehülse vorgesehen sein, die an die Steuerhülse anschraubbar ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel in einzelnen erläutert ist. Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Drehantriebsscharniers; und

Fig. 2 drei Ausführungsformen einer als Steuernut bzw. Steuerschlitz ausgebildeten Kulisse.

In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines insgesamt mit 1 bezeichneten Drehantriebsscharniers dargestellt. Dieses Drehantriebsscharnier 1 weist eine Steuerhülse 2 auf, die an ihrem einen Ende mit einem Außengewinde 3 versehen ist. Auf dieses Außengewinde 3 ist eine Aufnahmehülse 4 aufgeschraubt, in welcher eine Antriebsfeder 5, welche von einer Schraubendruckfeder gebildet ist, gelagert ist. Diese Antriebsfeder 5 stützt sich am Boden 6 der Aufnahmehülse 4 sowie an einem Kolben 7 eines Drehstössels ab. In der Fig. 1 ist die Antriebsfeder 5 in ihrer komprimierten Stellung dargestellt. Der Drehstössel 8 ist axial verschieblich und drehbar in der Steuerhülse 2 gelagert. An seinem dem Kolben 7 gegenüberliegenden Ende weist der Drehstössel 8 ein Steuerelement 9 auf, welches bezüglich der Längsachse 10 des Drehantriebsscharniers 1 radial absteht. Dieses Steuerelement 9 durchgreift die Steuerhülse 2 und greift in eine Kulisse 11, die als nutförmiger Schlitz in der Wandung der Steuerhülse 2 vorgesehen ist, ein.

Wird also der Drehstössel 8 axial in Richtung des Pfeils 13 von der Antriebsfeder 5 bewegt, dann bewegt sich das Steuerelement in Richtung des Pfeils 14 in der Kulisse 11, so dass der Drehstössel 8 zusätzlich zu einer axialen Bewegung eine Drehbewegung in Richtung des Pfeils 15 erfährt.

Der Drehstössel 8 wird von einer Drehgabel 16 umgriffen, welche aus der Steuerhülse 2 herausgeführt ist und zum Beispiel über einen Vierkant 17 drehfest mit einem Schwenkhebel 18 verbunden ist. Die Drehgabel 16 ist mit einer Längsnut 19 versehen, in welche das Steuerelement 9 eingreift. Wird also das Steuerelement 9 in axialer Richtung, dass heißt in Richtung des Pfeils 13 bewegt, so beeinflusst diese Bewegung nicht die Stellung der Drehgabel 16, da sich das Steuerelement 9 frei in der Längsnut 19 bewegen kann. Wird der Drehstössel 9 gedreht bzw. wird das Steuerelement 9 in Richtung des Pfeils 15 gedreht, also nimmt das Steuerelement 9 über die Längsnut 19 die Drehgabel 16 ebenfalls in Richtung des Pfeils 15 mit, wodurch der Schwenkhebel 18 verschwenkt wird.

Expandiert also die Antriebsfeder 5, dann wir der Schwenkhebel 18 in Richtung des Pfeils 15 verschwenkt. Zu Beginn dieser Bewegung wirkt auf den Drehstössel 8 eine relativ hohe Antriebskraft, so dass das Steuerelement 9 mit hoher Kraft in Richtung des Pfeils 13 auf die Steuerkante 20 der Kulisse 11 gepresst wird. Dies bewirkt eine relativ hohe Reibungskraft, die der Bewegung des Steuerelements 9 und somit der Drehbewegung sowohl des Drehstössels 8 als auch der Drehgabel 16 entgegenwirkt. Mit abnehmender Antriebskraft nimmt auch diese Bremskraft ab. Auf diese Weise wird bewirkt, dass der Schwenkhebel 18 zunächst langsam und dann mit zunehmender Geschwindigkeit bewegt wird.

In der Fig. 2a ist eine Abwicklung der Wandung 12 der Steuerhülse 2 dargestellt, in welcher die Kulisse 11 als lineare Führungsnut 21 ausgebildet ist. In diese lineare Führungsnut 21 greift das Steuerelement 9, welches bei diesem Ausführungsbeispiel als Kulissenstein 22 ausgebildet ist. Mit diesem Kulissenstein 22 können sehr hohe Kräfte zwischen dem Drehstössel 8 und der Steuerhülse 2 übertragen werden. Es sei angemerkt, dass unterhalb des Kulissensteins 22 ein für Längsnut 19 der Drehgabel 16 geeigneter Abschnitt vorgesehen ist, der zum Beispiel rechteckförmig ausgebildet ist. Die auf die Steuerkante 20 einwirkenden Kräfte sind bei dieser Ausführungsform wesentlich niedriger als bei Ausführungsformen gemäß den Fig. 2b und 2c, bei denen das Steuerelement 9 als Stift 23 bzw. Zapfen ausgebildet ist. Jedoch werden beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2a höhere Reibungskräfte und somit höhere Bremskräfte erzeugt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2b ist, wie bereits erwähnt, das Steuerelement 9 als Stift 23 ausgebildet. Die Kulisse 11 ist als progressiver Führungsschlitz 24 ausgestaltet, so dass zu Beginn der Bewegung eine hohe Reibungskraft und gegen Ende der Bewegung eine geringere Reibungskraft wirkt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2c besitzt der Führungsschlitz 25 einen S-förmigen Verlauf, so dass zu Beginn der Bewegung und am Ende der Bewegung höhere Bremskräfte erzeugt werden. Es versteht sich von selbst, dass anstelle von Führungsschlitzen 21, 24, 25 auch an der Innenseite der Wandung 12 der Steuerhülse 2 vorgesehene nutförmige Vertiefungen vorgesehen sein können, die von außen nicht sichtbar sind. Ebenso kann die Kulisse 11 in technologischer Umkehr am Drehstössel 8 und das Steuerelement 9 an der Steuerhülse 2 vorgesehen sein.

Ein derartiges Drehantriebsscharnier 1 bildet also sowohl das Scharnier, um deren Achse 10 das in der Zeichnung nicht dargestellte schwenkbare Element verschwenkt werden kann, und bildet gleichzeitig den Antrieb, welcher die Schwenkbewegung ausführt. Ein derartiges Drehantriebsscharnier 1 ersetzt somit zum Beispiel das Scharnier und eine Gasdruckfeder.

Claims

1. Drehantriebsscharnier für schwenkbare Elemente, insbesondere für Schließklappen von Gepäckräumen an einem Flugzeugrumpf, mit einer Antriebsfeder (5), einer Steuerhülse (2), einem von der Feder (5) axial in der . Steuerhülse (2) angetriebenen Drehstössel (8), einem in einer Kulisse (11) geführten und in Drehbewegung versetzbaren Steuerelement (9), wobei das Steuerelement (9) am Drehstössel (8) und die Kulisse (11) an der Steuerhülse (2), oder umgekehrt, vorgesehen sind, und der Drehstössel (8) drehfest aber axial verschieblich mit einem Schwenkhebel (18) verbunden ist.

2. Drehantriebsscharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (11) von einer Führungsnut oder Führungsschlitz (21, 24, 25) gebildet wird.

3. Drehantriebsscharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (11) einen linearen Verlauf aufweist.

4. Drehantriebsscharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (11) einen nichtlinearen, insbesondere einen progressiven oder degressiven Verlauf aufweist.

5. Drehantriebsscharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (11) einen S-förmigen Verlauf aufweist.

6. Drehantriebsscharnier nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (11) an der Innenseite der Wand (12) der Steuerhülse (2) oder als linienförmige Führungsnut oder Führungsschlitz (21, 24, 25) ausgebildet ist.

7. Drehantriebsscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (9) ein Stift (23), eine Rolle, ein Kulissenstein (22) oder dergleichen ist.

8. Drehantriebsscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (18) mit einer Drehgabel (16) verbunden ist, die drehfest und axial verschieblich den Drehstössel (8) umgreift.

9. Drehantriebsscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (18) mit einem Fortsatz versehen ist, dass sich der Fortsatz in Richtung der axialen Bewegung (13) des Drehstössels (8) erstreckt und drehfest mit dem Drehstössel (8) verbunden ist, insbesondere diesen umgreift bzw. in diesem gelagert ist.

10. Drehantriebsscharnier nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz ein Vierkant-Stab ist.

11. Drehantriebsscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Kulissen (11) vorgesehen sind.

12. Drehantriebsscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhülse (2) aus Aluminium oder aus Stahl, insbesondere aus gehärtetem Stahl besteht.

13. Drehantriebsscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Steuerhülse (2) eine Aufnahmehülse (4) für die Antriebsfeder (5)anschraubbar ist.