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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Scharnierteil. Von primärem Interesse
sind Scharnierteile an Fenstern oder Türen, jedoch kommt die Erfindung
auch für
andere Scharnierteile, beispielsweise an Möbeltüren, in Betracht.
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Mit
einem Scharnierteil wird ein Flügel
gelenkig mit einem Rahmen, einer Wand, einem Korpus oder dergleichen
verbunden. Zwar soll durch diese gelenkige Verbindung eine im allgemeinen
von einer Benutzerperson von Hand vorgenommene Schwenkbewegung des
Flügels
gegenüber
dem Rahmen oder dgl. vorgenommen werden, jedoch gibt es Anwendungsfälle, bei
denen die Flügelbewegung
etwas gebremst sein soll.
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So
kann beispielsweise durch schnell zu- oder aufschlagende Fenster-
oder Türflügel in Folge von
Luftzug, unbeabsichtigtem Anstoßen
usw. eine Personengefährdung
oder eine Beschädigung
anderer Gegenstände,
des Flügels
oder des Scharniers selbst ausgehen. Außerdem kann durch eine schiefe Montagelage
des Flügels
eine Tendenz des Flügels zum
selbsttätigen Öffnen oder
Schließen
verursacht sein.
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In
diesen und anderen Fällen
können
Flügelbremsen
nach dem Stand der Technik verwendet werden. Im allgemeinen handelt
es sich um Friktionsbremsen, die durch gezieltes Erzeugen von Reibung die
Flügelbewegung
abbremsen bzw. ein selbsttätiges
Ingangsetzen der Flügelbewegung
verhindern. Häufig
sind solche Friktionsflügelbremsen
mit einem Scharnierteil baulich zusammengefaßt.
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Zum
Stand der Technik ist zu verweisen auf die
EP 02 15 281 B1 und auf
die
DE 196 25 556
A1 . Beide Dokumente zeigen Scharnierteile mit eingebauten
Flügelbremsen.
Dabei ist eine Scharnierhülse oder
ein Teil der Scharnierhülse
des Scharnierteils so geschlitzt, daß durch eine Spanneinrichtung
die Scharnierhülse
oder der geschlitzte Teil verspannt werden kann, so daß sich der
Schlitz verbreitert oder verengt. Durch die Verspannung der Scharnierhülse ergibt
sich dabei eine einstellbare Friktionskraft gegenüber dem
von der Scharnierhülse
umfaßten Achsstift.
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In
einem Fall (der
EP
02 15 281 B1 ) ist die Spanneinrichtung eine in der Scharnierhülse angebrachte
und dabei den Schlitz überbrückende Schraube.
In dem anderen Dokument (der
DE 196 25 556 A1 ) handelt es sich um ein
Nockenelement, das von einer Welle mit einem Zahnrad angetrieben
ist, wobei das Zahnrad wiederum von einem weiteren drehfest an die
Flügelbewegung
gekoppelten Zahnkranz angetrieben ist. Dadurch ist die Bremskraft vom
Drehwinkel der Flügelbewegung
abhängig
und kann nur durch die Nockenform des Nockenelements vorab eingestellt
werden.
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Die
Erfindung geht aus von dem erstgenannten Stand der Technik, also
von dem in der
EP 02
15 281 B1 beschriebenen Scharnierteil mit einem Achsstift,
einer Scharnierhülse
und einer Friktionsbremse zum Erzeugen einer Bremskraft bei einer
Drehbewegung zwischen dem Achsstift und der Scharnierhülse, wobei
die Friktionsbremse durch eine Spanneinrichtung in einem Friktionskraftschluß einstellbar
ist.
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Der
Erfindung liegt dabei das technische Problem zugrunde, das Scharnierteil
nach dem Stand der Technik hinsichtlich der Bremswirkung zu verbessern.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Friktionsbremse ein zwischen der Scharnierhülse und dem Achsstift angeordnetes und
den Achsstift umgreifendes Schellenband aufweist.
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Erfindungsgemäß weist
das Scharnierteil also eine Friktionsbremse mit einem Schellenband auf.
Gegenüber
dem Stand der Technik hat das Schellenband zunächst den Vorteil, daß die Scharnierhülse selbst
nicht konstruktiv eingeschränkt
ist und nicht geschlitzt ausgeführt
werden muß.
Es kann also ohne weiteres eine besonders massive Scharnierhülse Verwendung
finden, die bei der konventionellen Lösung mit vertretbarem Kraftaufwand
kaum zu verspannen wäre.
Umgekehrt kann auch aus bestimmten konstruktiven Gründen eine
zumindest lokal eher schwache Auslegung der Scharnierhülse vorgenommen
werden, die bei der konventionellen Lösung eine Bruchgefahr nach
sich ziehen würde.
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Statt
dessen wird bei der Erfindung ein separates und vom Bauvolumen her
im allgemeinen eher unbedeutendes Teil, nämlich das Schellenband, verspannt,
um den Friktionskraftschluß herzustellen.
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Dies
kann einerseits dadurch geschehen, daß der Achsstift selbst unmittelbar
von dem Schellenband umgriffen ist. Das hat den weiteren Vorteil, daß, zumindest
bei Wahl eines vergleichsweise weicheren Materials für das Schellenband
gegenüber dem
Achsstift, der Verschleiß hauptsächlich im Schellenband
auftreten würde,
das gegebenenfalls leicht ausgetauscht werden könnte.
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Andererseits
ist es erfindungsgemäß aber auch
möglich,
zwischen dem Achsstift und dem Schellenband andere Bauteile zu verwenden,
beispielsweise ein hülsenförmiges Lagerstück, das
zur Höheneinstellung
des Scharnierteils dienen kann, wie unter anderem in der zitierten
EP 02 15 281 B1 dargestellt.
Solche Höhenjustagevorrichtungen
sind z. B. bei Eckbändern
Stand der Technik und brauchen hier nicht weiter erläutert zu
werden.
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Ein
anderes Beispiel für
eine solche Höhenverstellvorrichtung
ist beschrieben in dem Gebrauchsmuster
DE 94 20 513 U1 . Ein Eckband
für einen
Fensterflügel
weist eine Höhenverstellvorrichtung
auf für
die Vertikalpositionen des Fensterflügels bezüglich des feststehenden Rahmens.
Dazu wird ein Futterstück
in einer Gelenkhülse über einen Schraubbolzen
verstellt, wobei sich der an dem Fensterrahmen gelenkig befestigte
Lagerbolzen in dem Futterstück
abstützt.
Die Höhenverstellvorrichtung
wird durch einen Sechskantwerkzeugeingriff an dem Schraubbolzen
betätigt,
der durch eine Öffnung an
der Oberseite der Gelenkhülse
zugänglich
ist.
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Es
können
auch Beschichtungen des Achsstifts oder des Schellenbandes vorteilhaft
sein, mit denen z. B. eine erhöhte
Haft- und/oder Gleitreibung für
die Flügelbremse
bewirkt wird.
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Da
das Schellenband als "Band" gegenüber einem
massiveren Material durch seine relativ geringe Dicke eine gewisse
Flexibilität
aufweist, kann damit eine gleichmäßigere Verteilung des Friktionskraftschlusses
zwischen dem Schellenband und dem Achsstift bzw. des Andrucks eines
dazwischenliegenden weiteren Teils auf den Achsstift erzielt werden. Bei
dem beschriebenen Stand der Technik kommt es nämlich im wesentlichen zu einer
Einschränkung
des Innendurchmessers des Aufnahmelochs für den Achsstift in der Scharnierhülse in einer
Richtung. Damit tritt nur an einem kleinen Teil der an sich zur
Verfügung
stehenden Umfangsfläche
des Achsstifts ein wesentlicher Friktionskraftschluß auf. Bei
einem auch nur geringfügig
flexiblen Material wie dem erfindungsgemäßen Schellenband verteilt sich
dieser Andruck durch eine allseitige Verformung des Schellenbandes
wesentlich besser.
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Dazu
kann bei der Erfindung das Zugschlingenprinzip Verwendung finden,
bei dem ein Ende des Schellenbandes in geeigneter Weise verankert
ist und das andere Ende durch die Spanneinrichtung gegriffen ist,
so daß eine
Verstellung der Spanneinrichtung eine Straffung des Schellenbandes
und einen Zug entlang dem Schellenband verursacht. Dies wird bei
dem weiter unten diskutierten Ausführungsbeispiel deutlicher.
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Bevorzugt
richtet sich die Erfindung auf einen Schraubbolzen als Spanneinrichtung,
der ein Ende des Schellenbandes greift, vorzugsweise durchsetzt.
Eine solche Lösung
ist einfach, kompakt im Aufbau, weitgehend verschleißfrei und
leicht zu bedienen.
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Dabei
kann der gleiche Schraubbolzen in der bereits beschriebenen Weise
das andere Ende des Schellenbandes in der Scharnierhülse verankern,
z. B. indem er ein Loch in dem Schellenband durchsetzt.
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In
Zusammenhang mit dieser beschriebenen Lösung eines Schraubbolzens zum
Spannen des Schellenbandes ist eine besondere Form des Schellenbandes
günstig,
die auch im Ausführungsbeispiel noch
näher erläutert wird.
Dabei umgreift das Schellenband den Achsstift um einen Umfangsanteil
von mehr als 180°,
vorzugsweise zwischen 220° und 270°, um einen
möglichst
breit verteilten Friktionskraftschluß zu erzielen, und ist dann
in zwei geraden Endabschnitten von dem an dem Achsstift anliegenden
Teil weggeführt.
Durch die weitreichende Umfassung des Achsstifts liegen die beiden
geraden Teile (nicht notwendigerweise parallel) relativ nah beieinander,
so daß die
Friktionsbremse insgesamt in einer kompakt aufgebauten Scharnierhülse untergebracht werden
kann. Aus den gleichen Gründen
ist die beschriebene Form des Schellenbandes aber auch unabhängig von
dieser speziellen Spanneinrichtung von Vorteil.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung betrifft einen speziellen Schraubbolzen als Spannvorrichtung.
Dieser Schraubbolzen weist das Schraubgewinde nicht wie bei gewöhnlichen
Schrauben an einem Gewindeschaft mit kleinerem Durchmesser als der
Schraubenkopf auf, sondern vielmehr an einem runden Bolzenkopf,
der gegenüber
dem übrigen Bolzen
einen vergrößerten Durchmesser
aufweist. Der Bolzenkopf trägt
gleichzeitig – wie
ein konventioneller Schraubenkopf – ein Werkzeugangriffselement,
also z. B. einen Schlitz oder ein Sechskantloch.
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Der
Vorteil liegt darin, daß insbesondere
bei beengten Platzverhältnissen
und dementsprechend vergleichsweise kleinem Schraubbolzen durch
den vergrößerten Durchmesser
des Schraubgewindes ein relativ belastbares Gewinde für die Kräfte der Spannung
des Schellenbandes geschaffen werden kann. Gleichzeitig kann der übrige Schraubbolzen (im
allgemeinen gewindelos) bei kleinerem Durchmesser zur besseren Führung des
Schraubbolzens dienen, beispielsweise bei sehr kurzem Gewindebolzenkopf.
Vor allem kann der Schraubbolzenabschnitt mit kleinerem Durchmesser
auch in der bereits beschriebenen Weise zur Arretierung durch Eingriff
in ein Loch des zu arretierenden Endes des Schellenbandes dienen.
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Wie
oben erwähnt,
kommt es bei der Erfindung vor allem auf eine gewisse Flexibilität des Schellenbandes
an. Aus Stabilitätsgründen sind
hierbei vor allem dünne
Metallstreifen also Schellenbleche bevorzugt, insbesondere Stahlbänder. Solche Schellenbleche
können
vorzugsweise durch Stanzen und Biegen hergestellt werden. Diese
Techniken sind bei der Herstellung von Scharnierteilen verbreitet
und bedeuten deswegen einen geringen zusätzlichen Aufwand.
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Die
Erfindung ist jedoch nicht auf einen metallischen Werkstoff für das Schellenband
eingeschränkt.
Geeignet ist beispielsweise auch ein zugfestes und hinsichtlich
des Zugschlingenprinzips nicht zu sprödes Kunststoffmaterial. Zur
Verbesserung der Zugfestigkeit kann das Kunststoffmaterial auch
eine Faserverstärkung
oder Textileinlage aufweisen. Die Wahl eines Schellenbandes aus
einem speziellen Kunststoffmaterial erlaubt insbesondere, höhere Reibungskoeffizienten
zur Verbesserung der Bremswirkung bei relativ kleinen Spannungen
durch die Spanneinrichtung zu erzielen.
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Neben
dem Vorteil der im allgemeinen höheren
Reibungskoeffizienten zwischen einer Kunststoffoberfläche und
Metall hat diese Lösung
weiterhin den Vorteil, daß das
Schellenband aus dem im Vergleich zu Metall hinsichtlich des Abriebs
weicherem Material besteht und somit ein Verschleiß der eigentlichen
Scharnierteile vermieden werden kann. Sollte das Schellenband zu
stark verschlissen sein, so kann es leicht ausgetauscht werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben,
wobei weitere offenbarte Erfindungsmerkmale auch in anderen Kombinationen
erfindungswesentlich sein können.
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Im
einzelnen zeigt dazu:
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1 eine
schematisierte Schnittansicht in Blickrichtung der Symmetrieachse
eines Achsstifts,
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2 eine
Schnittansicht durch einen Teil des Scharnierteils aus 1 in
dazu senkrechter Blickrichtung,
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3 eine
Seitenansicht des Scharnierteils mit einem daran befestigten Winkelblech
und
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4 eine
weitere Seitenansicht des Scharnierteils, jedoch in einer 2 entsprechenden
und zur 3 senkrechten Blickrichtung.
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1 zeigt
einen Schnitt durch ein Scharnierteil 1 mit einer Scharnierhülse 2,
deren Außenumfang
im wesentlichen aus einem in einen Halbkreis übergehenden Quadrat besteht.
Konzentrisch zum Zentrum des halbkreisförmigen Außenumfangsabschnitts der Scharnierhülse 2 liegt
eine Bohrung mit einem Achsstift 1. Diese Bohrung ist an
dem dem halbkreisförmigen
Außenumfang
der Scharnierhülse 2 zugewandten
Halbkreisteil des Mantels umfangen von einem Stahlband 3 als
Schellenband, dessen einer gerader Abschnitt 6 sich von
einem Ende des beschriebenen Halbkreisstücks des Bohrungsmantels aus
tangential und dabei parallel zu einer geraden Außenkante
der Scharnierhülse 2 erstreckt.
An dem entgegengesetzten Ende des halbkreisförmigen Teils des Mantels der
Bohrung verläuft
das Stahlband 3 über
diesen Halbkreis ungefähr
180° hinausgehend noch
etwa 70° weiter,
um dann wegzuknicken und parallel zu dem zuvor beschriebenen Ende
des Stahlbandes 3 weiterzulaufen. Das zuerst erwähnte tangentiale
Ende 6 liegt in einem passenden Schlitz der Scharnierhülse 2 und
ist darin arretiert durch Eingriff eines zylindrischen Abschnitts
eines Schraubbolzens 4 durch ein Loch in dem Stahlband 3.
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Das
andere, abknickende Ende 5 des Stahlbandes 3 liegt
an dem im Sinne des Stahlbandes 3 äußeren Ende eines Schlitzes,
der deutlich breiter als die Materialstärke des Stahlbandes 3 ist.
Dieses Ende 5 weist ebenfalls ein Loch auf, durch das der soeben
erwähnte
zylindrische Abschnitt des Schraubbolzens 4 hindurchgreift.
Der Schraubbolzen 4 hat außerhalb des Stahlbandes 3 einen
Bolzenkopf 8 mit gegenüber
den Löchern
des Stahlbandes vergrößertem Durchmesser.
Dieser Bolzenkopf 8 ist mit einem Außengewinde 10 eingeschraubt
in ein Innengewinde einer für
den Bolzenkopf 8 passenden und von außen zugänglichen Bohrung der Scharnierhülse 2.
Ferner weist der Bolzenkopf 8 ein Sechskantloch 9 für einen
Sechskantschlüssel
auf.
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Dementsprechend
kann mit einem Sechskantschlüssel
der Bolzen 4 durch das Gewinde 10 des Kopfes 8 mit
einer Schraubbewegung in der in der 1 vertikalen
Richtung verstellt werden, wobei er bei einer Bewegung auf das Stahlband 3 zu
mit dem Bolzenkopf 8 das Ende 5 des Stahlbandes
in das verbleibende Übermaß des Schlitzes
für das Ende 5 hinein
mitnimmt und nach oben verschiebt. Durch die Arretierung des anderen
Endes 6 des Stahlbandes 3 in dem Schlitz der Scharnierhülse 2 ergibt
sich insgesamt ein Zugschlingeneffekt, der das Stahlband 3 mit
seinem runden und an dem Achsstift 1 anliegenden Bereich 7 an
den Achsstift 1 bzw. an eine Gelenkhülse einer Höhenverstelleinrichtung andrückt. Durch
die Flexibilität
des Stahlbandes 3 ist dieser Andruck über den gesamten dargestellten Winkelbereich
von etwa 250° gleichmäßig verteilt und
führt damit
zu einer verschleißarmen
und gut dosierbaren Bremswirkung.
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Man
erkennt in 1, daß die Scharnierhülse 2 und
damit das gesamte Scharnierteil gegenüber einer Lösung ohne Flügelbremse
praktisch nicht vergrößert sind
und, bis auf das Einfräsen
der beiden erwähnten
Schlitze, die Bohrung und das Gewinde für den Schraubbolzen 4 auch
nicht verändert
sind Insbesondere muß kein
durch eine Wand der Scharnierhülse
im dünnwandigen
Bereich um den Achsstift 1 herum durchgehender Schlitz
vorgesehen werden, der die Scharnierhülse 2 schwächen würde. Auch
die den dickeren Teil der Scharnierhülse 2 in der 1 im
linken Teil durchdringende Bohrung für den Schraubbolzen 4 könnte im
Bedarfsfall als Sackloch ausgeführt,
also an dem in 1 oberen Ende geschlossen sein.
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2 verdeutlicht
in Zusammenschau mit 1 die Lage des Stahlbandes 3 in
der Scharnierhülse 2.
Das Stahlband 3 liegt im unteren Bereich der Scharnierhülse 2.
Im rechten Bereich der Scharnierhülse 2 erkennt man
vertikal verlaufend die Aufnahmebohrung für den Achsstift 1 mit
einer Gelenkhülse 12 (vgl. 3).
In diesem Bereich befindet sich der runde Abschnitt 7 des
Stahlbandes 3. Im linken Bereich sind quasi übereinanderliegend
die beiden geraden Abschnitte 5 und 6 des Stahlbandes
zu erkennen zusammen mit der beide Stahlbänder und die Scharnierhülse 2 durchsetzenden
Bohrungen für
den dünneren
gewindelosen Abschnitt des Schraubbolzens 4. 2 zeigt
dabei, daß die
Schlitze zur Aufnahme der geraden Abschnitte 5 und 6 und
die Umfangserweiterung der Bohrung für den Achsstift zur Aufnahme
des runden Bereichs 7 des Stahlbandes 3 nach unten
hin durchgehen, so daß das
Stahlband 3 leicht nach unten herausgezogen werden kann, wenn
der Schraubbolzen 4 aus den Bohrungen herausgenommen worden
ist. Das erleichtert die Montage und ein evtl. späteres Ersetzen
des Stahlbandes 3.
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Im übrigen ist
die in 2 in der linken oberen Ecke des dargestellten
Ausschnitts erkennbare Ansatzstruktur an der Scharnierhülse 2 dazu
vorgesehen, die dargestellte Scharnierhülse 2 an dieser Stelle
durch einen Taumelniet mit einem Montageblechstreifen des Scharnierteils
zu verbinden. Die beiden Kerben am Fußpunkt des Ansatzes dienen dabei
zur Aufnahme des beim Taumeln weggedrückten Materials.
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Des
weiteren zeigen die
1 und
2 eine Rille
11 in
dem Mantel der Bohrung für
den Achsstift
1 zwischen den beiden geraden Schenkeln
5 und
6 des
Stahlbandes
3, und zwar in beiden Figuren genau links von
der Achsstiftbohrung liegend. Diese Rille
11 dient zum
Einführen
eines Dreharretierungsstiftes der bereits erwähnten Gelenkhülse
12 des
Achsstiftes
1. Dies hat mit der an sich vorbekannten Höhenverstelleinrichtung
des Scharnierteils zu tun, zu der zunächst verwiesen wird auf das
Gebrauchsmuster
DE
94 20 513 U1 , dessen Offenbarungsgehalt hier mitinbegriffen
ist.
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In
dem hier dargestellten Fall ist diese Höhenverstelleinrichtung des
Scharnierteils jedoch gegenüber
dem zitierten Stand der Technik geringfügig abgeändert. 3 zeigt
im oberen Bereich der im Schnitt dargestellten Scharnierhülse 2 die
Gelenkhülse 12 des
Achsstiftes 1. Diese Gelenkhülse 12 ist durch eine Öffnung an
der Oberseite der Scharnierhülse 2 zugänglich und
mit einem Sechskanteingriff betätigbar.
Dazu weist sie ein Außengewinde
auf, das in einem Innengewinde der Scharnierhülse 2 geführt ist.
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Ein
unterer Fortsatz 13 der Gelenkhülse 12 trägt an seiner
Unterseite eine pfannenähnliche
Anlagefläche
für die
Oberseite des Achsstifts 1. Der Achsstift 1 selbst
ist im unteren Bereich der 3 nur leicht
angedeutet, innerhalb der Scharnierhülse 2 jedoch nicht
eingezeichnet.
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Ferner
ist die bereits erwähnte
Rille 11 entlang der Bohrung für den Achsstift 1 zu
erkennen, in die der Dreharretierungsstift (nicht gezeichnet) der Gelenkhülse 12 in
der 3 auf der Hinterseite der Gelenkhülse 12 eingreift.
Um die Gelenkhülse 12 in die
Scharnierhülse 2 einführen zu
können,
ist diese Rille 11 notwendig.
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Der
Unterschied zu dem zitierten Stand der Technik besteht also darin,
daß die
Gelenkhülse 12 bei
diesem Beispiel den Achsstift nicht umgreift, sondern lediglich
eine im wesentlichen horizontale Anlagefläche für den Achsstift 1 bietet,
gegenüber
der sich der Achsstift 1 drehen kann. Eine Höhenverstellung
der Gelenkhül se 12 und
damit dieser Anlagefläche
erlaubt gleichermaßen
die erwünschte
Höhenjustage
des Scharnierteils.
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Die 3 und 4 zeigen,
daß die
Scharnierhülse 2 an
einem Winkelblech 15 des Scharnierteils befestigt ist.
Auf die weiteren Einzelheiten der Scharnierhülse 2, ihrer Befestigung
an dem Winkelblech 15 und des Winkelblechs 15 wird
hier nicht weiter eingegangen, weil es sich insoweit um konventionelle
Strukturen handelt.
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Die 3 und 4 dienen
im wesentlichen dazu, die Einbautage der erfindungsgemäßen Flügelbremse
zu verdeutlichen. Dazu zeigt 4, die eine
gegenüber 3 senkrecht
gesehene Seitenansicht darstellt, im unteren Bereich der Scharnierhülse 2 den
Kopf 8 des Schraubbolzens 4 in Draufsicht. Auf
der gleichen Montagehöhe
ist in 3 eine kleine Bohrung 14 in der Scharnierhülse 2 eingezeichnet.
Diese in der Schnittdarstellung in 3 erkennbare
Bohrung entspricht dem in 1 in der dazu
senkrechten Schnittdarstellung erkennbaren Durchtritt von der Bohrung
für den
Achsstift 1 in den Bereich des Schraubbolzens 4,
also gewissermaßen der
Fortsetzung der Rille 11 auf der Höhe des Schraubbolzens 4.
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Insgesamt
zeigen die 2, 3 und 4,
daß die
erfindungsgemäße Flügelbremse
vorteilhafterweise im unteren Bereich der Scharnierhülse 2 angeordnet
ist. Dies hat vor allem den Grund, daß hierbei die zur Aufnahme
des stählernen
Schellenbandes 3 notwendigen Schlitze nur über eine
relativ kurze Strecke von der endgültigen Montageposition des
Schellenbandes 3 ausgehend nach unten verlängert sein
müssen,
wie in 2 gezeigt.