DE19854493A1 - Vorgespanntes Doppelkulissenscharnier - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Scharnier zum Gegeneinanderverschwenken zweier Bauteile, insbesondere zur schwenkbaren Anbringung eines Türflügels einer Duschabtrennung, mit einem ersten Scharnierabschnitt, der drehbar in einem zweiten Scharnierabschnitt gelagert ist, wobei der erste Scharnierabschnitt einen Scharnierbolzen (12) und der zweite Scharnierabschnitt ein Gehäuse (1) zur Aufnahme des Scharnierbolzens (12) aufweist; der Scharnierbolzen (12) im Gehäuse (1) der über einen gerichtet vorgespannten Kulisseneingriff (13) geführt wird, bei dem mindestens ein mit dem Scharnierbolzen (12) drehfest verbundenes Eingriffsbauteil (4) in mindestens eine mit dem Gehäuse verbundene Kulisse (13) eingreifen kann; und wobei mindestens ein Vorspannelement (5) ein Eingriffsbauteil (4) zum Eingriff in eine Kulisse (13) drängt. Hierbei sind mit dem Scharnierbolzen (12) zwei Eingriffsbauteile (4) drehfest verbunden, die durch ein Vorspannelement (5) vom Mittelbereich des Scharnierbolzens (12) weg zum Eingriff in zwei an den Längsenden des Gehäuses (1) vorgesehene Kulissen (13) gedrängt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Scharnier zum Gegeneinanderverschwenken zweier Bauteile, insbesondere zur schwenkbaren Anbringung eines Türflügels einer Duschabtrennung mit einem ersten Scharnierabschnitt, der drehbar in einem zweiten Scharnierabschnitt gelagert ist. Zu diesem Zweck weist der erste Scharnierabschnitt einen Scharnierbolzen und der zweite Scharnierabschnitt ein Gehäuse zur Aufnahme des Scharnierbolzens auf, wobei der Scharnierbolzen im Gehäuse über einen gerichtet vorgespannten Kulisseneingriff geführt wird, bei dem mindestens ein mit dem Scharnierbolzen drehfest verbundenes Eingriffsbauteil in mindestens eine mit dem Gehäuse verbundene Kulisse eingreifen kann. Dabei drängt mindestens ein Vorspannelement ein Eingriffsbauteil zum Eingriff in eine Kulisse.

Ein solches gattungsgemäßes selbstschließendes Scharnier ist aus dem deutschen Gebrauchs­ muster Nr. 90 02 749 U1 bekannt. Bei diesem Scharnier ist eine Kulisse vorgesehen, die um den Schwenkbolzen des Scharniers herum angeordnet ist. Ein hohlzylindrischer Kulissen­ stein, der über den Schwenkbolzen geschoben wird, weist eine zu der Ausbildung der Kulisse passende Ausformung an seinem der Kulisse zugewandten Ende auf. Eine Feder spannt den Kulissenstein in Richtung der Kulisse vor.

Nachteiligerweise sind mit solchen bekannten Scharnieren nur relativ geringe Vorspannungen und damit auch geringe Schließkräfte realisierbar. Die Feder kann als Vorspannelement immer nur so stark zusammengedrückt werden, daß der Kulissenstein die Kulisse noch ohne weiteres verlassen kann und es ist darauf zu achten, daß durch die Federkraft keine zu hohe Flächenpressung zwischen Kulissenstein und Kulisse entsteht, damit eine zu hohe Reibung und möglicherweise ein Sperren oder Knarren verhindert werden kann.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Scharnier zur Verfügung zu stellen, das die oben genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere sollen hohe Schließkräfte verwirklicht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Scharnierbolzen zwei Eingriffsbauteile drehfest verbunden sind, die durch ein Vorspannelement vom Mittelbereich des Scharnierbolzens weg zum Eingriff in zwei an den Längswänden des Gehäuses vor­ gesehene Kulissen gedrängt werden.

Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß die Vorspannkraft auf zwei Kulisseneingriffe gleichmäßig verteilt. Diese Kulisseneingriffe nehmen dabei jeweils vorzugsweise die Hälfte der Vorspannkraft auf, die nun auf zwei Ebenen verteilt ist. Hierdurch entstehen naturgemäß auch halbierte Flächenpressungen und höhere Schließkräfte können realisiert werden, ohne daß die verwendeten Materialien zu stark beansprucht werden.

Mit der Erfindung können demgemäß beispielsweise Scharniere zur schwenkbaren An­ bringung eines Türflügels einer Duschabtrennung, jedoch auch Scharniere für andere Zwecke bereitgestellt werden, welche bei einem einfachen Aufbau relativ hohe Schließkräfte und damit ein sicheres Verschließen gestatten. Die vorliegende Erfindung ist allgemein anwendbar auf Scharniere zum Gegeneinanderverschwenken zweier Bauteile, insbesondere auch zur Halterung von Türflügeln, Fensterflügeln oder dergleichen bei Möbelstücken, bei der Anbringung solcher flacher Bauteile an Gebäudeabschnitten oder an anderen flachen Abschnitten, beispielsweise anderen Türen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Scharnier bezüglich seiner Längsmittelebene im wesentlichen symmetrisch aufgebaut. Hierbei wird nunmehr ein sehr einfacher Aufbau zur Verfügung gestellt, der eine im wesentlichen exakte Halbierung der Flächenpressungen gestattet. Ein solcher symmetrischer Aufbau reduziert auch die Bauteilvielfalt, was sich wiederum günstig auf die Gesamtkosten für das erfindungs­ gemäße Scharnier auswirkt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind beim erfindungsgemäßen Scharnier die Kulissen an Steuerscheiben vorgesehen, die an den Stirnenden des Gehäuses angeordnet sind. Solche Steuerscheiben, die als einregelbare Kulissenscheiben dienen, sind im Betriebszustand fest mit dem Gehäuse des Scharniers verbunden und bilden mit ihren Kulissen denjenigen Teil des Scharniers, mit welchem die Eingriffsbauteile, die drehfest mit dem Scharnierbolzen verbunden sind, in Eingriff kommen, wenn das Scharnier sich in seiner Schließposition befindet.

Bevorzugt sind solche Steuerscheiben längsverschieblich, insbesondere in einem Gewinde im Gehäuse drehbar angeordnet und durch Feststelleinrichtungen, insbesondere an ihrem Außenumfang angreifende Arretierungsschrauben fixierbar.

Hier kommt nun ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Scharnierkonstruktion zum Tragen. Wenn die Steuerscheiben beispielsweise ein Außengewinde an ihrem Umfang aufweisen und mit diesem in einem Innengewinde des Gehäuses eingeschraubt sind, besteht eine sehr einfache Möglichkeit, die Position der Steuerscheiben auf der Längsachse des Scharniers zu verändern. Die Steuerscheiben können beispielsweise von beiden Längsenden des Scharniers näher zusammengebracht werden, wodurch die Kraft des Vorspannelements erhöht und damit auch die Schließkraft variabel eingestellt werden kann. Um eine geringere Schließkraft zu erzielen, können die beiden Steuerscheiben weiter auseinandergeschraubt werden. Auf diese Weise kann auch sehr einfach eine freie Einstellbarkeit des Öffnungs- bzw. Schließwinkels des Scharniers zur Verfügung gestellt werden. Im Betriebszustand, also nach der Einstellung und Anordnung der Steuerscheiben an der gewünschten Position, müssen diese Steuerscheiben fixierbar sein und eine solche Fixierung geschieht erfindungs­ gemäß über Feststelleinrichtungen, die insbesondere an dem Außenumfang der Steuer­ scheiben angreifende Arretierungsschrauben sein können.

Natürlich kann eine in einem Gewinde eingeschraubte Steuerscheibe, die einen Axialdruck aufnimmt, grundsätzlich durch die im Gewinde entstehende Reibung an ihrer Position verbleiben. Die Arretierungsschrauben sorgen jedoch für eine zusätzliche Sicherung; sie müssen nicht allzu stark an das Gewinde der Steuerscheiben angeschraubt werden, um dieses nicht zu beschädigen, und werden trotzdem für eine ausreichende Positionssicherung sorgen.

Die oben besprochenen Arretierungsschrauben können vorzugsweise als kurze Maden­ schrauben in Gewindebohrungen eines seitlichen Fortsatzes des Gehäuses angeordnet sein. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß solche Gewindebohrungen, die von den kurzen Madenschrauben nicht vollständig oder nur zu einem geringen Teil in ihrer Länge ausgefüllt werden, des Weiteren dafür verwendet werden können, an ihrem offenen Ende für eine Befestigung einer Scharnierwandung bereitzustehen. Diese Doppelfunktion der Ge­ windebohrungen sorgt für eine weitere Vereinfachung der gesamten Konstruktion und damit für einen einfachen Aufbau des Scharniers.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Scharniers bilden die Steuerscheiben an ihren äußeren Oberflächen den stirnseitigen Abschluß des Scharniers und weisen dort Werkzeugeingriffe auf, mittels der sie in Axialrichtung des Scharnierbolzens verschoben werden können. Diese besondere Ausführung macht die Verstellung des Schar­ niers, wie sie weiter oben anhand der Funktion der Steuerscheiben eingehend erörtert wurde, von außen möglich, ohne daß das Scharnier abgebaut oder geöffnet werden muß. Als stirnseitige Abschlüsse des Scharniers sind die Steuerscheiben von außen sehr leicht zugäng­ lich und ihre Längsposition auf der Scharnierachse kann durch den Eingriff eines Werk­ zeugs, das heißt durch ein Verdrehen der Steuerscheiben eingestellt werden, wodurch wiederum die Vorspannung des Vorspannelements geändert und der Öffnungs- bzw. Schließ­ winkel sowie die Schließkraft verstellt werden können. Solche Werkzeugeingriffe können verschiedenartiger Form sein; beispielsweise ist es möglich, zwei Eingriffslöcher bereit­ zustellen.

Die Kulissen eines erfindungsgemäßen Scharniers können als Längsnuten in den Steuer­ scheiben ausgebildet werden, die abgerundete geneigte Auslaufkanten haben. Wenn in diesem Fall die in die Kulissen eingreifenden Eingriffsbauteile Stifte sind, welche in Längs­ führungen in dem Scharnierbolzen mit einem Axialbewegungsspielraum geführt werden, können solche Längsstifte in der Schließposition des Scharniers vollständig in den Längs­ nuten einliegen, wobei sie durch das Vorspannelement in diese Position gedrängt werden. Beim Öffnen des Scharniers treten die Stifte dann in einer Drehbewegung über die abge­ rundeten Auslaufkanten aus den Längsnuten aus, wobei das Vorspannelement stärker vorgespannt wird und eine Rückstellkraft entwickelt. Sind die Stifte dann vollständig aus der Längsnut ausgetreten, ist eine Öffnungsstellung des Scharniers erreicht, bei der keine schließenden Scharnierkräfte mehr auftreten; hierbei kann beispielsweise ein Türflügel in seiner offenen Stellung belassen werden. Kommt der Eingriffsstift dann beim Schließen des Scharniers wieder durch eine Rückdrehung an den Auslaufkanten zu liegen, findet mittels der Kraft des Vorspannelements ab einem bestimmten Scharnierwinkel ein automatisches Schließen statt, bis die Stifte wieder vollständig in den Kulissen liegen.

Die oben beschriebene Funktion ist konstruktiv besonders einfach dann erzielbar, wenn die Eingriffsbauteile mittels einer als Vorspannelement wirkenden Druckfeder, insbesondere mittels einer Schraubenfeder, über Druckringe, welche den Scharnierbolzen umgreifen, in die Kulissen gedrängt werden. Die Druckringe wirken hierbei als Überträger der Federkraft auf die Eingriffsbauteile, welche vorzugsweise als Stifte ausgebildet sind.

Die Erfindung wird im weiteren anhand der beiliegenden Figur, in der eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scharniers dargestellt ist, näher erläutert. Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch das dargestellte Scharnier.

Das in der Figur im Längsschnitt dargestellte Scharnier weist ein Scharniergehäuse 1 mit einem Gehäusefortsatz 14 auf. Das dargestellte Scharnier ist bezüglich der eingezeichneten Längsmittelebene A symmetrisch und die Bauteile sind im wesentlichen nur auf der oberen Seite bezeichnet.

An seinem oberen und unteren Stirnende weist das Gehäuse, welches kreiszylindrisch aufgebaut ist, jeweils in seiner Innenbohrung über eine gewisse Strecke zur Mittelebene A hin verlaufende Innengewinde 11 auf. In diesen Innengewinden 11 sind beidseitig die Steuerscheiben 2 eingeschraubt. Diese Steuerscheiben 2 werden durch Madenschrauben 9 von der Seite her fixiert, welche in Gewindebohrungen 8 des Gehäusefortsatzes 14 einge­ schraubt sind. Im Betriebszustand sind die Steuerscheiben 2 damit in ihrer eingeschraubten Stellung fixiert.

Zusammen mit dem Gehäuse 1 und dem Gehäusefortsatz 14 bilden die Steuerscheiben 2 in diesem fixierten Zustand den Teil des Scharniers, der im weiteren als feststehender Schar­ nierabschnitt bezeichnet wird. Es ist nämlich beispielsweise möglich, den Gehäusefortsatz 14, in dem die Gewindebohrungen 8 noch teilweise freiliegen, an einer Wandung für das Scharnier über diese freiliegenden Gewindeabschnitte zu befestigen und an einem fest­ stehenden Gebäudeteil bzw. einem feststehenden Türabschnitt zu befestigen.

Der drehbare Abschnitt des Scharniers ist in der zylindrischen Bohrung des Gehäuses 1 gelagert. Er besteht aus dem Scharnierbolzen 12, der auf beiden Seiten abgesetzte Wellen­ fortsätze 3 hat, die einerseits der Führung des Scharnierbolzens 12 und andererseits der Aufnahme beispielsweise eines Türflügels dienen.

Etwas unterhalb des Absatzes zur Welle 3 weist der Scharnierbolzen 12 durchgehende, axial verlängerte Bohrungen 6 auf, die beidseitig einen Stift 4 aufnehmen, der als kreiszylin­ drisches Eingriffsbauteil dient und im dargestellten Zustand an seinen Längsenden in der Steuerkulisse 13 liegt, welche in der Steuerscheibe 2 mittig als Längsnut mit abgerundeten Auslaufkanten ausgebildet ist.

In der Figur ist also die Schließposition des Scharniers dargestellt, in welcher die Stifte 4 vollständig in der Kulisse 13 einliegen.

In der oben angesprochene Schließposition wird das Scharnier über die Druckfeder 5 gehalten, die zwischen zwei Druckringen 7 mit einer Vorspannung um den Scharnierbolzen 12 herum eingebracht ist. Die Kraft der Druckfeder 5 wird über die Druckringe 7 auf die Stifte 4 weitergegeben und drängt diese nach außen, das heißt in die Kulisse 13 hinein. Durch die Feder wird also die Schließposition des Scharniers in diesem Zustand gesichert.

Wird nun das Scharnier aus seiner Schließposition ausgedreht, beispielsweise durch das Öffnen eines an den Wellenabsätzen 3 drehfest verbundenen Türflügels, wird diese Drehung über den Scharnierbolzen 12 auf die in den Langlöchern 6 liegenden Stifte 4 weitergegeben, welche sich wegen der abgerundeten geneigten Auslaufkanten der Kulisse aus dieser heraus­ drehen und dabei eine Axialbewegung auf die Mittelebene A zu ausführen. Dadurch wird die Feder 5 über die Druckringe 7 stärker zusammengedrückt und es entsteht eine Rückstell­ kraft, da die Stifte 4, wenn sie noch nicht vollständig aus der Kulisse 13 herausgedreht sind, aufgrund der abgerundeten geneigten Auslaufkanten mit Hilfe der Federkraft wieder in die Kulisse 13 zurückkehren werden. Damit ist, solange die Stifte 4 noch nicht vollständig aus der Kulisse herausgedreht sind, gewährleistet, daß bis zu einem bestimmten Öffnungswinkel des Scharniers eine Schließ-Rückstellkraft auftritt. Hierdurch wird sichergestellt, daß eine mit einem erfindungsgemäßen Scharnier versehene Tür sich immer vollständig schließt.

Wenn die Stifte 4 sich vollständig aus der Kulisse 13 herausgedreht haben, kann eine kraftfreie Öffnungsstellung des Scharniers erreicht werden.

Da nunmehr die Funktion des Scharniers besprochen wurde, sollen die erfindungsgemäß zu erzielenden Vorteile auch anhand der dargestellten Ausführungsform erläutert werden. Das Scharnier ist bezüglich der Längsmittelebene A symmetrisch aufgebaut und weist deshalb zwei Kulissen und zwei Eingriffsstifte auf. Damit verteilt sich die von der Druckfeder abgegebene Kraft gleichmäßig auf den oberen und unteren Kulisseneingriff, so daß die aufeinander gleitenden verwendeten Bauteile jeweils nur die Hälfte der entstehenden Flä­ chenpressungen aufnehmen müssen. Dies bringt natürlich dahingehend Vorteile mit sich, daß die Bauteile mit einer vorbestimmten Festigkeit eine längere Lebensdauer aufweisen werden bzw. für eine vorgegebene Federkraft mit geringeren Abmessungen dimensioniert werden können. Ferner können wegen der Verteilung der Federkraft und der dadurch halbierten Flächenpressung ohne weiteres höhere Federkräfte, also stärkere Druckfedern, verwendet werden, wodurch höhere Schließkräfte erreichbar sind. Dies ist insbesondere bei der Gestaltung sehr schwerer Türen von großer Wichtigkeit. Da die auftretenden Kräfte verrin­ gert werden können, ist auch die Materialabnutzung geringer als bei herkömmlichen Schar­ nieren und es kann außerdem ein Knarren des Scharniers, das ansonsten bei hohen Feder­ kräften für herkömmliche Scharniere auftreten würde, vermieden werden.

Einen weiteren Vorteil bietet das erfindungsgemäße Scharnier wegen seiner freien Einstell­ barkeit bezüglich des Öffnungs- bzw. Schließwinkels, welche über die Verstellbarkeit der Steuerscheiben 2 erreicht wird. Wenn die Madenschrauben 9 gelöst werden, ist es über die Werkzeugeingriffslöcher 10 jederzeit ohne weiteres möglich, die Axialposition der Steuer­ scheiben 2 durch Ein- bzw. Ausdrehen im Gewinde 11 zu verstellen. Natürlich wird hierbei auch die Winkelposition der Kulisse 13 verändert, so daß sowohl die Einstellung der Öffnungs- und Schließpositionen als auch die Vorspannkraft der Druckfeder erfindungs­ gemäß ohne weiteres wunschgemäß eingestellt werden können.

Nach einer solchen Verstellung werden die Madenschrauben 9 wieder angezogen und das Scharnier befindet sich im Funktionszustand.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß ein erfindungsgemäßes Scharnier sehr hohe Schließ- bzw. Arretierungskräfte wegen der Verteilung der Federkraft sowie eine freie Einstellbarkeit des Öffnungs- bzw. Schließwinkels ermöglicht. Dieser Vorteil wird noch dadurch verstärkt, daß die Steuerscheiben den stirnseitigen Abschluß des Scharniers bilden und so von außen ohne weiteres zugänglich sind. Das erfindungsgemäße Scharnier gestattet somit bei einem einfachen, kostengünstigen Aufbau eine unkomplizierte Handhabung und ist universell verwendbar.

Claims (8)

1. Scharnier zum Gegeneinanderverschwenken zweier Bauteile, insbesondere zur schwenkbaren Anbringung eines Türflügels einer Duschabtrennung, mit einem ersten Scharnierabschnitt, der drehbar in einem zweiten Scharnierabschnitt gelagert ist,wobei

• - der erste Scharnierabschnitt einen Scharnierbolzen (12) und der zweite Scharnier­ abschnit eine Gehäuse (1) zur Aufnahme des Scharnierbolzens (12) aufweist;
• - der Scharnierbolzen (12) im Gehäuse (1) über einen gerichtet vorgespannten Kulis­ seneingriff (13) geführt wird, bei dem mindestens ein mit dem Scharnierbolzen (12) drehfest verbundenes Eingriffsbauteil (4) in mindestens eine mit dem Gehäuse verbundene Kulisse (13) eingreifen kann; und wobei
• - mindestens ein Vorspannelement (5) ein Eingriffsbauteil (4) zum Eingriff in eine Kulisse (13) drängt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - mit dem Scharnierbolzen (12) zwei Eingriffsbauteile (4) drehfest verbunden sind, die durch ein Vorspannelement (5) vom Mittelbereich des Scharnierbolzens (12) weg zum Eingriff in zwei an den Längsenden des Gehäuses (1) vorgesehene Kulissen (13) gedrängt werden.

2. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es bezüglich seiner Längsmittelebene (A) im wesentlichen symmetrisch aufgebaut ist.

3. Scharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissen (13) an Steuerscheiben (2) vorgesehen sind, die an den Stirnenden des Gehäuses (1) angeordnet sind.

4. Scharnier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheiben (2) längsverschieblich, inbesondere in einem Gewinde (11) im Gehäuse (1) drehbar, angeordnet und durch Feststelleinrichtungen, insbesondere an ihren Außenumfang angreifende Arretie­ rungsschrauben (9) fixierbar sind.

5. Scharnier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungsschrauben (9) als kurze Madenschrauben in Gewindebohrungen (8) eines seitlichen Fortsatzes (14) des Gehäuses (1) angeordnet sind, wobei die Gewindebohrungen an ihren offenen Ende gleich­ zeitig als Befestigung für eine Scharnierbandung dienen.

6. Scharnier nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheiben an ihren äußeren Oberflächen den stirnseitigen Abschluß des Scharniers bilden und dort Werkzeugeingriffe (10) aufweisen, mittels der sie in Axialrichtung des Scharnierbolzens (13) verschoben werden können.

7. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissen Längsnuten (13) in den Steuerscheiben mit abgerundeten geneigten Auslaufkanten sind, und daß die in sie eingreifenden Eingriffsbauteile Stifte (4) sind, welche in Längs­ führungen in dem Scharnierbolzen mit einem Axial-Bewegungsspielraum geführt werden.

8. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsbauteile mittels einer als Vorspannelement wirkenden Druckfeder (5), insbesondere mittels einer Schraubenfeder, über Druckringe (7), welche den Scharnierbolzen (13) umgreifen, in die Kulissen (13) gedrängt werden.