DE19920829C1

DE19920829C1 - Scharnier

Info

Publication number: DE19920829C1
Application number: DE1999120829
Authority: DE
Original assignee: Steinbach and Vollmann GmbH and Co KG
Current assignee: Steinbach and Vollmann GmbH and Co KG
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 1999-05-06
Publication date: 2000-12-28
Anticipated expiration: 2019-05-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Scharnier zur schwenkbaren Lagerung eines Bauteils, beispielsweise einer Tür, eines Fensters oder einer Klappe, an einer feststehenden Zarge. Das Scharnier umfaßt einen am schwenkbaren Bauteil zu befestigenden Scharnierlappen (4) und einen an der Zarge zu befestigenden Scharnierbock (1), an dem der Scharnierlappen (4) mittels eines Scharnierbolzens (2) schwenkbar gelagert ist. Um zusätzlich zur Schwenkbewegung eine Aushubbewegung des schwenkbaren Bauteils beim Öffnen zu erzielen, ist der am Scharnierlappen (4) angeordnete Scharnierbolzen (2) in einem Langloch (14) des Scharnierbockes (1) durch ein zwischen dem Scharnierlappen (4) und dem Scharnierbock (1) angeordnetes Getriebe (5) zwischen einer befestigungsseitigen, der Schließstellung des verschwenkbaren Bauteils entsprechenden Endstellung und der anderen Endstellung beweglich, in der das Bauteil zumindest einen Teil seiner Schwenkbewegung in die Offenstellung ausgeführt hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Scharnier zur schwenkbaren Lagerung eines Bauteils, beispielsweise einer Tür, eines Fensters oder einer Klappe, an einer feststehenden Zarge mit einem am schwenkbaren Bauteil zu befestigenden Scharnierlappen und einem an der Zarge zu befestigenden Scharnierbock, an dem der Scharnierlappen mittels eines am Scharnierlappen angeordneten Scharnierbolzens schwenkbar gelagert ist, wobei der Scharnierbolzen in einem Langloch des Scharnierbockes durch ein zwischen dem Scharnierlappen und dem Scharnierbock angeordnetes Getriebe zwischen einer befestigungsseitigen, der Schließstellung des verschwenkbaren Bauteils entsprechenden Endstellung und einer anderen Stellung beweglich ist, in der das Bauteil zumindest einen Teil seiner Schwenkbewegung in die Offenstellung ausgeführt hat.

Ein solches Scharnier ist aus der US 2,959,808 bekannt. Der Scharnierbolzen ist hierbei in einem Langloch des Scharnierbockes geführt. Parallel zu dem Langloch erstreckt sich eine Zahnstange, die zusammen mit Zahnsegmenten des Scharnierlappens ein Getriebe bildet, mit dem der Scharnierbolzen zwischen einer der Schließstellung des verschwenkbaren Bauteils entsprechenden Endstellung und einer anderen, einwärts bewegten Endstellung beweglich ist. Der Schwenkweg der mit dem Scharnierbolzen verbundenen Tür ist hierbei begrenzt, da die korrespondierenden Teile des Getriebes in dauerndem Eingriff miteinander stehen. Zwar ließe sich der Schwenkwinkel der Tür vergrößern, indem einerseits die Zahnstange verlängert und andererseits der Umfang, über den die Zähne an dem Scharnierlappen verteilt sind, vergrößert würde. In diesem Fall entstünde jedoch ein zusätzlicher Platzbedarf, insbesondere wegen der dann erforderlichen Länge der Zahnstange. Von Nachteil wäre ferner, daß sich bei der vollständig geöffneten Tür Scharnierlappen und Scharnierbolzen infolge der Aushebebewegung unnötig weit zurückziehen würden.

Eine zu große Aushebebewegung ist insbesondere dann unerwünscht, wenn das schwenkbare Bauteil, beispielsweise die Tür einer Kühlzelle oder eines Backofens oder die Zugangstür bzw. Revisionsklappe einer gasführenden Leitung, in der Schließstellung luft- und/oder druckdicht mit der Zarge verbunden sein soll. Hier ergibt sich insbesondere an der Anschlagseite des schwenkbaren Bauteils das Problem, die zwischen verschwenkbarem Bauteil und Zarge angeordnete Dichtung vor Beschädigung und Verschleiß zu schützen. Durch die Anordnung der Dichtung nahe der Schwenkachse unterliegt diese beim Öffnen und Schließen des verschwenkbaren Bauteils hohen Belastungen auch quer zur Dichtfläche, die bei den bekannten Scharnieren zu einem vorzeitigen Verschleiß der Dichtung und somit zu Undichtigkeiten führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Scharnier der eingangs genannten Art zu schaffen, welches große Aufschwenkwinkel ermöglicht, ohne daß die damit einhergehende Aushebebewegung das erforderliche Maß überschreitet, und welches daher in besonderer Weise für die Verwendung an verschwenkbaren Bauteilen geeignet ist, die in der Schließstellung mittels einer umlaufenden Dichtung luft- und/oder druckdicht mit der Zarge verbunden sind.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß am Scharnierlappen mindestens eine kreisbogenabschnittförmige Führung für einen am Scharnierbock angeordneten Führungsstift ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß wird eine Führung des Scharnierlappens nach Beendigung der Aushebebewegung auch über den restlichen Schwenkbereich in die vollständige Offenstellung erzielt, insbesondere im Bereich zwischen 90° und 180° des Öffnungswinkels. Durch das Zusammenwirken von Führungsstift und kreisbogenabschnittförmiger Führung am Scharnierlappen wird sichergestellt, daß der Scharnierbolzen im restlichen Schwenkbereich seine Stellung am außenliegenden Ende des Langloches beibehält.

Mit beginnender Öffnungsbewegung wird der mit dem schwenkbaren Bauteil verbundene Scharnierlappen in Richtung des Langloches von der Dichtfläche der umlaufenden Dichtung von der Zarge weg bewegt. Auch die anschlagseitige Dichtung wird auf diese Weise an ihrer Dichtfläche entlastet, so daß sie keinen schädlichen Belastungen, insbesondere Quetschungen und Torsionen ausgesetzt wird, die zu einem vorzeitigen Verschleiß führen. Die Aushebebewegung des schwenkbaren Bauteils wird erzielt, indem der mit dem Scharnierlappen verbundene Scharnierbolzen in einem Langloch des Scharnierbockes geführt ist und mittels eines zwischen Scharnierlappen und Scharnierbock angeordneten Getriebes mit beginnender Öffnungsbewegung aus seiner befestigungsseitigen Endstellung in eine andere, durch das Langloch vorgegebene Stellung bewegt wird. Diese Stellung ist bereits erreicht, bevor das schwenkbare Bauteil seine volle Schwenkbewegung in die Offenstellung ausgeführt hat.

Mit der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, an jedem ein Langloch für den Scharnierbolzen aufweisenden Seitenteil des Scharnierbockes einen Führungsstift anzuordnen und die zugehörige kreisbogenabschnittförmige Führung an einem separaten, das Zahnsegment enthaltenden Getriebeelement auszubilden, das auf den Scharnierbolzen aufgesetzt und unverdrehbar mit dem Scharnierlappen verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine Verringerung der Anzahl der Teile des erfindungsgemäßen Scharniers und damit eine preisgünstigere Herstellung sowie einfachere Montage.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht das Getriebe aus einer am Scharnierbock angeordneten Zahnstange und mindestens einem mit dem Scharnierlappen verbundenen Zahnsegment. Der Scharnierbolzen kann hierbei erfindungsgemäß in einer Lagerbohrung des Scharnierlappens frei drehbar angeordnet sein.

Obwohl auch andere Ausbildungen des Langloches, beispielsweise bogenförmige denkbar sind, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Langloch geradlinig ausgebildet und rechtwinklig zur Anschraubfläche des Scharnierbockes ausgerichtet. Hierdurch ergibt sich eine rechtwinklig zur Dichtfläche verlaufende Aushebebewegung des verschwenkbar an der Zarge angeordneten Bauteils.

Um die Konstruktion zu vereinfachen, kann die Zahnstange gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung einstückig am Scharnierbock angeformt sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Zahnsegmente in Verlängerung der Lagerbohrung des Scharnierlappens auf den Scharnierbolzen aufgesetzt und formschlüssig mit dem Scharnierlappen verbunden. Hierdurch ergibt sich ein besonders preisgünstig herstellbares und einfach zu montierendes Getriebe zwischen Scharnierbock und Scharnierlappen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scharniers dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen waagerechten Schnitt durch das anschlagseitige Ende einer in der Schließstellung befindlichen Kühlraumtür mit einer Draufsicht auf das Scharnier,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit halb und vollständig geöffneter Tür,

Fig. 3 eine Ansicht des Scharniers,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Scharnier nach Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt durch das Scharnier gemäß Fig. 3,

Fig. 6 eine Ansicht des Scharnierbocks,

Fig. 7 eine gegenüber der Darstellung in Fig. 6 um 90° gedrehte Ansicht des Scharnierbocks,

Fig. 8 eine Seitenansicht des Scharnierbocks nach den Fig. 6 und 7,

Fig. 9 einen Querschnitt durch den Scharnierbock gemäß Fig. 6,

Fig. 10 eine Ansicht des Führungsstiftes,

Fig. 11 eine Ansicht des Scharnierlappens,

Fig. 12 eine Stirnansicht des Scharnierlappens gemäß Fig. 11,

Fig. 13 eine Ansicht des Scharnierbolzens,

Fig. 14 eine Ansicht eines der im Scharnier verwendeten Getriebeelemente,

Fig. 15 eine um 90° gedrehte Ansicht des Getriebeelements nach Fig. 14,

Fig. 16 eine zur anderen Seite um 90° gedrehte Ansicht des Getriebeelements gemäß Fig. 14,

Fig. 17 eine Draufsicht auf das Getriebeelement gemäß Fig. 16,

Fig. 18 einen waagerechten Schnitt entsprechend der Schnittdarstellung in Fig. 5 durch das in der Schließstellung befindliche Scharnier,

Fig. 19 eine der Fig. 18 entsprechende Darstellung bei um einen Schwenkwinkel von 90° in die Offenstellung verschwenktem Scharnierlappen und

Fig. 20 eine den Fig. 18 und 19 entsprechende Darstellung bei in die vollständige Offenstellung um 180° verschwenktem Scharnierlappen.

Wie aus dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 hervorgeht, dient das Scharnier dazu, beispielsweise eine Kühlraumtür T an einer feststehenden Zarge verschwenkbar zu lagern, die beim Ausführungsbeispiel aus einem Pfosten P und einem feststehenden Wandelement W besteht. Zur Abdichtung der Türöffnung ist eine umlaufende Dichtung D vorgesehen, die beim Ausführungsbeispiel im Falz der Kühlraumtür T angeordnet ist und mit der Frontfläche des Pfostens P zusammenwirkt, wie Fig. 1 zeigt.

In der in Fig. 1 gezeichneten Schließstellung der Kühlraumtür T wird die Dichtung D zur Erzielung einer luft- und/oder druckdichten Verbindung zusammengepreßt. Nach dem Öffnen der Kühlraumtür T entspannt sich die Dichtung D, wie aus Fig. 2 hervorgeht, in der zwei Offenstellungen der Kühlraumtür T gezeichnet sind. In der rechten Offenstellung ist die Kühlraumtür T um einen Schwenkwinkel von 90° geöffnet, in der linken Offenstellung befindet sich die Kühlraumtür T in der vollständigen, um 180° gegenüber der Schließstellung verschwenkten Offenstellung.

In den Fig. 3 bis 17 ist ein Ausführungsbeispiel des in den Fig. 1 und 2 gezeichneten Scharniers sowohl im montierten Zustand als auch bezüglich seiner Einzelteile dargestellt.

Dieses Scharnier besteht aus einem Scharnierbock 1, der in den Fig. 6 bis 9 als Einzelteil gezeichnet ist. Der Scharnierbock 1 umfaßt eine Grundplatte 11, die mit zwei angesenkten Löchern 12 für die Befestigung des Scharnierbockes 1 an der feststehenden Zarge versehen ist. Auf dieser Grundplatte 11 befinden sich zwei gabelförmig abstehende Wangen 13, die jeweils mit einem Langloch 14 versehen sind. In diesem Langloch 14 ist ein Scharnierbolzen 2 geführt, der in Fig. 13 gezeichnet ist. Außerdem ist jede Wange 13 mit einer Bohrung 15 versehen, in die ein jeweils in Richtung der gegenüberliegenden Wange 13 ragender Führungsstift 3 eingesetzt ist, der im Maßstab vergrößert in Fig. 10 gezeichnet ist.

Mittels des in den Langlöchern 14 des Scharnierbockes 1 geführten Scharnierbolzens 2 ist ein Scharnierlappen 4 verschwenkbar am Scharnierbock 1 gelagert, dessen Befestigungsplatte 41 mit vier angesenkten Löchern 42 versehen ist. Durch diese Löcher 42 druchdringende, auf der Zeichnung nicht dargestellte Schrauben wird die Befestigungsplatte 41 des Scharnierlappens 4 an der Kühlraumtür T angeschraubt. Am scharnierseitigen Ende ist die Befestigungsplatte 41 mit einen in der Breite reduzierten Steg 43 versehen, der zu einer Hülse 44 eingerollt ist (siehe insbesondere Fig. 12); diese Hülse 44 dient zur Aufnahme des Scharnierbolzens 2.

Ein aus den voranstehend beschriebenen Einzelteilen zusammengebautes Scharnier ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Diese Darstellungen zeigen weiterhin, daß ein Herausrutschen des Scharnierbolzens 2 sowohl aus der Hülse 44 des Scharnierlappens 4 als auch aus dem jeweiligen Langloch 14 der Wangen 13 des Scharnierbockes 1 durch Sprengringe 21 verhindert wird, die jeweils in eine in Fig. 13 erkennbare Ringnut des Scharnierbolzens 2 eingreifen und nach der Montage an der Außenseite der jeweiligen Wange 13 anliegen.

Um nicht nur ein Verschwenken der Kühlraumtür T um den Scharnierbolzen 2 zu ermöglichen, sondern beim Öffnen der Kühlraumtür T aus der in Fig. 1 gezeichneten Schließstellung ein Ausheben der Kühlraumtür T rechtwinklig zur Dichtfläche der Dichtung D zu erzielen, wird zu beiden Seiten des Steges 43 des Scharnierlappens 4 ein Getriebeelement 5 auf dem Scharnierbolzen 2 angeordnet, wie am besten in den Fig. 3 und 5 zu erkennen ist. Dieses Getriebelement 5 ist als Einzelteil in den Fig. 14 bis 17 dargestellt.

Wie diese Darstellungen zeigen, umfaßt das Getriebeelement 5 ein beim Ausführungsbeispiel nur zwei Zähne und zwei Zahnlücken umfassendes Zahnsegment 51 sowie eine kreisbogenabschnittförmige Führung 52, die konzentrisch zur zentralen Bohrung 53 ausgebildet sind, durch welche das Getriebeelement 5 auf dem Scharnierbolzen 2 angeordnet ist. Durch einen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz 54 wird jedes Getriebeelement 5 formschlüssig mit dem Steg 43 des Scharnierlappens 4 verbunden, so daß diese beiden Teile nach der Montage eine Einheit bilden.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist auf der Innenseite jeder Wange 13 des Scharnierbockes 11 eine Zahnstange 16 ausgebildet, in deren Zahnlücken die Zähne des Zahnsegmentes 51 des jeweiligen Getriebeelements 5 eingreifen. Durch diesen Zahneingriff wird erreicht, daß bei einem Verschwenken des Scharnierlappens 4 aus der in Fig. 5 gezeichneten Schließstellung im Uhrzeigersinn in die Offenstellung eine Bewegung des Scharnierbolzens 2 und damit des Scharnierlappens 4 mit der daran befestigten Kühlraumtür T innerhalb der Langlöcher 14 des Scharnierbockes 1 erzwungen wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird die andere Endstellung des Scharnierbolzens 2 innerhalb der Langlöcher 14 nach einer Verschwenkbewegung von etwa 90° erreicht. Bei der anschließenden Verschwenkung der Befestigungsplatte 41 im Uhrzeigersinn wird zwar der Zahneingriff zwischen den Zähnen des Zahnsegmentes 51 und den Zahnlücken der Zahnstange 16 aufgehoben; stattdessen tritt jedoch der in der Bohrung 15 der jeweiligen Wange 13 befestigte Führungsstift 3 in die kreisbogenabschnittförmige Führung 52 des jeweiligen Getriebeelements 5 ein, so daß auch bei der weiteren Verschwenkbewegung des Scharnierlappens 4 relativ zum Scharnierbock 1 der Scharnierbolzen 2 in seiner den Bohrungen 15 benachbarten Endlage gehalten wird.

Aufgrund der voranstehend geschilderten Konstruktion des Scharniers wird erreicht, daß beim Verschwenken der Kühlraumtür T aus der Schließstellung gemäß Fig. 1 in die rechtwinklig hierzu verlaufende Offenstellung nach Fig. 2 ein Ausheben der Kühlraumtür T rechtwinklig zur Dichtfläche der Dichtung D erfolgt. Diese Situation ist in den Fig. 18 bis 20 dargestellt.

Wie aus Fig. 18 hervorgeht, befindet sich der Scharnierbolzen 2 in seiner befestigungsseitigen Endstellung innerhalb der Langlöcher 14 des Scharnierbockes 1, wenn sich die Kühlraumtür T und damit auch das Scharnier in der Schließstellung befindet. In dieser Schließstellung ist gemäß Fig. 1 die Dichtung D zwischen Pfosten P und Kühlraumtür T zusammengedrückt, so daß die Öffnung luft- und/oder druckdicht abgeschlossen ist.

Wenn aus dieser Schließstellung heraus der mit der Kühlraumtür T verbundene Scharnierlappen 4 in die Öffnungsstellung verschwenkt wird, erfolgt über den Eingriff der Zahnsegmente 51 mit der Zahnstange 16 eine Bewegung des Scharnierbolzens 2 innerhalb der Langlöcher 14, bis der Scharnierbolzen 2 am anderen, von der Zarge abgewandten Ende der Langlöcher 14 zur Anlage kommt. Hierdurch erfolgt zwangsweise ein Ausheben der Kühlraumtür T und damit eine gezielte Entlastung der Dichtung D. Diese mittlere Öffnungsstellung, die nach einem Schwenkwinkel von etwa 90° erreicht wird, ist in Fig. 19 gezeichnet.

Bei einer weiteren Verschwenkung der Kühlraumtür T im Uhrzeigersinn treten die an den Wangen 13 des Scharnierbockes 1 angeordnete Führungsstifte 3 in die kreisbogenabschnittförmige Führung 52 der Getriebeelemente 5 ein. Da die Getriebeelemente 5 am Scharnierlappen 4 formschlüssig festgelegt sind, wird hierdurch der Scharnierbolzen 2 in seiner von der Zarge entfernten Endstellung festgehalten, während die Kühlraumtür T bis in eine Öffnungsstellung verschwenkt wird, in der sie etwa parallel zum Wandelement W liegt, wie dies in den Fig. 20 und 2 dargestellt ist.

Bei einem Schließen der Tür ergibt sich eine zwangsläufige Umkehr der voranstehend beschriebenen Relativbewegung zwischen Scharnierlappen 4 und Scharnierbock 1, so daß die Kühlraumtür T am Ende ihrer Schließbewegung eine zusätzliche, rechtwinklig zu den Dichtflächen der Dichtung D gerichtete Schließbewegung ausführt.

Bezugszeichenliste

D Dichtung
P Pfosten
T Kühlraumtür
W Wandelement

1

Scharnierbock

11

Grundplatte

12

Loch

13

Wange

14

Langloch

15

Bohrung

16

Zahnstange

2

Scharnierbolzen

21

Sprengring

3

Führungsstift

4

Scharnierlappen

41

Befestigungsplatte

42

Loch

43

Steg

44

Hülse

5

Getriebeelement

51

Zahnsegment

52

Führung

53

Bohrung

54

Schlitz

Claims

1. Scharnier zur schwenkbaren Lagerung eines Bauteils, beispielsweise einer Tür, eines Fensters oder einer Klappe, an einer feststehenden Zarge mit einem am schwenkbaren Bauteil zu befestigenden Scharnierlappen (4) und einem an der Zarge zu befestigenden Scharnierbock (1), an dem der Scharnierlappen (4) mittels eines am Scharnierlappen (4) angeordneten Scharnierbolzens (2) schwenkbar gelagert ist, wobei der Scharnierbolzen (2) in einem Langloch (14) des Scharnierbockes (1) durch ein zwischen dem Scharnierlappen (4) und dem Scharnierbock (1) angeordnetes Getriebe zwischen einer befestigungsseitigen, der Schließstellung des verschwenkbaren Bauteils entsprechenden Endstellung und einer anderen Stellung beweglich ist, in der das Bauteil zumindest einen Teil seiner Schwenkbewegung in die Offenstellung ausgeführt hat, dadurch gekennzeichnet, daß am Scharnierlappen (4) mindestens eine kreisbogenabschnittförmige Führung (52) für einen am Scharnierbock (1) angeordneten Führungsstift (3) ausgebildet ist.

2. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder ein Langloch (14) für den Scharnierbolzen (2) aufweisenden Wange (13) des Scharnierbockes (1) ein Führungsstift (3) angeordnet und die zugehörige, kreisbogenabschnittförmige Führung (52) an einem separaten, das Zahnsegment (51) enthaltenden Getriebeelement (5) ausgebildet ist, das auf den Scharnierbolzen (2) aufgesetzt und unverdrehbar mit dem Scharnierlappen (4) verbunden ist.

3. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe aus einer am Scharnierbock (1) angeordneten Zahnstange (16) und mindestens einem mit dem Scharnierlappen (4) verbundenen Zahnsegment (51) besteht.

4. Scharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scharnierbolzen (2) in einer Lagerbohrung des Scharnierlappens (4) frei drehbar angeordnet ist.

5. Scharnier nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch (14) geradlinig ausgebildet und rechtwinklig zur Anschraubfläche des Scharnierbockes (1) ausgerichtet ist.

6. Scharnier nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (16) einstückig an dem Scharnierbock (1) angeformt ist.

7. Scharnier nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zahnsegmente (51) in Verlängerung der Lagerbohrung des Scharnierlappens (4) auf den Scharnierbolzen (2) aufgesetzt und formschlüssig mit dem Scharnierlappen (4) verbunden sind.