DE2114491A1 - Einstellbares Reibungsgelenk - Google Patents

Einstellbares Reibungsgelenk

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DE2114491A1 DE19712114491 DE2114491A DE2114491A1 DE 2114491 A1 DE2114491 A1 DE 2114491A1 DE 19712114491 DE19712114491 DE 19712114491 DE 2114491 A DE2114491 A DE 2114491A DE 2114491 A1 DE2114491 A1 DE 2114491A1
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shaft
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Wiiham Paul Whitby Eilesmere Port Cheshire White (Großbritannien)
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

PATENTANWALT T.l.fan. JKTI) 3340» DIPL-ING. ERICH SCHUBERT τ*,-^*., Pottfchadckonten:
Kein 1M»31, tuen 20342
Bankkonten ι Ab«.: Mwtanwalt Dipl-Ine. SCHUBERT, » Si«gM, Eis.rn.r StraB· 227 D«utieh· Bank AG.. Filialan Siegen u. Oberhäuten (Mild.)
United Kingdom Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street,
London, S.W.1, England
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr, 14941/70 vom 26. März 1970 beansprucht.
Einstellbares Reibungsgelenk
Die Erfindung bezieht sich auf einstellbare Reibungsgelenke bzw. reibungsmäßig einregelbare Zapfenlager-Bauteilgruppen.
In der Bauindustrie werden Dreh- oder Schwenkfenster und -türen mit Schwenkzapfenlager verwendet, die normalerweise reibungsmäßig einstellbare lager-Bauteilgruppen aufweisen. Solchg reibungsmäßig einstellbaren Zapfenlager-Bauteilgruppen (ini nachfolgenden kurz "Reibungsgelenke" genannt) ermöglichen es, ein dchwenkfenster oder eine Schwenktüre in eine
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gewünsehte Stellung zu öffnen, erzeugen aber eine ausreichende Reibung um das Fenster öder die Tür in der Offenstellung solange zu halten, und zwar trotz Auftretens von Kräften, die infolge Schwerkraft oder infolge Veränderungen der Dimensionsstabilität ihrer Rahmen entstehen, bis sie in eine andere Stellung bewegt oder geschlossen werden.
Bekannte Dreh- oder Schwenkgelenke dieser Art erfüllen die obigen Erfordernisse durch Verwendung eines Materials, welches einen relativ hohen Reibungskoeffizienten zwischen den zusammenwirkenden lagerflächen bei relativ niedrigem Flächendruck zwischen den Lagerflächen aufweist. Der Flächendruck zwischen den Lagerflächen ist so einstellbar, daß sich ein Drehmoment ergibt, welches das Fenster oder die Tür in der Offenstellung halt. Leider unterliegen diese bekannten Konstruktionen verschiedenen Nachteilen: Beispielsweise kann ein sogenanntes "Klebschlupf-Phänomen" an den-Lagerflächen auftreten, welches eine schlechte Kontrolle der Reibungseinstellung zur Folge hat. Auch kann während des Gebrauchs ein Nachlassen des Flächendrucks, der zwischen den Lagerflächen wirkt,, mit nachfolgendem Verlust der Haltekraft der Schwenkzapfen vorkommen. Außerdem können die Lager bei Betätigung Geräusche verursachen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwenkzapfen mit einem verbesserten einstellbaren fieibungsgelenk zu schaffen.
Erfindungsgemäß weist ein Dreh- oder Schwenklager einen ersten Lagerbauteil mit einer Lagerfläche, welche in Reibungsschluß mit einer Lagerfläche eines zweiten Lagerbauteils steht, auf, wobei die Lagerflächen des ersten und zweiten Lagerbauteils aus Werkstoffen bestehen, zwischen denen die statiBche Reibung gering und ähnlich der dynamischen Reibung ist, wobei Mittel zum Erzeugen und Aufrechterhalten eines
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hohen Flächendrucks zwischen den Lagerflächen der Lagerbauteile vorgesehen sind.
Die Lagerfläche des einen der Lagerbauteile kann aus Metall und diejenige des anderen der Lagerbauteile aus Kunststoff bestehen.
Vrerkstoffe, zwischen denen die statische Reibung gering und ähnlich der dynamischen Reibung ist, sind beispielsweise Chromplattierung, Messing oder Edelstahl für die eine der Reibungsflächen und Kunststoffe, wie beispielsweise PoIytetrafluoräthylen oder ein Acetylpolymer für die andere Lagerfläche.
Der eine der Lagerbauteile kann eine Veil? bzw. ein Wellenstumpf sein, von der bzw. dem ein Ende im anderen Lagerbauteil sitzt, welches die Form einer Trommel oder Buchse hat, wobei die Welle eine äußere zylindrische Lagerfläche aufweist, die mit einer komplementären zylindrischen Lagerfläche in der Trommel oder Büchse in Reibungsschluß steht, wobei einstellbare Einrichtungen für ein radiales Ausdehnen des Endes der Velle in der Buchse vorgesehen sind, um einen hohen Flächendruck zwischen der Lagerfläche der Welle und der Lagerfläche der Buchse zu erzeugen und aufrechtauerhalten.
Die Einrichtung zum radialen Ausdehnen des Endes der Welle innerhalb der Buchse kann einen konisch zulaufenden Stopfenbauteil aufweisen, der in einer sich konisch verjüngenden Längsbohrung der Welle sitzt, v/obei eine Einstellschraube vorgesehen ist, mit welcher der Stopfenbauteil in Richtung der Bohrung der Welle gedruckt und das Ende der Welle in der Buchse radial ausgedehnt werden kann.■"
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Bei einer "bevorzugten Ausführungsform besteht die Welle aus Polytetrafluoräthylen oder einem Acetylpolymer, und die Lagerfläche im Innern der Buchse ist chroaiplattiert oder mit einer "Me s s ing- oder Edelstahl-Auskleidungsbuchse versehen·. Der konisch ausgebildete Stopfenbauteil kann eine mit Gewinde versehene Verlängerung aufweisen, die in .einen Gewindeteil der längsbohrung der Welle eingreift.
Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt
Pig. 1 einen Schnitt durch einen Fenster-Drehzapfen mit einem einstellbaren Reibungslager gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine allgemeine perspektivische Ansicht eines Teils der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Fenster-Drehz,apfens nach Fig. T,
Fig. 4 einen Schnitt durch einen zweiten Fenster-Drehzapfen gemäß der Erfindung,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine Alternativ-Ausführungs-. form des Fenster-Drehzapfens nach Fig. 4, während
Fig. 6 einen Schnitt durch eine weitere abgeänderte Ausführungsform des Fenster-Drehzapfens nach Fig. 4 wiedergibt.
In den Figuren 1 und 2 ist ein Fenster-Drehzapfen"1 mit einem Buchsenteil 2 und einem Zapfenteil 3 dargestellt, wobei jeder Teil Flansche 4 aufweist, mit welchen die beiden Teile des Drehzapfens 1 jeweils an einem Fensterrahmen oder einer Fensterzarge befestigt werden können. Der Buchsenteil 2 des Drehzapfens 1 weist eine zylindrische Trommel oder Buchse 5 auf, Der Zapfenteil 3 des Drehzapfens weist eine Hülse 7 auf, die mit einem Wellenstumpf 8 versehen ist, der einen zylindrischen Lagerkopf 9 aufweist. Die Teile 2 und 3 des Drehgelenks
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. sind vorzugsweise aus einer Leichtmetallegierung, wie beispielsweise einer Zink- oder Aluminiumlegierung hergestellt. Der Kopf 9 des Wellenstumpfs 8 sitzt in der Trommel oder Buchse 5 des Buchsenteils 2 des Drehgelenks. Der Wellenstumpf weist einen Körper 11 mit Längsnuten 12 auf, die mit.komplementären Längsnuten in der Innenfläche der Buchsen 7 zusammenwirken, wenn der Körper 11 des Wellenstumpfes 8 mit Preßsitz in der Buchse 7 sitzt. Der Wellenstumpf 8 ist rohrförmig ausgebildet und weist eine Längsbohrung 13 auf. Der Kopf 9 des Wellenstumpfs 8 ist durch vier im gleichen Abstand angeordnete Längsschiitze 14 in Segmente unterteilt.
Bei einer Ausführungsform ist der Kopf 9 des Wellenstumpfs 8 mit einer Schicht aus Kunststoff, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen oder einem Acetylpolymer, überzogen. In einem solchen Falle, wo die Buchse 5 aus einem Material, wie beispielsweise einer Leichtmetallegierung, besteht, welches nicht die erforderlichen Reibungseigenschaften in Bezug auf die Kunststoffschicht 10 am Kopf 9 des Wellenstumpfes 8 hat, ist die Innenfläche der Trommel oder Buchse 5 mit einem Metall plattiert, welches die erforderlichen Reibungseigenschaften aufweist, wie beispielsweise Chrom. Alternativ ist die Trommel oder Buchse 5 mit einer Innenhülse aus einem geeigneten Metall, wie beispielsweise Messing oder Edelstahl, versehen. Bei einer anderen Anordnung hat die Innenfläche 6 der Trommel oder Buchse 5 eine Auskleidung aus Polytetrafluoräthylen oder einem Acetylpolymer, wobei der Kopf 9 des Wellenstumpfs 8, wenn dieser!wiederum aus einem Material mit ungeeigneten Reibungseigenscjhaften besteht, chromplattiert ist. Eine kostspieligere Alternative besteht darin, den Wellenstumpf aus Messing odeii Edelstahl herzustellen.
Das En4e der Bohrung 13 im Wellenstumpf 8 ist konisch verjüngt und im Kopf 9 mit Gewinde versehen, um eine konische Innensechskantschraube 15 aufzunehmen. Die Schraube 15 ist
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für Einstellungszwecke durch eine Aussparung 16 in der End- · fläche der Trommel oder Buchse 5 zugänglich. Wenn" bei Betätigung die Schraube 15 in das konische Ende der Bohrung 13 des Wellenstumpfes 8 eingeschraubt wird, dann wird der Kopf 9 radial ausgedehnt, so daß der Flächendruck zwischen der Fläche des Kopfes 9 des Wellenstumpfes 8 und der Innenfläche 6 der Trommel oder Buchse 5 erhöht wird. Wird, umgekehrt, die Schraube 15 in.der Bohrung 13 gelockert, so wird der Flächendruck zwischen den sich berührenden Flächen vermindert .
Fig. 3 zeigt eine Alternativanordnung des Fenster-Drehgelenkes 1, welches eine dünne Metallhülse 17 aufweist, die zwischen dem Kopf 9 des Wellenstumpfs 8 und der Innenfläche 6 der Trommel oder Buchse 5 angeordnet ist. Das der Öffnung 16 der Trommel 5 nächstgelegene Ende der Buchse 17 kann mit einem Flansch 18 versehen werden, um die Hülse 17 in ihrer Längslage im Drehlager 1 zu halten. Die Hülse 17 kann aus einem entsprechenden Metall, wie beispielsweise Edelstahl oder Messing, bestehen. In diesem Falle ist entweder die Oberfläche des Kopfes 9 des Wellenstumpfes 8 oder die Innenfläche 6 der Trommel 5 mit einer Schicht aus Polytetrafluoräthylen oder einem Acetylpolymer überzogen.
Alternativ ,kann die Innen- oder Außenfläche der Hülse I- 17 mit Polytetrailuoräthylen oder mit einem Acetylpolymer überzogen werden, wobei die entsprechende Oberfläche des Kopfes 9 des Wellenstumpfes 8 oder die Innenfläche 6 der Trommel 5 chromplattiert ist. Bei einer weiteren Abänderungsform, bei der die Außenfläche der Hülse 17 mit Polytetrafluoräthylen oder einem Acetylpolymer überzogen ist, wird die Innenfläche 6 der Trommel 5 mit einer Büchse aus Messing oder Edelstahl versehen. Wenn die Innenfläche der Hülse 17 mit Polytetrafluoräthylen oder einem Acetylpolymer überzogen ist, kann der Wellenstumpf 8 aus Messing oder Edelstahl hergestellt sein.
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Pig. 4 zeigt ein Fenster-Drehzapfenlager 19 von ähnlicher Konstruktion wie derjenigen der Fign. 1 und 2. Das Fenster-Drehlager 19 weist einen Buchsenteil 20 und einen Zapfenteil 21 auf, an denen Flansche 22 sitzen, mit welchen die Teile 20 und 21 des Drehlagers am Fensterrahmen bzw. an der Fensterzarge befestigt werden können. Der Buchsenteil 21 des Drehlagers 19 weist eine zylindrische Trommel 25 mit einer inneren Lagerfläche 24 auf, und der Zpafenteil 20 des Drehlagers 19 weist eine Buchse 25 auf, die auf einem Wellenstumpf 26 sitzt, der aus Polytetraflüoräthylen oder einem Acetylpolymer hergestellt ist. Der Wellenstumpf 26 weist einen zylindrischen Lagerkopf 27 mit einer äußeren Lagerfläche 28 auf, und der Kopf 27 des Wellenstumpfes sitzt in der Trommel 23 des Teiles 21 des Drehlagers 19. Der Wellenstumpf 26 hat einen Körper 29 mit Längsnuten, die mit komplementären Längsnuten in der Innenfläche der Buchse 25 zusammenwirken, wenn der Körper 29 des Wellenstumpfes 26 mit Preßsitz in der Buchse 25 sitzt. Wenn die Trcm-.iel 23 aus einem Material, wie beispielsweise einer Leichtmetallegierung,' besteht, welches ungeeignete Reibungseigenschaften mit Bezug auf das Material des Wellenstumpfes 26 hat, dann ist die innere Lagerfläche 24 der Trommel 23 chromplattiert, oder die Trommel 23 kann mit einer Innenbuchse aus Messing oder Edelstahl versehen werden. Der Wellenstumpf 26 weist eine Län'gsbohrung 30 auf, die von der Endfläche des Kopfes 27 aus konisch verläuft, um einen konischen Stopfen 32 aufzunehmen. Der parallele Teil der Bohrung 30 im Wellenstumpf
26 ist mi:t Gewinde versehen, um eine mit Gewinde versehene Verlängerung 33 des Stopfens 32 aufzunehmen.
Venn bei Betätigung die mit Gewinde versehene Verlängerung 33 des Stopfens 32 in den Gewindeteil der Bohrung 30 hineingeschraubt wird, dann wird der Stopfen 32 in das konische Ende der Bohrung 30 hineinbewegt und dehnt den Kopf 27 radial aus, so daß der Flächendruck zwischen der Lagerfläche 28 des Kopfes
27 und der inneren Lagerfläche 24 der Trommel 23 erhöht wird.
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Der Flächendruck zwischen den La^erflachen 28 und 24 wird so eingestellt, daß hei geöffnetem Fenster ein ausreichender Reibungswiderstand zwischen den Lagerflächen 28 und 24 besteht, um das Fenster in der gewünschten Stellung zu halten, während gleichzeitig ein leichtes Schließen von Hand ermöglicht wird.
Wenn einmal eingestellt, bleiben der Flächendruck und somit der Reibungswiderstand zwischen den Lagerflächen 28 und konstant und werden durch langzeitige Dauerabnutzung oder klimatische Änderungen nicht beeinträchtigt. Die Betätigung des .Drehlagers ist sanft und ruhig, und infolge der Verwendung der Werkstoffe, die für die lagerflächen 28 und 34 angegeben sind, ergibt sich kein "Klebegleiteffekt".
Fig. 5 zeigt eine Abänderungsform der Anordnung nach Fig. 4, bei welcher der konische Stopfen 32 eine mit Gewinde versehene Längsbohrung 34 aufweist. Eine Innensechskantschraube 35 sitzt in der Bohrung 34 am Ende einer zylindrischen Verlängerung 36 des Stopfens 32. Die Innensechskantschraube 35 weist einen Kopf 37 auf, der gegen einen Innenflansch 38 im parallelen Teil der Bohrung 30 im Wellenstumpf 26 drückt. Bei Betätigung· wird durch die Drehung der Schraube 35, um den Kopf 37 gegen den Flansch 38 zu drücken, der konische Stopfen 32 in das konische Ende der Bohrung 30 des V/ellenstumpfes gezogen, so daß der Flächendruck zwischen den Lagerflächen 24 und 28 der Trommel 33 und des Kopfes 27 des Wellenstumpfes 26 auf eine gewünschte Stärke eingestellt werden kann.
Fig. 6 zeigt eine weitere Abänderungsform der Anordnung nach Fig. 4. Der Stopfen 32 bewegt sich im konischen Ende der Bohrung 30 des wellenstumpfes 26. Der Stopfen 32 hat eine mit Feingewinde versehene Axialbohrung 39, und der parallele Teil 40 der Bohrung 30 des Wellenstumpfes 26 hat ein Innen-Grobgewinde. Eine Schraube 41 weist ein mit Grobgewinde versehenes Ende 42 und ein mit* Feingewinde versehenes Ende 43 auf. Das mit Grobgewinde·versehene Ende 42 der Schraube 41 arbeitet
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in dem mit G-robgewinde versehenen Teil 40 der Bohrung 30 und das mit Peingewinde versehene Ende 43 der Schraube 41 wirkt mit der mit Peingewinde versehenen Bohrung des konischen Stopfens 32 zusammen. Die Schraube 41 weist ein geschlitztes Ende auf, welches durch eine Öffnung 44 in der Trommel 23 zugänglich ist. Bei Betätigung der Anordnung nach Fig. 6 wird der Plächendruck zwischen den Lagerflächen 24 und 28 der Trommel 23 und des Stopfens 27 des Wellenstumpfes durch Drehen der Schraube 41 eingestellt, wobei der konische Stopfen 32 im konischen Ende der Bohrung 30 des Wellenstumpfes 26 bewegt wird.
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.
Patentansprüche
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Claims (11)

  1. 71 031 Kü/Schm 24. März 1971
    1 J Reibungsgelenk mit· einem ersten Lagerbauteil, der eine lagerfläche aufweist, welche in Reibungsschluß mit einer Lagerfläche eines zweiten Lagerbauteils steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen (z.B. 6,10) des ersten und zweiten Lagerbauteils (z.B. 2,3) aus Werkstoffen bestehen, zwischen denen die statische Reibung gering und ähnlich der dynamischen Reibung ist, und daß eine Einrichtung (z.B. 14,15) zum Erzeugen und Aufrechterhalten eines hohen Flächendrucks zwischen den Lagerflächen (z.B. 6,10) der Lagerbauteile (z.B. 2,3) vorgesehen ist,
  2. 2. Reibungsgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche des einen der Lagerbauteile aus Metall und die Lagerfläche des anderen der Lagerbauteile aus Kunststoff besteht.
  3. 3. Reibungsgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche des einen der Lagerbauteile aus Chromplattierung, Messing oder Edelstahl und die Lagerfläche des anderen Lagerbauteils aus Polytetrafluoräthylen oder einem Acetylpolymer besteht.
  4. 4. Reibungsgelenk nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Lagerbauteil eine Welle (z.B. 8) ist, von der ein Ende im anderen Lagerbauteil sitzt, der die Form einer Trommel (z.B. 5) hat, daß die Welle eine äußere zylindrische Lagerfläche aufweist, die in Reibungsschluß mit einer komplementären zylindrischen Lagerfläche in der Trommel (z.B. 5) besteht, wobei Einstellmittel zum radialen Ausdehnen
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    des Endes der'Welle in der Trommel vorgesehen sind, um einen hohen Flächendruck zwischen der Lagerfläche an der Welle und der Lagerfläche in der Trommel zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.
  5. 5. Reibungsgelerfc nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche der ¥elle aus Fetall und die Lagerfläche im Innern der Trommel aus Kunststoff besteht.
  6. 6. Reibung^elenk- nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche der Welle chrcmplattiert ist oder aus Messing oder Edelstahl besteht, und daß die Lagerfläche im Innern der Trommel mit einer Schicht aus Polytetrafluoräthylen oder einem Acetylpolymer überzogen ist.
  7. 7. Reibungsgel.erifc nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche der Welle aus Kunststoff und die Lagerfläche im Innern der'Trommel aus Metall besteht.
  8. 8. Reibungsgelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche der Welle aus Polytetrafluoräthylen oder einem Acetylpolymer und die Lagerfläche im Innern der Trommel aus einer Chromplattierung oder aus Messing oder Edelstahl besteht.
  9. 9. Reibungsgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine einstellbare Einrichtung zum radialen Ausdehnen des Endes der Welle in der Trommel (23) einen konisch verjüngten Stopfenbauteil (32) aufweist, der in einer konischen Längsbohrung der Welle (26) sitzt, und daß eine Schrauben-Einstellvorrichtung (33;35;42,43) vorgesehen ist, welche den Stopfenbauteil (32) entlang der Bohrung der Welle (26) drückt, um das Ende der Welle in der Trommel (23) radial auszudehnen.
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  10. 10. Reibungsgelsnk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Welle längsgeschlitzt ist, um die radiale Ausdehnbarkeit zu erhöhen.
  11. 11. Reibungssplenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle aus Polytetrafluoräthylen oder einem Acetylpolymer besteht und die Lagerfläche im Innern der Trommel chromplattiert oder mit einer Auskleidungshülse aus Messing oder Edelstahl versehen ist, wobei die Einrichtung zum radialen Ausdehnen des Endes der Welle in der Trommel einen konischen •Stopfenbauteil aufweist, der in einer konischen Längsbohrung der Welle sitzt, wobei der Stopfenbauteil eine mit Gewinde versehene Verlängerung aufweist, die mit einem Gewindeteil der Längsbohrung in der Welle zusammenwirkt.
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