DE2248395A1 - Scharnier - Google Patents

Description

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^,Ι ....«—. - PATENTANWÄLTE

ing. HANS PUCHERT

DipL-Phys. REINFRIED Frhr. ν. SCHORLEMER 2248395

3506 HELSA/KASSEL · MARIENQRUND 3

TELEFON: (OS4O5) Ϊ367

D 4-34-5 .

Yutaka Tanaka und YoshioKimura, Ibaraki-ken, Japan

Scharnier

Scharniere sind im allgemeinen mit einem ortsfesten Teil an einem Rahmen oder einem Behälter und mit einem beweglichen Teil an Türen oder Deckeln befestigt, damit diese beliebig geöffnet oder geschlossen werden können. Infolgedessen dienen Scharniere im wesentlichen zur Befestigung bzw. zur Aufhängung einer Tür oder eines Deckels, nicht jedoch zur Steuerung oder Automatisierung des öffnungs- oder Schließvorgangs. Diese Funktion übernimmt vielmehr häufig eine Einrichtung, die zusätzlich zu den Scharnieren vorgesehen ist.

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Bekannte Einrichtungen dieser Art bestehen beispielsweise aus Türschließern in Form einer Zugfeder oder aus Türschließern, bei denen Zugfedern mit hydraulischen Dämpfungeeinriohtungen kombiniert sind.- Türschließer der letztexen Art sind in der Regel im oberen Bereich der Tür zwischen der Tür und dem Rahmen befestigt. Aufgrund ihres großen Gewichtes und ihres großen Raumbedarfs müssen sie jedoch in einem eng abgegrenzten Bereioh der Tür angeordnet werden, was mit einem unschönen Aussehen verbunden ist. und relativ hohe Kosten mit sioh bringt« Außerdem wird durch sie die Haltbarkeit der Türen vermindert, weil diese dauernd Zugkräften unterworfen sind. Bei TUroohlioßom sohließlich, die nur eine Feder aufweisen, wird diese !feder beim öffnen der Tür immer stärker gespannt, wodurch einerseits die zum weiteren öffnen der Tür benötigte Kraft und andererseits die auf die Tür wirkende Rückstellkraft·immer größer wird. Dies hat zur Folge, daß die Tür beim Loslassen abrupt in die Schließstellung zurückkehrt, was mit einem lauten Zuschlagen der Tür, einer Be* Schädigung des Rahmens und mit Unannehmlichkeiten oder sogar Verletzungen für den Benutzer verbunden ist. Türschließer dieses Typs werden daher nur begrenzt angewendet·

Der Erfindung liegt, ausgehend von manuell zu betätigenden Türen oder Deckeln, die Aufgabe zugrunde, diese Naohteile in vermeiden und insbesondere eine Einrichtung zu eohaffen,

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durch welche die Türen oder Deckel bei Untereehreitung eines vorgewählten öi'fnungBgradeB automatisch geschlossen und bei Überschreitung dieses iiffnungsgradeB automatisch getiffnot bsw» -im offenen Zustand gehalten werden«

Die Erfindung geht dacu von einem Scharnier gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 aus, welches erfindungßgemäß dadurch gekenn· coichnet ist* daß auf seiner Achse ein die Bewegung des bewegliehen Schämt er t elin !steuernder Hocken starr befestigt lot, an dem eine Holle elastisch anliegt« die an den freien 2'feden einer mit dem bewegliehen Sehaxniertell starr verbundenen Feder befestigt iet·

Der wesentliche Torteil dec erfindungsges&ßen Scharniers besteht darin, daß es die Funktionen eines Üblichen Scharniers und einer den Öffnung®- bew, ßchließvorgang steuernden Einrichtung in sich vereinigt, wodurch außerdem vermieden wird, daß die I¹Ur₉ der Deckel oder die mit dem Scharnier verbundenen 'JJeile zu großen Kräften ausgesetzt sind* Ifeiterhin wird dadurch, daß die die Kräfte erzeugenden ItXIe in der KKh e der Scharnierachse angeordnet sind, ein angenehmes der SUr oder dergleichen sichergestellt«

Die Umfangsflädien des Nockens bew. ist Bedarfsfall auch mehrerer Hocken üind derart ausgebildet, daß auf die auf ihnen abrollende Rolle und dadurch auch auf den beweglichen Scharnierteil automatisch eine Holte-, Hüekstell- oder Beschleunigungskraft auugfeUbt wird» Die genaue Ausgestaltung des Nockens hängt davon ab, bis jsu welchem Offnungrs^rad daß bewegliche iicharaierteil geciffnet, an welcher stelle auf dieees Schiiimiertcll eine 3)rc;hkraft ^uogcibt und in welcher stellung ücli£*rnierteil tinfifaholten werden soll« Boispielsweiso die. ilocitf;«■ öü t-UfiRcbildct i>c±n₍ a&,ß dob bewegliche

i:ehnmi<'rt(?51 in clf-r 0^w- und in dt«r 180°-öt<^!llimg arretiert wirt?, c'oO rU J5ViiiiChf»n ö^r t.°- nnfi yP-Stollxaig uinvn steilen

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Abschnitt aufweieen, der die iiehlieBkraft erhüht, und deJ el· ewleehen der 8O°- und der 180°-Stellung eines etwi konotanten KrUnmngoradlua besitsen, dealt die XUr oder derglei» ohen In jeder beliebigen Stellung ungehalten werden kann·

Die Hocken kamen au» Lelohtetahl oder Hjrlen bestehen, doch heben eieh aueh andere Metalle und Kunetharse ale geeignet erwieeen· Derselbe gilt auoh für die an Urnen anliegende KoIIe₉ nobel nur darauf eu achten let, dafi dae gewfihlte Materiel der dauernden Belastung gewavfeeen 1·%· Eunetharse werden berorsugt verwendet, da «le nicht roeten_v keinen mrm rerureaehen und eur Reretellung von Kurrenaoheiben oder looken untereehiedlloher Sieke geeignet sind« Oer Hocken kaan nflittdrleoh oder In Horn von Kufvensahelben auegebil* det eein. Me feder besteht roreugewelee aus einer kräftigen Stahlfeder, die bei kurser Uüage eint none Federkraft aufweiet und Innernalb der kritiechen £la«tisitätegren*en hohen Belaatungen βtandhalt en kann·

Bein erfindungegenäßen dohamler let jede Drehung de· beweg* liehen Sohamierteile von einen Ehtlanggleiten der an den freien Jaulen der feder befestigten RoHo lange der Oberfläche des «α der Achee befeetigten looken« begleitet» eo deJ der bewogllohit ^chaxnlerteil In Abhängigkeit von Blegeaustand <2cr feder snangaweltte angehalten oder weitergedreht und die Srehkraft in relativ engen Qrensen um die Seharnleraohee herun gesteuert wird·

Die Erfindung wird In folgenden in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Ausfuhrungebelaplelcn näher erläutert·

Fig. 1 ist die Drauf sieht auf ein bevoreuhteß Aueführungo-

beiiipiel der i^rflndunis und se igt ein Scharnier mit einer Kurrenachcibe.

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Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Auaftihrungobeispiel nach j?ig· 1 und aeigt da« an einer geöffneten ^;iiür befestigte ,

5 ist die Draufsicht auf ein geöffnetes Scharnier tiinem auo Kunstharz hergestellten sylindrischon Hocken ö eines weiteren

^! iig. I .tat ©in Schnitt durch dan Scharnier nach Pig* 2 und seist das Abrollen $iner Solle auf der gekrümmten Fl&ehe des Hockeno«

5 ist olne perspektlvieche Betratfellung des scharniere

nach Pig. 3*

Pig. 6 ist eine Draufsicht auf ein in offenem Zustand befindliches Bcharnier mit zwei sylindrischen

Fig, 7 int eine Seitenansicht und

Pig* 3 ein schnitt des Scharniers nach Hg« 6.

ü"ig· 9 und lü sind Seitenansicht en der beiden Hocken

der Jirf indung und Fig· 1 und 2 Bind auf > der SchÄrnierachse Kurvenecheiben starr befestigt, auf deren gekrümmter ümXangsflLiche eine Solle abrollt* ?ig. 5₉ 4 und 5 aeigen oohiirniere, bei welchen eine Rolle auf der Meaitelflächo eines aylinderföraigen Hookens abrollt» und gemää Flg· 6_$ 7, 8, 9 und 10 sind schließlich äenarniere vorgeeehen» bei welchen ewei eyliadrische Hocken mit teilv/eise verschiedener KriiEnnungsflächenform auf der scharniere chße befestigt sind,

auf denen iwei Hollen abrollen· Die gekrümmte .Plächenform de?» Nockens kann Tcrachieden sein unft in Abhünglgkeit

vom Öffnungswinkel der SUr₉ Ton Zeitpunkt» su dem eine Drehkraft auf die TtIr ausgeübt wird, vmä τοη der CJröße der

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ürehkraft konstruiert sein· Ms Fore dee Hocken j kenn aueh je nach dem CJewioht !und den. .'Dimensionen der Tür bssv· des Deckele verschieden «etu, wahrend die Anaahl der Hocken dem Zweck entsprechend bellet)Ig gewählt werden kann. "' '

Im folgenden wird eunäohst das AunfUhrungebeiopicl gcmftfi Pig· $ bia IO beschrieben· Auf einer Sohärnierechse 1 sind die Befcstlgungsräiider of τ Gelenke 2a_t 2b und 2c eines festen bchiirnierteiln 2 starr befestigt, während die Befestigung»·» riinder 4a und 4b den beweglichen ocharnierteile 4 frei drohbmr befeßtigt eind· Zwiochen den genannten Sefcotigungerfindern 4a UWi 2b biw. 2b und 4b ilnd xylindrische Hocken 5 bew, 6 befcotlgt. Sie aylindrlachen locken 5 und 6 sind durch Koile 3 auf der Jcharniorachse 1 befeetigt· Die Befestigung der syllndrlsahen Hooken 5 und 6 kamt außer duroh einen Keil beiepielBwelce auch dadurch bewirkt werden, dafi die uöharnieraohs& im Querschnitt quadratisch auagcbildet und der Aoh·» bohrung des lylindriochon Hockone eine entsprechende Ioxb gegeben wird· Xn jedem Falle genügt eo₉ die Befestigung der Hocken on der Achs® so auasufUhren, daß keine ßrehung erfolgen kann·

Ab bewegliehen Sohamierteil 4 sind Torspringende KLenente

und 6 vorgeaehen, durch welche die ü-föniilgen Seile von Pedem 9 und Iu durchgesteckt sind« die durch in das bewegliche Scharnierteil 4 eingeschraubte Schrauben 11 und 12 befestigt •lad« Aa den freie» iÄden de» federn 9 und 10 eind Bollen mad 14 frei drehbar derart befestigt« dafl sie federnd an Üafang der Nocken $ und 6 anliegen· An den Pedem 9 und 10 eind die Zwischenteile nit 2 bis 3 ./indungen 17 und 18 Ter* sehen, um auf diese Weise ihr« kritiaohe -laßtleitiit au TergriJflern. Hit 15 und 16 sind in Fig. 6 die In den beiden ±»eharnierteilen befindlichen BefetitlgungeliSchcr bcseiohaet·

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Der syllndrieche Hocken 5 beeitst gemäß Mg* $ eine stetig gekrümte Gberfl&ohe, C eine Sohrägfläche 5b _t welche euogehend Ton einer Vertiefung 5a für die Schließütellung der TUr den äußeren Durchaeeecr am Nockens allmählich Tergrößerti eine weitere Schrägfläohe 5c, die den änderen Durehmeaeer, der bei etwa 90° a* gröflten isf₉ allmählich verkleinert, und eise Vertiefung 5d enthält, iss die EoXXe etwa bei 180° zn Arretieren· ----- - " ■

Der eylindrißche Hocken 6 enthält gemäß Pig. 10 eine Schrägfläehe 6b, die ausgehend ran einer Vertiefung 6q füxf die

der Tür den Außendurchneseer dee Koekene rersrijßert, einen Umachlagpunkt 6o mit dem grüßten kur« Tor der 9t>°-Stellung_t danach bis ungefähr

3150° eine etwa ebene Fläche 6d mit einem kleine^ta /ußendurch-DHiBser, dann eine gekrilorate Fläche 6c w&t konstanten Auflendurch»eBeer und echließlich in der 180°-Strallung eine Vertiefung 6f sur Arretitrung,

Sie JOra der gekrüniBten Flächen der einzelnen Hock«ii sowie AeT Winkel der Schrfigflächen des Koekene 6 int Unikehrpunkt können dem Verwcndungcßweok des Soharniero angepaßt werden*

Sa bie im eineia Torbeetiaaten Winkel eine der beiden iylindliechen Kocken 3 oder 6, s» B. der Nocken 5, eine Drehkraft Termittelt, vtt& da nach Erreichen dieoes Winkels beide Bylindriechon Hocken $ und 6 gemeinsam eine Drehkraft Termitteln, wird der TlSr bew. dem Deckel unmittelbar Tor dem SchXleßen, d· h. also erfindungegem?iß nach der 70°-Stellung, die doppelte ürohkraft mitgeteilt, wodurch ein BUTerläeeiges Schließen erreicht wird·

Um beim beschriebenen AusfUhrungsbeiBplel den beweglichen iicharniertcil 4 go bu drehen, wie dies in Fig.8 durch den Pfeil 19 rugcdtutc-t int, braucht man eine gewisse Drehkraft,

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die dun von der elastischen Berührung «wischen den syllndtvfijrmigen Nocken und der Bolle herrührenden Wideretand überwindet. Wenn die Rolle mit den geradlinigen SeU 6d des eylindrißchen Hockeno 6 in Anlege könnt, dann wird die Dreh tasaft auf die Hälfte reduziert und men kann die für oder den Deckel leicht öffnen. Wenn die Bolle schließlich in die Tertiefungen 5d und 6f einrastet und dort gehalten wird, dann wird der bewegliche Schernierteil eof ort angehalten.

Die Vertiefungen uind nicht auf die 18G°-3tellung beschränkt, sondern können dem Bedarf entsprechend auch an Irgend einer anderen Stelle« β. B. der 9O°-stellung, vorgesehen werden, wenn beispielsweise die 9HIr bis sur 9O°-Stellung geuffnet und in diesem Zustand gehalten werden soll« Den Nocken kann eine solche Perm gegeben werden, daß sie, auegehend von den Vertiefungen 5a und 6a, bis etwa in die 9ü°-»i>tellung Abschnitt β ait einem größeren AuSendurohmeseer und danach Abschnitte mit kleinerem Außendurebmesser iub automatischen öffnen der StIr oder auch Abschnitte von konstantes Audcndurehmesssr tun weiteren langsamen Offnen der Tür aufweisen·

Bed dem in Fig. 1 und 2 dargestellten AusfUhrungsbeipiel ist anstelle dos ayllnderförmigen Nockens eine Kurvenscheibe verwendet. Bei diesem Ausführungsbelspiel sind die Bcfestißungsräiider 21a und 21b eines ortsfesten Scharnierteile 21 starr an einer aoharnIcraohse 20 befestigt, während aus Metall hergestellte und um 1 beabetandete Kurvenscheiben 22 und 23 am mittleren Teil der Schamieraohee 20 otarr befestigt sind· Die BefeßtigungsrUnder 24a und 24b eines beweglichen Schar» nlertelle 24 sind schließlich an der Soharnleraehse 20 frei drehbar befestigt· Die Kurvenseheiben 22 und 23 sind mit Hilfe von Kellen 30 so befestigt, daß sie sich nicht drohen können.

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Mi beweglichen Schamierteil 24 let--ein 'foment-'25 nrorge-

dureh das der U-fb*mige Teil 2βα einer Feder 26 <äureh iüt_# der mitteln einer iichraulse 27 am beweglichen

24 befotstigt iat· 'An den vorderen lüden- der 26 lot eine Rolle 28 frei drehbar befestigt, weiche j*a d«n gtikrUiamfcen liußeren Umfangsfläeliesi der Jtavensjcheiben 22 irnd 23 elnetieeh anliegt«

Ba die beiden Kurvenacheib©!i 22 ussä 25 die gleiche' Form

und mit <3Um beiden !fSmdea der Holle 28 in- Berührung v/iM beim Abrollen der Rolle cntl&n^ den Schrägflachen der beiden - Kurvenscheibe», eine jfceh&raft erseugt«.

In FIg* 1 sind, alt 29 SoliaraieÄefestigiiagslSeiier_$ Bit 26b sn don federn vorgesehene vindnageteile toad, mit 21s eia für den 3)urohga&g der Rolle vorgaseheaer liasselmitt - -im festem beaelclmet«

Obgleich die Form dor Kurvenseheiben gei^iß der obigen Beaehreioxiiig gleich'let, kann ihnen_ff wie feeim zuerst beschriebenen Aus£ührung3beisT>ie! geraäß Fig· 6 eine unteiesehiedliche Kx-iMmungaflüchenform gegeben werden, um dafür su sorgen, daß die .Drehkraft ^e nach dem öffnungswinkel vnrsohieden ist·

Im folgenden wird das in Fig„ 3» 4 und 5 dargestellte Aus« f üiirungabeispiel beschriebenϊ Di® Befestiguagsräader 32a und 32b eineß festen Scharnierteils 32 Bind an der Scharmierachse 31 starr befestigt, on deren mittleren Seil auch ein aus Nylon hergestellter zylindrischer Hooken 33 mittels eines Keils 34 Lttun befestigt iat. Die Befestigungsröndar >5a und 35b eines beweglichen Scharnierteilo 35 .sind on der Seiiarudcraehse 31 frei drehbar befestigt» Durch eia auf dom beweglichen Scharnierteil 35 autJgebildcfe-.s iilement 36 ist äer U-fürmige Teil 37g einer Feder 37 durchgesteckt» die mit Hilfe einer schraube 38 aa beweglichen Jehi,mierfceil gehalten wird» An- dsm freien

ι I ^l-. ^; f.i / ⁵J ·)

Fndea der Feder 37 tat eine cuti Metall hergestellte Rollo 39 ft»:i drehbar beitentlgt» din j-iit der Mantelfläche dee eylindrlachen Nockeno 33 in ülesticcher Berührung steht· IUt 40 ist ein In dom feßten ocharniertell Torgeoehener Auieohnitt für den Durchhang dor Hollo beeeiohnet« 41 stellen Befestigung»· liicher dc« .-choraleren dar.

In der (Abteilung iot f ti ι Vertiefung 33a und la. der 180°- eine Vertiefung 33b in der Kamtelfläehe des Nockens

Tj vorgesehen. Either wird die ?Ur_t 'wenn die Rolle in die Vertiefung 3'ia oder 33b einrastet, oelbst bei laelir oder weniger starkem and in der offenen iitollun^ gehalten.

-in die Vertiefung i3b in übereinatiiamuiig mit den notwendigen ^ffnungograd der Tür im einer anderen stelle yorgeoahen wird« dann kann die ^rJKlr auch bei dieaem uffnungsgrad offen gehalten werden« Wann der »ylindrlachen Kurre iwlechcn der Vertiefung 33a beim "»ffnungngrad 0° und der 70°«Stellung ein« abgcochrUgte form gegeben wird, dann wird die Tür, wenn man sie von Hand eohlloQt, bein Erreichen der 90°-3tollung autoaitioch geschlosnun.

Die crfindungsgemUßen ücharnicri at»Hon aichor, daß die Türen automatisch geschlossen werden, und iwar aufgrund einer auf ihrer Achse Teruroaohten Drehkraft. Außerdem kann die Tür sicher in einer vorgewfihlten Stellung gehalten werden, in der die Roll· in die Vertiefungen der £ekrlürjaten Hcekenfläche eingerastet und arretiert ist· ¹Tt, wo -ILa Kurven la wesentlichen kreisförmig, d. h. ohne Kxsentrlzltllt ausgebildet sind_f kann die TUr an Jeder beliebigen stelle angehalten werden.

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Claims (7)

Patentansprüche ■ · »«ι

1) Scharnier, auf dessen Achse der Befestigungsrand eines ortsfesten Scharnierteils starr und der Befestigun&srand eines "beweglichen Scharnierteils frei drehbar befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (1,20,31) ein die Bewegung des beweglichen Scharnierteils (4,24/35) steuernder Nocken (5,6,22,23,53) starr befestigt ist, an dem eine Rolle (13, 28, 39) elastisch anliegt, die an den freien Enden einer mit dem beweglichen. Scharnierteil starr verbundenen Feder (9, 10, 26, 37) befestigt ist.

2) Scharnier nach Anspruch 1„ dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken aus mindestens einer Metallnoekenscheibe (22,23) besteht.

3) Scharnier nach Anspruch 1_$ dadurch gekemns®leimet₉ daß der Nocken aus mindestens einem aus Kunsthars hergestellten zylindrischen Nocken (5-»6₉33) besteht₀

4) Scharnier nach einem der Ansprüelie 1 bis 3_ΰ gekennzeichnet, daß am Befestigungsrand des beweglichen Scharnierteils mindestens ein Element (Τ^β^δί36) vorgesehen ist, durch das ein durch eine Schraube am beweglichen Scharnierteil starr befestigter^ U-förmiger Abschnitt der Federn (9,10,26,37) gesteckt ist.

5) Scharnier nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken aus Nylon besteht.

6) Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Nocken oder Kurvenscheibe!! vorgesehen sind. >

7) Scharnier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die einzelnen Nocken oder Kurvenscheiben mit unterschiedlichen Krümmungsflächen versehen sind,

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