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Verfahren zur Herstellung wartungsfreier Scharnierlagerungen
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für hochbelastete Scharniere, insbesondere Kraftwagentürscharnieree
und nach diesem Verfahren hergestelltes Scharnier Dle Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren zur Herstellung wartungsfreier Scharnierlagerungen für hochbelastete
Scharniere, insbesondere Kraftwagentürscharniere, bei denen ein die Gewerbe teile
beider Scharnierflügel durchsetzender Scharnierstift über eine Lagerauskleidung
aus Kunststoff material in der oder den Scharnieraugenbohrungen wenigstens des einen
Scharnierflügels spiel- und wartungsfrei gelagert ist und bei denen weiterhin zwischen
die einander unmittelbar zugeordneten Gewerbe teilflächen sich radlal zur Scharnierstiftlagerung
erstreckende Lagerscheiben aus Kunst stoffmaterial eingeschaltet sind. Die Erfindung
bezieht sich ferner auf ein im Wege des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes,
hochbelastetes Scharnier, insbesondere ein Flügelscharnier für Kraftwagentüren.
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Beispielsweise durch den eigenen älteren Vorschlag gemäß DX-OS 20
52 513 ist eine wartungsfreie Lagerung für den Scharnierstift eines hochbelastbaren
Scharnieres, insbesondere eines Scharnieres für Kraftwagentüren bekanntgeworden,
bei der der Scharnierstift in den Augenbohrungen des oder der Gewerbeteile des einen
Scharnierflügels Laufsitz und in den oder den Gewerbeteilen des anderen Scharnierflügels
Festsitz
hat und bei dein darüber hinaus der Scharnierstift in den Augenbohrungen des oder
der Gewerbeteile deswenigen Scharnierflügels, in dem er Laufsitz hat unter Zwischenschaltung
von, vorzugsweise als Kragenbuchsen ausgebildeten Buchsen aus selbstschmierendem
oder mit Schmierstoffen gefülltem Kunststoffmaterial gelagert ist. Die bekannten
Scharniere dieser Bauart werden in der Weise hergestellt, daß beide Scharnierflügel
von einem fortlaufend gewalzten Scharnierprofil abgelenkt und durch Freischneiden
mit einem oder mehreren bei zusammengesetztem Scharnier zueinander auf Lücke stehend
ineinander eingreifenden Gewerbeteilen versehen werden und damit ferner die Gewerbeteile
beider Scharnierflügei mit zueinander fluchtenden Lagerbohrungen für den Scharnierstift,
welcher seinerseits gleichfalls aus Stahl besteht, versehen werden. Mindestens die
in die Gewerbeteile desjenigen Scharnierflügels, in denen der Scharnierstift Festsitz
haben soll, einzubringenden Scharnieraugenbohrungen müssen dabei unter hoher Präzision
zueinander fluchtend gestaltet werden, was einen erheblichen Serstellungsaufwand
bedingt. In der oder den Scharnieraugenbohrungen desjenigen Scharnierflügels, in
dem der Scharnierstift Laufsitz haben soll wird der Scharnierstlft unter Zwischenschaltung
von Buchsen, insbesondere als Kragenbuchsen ausgebildeten Buchsen aus einem selbstschmierenden
oder mit Schmierstoffen gefüllten Kunststoffmaterial eingesetzt. Dabei müssen in
herkömmlicher Weise die als Kragenbuchsen ausgebildeten Buchsen für die wartungsfreie
Lagerung des Scharnierstiftes in dem einen oder in mehreren Scharnieraugen als Präzisionsteile
hergestellt werden, um einerseits das Einführen der Buchsen in die Augenbohrungen
des oder der Gewerbeteile des einen Scharnierflügele und andererseits das Einsetzen
des Scharnierstiftes mit einem geringstmöglichen Spiel zu ermöglichen. Annähernd
dieselbe Präzisionsarbeit muß ferner dafür aufgewandt werden, daß die zwischen den
einander benachbarten Gewerbeflächen der zueinander auf Lücke stehenden Gewerbeteilen
einen exakt der Materialstärke der Kragen der Kunststoffbuchsen entsprechenden Abstand
voneinander ausweisen, da nur auf diese Weise ein spielfreies Einsetzen
bzw.
Unterbringen der die wartungsfreie Lagerung für den Scharnierstift bildenden Kragenbuchsen
möglich ist. Auf der anderen Seite ist es aber auch notwendig, die die wartungsfreie
Lagerung für den Scharnierstift bildenden Kunststoffbuchsen als Präzisionsteile
auszubilden, damit dieser möglichst spielfrei gelagert werden kann und damit ferner
die zueinander auf Lücke stehend ausgebildeten Gewerbeteile beider Scharnierflügel
unter Berücksichtigung der Kragen der Lagerbuchsen möglichst spielfrei ineinandergreifen
können.
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Aus diesen Erfordernissen ergibt sich für die Herstellung bekannter,
wartungsfreier Scharnierlagerungen für hochbelastbare Scharniere, insbesondere Kreftwagentürscharniere,
die Notwendigkeit nicht nur die Scharnierflügel sondern auch den Scharnierstift
und insbesondere die seine wartungsfreie Lagerung bildenden Kunststoffbuchsen als
Präzisionsteile gesondert herzustellen und im Rahmen des Zusammenbaues des Scharnieres
ineinander zu fügen. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß einerseits die Herstellung
einer Vielzahl von Präzisionsteilen und andererseits der Zusammenbau solcher Präzisionsteile
unter Berücksichtigung unvermeidlicher Toleranzen einen ausserordentlich hohen Herstellungsaufwand
für hochbelastbare Scharniere, insbesondere Kraftwagentürscharniere verursacht.
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Auf anderen Gebieten der Technik ist es jedoch bekannt für bestimmte
Anwendungsfälle Lager durch Umgiessen einer Welle oder einer Achse mit Gießharz
bzw. einem vorübergehend verflfissigbaren Kunststoffmaterial in der Weise herzustellen,
da13 die Achse bzw. Welle zunächst in eine überdimensionierte Lagerbohrung eingeführt
und anschließend der Spalt zwischen dem Innenumfang der Lagerbohrung und dem Aussenumfang
der Welle durch Ausgiessen mit einem Gießharz bzw. einem vorübergehend verflüssigbaren
Kunststoffmaterial ausgefüllt wird.
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Dieses Verfahren ist jedoch bisher ausschliesslich für niedrig belastete
Lagerungen des allgemeinen Maschinenbaues angewandt worden. Weiterhin ist dieses
Verfahren ausschließlich dazu verwandt worden rein axiale Lagerungen herzustellen,
die bei einem hochbelastbaren Scharnier, wie es für das Anschlagen von Eraftwagentüren
verwendet wlrd,
nicht zu einer völligen Wartungsfreiheit fuhren
können, da die aufeinandergleitenden Gewerbeflächen der ininandergreifenden Gewerbeteile
beider Scharnierflügel gleichfalls mit einer wartungsfreien Beilage aus Kunststoffmaterial
versehen werden müssen. Ausserdem handelt es sich bei den bisher bekanntgewordenen
Anwendungsfällen, in denen eine Lagerung aus nachträglich eingebrachtem, vorübergehend
flüssigem Kunststoffmaterial hergestellt wird9 stets um solche Anwendungsfälle,
in denen lediglich einzelne Lager zu erstellen sind Es ist bisher kein einziger
Anwendungsfall bekanntgeworden, bei dem Massenteile9 wie sie durch Eraftwagentürscharniere
verkörpert werden9 durch das nachträgliche Einbringen einer Lagerauskleidung aus
vorübergehend flüssigem Kunststoffmaterial wartungsfrei gestaltet worden wären.
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Soweit daher für spezielle Anwendungsgebiete des allgemeinen Maschinenbaues
die Herstellung wartungsfreier Einzellager für relativ zueinander bewegliche Bauteile
durch nachträgliches Einbringen einer Lagerauskleidung aus vorübergehend fllissigem
Kunststoffmaterial bekanntgeworden sinds können sie die Herstellung wartungsfreier
Lagerungen für die Achsen von Massenteileny beispielsweise und insbesondere be wartungsfreie
Lagerung für den Scharnierstift hochbelastbarer Kraftwagentürscharniere nicht nahellegenO
Ausgehend von diesem Stande der Technik liegt der Erfindung hauptsächlich die Aufgabe
zugrunde ein Verfahren zur Herstellung wartungsfreier Scharnierlagerung für hochbelastbare
Scharniere insbesondere Kraftwagentürscharniere, die als Massenteile insbesondere
auf automatischen Straßen hergestellt werden zu schaffen und dabei die Herstellungskosten
derartiger Massenteile dadurch zu senken, als hinsichtlich des gegenseitigen Fluchtens
der Scharnieraugenbohrungen in beiden Scharnierflügeln sowie hinsichtlich eines
exakt zentrischen Dibaues des Scharnierstiftes größere Toleranzen zugelassen werden
können, ohne daß dadurch die Belastbarkeit bzw. die Wartungsfreiheit des Scharnieres
Schaden erleidet.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde ein nach diesem Verfahren
herstellbares, hochbelastetes und wartungsfreies
Scharniers insbesondere
für Kraftwagentüren aufzuzeigen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die aufeinander folgende
Ausführung folgender Verfahrensschritte gelöst: a.) Die Scharnieraugenbohrungen
in dem oder den Gewerbeteilen des einen Soharnierflügelsp in dem der Scharnierstift
Lauf sitz haben soll werden mit einem übermaß gegenüber dem Scharnierstiftdurchmesser
hergestellt; b¢) das zu jeweils zwei Gewerbeteilen des einen Scharnierflügels auf
Lücke stehende Gewerbe teil des anderen Scharnierflügels wird dem Abstand zwischen
den beiden Gewerbeteilen desanderen Scharnierflügels gegenüber mit einem Untermaß
hergestellt; c.) in das Gewerbeteil des einen Scharnierflügels, in dem der Scharnierstift
Laufsltz haben soll, wird mindestens eine, in der Scharnieraugenbohrung. mündende
Radialbohrung eingebracht; d) beide Scharnierflügel sowie gegebenenfalls der Scharnierstift
werden in einer Vorrichtungy welche eine wenigstens annähernd zentrische J;age des
Scharnierstiftes in sämtlichen Scharnieraugenbohrungen gewährleistet, aufgenommen,
e.) durch die die Scharnierflügel sowie gegebenenfalls den Scharnierstift bildende
Vorrichtung wird gleichzeitig der Spalt zwischen den einander zugewandten Gewerbeflächen
benachbarter Gewerbeteil nach aussen abgedichtet; f.) über die in der Scharnieraugenbohrung
desJenigen bzw. derjenigen Gewerbeteile des einen oder anderen Scharnierflügels,
in der bzw. in den der Scharnierstift Laufsitz haben soll sowie in den Spalt zwischen
einander zugeordneten Gewerbeflächen benachbarter Gewerbeteile des Scharnieres wird
durch die in der oder den Scharnieraugenbohrungen mündende Radialbohrung im Gewerbeteil
unter einem entsprechenden Druck vorübergehend flüssiges zur Herstellung einer wartungsfreien
Lagerung
geeignetes Kunststoffmaterial beispielsweise Gießharz eingeführt.
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Dadurch daß das die wartungsfreie Lagerung des Scharnieres bildende
Kunststoffmaterial im flüssigen Zustand in die Lagerstellen bildenden Spalte und
unter hohem Druck eingebracht wird, ergibt sich zunächst ein Ausgleich selbst für
größere Toleranzen hinsicht ich des Zusammenfügens der einzelnen Bestandteile des
Scharnieres und insbesondere der Lagerung des Scharnierstiftes, so das: die Herstellungskosten
des Scharnieres insgesamt erheblich gesenkt werden können. Dabei ist zu berücksichtigen,
daß das als Lagermaterial dienende Kunststoffmaterial durch die Radialbohrungen
in dem oder den Gewerbeteilen des Scharnieres bei hohem Druck sehr schnell und ohne
besonderen Aufwand eingebracht werden kann. Andererseits bietet das Einbringen flüssigen
Lagermaterials den Vorteil, dalj der Scharnierstift innerhalb der Scharnieraugenbohrung
im jeweiligen Gewerbete i des entsprechenden Scharnierflügels mindestens teilweise
selbständig zentriert wird.
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Je nach Beschaffenheit und Migenschaften des für die Herstellung der
wartungsfreien Lagerung verwendeten Kunststoffmaterials kann es zweckmäßig sein,
mindestens den Scharnierstift und jeweils eine von zwei einander zugeordneten Gewerbeflächen
benachbarter Scharnierhälften vor dem Einbringen des Lagermaterials mit einer Trennschicht
zu überziehen, welche ein Anhaften des Lagermaterials am Scharnierstift bzw. an
einer von zwei benachbarten Gewerbeflächen verhindert.
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Bis zur.q Aushärten des als T.agermaterial verwendeten Gießharzes
oder sonstigen vorübergehend flüssigen Kunststoffmaterial werden die Spalte zwischen
benachbarten, einander zugeordneten Gewerbeflächen und die Radialbohrungen in den
Scharnieraugen des oder der C-ewerbeteile druck- und fltissigkeitsdicht verschlossen
gehalten. Aufgrund der Tatsache, daß die erfindungsgemäße Scharnierlagerung verhältnismäßig
dünnwandig ausgebildet wird, wird dadurch das Verschlossenhalten der Radialbohrungen
bzw.
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der Spalte zwischen einander zW-Teordneten Gewerbeflächen der Herstellun;sprozeß
des Scharnieres nicht oder zumindest nicht nennenswert verzögert, da daß dünnschichtig
eingebrachte Lagermaterial sehr schne 1 soweit P.rterrt, daß ein flüssigkeits- und
druckdichter Verschluß der möglichen Austrittestellen rasch aufgehoben
werden
kann.
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Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens kann
ferner vorgesehen sein, daß von den Bestandteilen des Scharnieres während des Einbringens
der Lagerauskleidung aus wartungafreiem Kunststoffmaterial lediglich die beiden
Scharnierflügel in einer in Bezug auf ihre Scharnieraugenbohrungen zueinander fluchtenden
Lage und ferner in Bezug auf die Einhaltung des vorbestimmten gegenseitigen Abstandes
ihrer einander zugeordneten Gewerbeflächen in einer Vorrichtung aufgenommen sind.
Auf eine exakte Zentrierung des Scharnierstiftes kann in gewissem Umfange verzichtet
werden, da sich diese teils durch das Einbringen des aus einem mindestens vorübergehend
flüssigen Kunststoffmaterial bestehenden Lagermaterials von selbst einstellt und
teils gewisse Exzentritäten des Scharnierstiftes in der Scharnieraugenbohrung desjenigen
Scharnierflügels, in dem er Laufsitz hat ohne weiteres in Kauf genommen werden können0
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es denkbar, daß der
Spalt zwischen einander benachbarten Gewerbeflächen des Scharnieres entweder durch
eine besondere Ausgestaltung der das Scharnier während des Einbringens der wartungsfreien
Lagerung aufnehmenden Vorrichtung druck- und flüssigkeitsdicht verschlossen wird
oder aber daß der Spalt zwischen einander benachbarten Gewerbeflächen des Scharnieres
vorübergehend durch verlorene Teile abgedichtet ist0 Das erfindungsgemäße Verfahren
ist selbstverständlich nicht darauf beschränkt, den Scharnierstift in dem oder den
Gewerbeteilen lediglich des einen Scharnlerflügele wartungsfrei und mit Laufsitz
zu lagern, sondern umfabt selbstverständlich auch eine wartungsfreie Lagerung is
Scharnierstiftes mit Laufsitz in sämtlichen Gewerbeteilen des Scharnieres.
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Das im vorstehend aufgezeigten Verfahren nach der Erfindung hergestellte,
hochbelastbare Scharnier, insbesondere Kraftwagentürscharnier, bei dem der Scharnierstift
im Gewerbeteil wenigstens eines Scharnierflügels mit Laufsitz und mittels einer
Lagerauskleidung aus Kunststoffmaterial wartungsfrei gelagert ist, kennzeichnet
sich dadurch, dais in der oder den Scharnieraugenbohrungen wenigstens eines Scharnierflügels
eine aus Gießharz
oder einem sonstigen plastischen Kunststoffmaterial
gebildete Lagerauskleidung über entsprechende, insbesondere radiale Bohrungen eingebracht
ist.
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Dabei kann vorgesehen sein, daß der Scharnierstift im Einauge des
anderen Scharnierflügels über eine nachträglich eingebrachte Lagerauskleidung aus
Gießharz oder einem sonstigen, vorübergehend flüssigen Kunststoffmaterial mit Laufsitz
und wartungsfrei gelagert ist. Selbstverständlich kann der Scharnierstift aber auch
im Zweiauge des einen Scharnierflügels über eine nachträglich eingebrachte Lagerauskleidung
aus Gießharz oder einem sonstigen vorübergehend flüssigen Kunststoffmaterial wartungsfrei
und mit Laufsitz gelagert sein. Schließlich umfaßt die Erfindung selbstverständlich
auch noch die wartungsfreie Lagerung des Scharnierstiftes mit Laufsitz in sämtlichen
Gewerbeteilen des Scharnieres, jeweils mittels einer nachträglich eingebrachten
Lagerauekleidung aus Gießharz oder einem sonstigen vorübergehend flüssigen Kunststoffmaterial.
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Das im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Scharnier mit wartungsfreier
Lagerung des Scharnierstiftes in der oder den Scharnieraugenbohrungen wenigstens
eines der Scharnierflügel zeichnet sich ferner dadurch auss daß mit der aus einem
geeigneten Kunststoffmaterial bestehenden Lagerauskleidung einteilig radial gerichtete,
in einen Spalt zwischen benachbarte Gewerbeflächen eingreifende Kragen ausgebildet
sind, die mindestens den größeren Teil der einander zugeordneten Gewerbeflächen
benachbarter Gewerbeteile übergreifen und somit die Übertragung der in axialer Richtung
auftretenden Belastungen des Scharnieres zwischen den Gewerbeteilen ohne unmittelbare
Berührung benachbarter Gewerbeflächen sicherstellen.
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Der Scharnierstift ist im jeweiligen Gewerbeteil mit einer innerhalb
gewisser Toleranzgrößen von der exakt zentrischen Lage abweichenden Lage durch Vermittlung
der nachträglich eingebrachten wartungsfreien Lagerung aus Gießharz bzw. einem vorübergehend
flüssigen Kunststoffmaterial gelagert.
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Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen beschrieben.
In der Zeichnung zeigt die
Figur 1 eine teilweise geschnittene
Seitenansicht eines im erfindungsgeniäßen Verfahren hergestellten, hochbelastbaren
Scharnieres, insbesondere eines Blgelscharnieres für Kraftwagentüren; Figur 2 einen
Schnitt durch das erfindungsgemäße Scharnier entlang der Linie II-II in Figur 1.
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Das in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel dargestellte, im erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte hochbelastbare Blügelscharnfler mit wartungsfreier Lagerung,
insbesondere zum Anschlagen von Kraftwagentüren besteht im wesentlichen aus einem
ersten Scharnierflügel 1 einem zweiten Scharnierflügel 2 und einem zylindrischen
Scharni-rstift 3. Die beiden Scharnierflügel sind durch Ablängen und Ausschneiden
ihrer Gewerbeteile 4 und 5 bzw. 6 aus einem fortlaufend gewalzten Scharnierprofil
hergestellt. Nach dem Freischneiden sind in die Gewerbeteile 4,5 und 6 der beiden
Scharnierflügel 1 und 2 axial gericntete Scharnieraugenbohrungen 7 und 8 eingebracht
worden. Im gezeigten Ausft;hrungsbeispiel weist der eine Scharnierflügel 2 zwei
aussenliegende Gewerbeteile 4 und 5 auf, zu denen das mittig angeordnete Gewerbeteil
6 des anderen C:charnierflügels 1 auf Lücke stehend angeordnet ist. In die zueinander
fluchtenden Scharnieraügenbohrungen 7 in den Gewerbeteilen 4 und 5 des einen Scharnierflügels
2 ist der zylindrische Scharnierstift 3 mit Preßsitz undrehbar gehalten. Zusätzlich
zu seiner Anordnung mit Preßsitz ist der Scharnierstift 3 im Gewerbeteil 4 des einen
Scharnierflügels 2 über eine Umfangsrändelung 9 drehsicher verankert. Die Scharnieraugenbohrung
8 im Gewerbeteil 6 des anderen Scharnierflügels 1 ist dem Scharnierstiftdurchmesser
gegenüber mit einem ÜbermaB hergestellt, eo daß der Scharnierstift 3 zur Umfangswandung
der Scharnieraugenbohrung 8 allseitig einen Abstand aufweist. Ferner ist das Gewerbeteil
6 des anderen Scharnierflügels 1 in Bezug auf den Abstand der einander zugewandten
Gewerbeflächen 9 und 1o der Gewerbeteile 4 und 5 des einen Scharnierflügels 2 mit
einem Untermaß dargestellt, so daß zwischen den Gewerbeflächen 11 und 12 des Gewerbeteiles
6 und den Gewerbeflächen 9 bzw. lo der Gewerbeteile 5 bzw. 4 des einen Scharnierflügels
jeweils eine Spaltöffnung
verbleibt. Der durch das übermaß der
Scharnieraugenbohrung 8 im Gewerbeteil 6 des anderen Scharnierflügels 1 gegenüber
dem Scharnierstiftdurchmesser gebildete Ringspalt sowie di den Gewerbeflächen 9
/12 und 10/11 verbleibenden Radialspalten sind durch eine nachträglich eingebrachte
Lagerauskleidung aus Gießharz oder einem sonstigen vorübergehend flüssigen Kunststoffmaterial
auf loleranzmaß verengt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel haftet die Lagerauskleidung
13 an der Innenwandung der Scharnieraugenbohrung 8 im Gewerbeteil 6, während der
Scharnierstift 3 der Lagerauskleidung 13 gegenüber freibeweglich ist. Dies ist dadurch
erreicht worden, daß der Scharnierstift 3 vor dem Einsetzen in das Scharnier mit
einem Trennmaterial überzogen worden ist. Desgleichen haften die kragenartigen Randflansche
14 der Lagerauskleid1lng13 jeweils an den Gewerbeflächen 11 und 12 des Gewerbeteiles
6, während sie den Gewerbeflächen 9 und 1o der Gewerbeteile 5 und 4 des einen Scharnierflügels
gegenüber freibeweglich sind, was erfindungsgemäß dadurch erreicht wird, daß vor
dem Einbringen der Lagerauskleidung 13 die Gewerbeflächen 9 und 10 mit einem Trennmaterial
beschichtet worden sind. Für das Einbringen der Lagerauskleidung 13 ist das Gewerbeteil
6 des anderen Scharnierflügels 1 mit einer radialgerichteten, in der Scharnieraugenbohrung
8 mündenden Radialbohrung 15 versehen.
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Während des Einbringens der Lagerauskleidungl3 und damit auch des
Ausbildens der Kragen 14 war das Scharnier insgesamt in einer Vorrichtung aufgenommen,
durch welche die zwisohen den Gewerbeflächen 9/12 und io/11 vorgesehenen Spalte
sowie die Radialbohrung 15 im Gewerbeteil 6 druck- und flüssigkeitUdicht verschlossen
wurden.