Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Scharnier für Türen von Automobilen
- mit einem Tragelement, dessen eines Teil am Chassis und dessen anderes Teil am Türrahmen jeweils eine Scharnierachse
bildet und
mit einem Lenkhebel zum Führen der Tür im Verlauf der Öffnungs- und Schließbewegung der Tür, wobei der Lenkhebei
als zweiteiliger Kniehebel mit einem Mittelgelenk ausgeführt ist und das Mittelgelenk, geführt mit Hilfe
eines Führungshebels, sich beim Öffnen der Tür in die unmittelbare Nähe des türseitigen Scharnierteils bewegt.
Bei langen Türen für viersitzige Coupes oder Cabriolets entsteht insbesondere bei dickwandigen Türen erst bei einem sehr
großen Öffnungswinkel ein genügend großer Spalt im Anlenkbereich der Tür, um in das Fahrzeug zu gelangen oder um das
Fahrzeug zu verlassen. Auf vielen Parkplätzen und in beengten Verhältnissen von Parkhäusern sind diese notwendigen Freiräume
nicht vorhanden, so daß ein freier Parkplatz gelegentlich nicht genutzt werden kann.
Aus der DE-OS 41 40 289 des Anmelders ist bereits ein Türscharnier
bekannt, das so gestaltet ist, daß der einsteigenden Person bei üblichem Platzbedarf zum Öffnen einer Tür eines
Automobils ausreichend Platz im Anlenkbereich der Tür vorwiegend im Fußbereich geboten wird, um einigermaßen bequem ein-
bzw. auszusteigen.
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Beim Öffnen der Tür bewegt sich diese zunächst nach Art einer Schiebetür im wesentlichen parallel aus der Türöffnung heraus,
wobei bereits eine geringfügige Verschwenkung der Verschiebung überlagert ist. Infolge dieser Herausbewegung der Tür aus der
Türöffnung entsteht selbst schon bei geringen Öffnungsweiten ein freier Winkel zwischen der Türöffnung und der Tür im Bereich
der Türanlenkung, also im Bewegungsbereich der Füße.
Gegen Ende der Öffnungsbewegung entsteht eine Verschwenkung, die sich der vollen Öffnungsbewegung einer herkömmlichen Tür
an einem Fahrzeug selbstverständlich auch darin unterscheidet, daß die Tür weiter absteht. Dieser Bereich ist allerdings für
enge Parkraumverhältnisse weniger bedeutsam.
Ss ist Aufgabe dieser Erfindung, das bereits bekannte Türschamier
der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der ein- bzw. aussteigenden Person neben ausreichender Fußfreiheit
auch genügend Kopffreiheit bei normalem zur Verfügung stehenden Raum zum Öffnen einer Tür eines Automobils geboten wird.
Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, daß die Scharnierachsen zueinander geneigt angeordnet sind und die Enden mindestens
eines Kniehebels mit jeweils mindestens zwei Freiheitsgraden gelagert ist.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß insbesondere
bei Verwendung von langgestreckten Automobiltüren, 0 wie sie bei Ausführungsformen von Automobilen wie Coupes oder
Cabriolets eingesetzt werden, bei vergleichbar mit dem Öffnungswinkel bei normalen Automobiltürausführungen der einsteigenden
bzw. aussteigenden Person sowohl ausreichend Beinfreiheit als auch ausreichend Kopffreiheit geboten wird. Dies
wird vorteilhafterweise dadurch erreicht, daß die türseitige Schwenkachse und die chassisseitige Schwenkachse des Türscharniers
geneigt angeordnet sind. Dadurch vollführt die Tür während der Öffnungs- bzw. Schließbewegung eine ekliptische Bewegung.
Die in Schließlage zum Automobil hin geneigte Tür neigt 0 sich während der Öffnungsphase vom Automobil weg, wobei
gleichzeitig der eigentlichen Schwenkbewegung diese Kippbewegung der Tür überlagert ist.
Das erfindungsgemäße Türscharnier ist vorzugsweise so gestal-5
tet, daß ein Tragelement im Hohlraum zwischen dem Chassis und der Tür angeordnet ist, das die Funktion übernimmt, das Türgewicht
in jeder Stellung der Tür aufzunehmen, so daß die ei-
gentliche Kinematik, die notwendig ist, um die Schwenkbewegung der Tür auszuführen, nahezu kraftfrei ist.
Die Hebel, die für die Schwenkbewegung der Tür verantwortlich sind, sind so angeordnet, daß in der Schließlage der Tür vorzugsweise
eine Selbsthemmung eintritt, so daß vorteilhafter Weise ein einziges Türschloß zum Schließen und Dichtanliegen
der Tür notwendig ist. Dieses Schloß ist bekanntermaßen in Höhe des Türgriffs angeordnet.
Vorzugsweise ist in mindestens einem der Aufhängepunkte des Scharniers ein Türfeststeller angeordnet. Dabei ist der Türfeststeller
vorzugsweise so gestaltet, daß dieser keinen zusätzlichen Bauraum beansprucht, so daß für die Ausgestaltung
des Scharniers sowohl mit als auch ohne Türfeststeller keine Umkonstruktion des eigentlichen Scharniers erforderlich ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert; in den Zeichnungen
zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht auf ein erstes Auführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Scharniers,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Scharnier
gemäß Figur 1, insbesondere auf die Hebelanordnung, wobei die Tür ganz geöffnet ist,
Fig. 3 eine Seitenansicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel 0 des erfindungsgemäßen Scharniers,
Fig. 4 eine Seitenansicht auf türseitig angeordnete Scharnieraugen,
die für den Eingriff mit scharnierseitig angeordneten Lagerzapfen (Fig, 3) vorgesehen sind,
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Fig. 5 eine schematische Darstellung des Öffnungswinkels einer geöffneten Tür gemäß des Standes der Technik,
- 4 zur Darstellung der tatsächlichen Fußfreiheit,
Fig. 6 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Scharnier und die geöffnete Tür gemäß Fig. 1, zur Darstellung der
gewonnenen Fuß- und Kopffreiheit während des Einstiegs bzw. Ausstiegs,
Fig. 7 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Scharnier,
wobei die Tür geschlossen ist,
Fig. 8 eine schematische Darstellung der Bewegungssrichtungen
der einzelnen Hebel des erfindungsgemäßen Scharniers,
Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Türfeststeller für das erfindungsgemäße
Scharnier, wobei zwei Stellungen Φ und ® dargestellt sind,
Fig. 10 eine Seitenansicht auf den Türfeststeller gemäß Fig. 9 in Richtung eines Pfeils X in Fig. 9.
Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Scharnier 1, das im wesentlichen
aus einem im Hohlraum zwischen der Tür 2 und dem Chassis 3 angeordneten Tragelement 10 und einer mit der Tür 2, dem
Chassis 3 und dem Tragelement 10 gekoppelten Hebelmechanik besteht.
Das Tragelement 10 ist vorzugsweise doppel-T-förmig ausgestaltet und weist an seinen jeweiligen Enden Aufnahmen 4a-d auf.
0 Die Aufnahmen 4a-d und tür- bzw. chassisseitig gelagerten Bolzen 5a-d bilden zusammen die Scharnierachsen lla, 11b des
Scharniers 1.
Die Scharnierachsen lla, lib sind dabei so ausgerichtet, daß
5 der Schnittpunkt der gedachten Verlängerung der beiden Scharnierachsen lla, 11b in eingebautem Zustand des Scharniers 1
unterhalb des Scharniers 1 liegt. Es ist jedoch auch denkbar,
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- 5 daß der besagte Schnittpunkt oberhalb des Scharniers 1 liegt.
Vorzugsweise sind die Aufnahmen 4a-d so gestaltet, daß sie in
gabelförmig ausgebildete Bolzenhalter 6a-d eingreifen, wobei die Bolzen 5a-d im montierten Zustand des Scharniers 1 sowohl
die gabelförmig ausgebildeten Bolzenhalter 6a-d als auch die Aufnahmen 4a-d des Tragelements 10 durchdringen. Die Bolzen
5a-d sind dabei unverlierbar hierin angeordnet.
Zur Führung der Tür 2 während ihrer Öffnungs- bzw. Schließbewegung
ist vorzugsweise am unteren Ende des Scharniers 1 die Hebelmechanik angeordnet, die im wesentlichen aus drei Hebeln,
nämlich einem Führungshebel 15 und zwei Kniehebeln 12, 13 besteht, wobei die beiden Kniehebel 12, 13 zusammen den Lenkhebel
bilden.
Einer der beiden Kniehebel 12 ist vorzugsweise bogenförmig ausgestaltet und mit seinem einen Ende 12a gelenkig an dem
Chassis 3 angebracht. Dieses Gelenk weist eine Drehachse 20 auf, die parallel zur türseitigen Schwenkachse 11b ausgerichtet
ist. Ferner weist dieses Gelenk mindestens zwei Freiheitsgrade auf, nämlich einen Freiheitsgrad für die Drehung um die
besagte Drehachse 20 und einen weiteren Freiheitsgrad für die Drehung um eine Achse, die senkrecht zur Drehachse 20 und
- gemäß der Darstellung von Fig. 1 - in die Bildebene hinein ausgerichtet ist. Für die konstruktive Ausführung dieses Gelenks
ist vorzugsweise ein Kugelgelenk vorgesehen.
Das andere Ende 12b des chassisseitigen Kniehebels 12 ist mit 0 zwei Freiheitsgraden an einem Mittelgelenk 14 gelagert und
vorzugsweise ebenfalls als Kugelgelenk gestaltet. An diesem Mittelgelenk 14 sind ein Ende 13b des türseitigen Kniehebels
13 und ein Ende 15b des Führungshebels 15 gelagert, wobei die
Drehachse 25 des Endes 13b des tür seitigen Kniehebels 13, die Drehachse 23 des Endes ISb des tragrahmenseitigen Kniehebels
15 und eine Drehachse des Endes 12b des chassisseitigen Kniehebels 12 zusammenfallen und die gemeinsame Drehachse 21 des
Mittelgelenks 14 bilden. Diese Drehachse 21 des Mittelgelenks 14 ist ebenfalls parallel zur türseitigen Schwenkachse 11b des
Scharniers 1 ausgerichtet.
Der Führungshebel 15 weist zwei Enden 15a, 15b auf, wobei ein Ende 15b -wie bereits erwähnt- an dem Mittelgelenk 14 angeordnet
ist. Das andere Ende 15a des tragrahmenseitigen Führungshebels 15 ist durch eine Drehachse 22 mit einem Freiheitsgrad
am Tragrahmen 10 gelagert. Hierfür ist ungefähr mittig zum Abstand der beiden Schwenkachse 11a, 11b unmittelbar am
Tragrahmen 10 eine Lagerung vorgesehen.
Das andere Ende 13a des türsseitigen Kniehebels 13 ist an der Tür 2 drehgelenkig gelagert. Hierfür ist eine Drehachse 24
vorgesehen, die ebenfalls parallel zur türseitigen Schwenkachse 11b des Scharniers 1 ausgerichtet ist.
Zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Tür 2 gegenüber dem Chassis 3 ist ein Anschagmittel vorgesehen, das im wesentlichen
aus einem Kipphebel 16 und in Abhängigkeit der Stellung der Tür 2 zwei mit dem Kipphebel 16 in Singriff kommende Nasen
17, 18 besteht, wobei eine Nase 17 chassisseitig und die andere Nase 18 türseitig angeordnet ist. Der Kipphebel 16 selbst
ist an einer Schwenkachse 19 gelagert, wobei vorzugsweise diese Schwenkachse 19 mit der Drehachse 22 des tragelementseitigen
Führungshebels 15 zusammenfällt.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 3, 4) ist das
Scharnier 1 so gestaltet, daß es im wesentlichen aus zwei 0 Teilen besteht, nämlich aus dem chassisseitig befestigten
eigentlichen Scharnier und den türseitig angeordneten Scharnieraugen 9, die zur Aufnahme von scharnierseitig angeordneten
Lagerzapfen 8 vorgesehen sind. Im montierten Zustand des Scharniers 1 bilden die Lagerzapfen 8 und die Scharnieraugen 9
zusammen die türseitige Schwenkachse 11b.
Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß die einmal
gegenüber dem Chassis 3 ausgerichteten Türen 2 für weitere Bearbeitungsvorgänge ausgehängt und danach funktionsgerecht
wieder eingesetzt werden können, ohne daß eine erneute Ausrichtarbeit der Tür notwendig wäre.
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In der Schließstellung (Fig. 7) des Scharniers 1 ist die He-. belmechanik vollständig im Hohlraum zwischen dem Chassis 3 und
der Tür 2 untergebracht.
Die Anordnung der einzelnen Hebel ist schematisch in Fig. 8 dargestellt. Hieraus ist auch ersichtlich, daß gerade in der
in Fig. 8 dargestellten Stellung der beiden Kniehebel 12, 13 und des Führungshebels 15 eine Selbsthemmung der Tür 2
eintritt. Das Ende 13b des Kniehebels 13 läßt sich nur in die Richtung des Schwenkpfeils 13bp, das Ende 15b des Führungshebels
in Richtung eines Schwenkpfeils 15bp und das Ende 12b des Kniehebels 12 in Richtung eines Schwenkpfeils 12bp verschwenken.
In der dargestellten Stellung blockieren sich jedoch die einzelnen Bewegungen gegenseitig, so daß sich die Tür
2 aus dieser Stellung heraus in die Gegenrichtung des Pfeils 3 0 nicht selbständig bewegen kann. Dies hat den Vorteil, daß
in diesem Bereich der Tür 2 keine weitere Schließeinrichtung benötigt wird, um die Tür 2, insbesondere bei hohen
Fahrtgeschwindigkeiten, gerade in diesem Bereich dicht anliegend am Chassis 3 zu halten.
Ferner liegt in Schließlagenstellung die türseitige Nase 18 des Anschlagmittels an dem Kipphebel 16 an, so daß der Kipphebel
16 mit seiner einen Seite am Tragelement 10 anliegt und 0 so die Schwenkbewegung der Tür 2 zur einen Seite hin begrenzt.
Während der Öffnungsphase der Tür 2 verschwenkt diese soweit,
bis der türseitige Kniehebel 13 und der Führungshebel 15 eine zueinander ausgerichtete gestreckte Stellung einnehmen (Fig.
5 6). In dieser dargestellten Stellung ist die Tür 2 im Bereich des Scharniers bereits um die Strecke A weiter geöffnet als
der in Fig. 5 dargestellte Stand der Technik, obwohl der Ab-
- 8 stand am schloßseitigen Ende der beiden Türen gleich ist.
Dies wird durch die geneigte Anordnung der Schwenkachsen lla,
11b des Scharniers erreicht, wobei die Tür während der Offungsphase von einer im Fensterbereich der Tür zum Chassis hin
geneigten Stellung in eine in offenen Stellung der Tür vom Chassis weggeneigten Stellung "kippt". Hierdurch wird der ein-
bzw. aussteigenden Person insbesondere im Kopfbereich ausreichende
Raum zum Einsteigen geboten.
In Fig. 6 ist ein Umriß eines Fußes F einer ein- bzw. aussteigenden
Person gezeigt, um gegenüber dem in Fig, 5 dargestellten Stand der Technik auch die ausreichend durch dieses
Konstruktion des Scharniers gewonnenen Fußfreiheit zu demonstrieren.
Ist die in Fig. 6 dargestellte Stellung der Tür (Führungshebel 15 und türseitig angeordneter Kniehebel 13 in gestreckter
Lage) erreicht, kann die Tür 2 so weit um die Schwenkachse 11, die Drehachse 21 des Mittelgelenks 14 und die Drehachse 24 des
Endes 13a türseitigen Kniehebels 13 verschwenkt werden, bis die chassissei tig angeordnete Nase 17 zu Anlage an den Kipphebel
16 gelangt {Fig. 2).
Somit setzt sich die Öffnungsbewegung der Tür 2 aus mehreren
zusammengesetzten Bewegungselementen zusammen: Zum einen ist dies das Herausschwenken der Tür aus seiner Schließstellung
und zwar so, daß einer Drehbewegung der Tür 2 eine Verschiebung der Tür 2 in Richtung des Pfeils 3 0 (Fig. 8) überlagert
0 ist. Zum anderen ist dieser komplexen Bewegung eine Kippbewegung der Tür aufgrund der geneigten Anordnung der Scharnierachsen
lla, 11b überlagert. Im Anschluß hieran kann die Tür 2 durch eine Drehbewegung weiter geöffnet werden. Hierdurch ist
es möglich, einen Öffnungswinkel der Tür 2 von max. 65° zu erzielen. Für die Schließbewegung der Tür 2 gilt der beschriebene
Ablauf analog.
-S-
In Fig. 9 ist ein Türfeststeller 3 5 für das erfindungsgemäße
Scharnier 1 dargestellt. Dieser Türfeststeller 35 ist vorzugsweise in mindestens einem der vier Scharniere des Tragelements
10 angeordnet.
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Es ist denkbar, daß ein Türfeststeller in einem der beiden chassisseitigen Scharniere und ein weiterer Türfeststeller in
einem der beiden türseitigen Scharniere angeordnet ist. Somit hat der chassisseitige Türfeststeller 3 5 die Funktion, die um
die Schwenkachse 11a verschwenkbare Tür 2 in mindestens einer vorgegebenen Stellung zu arretieren. Der türseitige Türfeststeller
übernimmt die Aufgabe, die um die Schwenkachse lib verschwenkbare Tür 2 in mindestens einer Stellung zu arretieren.
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Der Türfeststeller 35 (Fig. 9, Fig. 10) selbst umfaßt im wesentlichen
einen um eine Schwenkachse 41 gelagerten Arretierhebel 36 und ein fest mit dem Tragelement 10 verbundenes Rastelement
42, das während der Verschwenkung des Tragelements 10 von einer Position ® in eine Position ® in Richtung des
Schwenkpfeiles 45 (Fig. 9) ständig im Eingriff mit der Kulisse 37 des Arretierhebels 36 steht. Um ein dauerhaftes Anliegen
der Kulisse 37 des Arretierhebels 36 an dem Rastelement 42 während der Schwenkbewegung in oder gegen die Richtung des
Schwenkpfeiles 45 zu gewährleisten, ist der bogenförmig ausgestaltete Arretierhebel 36 auf seiner der Schwenkachse 41 gegenüberliegenden
Seite federnd gelagert, indem eine am Arretierhebel 36 ausgebildete Nase 39 in Eingriff mit einer am
Chassis 3 bzw. an der Tür 2 angeordneten Feder 38 steht. Hierfür ist die Feder 38 über ein Hilfsmittel 40, vorzugsweise
einem Klemmelement an dem Chassis 3 bzw. an der Tür 2 befestigt.
Je nach Anwendung des Türfeststellers 35 sind auf der Kulisse 37 des Arretierhebels 36 eine oder mehrere Ausnehmungen 43a,
43b vorgesehen, die gleichbedeutend mit der arretierten Winkelstellung der Tür, wie in Fig. 9 beispielsweise die Position
- 10 -
® und (D, sind.
Aufgrund der geneigten Anordnung der Schwenkachsen 11a, 11b des Scharniers 2 ist es gelungen, während des Aus- bzw. Einsteigens
einer Person in ein Automobil neben ausreichender Fußfreiheit auch genügend Kopffreiheit zu schaffen.