-
Filmscharnier
-
Die Erfindung betrifft ein Filmscharnier nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
-
Filmscharniere sind in der Kunststoffbranche hinlänglich bekannt
und dienen der relativen Klappbewegung zweier Teile, ohne daß das Scharnier Bolzen
und Ösen umfaßt. Durch ein derartiges Filmscharnier wird beispielsweise eine dauernde
flexible Bindung einer Dose mit ihrem Deckel, oder
beispielsweise
eines Koffers mit einem Kofferdeckel ermöglicht. Das Filmscharnier besteht dabei
aus einem Band, das gleichzeitig mit den zu verbindenden Kunststoffteilen im Spritzgießverfahren
als einziger zusammenhängender Spritzling erzeugt wird.
-
Bei einem derartigen Filmscharnier aber ist die Beanspruchung längs
des dünnen Bandes derart groß, daß beim häufigen Abbiegen früher oder später sich
eine spezielle, relativ genau definierbare Biegekante herausbildet, durch die letztlich
eine nicht gewünschte Bruch stelle festgelegt wird. Darüber hinaus läßt sich häufig
auch nicht eine völlig gleichmäßige Biegewirkung des dünnen Bandes derart bewerkstelligen,
daß beim Abbiegen des Filmscharnieres das dünne Band exakt die Form eines kreisförmigen
Bogen abschnittes einnimmt. Insbesondere wenn das dünne Band Abmessungen von über
einem Zentimeter zwischen den sich daran anschließenden relativ zueinander bewegbaren
Kunststoffteilen aufweist, sind diese Nachteile augenfällig sichtbar.
-
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung ein Filmscharnier zu schaffen,
bei dem auch bei häufigem Einsatz die Entstehung einer Bruchstelle vermieden und
auch insbesondere bei großen Abmessungen eine praktisch exakt kreisförmige Abbiegung
im Bereich des dünnen Bandes möglich wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend
den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen -Merkmalen gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Durch das erfindungsgemäße Filmscharnier wird sichergestellt, daß
kein Punkt im Biegebereich, also im Bereich des dünnen Bandes zwischen den beiden
relativ zueinander bewegbaren Teilen überzogen wird. Dadurch wird gewährleistet,
daß bei dem z.B. aus Kunststoff bestehenden dünnen Band bei ständiger Beanspruchung
keine unerwünschten Risse und damit letztlich Bruchstellen entstehen. Ein langjähriger
Einsatz ist somit möglich.
-
Dadurch nämlich, daß die Stegabschnitte mit ihrem Kopfende in der
Biegeendstellung zwischen den beiden Absatzkanten der beiden relativ zueinander
bewegbaren Kunststoffteile aneinanderliegen, ergibt sich über die erwähnten Steg
abschnitte eine Abstützung, wodurch das dünne Band praktisch exakt auf einem Bogen
abschnitt im Querschnitt betrachtet zu liegen kommt. Mit anderen Worten ist insbesondere
bei der Verwendung mehrerer parallel im Abstand zueinander angeordneter Steg abschnitte
sichergestellt, daß die Abwinklung im Bereich des dünnen Bandes an jedem Punkt im
Querschnitt betrachtet jeweils tangential nur im minimalsten Winkel weiter gebogen
wird, so daß die Überbeänspruchung an einer bestimmten Stelle mit Sicherheit vermieden
wird.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 3 ist die Höhe
der Steg abschnitte gleich der Höhe der Absatzkanten der relativ zueinander beweglich
gehaltenen Teile.
-
In einer Weiterbildung nach Anspruch 4 sind die Kopfkanten der Stegabschnitte
abgerundet ausgebildet, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch
5 die -Kopfkanten in einer Biegeendstellung auf einer Kreisbahn konzentrisch zum
Bogenabschnitt des dünnen Bandes zu liegen kommen.
-
Zur Ausbildung eines bestimmten Biegeradius ist in einer vorteilhaften
Ausgestaltung nach Anspruch 7 vorgesehen, daß die Absatzkanten der gegenüberliegenden
dicken Endabschnitte der relativ zueinander beweglichen Kunststoffteile als Vorsprungkanten
ausgebildet sind, deren Dicke größer ist als die zugehörigen schwenkbaren Teile.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 8 ist
ferner vorgesehen, daß die Seitenflächen der Steg abschnitte vom dünnen Band ausgehend
divergierend auseinanderlaufen. Dadurch können beliebige maximale Biegeendwinkel
vorgesehen sein, beispielsweise sogar ein Winkel von 1800 oder noch größer.
-
Ebenso ist in einer Weiterbildung nach Anspruch 9 auch möglich, zwei
maximale Biegeendwinkel für das erfindungsgemäße Filmscharnier festzulegen, indem
die Stegabschnitte in der gewünschten Ausbildung beidseitig des dünnen Bandes zwischen
jeweils zwei vorgesehenen Absatzkanten der zugehörigen relativ zueinander bewegbaren
Teile angeordnet sind.
-
Die Ansprüche 10 und 11 betreffen die weitere Ausgestaltung und Anwendung
des erfindungsgemäßen Filmscharnieres für eine klappbare Kasten- oder Schalenform,
einschließlich deren Stabilisierung.
-
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben
sich nachfolgend aus den anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
Dabei zeigen im einzelnen Figur 1: ein Filmscharnier im Querschnitt im ungebogenen
Zustand; Figur 2: das Filmscharnier nach Fig. 1 in einer Biegeendstelung; Figur
3: ein zweites Ausführungsbeispiel eines Filmscharniers in einer Biegeendstellung;
Figur 4: eine perspektivische Teildarstellung einer Kasten-bzw. Schalenkonstruktion
mit einem Filmscharnier.
-
Nachfolgend wird auf Fig. 1 bezug genommen, in der ein Filmscharnier
1 zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Kunststoffteilen 3 und 5 gezeigt ist.
Die Kunststoffteile 3 und 5 weisen eine größere Dicke als ein dazwischen befindliches
dünneres Band 7 auf, so daß bei einer relativen Verschwenkung der beiden Kunststoffteile
3 und 5 gegeneinander das elastische Band 7 gebogen wird. Die beiden Kunststoffteile
3 und 5 sind in Fig. 1 nur ausschnittweise gezeigt und könnten beispielsweise zu
einer Seitenwand eines Kunststoffkastens und zu einem Deckel gehören, der über das
Filmscharnier 1 am Kunststoffkasten
verschwenkbar befestigt ist.
-
Die beiden dickeren Kunststoffteile 3 und 5 weisen im Übergangsbereich
zu dem dünneren Band 7 jeweils eine Absatzkante 9 auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel
als die Kunststoffteile 3 und 5 überragende Vorsprungskante 11 ausgebildet sind.
-
Im Bereich des Bandes 7 sind senkrecht dazu im gleichen Abstand zueinander
bzw. zur Absatzkante 9 senkrecht vorstehende Stegabschnitte 13 vorgesehen, die parallel
zu den beiden Absatzkanten 9 verlaufen. Die Höhe der Stegabschnitte 13 und der Absatzkante
9 sind gleich, wobei die zum Fuß 15, an der die Steg abschnitte 13 in das dünne
Band 7 übergehen, gegenüberliegende Kopfkante 17 im Querschnitt betrachtet bogenförmig
abgerundet ist. Ebenso bogenförmig abgerundet sind auch die Vorsprungskanten 11.
-
Wie aus Fig. 1 ferner noch hervorgeht, gehen die Füße der Stegabschnitte
13 abgerundet in das Band 7 über, wobei beispielsweise der Krümmungsradius ähnlich
wie an der Kopfkante 17 0,5 mm betragen kann. Die Dicke der Steg abschnitte beträgt
beispielsweise ähnlich wie des Bandes 7 ca. 1 mm.
-
Nachfolgend wird auf Fig. 2 bezug genommen, in der im Querschnitt
die beiden Kunststoffteile 3 und 5 bis zu deren maximalen Biegeendstellung gegeneinander
verschwenkt sind. Dabei kommen die Kopfkanten 17 der Stegabschnitte 13 zwischen
den beiden Vorsprungskanten 11 aneinander zur Anlage, wodurch der maximale Biegeendwinkel
defi-
niert ist. Durch diesen Druck aufeinander werden also die
Steg abschnitte 13 unverschieblich gehalten, so daß über diesen Abstützpunkt auch
der jeweilige Fuß eines Stegabschnittes 13 in seiner Lage festgelegt ist, so daß
sich schließlich eine gleichmäßige kreisförmige Biegung des dünnen Bandes 7 ergibt.
Wie nicht näher erläutert zu werden braucht, können bei diesem Ausführungsbeispiel
in der gezeigten Biegeendstellung die beiden Kunststoffteile 3 und 5 nicht weiter
aufeinander zu verschwenkt werden, da eine Überdehnung des dünnen Bandes praktisch
nicht möglich ist, da die Stegabschnitte 13 über deren Fuß 15 das Band 7 immer in
der gezeigten gleichmäßigen kreisförmigen Biegung halten.
-
Natürlich kann die Zahl der parallel zueinander angeordneten Steg
abschnitte 13 in Anpassung an einen gewünschten Biegeradius deutlich erhöht werden,
wodurch die Sicherheit im Hinblick auf eine Dauerbeanspruchung noch weiter verbessert
wird, da die Ausbildung einer spezifischen Knickkante am dünnen Band 7 bei dieser
Konstruktion nicht möglich ist.
-
Ferner kann natürlich durch entsprechende Wahl und Anordnung der Vorsprungskanten
und der Steg abschnitte 13 letztendlich jeder beliebige maximale Biegeendwinkel
festgelegt werden. Eine Beschränkung der Erfindung auf einen 900-Winkel ist also
nicht gegeben.
-
Ferner wird noch darauf hingewiesen, daß natürlich die Ausbildung
der Absatzkante 9 als Vorsprungskante 11 nicht
notwendig ist, sondern
daß sich, wie sich dies aus Fig.
-
1 gemäß der strichlierten Linie 19 ergibt, die Kunststoffteile 3 und
5 mit entsprechend größerer Dicke direkt über ihre Absatzkante 9 zu dem dünneren
Band 7 übergehen können. Die Höhe der Stegabschnitte 13 entspricht dabei praktisch
der Kunststoffteile 3 und 5.
-
Im folgenden wird noch auf zweites Ausführungsbeispiel nach Fig. 3
eingegangen, in der die Stegabschnitte 13 im Querschnitt betrachtet vom Fuß 15 divergierend
auseinanderlaufende Seitenflächen aufweisen. Fig. 3 zeigt dabei die Stellung des
Filmscharniers 1 in der einen Biegeendstellung, die hier auch 1800 beträgt. Da auch
in dieser Stellung die verbreiterte Kopfkante 17 der Steg abschnitte 13 jeweils
an der Absatzkante 9 anliegen, die je nach Ausführung senkrecht oder schräg zum
dünnen Band 7 ver laufen kann, ist eine Uberdehnung in Richtung des Pfeiles 21 nicht
möglich. Wie nicht weiter ausgeführt zu werden braucht, kann natürlich durch deren
spezifische Ausbildung im Hinblick auf die Zahl der Steg abschnitte 13 und deren
Breite an der Kopfkante 17 jeder gewünschte Winkel, also auch jeder stumpfe oder
überstumpfe Winkel als Biegeendwinkel festgelegt werden.
-
Da die Füße 15 in diesem Ausführungsbeispiel relativ dünn ausgebildet
sind, kann eine Biegung in Richtung des Pfeiles 23 mit einem gleichmäßigen Biegeradius
des Bandes 7 durchgeführt werden.
-
Der Vollständigkeit halber soll noch angemerkt werden, daß das Filmscharnier
1 natürlich derart ausgestaltet sein
kann, daß eine gleichmäßige
Biegung des Bandes 7 zwischen zwei Biegeendstellungen möglich ist. Dazu müssen lediglich
auf beiden Seiten des Bandes 7 jeweils Stegabschnitte 13 zwischen zwei Absatzkanten
9 angeordnet sein, so daß eine Abbiegung des Filmscharniers 1 nur zwischen den dadurch
festgelegten beiden Biegeendwinkeln möglich ist.
-
In Fig. 3 liegen die Anlagepunkte zwischen den Stegabschnitten zwar
auf einer Geraden. Grundsätzlich aber liegen diese Anlagepunkte - wie aus Fig. 2
ersichtlich- auf einer Kreisbahn, die konzentrisch zum Bogenabschnitt des gekrümmten
Bandes 7 verläuft.
-
Nachfolgend soll noch auf die Anwendung des erfindungsgemäßen Filmscharniers
bei einer kasten- bzw. schalenförmigen Konstruktion eingegangen werden.
-
In Fig. 4 ist eine Kunststoffschale 25 mit einem Bodenabschnitt 27
und drei daran anschließenden Seitenflächenabschnitten 29 gezeigt, die jeweils am
Bodenabschnitt 27 über ein Filmscharnier 1 verbunden sind und gemeinsam als zusammenhängender
Spritzling gegossen wird. Wie sich ferner aus Fig. 4 ergibt weisen die beiden gegenüberliegenden
Seitenflächenabschnitte jeweils einen vorstehenden, vorzugsweise mit einem Schlitz
31 versehenen Zapfen 33 mit demgegenüber breiteren Kopf 35 auf, der in eine entsprechende
Ausnehmung 37 in die quer dazu verlaufende hintere Seitenwand 29 einsteckbar ist.
Beim Einstecken wird der Kopf 35 aufgrund des vorgesehenen Schlitzes 31 zusammengepreßt
bis dieser beim völligen Einstecken sich
wieder spreizt und die
hintere Seitenwand 29 hintergreifend festhält. Dadurch läßt sich aus einem äußerst
flachen raumsparenden Kunststoffteil leicht auf einfachste Weise eine entsprechende
Kunststoffschale oder bei Verwendung von vier oder mehr Seitenwänden eine entsprechende
Kastenform herstellen.
-
Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 mit noch herabgeklappter
rechter Seitenwand sind in den Seitenwänden noch rohrförmige Stutzen 39 eingegossen,
und zwar an den beiden Seitenwänden jeweils am vordern Auslaufende 41 und an der
hinteren Querwand im Bereich der beiden Eckkanten. Die dort gezeigte Kunststoffschale
kann somit auf ein Rohr-Stehgestell aufgesteckt werden, wobei durch diese Anordnung
der rohr förmigen Stutzen 39 und der in den Schlitz 31 einsteckbaren Zapfen 33 diese
Kunststoffschale fest verankerbar ist und sich selbst stabilisiert.
-
Es wird noch darauf hingewiesen, daß es zur Ausbildung bestimmter
Krümmungsverhältnisse im Bereich d es Bandes 7 wünschenswert sein kann, die Dicke
des Bandes 7 von der Mitte zu den Absatzkanten 9 hin größer werden zu lassen. Ein
"Abknicken" des Bandes 7 unmittelbar an der Absatzkante wird so sicher vermieden.
-
Das gezeigte Ausführungsbeispiel wurde für ein aus Kunststoff gefertigtes
Filmscharnier erläutert, das vorzugsweise
als zusammenhängender
Spritzling erzeugt wurde.
-
Die Erfindung ist aber auch bei erst nachträglich miteinande r befestigbarer
Teile und selbst bei Verwendung anderer Materialien anwendbar, z.B. bei Verwendung
von Metallen wie z.B. Aluminium, wobei die Teile im Druckguß oder Preßverfahren
oder gar durch Schrauben aneinander befestigt werden.