DE3614881A1

DE3614881A1 - Scharnier mit arretierung

Info

Publication number: DE3614881A1
Application number: DE19863614881
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hoffmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1986-05-02
Filing date: 1986-05-02
Publication date: 1987-10-08

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Scharnier mit Arretierung, entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein derartiges Scharnier ist bereits durch die DE-OS 22 35 134 bekannt, das zur Arretierung der beiden unabhängig voneinander um einen gemeinsamen Lagerbolzen schwenkbaren Scharnierelemente eine Halteeinrichtung aufweist. Diese besteht aus einem mehrere Rastzähne aufweisenden Fangarm an einem der Scharnierelemente und einer an dem anderen Scharnierelement ausgebildeten Nocken leiste, die mit dem Fangarm zusammenwirkt. Nachteilig ist, daß das Scharnier nur in wenigen Winkelstellungen arretiert werden kann. Durch die elastisch nachgiebige Ausbildung des Fangarmes kann die Halteeinrichtung auch nur geringe Kräfte übertragen. Die Nockenleiste und der Fangarm wirken außerdem optisch störend und schränken den Schwenkwinkelbereich des Scharniers ein.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Scharnier mit Arre tierung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs anzugeben, bei dem die Scharnierelemente über einen größeren Winkelbereich schwenkbar und in kleinen Winkelabständen von einer Arretie rungseinrichtung feststellbar sind. Darüber hinaus soll die Ar retierungseinrichtung wenig störend wirken und die Scharnier elemente auch bei größeren Belastungen in der eingestellten Win kellage festhalten.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Nocken und Rastzähne durch Innenverzahnungen der Öffnung gebildet sind, mit in Achs richtung der Öffnung verlaufenden Zähnen und daß der zwischen einer Sperr- und einer Lösestellung axial verschiebbare Lager zapfen an wenigstens einem der zylindrischen Umfangsabschnitte, die in Lösestellung innerhalb der Lageraugen eines Scharnierele ments liegen, eine Außenverzahnung aufweist, die in die Innen verzahnung der Öffnung eingreift. Vorteilhaft ist dabei, daß die Arretierungseinrichtung platzsparend und unauffällig in der Scharnierachse angeordnet ist. Um das Scharnier in einer ge wünschten Lage festzuhalten oder zur Verstellung freizugeben, ist der Lagerbolzen lediglich in axialer Richtung in seine Sperrstellung oder umgekehrt in seine Lösestellung auf einfache Weise und kostengünstig beispielsweise im Strangpreßverfahren hergestellt werden. Ferner weist das Scharnier durch geringen Verschleiß eine hohe Lebensdauer und durch das kleine Bauvolumen ein geringes Gesamtgewicht auf.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein im Strangpreßverfahren hergestelltes, unbearbeitetes Scharnierelement,

Fig. 2 einen im Strangpreßverfahren hergestellten, unbearbeiteten Lagerbolzen,

Fig. 3 den mit seiner Außenverzahnung in die Innenverzahnung des Scharnierelements eingesteckten Lagerbolzen, der in einem äußeren Bereich zylindrisch ausgebildet ist,

Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Scharniers, dargestellt in seiner schwenkbaren Lösestellung,

Fig. 5 das Scharnier nach Fig. 4 in einer Sperrstellung,

Fig. 6 zwei im Strangpreßverfahren gemeinsam hergestellte Scharnierelemente,

Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem paarweise gefertigte Scharnierelemente Trennstellen im Bereich von Einkerbungen und eingeschlossenen Hohlräumen aufwei sen und

Fig. 8 ein drittes Ausführungsbeispiel mit separat gefertigten Lageraugen, die in eine Führung in der Randfläche eines Scharnierflügels einschiebbar sind.

Fig. 1 gibt eine perspektivische Ansicht eines im Strangpreßver fahren hergestellten Scharnierelements 1, das an einem Rand ein Lagerauge 2 und in dem Lagerauge 2 eine parallel zum Rand verlau fende Öffnung aufweist. In der Öffnung ist eine Innenverzahnung 3 ausgebildet, mit in Achsrichtung der Öffnung verlaufenden Zähnen. Das Scharnierelement 1 kann beispielsweise aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein. Weiterhin kann das Lagerauge 2 versetzt oder symmetrisch an dem Rand des Scharnierelements 1 ausgebildet sein. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Lagerauge 2 im Quer schnitt kreisförmig und zur Öffnung konzentrisch ausgebildet. Ebenso sind aber auch andere Ausbildungen möglich.

Der Lagerbolzen 4′ gemäß Fig. 2 ist ebenfalls im Strangpreßver fahren hergestellt und weist an seinem Umfang eine in Achsrich tung verlaufende Außenverzahnung 5 auf, die ein Einschieben des Lagerbolzens 4′ in die Innenverzahnung des Scharnierelements 1 von Fig. 1 ermöglicht. Die Anzahl und die Form der Zähne kann will kürlich festgelegt werden, wobei eine große Zähnezahl eine Arre tierung des Scharniers in kleinen Winkelabständen A ermöglicht.

In Fig. 3 ist der Lagerbolzen 4 von Fig. 2 mit seiner Außenver zahnung 5 in die Innenverzahnung 3 des Scharnierelements 1 von Fig. 1 eingeschoben und damit drehfest mit dem Scharnierelement 1 verbunden. Der Lagerbolzen 4 weist außerhalb des Lagerauges 2 einen zylindrischen Bereich 6 auf, der durch Abdrehen oder Abschleifen der Außenverzahnung 5 bis zum Zahngrund gebildet wurde.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scharniers ist in Fig. 4 dargestellt. Dieses weist zwei Scharnierelemente 1′, 1′′ auf, die aus je einem unbearbeiteten Scharnierelement gemäß Fig. 1 gefertigt sind. Jeweils in das zunächst unbearbeitete, durchgehend verlaufende Lagerauge der beiden Scharnierelemente 1′, 1′′ sind Ausnehmungen beispielsweise eingefräst, die ein wechselseitiges Ineinandergreifen der durch die Ausnehmungen gebildeten einzel nen Lageraugen 2′, 2′′, 2′′′, 2 ^IV, 2 a, 2 b, 2 c, 2 d, 2 e der beiden Scharnierelemente 1′, 1′′ ermöglicht. Die Lageraugen 2′, 2′′, 2′′′, 2 ^IV, 2 a, 2 b, 2 c, 2 d, 2 e der beiden Scharnierelemente 1′, 1′′ fluchten und bilden eine durchgehende Öffnung, in die der Lager bolzen 4′ eingebracht und zwischen einer Sperrstellung und einer Lösestellung axial verschiebbar ist. Der Lagerbolzen 4′ weist an sämtlichen zylindrischen Umfangsabschnitten 7, 7′, 7′′, 7′′′, die in Lösestellung des Lagerbolzens 4′ innerhalb der Lageraugen 2′, 2′′, 2′′′, 2 ^IV eines Scharnierelements 1′ liegen, Außenverzahnungen 5, 5′, 5′′, 5′′′ auf, die in die Innenverzahnung der durch die Lager augen 2′, 2′′, 2′′′, 2 ^IV, 2 a, 2 b, 2 c, 2 d, 2 e gebildeten Öffnung eingreifen. Außerdem sind die zwischen und außerhalb der Außen verzahnungen 5, 5′, 5′′, 5′′′ liegenden Bereiche 6, 6′, 6′′, 6′′′, 6 ^IV des Lagerbolzens 4′ bis auf den Zahngrund der Außenverzahnungen 5, 5′, 5′′, 5′′′ auf einen Durchmesser abgedreht oder abgeschliffen, der geringfügig kleiner als der Kopfkreisdurchmesser der Innen verzahnung der Lageraugen 2′, 2′′, 2′′′, 2 ^IV, 2 a, 2 b, 2 c, 2 d, 2 e ist. Dadurch kann das zweite Scharnierelement 1′′ einerseits mit seiner Lageraugen 2a, 2 b, 2 c, 2 d, 2 e in Lösestellung des Lager bolzens 4′ weitgehend spielfrei um die Bereiche 6, 6′, 6′′, 6′′′, 6 ^IV des Lagerzapfens 4′ geschwenkt und andererseits die Außenverzah nungen 5, 5′, 5′′, 5′′′ des Lagerbolzens 4′ zur Arretierung des Scharniers problemfrei in die Innenverzahnungen des Scharnier elements 1′′ axial eingeschoben werden. Bei dem Ausführungsbei spiel weist der Lagerzapfen 4′ an beiden Enden zylindrische Ab schnitte 6, 6 ^IV auf. Ein Abschnitt 6 ist so ausgebildet, daß er in der in Fig. 4 dargestellten Lösestellung des Lagerzapfens 4′ seitlich etwa bündig mit den Scharnierelementen 1′, 1′′ verläuft und in der Sperrstellung des Lagerzapfens 4′ seitlich hervorsteht. Weiterhin ist der Lagerzapfen 4′ von einer Druckfeder 8 in die Sperrstellung belastet. Die Druckfeder 8 ist in dem äußeren La gerauge 2 e des Scharnierelements 1′′ angeordnet und stützt sich einerseits an der Stirnseite des Lagerzapfens und andererseits an einem das Lagerauge 2 e durchquerenden Bolzen 9 ab. Auf diese Weise läßt sich der Lagerzapfen 4′ nur durch einen die Federkraft der Druckfeder 8 übersteigenden Druck auf seine Stirnseite, in Pfeilrichtung B , in seine dargestellte Lösestellung axial verlagern.

Durch die Druckfeder 8 wird erreicht, daß sich der Lagerzapfen 4′ selbsttätig in die in Fig. 5 dargestellte Sperrstellung in Pfeil richtung C verlagert, wenn kein äußerer Druck auf den Lagerzap fen 4′ ausgeübt wird. Um das axiale Verschieben zu erleichtern, sind die stirnseitigen Umfangskanten 10, 10′, 10′′, 10′′′, 10 ^IV, 10 ^V, 10 ^VI, 10 ^VII der am Lagerzapfen 4′ ausgebildeten Außenver zahnungen 5, 5′, 5′′, 5′′′ und die Umfangskanten der Öffnungen in den Lageraugen der beiden Scharnierelemente 1′, 1′′ abgeschrägt. Die Sperr- und die Lösestellung des Lagerzapfens 4′ ist durch einen Sperrbolzen 11 festgelegt, der das Lagerauge 2 a des Schar nierelements 1′′ außermittig durchquert und mit den Seitenwänden einer radialen Ausnehmung 12 in dem zylindrischen Bereich 6 des Lagerzapfens 4′ zur axialen Wegbegrenzung des Lagerzapfens 4′ zusammenwirkt.

In Fig. 6 sind zwei im Strangpreßverfahren in einem Arbeitsgang gefertigte Scharnierelemente 1, 1′′′ dargestellt, wobei das La gerauge 2 seitlich und das Lagerauge 2 ^V symmetrisch an einem äußeren Rand angeordnet ist. Die Trennung 13 der beiden Schar nierelemente 1′, 1′′′ kann an einer beliebigen Stelle erfolgen, so daß auf einfache Weise unterschiedliche Scharnierelemente mit einem größeren Verwendungsbereich gebildet werden können.

Wie in Fig. 7 in einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt, können die Scharnierelemente 1 ^IV, 1 ^V eine beliebige Querschnittsgestal tung, beispielsweise mit Hohlraumeinschlüssen aufweisen. Auch diese im Strangpreßverfahren gemeinsam hergestellten Scharnier elemente 1 ^IV, 1 ^V können für unterschiedliche Einsatzbedingungen an verschiedenen Trennstellen 14, 15 getrennt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Trennstellen 14, 15 durch Einker bungen 16, 16′, 16′′, 16′′′ an der Oberfläche gekennzeichnet. Legt man die Trennstellen 14, 15 außerdem in den Bereich von Hohlraum einschlüssen im Inneren der Scharnierelemente 1 ^IV, 1 ^V, so ergibt sich eine geringe Schnittfläche, die keine Nacharbeit erfordert. Die so gebildeten Scharnierelemente 1 ^IV, 1 ^V können leicht an einer der Seiten mit einem größeren Bauteil, beispielsweise einer Wand oder einem Deckel verbunden werden.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 8 dar gestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Scharnierelement aus einem Scharnierflügel 17 und mehreren separat gefertigten Lageraugen 2 f, 2 g gebildet. Jedes Lagerauge 2 f, 2 g weist an einer Längsseite einen radial nach außen gerichteten Steg 18 und an dessen freiem Randbereich zwei gegenüberliegend seitlich abste hende, parallel zur Öffnung imLagerauge 2 f, 2 g verlaufende Stützarme 19, 19′ auf. In einer randfläche des Scharnierflügels 17 ist eine dem Querschnitt der Stützarme 19, 19′ und dem Steg 18 angepaßte Führungsnut 20 vorgesehen, in die ein Teil des Steges 18 und die beiden Stützarme 19, 19′ seitlich einschiebbar sind. In diesem Fall hintergreifen die Stützarme 19, 19′ jeweils einen Wandabschnitt 21, 21′ der Führungsnut 20, so daß die Lageraugen 2 f, 2 g in den zur Führung senkrechten Richtungen fest mit dem Scharnierflügel 17 verbunden sind. Die Lageraugen 2 f, 2 g eines Scharnierelements werden mit Abstand so angeordnet, daß in die Zwischenräume Lageraugen 2 h eines zweiten Scharnierelements weitgehend spielfrei eingreifen können, wobei diese dann zusammen mit den Lageraugen 2 f, 2 g eine durchgehende Öffnung zur Aufnah me eines Lagerbolzens bilden. Um ein seitliches Herausverlagern der Stützarme 19, 19′ aus der Führungsnut 20 zu verhindern, sind in beiden Seiten des Scharnierflügels 17 Gewindebohrungen 22, 22′, 22′′ vorgesehen, die eine seitliche Befestigung nicht dar gestellter Abschlußdeckel an dem Scharnierflügel 17 ermöglichen, wobei jeder Abschlußdeckel zumindest den Steg 18 des jeweils äußeren Lagerauges überdeckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Steg 18 des jeweils äußeren Lagerauges 2 f eine weitere Gewin debohrung 22′′′ zu Verbindung des betreffenden Abschlußdeckels mit dem jeweiligen Lagerauge 2 f vorgesehen. In die Gewindeboh rungen 22′′ und 22′′′ ist ein Gewinde mit Hilfe eines Werkzeugs eingeschnitten. Ebenso ist es aber auch möglich, daß die ver wendeten Befestigungsschrauben beim Einschrauben selbsttätig ein Gewinde, beispielsweise in die Gewindebohrungen 22, 22′ ein schneiden.

Bei allen Ausführungsbeispielen sind der Lagerzapfen, die Schar nierelemente, bzw. die Lageraugen und der Scharnierflügel, im Strangpreßverfahren hergestellt. Es ist aber auch möglich, daß einige oder sämtliche Teile gegossen und/oder mechanisch gefertigt werden. Es ist auch möglich, mehrere der zusammenhängend gefer tigten Scharnierelemente zu einer Baueinheit zu verbinden.

Claims

1. Scharnier mit Arretierung, das zwei jeweils an einem Rand in Abständen mit Lageraugen versehene Scharnierelemente auf weist, die mit ihren versetzt ineinandergreifenden Lageraugen eine durchgehende Öffnung zur Aufnahme eines Lagerzapfens bilden und um die Achse des Lagerzapfens schwenkbar sind, wobei an einem Schwenkelement mehrere in Schwenkrichtung hintereinander angeordnete Nocken ausgebildet sind, die mit Rastzähnen an dem anderen Scharnierelement zur Arretierung des Scharniers zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken und Rastzähne durch Innenverzahnung (3) der Öffnung gebildet sind, mit in Achsrichtung der Öffnung verlaufenden Zähnen und daß der zwischen einer Sperr- und einer Lösestellung axial verschiebbare Lagerzapfen (4, 4′) an wenigstens einem der zylindrischen Umfangsabschnitte (7, 7′, 7′′, 7′′′), die in Lösestellung innerhalb der Lageraugen (2, 2′, 2′′, 2′′′, 2 ^IV, 2 ^V, 2 a, 2 b, 2 c, 2 d, 2 e, 2 f, 2 g, 2 h) eines Scharnierelements (1, 1′, 1′′. 1′′′, 1 ^IV, 1 ^V ) liegen, eine Außenverzahnung (5, 5′, 5′′, 5′′′) aufweist, die in die In nenverzahnung (3) der Öffnung eingreift.

2. Scharnier nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Umfangsabschnitte (7, 7′, 7′′, 7′′′), die in Löse stellung innerhalb der Lageraugen (2, 2′, 2′′, 2′′′, 2 ^IV, 2 ^V, 2 a, 2 b 2 c, 2 d, 2 e, 2 f, 2 g 2 h) eines Scharnierelements (1, 1′, 1′′, 1′′′, 1 ^IV, 1 ^V) liegen, jeweils eine Außenverzahnung (5, 5′, 5′′, 5′′′) aufweisen.

3. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen von der Feder axial in die Sperrstellung be lastet ist, in der die Außenverzahnung (5, 5′, 5′′, 5′′′) des Lagerzapfens (4, 4′) teilweise in die Innenverzahnung (3) von zwei benachbarten Lageraugen (2, 2′, 2′′, 2′′′, 2 ^IV, 2 ^V, 2 a, 2 b, 2 c, 2 d, 2 e, 2 f, 2 g, 2 h) der beiden Scharnierelemente (1, 1′, 1′′, 1′′′, 1 ^IV, 1 ^V) eingreift.

4. Scharnier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Druckfeder (8) ist, die in einem äußeren Lager auge (2 e) eines Scharnierelements (1′′) angeordnet ist und sich einerseits an der Stirnseite des Lagerzapfens (4′) und andererseits an einem das lagerauge (2 e) durchquerenden Bolzen (9) abstützt.

5. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr- und Lösestellung von Anschlägen an wenigstens einem der Scharnierelemente (1, 1′, 1′′, 1′′′, 1 ^IV, 1 ^V) fest gelegt sind, die den axialen Weg des Lagerzapfens (4, 4′) begrenzen.

6. Scharnier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge durch einen Sperrbolzen (11) gebildet sind, der ein äußeres Lagerauge (2 a) außermittig durchquert und mit den beiden Seitenwänden einer radialen Ausnehmung (12) in einem verzahnungsfreien Stirnbereich des Lagerzapfens (4′) zusammenwirkt.

7. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangskanten der Öffnung in der Lageraugen (2, 2′, 2′′, 2′′′, 2 ^IV, 2 ^V, 2 a, 2 b, 2 c, 2 d, 2 e, 2 f, 2 g, 2 h) und die stirnseitigen Umfangskanten (10, 10′, 10′′, 10′′′. 10 ^IV, 10 ^V, 10 ^VI, 10 ^VII) der am Lagerzapfen (4′) ausgebildeten Außen verzahnungen (5, 5′, 5′′, 5′′′) abgeschrägt wird.

8. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Scharnierelement (1, 1′, 1′′, 1′′′, 1 ^IV, 1 ^V) aus einem Schar nierflügel (17) und wenigstens einem separaten Lagerauge (2f, 2 g, 2 h) gebildet ist, das an einer Längsseite einen radial nach außen gerichteten Steg (18) und dessen freiem Rand wenigstens einen zur Seite abstehenden, parallel zur Öffnung in dem Lagerauge verlaufenden Stützarm (19, 19′) aufweist, der in eine seinem Querschnitt angepaßte Führungsnut (20) in einer Randfläche des Scharnierflügels (17) einschiebbar ist und einen als Stützschulter ausgebildeten Wandabschnitt (21, 21′) der Führungsnut (20) hintergreift.

9. Scharnier nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharnierelemente (1, 1′, 1′′, 1′′′, 1 ^IV, 1 ^V) oder die separaten Lageraugen (2 f, 2 g, 2 h) und die Scharnierflügel (17), sowie der Lagerzapfen (4, 4′) im Strangpreßverfahren hergestellt sind.

10. Scharnier nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Scharnierelemente (1, 1′′′, 1 ^IV, 1 ^V ) oder Lageraugen zusammenhängend gefertigt sind, wobei die Trennstellen (13, 14, 15) im Bereich von Einkerbungen (16, 16′, 16′′, 16′′′) und/oder eingeschlossenen Hohlräumen vorgesehen sind und dadurch eine geringe Schnittfläche aufweisen.

11. Scharnier nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Seiten des Scharnierflügels und eventuell jeweils in der Außenseite der beiden äußeren Lageraugen (2 f) Gewinde bohrungen (22, 22′, 22′′, 22′′′) vorgesehen sind, in die Schrauben zur Befestigung von Abschlußdeckeln einschraub bar sind, die zumindest die Stege (18) der beiden äußeren Lageraugen (2 f) überdecken und dadurch ein seitliches Heraus verlagern des Stützarmes (19, 19′) aus der Führungsnut verhindern.