DE4114315A1 - Verfahren zur herstellung einer scharnierverbindung fuer die gelenkige verbindung von flaechenelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Scharnierverbindung für die gelenkige Verbindung von Flächenelementen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Aus der DE 36 39 668 A1 oder der GB 21 89 290 A sind Scharnierverbindungen der gattungsgemäßen Art zur Herstellung einer gelenkigen Verbindung von Flächenelementen wie z. B. Paneelen oder dergleichen bekannt geworden. Hierbei handelt es sich um im Querschnitt halbkreisförmige oder bogenförmige Scharnierkörper, die mit ihren Zylindermantelflächen mit Linienberührung aufeinander abrollen. Die Verbindung der Scharnierkörper erfolgt über eine Mehrzahl von paarweise einander zugeordneten flexiblen Scharnierbändern, wobei jedes Scharnierband jeweils S-förmig von einem Bogenende des einen Scharnierkörpers zum diametral gegenüberliegenden Bogenende des anderen Scharnierkörpers verläuft und die paarweise angeordneten Scharnierbänder spiegelbildlich einander zugeordnet sind. Derartige Verbindungen werden auch als Kreuzbandgelenk bezeichnet, wie dies beispielsweise in der AT-PS 1 65 425 beschrieben ist.

Mittels derartigen Scharnierverbindungen können Flächenelemente aus einer aufeinanderliegenden Position um 360° verschwenkt werden, um wiederum mit der anderen Rückenfläche aufeinanderzuliegen. Dabei kann die Bewegung schwenksymmetrisch erfolgen, d. h. die Schwenkbewegung kann von beiden Flächenelementen in beiden Richtungen erfolgen, wobei der Schwenkwinkel ohne weiteres mehr als 180° und insbesondere 360° betragen kann. Eine derartige Scharnierverbindung ermöglicht darüberhinaus einen symmetrischen Aufbau des Klapp- oder Schwenkscharniers, welches als formschön zu bezeichnen ist.

Die bekannten Scharnierverbindungen bestehen stets aus mehreren Teilen, wobei die jeweils aufeinander abrollenden Halbzylinderkörper als tragendes, steifes Profilelement zur Aufnahme des jeweils hieran anzuschließenden Flächenelements ausgebildet ist.

Die die Halbzylinderkörper verbindenden Scharnierbänder oder Kreuzbänder sind aus flexiblem Material ausgebildet und werden an den Halbzylinderkörpern an jeweils diametral gegenüberliegenden Enden befestigt. Die Befestigung kann in Form einer formschlüssigen Einrastverbindung (GB 21 89 290) oder in Form von formschlüssigen, U-förmigen Uberlappungen (DE 36 39 668) ausgebildet sein.

Die bekannten Scharnierverbindungen haben deshalb den Nachteil, daß sie aus einer Vielzahl von Einzelteilen bestehen, deren Herstellung und deren Zusammenbau aufwendig und damit teuer ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die Herstellung einer Scharnierverbindung für die gelenkige Verbindung von Flächenelementen vor, welche in ihrem Aufbau wesentlich vereinfacht ist. Insbesondere werden in einem Strangpressverfahren die beiden Halbzylinderkörper einschließlich des diese verbindenden Scharnierbandes gleichzeitig und einstückig hergestellt. Dabei werden die beiden Halbzylinderkörper mittels eines Hauptextruders und entsprechenden Austrittsdüsen gleichzeitig geformt, während die gleichzeitige Anformung des Scharnierbands über einen Nebenextruder erfolgt. Hierdurch können die Halbzylinderkörper aus einem harten Kunststoff, und das Scharnierband aus einem flexiblen weichen Kunststoff hergestellt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt demnach eine sehr wirtschaftliche und damit kostengünstige Herstellungsart einer entsprechenden Scharnierverbindung dar. Dabei werden die beiden Halbzylinderkörper einschließlich des diese verbindenden Scharnierbands in beliebiger Länge hergestellt und je nach Anwendungsfall auf Länge zugeschnitten.

In der nachfolgenden Beschreibung sind weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels angegeben. Es zeigen

Fig. 1 eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Scharniers in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 eine Stirnansicht auf das Scharnier und

Fig. 3 einen Schnitt durch ein aufgeklapptes, einstückig extrudiertes Kunststoffteil Beschreibung eines Ausführungsbeispiels: Die in den Fig. 1-3 dargestellte Scharnierverbindung 1, im weiteren "Klappscharnier" genannt, dient beispielsweise zur gelenkigen Verbindung von zwei Flächenelementen 2, 3, wie z. B. zwei Paneelen oder z. B. einer Tür 2 mit einer festen Wand 3. Die Flächenelemente 2, 3 können auch sonstige flächenförmige Teile sein.

Das Klappscharnier 1 selbst besteht aus im Querschnitt halbkreisförmigen länglichen, d. h. halbzylinderförmigen Halbzylinderkörpern 4, 5, deren äußere Zylindermantelflächen mit einer Linienberührung 11 aufeinander abrollen. In Fig. 1 und 2 befinden sich die Halbzylinderkörper in gegenüberliegender symmetrischer Stellung, d. h. die Flächenelemente 2, 3 befinden sich in ihrer gegenüberliegenden gestreckten Position.

Die Verbindung der Halbzylinderkörper 4, 5 geschieht in ansich bekannter Weise mittels einer Kreuzbandverbindung, d. h. mittels Scharnierbändern 6, 6′ die sich jeweils S-förmig von einem Ende des einen Halbzylinderkörpers 4 bzw. 5 zum diametral gegenüberliegenden Ende des anderen Halbzylinderkörpers 5 bzw. 4 erstrecken. So verläuft in Fig. 1 ein erstes Scharnierband 6 am vorderen Ende 7 des Klappscharniers 1 vom unteren Endpunkt 15 der linken äußeren Hälfte 8 des unteren Halbzylinderkörpers 4 über den oberen gemeinsamen Berührungspunkt 9 zum oberen Endpunkt 15′ der rechten äußeren Hälfte 10 des oberen Halbzylinderkörpers 5. Hierdurch ist eine Abrollbewegung des oberen Halbzylinderkörpers 5 im Uhrzeigersinn auf dem unteren Halbzylinderkörper 4 gewährleistet. Die Linienberührung auf der Mantelfläche der beiden Halbzylinderkörper 4, 5 in Fig. 1 erfolgt auf der Längsachse 11, die durch den stirnseitigen Berührungspunkt 9 am Ende der Halbzylinderkörper 4, 5 führt. Würde man den oberen Halbzylinderkörper 5 gegen den Uhrzeigersinn auf dem unteren Halbzylinderkörper 4 abrollen lassen, so würde sich das Scharnierband 6 ab der in Fig. 1 dargestellten Stellung abheben. Um dies zu vermeiden, ist ein spiegelbildlich angeordnetes zweites Scharnierband 6′ vorgesehen, welches axial versetzt (Achse 11) an einem zweiten Klappscharnier 1′ vorgesehen ist. Dieses zweite Klappscharnier 1′ ist in Fig. 1 gestrichelt in der oberen Zeichnungshälfte eingezeichnet. Hier läuft das Scharnierband 6′ von dem Endpunkt 15 der rechten äußeren Hälfte 13 des unteren Halbzylinderkörpers 4′ zum Endpunkt 15′ der linken äußeren Hälfte 14 des oberen Halbzylinderkörpers 5′. Hierdurch wird bei einer Drehung des Klappscharniers gegen den Uhrzeigersinn ein Abrollen der beiden Halbzylindermantelflächen aufeinander gewährleistet, ohne daß sich die Halbzylinderkörper 4, 5 voneinander abheben können.

Die Scharnierbänder 6, 6′ sind jeweils am äußersten Ende 15, 15′ der im Querschnitt halbkreisförmigen Halbzylinderkörper 4, 5 bzw. 4′, 5′ einstückig mit diesen verbunden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, geschieht dies durch ein einstückiges Kunststoffprofil, welches als extrudiertes Kunststoffprofil im Strangpressverfahren herstellbar ist.

Das in Fig. 3 dargestellte Klappscharnier stellt demnach ein auseinandergezogenes einstückiges Scharnier entsprechend der Darstellung nach Fig. 1 dar, d. h. die Verbindung des unteren Halbzylinderkörpers 4 mit dem oberen Halbzylinderkörper 5 über das Scharnierband 6 bis zu den jeweiligen Endpunkten 15, 15′. Dieses Teil wird einstückig mittels eines Hauptextruders mit Hauptextruderdüse für die Teile 4, 5 und eines Nebenextruders mit Nebenextruderdüse für das Scharnierband 6 hergestellt. Dabei sind die Teile 4, 5 z. B. aus Hart-PVC z. B. mit einer Shore-Härte von ca. 98, d. h. einem harten Kunststoff und das Scharnierband 6 aus einem Weich-PVC z. B. mit einer Shore-Härte von ca. 40, d. h. aus einem weichen Kunststoff hergestellt. Die gemeinsame, einstückige Herstellung erfolgt durch eine sog. Co- Extrusion mit entsprechenden Austrittsdüsen. Dabei ist ein zusätzlicher Beistellextruder, d. h. ein Extruder zur Herstellung des "weichen" Scharnieranteils als weiterer "Co-Extruder" vorgesehen. Beide Co-Extruder pressen zusammen ihren Kunststoff in eine Düse über unterschiedlichste Kanäle in unterschiedliche Austrittsabschnitte bzw. Austrittsdüsenabschnitte. Dabei erfolgt die Zusammenführung an den Trennabschnitten des harten und weichen Kunststoffmaterials kurz vor dem endgültigen Austritt aus der Düse.

Das Profil wird als Endlosprofil hergestellt. Die Bildung von spiegelbildlich anzuordnenden Scharnierverbindungen 4, 5 bzw. 4′, 5′ erfolgt durch eine Ablenkung und Verdrehung des Profils um 180°.

Die beiden Verbindungsbänder 6, 6′ laufen demnach S-förmig von einem Ende 15 eines Halbzylinderkörpers bis zur jeweiligen Berührungslinie 11 zum entsprechenden, diametral gegenüberliegenden Ende 15′ des anderen Halbzylinderkörpers.

Die Halbzylinderkörper 4, 5 sind gemäß Fig. 1 mit einem unteren Ansatzflansch 16 zur Befestigung der Flächenelemente 2, 3 versehen.

In Fig. 2 sind die Halbzylinderkörper 4, 5 als Spritzgußprofilteile mit verstärktem Innensteg 17 und unterem Mittelsteg 18 ausgebildet. Ein angeformter U-förmiger Ansatzflansch 19 dient mit zahnförmiger, formschlüssiger Verbindung 20 zur Befestigung der Flächenelemente 2, 3.

In Fig. 2 verläuft das Scharnierband 6 des unteren Halbzylinderkörpers 4 von der unteren rechten Seite 21 S-förmig über den Berührungspunkt 9 zur linken oberen Seite 22 des oberen Halbzylinderkörpers 5. Gleichermaßen verläuft beim axial versetzten Scharnier das gestrichelt eingezeichnete Scharnierband 6′ von der linken unteren Hälfte 23 des unteren Halbzylinderkörpers 4′ zur rechten oberen Hälfte 24 des oberen Halbzylinderkörpers 5′, die jeweils gestrichelt eingezeichnet sind. Die Verbindungspunkte der Scharnierbänder 6, 6′ sind jeweils mit 15, 15′ bezeichnet.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein sehr einfaches Herstellungsverfahren für derartige Klappscharniere geschaffen. Dies gilt insbesondere für den sehr einfachen, einstückigen Aufbau und den damit verbundenen Handhabungsvorteilen.

Gemäß der Erfindung wird demnach ein Verfahren zur Herstellung einer Scharnierverbindung für die gelenkige Verbindung zweier Flächenelemente wie Paneelen oder dergleichen vorgeschlagen, die jeweils aus wenigstens zwei Einzelscharnieren 1, 1′ bestehen. Jedes Scharnier 1, 1, besteht aus zwei Halbzylinderkörper 4, 5, die mit ihren Zylindermantelflächen aufeinander abrollen und mittels eines S-förmig verlaufenden Scharnierbandes miteinander verbunden sind. Das zweite Scharnier ist um 180° bezüglich seiner Längsachse verdreht, so daß sich ein Kreuzbandscharnier ergibt. Um eine möglichst einfache und rationelle Herstellung zu gewährleisten, werden die beiden Halbzylinderkörper 4, 5 gleichzeitig mit dem diese verbindenden Scharnierband 6 in einem Arbeitsgang einstückig als Strangpressprofil hergestellt.

Die einstückige Verbindung der gelenkigen Scharnierverbindung, bestehend aus Halbzylinderkörper 4, 5 und Scharnierband 6 kann auch durch Auswahl eines geeigneten Kunststoffmaterials erfolgen. Hierfür sind insbesondere im Spritzgießverfahren herzustellende Block- Copolymere bekannt geworden, die zum einen aus einem harten kristallinen Segment z. B. aus Polybutylen- Terephtalat und zum anderen aus einem weichen, amorphen Segment auf der Basis langkettiger Polyätherglykole bestehen. Derartige Kunststoffe sind von der Firma Dupont unter der Bezeichnung "Hytrel" bekannt geworden. Dabei wird die Flexibilität des Scharnierbandes durch die dünnere Wandstärke dieses Scharnierbandes erzeugt, wodurch der elastische Kunststoffwerkstoff die erforderliche Beweglichkeit des Kreuzbandscharnieres ermöglicht.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen und Verbesserungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Scharnierverbindung für die gelenkige Verbindung zweier Flächenelemente wie Paneelen oder dergleichen, bestehend aus wenigstens zwei Scharnieren (1, 1′) wobei jedes Scharnier (1, 1,) aus zwei im Querschnitt halbkreisförmigen oder bogenförmigen Halbzylinderkörpern (4, 5) besteht, die mit ihren Zylindermantelflächen mit Linienberührung aufeinander abrollen und mittels eines S-förmig von einem Bogenende (15) des einen Halbzylinderkörpers (4, 5) zum diametral gegenüberliegenden Bogenende (15′) des anderen Halbzylinderkörpers (4, 5) verlaufenden Scharnierbandes (6) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die beiden Halbzylinderkörper (4, 5) als auch das Scharnierband (6) in einem Arbeitsgang einstückig als Kunststoffprofil hergestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbzylinderkörper (4, 5) aus einem harten Kunststoff, insbesondere aus Hart-PVC hergestellt werden, denen unmittelbar und gleichzeitig durch Co-Extrudieren das Scharnierband (6) aus einem weichen Kunststoff, insbesondere aus Weich-PVC einstückig im Strangpressverfahren angeformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbzylinderkörper (4, 5) mittels eines Hauptextruders hergestellt werden, dem ein Beistellextruder für die Herstellung des Scharnierbands (6) zugeordnet ist, wobei die jeweiligen Kunststoffmassen durch Co-Extrudieren ausgetragen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbzylinderkörper (4, 5) aus einem extrudierten Kunststoffteil bestehen, mit mittlerem Versteifungssteg (17) und unterem Quersteg (18) und daß ein U-förmiger Ansatzflansch (19) angeformt ist, mit formschlüssigen Verbindungselementen (20), zur Befestigung der Flächenelemente (2, 3).

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Halbzylinderkörper (4, 5) und das diese Halbzylinderkörper einstückig verbindende Scharnierband (6) aus einem Block-Copolymer herstellbar sind, die zum einen aus einem harten Segment und zum anderen aus einem weichen Segment bestehen, wobei die geringe Wandstärke des Scharnierbandes die Flexibilität bewirkt.