DE4412607A1

DE4412607A1 - Gelenk

Info

Publication number: DE4412607A1
Application number: DE19944412607
Authority: DE
Inventors: Burkhard K Schnell
Original assignee: SCHNELL DORIS
Current assignee: SCHNELL DORIS
Priority date: 1994-04-13
Filing date: 1994-04-13
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2014-04-14
Also published as: DE4412607C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenk für die Verbindung einer Klappe oder Tür mit der Tragkonstruktion für diese Klappe oder Tür, wobei das eigentliche Gelenk die bewegliche Verbin dung zwischen den starren Teilen zweier sehr nahe zusammen liegender Teile ist. Eines dieser starren Teile wird mit der Tragkonstruktion und das andere mit der Tür oder Klappe verbunden. Selbstverständlich können nicht nur Türen oder Klappen sondern auch andere Teile über ein derartiges Gelenk mit einem anderen Gebilde beweglich verbunden werden.

Die bekanntesten Gelenke dieser Art sind Tür- und Fensterbän der sowie Möbelscharniere. Hier sind in der Regel zwei starre Teile über einen Bolzen des einen Teiles und eine Bohrung des anderen Teiles drehbar miteinander verbunden, wobei lediglich ein Freiheitsgrad erreicht wird. Eine andere bekannte Grund form ist die bewegliche Verbindung der beiden starren Teile über ein elastisches Glied an Stelle von Bolzen und Bohrung.

Abwandlungen dieser Grundformen sind insbesondere aus der Möbel- und Hausgeräteindustrie bekannt geworden. Dabei werden der reinen Drehbewegung zusätzliche Verschiebebewegungen überlagert oder in einer Richtung kurz vor einer Endstellung eine Drehkraft in Richtung der Endstellung aufgebracht, um die Klappe oder Tür gegen ihren Endanschlag zu pressen und damit eine separate Verriegelungsvorrichtung zu vermeiden. Zusätzliche Verschiebebewegungen sollen beim Öffnen einer Tür Kollisionen mit Nachbartüren vermeiden bzw. für Herstellung und Design günstigere Befestigungspunkte ermöglichen. Häufig sind in bekannten Gelenken auch Endanschläge, Rückstellfedern oder Rasten integriert, die die Klappe in eine bevorzugte Stellung zurückbewegen und/oder einrasten lassen. Siehe z. B. die deutsche Patentschrift DE 40 32 283 C2, wo ein Leitergelenk u. a. feste Raststellungen enthält, oder die deutsche Patentschrift DE 33 19 593 C2, wo das Gelenk für einen Autositz beschrieben wird. Diese Gelenke übernehmen also neben der eigentlichen Drehbewegung einen Teil der Rast-, Anschlag-, Verschiebe- oder Rückstellfunktionen.

In der Regel werden die Gelenke bei Möbeln oder möbelähnli chen Teilen durch weitere Vorrichtungen an einer Klappe oder Tür ergänzt, um insgesamt eine gute Funktion dieser Klappe oder Tür zu gewährleisten. Eingesetzt werden beispielsweise Rückstellfedern, Gewichtausgleich, Türschließer, Verriege lungen , Schlösser, Bewegungsdämpfer, Absturzsicherungen, Anschläge, Aufhängungen usw.

Gravierende Nachteile solcher Vorrichtungen bestehen darin, daß diese zu wesentlichen Teilen an der Klappe befestigt sind, dadurch die Montage erschweren und die Gebrauchsfunk tionen behindern. Gebrauchsfunktion einer Klappe kann z. B. die gerade Fläche sein, aus der auch am Rand kein Bauteil herausragen soll, oder die leichte Umrüstbarkeit für einen Klapptisch, wie er in der deutschen Patentschrift DE 41 09 376 C1 beschrieben ist. Die Behinderung wird besonders groß, wenn der Klapptisch zusätzlich umrüstbar als Bildfläche oder Tafel verwendet oder in unterschiedliche Höhen ummontiert werden soll. Schließlich sind bekannte Gelenke häufig auch so angeordnet, daß sich die beiden Glieder wie bei dem oben erwähnten Leitergelenk gegenüber liegen und dabei ein Glied aus der Bewegungsebene des anderen Gliedes herausragen. Dies ist ein erheblicher Nachteil insbesondere bei Möbeln, deren Klappe leicht demontierbar oder gar versetzbar ist.

Bei bekannten Gelenken dieses Anwendungsbereiches ist in der Regel deren Herstellung nur über aufwendige Fertigungsvor richtungen möglich, da insbesondere bei komplexeren Funktio nen, wie sie durch diese Erfindung abgedeckt werden sollen, viele Einzelteile durch spanloses Umformen hergestellt werden müssen. Dies wiederum macht den Einsatz nur bei großen Stückzahlen wirtschaftlich. Abwandlungen für besondere Anwendungsfälle mit kleinen Stückzahlen sind dann kaum möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelenk zu entwickeln, das alle zusätzlichen Funktionen zwischen Klappe oder Tür und Tragkonstruktion übernimmt und sich durch leichtes Trennen und Zusammenfügen mit Tür oder Klappe und Tragkonstruktion auszeichnet, um so die oben geschilderten Nachteile zu beseitigen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Aufgabenlösung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird nur noch von Tragkonstruktion und Klappe gesprochen, die durch das Gelenk verbunden werden. Dabei stehen diese beiden Begriffe für alle Gebilde, die durch ein oder mehrere Gelenke dieser Art verbunden werden können.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen vor allem darin, daß die Klappe, die über dieses Gelenk mit der Tragkonstruktion verbunden ist, keine zusätzlichen Vorrichtungen außerhalb des Gelenkes zur Sicherstellung ihres Bewegungs- und Stehverhaltens benötigt und daß die Gestaltung der beiden starren Hauptteile des Gelenks als Gehäuse und Hebel, einerseits die Aufnahme aller Elemente, andererseits die Verbindung zwischen Klappe und Tragkonstruktion sehr einfach macht.

Das gehäuseähnliche starre Teil ermöglicht die geschützte Unterbringung aller erforderlichen Elemente, die zwischen der Klappe und der Tragkonstruktion wirksam sind. Im einfachsten Fall sind das Endstellungen für die beiden Zustände "Offen" und "Geschlossen" oder "Senkrecht" und "Waagerecht". Diese Endstellungen können Festanschläge oder Raststellungen sein. Durch Rastfedern oder andere Energiespeicher wie z. B. Spannfedern, Dämpfungselemente, Bremsen kann der Hebel in der Nähe der Raststellung mit einer Kraft beaufschlagt werden, die den Hebel in die Raststellung treibt. Eine im Gehäuse untergebrachte Rückstellfeder beaufschlagt den den Hebel mit einem wegabhängigen veränderlichen Drehmoment, das z. B. als Gewichtsausgleich für einen Klapptisch dient. Desweiteren können auch Bremse, Dämpfer und/oder Antrieb untergebracht werden. Zwei starre Gehäuse werden in der Regel in der Tragkonstruktion, etwa mit Schrauben befestigt. Die drehbaren Hebel nehmen dann die Klappe auf.

Eine besonders einfache Form des Gelenkes entsteht, wenn an beiden Enden des Hebels parallel zur Drehachse in die gleiche Richtung zwei Bolzen angeordnet sind, die die Gehäusewand durchdringen, wobei der Drehbolzen die eigentliche Gelenkfunktion übernimmt und der Mitnahmebolzen in einem Schlitz der Gehäusewand, der wie ein Kreisausschnitt ausgebildet ist, um den Drehzapfen schwenkt und zusätzliche Kraftfunktionen übernimmt. Beide Bolzen zusammen nehmen ein Kräftepaar, also ein Drehmoment auf. In einer Variante liegt der Hebel außerhalb des Gehäuses und nimmt die Klappe auf, während die beiden Bolzen in das Gehäuse hineinragen und die verschiedenen Rast-, Anschlag- und Rückstellfunktionen übertragen. In einer anderen Variante liegt der Hebel im Gehäuse und übernimmt die verschiedenen Rast-, Anschlag- und Rückstellfunktionen, während die beiden Bolzen aus dem Gehäuse herausragen und die Klappe aufnehmen.

Da der Hebel und mit ihm auch die Klappe in allen Stellungen im Bereich des Gehäuses bleibt, kann in jeder beliebigen Stellung eine verschließbare Verriegelung vorgenommen werden. Indem z. B. ein mit dem Hebel mitschwenkendes Schloß einen Riegel in eine Bohrung der Gehäusewand einschiebt. Für diese Funktion kann die Unterbringung des Schlosses in der mitschwenkenden Klappe sinnvoll sein, weil dann die Klappe selbst gegen leichtes Demontieren mit verriegelt werden kann.

Ein ganz besonderer Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, daß alle oben beschriebenen Funktionen in einer Baugruppe vormontiert werden können, so daß diese Baugruppe als handliche Einheit leicht in die Tragkonstruktion eingebracht und versetzt werden kann.

Außerdem läßt diese Gelenkbauart auch die Fertigung relativ kleiner Serien zu, da alle Teile auf programmierbaren Bearbeitungsmaschinen hergestellt werden können und keine aufwendigen Sonderwerkzeuge erforderlich sind.

Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich durch das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des linken Gelenkes (20) in der Bewegungsebene des Hebels (2),

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des linken Gelenkes (20) senkrecht zur Bewegungsebene des Hebels (2), Schnitt A-A aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des rechten Gelenkes (20) senkrecht zur Bewegungsebene des Hebels (2),

Fig. 4 perspektivische Darstellung eines Gelenkepaares (20, 21) mit einer zur Veranschaulichung schräg nach oben herausgehobenen Klappe (23),

Fig. 5 perspektivische Darstellung einer Klappe (23) in senkrechter Stellung (oben) und einer Klappe (23) in waagerechter Stellung (unten) mit je 2 Gelenken (20, 21) an einer gemeinsamen Tragkonstruktion (22).

In Fig. 1, 2 und 3 ist das Gelenk so dargestellt, daß seine innere Funktionsweise erkennbar ist. Außerdem sind in Fig. 1 u. 2 die Befestigungsstellen zur Tragkonstruktion (22) und zur Klappe (23) erkennbar.

Fig. 4 und 5 zeigen, daß im Ausführungsbeispiel eine linke und eine rechte Ausführung (20, 21) benötigt werden, die sich spiegelbildlich gleichen, wie sie Fig. 2 und 3 darstellen. Die Klappe (23) wird hier über seitlich angeordnete Nuten (24) zwischen die beiden Gelenke (20, 21) auf die Bolzen (5, 12) aufgesteckt. Sie kann nun zwischen den beiden durch Festanschläge (15) und Raststellungen (16) festgelegten Endpositionen hin und her bewegt werden, ohne an einer weiteren Stelle der Tragkonstruktion (22) anschlagen zu müssen.

Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, schwenkt die Klappe (23) bei ihrer Bewegung den Mitnahmebolzen (12) durch einen Schlitz (14) der Gehäusewand, der wie ein Kreisausschnitt ausgebildet ist, um den Drehbolzen (5) und nimmt dabei den im Gehäuseinneren liegenden Hebel (2) mit. Dabei schlägt der Mitnahmebolzen (12) an die beiden Schlitzenden an, die als Festanschläge (15) ausgelegt sind, wobei ihr Radius dem Bolzendurchmesser angepaßt ist und ihre Lage eine exakte senkrechte und eine exakte waagerechte Stellung der Klappe (23) gewährleistet.

Die zusätzlich an den Endanschlägen (15) eingerichteten Raststellungen (16) werden durch Rastfedern (4) und durch eine besondere Form des Hebelkopfes (25) erreicht. Die Rastfedern (4) sind als Blattfedern ausgebildet, die über eine Schraube (8) und einen Federring (11) im Gehäuse (1) eingespannt sind. Sie sind an ihrem Ende um 45° in Richtung Hebelkopf (25) abgewinkelt. Der Hebelkopf (25) hat auf seiner dem Drehpunkt abgewandten Seite zwei 45°-Flanken (26), die bei kräftiger Bewegung der Klappe (23) die Rastfedern (4) zurückdrücken und in der Raststellung (16) als Stützfläche gegen die andrückende Feder dienen. Bewegt man die Klappe (23) aus einer mittleren schrägen Stellung in die waagerechte in Fig. 1 gezeichnete Stellung, dann werden folgende Vorgänge durchlaufen: Der Hebelkopf (25) bewegt sich zunächst ohne Berührung in Richtung auf das Ende der Rastfeder (4) zu bis die erste Flanke (26) die Rastfeder (4) erreicht. Ab diesem Punkt wird die Rastfeder (4) zurückgedrückt, wobei sie eine mit dem Federweg zunehmende aber geringe Gegenkraft aufbringt. Mit dem Übergang der Flanke (26) in ein kurzes gerades Stück des Hebelkopfes (25) läßt die Gegenkraft wieder nach bis die zweite Flanke erreicht wird. Die nun auf die 45°-Fläche drückende Rastfeder (4) treibt den Hebel (2) mit zusätzlichem Drehmoment in eine stabile Raststellung (16) gegen den oberen Anschlag (15). Bei Bewegung der Klappe (23) von Hand wird durch diese Rastfederwirkung die Raststellung (16) fühlbar erreicht. Der gleiche Vorgang läuft in entgegengesetzter Richtung bei der Bewegung der Klappe (23) in ihre senkrechte Stellung ab.

Beim Ausrasten aus der jeweiligen Endstellung wird ein wesentlich höheres Drehmoment erreicht, da sich die Reibrichtung der Rastfeder (4) an der Flanke (26) ändert. Durch den Reibbeiwert, der sich an der Gleitfläche bremsend auswirkt, wird dem geometrisch festgelegten 45°-Winkel ein sogenannter Reibwinkel beim Einrasten hinzuaddiert und beim Ausrasten subtrahiert. Das rückhaltende Moment ist in diesem Beispiel um etwa 35% höher als das treibende Moment. Die Höhe dieser Drehmomente kann durch andere Querschnitte der Rastfedern und/oder durch Veränderung der Flankenwinkel erzeugt werden. Ein steilerer Flankenwinkel führt zugleich zu einem größeren Abstand zwischen rückhaltendem und treibendem Moment.

Fig. 1 zeigt auch einen Gewichtausgleich. Das wesentliche Element ist die Rückstellfeder (3). Sie ist an einer Seite im Gehäuse (1) über einen Stift (6) und an der anderen Seite über den Mitnahmebolzen (12) am Hebel (2) eingehängt. Der Hebel kopf (25) ist zu diesem Zweck geschlitzt. Auf dem Weg aus der senkrechten Klappenstellung in die waagerechte Stellung würde das durch die Schwerpunktverlagerung der Klappe (23) zunehmen de Moment die Klappe fallen lassen. Diesem Gewichtsmoment wirkt durch die Rückstellfeder (3) ein wegabhängig veränderli ches Drehmoment entgegen, das etwa auf halbem Weg das Ge wichtsmoment ausgleicht und dann größer als das Gewichtsmo ment wird. Auf diese Weise wird die Klappe (23) aufgefangen. Sie muß von Hand in ihre waagerechte Stellung gedrückt werden. Dabei ist die Federkonstante und die geometrische Anordnung der Feder so ausgelegt, daß die relativ schwere Platte (23) einerseits ungefährlich und andererseits leicht betätigt werden kann.

Die Raststellungen mit ihren Rastmomenten sorgen dafür, daß die Klappe (23) in ihren Endstellungen sicher gehalten wird.

In Fig. 4 und 5 sind die Gehäuse (1) durch einen dünnen Blechdeckel (28) abgedeckt. Zur Sicherung dient die Schraube (19) und die Gewindebohrung (27). Dies ist dann nicht erforderlich, wenn die Gelenke (20, 21) links und rechts innen an den Seitenwänden eines Schrankes befestigt werden. (Diese Art der Tragkonstruktion ist zeichnerisch nicht dargestellt.)

An Stelle der Rückstellfeder (3) kann auch ein hier nicht dargestellter Dämpfer eingebaut werden, der die Klappe nur langsam bewegen läßt.

Um unbefugtes Bewegen der Klappe (23) zu vermeiden, kann sie in beiden Endstellungen durch ein in ihrem unteren Rand ein gelassenes Schloß (17) über Riegel (18) in den Verriegelungs bohrungen (13) des Gehäuses (1) gesichert werden.

Werden die Gelenke (20, 21) an eine andere Position in der Tragkonstruktion (22) versetzt, wandern die Verriegelungsbohrungen mit, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Die aus dem Drehbolzen (5) und dem Mitnahmebolzen (12) bestehende Schnittstelle zu der Klappe (23), die an ihren Seiten lediglich eine Nut (24) aufweist, läßt die Montage der Klappe (23) am Gelenk (20,21) durch einfaches Stecken zu.

Bezugszeichenliste

Ziffer Figur Bezeichnung

1 1 Gehäuse
2 1, 3 Hebel
3 1, 2 Rückstellfeder
4 1, 2 Rastfeder
5 1, 2, 3, 4 Drehbolzen
6 1 Stift
7 1 Gewindeeinsatz
8 1, 2 Schraube
9 1, 2 Befestigungsschraube
10 1 Unterlegscheibe
11 1 Federring
12 1, 2, 3, 4 Mitnahmebolzen
13 1, 2, 3 Verriegelungsbohrung
14 1, 3 Schlitz
15 1 Festanschlag
16 1 Raststellung
17 4 Schloß
18 2 Riegel
19 4, 5 Schraube
20 3, 4, 5 linkes Gelenk
21 2, 4, 5 rechtes Gelenk
22 1, 2, 5 Tragkonstruktion
23 2, 4, 5 Klappe
24 2, 4 Nut
25 1 Hebelkopf
26 1 Flanke
27 1 Gewindebohrung
28 4, 5 Deckel

Claims

1. Gelenk für die Verbindung einer Klappe oder Tür mit der Tragkonstruktion für diese Klappe oder Tür als beweg liche Verbindung zwischen zwei sehr nahe zusammenliegen den starren Teilen, wobei eines dieser starren Teile mit der Tragkonstruktion (22) und ein anderes mit der Tür oder Klappe (23) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine starre Teil als größeres Teil ein Gehäuse (1) ist und das andere starre Teil als kleineres Teil aus einem Hebel (2) besteht, der über einen Drehbolzen (5) an dem Gehäuse (1) angelenkt ist, und daß sich der dem Drehbolzen gegenüber liegende Hebelkopf (25) kreisbogenförmig um die Lagerung bewegen kann und das Gehäuse (1) mindestens eine Endstellung zur Begrenzung des Hebelweges enthält.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Hebel (2) beste hende starre Teil über eine elastische Verbindung an dem Gehäuse angelenkt ist.

3. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstellungen Festanschläge (15) sind.

4. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (2) an einer oder mehreren festen Raststellungen (16) einrastet.

5. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelkopf (25) mit 15- 75°steilen Flanken (26) als Stützflächen gegen die andrückende Rastfeder (4) dient.

6. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (2) in der Nähe der Raststellungen (16) durch zusätzliche Rastfedern (4) mit zusätzlichen Drehmomenten in Richtung einer stabilen Raststellung (16) beaufschlagt wird.

7. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (2) durch eine Rückstellfeder (3) mit einem wegabhängig veränderlichen Drehmoment beaufschlagt wird.

8. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (2) der Lagerung gegenüber einen Mitnahmebolzen (12) enthält, der aus der Bewegungsebene des Hebels in der gleichen Richtung wie der Drehbolzen (5) herausragt.

9. Gelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hebel (2) im Gehäuse (1) verdeckt bewegt und nur die beiden Bolzen (5, 12) aus dem Gehäuse (1) ragen.

10. Gelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hebel außerhalb des Gehäuses bewegt und nur die beiden Bolzen in das Gehäuse hineinragen.

11. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsebene des Hebels (2) sich in radialer Richtung nicht über den Rand des Gehäuses (1) ausdehnt.

12. Gelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (2) bzw. das an ihm befestigte Teil durch ein Schloß (17) über einen Riegel (18) in einer oder mehreren seiner Raststellungen (16) gegen das Gehäuse (1) über mindestens eine Verriegelungsbohrung (13) verriegelt werden kann.

13. Gelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Elemente in einem Gelenk vormontierbar sind.