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Scharniervorrichtung he-enstand der Erfindung ist eine Scharniervorriclitting,
die in allen Fällen verwendet werden kann, in denen zwei Teile mit Bezug aufeinander
verstellt und festgenullt werden sollen.
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Der Zweck der Erfindung ist, eine billig herzustellende Scharniervorrichtung
einfacher Bauart zu schaffen, die stets ein wandfrei arbeitet und bei der keine
besonderen Organe erforderlich sind, um die mit Bezug aufeinander verstellten Teile
in der jeweils cinget;tellten Lage zu verriegeln.
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Die nette Scharniervorrichtung kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch,
daß sie aus zwei unter Zwischenfügung einer Steuerscheibe drehbar miteinander verbundenen
_\rinen sowie einem gegenüber dem Drehzapfen der Teile durch in Kurvenschlitzen
letzterer geführten Stift besteht.
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Zwecks besseren Verständnisses der Erfn<lung soll jetzt dieselbe
an Hand der Zeichiiting ausführlich beschrieben «-erden, und zwar zeigt Abb. i eine
schaubildliche Ansicht der getrennten Bestandteile eines erfindungsgemäß r:usgeführten
Scharniers.
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Abb.2 ist eine Seitenansicht des ohne Deckplatten zusammengefügten
Scharniers. Abb. 3 ist eine ähnliche Ansicht, bei welcher jedoch die Arme eine verschiedene
Winkeleinstellung zeigen.
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Abb. 4 ist eine Seitenansicht einer Auslageplatte, die mit Hilfe eines
erfindungsgemäß ausgeführten Scharniers an einem Ständer befestigt ist.
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Abb. 5 ist eine Vorderansicht einer Windschutzscheibe für Kraftfahrzeuge,
die mit Scharnieren gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, und Abb. E ist eine Seitenansicht
derselben. Das in Abb. i bis .4 einschließlich ausgebildete Scharnier besteht aus
zwei U-förmigen Armen i und z, deren .offene Enden 5 und 6 ineinander,-reifen oder
übereinander angeordnet sind, während eine gemeinsame Achse i 6 durch in den Armen
vorgesehene Löcher und ä so geführt wird, daß die Arme gegeneinander im Winkel verschoben
werden können, wobei die Teile 3 und welche die Schenkel der Arme miteinander verbinden,
der Achse abgewendet sind. Zwischen den Schenkeln der so zusammengefügten und auf
der gemeinsamen Achse 1ö drehbar gelagerten U-förmigen Arme ist eine Steuerscheibe
i i vorgesehen, die mit einer durchgehenden Kurvennut 12 sowie mit einer durchgehenden
Bohrung versehen ist. Durch die Kurvennut wird ein Metallzapfen
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geführt, der beiderseits der Scheibe vorspringt und in Kurvenschlitze 9 und io eindringt,
die in jedem Schenkel der Arme vorgesehen sind, wobei die Krümmungs- oder Schrägrichtung
der "Zuteil g des einen Armes zur Richtung der Schlitze io des anderen Armes entgegengesetzt
ist. Es ist zu bemerken, claß die Richtung dieser Schlitze gleichzeitig radiale
und Kreislinienkomponenten aufweist. Für die Außenseiten des zusammengefügten Scharniers
sind Deckplatten 1.4 und 15 vorgesehen, die mit mittleren Offnungen 1g versehen
sind, durch welche die Platten auf die vorspringenden Enden der Achse i6 aufgeschoben
und auf der Achse durch auf den zu diesem Zweck finit Gewinde versehenen Enden 17
der Achse aufgeschraubte Schraubenmuttern i,, befestigt werden. Die gegenseitige
Lage der Teile nach der Zusammensetzung gellt aus der Abb. i hervor, und um sich
ein Bild. von derselben zu machen, genügt es, die Art und Weise zu betrachten, in
welcher diese Teile in ihren dargestellten Lagen zusammengefügt «-erden könnten.
Der Arm i wird in -Richtung der Steuerscheibe i i verschoben, bis die offenen Enden
5 diese Scheibe i i umfassen und die Bohrungen 7 dieser offenen Enden niit der Bohrung
21 der Scheibe 11 zusammenfallen. In dieser Lage wird das äußere Ende der Schlitze
9 mit dem Kurvenschlitze 12 ungefähr an der Stelle ga zusammenfallen. Die Breite
zwischen den offenen Enden 5 des Armes i ist derart gewählt, daß diese Enden mit
den Seiten der Steuerscheibe i i unter sanfter Reibung in Berührung kommen. Alsdann
wird der andere Arm :2 gegen die Scheibe, und zwar in diainetral entgegengesetzter
Richtung wie für den Arm i gebracht, bis die offenen Enden 6 dieses Armes 2 sich
über die offenen Enden 5 des Armes i legen und die Bohrungen S des Armes :2 mit
den Bohrungen 7 des Armes i und der Bohrung 21 der Scheibe i i zusammenfallen. In
dieser Lage werden die äußeren Enden der Schlitze io des Armes 2 mit den äußeren
Enden der Schlitze g des Armes 2 sowie mit der obenerwähnten Stelle ga der Kurvennut
12 der Scheibe i i zusammenfallen. Die Breite zwischen den offenen Enden 6 des Armes
2 ist so gewählt, daß diese Enden sich über die äußeren Flächen der äußeren Enden
5 des Armes i mit sanfter Reibung legen. Nimmt man an, da15 das untere Ende der
Achse 16 mit einer ähnlichen Schraubenmutter wie die Schraubenmutter 18 versehen
worden ist, um die untere Deckplatte 15 auf der Achse zu, befestigen, so wird die
Platte mit der Achse gehoben und die Achse durch die zusammenfallenden Bohrungen
7, F und 21 eingeführt, bis die Platte 15 sich gegen die innere Fläche des unteren
Schenkels 6 des Armes :2 legt. Alsdann wird der Zapfen 13 durch die zusammenfallenden
äußeren Enden der Schlitze 9 und io und die Stelle ga der Kurvennute 12 der Scheibe
i i derart geführt, daß dessen unteres Ende sich auf der unteren Deckplatte 15 stützt,
und die Länge des Zapfens 13 ist derart gewählt, daß dessen oberes Entle in dieser
Lage finit der Oberseite des äußeren oberen Endes 6 des U-förmigen Armes 2 bündig
abschließt. Abb. 2 kann nun als eine Darstellung der in der oben beschriebenen Weise
zusammengefügten Teile vor Anbringung der oberen Deckplatte 1.4 betrachtet werden.
Endlich wird die Deckplatte 14. in der Weise angebracht, daß man sie mit der Bchrung
1g über das obere mit Gewinde versehene Ende i; der Achse 16 aufschiebt und dann
die obere Mutter i S aufsetzt, wobei die Länge der Achse das Aufsetzen dieser Mutter
gestattet.
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Die Steuerscheibe i i hat einen solchen Durchmesser, daß sie etwas
über die offenen Enden der U-förmigen Arme und der Deckplatten, wie aus den Abb.
2 und- 3 deutlich ersichtlich, derart vorspringt, daß sich diese Scheibe leicht
mit den Fingern drehen läßt, wobei die Scheibe zwecks Erleichterung dieser Drehung
gerändelt werden kann.
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Die Arbeitsweise geht deutlich aus Abb. 2 -und 3 hervor. Nimmt man
an (Abb. 2), daß der Arm 2 feststeht und der Arm i frei beweglich ist, und daß die
Scheibe i i im Sinne des Uhrzeigers gedreht wird, so wird der Zapfen 13 durch die
Kurvennut längs der festen Schlitze io des festen Armes :2 nach der Verbindungsachse
geführt. Da der Zapfen 13 sich in den festen Schlitzen io be-. wegen soll und da
er ebenfalls in die Schlitze g des frei beweglichen Armes i eindringt, so wird dieser
Arm nach Maßgabe der Drehung der Steuerscheibe im Sinne des Uhrzeigers um die Achse
verschoben. Abb. 3 zeigt die gegenseitige Lage der Teile nach Drehung der Steuerscheibe
tun etwas mehr als 18o °. Durch eine weitere Bewegung der Scheibe i i' wird der
Zapf eil 13 die inneren Enden der Schlitze 9 endlich so zweit verschieben, daß sie
mit den inneren Enden der Schlitze io zusammenfallen, wodurch die Bewegung in dieser
Richtung begrenzt wird. Bei der dargestellten Kurvennut 12 und den dargestellten
Schlitzen 9 und io wird eine vollständige Drehung der Scheibe eine Winkelverschiebung
des Armes i gegenüber dein Arm 2 um etwas weniger als go ° bewirken. Wäre die Kurvennut
gegenüber der Achse steiler, so würde die Winkelverschiebung der Scheibe i i für
eine bestimmte Winkelverschiebung des Armes i geringer sein. Durch eine schwache
Neigung
(ler Kurvennut 12 erhält man jedoch die Selbstsperrung.
Um diese Selbstsperrung in vollständiger Weise für eine beliebige Lage der Teile,
z. B. für die in Abb. 2 und 3 dargestellte Lage, zu gewährleisten, muß der «'inlcel
zwischen der Tangente zum Schlitz io in der Lage des "Zapfens und der Normalen zur
Tangente zur Wand der Kurvennut an der Berührungsstelle mit den Zapfen geringer
als der in der Lehre der Mechanik beschriebene »Pteibungswinkel« sein. Um die Selbstsperrung
im allgemeinen zu erhalten, werden die einzelnen Nuten und Schlitze so gewählt,
daß die Richtung des Druckes und der Rückwirkung, so wie sie durch den Schlitz io
zwischen dem Zapfen und der Wand der Kurvennut bestimmt ist, im wesentlichen senkrecht
zur Tangente zur Kurvenmut an der Berührungsstelle steht.
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Die Krümmung der auf der Zeichnung dargestellten Schlitze c) und io
ist so gewählt, daß die Winkelverschiebung des Armes i der M"inkelv erschiebung
der Steuerscheibe i i entspricht. -Nimmt man nun an, daß die Schlitze zwischen ihren
dargestellten Endpunkten geradlinig verlaufen, und daß die radiale Verschiebung
der Kurvennut der Winkelverschiebung entspricht, so wird, wenn man in erster Linie
auf die Scheibe ii wirkt, um die Teile aus den in Abb. 2 dargestellten Lagen zu
verschieben. eine bestimmte Winkelverstellung der Scheibe i i eine gewisse Winkelverschiebung
des Armes i bewirken, aber für aufeinanderfolgende gleiche Winkelv erstelhingen
der Steuerscheibe i i werden die aufeinanderfolgenden Winkelverschiebungen des Armes
i nacheinander größer. Durch eine einfache geometrische Konstruktion können die
Kurven der Schlitze 9 und io so gewählt werden, daß sie auf Wunsch eine entsprechende
Verschiebung oder ein sonstiges beliebiges Verhältnis zwischen beiden Verschiebungen
ergeben.
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Es ist zu bemerken (Abb. 2), daß, wenn der Zapfen 13 sich am äußeren
Ende der Schlitze g und io befindet und somit keine weitere Verschiebung, durch
welche er sich noch weiter von der Achse entfernt, ausführen kann, das Ende der
Kurvennut 12 der Steuerscheibe i i sich noch in einem gewissen Abstand von diesem
Zapfen befindet. Dieses hat den Zweck, ein festes Anziehen der Teile durch zwangläufiges
Drehen der Scheibe i i in entgegengesetzter Richtung wie beim Uhrzeiger zu erhalten.
Hierdurch wird es möglich, jedes Spiel bzw. jede mögliche Rückwirkung in der in
Abb. 2 und 4. dargestellten Lage zu beseitigen, was häufig von Vorteil ist.
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Abb.4 zeigt die Anwendung der Vorrichtung an einem Ständer für eine
Auslageplatte.- Die Gabel 4 des Armes 2 ist am oberen Ende eines Ständers 22 befestigt,
und die Gabel 3 des Armes i trägt eine Auslageplatte 23. Der Arm i mit der Platte
23- ist in ausgezogenen Linien in der der Abb.2 entsprechenden und in gestrichelten
Linien in der der Abb. 3 entsprechenden Stellung dargestellt.
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Abb. 5 und 6 zeigen eine drehbare Windschutzscheibe für Kraftwagen,
die mit ähnlichen Vorrichtungen wie oben beschrieben ausgerüstet ist. 24 ist die
Glasscheibe, die in einem Rahmen 25 eingefaßt ist. 26 sind feste Ständer, die am
Fahrzeug angebracht sind und als Halter für die Windschutzscheibe dienen. Diese
Windschutzscheibe wird auf den Ständern 26 durch Vermittlung zweier ähnlicher Scharniervorrichttmgen,
wie oben beschrieben, und zwar je einer auf jeder Seite befestigt. Die rechtsseitige
Scharniervorrichtung ist im Schnitt nach der Linie 5-5 der Abb.6 dargestellt, jedoch
wurden der Einfachheit halber- in diesem Schnitt die Schlitze weggelassen. Die beiden
Steuerscheiben i i sind nicht frei auf einer Achse, sondern auf einem Vierkant 29
einer Welle 27 gelagert, die halsförmige Teile 30, 31 besitzt, welche sich in den
mittleren Bohrungen der Enden 5, 6 der Arme 1, 2 frei drehen können. Die Deckplatten
14 und 15 der zusammengefügten Vorrichtung sind gegen einen an der Welle 27 und
an der Schraubenmutter 34 vorgesehenen Ansatz 35 festgehalten. Auf der Welle 27
ist eine Rändelscheibe 28 starr und derart befestigt, daß man durch Drehen dieser
Scheibe die Welle 27 und mit ihr die beiden Steuerscheiben i i drehen kann, die
somit die beiden Scharniervorrichtungen in der unter Bezug auf die Abb, 2 und 3
beschriebenen Weise mitnehmen. Aus der Seitenansicht der Abb. 6 geht hervor, daß
die Arme i und 2 von den Armen der Abb. i bis 4 etwas verschieden sind. 2 ist der
feste Arm, dessen Gabel ¢ durch Schrauben 32 auf dem Ständer 26 befestigt ist, und
i o sind die in gestrichelten Linien dargestellten Schlitze dieses Armes. Die Arme
sind so ausgebildet, daß, wenn die einzelnen Schlitze 9, io, 12 sich in Stellungen
befinden, die denjenigen der Abb.2 entsprechen, die Gabeln 3 und 4 - in der geschlossenen
Stellung der Windschutzscheibe sich auf derselben Linie befinden. Aus der vorhergehenden
Beschreibung der durch die Abb. -, und 3 dargestellten Vorrichtung geht deutlich
hervor, daß, wenn man die Scheibe 28, so wie sie in Abb. 6 gesehen wird, in entgegengesetzter
Richtung, wie der Uhrzeiger geht, dreht, der Arm i und mit ihm die Windschutzscheibe
sich nach rechts neigt. Obgleich die oben beschriebene Anbringung der Windschutzscheibe
in der Hauptsache bei
Bedienung durch- die Scheibe 28 ausgebildet
ist, liegt es auf der Hand, daß man die Windschutzscheibe auch durch Bedienung der
einen. oder anderen der Scheiben i i verstellen kann, da die andere Scheibe i r
durch die Welle 27 gleichzeitig gedreht wird.
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Es versteht sich von selbst, daß, wenn die Schlitze 9 oder io des
einen Armes in Richtungen liegen, die gleichzeitig radiale und Kreislinienkomponenten
aufweisen, die Schlitze des anderen Armes in der radialen Richtung liegen können.
Hierdurch :erzielt man dieselbe' Wirkung wie die für das Scharnier mit Nuten oder
Schlitzen in jedem Arm und mit radialen und Kreislinienkomponenten beschriebene
Wirkung, wie auf der Zeichnung dargestellt ist.