DE60009969T2

DE60009969T2 - Scharnierzapfen, insbesondere für Fenster- und Türrahmen, und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60009969T2
Application number: DE60009969T
Authority: DE
Inventors: Ferdinando Foscan
Original assignee: Otlav SpA
Current assignee: Otlav SpA
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: ITUD990026A1; EP1030020B1; DE60009969D1; IL134559A0; EP1030020A1; IL134559A; IT1310533B1; ATE264980T1

Description

Erfindungsgebiet
Die Erfindung bezieht sich auf einen aus mindestens zwei Elementen bestehenden Scharnierzapfen, wobei jedes Element mit einer zylindrischen Bohrung zur Aufnahme des Zapfens versehen ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung des Zapfens.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Scharnierzapfen mit drei Elementen, vorzugsweise für Verschlüsse mit einem wesentlichen Gewicht, wie z.B. gepanzerte Türen, Haupttüren, Tore oder ähnliches.
Hintergrund der Erfindung
Nach dem Stand der Technik sind verschiedene Typen von Scharnierzapfen bekannt, insbesondere zum Einbau in Verschlüsse von wesentlichem Gewicht, wie z.B. gepanzerte Türen, Haupttüren, Tore oder ähnliches.
Solche Zapfen bestehen normal aus einer zylindrischen Metallstange mit Klemmitteln am oberen Ende, die mit dem oberen Element des am Tragrahmen befestigten Scharniers zusammenwirken, um eine gegenseitige Verdrehung und daraus resultierendem Aushängen zu verhindern.
Es ist bekannt, daß diese Klemmittel aus einer axialen Rändelung bestehen, die am Umfang nahe dem oberen Ende des Zapfens sich befinden.
Jedoch sind derartige Zapfen sehr schwer zur Gänze in die entsprechenden Bohrungen der Scharnierelemente einzusetzen, und zwar insbesondere in das obere Element, weil eine wesentliche Störung durch die umfängliche Rändelung besteht.
Damit die Scharnierelemente nicht beschädigt werden, wird oft der Zapfen nach oben vorstehen gelassen, wodurch sich Nachteile, nicht nur ästhetischer Art, ergeben.
Abgesehen davon werden beim kraftvollen Einsetzen in die Bohrung oder das Loch des festen Elementes des Scharniers zufolge ihrer Festigkeit die inneren Wände der Bohrung dauernd und irreparabel durch solche Zapfen beschädigt; dies macht es manchmal notwendig, das gesamte Scharnier zu ersetzen, wodurch hohe Kosten, insbesondere Arbeitskosten entstehen.
Darüberhinaus sind solche Zapfen, wenn sie einmal in die Scharnierelemente eingesetzt und verklemmt sind, schwer zu entfernen und, wenn sie einmal entfernt sind, können sie zufolge der Verschlechterung, der die Rändelung beim ersten Gebrauch ausgesetzt ist, nicht länger wieder verwendet werden, da sie ihre anfänglichen Eigenschaften verloren haben.
Es ist auch ein Zapfen bekannt, der neben der axialen Rändelung mit einem zentralen länglichen Schlitz versehen ist, der vom Ende des Kopfes ausgeht und sich einige Millimeter in die Stange hinein erstreckt, wodurch das Ende in zwei Teile geteilt wird, um die beiden Teile elastisch zu machen.
Dieser Zapfen ist nicht nur wegen der notwendigen Arbeit zum Erhalt des Längsschlitzes teuer, er hat auch den Nachteil, daß eine wirksame Klemmwirkung nicht garantiert wird, weil der durch die beiden Teile ausgeübte Querdruck unzureichend ist.
Die praktische Erfahrung zeigt daher, daß dieser Zapfen drehen wird und daher ausgehängt werden kann, insbesondere wenn der Fenster-/Türrahmen, an dem das entsprechende Scharnier montiert ist, oft geöffnet und geschlossen wird.
Der vorliegende Anmelder hat den erfindungsgemäßen Scharnierzapfen ersonnen und verkörpert, um diese Nachteile zu vermeiden.
Zusammenfassung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Scharnierzapfen wird im Hauptanspruch vorausgesetzt und charakterisiert, wogegen die abhängigen Ansprüche andere innovative Charakteristiken beschreiben.
Ein Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Scharnierzapfens, der in die Löcher oder Bohrungen der Scharnierelemente leicht einsetzbar und entfernbar ist, wobei gleichzeitig die automatische Klemmung mit einem der Elemente des Scharniers während der normalen Arbeitsweise des letzteren garantiert ist.
In Übereinstimmung mit diesem Zweck weist der erfindungsgemäße Zapfen eine im wesentlichen zylindrische Stange auf, an deren einem Ende mindestens ein Höcker angeordnet ist, der radial gegen die Stange vorspringt, um auf das zylindrische Loch eines der Scharnierelemente einzuwirken.
Dieser Höcker kann gerade, oder gerundet oder konisch sein und kann eine Vorwölbung besitzen, die mit dem Durchmesser der Stange übereinstimmt.
Um dem radialen Höcker eine größere Elastizität zu verleihen, befindet sich gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung innerhalb der Stange eine axiale Höhlung, die eine im wesentlichen umfängliche Wand begrenzt, von welcher der Höcker vorspringt.
In Übereinstimmung mit einem anderen charakteristischen Merkmal der Erfindung sind zwei radiale Höcker diametral an entgegengesetzten Seiten in Bezug auf die Mittelachse der Stange vorgesehen. Überdies sind den radialen Höckern zwei entsprechende Vertiefungen zugeordnet, die unter Bezug auf die Höcker um 90° versetzt sind.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Zapfens, der einfach und kostengünstig herzustellen ist.
In Übereinstimmung mit diesem Zweck werden alle Höcker und die zusätzliche axiale Höhlung plus dem oberen Kopf, der die Höhlung verschließt, durch Anstauchen erhalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Diese und andere Merkmale der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, wobei in den Zeichnungen Beispiele beschrieben sind, auf die die Erfindung jedoch keineswegs beschränkt ist.
Es zeigen:
1 eine Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen Zapfens, der einem Scharnier mit drei Elementen zugeordnet ist;
2 in vergrößertem Maßstab und teilweise im Schnitt ein Detail des in 1 gezeigten Zapfens;
3 einen Schnitt entlang der Linie A–A in 2;
4 einen Schnitt entlang der Linie B–B in 2;
5 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Zapfens einer ersten Variante;
6 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Zapfens einer zweiten Variante;
7 den erfindungsgemäßen Zapfen einer dritten Variante.
Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Zapfen 10 einer ersten Ausführungsform den Elementen 11, 12 und 13 eines Scharniers 14 für Türen-/Fensterrahmen zugeordnet, insbesondere für solche mit einem wesentlichen Gewicht, wie gepanzerte Türen, Haupttüren, Tore und ähnliches.
Die äußeren Elemente 11 und 13 sind identisch und jedes weist einen im wesentlichen zylindrischen Körper auf, der der Länge nach mit einem mittleren zylindrischen durchgängigen Loch 15 bzw. 16 versehen ist.
Ein mit einem Gewinde versehender Dorn 17 bzw. 18 ist quer am Körper jedes Elementes 11, 13 befestigt und kann am Rahmen oder Pfosten der Tür oder des Fensters eingeschraubt werden, die bzw. das eingehängt werden soll (nicht dargestellt).
Das mittlere Element 12 des Scharniers 14 besitzt einen im wesentlichen zylindrischen Körper, der mit einem zentralen zylindrischen Durchgangsloch 19 versehen ist, innerhalb denen ein oder zwei zylindrische Büchsen 20 aus plastischem Material oder einem anderen Anti-Reibungsmaterial bestehen, befestigt sind. Nur eine der Büchsen 20 ist in 1 dargestellt.
Jede Büchse 20 ist mit einem mittleren Durchgangsloch 21 versehen, das den selben Durchmesser wie die Löcher 15 und 16 der Elemente 11 und 13 besitzt.
Ein mit einem Gewinde versehener Dorn 22 ist quer an dem mittleren Körper des Elementes 12 befestigt und ist dazu bestimmt, in den beweglichen Teil des einzuhängenden Fenster-/Türrahmens (nicht dargestellt) eingeschraubt zu werden.
Der Zapfen 10 weist eine im wesentlichen zylindrische mittlere Metallstange 23 auf, deren äußerer Durchmesser etwas kleiner als der innere Durchmesser der Löcher 15, 16 und 21 ist, sodaß die Stange in diese Löcher eingesetzt werden kann und ein kleines Spiel verbleibt.
In Übereinstimmung mit einem charakteristischen Merkmal der Erfindung ist an einem der Enden des Zapfens 10, nämlich am oberen Ende 25, mindestens ein Höcker 30 vorhanden, der radial in bezug auf den Durchmesser der Stange 23 ein bis zwei Zehntelmillimeter vorsteht; der Durchmesser der Stange 23 beträgt im gezeigten Beispiel etwa 9 mm bis 10 mm.
Bei der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform sind zwei Höcker 30a und 30b vorhanden, die durch Quetschen der Wand 27 mit daraus entstehender Bildung zweier entsprechender Vertiefungen 31a und 31b erhalten wurden, wobei die beiden Vertiefungen in bezug auf die beiden Höcker 30a und 30b um 90° versetzt sind.
Um den Höckern 30 Elastizität zu verleihen, wird das Ende 25 in einer solchen Weise geformt, daß eine im wesentlichen zylindrische axiale Höhlung 26 mit einer Wand 27 entsteht, die etwa einen Millimeter stark ist und durch einen Kopf 28 verschlossen wird. Die axiale Höhlung 26 ermöglicht eine elastische Deformation der Höcker 30a und 30b gegen das Innere dieser Höhlung 26 während des Einsetzens des Zapfens 10 in das Loch 15.
In den oberen Teil der Höhlung 26 kann ein kleines kugelförmiges Metallelement 29 eingesetzt werden, um die Höhlung 26 hermetisch zu verschließen, sodaß das Eindringen von unsauberen Substanzen, z.B. solche für die Oberflächenbehandlung des Zapfens 10 bzw. Schmutz im allgemeinen, vermieden wird.
Gemäß einer ersten Variante (5) sind vier radiale Höcker 30 vorgesehen, die unter 90° gegeneinander versetzt sind und durch vier entsprechende Vertiefungen 31 voneinander getrennt sind. In diesem Fall ist die Wand 27 im wesentlichen polygonal geformt.
Gemäß einer zweiten Variante (6) ist eine Vielzahl von Höckern 30 und entsprechenden Vertiefungen 31, mindestens acht, vorgesehen, sodaß eine Reihe von Zähnen und länglichen Abschnitten in der Wand 27 entsteht.
Gemäß einer dritten Variante (7), sind die Höcker 30 konisch, und zwar nach unten bzw. in der entgegengesetzten Richtung zum Kopf 28 verjüngt.
Der vorstehend beschriebene Zapfen 10 kann mit mindestens einer Schmiede- oder Preßmaschine irgendeiner bekannten Art hergestellt werden, wobei von einer zylindrischen Stahlstange ausgegangen wird und die folgenden Schritte ausgeführt werden.
Ein Stück mit einer dem herzustellenden Zapfen 10 entsprechenden Länge wird von einer zylindrischen Stahlstange abgeschnitten. Dann wird durch Anstauchen oder Aufdornen mittels eines geeigneten Werkzeuges oder alternativ durch Kaltverformung oder Bohren eine axiale Höhlung hergestellt.
In einem anschließenden Schritt wird mittels eines zweiten Werkzeuges das kugelförmige Element 29 durch Pressung in die axiale Höhlung 26 eingesetzt, um die Höhlung hermetisch zu verschließen.
Dann wird der Kopf 28 durch elastische Verformung des Materials und schließlich die Vertiefungen 31a, 31b und die entsprechenden Höcker 30a, 30b durch Quetschen der Wand gebildet.
Um die Elemente 11, 12 und 13 des Scharniers 14 zusammenzusetzen, werden die Löcher 15, 21 und 16 der Elemente 11, 12 und 13 axial ausgerichtet und der Zapfen 10 in diese Löcher eingesetzt.
Die mittlere Stange 23 tritt mit einem Spiel in die Löcher 15, 21 und 16 ein, bis die Höcker 30 auf das Loch 15 des oberen Elementes 11 einwirken.
Damit das Ende 25 des Zapfens 10 völlig in das Loch 15 eintritt und der Kopf 28 gegen das Element 11 anliegt, genügt ein leichter Schlag mit einem Hammer oder ähnlichem Werkzeug auf den Kopf 28.
Die Höcker 30 werden gegen die Innenseite der Höhlung 26 elastisch verformt und im Loch 15 verklemmt, und üben einen genügenden querwirkenden Druck gegen die innere Wand des Loches aus.
Wenn das Scharnier 14 zusammengesetzt ist und der Zapfen 10 ist komplett mit seiner Zentralstange 23 in die Löcher 15, 21 und 16 eingesetzt, verhindern die Höcker 30 ein Drehen des Zapfens 10 gegenüber dem oberen Element 11 und daher ein Aushängen von diesem.
Es ist ebenso leicht den Zapfen 10 aus dem Scharnier 14 zu entfernen.
Es genügt ein Schlag auf die Stange 23 vom Boden nach oben, das heißt gegen den Kopf 28, um ihn von den Löchern 16, 21 und 15 der Elemente 13, 12 und 11 zu entfernen.
Die elastischen Höcker üben nicht mehr einen axialen Widerstand aus und sobald sie aus dem Loch 15 kommen, nehmen sie ihre anfängliche Stellung wieder ein, sodaß der Zapfen 10 für einen Wiedergebrauch fertig ist, und zwar im gleichen Zustand in dem er vor dem Einsetzen in die Elemente 11, 12 und 13 des Scharniers 14 war.
Experimente und praktische Versuche haben gezeigt, daß diese Operation mehrmals wiederholt werden kann, ohne daß der Zapfen 10 und das mit den Höckern 30 zusammenwirkende Element 11 dauernd beschädigt oder deformiert wird.
Es ist selbstverständlich, daß Veränderungen und Zusätze an dem vorstehend beschriebenen Zapfen 10 vorgenommen werden können, wobei diese aber im Rahmen der Erfindung bleiben.
Zum Beispiel können statt zwei diametral entgegengesetzten Höckern nur einer oder mehr als zwei vorhanden sein, die winkelmäßig gleichmäßig verteilt sind, um eine bessere Verteilung der Druckkräfte innerhalb des Loches 15 des Elementes 11 zu erreichen.
Es ist ebenso selbstverständlich, daß die Anbringung des erfindungsgemäßen Zapfens nicht auf Scharniere der oben beschriebenen Art beschränkt ist, der Zapfen kann in irgendeiner Art von Scharnieren verwendet werden.

Claims

Scharnierzapfen, bestehend aus einer im wesentlichen zylindrischen Stange (23), dadurch gekennzeichnet, daß in Nähe eines Endes (25) der Stange (23) eine axiale Höhlung (26) vorgesehen ist, die von einer Wand (27) begrenzt wird, von der mindestens ein radialer Höcker (30) gegen die Außenseite der Stange (23) vorspringt und durch mindestens eine entsprechende Vertiefung (31) an der Wand (27) erhalten wurde, wobei der radiale Höcker (30) gegen das Innere der axialen Höhlung (26) elastisch verformbar ist.
Scharnierzapfen nach Anspruch 1, wobei das Scharnier (14) mindestens ein fixes Element (11, 13) und ein bewegliches Element (12) aufweist und jedes dieser Elemente (11, 12, 13) mit einem Loch (15, 16, 21) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Höcker (30) elastisch auf die Wand des Loches (15) eines der Elemente (11) des Scharniers (14) einwirken kann, wobei die genannte Stange (23) ohne bleibende Verformung in das Loch (15) eingesetzt und aus diesem entnommen werden kann.
Scharnierzapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Mehrzahl von Vertiefungen (31) an der genannten Wand (27) herrührend eine Mehrzahl von radialen Höckern (30) in der Wand (27) erhalten wurden.
Scharnierzapfen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei radiale Höcker (30) vorgesehen sind, die in bezug auf die mittlere Längsachse der Stange (23) diametral an entgegengesetzten Seiten angeordnet sind, und zwar um 90° versetzt in bezug auf zwei entsprechende Vertiefungen (31a, 31b).
Scharnierzapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Wand (27) im wesentlichen zylindrisch ist.
Scharnierzapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Wand (27) im wesentlichen polygonal ist.
Scharnierzapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kopf (28) in Übereinstimmung mit dem genannten Ende (25) der Stange (23) erhalten wird, um die axiale Höhlung (26) zu verschließen.
Scharnierzapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein kugelförmiges Element (29) in die axiale Höhlung (26) eingesetzt ist, um diese hermetisch abzudichten.
Scharnierzapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höcker (30) radial etwa 1/10 bis 2/10 mm in Bezug auf den Durchmesser der Stange (23) ausragen.
Scharnierzapfen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Höcker (30) eine im wesentlichen konische Gestalt besitzt, wobei die Verjüngung gegen die entgegengesetzte Seite des genannten Endes (25) der Stange (23) weist.
Verfahren zur Herstellung eines Scharnierzapfens, ausgehend von einer im wesentlichen zylindrischen Stange (23), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: zur Bestimmung einer im wesentlichen peripheren Wand (27) durch Aufdornen, Anstauchen, Kaltverformung oder Bohren eine axiale Höhlung (26) herstellen; in dieser Wand (27) mindestens einen gegen die Außenseite der Stange (23) vorspringenden radialen Höcker (30) und eine entsprechende Vertiefung (31) herstellen, wobei dieser radiale Höcker (30) dann befähigt ist, sich elastisch gegen das Innere der axialen Höhlung (26) zu verformen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein kugelförmiges Element (29) durch Pressung in die axiale Höhlung (26) eingesetzt wird, um diese hermetisch zu verschließen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anstauchen oder elastische Deformation des Materials in Übereinstimmung mit dem genannten Ende (25) ein Kopf (28) gebildet wird.