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Die vorliegende Erfindung hat ein Scharnier für eine
Fahrzeugtür zum Gegenstand, mit einem ersten zur Befestigung der Tür
bestimmten Teil, einem zweiten zur Befestigung an einem
Karosseriepfosten bestimmten Teil und mit zwischen diesen beiden
Teilen angeordneten Anlenkmitteln bzw. -einrichtungen.
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Jede Tür eines Fahrzeugs ist üblicherweise mit zwei Scharnieren
angebracht. Man kennt verschiedene Ausführungarten dieser
Fahrzeugtürenscharniere, und bei den fortschrittlichsten dieser
Ausführungenarten ist besagter zweiter Teil geeignet, in frontaler
Lage am Pfosten des Fahrzeugs angebracht zu werden, was seine
Befestigung erleichtert; die Montageposition kann innerhalb enger
Grenzen in Längsrichtung eingestellt werden. Jedoch verursachen
diese bekannten Scharniere Probleme, wenn die Montage des
Fahrzeugs unter Verwendung von automatischen Montagegeräten
(Robotern) erfolgt. Diese Geräte sind imstande, die Tür innerhalb
enger Toleranzen in die richtige Position zu bringen, die sie in
bezug auf den Pfosten einnehmen soll, und anschließend das
Festmachen der Scharniere auszuführen. Jedoch stellt man, nachdem
die Befestigung ausgeführt ist, oft Montagefehler fest, die
zurückzuführen sind auf die zufällig ungünstige Summe der
Bearbeitungstoleranzen der Fahrzeugteile und der Scharniere, sowie
auf Positionierungstoleranzen, selbst wenn sie klein sind, der
Montagegeräte. Es können nämlich nur die sich in ihrer Gesamtheit
in Längsrichtung entwickelnden Fehler korrigiert werden durch die
begrenzte Möglichkeit der Längsverstellung der
Befestigungsposition des zweiten Teils des Scharniers an dem Pfosten des
Fahrzeugs. So fluchtet bei einer nicht zu vernachlässigenden
Anzahl von Fällen die Tür nicht genau mit der Karosserie oder sie
dreht sich nicht in frei in den Scharnieren. Diese Mängel
erfordern einen manuellen Korrektureingriff, der oft darin
bestehen muß, die Teile zu deformieren, was die Gleichmäßigkeit
des mechanisierten Montageprozesses stört und nicht immer
zufriedenstellende Ergebnisse liefert. Insbesondere schwierig zu
korrigieren sind die auf ein unvollkommenes Zusammenfallen bzw.
Fluchten der Drehachsen der Tür zurückzuführenden Fehler, die
deren Drehung hemmen. Außerdem, wenn aufgrund von nach der Montage
enstandenen zufälligen Deformierungen die Tür eine nicht
einwandfreie Stellung aufweist, lassen die Scharniere keine
Korrektur zu, es sei denn, auch in diesem Fall, mittels einer
Deformierung der Teile.
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Durch das Dokument DE-C-35 39 276 ist ein Scharnier für eine
Fahrzeugtür bekannt, mit einem ersten zur Befestigung an der Tür
bestimmten Teil, einem zweiten zur Befestigung an einem Pfosten
der Karosserie bestimmten Teil und mit zwischen diesen beiden
Teilen angebrachten Anlenkeinrichtungen, wobei der zweite
Scharnierteil eine bewegliche Halterung der Anlenkeinrichtungen
umfaßt, die eine begrenzte Verschiebung dieser Anlenkeinrichtungen
senkrecht zur Längsachse des zweiten Befestigungsteils des
Scharniers und zur Drehachse der Anlenkeinrichtungen ermöglicht,
wobei die Beweglichkeit dieser beweglichen Halterung umkehrbar ist
in bezug auf die Bewegung der Tür, wobei die zum ersten
Scharnierteil gehörende Anlenkeinrichtung aus einer Hülse besteht und die
zum zweiten Scharnierteil gehörende Anlenkeinrichtung eine Stange
und einen Anlenkkopf umfaßt, damit sich die Hülse mit einer
Schwenkbewegung in eine zur Stange geneigte Lage bringen kann und
wobei Blockiereinrichtungen vorgesehen sind, um die bewegliche
Halterung und die Anlenkeinrichtungen in der erreichten Stellung
umkehrbar festzuhalten.
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Wie aus diesem Patent hervorgeht, muß der erste Scharnierteil
an der Tür befestigt werden und der zweite Scharnierteil muß am
Karosseriepfosten befestigt werden; bei der Montage der Tür werden
die beiden Scharnierteile miteinander gekoppelt. Dieses
Montageverfahren ist folglich nicht kompatibel mit der Verwendung
von automatischen Montagegeräten (Robotern), die erfordern, daß
das gesamte Scharnier an der Tür befestigt ist, wobei die
Montageverbindung erfolgt durch die Befestigung des zweiten
Scharnierteils, schon verbunden mit dem ersten Teil, am
Karosseriepfosten.
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Ein erstes Ziel der vorliegenden ist es, ein
Fahrzeugtürscharnier herzustellen, das selbst Einrichtungen
enthält, um innerhalb bestimmter Grenzen die Positionsfehler des
durch das Fahrzeug und die Tür gebildeten Systems zu korrigieren,
so wie es sich präsentiert, wenn die Tür durch das Montagegerät am
Fahrzeug angebracht wird. Ein zweite Ziel der Erfindung ist es,
ein derartiges Scharnier herzustellen, daß besagte
Korrektureinrichtungen nur einen minimalen menschlichen Eingriff erfordern
oder sogar vollständig automatisch funktionieren können. Ein
drittes Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines solchen
Scharniers, bei dem spezielle Vorkehrungen innerhalb bestimmter
Grenzen die Anlenkeinheit der Tür im wesentlichen unempfindlich
machen gegenüber den Fluchtfehlern zwischen den Drehachsen der
Scharniere. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es noch, ein
derartiges Scharnier herzustellen, daß die genannten
Korrektureinrichtungen auch dazu benutzt werden können, nacheinander die
Positionsfehler der Tür zu korrigieren, die sich später einstellen
könnten.
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Diese Ziele werden erfindungsgemäß erreicht durch ein Scharnier
des oben definierten Typs, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Scharnierteil eine Montageplatte mit Einrichtungen zur Befestigung
in einer nach der Längsachse der Montageplatte einstellbaren
Position am Pfosten der Karosserie umfaßt, wobei die Montageplatte
Ansätze mit Bohrungen zur Aufnahme der Stange aufweist und die
bewegliche Halterung so angeordnet ist, daß sie gegenüber den
Bohrungen eine Verschiebung des Anlenkkopfes rechtwinklig zur
Längsachse der Montageplatte und zur Achse der Stange zuläßt; daß
sich die Bohrungen in Form von Langlöchern rechtwinklig zur Ebene
der Montageplatte erstrecken; und daß die bewegliche Halterung der
Anlenkeinrichtungen eine Platte umfaßt, die in Richtung Längsachse
der Montageplatte verschiebbar ist, wobei die Platte einen
zwischen den Ansätzen sich erhebenden Teil aufweist, der im
Bereich der langlochförmigen Bohrungen eine schräge Führung bildet
und wobei die Stange der Anlenkeinrichtungen mit langlochförmigen
Bohrungen und der schrägen Führung in Eingriff kommt.
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Aufgrund dieser Charakteristika, wenn die Mantagegeräte die Tür
in der bezüglich des Fahrzeugs vorgesehenen Position anordnen und
insbesondere bezüglich des Pfosten, an dem die Scharniere der Tür
befestigt werden müssen, ist nicht nur die Annäherungsbewegung der
Tür selbst ausgerichtet, um den zweiten Scharnierteil in eine
bezüglich des Pfostens richtige Längsposition zu bringen, sondern
auch die besagten Korrektureinrichtungen in einer geeigneten Lage
anzuordnen, um die Positionsfehler senkrecht zur Längsrichtung des
Scharniers und zur Richtung der Anlenkachse zu korrigieren; somit
sind alle möglichen Positionsfehler korrigiert, mit Ausnahme der
Nicht-Koaxialitätsfehler zwischen den Anlenkachsen der beiden
Scharniere der Tür. Diese letzteren Fehler sind jedoch nicht mehr
schlimm aufgrund der Schwenkmöglichkeit der Anlenkeinrichtungen.
Daher, wenn die richtige Montageposition erreicht ist, können die
Blockiereinrichtungen betätigt werden, so daß die Tür in einer
korrekten Position befestigt wird, ohne die Möglichkeit, daß
Rotationsschwierigkeiten auftreten. Außerdem ermöglicht die
Umkehrbarkeit der Blockiereinrichtungen anschließend die Korrektur
jedes Positionsfehlers der Tür, der sich nach der Montage aus
irgendwelchen zufälligen Gründen einstellen könnte.
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Die Umkehrbarkeit der Korrektureinrichtungen kann so weit
gehen, daß die Korrektureinrichtungen spontan ihre richtige
Position einnehmen unter der Wirkung der durch die Montagegeräte
ausgeführten Annäherung der Tür selbst; oder besagte Umkehrbarkeit
kann weniger weit gehen, und in diesem Fall ist ein zusätzlicher
manueller oder mechanischer Eingriff erforderlich, um den
Korrektureinrichtungen zu helfen, ihre korrekte Position zu
erreichen. Diese Position wird jedoch auf jeden Fall hergestellt
durch die Korrektureinrichtungen und nicht durch eine äußere
Korrekturaktion, so daß für diese Korrektur keine große Arbeit
erforderlich ist und ihre Genauigkeit gewährleistet ist.
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Diese Charakteristika und andere und die Vorteile des
Gegenstands der Erfindung gehen besser aus der nachfolgenden
Beschreibung bestimmter Ausführungsarten hervor, schematisch und
beispielhaft dargestellt in den beigefügten Zeichnungen:
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- Fig. 1 zeigt als Vorderansicht ein Paar erfindungsgemäßer
Scharniere, angebracht an einem Pfosten und an einer Tür (aus
Platzgründen nur teilweise dargestellt) mit den zum Teil
geschnittenen Anlenkeinrichtungen;
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- Fig. 2 zeigt einen Schnitt, ausgeführt im wesentlichen
entsprechend der gebrochenen Linie II-II der Figur 1, eines
angebrachten Scharniers; und
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- Fig. 3 zeigt eine Anlenkeinrichtung von veränderter Form,
teilweise geschnitten.
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Ein erfindungsgemäßes Scharnier umfaßt, zunächst mit Bezug auf
die Figuren 1 und 2, eine Platte 1 zur Befestigung (z.B. durch
Schweißungen 2) am Anlenkrand B einer Fahrzeugtür P. Von der
Platte 1 aus erstreckt sich ein Arm 3, der mit einer Anlenkhülse 4
endet.
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Der zweite Teil des Scharniers, anzubringen an einem Pfosten M
der Fahrzeugkarosserie, umfaßt eine Montageplatte 5, die am
Pfosten M befestigt werden kann mittels Schrauben 8, Löcher F des
Pfostens M durchguerend und festgeschraubt in einer
Verschraubungsplatte 9. Die Löcher F sind als Langlöcher ausgebildet und
die Verschraubungsplatte 9 kann sich in Längsrichtung bewegen,
wobei sie festgehalten wird durch einen Satz Leisten L, so daß
eine begrenzte Einstellmöglichkeit der Position der Montageplatte
5 entsprechend ihrer Längsrichtung gewährleistet ist. Die
Einstellmöglichkeit entsprechend einer Vertikalrichtung ist auf
das Spiel begrenzt, erweist sich aber in der Praxis aus
ausreichend. Die Montageplatte 5 ist kanalförmig ausgebildet und
erweitert sich, um zwei Ansätze bzw. Ohren 6 zu bilden, wovon
jedes ein Langloch 7 aufweist, gestreckt in senkrechter Richtung
zur Ebene der Platte 5.
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Eine bewegliche Platte 10, die in diesem Fall den beweglichen
Halter für die Anlenkeinrichtungen bildet, wird geführt zwischen
den kanalförmigen Rändern der Montageplatte 5; sie wird
festgehalten durch dieselben Schrauben 8, kann sich bezogen auf
diese aber verschieben, da sie für deren Durchgang Langlöcher 11
aufweist, gestreckt in Längsrichtung. Vorzugsweise ist noch ein
Langloch 12 vorgesehen, in dem ein Niet 16 sitzt mit dem Zweck,
die Platten 5 und 10 zu verbinden ohne ihr gegenseitiges Gleiten
zu verhindern. Die bewegliche Platte 10 umfaßt ein erhöhtes Ende
13, das sich zwischen den Ohren 6 der Montageplatte 5 erstreckt
und so ausgebildet ist, daß es in Übereinstimmung mit den
Langlöchern 7 eine schräge Führung 14 bildet. Am entgegengesetzten
Ende kann die bewegliche Platte 10 eventuell eine umgebogene
Leiste 15 aufweisen.
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Durch die Langlöcher 7 und die schräge Führung 14 erstreckt
sich die teilweise gewindete Stange 17 eines Anlenkorgans, das an
seinem oberen Ende einen tonnenförmigen Kopf 18 bildet, der in der
Anlenkhülse 4 des ersten Scharnierteils sitzt, mit der er eine
innerhalb bestimmter Grenzen schwenkbare Anlenkung bildet. Über
dem tonnenförmigen Kopf 18 erstreckt sich ein Drehzapfen 19, der
ein Loch der Anlenkhülse 4 durchquert und mittels eines
Schließkopfes eine Federscheibe 20 festhält. Eine Mutter 21 ist auf das
untere Ende der teilweise gewindeten Stange 17 geschraubt.
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Die Funktionsweise des Scharniers ist die folgende: wie schon
beschrieben ist es an der Tür P befestigt, wobei die Mutter 21
noch nicht angezogen ist; die Federscheibe 20 hält den ersten und
den zweiten Teil des Scharniers zusammen in ihrer gegenseitigen
korrekten Position und läßt dabei ihre gegenseitige Ausrichtung
zu, und der Niet 16 hält die Platten 5 und 10 zusammen in ihrer
gegenseitigen korrekten Lage, und läßt dabei ihr gegenseitiges
Gleiten in Längsrichtung zu. Wenn das Montagegerät die Tür P in
die für ihre Befestigung am Pfosten M vorgesehene Position bringt,
muß es auch die Montageplatte 5 des zweiten Scharnierteils
horizontal ausgerichtet am Pfosten M anbringen. Da die Langlöcher
7 länglich sind in einer zur Ebene der Pfostens M senkrechten
Richtung, umfaßt die der Tür P und folglich den gekoppelten
Anlenkeinrichtungen 4 und 18 und der Stange 17 durch das
Montagegerät aufgezwungene Position eine wohldefinierte
Längsposition der Montageplatte 5. Diese letztere nimmt folglich
ohne weiteres ihre korrekte Position ein. Andrerseits, auf Grund
der Tatsache, daß die Stange 17 der Anlenkeinrichtung in der
schrägen Führung 14 sitzt, erzwingt der Abstand zwischen der
Stange 17 und der Ebene des Pfosten M eine definierte Position der
beweglichen Platte 10, die folglich auf eine entsprechende Art in
bezug auf die Montageplatte 5 gleiten muß, bis sie ihre korrekte
Position einnimmt. In diesem Punkt macht das Festschrauben und
Anziehen der Schrauben (was durch das Montagegerät selbst
ausgeführt werden kann) die Platten 5 und 10 fest in bezug auf den
Pfosten M, wobei die Stange 17 der Anlenkeinrichtung in ihrer
korrekten Position angeordnet ist, bezogen auf die beiden
senkrechten Richtungen der Anlenkachse. Das Anziehen der Mutter 21
stabilisiert schließlich die erhaltene Lage. In dieser Lage wird
die Tür P gestützt durch die beiden Anlenkeinrichtungen ihrer
beiden Scharniere, in denen sie festgehalten wird durch die
Federscheiben 20. Ein Rest-Montagefehler könnte nur in einer
unvollkommenen Koaxialität der Anlenkachsen der beiden Scharniere
bestehen. Dieser eventuelle Fehler kann nur äußerst begrenzt sein,
nachdem die anderen eventuellen Fehler korrigiert wurden, und er
wird ohne weiteres kompensiert durch die schwenkbare Kopplung der
tonnenförmigen Köpfe 18 in den Anlenkhülsen 4.
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Die Schrägheit der Führung 14 kann mit einem ausreichend hohen
Wert gewählt werden, so daß die Platte 10 ohne weiteres als Folge
der Positionierung der Stange 17 gleitet und somit eine
vollständige Umkehrbarkeit der Kopplung hergestellt wird. Wenn man
hingegen keine vollständige Umkehrbarkeit erreicht, kann das
Gleiten der Platte 10 auf verschiedene Arten erleichtert werden,
z.B. indem man sie einer Vibration aussetzt oder ihr, mittels der
Leiste 15, kleine abwechselnde Längsbewegungen aufzwingt, die eine
leichte Positionierung ermöglichen. Dieses Manöver kann
mechanisiert werden oder auch manuell erfolgen, da es keine
Präzision erfordert und die endgültige Position der Platte 10
aufgezwungen wird durch die geometrischen Bedingungen der Kopplung
zwischen der Stange 17 und der Führung 14.
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Selbstverständlich, wenn zu einem beliebigen Zeitpunkt nach der
Montage irgendeine zufällige Einwirkung einen Positionsfehler der
Tür verursacht, ist es jederzeit möglich, durch vorübergehendes
Losschrauben der Mutter 21 und der Schrauben 11, die angenommene
fehlerhafte Position der Tür vollständig zu korrigieren.
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In den besonderen Fällen, wo man einen schweren
Koaxialitätsfehler zwischen den Anlenkachsen der beiden Scharniere einer Tür
befürchten muß, kann man anstatt der beschriebenen Kopplung
zwischen einem tonnenförmgen Kopf 18 und der Anlenkhülse 4 eine
entsprechend Figur 3 modifizierte Anordnung vorsehen. In diesem Fall
umfaßt die Stange 17' einen kugelsegmentförmigen Kopf 18', der in
der Anlenkhülse 4' zwischen zwei komplementären Halb-Kugelpfannen
22 sitzt, in Position gehalten z.B. durch einen elastischen Ring
23. Durch diese Anordnung stellt man eine kugelförmige Kopplung
her, die ein Schwenken in einem Bereich zuläßt, der sehr groß sein
kann, ohne Anlaß zu Rotationsschwierigkeiten zu geben.