DE8025880U1 - Kunststoffprofilscharnier für Schaltschranktüren - Google Patents

Description

* * t 4 * 4 »■ * * «ι λ φ

j DR.-iNo. Ή R N'r Γ^f STRATA AN N

) PATENTANWALT

D-4O0O DÜSSELDORF I · SCHADCWPLATZ 9

.Düsseldorf, den 26=9*1980 . 8041

, Dieter Ramsaüer
' 5620 Velbert 11

·« Kunststoffprofilscharnier· für Schaltschrankttir-en

Die Erfindung betrifft ein aus Kunststoff gespritztes Profilscharnier für SchaltSchranktüren o, dgl*, bestehend aus einem unterem und einem oberen Scharnierteil mit aus Metall bestehenden, vom Kunststoff umspritzten Gelenkzapfen und Gewindebohrungen .

Derartige aus Kunststoff bestehende Profilscharniere sind bereits in Verwendung und haben sich insofern bewährt, als sie ein besonders geräuschloses und leichtes öffnen und Schließen der Schaltschranktüren ermöglichen. Es hat sich bei der Benutzung des bekannten Profilscharniers jedoch gezeigt, daß in manchen Fällen noch Festigkeitsprobleme bestehen, und daß wegen des meist isolierenden Charakters des Kunststoffes oftmals besondere Erdungsbänder zwischen der aus Metallblech bestehenden Schaltschranktür und dem ebenfalls metallischen Schaltschrankrahmen vorgesehen werden mußten.

Die Befestigungsprobleme ergaben sich insbesondere daraus, daß in dem Kunststoff angebrachte Gewindebohrungen für die darin •eingeschraubten Befestigungszapfen oder Befestigungsschrauben

!■OSTSCHECK= BERL.M WEST (B LZ ΙΟ'ΟΛΟ it»" I £&λ 36^10$.. ^DEUTSCHE BANK (B LZ 3OO 7OO 10) 6 Ι6Ο253

keinen ausreichenden Halt ergaben* Es hat sich gezeigt, daß Selbst das Einspritzen von Gewindebüchsen in den Kunststoff in manchen Fällen noch nicht ausreicht, um das Scharnier ausreichend feät mit dem Türblatt bzw* der Türzarge zu verbinden* Dies gilt insbesondere für größere Schaltschranktüren aufgrund des verhältnismäßig hohen Gewichts der Metalltür.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Profilscharnier der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß seine Festigkeit noch erhöht werden kann und insbesondere bei Bedarf so gestaltet werden kann, daß es zwischen Türblatt und Türrahmen einen elektrischen Leitweg ergibt. Gelöst wird die Aufgabt; dadurch, daß gemäß dem Kennzeichenteil des ersten Anspruchs die Gewindebohrungen in einer metallischen, plattenförmigen, langgestreckten Einlage nahe deren Enden angebracht sind, welche Einlage parallel im Abstand zur Schainierachse und zum Gelenkzapfen bzw. zur Gelenkbohrung und so innerhalb des Kunststoffschar· niermaterials eingelagert ist, daß die bezüglich des Scharniers äußere Gewindebohrung unterhalb bzw. oberhalb des Gelenkzapfenendes bzw. des Gelenkbohrungsendes liegt und daß die Platte bis nahe an oder ganz zur Befestigungsfläche des Scharniers durchgezogene Gewindetüllen besitzt, die die Gewindebohrung bilden.

Durch diese Anordnungen werden beide oben genannten T&llaufgaben gelöst. Zum einen ergibt die plattenförmige langgestreckte Einlage aus Metall eine so innige Verbindung mit dem Kunststoffmaterial des Profilscharnierteils, daß ein Ausreißen von Befestigungsmittel wie Befestigungsschrauben oder Befestigungszapfen, ggf* einschließlich zugehöriger Gewindeeinsätze, nicht mehr erfolgt. Außerdem eröffnet sich die Möglichkeit, Metalltür und Metallzarge über das Scharnier elektrisch miteinander zu verbinden, indem über die durchgezogenen Gewindetüllen oder über die in die Gewindetüllen eingeschraubten Befestigungsmittel ein elektrischer Kontaki zur langgestreckten Einlage herstellbar ist, andererseits zwischen dieser Einlage und dem Gelenkzapfen bzw. Gelenkstift andererseits

ein elektrischer Kontakt dadurch herstellbar ist, daß die äußere Gewindobohrung unterhalb bzw. oberhalb des Gelenkzapfenendes bzw. Gelenkbohrungsendes liegt, und daß dadurch bei entsprechende: Bemessung und Anordnung der äußeren Gewindebohrung land dem Gelenkzapfen diese Teile sich im Betrieb des Profilscharniers ständig unter Metallkontakt berühren.

Auf diese Weise wird nicht nur die Festigkeit des KunststoffScharniers wesentlich erhöht, es wird auch bei vielen Anwendungen er.-» besonderes Erdungsband zwischen Metalltürblatt und Metalltürzarge bei Schaltschränken vermieden.

Um die mechanische Festigkeit noch zu erhöhen, ist es günstig, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Einlage oder Platte zwischen den beiden Gewindetüllen _e in denen sich die Befestigungselemente (Befestigungsschraube oder Befestigungszapfen, letzteres könnte z.B. ein Anschweißzapfen sein) befinden, Einschnitte (z.B. sägezahnförmige Einschnitte) oder Ausschnitte (z.B. kreisförmige Durchbrüche) zur Kunststoffmaterialverstärkung besitzt. Durch diese Einschnitte oder Durchbrüche werden nämlich zusätzliche Kraftübertragungsbrücken geschaffen, die die Haltbarkeit des KunststoffScharniers wesentlich erhöhen können.

Natürlich läßt sich die Festigkeit der Anordnung auch dadurch erhöhen, daß zwischen den beiden oben erwähnten Gewindetüllen weitere Gewindetüllen angeordnet werden _t wodurch sich eine weitere Ausführungsform der Erfindung ergäbe. So könnte insbesondere statt der hinsichtlich des Scharniers äußeren Gewindetülle eine Umbiegung der Einlage vorgesehen werden, die in das Ende der Gelenkbohrung hineinreicht und dadurch zum einen Auflage- und Stützpunkt für den Gelenkzapfen bildet und dadurch die Festigkeit der Anordnung erhöht, zum anderen aber auch einen elektric-hen Kontakt zwischen Gelenkzapfen und Scharniereinlageplatte bewirkt.

EJs ist auch günstig, wenn sich das Gewinde der Gewindetülle nach innen hin im Kunststoff fortsetzt/ weil dadurch Schrauben mit über

längen aufgenommen werden können und insbesondere der vorstehend erwähnte Erdungszweck sich leichter verwirklichen läßt, obwohl dieser auch durch andere Mittel wie beispielsweise durch einen von der Platte ausgehenden und bis an den Querschnitt des Gelenkzapfens heranreichenden Vorsprung verwirklicht werden könnte, insbesondere wenn dieser, wie vorstehend schon erläutert, am jeweiligen Ende des Profils vorgesehen wird, so daß sich das Axialgewicht des Gelenkzapfens auf diesen Vorsprung legt.

Eine derartige Gewindefortsetzung innerhalb des Kunststoffes läßt sich durch Einschneiden des Gewindes in üblicher Weise erreichen, oder aber einfacher noch dadurch, daß vor dem umspritzen in die Gewindetülle eine Schraube, insbesondere Madenschraube eingeschraubt wird, die dann nach dem Umspritzen wieder herausgedreht wird und das gewünschte Gewinde zurückläßt.

Statt das Gewinde der Gewindetülle nach innen hin im Kunststoff durch ein Gewinde fortzusetzen, kann es in manchen Fällen günstig sein, wenn das Gewinde der Gewindetülle statt dessen in eine koaxiale Bohrung übergeht, deren Durchmesser dem Kerndurchmesser des Gewindes entspricht. Wenn dann später die Befestigungsschraube oder der Befestigungsbolzen eingeschraubt wird und dieser Bolzen eine größere Gewindelänge besitzt, als es dem Gewindetüllengewinde entspricht, dreht sich die Schraube in den etwas nachgiebigen Kunststoff der Bohrung ein und bewirkt dadurch eine gewünschte Arretierung der Schraube oder des Gewindebolzens.

Diese koaxiale Bohrung kann durch mechanisches Beaxoeiten, z.B. Bohren, hergestellt werden, oder aber wiederum einfacher Ii während des Spritzens des Kunststoffscharnierteils, indem vor dem j Spritzvorgang durch die Gewindetülle ein Stift gesteckt wird, t der nach dem Spritzvorgang wieder herausgezogen wird. Dieser Stift besitzt natürlich den Kerndurchmesser des Gewindes, kann i^; also durch das Gewinde gerade noch hindurchgesteckt werden.

Um den eingangs erwähnten Erdungszweck witteis der Befestigungsschraube öder eines Befestigungsbolzens ohne Benutzung einer be-

sonderen von der Platte ausgehenden Nase oder Umbiegung zu verwirklichen, kann gemäß einer noch anderen Weiterbildung der Erfindung die äußere Gewindetülle so angeordnet sein, daß die Verlängerung des Kernquerschnitts ihres Gewindes tangentxal das Ende des Gelenkzapfens bzw. der Gelenkbohrung berührt oder in die Gelenkbohrung auch teilweise, z.B. hälftig, eindringt. Wenn dann außerdem noch in die äußere Gewindetülle eine Befestigungsschraube oder ein Befestigungszapfen eingeschraubt wird, dessen Gewindeteil so lang ist, das es bis in den Querschnitt von Gelenkzapfen bzw. Gelenkbohrung reicht, ergibt sich ein elektrischer Kontakt zwischen Gelenkzapfen und dem Befestigungselement (Befestigungsschraube, Befestigungszapfen), wobei der elektrische Kontakt z.B. dadurch besonders intensiv wird, daß sich beim Einschrauben das Gewinde in den eingespritzten Gelenkzapfen einschneidet, während andererseits im Fall der Gelenkbohrung das Gewinde am Ende dieser Bohrung um die Gewinde-Bchnittiefe oder auch z;.B. um den Gewindelochradius aus dem Kunststoffmateri&l vorspringt und so einen elektrischen Kontakt bewirkende Berührungsfläche für den in die Gelenkbohrung eingesetzten Gelenkzapfen bildet.

Es ist klar, daß dadurch noch der weitere Vorteil erreicht wird, daß der in den Querschnitt der Gelenkbohrung hineinreichende Gewindeteil des Befestigungselementes gleichzeitig den Auflagepunkt für eine die Stirnfläche eines -evtl. konisch zugespitzten- Gelenkzapfens oder eine zusätzlich vorgesehene, die Gleitung verbessernde Kugel darstellen könnte. Derartige Gleithilfskugeln sind zwar bereits bei KunststoffScharnieren benutzt worden, jedoch zeigte sich dabei häufig der Nachteil der zu hohen Flächenpressung, die wiederum der Stabilität des KunststoffScharniers abträglich war. Indem nunmehr das Gewindeteil des Befestigungselementes den Auflagepunkt für den Gelenkzapfen oder für eine Gleitkugel bildet, entfällt diese den Kunststoff belastende hohe Flächenpressung, da sich das Auflagegewicht auf die größere, gesamte Fläche des Befestigungsölemenfces verteilen kann.

- 10 -

Ähnliches gilt übrigens auch für den eingespritzten Gelenkzapfen, obwohl dieser noch durch in radialer Richtung verlaufende Einsenkungen oder Vorsprünge innerhalb des Kunststoffes blockiert und zusätzlich abgestützt werden kann, wie ein weiterer Anspruch lehrt.

Man kann auch ein übriges tun und das Gewindeteil mit einer Ringnut versehen, deren Profil an das Ende des Gelenkzapfens oder an die Gleitkugel angepaßt werden kann, beispielsweise eine Längserstreckung oder ein Teilkreisprofil besitzt, dessen Länge bzw. dessen Krümmungsradius gleich oder au -h größer als der Durchmesser der Gelenkzapfenstirnfläche bzw. als der Radius der Gleitkugel ist. Diese Ringnut wird zweckmäßigerweis^ so angeordnet, daß bei eingeschraubtem Befestigungselement die Ringnut den Querschnitt der Gelenkbohrung im wesentlichen mittig durchläuft. Geringfügige Abweichungen sind aber zulässig, sofern der Profilradius der Ringnut größer als der Durchmesser der Gleitkugel bzw. die Längserstreckung einer Rechteckprofil aufweisenden Nut länger als der Durchmesser der Gelenkzapfenstirnfläche ist, insbesondere bis zum Ende der Schraube reicht.

Normalerweise wird man für jedes Scharnierteil zwei Gewindetüllen bzw. Befestigungsschrauben oder Befestigungszapfen vorsehen, bei manchen Anwendungen sind aber auch mehr als zwei derartige Befestigungseinrichtungen von Vorteil. Um den evtl. gewünschten Erdungskontakt herzustellen, könnte dann das Befestigungselement einer derartigen weiteren Gewindetülle zugeordnet sein.

Es sei noch erwähnt, daß als Gelenkzapfen ein lose im Scharnier angeordneter Stift sein kann, der an seinen freien Enden z.B. konisch sich verjüngend ausgeführt sein kann, um beispielsweise das Einführen des Gelenkzapfens in die Gelenkzapfenbohrungen zu erleichtern. In diesem Falle wie auch in anderen Fällen ist es günstig _t wenn die Länge von Gelenkzapfenbohrung und Gelenkzapfen derart gewählt ist, daß zwischen den Anstoßflächen der

I · 4 14 4 * * * *

« * 44 14 4·«* Ii t

I · I « *tll*

III!· Il 14 14 Il

- 11 -

beiden Scharnierteile ein Luftspalt verbleibt und so sichergestellt ist, daß der Stift bzw. der Geienkzapfen stets auf der Schraube oder der Ümbiegung der Metalleinlage ruht und dort die Verschiebungskfäfte aufnimmt* Auch Materialverschleiß an der Reibstelle würde dann durch den dann engerwerdenden Spalt nicht zürn Abbrechen des Kontaktes führen*

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Aüsführüngsbeispieis näher erläutert/ das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Es zeigt

ig* 1a - 1c ein Metallscharnier für Schaltschranktüren mit Befestigungszapfen;

Fig. 2a - 2c eine ähnliche Konstruktion wie in Fig* 1a - 1c, jedoch mit Befestigungsschrauben und zusätzlicher Dichtungsanordnung;

Fig. 3a - 3e Ober- und Unterteil eines aus Künststoff bestehenden erfindungsgemäßen Scharniers in verschiedenen Ansichten;

Fig. 4a eine Draufsicht auf die plattenförmige Einlage;

Fig. 4b eine Seitenansicht auf die Einlageplatte der Fig. 4a;

Fig. 4c einen vergrößerten Querschnitt durch die in Fig. 4a dargestellten Einlageplatte;

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung zur Erläuterung, wie die Einlageplatte und der Gelenkzapfen während des Spritzvorganges gehalten sind;

• · t *

12 -

Fig* 6 eine Vergrößerte Schnittdarsteilung des unteren erfindungsgemäßen Scharnierteils,gemäß einer Ausfühfungöform, das an einem Türblatt angeschraubt ist;

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittdarstellüng des oberen

Teils des erfindüngsgemäßen Scharniers,gemäß | einer anderen Ausführungsform, das mittels Schweißgewindezapfen am Türblatt befestigt ist;

Fig. 8 in einer AxialSchnittansicht eine weitere Aus-

führungsform des Scharniers;

Fig. 9 in einer Ansicht ähnlich der Fig. 8 eine noch

1 andere Ausführungsform; und §

Fig. 10 in einer Ansicht ähnlich der Fig. 5 eine weitere Ausführungsform.

In Fig. 1a ist in Teilschnittansicht ein Türblatt 10 und eine Türzarge 20 aus Metallblech dargestellt, die mittels eines Scharniers 14 verbunden sind. Das Scharnier besitzt ein oberes Teil 16 und ein unteres Teil 18, die jeweils bei der hier dargestellten Konstruktion mittels Schweißbolzen 22, 24 am Türblatt 10 bzw. Türzarge 20 befestigt sind. In der Fig. 1a ist außerdem noch ein Schutzstreifen 12 erkennbar, der die freiliegenden Enden der Schweißbolzen 24 abdeckt.

Fig. 1b zeigt eine Draufsicht auf das obere Scharnierteil 16 mit

I dem Anschweißzapfen oder Anschweißbolzen 24, während Fig. 1c eine Seitenansicht des Scharniers 14 erkennen läßt. Wie in Phantomlinien dargestellt ist, besitzt das Scharnier eine Gleitkugel 26, die in einer Einsenkung 28 des Gelenkzapfens 30 eingelegt ist und das obere Scharnierteil 16 an der Endfläche 32 der Zapfenbohrung 34 trägt und auf diese Weise die Reibungskräfte verringert.

«««..« Il Il ■ · ·«

' ! a' ' Il t '»il ι

t I « I III I I Il '

I l> ι ι ι ι ι

Il 11 it I · ■ ·

- 13 -

Das in der Pig· 1 dargestellte Scharnier kann aus Metall bestehen und die Anschweißzapfen 24 sind dann mit dem oberen Teil 16 einstückig , wie auch die Änschweißzapfen 22 sowie der Gelenkzapfen 30 üfit dem unteren Scharnierteil 18 einstückig sein kann* Bei aus Metall gefertigtem Scharnier treten Festigkeitsprobleme und Erdungsprobleme nicht auf*

Die Figuren 2a - 2c zeigen eine ähnliche Konstruktion wie die Fig. la - 1c, mit dsm Unterschied, daß statt der Anschweißzapfen 22, 24 Schraubgewinde in den beiden Schärnierteilen vorgesehen sind, um Türblatt bzw. Türzarge mit Hilfe von Schrauben 38 und Unterlegscheiben 40 befestigen zu können. Außerdem ist in Fig. 2a zu erkennen, daß eine besondere aus nachgiebigem Material bestehende Türabdichtung 13 vorgesehen ist.

Das dargestellte Scharnier hat trotz der Anordnung einer Gleitkugel noch den Nachteil, daß die Leichtgängigkeit des Scharniers beinträchtigt sein kann, insbesondere dann, wenn das Scharniermaterial im Laufe der Zeit korrodiert, was insbesondere bei Schaltanlagen der Fall sein kann, die einer korrosionsfordernden Umgebungsluft ausgesetzt sind, beispielsweise in Elektrolyseanlagen.

Um diese Probleme zu vermeiden, kann man die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Scharniere auch aus Kunststoff spritzen, doch ergeben sich dann zum einen die bereits eingangs geschilderten Festigkeitsprobleme, zum anderen auch Probleme hinsichtlich der Erdung des Türblatts 10 mit Bezug auf die Türzarge 20. So könnte ein im Kunststoff angebrachtes Gewinde 36, siehe Fig. 2c, bei größerer Belastung ausreißen. Auch die Anordnung von metallischen Gewindeeinsätzen in dem Kunststoff kann unter Umständen zu venig stabil sein. Aus diesem Grunde ist in Fig. 3 ein Profilscharnier dargestellt, das wesentlich größere Festigkeit aufweist, als ein Kunststoffscharnier gemäß der Konstruktion der Fig. 1 und 2. So zeigt die Fig. 3a in einer Seitenansicht den unteren Teil 18 eines Scharniers, das aus einem Kunststoffkörper 42 besteht,

- 14 -

in dem ein aus Metall bestehender Gelenkzapfen 30 sowie in dazu parallelem Abstand tine metallische, plattenförmigen langgestreckte Einlage 44 angeordnet ist* Diese Einlage ist in Fig« 3a in Phantomlinien in Seitenansicht dargestellt/ Fig* 4a zeigt sie j !Draufsicht/ Fig„ 4b in einer Ansicht von oben und FIg₄ 4c in einer vergrößerten QüerSchnittsänsicht. Die Einlage 44 besitzt ah ihren Enden jeweils eine Gewindebohrung 46/ in die entweder eine Befestigungsschraube gemäß Fig. Za oder ein mit Gewinde versehener Anschweißzapfen gemäß Fig. la eingeschraubt werden kann/ sofern das Kunststoffmaterial ausreichend wärmeunempf indlici .ist, um den Schweißvorgang unbeschadet zu überstehen. Wie zu erkennen ist/ liegt die untere (äußere) Gewindebohrung 48 unterhalb des Endes des Gelenkzapf3ns 30 bzw. oberhalb des Gelenkbohrungsendes, wenn man die Fig. 3c betrachtet/ die das obere Teil 16 des Scharniers wiedergibt, dass in ganz ähnlicher Weise Wie das untere Teil am Türblatt befestigt werden kann. Dieses zuletzt genannte Merkmal hat zunächst einmal den Vorteil, daß die für die äußere Gewindebohrung 48 vorgesehene Befestigungsschraube mit längerem Gewindeteil versehen werden kann und daher größere Stabilität erhält. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß sich durch dieses Merkmal die Möglichkeit einer besonders einfachen Erdung ergibt, die spatel' noch näher erläutert wird.

Wie aus den Fig. 3 und 4 deutlich wird, besitzt, die Einlage oder Platte 44 bis nahe an oder ganz zur Befestigungsfläche 50 des Scharniers durchgezogene Gewindetüllen 52, die die Gewindebohrung 46 bzw. 48 für die Befestigungsschraube 38 bzw. Befestigungszapfen 22, 24 bildet. Wie Fig. 4c erkennen läßt, wird die Gewindetülle 52 dadurch gebildet, daß Metallplattenmaterial im Bereich der Gewinde 46, 48 um beispielsweise die halbe Plattendicke versetzt ist, also daß sich einerseits eine Erhebung 54 bildet, deren Stirnfläche 56 entweder bündig mit der Oberfläche 50 des Kunststoffkörpers 42 (Fig. 3a) bzw. 43 (Fig. 3c) abschließt oder geringfügig unter dieser Oberfläche 50 bleibt. Gleichzeitig bildet sich auf der anderen Seite der Platte 44 eine Einsenkung

•••1/1*1.1 ,)

S*=S|..»*Sl-i ,7

- 15 -

58, die zum einen die Haftung innerhalb des Kunststoffkörpers verbessert, zum anderen dem Gewindezapfenteil des Befestigungselementes (Schraube 38 oder Schweißbolzen 22, 24) hinter der Platte 44 mehr Freiraum gibt.

Die Fig. 3 und "4 lassen auch erkennen, daß zwischen den beiden Gewindebohrungen bzw. Gewindetüllen 46, 48, zwei kreisförmige Durchbrüche 60 vorgesehen sind, durch die das Kunststoffmaterial hindurchreicht und dadurch die Stabilität des Kunststoffkörpers 42, 43 erhöht. Statt des dargestellten kreisförmigen Durchbruches 60 können natürlich auch anders geformte Durchbrüche oder auch nur Einschnitte innerhalb der Platte 44 vorgesehen werden.

Bei besonders schweren Türen kann es im übrigen günstig sein, nicht nur, wie dargestellt, zwei Gewinde bzw. Gewindetüllen vorzusehen, sondern zwischen diesen an den Einlageplattenenden liegenden Gewindetüllen noch weitere Gewindetüllen vorzusehen, um weitere Befestigungselemente aufzunehmen. So zeigt die Fig. eine derartige "zusätzliche" Gewindetülle 92, während die Gewindetülle 48 der Fig. 3 bis 6 ersetzt wird durch eine Umbiegung 96, deren Aufgabe noch erläutert wird.

Die Haltekräfte, die von jedem eingeschraubten Befestigungselement übertragen werden können, lassen sich steigern, wenn das Gewinde 62 der Gewindetülle 52 sich nach innen hin im Kunststoff fortsetzt, wie es durch die Bezugszahl 64 beispielsweise in Fig. 3a angedeutet ist.

Es ist an sich gleichgültig, wie diese Gewindefortsetzung im Kunststoffkörper erzeugt wird; als eine Möglichkeit bietet sich dazu natürlich das Einschneiden mittels eines Gewinde, jhneiders an. Die Herstellung kann aber auch auf einfachere Weise dadurch erfolgen, daß/ wie Fig. 5 zeigt, in die Einlage 44 vor dem spritavorgang eine Schraube, beispielsweise eine Madensehraube 66 so weit eingedreht wird, daß das untere Ende 68 dieser Maden-

- 16 -

schraube über die Platte 44 um ein Stück hinausreicht, das der später gewünschten Gewindelochtiefe innerhalb des Kunststoffkörpers 42 entspricht. Beim anschließenden Spritzvorgang, bei dem auch z.B. der in Fig. 5 dargestellte Gelenkzapfen 30 umspritzt wird, bewirkt die Madenschraube 66, daß nicht nur die Gewindebohrung 46 der Einlage 44 frei von Kunststoff bleibt, sondern auch der ganze von der Madenschraube innerhalb des Kunststoffkörpers 42 eingenommene Raum. Wenn anschließend die Madenschraube 66 herausgedreht wird, erhält man das gewünschte innerhalb des Kunststoffs liegende Gewindeloch 54. Man kann natürlich auch die Madenschraube 66 belassen und diese später als Anschraub- oder auch als Anschweißbolzen 23, 24 gemäß Fig. 7 benutzen, wenn dies Vorteile bringt _r

Werden zur späteren Befestigung der Scharnierteile keine Schweißbolzen 24 mit Schweißung 90 oder Anschraubbolzen 23 mit Muttern 25, siehe Fig. 7, verwendet, sondern gemäß Fig. 6 Schrauben 38, J kann es günstig sein, für diese Schrauben eine besondere Sicherung vorzusehen, die verhindert, daß sich während des Betriebs des Scharniers diese·Schrauben wieder lockern. Eine solche Sicherung kann natürlich mittels einer üblichen Sicherungsbeilagscheibe 39 (Fig. 8) erfolgen, günstig ist hier jedoch auch noch eine andere Möglichkeit: Verwendet man eine Madenschraube 66, an deren unterem Ende die Gewindegänge beseitigt sind, i so daß nur noch der massive Kern vorhanden ist, bleibt am unteren Ende des Gewindeloches ein glattwandiges Sackloch mit einem Durchmesser zurück, der dem Kerndurchmesser des Gewindes j

46 entspricht. Eine anschließend eingeschraubte Befestigungsschraube wird sich, wenn sie lang genug ist, in die Wandungen des Kernlochs eingraben und dadurch je nach Zähigkeit des Kunststoffes mehr oder weniger stark festgehalten»

Ein ähnlicher Vorteil ergibt sich auch dann, wenn gemäß Fig. 5, Untere Hälfte, statt der Madenschraube 66 einfach ein glatter Stift 70 mit einem Durchmesser, der dem Kerndurchmesser des zugehörigen Gewindes 48 entspricht, durch dieses Gewindeloch 48 t

- 17 -

Mndurchgesteckt und anschließend der Spritzvorgang ausgeführt wird. Wird nach dem Spritzen der Stift 70 herausgezogen, bleibt hinter der Gewindebohrung 48 innerhalb des Kunststoffs eine glatte, koaxiale Bohrung zurück, deren Durchmesser dem Kerndurchmesser des Gewindes entspricht. Wird anschließend eine Mutter in die Gewindebohrung 48 eingedreht, dreht sich bei ausreichender Länge der Schraxibe diese wiederum in den Kunststoff ein und blockiert sich dadurch.

In Fig. 5 ist zu erkennen, daß der Stift 70 eine so große Länge besitzt, daß er bis in den Querschnittsbereich des Längszapfens 30 (oder alternativ der Gelenkbohrung 34, nicht dargestellt) reicht oder gar über diese hinausgeht. Die Anordnung ist gemäß' Fig. 5 derart getroffen, daß der Stift 70 und damit später die Verlängerung des Kernquerschnitts der Gewindebohrung 48 tangential das Ende 72 des Gelenkzapfens 30 (bzw. der Gelenkzapfenbohrung J4) berührt.

In Fig. 8 ragt dar halbe Kernquerschnitt der Gewindebohrung 48 und damit der halbe Kern einer später eingedrehten Befestigungsschraube 38 sogar in die Bohrung 34 für den Gelenkstift 30a hinein.

Wird, siehe wieder die Fig. 6, in die nach Herausziehen des Zapfen 70 gebildete Bohrung eine Befestigungsschraube oder auch ein Befestigungszapfen, wie Anschweißzapfen eingeschraubt, dessen Gewindeteil so lang ist, daß es bis in den Querschnitt des Gelenkzapfens hineinreicht, gräbt sich das Gewinde 74 der Schraube 38 in die Endfläche 72 des Gelenkzapfens 30 ein und bewirkt dadurch einen guten elektrischen Kontakt zwischen Gelenkzapfen 30 und Schraube 38 und damit Metalltürzarge 20. Diese Konstruktion vereinigt somit verschiedene Vorteile, nämlich einmal die gute Kontaktherstellung zwischen Gelenkzapfen und Türblatt 20, zum anderen aber auch eine erhöhte Stabilität der Befestigung mittels Schraube 38 durch deren große Lange sowie auch eine zusätzliche Verankerung des Zapfens 30 durch

'I 11·· f Λ r + *|f 4 t,

I t · f ¥ · · 0 f · 4

■ ♦ * B » ' (i · I

1 · · · i C · I

> Ii Ii re ie

- 18 -

sein Aufsitzen auf der Schraube 38, so daß sich eine zusätzliche axiale Festigkeit gegen nach unten wirkende Kräfte ergibt.

Um auch eine axiale Festigkeit in die entgegengesetzte Richtung für den Gelenkzapfen 30 zu erhalten, ist der Zapfen 30 mit einer Ringnut 76 versehen, in die das Kunststoffmaterial beim Spritzen eindringt und später dadurch den Zapfen 30 axial festhält. Statt dieser Ringnut 76 können natürlich auch andere VorSprünge oder Einsenkungen auf der Oberfläche des Zapfens 30 innerhalb des Kunststoffkörpers 42 vorgesehen werden.

Wie die Fig. 7 erkennen läßt, ergeben sich ähnliche Vorteile beim oberen Teil 16 des Gelenks, der beispielsweise mit dem metallischen Türblatt 10 verbunden ist. Dort ist zur Darstellung einer etwas abgewandelten Ausführungsform in das von dem Stück 70 gebildete und zur Gewindebohrung 46 koaxiale Sackloch 78 ein Anschweißzapfen 24 eingeschraubt, der mit seinem Gewindeteil 80 die Gewindebohrung 46 durchdrungen hat und sich auch teilweise in das Material des Kunststoffkörpers 43 unter Eigenblockierung eingeschnitten hat, während ein an den Gewindeteil 80 anschließender glatter Gewindekernteil 82 bis über den Querschnitt der Gelenkbohrung 34 hinausreicht. Dieser Gewindekernteil 82, der im Gegensatz zu Kunststoffmaterial eine hohe Flächenpressung zuläßt, kann somit als Auflagefläche für die Stirnfläche 84 des in der Zapfenbohrung 34 angeordneten Gelenkzapfens 30 dienen. Zur Reibungsverringerung kann in der bereits eingangs geschilderten Weise auch eine Gleitkugel 26 zwischen der Stirnfläche 84 und dem Gewindekernteil 82 vorgesehen sein. Um die Flächenpressung einer derartigen Kugel 26 im Bereich des Gewindekernteils 82 zu verringern, kann es günstig sein, diesen Gewindekernteil mit einer Ringnut 86 mit einem der Gieitkugel26 angepaßten Profil zu versehen, wobei die Ringnut 86 so angeordnet ist, daß bei eingeschraubtem Befertigungselement 24 die Ringnut 86 den Querschnitt der Gelenkbohrung 34 im wesentlichen mittig durchläuft. Natürlich kann auch die Stirnfläche 84 des Gelenkzapfens 30 eine Einsenkung 28 aufweisen, wie sie in den Fig, 1d und 2c erkennbar ist*

• ■

• a l
t

ι «a <· a ι

a a < ■ a a a a <

- 19 -

Außerdem ist es oft günstig/ das obere Ende des Zapfens 30 konisch abzuschrägen, siehe Bezugszahl 88/ um das Aufstecken des oberen Gelenkteils 16 auf dem unteren Gelenkteil 18 und d?mit das Einhängen der Tür zu erleichtern,

Die in Fig. 7 dargestellte Konstruktion ist wiederum derartig/ daß sie nicht nur einen gewünschten elektrischen Kontakt zwischer dem Gelenkzapfen 30 und dem Befestigungselement 24 und damit dem Türblatt 10 herstellt, auch die mechanische Festigkeit ist sowohl in radialer Richtung bzgl. des Zapfens 30 als auch in axialer Richtung wesentlich vergrößert. Wie zu erkennen ist, ist das Türblatt 10 hier mittels einer Verschweißung 9Ö befestigt, doch läßt sich statt des Schweißbolzens 24 natürlich auch wiederum eine Schraube ähnlich der in Fig. 6 unter der Bezugszahl 3 8 dargestellten Schraube verwenden, wobei diese Schraube dann wiederum ein gewindefreies Ende 82 besitzen könnte, um als Auflage für den Gelenkzapfen 30 zu dienen. Auch ein Anschraubbolzen 23 könnte nützlich sein, wie er im unteren Teil der Fig. 7 dargestellt ist, insbesondere dann, wenn das Blech des Türblattes .10 dünn ist, so daß die Schweißwärme das Kunststoffmaterial erreicht. In diesem Fall könnte anstelle der Schweißung 90 eine Mutter 25 zur Befestigung dienen.

Es sei erwähnt, daß selbstverständlich auch eine ganz normale voll mit Gewinde versehene Schraube bzw. Bolzen verwendet werden kann, falls die Anforderungen an die Zapfenauflage nicht ganz so hoch sind. Die Stirnfläche 84 des Zapfens 30 würde dann auf dem mit Gewinde versehenen Äußeren der Schraube bzw. des Bolzens 23, 24 aufliegen, was die Reibung zwar etwas erhöhen würde, aber für viele Zwecke vollkommen ausreichend ist.

Es sei noch erwähnt, daß der Erdungskontakt auch durch ein weiteres Befestigungselement hergestellt werden könnte, das in einer weiteren Gewindetülle angeordnet ist (nicht dargestellt). So könnte zwischen den beiden z.B. in Fig. 3a dargestellten Gewindetüllen mit den Gewindebohrungen 46, 48 noch eine weitere

I ti

- 20 -

Gewindetülle vorgesehen sein/ deren Gewinde sich innerhalb des Kunststöffkörpers 42 bis zum Gelenkzapfen 30 fortsetzt* Dreht man nun eine Schraube in diese Gewindetülle hinein und ist diese Schraube ausreichend lang, so wird sie sich schließlich gegen den Gelenkzapfen 30 legen und so zwischen Platte 44 und Gelenk 30 einen Erdungskontakt herstellen, wobei die Platte 44 mit den Türelementen wiederum über die Befestigungsschrauben elektrisch in Verbindung steht, die durch die in den Gelenktüllen 46, 48 eingesetzten Schrauben gebildet wird. Auch die im Gewinde 46 eingeführte Schraube kann diesen Erdungskontakt mit dem Zapfen 30 herstellen, insbesondere dann, wenn es sich bei dem Befestigungselement um einen Anschraub- oder Schweißbolzen 23, 24 handelt, da dieser mit verhältnismäßig großem Toleranzwert einschraübbar ist* Handelt es sich dagegen um eine Schraube, werden die Verhältnisse schwieriger, Weil die Schraube sowohl außen mit ihrem Kopf festaufliegen muß, als auch dann auf dem Zapfen 30, was zwei Freiheitsgrade bedingt, die normalerweise eine sehr enge Toleranz erfordern.

Es sei noch erwähnt, daß der in Fig. 5 dargestellte Zapfen 70 ähnlich wie die Madenschraube 66 auch als Positionierungshxlfe für die Einlage 44 während des Spritzvorganges dient, gleichzeitig aber u*U. auch als Positionierungshxlfe für den Scharnierzapfen 30.

Ganz analog läßt sich während des Spritzvorganges der Stempel positionieren, der zur Herstellung der Zapfenbohrung 34 dient, so daß das Ende dieser Bohrung 34 genau tangential an das Sackloch 78 angrenzt, wenn der Stempel wie auch der das Sackloch erzeugende Stift 70 entfernt sind.

Die Fig. 8 und 9 zeigen besonders günstige Konstruktionen. So sind gemäß beiden Figuren beide Scharnierteile von identischer Konstruktion (Verringerung der Kosten für Herstellung und Lagerhaltung) und der Scharnierzapfen ist ein in beide Scharnierteile 16, 18 lose eingesteckter Stift 30a (kann somit leicht ausge-

- 21

Wechselt werden). Während bei FIg₄ 8 der Stift 30a auf der Befestigungsschraube 38 aufliegt/ stützt er sich gemäß Fig. 9 auf einer Umbiegung 96 der Metalleinlage 44a ab. Der Stift 30a ist am Ende kegelstumpfformig und erleichtert dadurch das Einschieben in die Scharnierteile* Außerdem ergibt sich eine genau definiereJAUf lagefläche für die Axialkräfte. Zwischen den Söharnierteilen 16 und 18 ist ein Luftspalt 94 vorgesehen/ der eicherstellt/ daß der Stift 30a an seinen beiden Enden gegen die Schrauben 38 bzw. die Enden 96 der Metalleinlage 44ä gedrückt wird. Der Spalt 94 sollte so groß sein, daß auch bei Verschleißerscheinungen an der Reibstelle zwischen Stift 30a Und seiner Auflage es nicht zu einer Berührung der Kunststoffteile 42, 43 und damit zu einer Kontaktunterbrechung kommt.

Fig. 10 zeigt eine ähnliche Konstruktion wie Fig. 6, allerdings ist gemäß Fig. 10 das "innere" Gewinde 46 bzw. die zugehörige Bohrung bis zur Bohrung für den Gelenkzapfen 30 durchgezogen (Möglichkeit eines zusätzlichen Erdungskontaktes).

Claims (16)

Dieter Ramsauer 5-6-2O VeTbert 11 tarn s'p' r ü c h e

1. Aus Kunststoff gespritztes Profilscharnier für Schaltschranktüren ο. dgl., bestehend aus einem unteren und einem oberen Scharnierteil mit aus Metall bestehenden, von Kunststoff umspritzten Gelenkzapfen und Gewindebohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrungen (46, 48) in einer metallischen, plattenförmigen, langgestreckten Einlage (44) nahe deren Enden angebracht sind, welche Einlage (44) in parallelem Albstand zur Achse des Scharniers bzw. des Gelenkzapfens (30) bzw. Gelenkbohrung (34) und so innerhalb des Kunststoffscharniermaterials eingelagert ist, daß die hinsichtlich des Scharniers (14) äußere Gewindebohrung (48) unterhalb bzw. oberhalb des Gelenkzapfenendes (72) bzw. Gelenkbohrungsendes liegt und daß die Einlage (44) bis nahe oder ganz zur Befestigungsfläche (50) des Scharniers (14) durchgezogene, die Gewindebohrungen (46, 48) bildende Gewindetüllen (52) besitzt.

2. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (44) zwischen den beiden Gewindetüllen (52) Einschnitte oder Ausschnitte (60) zur Kunststoffmaterialvsrstärkung besitzt.

west (BLZ

■ifafeuiiscHt bank (SLZ 300 700 10) 6 I60ÖS3

3. Scharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Gewindetüllen (52) weitere Gewindetüllen angeordnet sind.

4. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (46, 48) der Gewindetülle (50) sich nach innen hin im Kunststoff fortsetzt.

5. Scharnier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der im Kunststoff befindliche Gewindeteil durch Umspritzen einer in die Gewindetülle eingeschraubten Schraub»,, insbesondere Madenschraube '66) entstanden ist.

6. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (46, 48) der Gewindetülle (50) nach innen hin im Kunststoff in eine Koaxialbohrung (78) übergeht, deren Durchmesser dem Kerndurchmesser des Gewindes entspricht.

7. Scharnier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (78) durch Umspritzen eines durch die Gewindetülle (50) gesteckten Stiftes (70) entstanden ist.

8. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Gewindetülle (50) so angeordnet ist, daß die Verlängerung des Kernquerschnitts ihres G'ewindes tangential das Ende (72) des Gelenkzapfens (30) bzw. der Gelenkbohrung (34) berührt oder teilweise in die Bohrung (34) eindringt.

9. Scharnier nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die äußere Gewindetülle (50) eine Befestigungsschraube (38) oder ein Befestigungszapfen (24), wie Schweißzapfen, eingeschraubt ist, dessen Gewindeteil (80) so lang ist, daß es in den Querschnitt von Gelenkzapfen (30) bzw. Gelenkbohrung (34) reicht und dadurch einen elektrischen Kontaktübergang zwischen Gelenkzapfen (30) und den äußeren Befesfcigungselementen (38; 2,4) ermöglicht.

• ·

• · · I

I » « 4

• i ti

— 3 *.

10. Scharnier naah Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Querschnitt der Gelenkbohrung (34) hineinreichende Gewindeteil (80, 82) des Befestigungselementes (24) den Auflagepunkt für das Stirnende (72) des Gelenkzapfens (30) darstellt*

11i Scharnier nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeteil (80, 82) eine Ringnut (86) zur Aufnahme des Gelenkzapfenendes (72) oder einer zwischengeschalteten Gieitkugel (26) aufweist, welche Ringnut (86) ein an den Dürch^ messer des Gelenkzapfenendes (72) oder der Gleitkügel (26) angepaßt und so angeordnet ist, daß bei eingeschraubtem Be" festigungselement (24) die Ringnut (86) den Querschnitt der Gelenkbohrung (34) im wesentlichen mittig durchläuft.

12. Scharnier nach Anspruch 3 in Verbindung mit Ansprüchen 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das den Erdungskontakt herstellende Befestigungselement in einer weiteren Gewindetülle angeordnet ist.

13. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkzapfen (30) an seinem freien Ende (30a) sich konisch verjüngt (88).

14. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkzapfen einen in beide Scharnierteile lose eingesteckten Stift darstellt.

15. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge von Gelenkzapfenbohrung (34) und Gelenkzapfen (24) derart gewählt ist, daß zwischen den Anstoßflächen der beiden Scharnierteile (16, 18) ein Luftspalt (94) verbleibt.

16. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet/ daß der Gelenkzapfen (30) an seinem kunststoffUmspritzten Ende in radiale Richtung verlaufende Einsenküngen oder VorSprünge (z.B. Ringnut 76) zur Blockierung des Zapfens (30) im Kunststoff aufweist.

\ Scharnier nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch g'ekehn-|

zeichnet, daß statt der hinsichtlich deä Scharniers äußeren | Gewindetüile (48) eine Ümbiegung (96) der Einlage (44ä) vorgesehen ist, die in das Ende der Gelenkbohrüng (34) hin-^ einreicht, Um einen Auflage- und Kontaktpünkt für den Gelenkzapfen (30a) zu bilden.