EP1643060A2 - Scharnieraufbau und Schutzvorrichtung mit einem Scharnieraufbau - Google Patents
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Definitions
- the invention is in the field of hinges and relates to a hinge assembly for connecting two components.
- the second coupling means for setting a predetermined distance between the two components comprises two corresponding, curved, parallel to the pivot axis extending coupling surfaces, of which a first on the hinge part and the second is provided on the second support member (DE 42 19 681 A1).
- the two coupling surfaces are formed so that they abut along an effective portion of their coupling surfaces to each other, which extends parallel to a planar connecting gap between the two components.
- the width of the connection gap is variable.
- the hinge part and the second support part fixed to each other after setting a desired width of the connection gap via a screw connection to each other.
- the invention has for its object to simplify the structural design of the hinge structure.
- the coupling surfaces are at least along an effective coupling line, which runs parallel to the connecting gap to each other, wherein the position of the effective coupling line shifts by pivoting the hinge part relative to the second support member and changes the width of the connection gap.
- a preferred embodiment of the new hinge structure provides that an actuating arm for pivoting the hinge part is provided on the hinge part, wherein this actuating arm is preferably designed as a handle.
- This actuating arm is preferably designed as a handle.
- first mounting part and the hinge part perpendicular to the rotation axis or the hinge part and the second support member perpendicular to the pivot axis to decouple This has the advantage of easy interchangeability of the hinge part.
- the hinge part for fixing a predetermined width of the connection gap in at least one rotational position relative to the first support member against an elastic force on the first support member is fixable.
- a preferred embodiment provides for this purpose that the first holding part has a locking cam and the hinge part has a locking pin cooperating with the locking cam.
- the novel hinge assembly is preferably applicable to protective devices for protecting electrical equipment having a first component formed as a frame, a second component designed as a cover, and a hinge assembly for attaching the cover to the frame.
- protective devices can be subject to various types of protection according to the standard DIN VDE 0470-1.
- the protection class IP 55 requires that the protection device provides protection against harmful dust deposits and protection against a jet of water from a nozzle.
- control cabinets or switchgear sections in the door (frame) through which the control panel of a circuit breaker protrudes to close by transparent covers to protect the switchgear and the cabinet against the ingress of dust and water spray.
- a preferred embodiment of the new protection device therefore provides an elastic seal between the cover and the frame.
- the sealing effect is generated during the closing movement of the hinge structure. So large sealing paths (deformations of the elastic seal) can be realized without complicating the handling.
- FIG. 4 An embodiment of a protective device according to the invention with two hinge assemblies according to the invention is shown in Figures 4 to 11.
- Figures 1 to 3 show a well-known from practice protection device housed in switchgear electrical equipment.
- protective devices which comprise a frame 1, a cover 2 and two hinge assemblies 3, wherein the hinge assemblies 3 are designed such that on both sides they pivot both the cover 1 and the frame 1 as well as a lifting of the cover 2 of the frame 1 allow (hinge assembly of the company Sausco, INC. US,).
- the known hinge structure 3 has a first 4 and a second 5 support part, which are connected to one another in a rotatable manner via a coupling device and of which the first 4 is fastened to the cover 2 and the second 5 to the frame 1.
- the hinge structure 3 has a handle 6 in order to facilitate insertion of the cover 2 onto the frame 1, insertion of an axially displaceable bolt 7 provided on the first support part 4 into a sleeve 8 provided on the second support part.
- the new protective device 10 likewise has a first component in the form of a cover 12, a second component in the form of a frame 11 and two hinge assemblies 13 for connecting the two components, each of the two hinge assemblies 13 according to FIGS. 5 to 11 however, in addition to a first 14 and a second 15 mounting part has a hinge part 16.
- the first holding part 14 is an integral part of the preferably made of transparent plastic According to FIG. 6, this first holding part 14 has three pairs of support arms 18 projecting essentially transversely to an outer side 17 of the cover 12, each of the pairs being pivotable about an axis of rotation 19 (see FIG 16 serving transverse pin (not visible) is connected to each other.
- the hinge part 16 has three bearing arms 20 which are suitable for engagement between the support arms 18 and which are provided with a slot 21 open on one side for reaching over the transverse pins of the mounting part 14. Furthermore, the hinge part 16 has a substantially radially projecting to the axis of rotation actuating lever in the form of a handle 22 and a second support member 15 associated, curved first coupling surface 23. On at least one of the support arms 18 of the first support member 14, a locking cam 24 is provided, which corresponds to a locking pin 25 formed on the hinge part 16 (see FIG. According to FIG. 8, the second mounting part 15 has a two-part, curved second coupling surface 26, which is assigned to the curved first coupling surface 23 of the hinge part 16. The curved second coupling surface 26 of the second mounting part 15 has an eccentrically formed section 28 in the pivoting direction 27 of the hinge part 16 (see FIG.
- the cover 12 is coupled to the frame as follows:
- the hinge part 16 is first attached to the first support part 14 perpendicular to the transverse pins and thus perpendicular to the axis of rotation 19, in that the open slots 21 overlap the transverse pins. Subsequently, will moves the cover 12 in the direction 30 toward the frame 11 until the hinge part 16 faces the second support part 15.
- the hinge part 16 is pivoted relative to the second support member 15 such that the two coupling surfaces 23 and 26 engage. Due to the eccentric configuration of the section 28 of the second coupling surface 26, the distance between the respective effective section of the two coupling surfaces 23, 26 to the side 33 of the frame 11, which faces the cover 12, is reduced during pivoting. Thus, the width of the connection gap 35 between the cover 12 and the frame 11 is reduced.
- a profile seal 38 inserted into a groove 36 of the peripheral edge 37 of the cover 12 is compressed by the lowering of the cover 12 when closing the hinge structure 13 and thereby ensures that along the entire circumferential edge 37 of the cover 12 a tight seal between the cover and the frame.
- the hinge part 16 is in an end position - that is in a predetermined rotational position relative to the first support member 14 - held (see Figure 12) by the locking pin 25 rests under the elastic force of the profile seal 38 on the locking cam 24.
- hinge part 16 For axial positioning of the hinge part 16 relative to the first support member 14 are additionally formed on the hinge part webs 39 which cooperate with side surfaces 40 of the second coupling surface 26.
- the cover 12, together with the hinge part 16 latched in its end position on the first holding part 14, can be pivoted about the axis of rotation 19, since the latter Rotary axis 19 coincides in the latched end position of the hinge part shown in Figures 12 and 13 on the first support member 14 with the pivot axis of the hinge part.
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Abstract
Description
- Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Scharniere und bezieht sich auf einen Scharnieraufbau zum Verbinden zweier Bauteile.
- Bei einem bekannten derartigen Scharnieraufbau mit einem ersten Halterungsteil, das an einem ersten der beiden Bauteile fixierbar ist, mit einem zweiten Halterungsteil, das an dem zweiten Bauteil fixierbar ist, mit einem Scharnierteil, mit einer ersten Kopplungseinrichtung für das drehbare Verkoppeln des ersten Halterungsteils mit den Scharnierteil und mit einer zweiten Kopplungseinrichtung für das schwenkbare Verkoppeln des Scharnierteils mit dem zweiten Halterungsteil, umfasst die zweite Kopplungseinrichtung zum Einstellen eines vorgegebenen Abstandes zwischen den beiden Bauteilen zwei korrespondierende, gekrümmte, parallel zur Schwenkachse verlaufende Kopplungsflächen, von denen eine erste an dem Scharnierteil und die zweite an dem zweiten Halterungsteil vorgesehen ist (DE 42 19 681 A1). - Bei diesem bekannten Scharnieraufbau sind die beiden Kopplungsflächen so ausgebildet, dass sie entlang eines wirksamen Abschnittes ihrer Kopplungsflächen aneinander anliegen, der sich parallel zu einem flächenhaften Verbindungsspalt zwischen den beiden Bauteilen erstreckt. Durch das Schwenken des Scharnierteils gegenüber dem zweiten Halterungsteil ist die Breite des Verbindungsspaltes veränderbar. Hierbei ist vorgesehen, das Scharnierteil und das zweite Halterungsteil nach dem Einstellen einer gewünschten Breite des Verbindungsspaltes über eine Schraubverbindung aneinander fest zu fixieren.
- Ausgehend von einem Scharnieraufbau gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (DE 42 19 681 A1) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die konstruktive Gestaltung des Scharnieraufbaus zu vereinfachen.
- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass zumindest ein Abschnitt zumindest einer der beiden Kopplungsflächen in Schwenkrichtung exzentrisch ist.
- Bei einer derartigen Ausgestaltung liegen die Kopplungsflächen zumindest entlang einer wirksamen Kopplungslinie, die parallel zu dem Verbindungsspalt verläuft aneinander an, wobei sich die Lage der wirksamen Kopplungslinie durch das Schwenken des Scharnierteils gegenüber dem zweiten Halterungsteil verschiebt und die Breite des Verbindungsspaltes verändert.
- Eine bevorzugte Ausgestaltung des neuen Scharnieraufbaus sieht vor, dass an dem Scharnierteil ein Betätigungsarm zum Schwenken des Scharnierteils vorgesehen ist, wobei dieser Betätigungsarm vorzugsweise als Handgriff ausgebildet ist. Eine derartige Ausgestaltung erleichtert nicht nur das Schwenken des Scharnierteils gegenüber dem zweiten Halterungsteil und damit das Einstellen der Breite des Verbindungsspaltes, sondern auch die anfängliche Kopplung der beiden Kopplungsflächen des Scharnierteils und des zweiten Halterungsteils.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des neuen Scharnieraufbaus sehen vor, dass erste Halterungsteil und das Scharnierteil senkrecht zur Drehachse bzw. das Scharnierteil und das zweite Halterungsteil senkrecht zur Schwenkachse entkoppelbar zu gestalten. Dies hat den Vorteil einer einfachen Auswechselbarkeit des Scharnierteils.
- Vorteilhaft ist es, wenn das Scharnierteil zum Fixieren einer vorgegebenen Breite des Verbindungsspaltes in zumindest einer Drehstellung gegenüber dem ersten Halterungsteil entgegen einer elastischen Kraft an dem ersten Halterungsteil fixierbar ist. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht hierzu vor, dass das erste Haltungsteil einen Rastnocken und das Scharnierteil einen mit dem Rastnocken zusammenwirkenden Raststift aufweist.
- Der neue Scharnieraufbau ist bevorzugt bei Schutzvorrichtungen zum Schutz von elektrischen Betriebsmitteln anwendbar, die ein als Rahmen ausgebildetes erstes Bauteil, ein als Abdeckung ausgebildetes zweites Bauteil und einen Scharnieraufbau zum Befestigen der Abdeckung an dem Rahmen aufweisen. Derartige Schutzvorrichtungen können verschiedenen Schutzarten der Norm DIN VDE 0470-1 unterliegen. So fordert beispielsweise die Schutzart IP 55, dass die Schutzvorrichtung Schutz gegen schädliche Staubablagerungen und Schutz gegen einen Wasserstrahl aus einer Düse gewährleistet.
- So ist es beispielsweise üblich, in Schaltschränken oder Schaltanlagen Ausschnitte in der Tür (Rahmen), durch welche das Bedienpult eines Leistungsschalters ragt, durch durchsichtige Abdeckungen zu verschließen, um die Schaltanlage bzw. den Schaltschrank gegen das Eindringen von Staub und Spritzwasser zu schützen.
- Besonders wichtig ist es hierbei trotz der großen Abmessungen und der damit einhergehenden großen Abweichungen in der Ebenheit der Bauteile, für eine gute Dichtwirkung zwischen Tür (Rahmen) und Abdeckung zu sorgen und gleichzeitig eine einfache Handhabung der Abdeckung - insbesondere ein einfaches Montieren der Abdeckung auf dem Rahmen und ein einfaches Aufklappen der Abdeckung - zu gewährleisten.
- Eine bevorzugte Ausführungsform der neuen Schutzvorrichtung sieht daher zwischen der Abdeckung und dem Rahmen eine elastische Dichtung vor. Dabei wird die Dichtwirkung während der Schließbewegung des Scharnieraufbaus erzeugt. So können große Dichtwege (Verformungen der elastischen Dichtung) realisiert werden, ohne die Handhabung zu erschweren.
- Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung mit zwei erfindungsgemäßen Scharnieraufbauten ist in den Figuren 4 bis 11 dargestellt. Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine aus der Praxis bereits bekannte Schutzvorrichtung für in Schaltanlagen untergebrachte elektrische Betriebsmittel.
- Es zeigen:
- Figur 1
- eine in der Praxis bereits bekannte Schutzvorrichtung mit einem Rahmen einer Abdeckung und zwei Scharnieraufbauten
- Figur 2
- eine Schnittdarstellung der Schutzvorrichtung gemäß der Figur 1 entlang der Linie A-A und
- Figur 3
- einen vergrößerten Ausschnitt aus der Figur 2 sowie
- Figur 4
- eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung mit einem Rahmen, einer Abdeckung und zwei erfindungsgemäßen Scharnieraufbauten,
- Figur 5
- die Abdeckung gemäß Figur 4, einen Teil eines der erfindungsgemäßen Scharnieraufbauten gemäß der Figur 4 mit einem ersten Halterungsteil und einem Scharnierteil,
- Figur 7
- das Scharnierteil gemäß der Figur 6,
- Figur 8
- das zweite Halterungsteil des erfindungsgemäßen Scharnieraufbaus gemäß der Figur 4 und
- Figuren 9 bis 13
- den Scharnieraufbau in Schnittdarstellung in verschiedenen Bewegungsstadien.
- In der Praxis sind bereits Schutzvorrichtungen gemäß der Figuren 1 bis 3 bekannt, die einen Rahmen 1, eine Abdeckung 2 sowie zwei Scharnieraufbauten 3 aufweisen, wobei die Scharnieraufbauten 3 derart ausgebildet sind, dass sie auf beiden Seiten sowohl ein Schwenken der Abdeckung 1 gegenüber dem Rahmen 1 als auch ein Abheben der Abdeckung 2 von dem Rahmen 1 ermöglichen (Scharnieraufbau der Firma Sausco, INC. US,). Gemäß der Figur 3 weist der bekannte Scharnieraufbau 3 ein erstes 4 und ein zweites 5 Halterungsteil auf, die über eine Kopplungseinrichtung drehbar miteinander verbunden sind und von denen das erste 4 an der Abdeckung 2 und das zweite 5 an dem Rahmen 1 befestigt ist. Zusätzlich weist der Scharnieraufbau 3 in der Praxis einen Handgriff 6 auf, um beim Aufsetzen der Abdeckung 2 auf den Rahmen 1 ein Einsetzen eines an dem ersten Halterungsteil 4 vorgesehenen axial verschiebbaren Bolzen 7 in eine an dem zweiten Halterungsteil vorgesehenen Hülse 8 zu erleichtern.
- Gemäß der Figur 4 weist die neue Schutzvorrichtung 10 ebenfalls ein erstes Bauteil in Form einer Abdeckung 12, ein zweites Bauteil in Form eines Rahmens 11 und zwei Scharnieraufbauten 13 zum Verbinden der beiden Bauteile auf, wobei jeder der beiden Scharnieraufbauten 13 gemäß der Figuren 5 bis 11 jedoch zusätzlich zu einem ersten 14 und einem zweiten 15 Halterungsteil ein Scharnierteil 16 aufweist.
- Gemäß der Figur 5 ist das erste Halterungsteil 14 integraler Bestandteil der vorzugsweise aus durchsichtigem Kunststoff gefertigten Abdeckung 12. Dieses erste Halterungsteil 14 weist gemäß der Figur 6 drei im Wesentlichen quer zu einer äußeren Seite 17 der Abdeckung 12 abragende Paare von Tragarmen 18 auf, wobei jedes der Paare über einen als Drehachse 19 (vgl. Figur 9) für das Scharnierteil 16 dienenden Querstift (nicht sichtbar) miteinander verbunden ist.
- Gemäß der Figur 7 weist das Scharnierteil 16 drei zum Eingriff zwischen die Tragarme 18 geeignete Lagerarme 20 auf, die mit einem einseitig offenen Langloch 21 zum Übergreifen der Querstifte des Halterungsteils 14 versehen sind. Weiterhin weist das Scharnierteil 16 einen im Wesentlichen radial zur Drehachse abragenden Betätigungshebel in Form eines Handgriffes 22 sowie eine dem zweiten Halterungsteil 15 zugeordnete, gekrümmte erste Kopplungsfläche 23 auf. An zumindest einem der Tragarme 18 des ersten Halterungsteils 14 ist ein Rastnocken 24 vorgesehen, der mit einem an dem Scharnierteil 16 ausgebildeten Raststift 25 (vgl. Figur 6) korrespondiert. Gemäß der Figur 8 weist das zweite Halterungsteil 15 eine zweiteilige, gekrümmte zweite Kopplungsfläche 26 auf, die der gekrümmten ersten Kopplungsfläche 23 des Scharnierteils 16 zugeordnet ist. Die gekrümmte zweite Kopplungsfläche 26 des zweiten Halterungsteils 15 weist in Schwenkrichtung 27 des Scharnierteils 16 (vgl. Figur 11) einen exzentrisch ausgebildeten Abschnitt 28 auf.
- Gemäß der Figuren 9 bis 13 wird die Abdeckung 12 wie folgt mit dem Rahmen gekoppelt:
- Gemäß der Figur 9 wird zunächst das Scharnierteil 16 auf das erste Halterungsteil 14 senkrecht zu den Querstiften und damit senkrecht zur Drehachse 19 aufgesteckt, indem die offenen Langlöcher 21 die Querstifte übergreifen. Anschließend wird die Abdeckung 12 in Richtung 30 zum Rahmen 11 hin bewegt, bis das Scharnierteil 16 dem zweiten Halterungsteil 15 gegenübersteht. Durch manuelle Krafteinwirkung in Richtung 31 auf den Handgriff 22 wird das Scharnierteil 16 gegenüber dem zweiten Halterungsteil 15 derart geschwenkt, dass die beiden Kopplungsflächen 23 und 26 in Eingriff gelangen. Durch die exzentrische Ausgestaltung des Abschnittes 28 der zweiten Kopplungsfläche 26 verringert sich beim Schwenken der Abstand des jeweils wirksamen Abschnittes der beiden Kopplungsflächen 23, 26 zu der Seite 33 des Rahmens 11, die der Abdeckung 12 zugewandt ist. Damit verringert sich die Breite des Verbindungsspaltes 35 zwischen der Abdeckung 12 und dem Rahmen 11. Eine in eine Nut 36 der umlaufenden Kante 37 der Abdeckung 12 eingesteckte Profildichtung 38 wird durch das Absenken der Abdeckung 12 beim Schließen des Scharnieraufbaus 13 zusammengedrückt und gewährleistet dadurch entlang der gesamten umlaufenden Kante 37 der Abdeckung 12 einen dichten Abschluss zwischen Abdeckung und Rahmen.
- Das Scharnierteil 16 wird in einer Endstellung - das heißt in einer vorgegebenen Drehstellung gegenüber dem ersten Halterungsteil 14 - festgehalten (vgl Figur 12), indem der Raststift 25 unter der elastischen Kraft der Profildichtung 38 an dem Rastnocken 24 anliegt.
- Zur axialen Positionierung des Scharnierteils 16 gegenüber dem ersten Halterungsteil 14 dienen zusätzlich an dem Scharnierteil ausgebildete Stege 39, die mit Seitenflächen 40 der zweiten Kopplungsfläche 26 zusammenwirken.
- Gemäß der Figur 13 ist die Abdeckung 12 gemeinsam mit dem in seiner Endstellung an dem ersten Halterungsteil 14 verrasteten Scharnierteil 16 um die Drehachse 19 schwenkbar, da die Drehachse 19 in der in den Figuren 12 und 13 gezeigten verrasteten Endstellung des Scharnierteils an dem ersten Halterungsteil 14 mit der Schwenkachse des Scharnierteils zusammenfällt.
Claims (10)
- Scharnieraufbau (13) zum Verbinden zweier Bauteile- mit einem ersten Halterungsteil (14), das an einem ersten der beiden Bauteile fixierbar ist,- mit einem zweiten Halterungsteil (15), das an dem zweiten Bauteil fixierbar ist,- mit einem Scharnierteil (16),- mit einer ersten Kopplungseinrichtung für das drehbare Verkoppeln des ersten Halterungsteils (14) mit dem Scharnierteil (16) und- mit einer zweiten Kopplungseinrichtung für das schwenkbare Verkoppeln des Scharnierteils (16) mit dem zweiten Halterungsteil (15),- wobei die zweite Kopplungseinrichtung zum Einstellen eines vorgegebenen Abstandes zwischen den beiden Bauteilen zwei korrespondierende, gekrümmte, parallel zur Schwenkachse verlaufende Kopplungsflächen (23, 26) umfasst, von denen eine erste (23) an dem Scharnierteil (16) und die zweite (26) an dem zweiten Halterungsteil (15) vorgesehen ist,dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt (28) zumindest einer der beiden Kopplungsflächen in Schwenkrichtung (31) exzentrisch ist.
- Scharnieraufbau nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
an dem Scharnierteil (16) ein Betätigungsarm zum Schwenken des Scharnierteils vorgesehen ist. - Scharnieraufbau nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Betätigungsarm als Handgriff (22) ausgebildet ist. - Scharnieraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Halterungsteil (14) und das Scharnierteil (16) senkrecht zur Drehachse entkoppelbar sind. - Scharnieraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Scharnierteil (16) und das zweite Halterungsteil (15) senkrecht zur Schwenkachse entkoppelbar sind. - Scharnieraufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Scharnierteil (16) in zumindest einer Drehstellung entgegen einer elastischen Kraft an dem ersten Halterungsteil (14) fixierbar ist. - Scharnieraufbau nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Halterungsteil (14) zumindest einen Rastnocken (24) und das Scharnierteil (16) einen mit dem zumindest einen Rastnocken (24) zusammenwirkenden Raststift (25) aufweist. - Schutzvorrichtung (10), insbesondere zum Schutz von elektrischen Betriebsmitteln, mit einem als Abdeckung (12) ausgebildeten ersten Bauteil, mit einem als Rahmen (11) ausgebildeten zweiten Bauteil und mit zumindest einem Scharnieraufbau (13) zum Befestigen der Abdeckung (12) an dem Rahmen (11),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Scharnieraufbau (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist. - Schutzvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Halterungsteil (14) integraler Bestandteil der Abdeckung (12) ist. - Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Abdeckung (12) und dem Rahmen (11) eine elastische Dichtung vorgesehen ist.
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