EP2339101B1

EP2339101B1 - Türscharnier für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: EP2339101B1
Application number: EP10188188.6A
Authority: EP
Inventors: Ulrich Krumbiegel; Volkmar Eidam; Michael Reissig
Original assignee: Metalsa Automotive GmbH
Current assignee: Metalsa Automotive GmbH
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: EP2339101B9; EP2339101A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Türscharnier für Kraftfahrzeuge, mit einer an einer Fahrzeugkarosserie anordbaren Säulenkonsole und einer mit einer Fahrzeugtür verbindbaren Türkonsole, die über einen Scharnierstift miteinander gelenkig und zur Montage teilbar verbunden sind, wobei der Scharnierstift zur Verbindung mit der Tür- oder Säulenkonsole einen Verbindungsabschnitt aufweist.
Bekannte Türscharniere der eingangs genannten Art werden zur gelenkigen Anbindung einer Fahrzeugtür an einer Fahrzeugkarosserie verwendet. Der die Türkonsole und die Säulenkonsole gelenkig verbindende Scharnierstift bildet dabei eine Schwenkachse für die Fahrzeugtür, wobei der Scharnierstift in einer Aufnahme der Säulenkonsole oder Türkonsole verdrehfest angeordnet ist und eine Verschwenkbewegung der Tür über eine Verschwenkung der anderen, nicht festgelegten Konsole gegenüber dem Scharnierstift erfolgt. Um eine einfache Montage und Demontage der Fahrzeugtür gewährleisten zu können, sind die bekannten Kraftfahrzeugtürscharniere in der Regel trennbar ausgebildet. Dabei ist es jedoch erforderlich, dass nach einer erneuten Montage eine zuvor eingestellte Position ohne erneuten Arretierungsaufwand wiederhergestellt wird. So offenbart die WO 2009/006876 A2 ein gattungsgemäßes, trennbare Kraftfahrzeugscharnier umfassend eine erste Scharnierhälfte, eine zweite Scharnierhälfte, und ein Scharnierstiftglied, wobei der Verbindungsabschnitt des Scharnierstiftgliedes drei radial überstehende, abschnittsweise konvexe Vorsprünge aufweist, die mit einem zumindest teilweise komplementär ausgebildeten Verbindungsbereich der ersten Scharnierhälfte formschlüssig in Eingriff bringbar und in Schwenkbewegung mitnehmbar ist. Das Erfordernis der entsprechenden Teilbarkeit des Türscharniers steigert dabei die Komplexität bekannter Türscharniere, so dass sich der Herstellungsaufwand und infolge dessen auch der Montageaufwand und die Fehleranfälligkeit erheblich erhöht.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Türscharnier bereitzustellen, das neben einer verdrehsicheren Anordnung eines Scharnierstifts eine einfache Festlegung erlaubt.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Türscharnier mit den Merkmalen des Anspruchs ₁. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kennzeichnend für das erfindungsgemäße Türscharnier ist, dass der Verbindungsabschnitt eine prismatische Form mit dreieckiger Grund- und Deckfläche sowie entsprechenden Seitenflächen und die den Verbindungsabschnitt aufnehmende Tür- oder Säulenkonsole eine Aufnahmeöffnung mit einem entsprechend ausgebildeten Querschnitt aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt durch ein radial auf diesen wirkendes Klemmmittel spielfrei in der Aufnahmeöffnung fixierbar ist.
Erfindungsgemäß weist der Scharnierstift mit seinem mit der Türkonsole oder Säulenkonsole verdrehfest verbindbaren Verbindungsabschnitt eine prismatische Form auf, welche eine radiale Verdrehsicherung des Scharnierstifts in der entsprechend ausgebildeten Aufnahmeöffnung sowie eine zuverlässige Drehmomentübertragung gewährleistet. Um eine einfache Montage des Verbindungsabschnitts in der Aufnahmeöffnung, bspw. der Säulenkonsole zu ermöglichen, ist die Aufnahmeöffnung im Querschnitt größer als der Verbindungsabschnitt ausgebildet, so dass der Verbindungsabschnitt nach dem Einsetzen in die Aufnahmeöffnung zunächst spielbehaftet in dieser angeordnet ist. Eine Fixierung des Verbindungsabschnitts in der Aufnahmeöffnung, um somit eine spielfreie Verbindung von Säulenkonsole und Türkonsole im Bereich des Scharnierstifts zu erzielen, erfolgt durch ein radial auf den Verbindungsabschnitt wirkendes Klemmmittel, durch das der Verbindungsabschnitt in der Aufnahmeöffnung fixiert ist.
Das erfindungsgemäße Türscharnier weist den Vorteil auf, dass es eine einfache axiale Trennbarkeit aufweist, gleichzeitig jedoch eine spielfreie Verbindung in einfacher Weise realisiert werden kann. Die im Querschnitt dreieckige Ausgestaltung des Verbindungsabschnitts gewährleistet dabei eine zuverlässige Momentübertragung von der den Scharnierstift aufnehmenden Konsole auf den Scharnierstift. Die spielfreie Anordnung wird dabei durch eine Kombination aus einer form- und einer kraftschlüssigen Verbindung erzeugt, wobei der Formschluss durch die mit den Seitenflächen des Verbindungsabschnitts in Kontakt stehenden Innenflächen der Aufnahmeöffnung und der Kraftschluss durch das Klemmmittel erreicht wird. Insofern erlaubt das erfindungsgemäße Türscharnier eine besonders einfache und kostengünstige Montage und Demontage, wobei gleichzeitig eine zuverlässige Lagesicherung gewährleistet werden kann.
Die Ausgestaltung der Seitenflächen des Verbindungsabschnitts ist grundsätzlich frei wählbar, wobei diese nicht über ihre gesamte Fläche mit einer Innenfläche der Aufnahmeöffnung in Kontakt stehen müssen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind eine oder mehrere Seitenflächen und/oder eine oder mehrere Innenflächen der Aufnahmeöffnung mit einer Ausnehmung versehen, insbesondere zumindest abschnittsweise konkav ausgebildet. Die Ausnehmungen, bspw. nach Art einer im Querschnitt bogenförmigen Rinne, welche sich in axialer Richtung des Verbindungsabschnitts erstrecken, gewährleisten, dass über die an die Ausnehmungen bzw. den konkaven Bereich angrenzenden Randbereiche der Seitenfläche nach wie vor eine zuverlässige Drehmomentübertragung auf die Innenfläche der Aufnahmeöffnung erreicht wird. Gleichzeitig gewährleisten die Ausnehmungen, welche bspw. durch eine einfache Bohrung hergestellt werden können, dass im Falle einer im Rahmen des Fertigungsablaufs erfolgenden Lackierung ein ausreichender Lackablauf gewährleistet ist, so dass einer sich hieraus ergebenden Verklebung wirksam vorgebeugt werden kann. Neben einer konkaven Ausgestaltung der Ausnehmungen können diese auch grundsätzlich beliebige Querschnittsformen aufweisen, die einen Durchfluss oder Abfluss der Lackmittel erlauben.
Erfindungsgemäß sind die Grund- und Deckfläche als Dreieck, insbesondere gleichschenkliges Dreieck ausgebildet. Diese Ausgestaltung des Verbindungsabschnitts zeichnet sich durch seine einfache Herstellbarkeit sowie die gute Eignung zur Übertragung von Drehmomenten aus. Gleichzeitig erlaubt der mit drei Seitenflächen versehene Verbindungsabschnitt eine einfache spielfreie Anordnung des Verbindungsabschnitts in der Aufnahmeöffnung, welche sich ebenfalls in einfacher Weise mit einer entsprechenden, im Querschnitt dreieckigen Form, herstellen lässt.
Zur spielfreien Anordnung des Scharnierstifts in der Aufnahmeöffnung ist es erforderlich, dass der Verbindungsabschnitt in der in der Regel einen größeren Querschnitt aufweisenden Aufnahmeöffnung spielfrei angeordnet ist. Hierzu dient das Klemmmittel, welches radial auf den Verbindungsabschnitt wirkt. Dabei erstreckt sich das Klemmmittel zwischen einer Seitenfläche des Verbindungsabschnitts und der dieser Seitenfläche gegenüberliegenden Innenfläche. Ein entsprechendes Klemmmittel, bspw. ein Keil, lässt sich in besonders einfacher Weise montieren und gewährleistet zuverlässig eine spielfreie Anordnung des Verbindungsabschnitts in der Aufnahmeöffnung. Besonders vorteilhafterweise ist das Klemmmittel jedoch durch eine radial in die Aufnahmeöffnung einschraubbare Klemmschraube gebildet. Diese erstreckt sich durch einen Gewindeabschnitt innerhalb der den Verbindungsabschnitt aufnehmenden Konsole und legt aufgrund ihrer durch Einschrauben auf die Seitenfläche wirkende Andruckkraft den Verbindungsabschnitt in der Aufnahmeöffnung fest. Die Klemmschraube zeichnet sich dabei dadurch aus, dass sie in besonders einfacher und kostengünstiger Weise eine einfache Festlegung der Klemmkraft ermöglicht. Gleichzeitig kann über eine Ausgestaltung des Gewindes eine Sicherung der klemmenden Position gewährleistet werden. Besonders vorteilhafterweise ist dabei die mit der Klemmschraube in Eingriff befindliche Seitenfläche mit einer entsprechenden Ausgestaltung versehen, die eine zuverlässige Druckübertragung von der Klemmschraube auf den Verbindungsabschnitt ermöglicht.
Die axiale Einstecktiefe des Verbindungsabschnittes des Scharnierstifts in die Aufnahmeöffnung kann grundsätzlich in beliebiger Weise festgelegt werden. Auch ist es denkbar, die Einstecktiefe über das Klemmmittel festzulegen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Scharnierstift jedoch einen an den Verbindungsabschnitt angrenzenden Anschlag, insbesondere einen umlaufenden Bund auf. Die Verwendung eines Anschlagelements, bspw. eines Bundes, gewährleistet im Zusammenwirken des Anschlagelements mit einer entsprechenden Anlagefläche an der Konsole eine zuverlässige axiale Festlegung des Scharnierstifts an der den Scharnierstift aufnehmenden Konsole. In Verbindung mit der radial wirkenden Arretierung des Verbindungsabschnitts in der Aufnahmeöffnung kann somit in besonders zuverlässiger Weise eine Positionssicherung des Scharnierstifts erreicht werden.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Schraubenachse der Klemmschraube gegenüber einer rechtwinklig zum Scharnierstift verlaufenden Achse in Richtung auf das Anschlagelement geneigt. Diese Ausgestaltung der Erfindung bewirkt aufgrund der Schrägstellung der Schraubenachse und der sich hieraus ergebenden axialen Kraftkomponente neben einer radialen Fixierung des Verbindungsabschnitts in der Aufnahmeöffnung zugleich eine axiale Festlegung des Scharnierstifts. In Verbindung mit einem Anschlagelement wird somit der Scharnierstift durch die Klemmschraube auch in axialer Richtung besonders zuverlässig an der aufnehmenden Konsole fixiert, wobei bspw. der Druck auf die Konsole gedrückt wird. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung verläuft dabei auch die mit dem Klemmmittel in Eingriff bringbare Seitenfläche des Verbindungsabschnitts zumindest abschnittsweise senkrecht zur geneigten Schraubenachse, was die axiale Wirkung der Klemmschraube auf den Scharnierstift in ergänzender Weise verstärkt und somit in besonders zuverlässiger Weise eine axiale Fixierung des Scharnierstifts gewährleistet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugtürscharniers mit einer Säulenkonsole, einer Türkonsole und einem an der Türkonsole angeordneten Rastgehäuse;
Fig. 2: eine weitere perspektivische Ansicht auf das Kraftfahrzeugtürscharnier von Fig. 1;
Fig. 3: eine perspektivische Ansicht auf die Säulenkonsole des Kraftfahrzeugtürscharniers von Fig. 1;
Fig. 4: eine Untersicht auf das Kraftfahrzeugtürscharnier von Fig. 1;
Fig. 5: eine perspektivische Ansicht auf den Scharnierstift des Kraftfahrzeugtürscharniers von Fig. 1;
Fig. 6: eine perspektivische Ansicht auf den Scharnierstift von Fig. 5 mit einer schematischen Darstellung des Aufnahmebereichs der Säulenkonsole in einer demontierten Lage;
Fig. 7: eine perspektivische Ansicht des Scharnierstifts von Fig. 5 und des Säulenkonsolenabschnitts von Fig. 6 in einer montierten Lage;
Fig. 8: eine Untersicht auf den Abschnitt der Säulenkonsole und dem Scharnierstift von Fig. 7 in einer nicht arretierten Lage;
Fig. 9: eine Untersicht auf den Abschnitt der Säulenkonsole und dem Scharnierstift von Fig. 7 in arretierter Lage;
Fig. 10: eine Untersicht auf den Abschnitt der Säulenkonsole und dem Scharnierstift von Fig. 7 mit Ausnehmungen an der Innenfläche der Aufnahmeöffnung und
Fig. 11: eine Schnittansicht auf einen an einem Säulenkonsolenabschnitt montierten Scharnierstift.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugtürscharniers 1 mit einer Säulenkonsole 2 und einer Türkonsole 3 dargestellt, wobei die Säulenkonsole 2 und die Türkonsole 3 über einen Scharnierstift 4 gelenkig miteinander verbunden sind. Die Türkonsole 3 des dargestellten Kraftfahrzeugtürscharniers 1 kann relativ gegenüber dem an der Säulenkonsole 2 verdrehfest angeordneten Scharnierstift 4 verdreht werden. Die Erfindung bezieht sich auf die verdrehsichere Anordnung des Scharnierstifts 4 an einer von Türkonsole 3 oder Säulenkonsole 2 und ist nicht auf die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform eines Kraftfahrzeugtürscharniers 1 beschränkt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt eine verdrehfeste Anordnung des Scharnierstifts 1 an der Säulenkonsole 2, welche hierzu eine Aufnahmeöffnung 6 aufweist. Die Aufnahmeöffnung 6 ist im Querschnitt entsprechend eines Verbindungsabschnitts 5 des Scharnierstifts 4 ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Verbindungsabschnitt 5 eine prismatische Form mit einer dreieckigen Grund- und Deckfläche auf. An den prismatischen Verbindungsabschnitt 5 schließt sich ein umlaufender Bund 10 an, an den sich wiederum ein Lagerbereich 16 anschließt, welcher eine verdrehbare Anordnung der Türkonsole 3 an dem Scharnierstift 4 erlaubt (vgl. Fig. 5).
Zur Montage des Kraftfahrzeugtürscharniers 1 wird der Scharnierstift 4 mit dem Verbindungsabschnitt 5 in die Aufnahmeöffnung 6 eingesetzt. In axialer Richtung des Scharnierstifts 4 bestimmt dabei der umlaufende Bund 10 die Einstecktiefe des Scharnierstifts 4 in die Säulenkonsole 2, wobei in der gewünschten Einbaulage der Bund 10 mit einer Unterseite 12 an einer Oberseite der Säulenkonsole 11 aufliegt (vgl. Fig. 6 und 7).
Zur Erleichterung der Montage weist die ebenfalls entsprechend dem Verbindungsabschnitt 5 dreieckig ausgebildete Aufnahmeöffnung 6 einen größeren Querschnitt auf als der Verbindungsabschnitt 5, so dass sich der Scharnierstift 4 mit dem Verbindungsabschnitt 5 in einfacher Weise in die Aufnahmeöffnung 6 einschieben lässt. Zur radialen Fixierung der Position des Scharnierstifts 4 an der Säulenkonsole 2 dient eine in einem Gewinde der Säulenkonsole 2 angeordnete und in die Aufnahmeöffnung 6 einschraubbare Klemmschraube 13, welche an einer Seitenfläche 7a des Verbindungsabschnitts 5 anliegt und diesen mit den Seitenflächen 7 an die Innenflächen 8 der Aufnahmeöffnung 6 andrückt. Über das Einschraubmoment kann dabei die Klemmkraft festgelegt werden (vgl. Fig. 8 und 9).
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung weisen die Innenflächen 8, welche mit den Seitenflächen 7 des Verbindungsabschnitts 5 in Kontakt stehen bereichsweise einen konkaven Verlauf auf, so dass sich Ausnehmungen 9 bilden, welche sich in Scharnierachsenrichtung in der Aufnahmeöffnung 6 erstrecken. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung liegen die Seitenflächen 7 nur mit ihren Außenbereichen an der Innenfläche 8 der Aufnahmeöffnung 6 an. Die durch die konkave Ausbildung entstehenden Ausnehmungen 9 gewährleisten im Falle einer Lackierung einen guten Lackablauf. Darüber hinaus wird durch die Reduzierung der Kontaktfläche zwischen den Innenflächen 8 und den Seitenflächen 7 ein Verkleben der Verbindung ergänzend reduziert (vgl. Fig. 10).
Bei dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Schraubenachse der Klemmschraube 13 nicht rechtwinklig zur Scharnierstiftachse, sondern ist gegenüber dieser in Richtung auf den Bund 10 geneigt. Hierdurch wird eine zusätzliche, axial auf die Klemmschraube 13 wirkende Kraftkomponente erzeugt, wodurch der Bund 10 mit seiner Unterseite 12 auf die Oberseite 11 der Säulenkonsole 2 gedrückt wird und die axiale Position in ergänzender Weise gesichert ist. Zur Erhöhung der axialen Anzugskraft ist dabei die mit der Klemmschraube 13 in Eingriff bringbare Seitenfläche 7a im Kontaktbereich mit der Klemmschraube 13 rechtwinklig zur Schraubenachse ausgerichtet, so dass eine ergänzende zuverlässige axiale Fixierung des Scharnierstifts 4 erreicht wird.

Claims

Türscharnier (1) für Kraftfahrzeuge, mit einer an einer Fahrzeugkarosserie anordbaren Säulenkonsole (2) und einer mit einer Fahrzeugtür verbindbaren Türkonsole (3), die über einen Scharnierstift (4) miteinander gelenkig und zur Montage teilbar verbunden sind, wobei der Scharnierstift (4) zur Verbindung mit der Tür- oder Säulenkonsole einen Verbindungsabschnitt (5) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Verbindungsabschnitt (5) eine prismatische Form mit dreieckiger Grund- und Deckfläche sowie entsprechenden Seitenflächen (7, 7a) und die den Verbindungsabschnitt (5) aufnehmende Türkonsole (3) oder Säulenkonsole (2) eine Aufnahmeöffnung (6) mit einem entsprechend ausgebildeten Querschnitt aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt (5) durch ein radial auf diesen wirkendes Klemmmittelt (13) spieltrei in der Aufnahmeöffnung (6) fixierbar ist, wobei sich das Klemmmittel (13) zwischen einer Seitenfläche (7a) des Verbindungsabschnitts (5) und der dieser Seitenfläche (7a) gegenüberliegenden Innenfläche (8) der Aufnahmeöffnung (6) erstreckt.
Türscharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Seitenflächen (7, 7a) und/oder eine oder mehrere Innenflächen (8) deraufnahmeöffnung (6) eine Ausnehmung aufweisen, die insbesondere zumindest abschnittsweise konkav ausgebildet sind.
Türscharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grund- und Deckfläche gleichschenkliges Dreieck ausgebildet sind.
Türscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmmittel durch eine radial auf den Scharnierstift (4) wirkende, in die Aufnahmeöffnung (6) einschraubbare Klemmschraube (13) gebildet ist.
Türscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Scharnierstift (4) ein an den Verbindungsabschnitt (5) angrenzendes Anschlagelement, insbesondere einen umlaufenden Bund (10) aufweist.
Türscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenachse der Klemmschraube (13) gegenüber einer rechtwinklig zum Schamierstift (4) verlaufenden Achse in Richtung auf das Anschlagelement (10) geneigt ist.
Türscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Klemmschraube (13) in Eingriff bringbare Seitenfläche (7a) zumindest abschnittsweise senkrecht zur geneigten Schraubenachse verläuft.