EP2438258A1 - Band zur um eine scharnierachse scharniergelenkigen verbindung eines flügels an einem rahmen - Google Patents

Band zur um eine scharnierachse scharniergelenkigen verbindung eines flügels an einem rahmen

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EP2438258A1
EP2438258A1 EP10717150A EP10717150A EP2438258A1 EP 2438258 A1 EP2438258 A1 EP 2438258A1 EP 10717150 A EP10717150 A EP 10717150A EP 10717150 A EP10717150 A EP 10717150A EP 2438258 A1 EP2438258 A1 EP 2438258A1
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EP
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hinge
frame
wing
hinge pin
tape according
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EP10717150A
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Jürgen Bögel-Pötter
Tibor Herglotz
Ingo Steinfeld
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Dr Hanh GmbH and Co KG
Original Assignee
Dr Hanh GmbH and Co KG
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    • E05Y2900/148—Windows

Definitions

  • the invention relates to a band hinge-hinged about a hinge axis connection of a wing, a door, a window or the like to a frame, with a frame fastened to the frame hinge part, which comprises a frame attachment part and a frame hinge part, with a wing fastened to the wing hinge part, which a wing mounting part and a wing hinge part, and having a hinge pin defining the hinge axis, wherein in the frame hinge part a primary coil surrounding the hinge pin is arranged, wherein in the wing hinge part a secondary coil surrounding the hinge pin is arranged and wherein the hinge pin as a magnetic flux lines conductive core for the two coils is formed.
  • Doors for objects such as houses, shops or escape doors increasingly have the safety or comfort improving facilities that are powered by electrical energy.
  • these devices are either galvanically, for example via sliding contacts, or connected via flexible cables to an external power source, or they themselves have energy storage, such as batteries or batteries.
  • energy storage such as batteries or batteries.
  • sliding contacts are susceptible to interference and cable connections significantly affect the visual appearance.
  • the need for separate storage increases operating costs.
  • the space requirements of the memory can affect the functionality and visual appearance.
  • a tape with a built-in transformer for a contactless energy transfer is known.
  • This band comprises a primary coil arranged in a frame band part and a secondary coil arranged in a leaf band part.
  • the magnetic coupling of the secondary coil to the primary coil which are spaced apart in the direction of the hinge axis, serves a coil passing through both hinge pin.
  • the invention is therefore based on the object to provide a band which allows a contactless transmission of electrical energy to an extent as it is necessary for the operation of common, provided on the wing comfort orforein- devices.
  • the hinge pin comprises a support element for transmitting mechanical forces between the wing and the frame and a flux element for conducting magnetic flux lines between the primary and the secondary coil.
  • the hinge pin thus has a dual function: on the one hand it transfers - as in the case of a conventional strap - the mechanical forces between the frame and the wing, on the other hand it ensures improved magnetic coupling between primary and secondary coil. Since these two functions are effected by different elements of the hinge pin, the two elements can be particularly adapted to the respective function.
  • the material can be selected exclusively for its mechanical properties for the support element. Magnetic properties need not be considered. Suitable examples are steel alloys of sufficient toughness and hardness, but also modern plastics, which may contain, for example, fiber reinforcements.
  • materials having ferromagnetic properties can be used for the flow element, in particular those having the highest possible permeability, with its mechanical properties not being important.
  • the flow element consists of a material having ferromagnetic properties and being capable of flow.
  • the material of the flow element can then be introduced, for example, into recesses, hollows, cavities etc. of the support element in the flowable state and then cured.
  • a ferromagnetic property exhibiting material to be processed in the flowable state is, for example, a sinterable powder material, for example made of starting materials such as iron (III) oxide and barium or strontium carbonate.
  • the flow element of a Mixture of ferromagnetic particles for example, in turn, made of the starting materials iron (III) oxide and barium or strontium carbonate, and to produce a solidified ble or solidifying plastic material, in which then the ferromagnetic particles are embedded.
  • This plastic material may be a thermoplastic material.
  • the hinge pin is then produced, in which the thermoplastic material provided with the ferromagnetic particles is supplied in powder form to the appropriate points of the support element of the hinge pin, then heated to above the melting temperature and finally cooled again, or these points of the support element already in heated over the melting temperature, flowable state is supplied.
  • the plastic material also has friction-reducing properties, since in this case otherwise often necessary bushes for reducing friction can be dispensed with and the volume otherwise required for the bearing bush is additionally available for the belt bolt and / or the reels , Suitable materials are in particular POM with additives of PTFE or chalk, as well as polyamides with additives of MoSO 4 or other sliding bearing modifying properties into consideration.
  • a preferred embodiment of the strip according to the invention therefore provides for the supporting element to provide an elongated component consisting of a mechanically stable material and to firmly connect the flux element to the supporting element in such a way that the lateral surface of the flow element at least partially covers the supporting element.
  • the flux element can then - if it consists of a material with friction-reducing properties, without an additional sleeve-shaped sliding element abut the inner lateral surfaces of the coils, so as to achieve the smallest possible gap between the flux element and the coil to improve the magnetic coupling.
  • the support element comprises at least one oblique to the hinge axis extending channel into which the flow element protrudes, in other words: The material having ferromagnetic properties is filled .
  • the volume fraction of ferromagnetic properties exhibiting material on the total volume of the hinge pin is increased due to this measure and thus further improves its suitability for guiding magnetic flux lines.
  • the flow element can completely surround the support element.
  • This cage can consist of a material with reduced friction properties and assume the function of a separate sliding sleeve.
  • the cage is preferably embedded in the material of the flow element us radially or not slightly over the flow element, so that the air gap between the coil and the hinge pin is minimized.
  • the support element is arranged at least substantially within the flow element.
  • This embodiment of the hinge pin can be recommended if the material used for the flow element, in contrast to that of the support element has no suitable for the formation of the surface of the hinge pin material properties and the surface of the hinge pin is to be formed by the materials of the support member.
  • channels extending transversely to the hinge axis from the volume to the lateral surface of the support element can be provided, which are filled with the material having ferromagnetic properties.
  • the flow element is then at least at the points close to the interior of the coil, where the channels pass through the lateral surface of the retaining element.
  • At least one of the coils comprises an end face Contact elements that interact with counter-contact elements, which are arranged on a side facing the front side of a connection element. Due to this measure, the electrical contacting of the coils configured in this way is considerably simplified, since the coil can first be inserted into the hinge part of the respective band part without electrical conduction and the electrical contacting can be effected by subsequent insertion of the connection element.
  • FIG. 3 shows a section according to section line III-III in FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a variant of the electrical contacting of a coil in one
  • Fig. 5 shows the same electrical contact in a view of FIG. 4 from below.
  • the designated as 100 in the drawing as a whole band is designed as a so-called two-piece band. It comprises a lower frame hinge part 1 for mounting the strap 100 on a frame, not shown in the drawing, and an upper wing hinge part 2, to which a wing, not shown in the drawing, can be mounted.
  • the frame hinge part 1 comprises a frame attachment part 3 and a frame hinge part 4, the wing hinge part 2 a wing attachment part 5 and a wing hinge part 6.
  • Frame hinge part 1 and wing hinge part 2 are pivotable about a hinge axis S by means of a hinge pin 7, whose central longitudinal axis coincides with the hinge axis S and thus defines it.
  • the hinge pin 7 passes through the frame hinge part 4 in a hinge bolt seat 8 and the wing hinge part 6 in a hinge bolt receptacle 9.
  • the mounting of the hinge pin 7 in the hinge pin receptacles 8, 9 serve a lower bearing bush 10 in the hinge pin receptacle 8 and an upper bearing bush 11 in the hinge pin receptacle 9.
  • the bearing bushes are made of a friction-reducing plastic material, for example based on POM, as it is already known for the design of such bushings in conventional bands.
  • the lower bearing bush 10 extends only over a part of the length of the hinge pin receptacles 8, the upper bushing 11 only seen over a part of the length hinge pin receptacle 9.
  • a primary coil 12 is arranged whose coil winding 13 is wound concentrically to the hinge axis S.
  • the coil is simply wound and has - depending on the transmitted power - at least two winding layers.
  • the coil winding 13 is of a nem coat 14 enclosed. Its outer contour is adapted to the contour of the hinge pin receptacle 8 in such a way that the primary coil 12 is received in a rotationally fixed manner in the frame hinge part 4.
  • the jacket With its lower end face 15, the jacket is supported on the lower bearing bush 10.
  • the upper end face 16 of the shell 14 forms a support for the lower end face 17 of a jacket 18 of a secondary coil 19, which is mounted in the primary coil 12 in a corresponding manner in the hinge pin receptacle 9 in the wing hinge part 6 and with its upper end face 20 accordingly on the upper bearing bush 11 is supported.
  • the secondary coil 19 has the same structure as the primary coil 12, wherein the coil winding 21 may be formed differently in terms of the number of turns and the dimension of the coil wire used when the primary coil 12 supplied electrical energy in the inductive transmission to the secondary coil 19 are transformed should.
  • Various hinge pins that differ in the configuration of the support member 21 and the flow member 22 are shown in Figs. 2a) to e).
  • the support member 21 is rod-shaped. It consists of a steel alloy with own shafts, which is suitable for the transmission of the forces acting on the frame in the respective application of the wing.
  • the support element 21 is encapsulated with a thermoplastic material 23, to which particles 24 of ferromagnetic material are mixed.
  • the plastic material 23 is surrounded in the embodiment shown in Fig. 2a) by a cage 25 which consists of a friction-reducing plastic material, so as to reduce the friction between the hinge pin 7 and the bearing bushes 11, 12 and the inner circumferential surfaces of the shells 14, 18 and to reduce the coils.
  • the cage 25 is designed as a sleeve 26 with rows of holes 27 educated. In these holes, the plastic material 23 comprising the particles 24 reaches as far as the jacket surface 28 of the hinge pin so as to improve the inductive coupling between the flux element 22 and the coils 12, 19.
  • the upper and lower ends of the embodiment of the hinge pin according to FIGS. 2 a) and b) form end pieces 29, 30. These have pins 31 for attachment to the support element 21, which each form a press fit with blind bores 32 of the support element 21.
  • FIG. 2c Another embodiment of the hinge pin 7 is shown in Fig. 2c) in longitudinal section.
  • the support element 21 is completely enclosed by the flow element 22.
  • the flow element in turn consists of plastic material 23 with ferromagnetic particles 24.
  • the plastic material is a duroplastic material, for example based on polyester or epoxy resin, whose surfaces are mechanically workable after curing.
  • the hinge pin 7 is provided with a flow element 22 over only a part of its length.
  • the support member 21 has an annular groove 33, whose length L corresponds approximately to that length which is covered by the two coils 12, 19.
  • Passage channels 34 are provided in the region of the annular groove, and the annular groove 33 and the channels 34 are filled with plastic material 23 mixed with particles 24.
  • the flow element 22 is provided within a volume 35 which extends at the top over a length of the support element 21 which is covered by the two coils 12, 19.
  • this volume 35 is at least partially filled with ferromagnetic particles see 24, which in turn may be embedded in a plastic material.
  • channels 36 extending from the volume 35 to the lateral surface 28 are provided, in which the flow element 22 in turn projects up to the lateral surface 28.
  • the particles can be considerably smaller, the volume fraction of which is much greater than the proportion of synthetic material. Furthermore, it is also possible to produce the flow elements made of ferritic material without embedding particles in a plastic matrix, for example by sintering of a powder material, as long as a sufficiently firm connection of the flow element 22 to the support element is ensured.
  • the two coils 12, 19 may be fixedly provided with electrical connection lines 37, 38. These can then be guided out of the hinge pin receptacles 8, 9 by transverse bores 39, 40 in the frame hinge part 4 or de, wing hinge part 6 and guided to the frame or wing by channels 41 provided in the frame fastening part 3 or the wing fastening part 5.
  • the channels 41 are - as can be seen in Fig. 3 - closed by means of a lid 42, so that the lines 37, 38 are not visible or manipulated from the outside. In Fig. 3, only the wiring is shown using the wing hinge part 2, they can be done in the frame hinge part 1 in a corresponding manner.
  • the mounting of the coils 12, 19 in the corresponding hinge pin receptacles 8, 9 may cause difficulties due to the connecting cables permanently connected to the coils.
  • Remedy can be provided by the electrical see-contacting, which is shown in Figures 4 and 5.
  • the coils, of which only the primary coil 12 is shown by way of example in FIGS. 4 and 5 have contact elements 43 on an end face, which interact with counter-contact elements 44 in the installed state.
  • the counter-contact elements 44 are attached to a connection element 45 which may have the shape of a disk and are connected to the electrical lines 37 in an electrically conductive manner. It is understood that this type of contacting can be used independently of the particular design of the hinge pin shown above, and thus her own independent inventive significance. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Wing Frames And Configurations (AREA)

Abstract

Bei einem Band (100) zur um eine Scharnierachse (S) scharniergelenkigen Verbindung eines Flügels, einer Tür, eines Fensters oder dergleichen an einem Rahmen mit einem an dem Rahmen befestigbaren Rahmenbandteil (1), welches ein Rahmenbefestigungsteil (3) und ein Rahmenscharnierteil (4) umfasst, mit einem an dem Flügel befestigbaren Flügelbandteil (2), welches ein Flügelbefestigungsteil (5) und ein Flügelscharnierteil (6) umfasst, und mit einem die Scharnierachse (S) definierenden Bandbolzen (7), wobei in dem Rahmenscharnierteil (4) eine den Bandbolzen (7) umgebende Primärspule (12) angeordnet ist, wobei in dem Flügelscharnierteil (6) eine den Bandbolzen (7) umgebende Sekundärspule (19) angeordnet ist, und wobei der Bandbolzen (7) als magnetische Flusslinie leitendender Kern für die beiden Spulen (12, 19) ausgebildet ist, umfasst der Bandbolzen (7) ein Tragelement zum Übertragen mechanischer Kräfte zwischen dem Flügel und dem Rahmen und ein Flusselement zum Leiten magnetischer Flusslinien zwischen der Primär- und der Sekundärspule (12, 19).

Description

Band zur um eine Scharnierachse scharniergelenkigen Verbindung eines
Flügels an einem Rahmen
Die Erfindung betrifft ein Band zur um eine Scharnierachse scharniergelenkigen Verbindung eines Flügels, einer Tür, eines Fensters oder dergleichen an einem Rahmen, mit einem an dem Rahmen befestigbaren Rahmenbandteil, welches ein Rahmenbefestigungsteil und ein Rahmenscharnierteil umfasst, mit einem an dem Flügel befestigbaren Flügelbandteil, welches ein Flügelbefestigungsteil und ein Flügelscharnierteil umfasst, und mit einem die Scharnierachse definierenden Bandbolzen, wobei in dem Rahmenscharnierteil eine den Bandbolzen umgebende Primärspule angeordnet ist, wobei in dem Flügelscharnierteil eine den Bandbolzen umgebende Sekundärspule angeordnet ist und wobei der Bandbolzen als magne- tische Flusslinien leitender Kern für die beiden Spulen ausgebildet ist.
Türen für Objekte wie Häuser, Geschäfte oder auch Fluchttüren weisen in zunehmendem Maße die Sicherheit oder den Komfort verbessernde Einrichtungen auf, die mittels elektrischer Energie betrieben werden.
Zur Energieversorgung sind diese Einrichtungen entweder galvanisch, beispielsweise über Schleifkontakte, oder über flexible Kabel mit einer externen Energiequelle verbunden, oder sie weisen selbst Energiespeicher, beispielsweise Akkus oder Batterien auf. Im erstgenannten Fall besteht der Nachteil, dass Schleifkontakte störanfällig sind und Kabelverbindungen das optische Erscheinungsbild deutlich beeinträchtigen. Im zweiten Fall sind durch die Notwendigkeit von separaten Speichern die Be- triebskosten erhöht. Zudem kann der Platzbedarf der Speicher die Funktionalität und das optische Erscheinungsbild beeinträchtigen.
Aus der gattungsgemäßen DE 10 2004 017 341 A1 ist ein Band mit einem eingebauten Trafo für eine kontaktlose Energieübertragung bekannt. Dieses Band um- fasst eine in einem Rahmenbandteil angeordnete Primärspule und eine in einem Flügelbandteil angeordnete Sekundärspule. Der magnetischen Ankopplung der Sekundärspule an die Primärspule, die in Richtung der Scharnierachse voneinander beabstandet sind, dient ein beide Spulen durchsetzender Bandbolzen.
Zwar ist grundsätzlich die kontaktlose Energieübertragung von einem feststehenden Rahmen in einen schwenkbar an dem Rahmen angeordneten Flügel zur Vermeidung der oben genannten Nachteile wünschenswert, Versuche haben jedoch gezeigt, dass mit dem aus der DE 10 2004 017 341 A1 bekannten Band nur sehr geringe elektrische Leistungen von der Primär- auf die Sekundärseite übertragen werden können, da die Verlustleistung bei der Übertragung sehr hoch ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Band zu schaffen, welches eine kontaktlose Übertragung elektrischer Energie in einem Maße erlaubt, wie es zum Betrieb gängiger, an dem Flügel vorgesehener Komfort- oder Sicherheitsein- richtungen nötig ist.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Band gelöst.
Der Bandbolzen umfasst erfindungsgemäß ein Tragelement zum Übertragen me- chanischer Kräfte zwischen dem Flügel und dem Rahmen und ein Flusselement zum Leiten magnetischer Flusslinien zwischen der Primär- und der Sekundärspule. Dem Bandbolzen kommt somit eine Doppelfunktion zu: Er überträgt einerseits - wie bei einem herkömmlichen Band - die mechanischen Kräfte zwischen Rahmen und Flügel, andererseits sorgt er für eine verbesserte magnetische Kopplung zwischen Primär- und Sekundärspule. Da diese beiden Funktionen durch unterschiedliche Elemente des Bandbolzens bewirkt werden, können die beiden Elemente an die jeweilige Funktion besonders angepasst werden. Für das Tragelement beispielsweise kann der Werkstoff ausschließlich nach seinen mechanischen Eigenschaften ausgewählt werden. Magnetische Eigenschaften brauchen nicht berücksichtigt zu werden. Geeignet sind beispielsweise Stahllegierungen ausreichender Zähigkeit und Härte, aber auch moderne Kunststoffe, die beispielsweise Faserverstärkungen enthalten können. Für das Flusselement können insbesondere Werkstoffe mit ferromagnetischen Eigenschaften Verwendung finden, insbe- sondere solche mit einer möglichst hohen Permeabilität, wobei es auf deren mechanische Eigenschaften nicht ankommt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass auf Grund dieser Funktionstrennung durch den Einsatz geeigneter Materialien für das Tragelement und für das Fluss- element Bandbolzen derselben Dimensionen wie bei einem herkömmlichen Band hergestellt werden können, die für die Übertragung von Kräften in der bisherigen Höhe geeignet sind, andererseits jedoch eine Permeabilität aufweisen, die zu einer magnetischen Ankopplung der Sekundär- an die Primärspule führt, die für eine kontaktlose Übertragung elektrischer Energie in einem Maße ausreicht, wie es zum Betrieb gängiger, an dem Flügel vorgesehener Komfort- oder Sicherheitseinrichtungen von Nöten ist.
Um bei dem Tragelement unterschiedliche, zur Erzielung der gewünschten mechanischen Eigenschaften bevorzugte Formgestaltungen realisieren zu können, ist es besonders von Vorteil, wenn das Flusselement aus einem ferromagnetische Eigenschaften aufweisenden, fließfähig zu verarbeitenden Material besteht. Das Material des Flusselements kann dann beispielsweise in Ausnehmungen, Mulden, Hohlräume etc. des Tragelements im fließfähigen Zustand eingebracht und anschließend ausgehärtet werden.
Ein ferromagnetische Eigenschaft aufweisender, im fließfähigen Zustand zu verarbeitender Werkstoff ist beispielsweise ein sinterfähiger Pulverwerkstoff, beispielsweise aus Ausgang Stoffen wie Eisen (Ill)-Oxid und Barium- bzw. Stronzium- Carbonat hergestellt. Es ist jedoch ebenfalls möglich, das Flusselement aus einer Mischung ferromagnetischer Partikel, beispielsweise wiederum aus den Ausgangstoffen Eisen (Ill)-Oxid und Barium- bzw. Stronzium-Carbonat hergestellt, und einem verfestig baren oder sich verfestigenden Kunststoffmaterial zu fertigen, in welches dann die ferromagnetischen Partikel eingebettet sind.
Bei diesem Kunststoffmaterial kann es sich um ein thermoplastisches Material handeln. Der Bandbolzen wird dann hergestellt, in dem das mit dem ferromagnetischen Partikeln versehene thermoplastische Material in Pulverform an den hierfür vorgesehenen Stellen des Tragelements des Bandbolzens zugeführt, anschlie- ßend bis über die Schmelztemperatur erhitzt und schließlich wieder abgekühlt wird, oder diesen Stellen des Tragelements bereits im über die Schmelztemperatur erhitzten, fließfähigen Zustand zugeführt wird.
Es ist jedoch ebenfalls möglich, als aushärtbares Kunststoffmaterial beispielswei- se ein Mehrkomponentenmaterial oder ein solches, welches beispielsweise unter dem Einfluss elektromagnetischer Energie aushärtet, zu verwenden, welchem vor dem Aushärtvorgang die ferromagnetischen Partikel beigemischt worden sind.
Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn das Kunststoffmaterial zudem reibungsre- duzierende Eigenschaften aufweist, da in diesem Falle auf sonst häufig notwendige Lagerbuchsen zur Reibungsreduzierung verzichtet werden kann und das sonst für die Lagerbuchse benötigte Volumen zusätzlich für den Bandbolzen und/oder die Spulen zur Verfügung steht. Als Materialien kommen insbesondere POM mit Zusätzen aus PTFE oder Kreide, sowie Polyamide mit Zusätzen aus MoSO4 oder anderen gleitlagermodifizierenden Eigenschaften in Betracht. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bandes sieht daher vor, für das Tragelement einen aus einem mechanisch stabilen Material bestehenden, lang gestrecktes Bauteil vorzusehen und das Flusselement fest mit dem Tragelement so zu verbinden, dass die Mantelfläche des Flusselements das Tragelement zumin- dest teilweise überdeckt. Das Flusselement kann dann - wenn es aus einem Material mit reibungsreduzierenden Eigenschaften besteht, ohne ein zusätzliches hülsenförmiges Gleitelement an den inneren Mantelflächen der Spulen anliegen, um so zur Verbesserung der magnetischen Ankopplung einen möglichst geringen Spalt zwischen dem Flusselement und der Spule zu realisieren. Um eine besonders sichere Verbindung zwischen dem Tragelement und dem Flusselement zu bewirken, ist es besonders von Vorteil, wenn das Tragelement mindestens einen Schräg zur Scharnierachse verlaufenden Kanal umfasst, in den das Flusselement hineinragt, mit anderen Worten: Der mit ferromagnetische Eigenschaften aufweisendem Material gefüllt ist. Neben der Verbesserung der Befestigung des Flusselements an dem Tragelement durch die somit erzeugte formschlüssige Verbindung wird auf Grund dieser Maßnahme auch der Volumenanteil von ferromagnetische Eigenschaften aufweisendem Material am Gesamtvolumen des Bandbolzens erhöht und somit seine Eignung zum Führen magnetischer Flusslinien weiter verbessert.
Zur weiteren Verbesserung der magnetischen Ankopplung zwischen den Spulen und dem Flusselement kann das Flusselement das Tragelement vollständig um- geben.
Es ist jedoch zur Verbesserung der Befestigung des Flusselements an dem Tragelement ebenfalls möglich, einen das Flusselement zumindest teilweise umgebenden Käfig vorzusehen. Dieser Käfig kann aus einem reibungsreduzierten Ei- genschaften aufweisendem Material bestehen und die Funktion einer separaten Gleithülse übernehmen. Dabei ist der Käfig vorzugsweise in das Material des Flusselements eingebettet uns steht radial nicht oder geringfügig über das Flusselement über, damit der Luftspalt zwischen der Spule und dem Bandbolzen möglichst gering ist.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform des Bandbolzens ist das Tragelement zumindest im Wesentlichen innerhalb des Flusselements angeordnet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, das Flusselement in einem zentralen Volumen in dem Tragelement vorzusehen. Diese Ausführungsform des Bandbolzens kann sich empfehlen, wenn das für das Flusselement verwendete Material im Gegensatz zu demjenigen des Tragelements keine für die Bildung der Oberfläche des Bandbolzens geeignete Materialeigenschaften aufweist und die Oberfläche des Bandbolzens von den Materialien des Tragelements gebildet werden soll. Es ist jedoch auch damit zu rechnen, dass in diesem Falle auf Grund des größeren Abstandes zwischen dem Spuleninneren und dem durch den Bandbolzen gebildeten Kern die Ankopplung zwischen der Sekundär- und der Primärspule verschlechtert ist.
Um diesbezüglich eine Verbesserung zu bewirken, können sich quer zur Schar- nierachse von dem Volumen bis zur Mantelfläche des Tragelements erstreckende Kanäle vorgesehen sein, die mit dem ferromagnetische Eigenschaften aufweisenden Material gefüllt sind. Über die Mantelfläche des Bandbolzens verteilt befindet sich das Flusselement dann zumindest an den Stellen dicht am Inneren der Spule, wo die Kanäle die Mantelfläche des Halteelements durchsetzen.
Bei einer ganz besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bandes, die jedoch nicht auf die Variante mit einem ein Tragelement und ein Flusselement umfassenden Bandbolzen beschränkt ist und der in sofern unabhängig von dieser eine eigene erfinderische Bedeutung zu kommt, umfasst zu- mindest eine der Spulen stirnseitig angeordnete Kontaktelemente, die mit Gegen- kontaktelementen, die an einer der Stirnseite zugewandten Seite eines Anschlusselements angeordnet sind, zusammenwirken. Auf Grund dieser Maßnahme wird die elektrische Kontaktierung der derart ausgestalteten Spulen erheblich vereinfacht, da die Spule zunächst ohne elektrische Leitung in das Scharnierteil des jeweiligen Bandteils eingefügt und die elektrische Kontaktierung durch anschließendes Einsetzen des Anschlusselements bewirkt werden kann.
In der Zeichnung sind - schematisch - verschiedene Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Bandes dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt entlang der Scharnierachse dieses Ausführungsbeispiels, jedoch ohne Details der Ausgestaltung des Bandbolzens;
Fig. 2a) - e) verschiedene Ausgestaltungen des Bandbolzens, zumindest teilwei- se in Richtung der Scharnierachse geschnitten;
Fig. 3 einen Schnitt gemäß Schnittlinie IM-III in Fig. 1 ; Fig. 4 eine Variante der elektrischen Kontaktierung einer Spule in einem
Längsschnitt durch die Scharnierachse sowie
Fig. 5 dieselbe elektrische Kontaktierung in einer Ansicht gemäß Fig. 4 von unten.
Das in der Zeichnung als Ganzes mit 100 bezeichnete Band ist als so genanntes zweiteiliges Band ausgebildet. Es umfasst ein unteres Rahmenbandteil 1 zur Montage des Bandes 100 an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Rahmen, und ein oberes Flügelbandteil 2, an dem ein in der Zeichnung nicht dargestellter Flügel montierbar ist. Das Rahmenbandteil 1 umfasst ein Rahmenbefestigungsteil 3 und ein Rahmenscharnierteil 4, das Flügelbandteil 2 ein Flügelbefestigungsteil 5 und ein Flügelscharnierteil 6.
Rahmenbandteil 1 und Flügelbandteil 2 sind um eine Scharn ierachse S verschwenkbar mittels eines Bandbolzens 7 miteinander verbunden, dessen Mittellängsachse mit der Scharnierachse S zusammenfällt und diese somit definiert.
Der Bandbolzen 7 durchsetzt das Rahmenscharnierteil 4 in einer Bandbolzenauf- nähme 8 und das Flügelscharnierteil 6 in einer Bandbolzenaufnahme 9. Der Lagerung des Bandbolzens 7 in den Bandbolzenaufnahmen 8, 9 dienen eine untere Lagerbuchse 10 in der Bandbolzenaufnahme 8 und eine obere Lagerbuche 11 in der Bandbolzenaufnahme 9. Die Lagerbuchsen sind aus einem reibungsreduzie- renden Kunststoffmaterial gefertigt, beispielsweise auf Basis von POM, wie es für die Ausgestaltung derartiger Lagerbuchsen bei herkömmlichen Bändern bereits bekannt ist.
Die untere Lagerbuchse 10 erstreckt sich von unten gesehen lediglich über einen Teil der Länge der Bandbolzenaufnahmen 8, die obere Lagerbuchse 11 dement- sprechend von oben gesehen lediglich über einen Teil der Länge Bandbolzenaufnahme 9. In der verbleibenden Länge der Bandbolzenaufnahme 8 ist eine Primärspule 12 angeordnet, deren Spulenwickelung 13 konzentrisch zur Scharnierachse S gewickelt ist. Die Spule ist einfach gewickelt und weist - je nach übertragender Leistung - zumindest zwei Wicklungslagen auf. Die Spulenwicklung 13 ist von ei- nem Mantel 14 umschlossen. Seine Außenkontur ist derart an die Kontur der Bandbolzenaufnahme 8 angepasst, dass die Primärspule 12 drehfest in dem Rahmenscharnierteil 4 aufgenommen ist. Mit seiner unteren Stirnseite 15 stützt sich der Mantel auf der unteren Lagerbuchse 10 ab. Die obere Stirnseite 16 des Mantels 14 bildet ein Auflager für die untere Stirnseite 17 eines Mantels 18 einer Sekundärspule 19 , die in der Primärspule 12 in entsprechender Weise in der Bandbolzenaufnahme 9 in dem Flügelscharnierteil 6 gelagert ist und sich mit ihrer oberen Stirnseite 20 dementsprechend an der oberen Lagerbuchse 11 abstützt. Die Sekundärspule 19 weist denselben Aufbau wie die Primärspule 12 auf, wobei die Spulenwicklung 21 hinsichtlich der Anzahl der Windungen und der Dimension des verwendeten Spulendrahts unterschiedlich ausgebildet sein kann, wenn die der Primärspule 12 zugeführte elektrische Energie bei der induktiven Übertragung auf die Sekundärspule 19 transformiert werden soll.
Um die induktive Ankopplung zwischen der Primärspule 12 und der Sekundärspule 19 zu verbessern, umfasst der in Fig. 1 lediglich konturenhaft dargestellte Bandbolzen 7 ein Tragelement 21 zum Übertragen mechanischer Kräfte zwischen dem Flügel und dem Rahmen und ein Flusselement 22 zum Leiten magnetischer Flusslinien der Primär- und der Sekundärspule (siehe Fig. 2)). Verschiedene Bandbolzen, die sich in der Ausgestaltung des Tragelements 21 und des Flusselements 22 unterscheiden, sind in den Fig. 2a) bis e) dargestellt.
Bei dem in Fig. 2a) und b) im Längsschnitt dargestellten Bandbolzen ist das Tragelement 21 stabförmig ausgebildet. Es besteht aus einer Stahllegierung mit Eigen- Schäften, die zur Übertragung der bei der jeweiligen Anwendung vom Flügel auf den Rahmen wirkenden Kräften geeignet ist. Das Tragelement 21 ist umspritzt mit einem thermoplastischen Kunststoffmaterial 23, welchem Partikel 24 aus ferro- magnetischem Material beigemischt sind.
Das Kunststoffmaterial 23 ist bei dem in Fig. 2a) dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Käfig 25 umgeben, der aus einem reibungsreduzierenden Kunststoffmaterial besteht, um so die Reibung zwischen dem Bandbolzen 7 und den Lagerbuchsen 11 , 12 sowie der inneren Mantelflächen der Mäntel 14, 18 und den Spulen zu reduzieren. Der Käfig 25 ist als Hülse 26 mit Reihen von Löchern 27 aus- gebildet. In diesen Löchern reicht das die Partikel 24 umfassende Kunststoffmate- rial 23 bis an die Mantelfläche 28 des Bandbolzens heran, um so die induktive An- kopplung zwischen dem Flusselement 22 und den Spulen 12, 19 zu verbessern.
Den oberen und unteren Abschluss der Ausführungsform des Bandbolzens gemäß der Fig. 2a) und b) bilden Endstücke 29, 30. Diese weisen zur Befestigung an dem Tragelement 21 Zapfen 31 auf, die mit Sacklochbohrungen 32 des Tragelements 21 jeweils einen Presssitz bilden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bandbolzens 7 ist in Fig. 2c) im Längsschnitt dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Tragelement 21 von dem Flusselement 22 vollständig umschlossen. Das Flusselement besteht wiederum aus Kunststoffmaterial 23 mit ferromagnetischen Partikeln 24. Bei dem Kunststoffmaterial handelt es sich um ein duroplastisches Material, beispielsweise auf Polyester - oder Epoxidharzbasis, dessen Oberflächen nach dem Aushärten mechanisch bearbeitbar ist.
Bei dem weiteren, in Fig. 2d) teilweise längs geschnittenen Ausführungsbeispiel ist der Bandbolzen 7 lediglich über einen Teil einer Länge mit einem Flusselement 22 versehen. Hierzu weist das Tragelement 21 eine Ringnut 33 auf, deren Länge L etwa derjenigen Länge entspricht, die von den beiden Spulen 12, 19 überdeckt wird. Im Bereich der Ringnut sind Durchgangskanäle 34 vorgesehen, die Ringnut 33 und die Kanäle 34 sind von mit Partikeln 24 vermischtem Kunststoffmaterial 23 ausgefüllt.
Bei der weiteren Ausführungsform des Bandbolzens 7 gemäß Fig. 2e) ist das Flusselement 22 innerhalb eines Volumens 35, welches sich oben über eine Länge des Tragelements 21 erstreckt, die von den beiden Spulen 12, 19 überdeckt ist, vorgesehen. Hierzu ist dieses Volumen 35 zumindest teilweise mit ferromagneti- sehen Partikeln 24 ausgefüllt, die wiederum in einem Kunststoffmaterial eingebettet sein können. Zur Verbesserung der induktiven Ankopplung mit den Spulen 12, 19 sind von dem Volumen 35 zur Mantelfläche 28 reichende Kanäle 36 vorgesehen, in denen das Flusselement 22 dann wiederum bis zum Mantelfläche 28 ragt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Darstellung des Kunststoffmaterials 23 und der Partikel 24 lediglich schematisch ist, insbesondere entspricht die dargestellte Partikelgröße und deren Volumenanteil relativ zum Kunststoffmaterial nicht der Realität. Die Partikel können erheblich kleiner, deren Volumenanteil zum Kunst- Stoffanteil erheblich größer sein. Ferner ist es ebenfalls möglich, die Flusselemente aus ferritischem Material ohne Einbettung von Partikeln in einer Kunststoffmatrix herzustellen, beispielsweise durch Sintern von einem Pulverwerkstoff, sofern eine ausreichend feste Verbindung des Flusselements 22 mit dem Tragelement sicher gestellt ist.
Die beiden Spulen 12, 19 können fest mit elektrischem Anschlussleitungen 37, 38 versehen sein. Diese können dann durch Querbohrungen 39, 40 in dem Rahmenscharnierteil 4 bzw. de, Flügelscharnierteil 6 aus den Bandbolzenaufnahmen 8, 9 herausgeführt und durch in dem Rahmenbefestigungsteil 3 bzw. dem Flügelbefes- tigungsteil 5 vorgesehene Kanäle 41 zum Rahmen bzw. Flügel geführt werden. Die Kanäle 41 sind - wie in Fig. 3 erkennbar ist - mit Hilfe eines Deckels 42 verschlossen, damit die Leitungen 37, 38 von außen nicht erkennbar oder manipulierbar sind. In Fig. 3 ist lediglich die Leitungsführung anhand des Flügelbandteils 2 dargestellt, sie kann beim Rahmenbandteil 1 in entsprechender weise erfolgen.
Insbesondere, wenn der für die Kontaktierung und die Kabelführung zur Verfügung stehende Raum begrenzt ist, kann die Montage der Spulen 12, 19 in den entsprechenden Bandbolzenaufnahmen 8, 9 auf Grund der fest mit den Spulen verbundenen Anschlusskabeln Schwierigkeiten bereiten. Abhilfe kann durch die elektri- sehe Kontaktierung geschaffen werden, die in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist. Bei dieser weisen die Spulen, von denen in Fig. 4 und 5 lediglich die Primärspule 12 beispielhaft dargestellt ist, an einer Stirnseite Kontaktelementen 43 auf, die mit Gegenkontaktelementen 44 im eingebauten Zustand zusammenwirken. Die Ge- genkontaktelemente 44 sind an einem Anschlusselement 45 angebracht, das die Form einer Scheibe aufweisen kann und sind mit den elektrischen Leitungen 37 elektrisch leitend verbunden. Es versteht sich, dass diese Art der Kontaktierung unabhängig von der weiter oben dargestellten, besonderen Ausgestaltung des Bandbolzens Verwendung finden kann und ihr somit auch selbstständige erfinderische Bedeutung zukommt. Bezugszeichenliste:
100 Band
1 Rahmenbandteil
2 Flügel bandteil
3 Rahmenbefestigungsteil
4 Rahmenscharnierteil
5 Flügel befestigungsteil
6 Flügelscharnierteil
7 Bandbolzen
8 Bandbolzenaufnahme
9 Bandbolzenaufnahme
10 untere Lagerbuche
11 obere Lagerbuche
12 Primärspule
13 Spulenwicklung
14 Mantel
15 untere Stirnseite
16 obere Stirnseite
17 untere Stirnseite
18 Mantel
19 Sekundärspule
20 obere Stirnseite
21 Tragelement
22 Flusselement
23 Kunststoffmaterial
24 Partikel
25 Käfig
26 Hülse
27 Löcher
28 Mantelfläche
29 Endstück
30 Endtück 31 Zapfen
32 Sacklochbohrungen
33 Ringnut
34 Kanäle
35 Volumen
36 Kanäle
37 Leitungen
38 Leitungen
39 Querbohrung
40 Querbohrung
41 Kanäle
42 Deckel
43 Kontaktelemente
44 Gegenkontaktelement
45 Anschlusselement
L Länge
S Scharnierachse

Claims

Patentansprüche:
1. Band (100) zur um eine Scharnierachse (S) scharniergelenkigen Verbindung eines Flügels, einer Tür, eines Fensters oder dergleichen an einem Rahmen, mit einem an dem Rahmen befestigbaren Rahmenbandteil (1 ), welches einen Rahmenbefestigungsteil (3) und ein Rahmenscharnierteil (4) umfasst, mit einem an dem Flügel befestigbaren Flügelbandteil (2), welches ein Flügelbefestigungsteil (5) und ein Flügelscharnierteil (6) umfasst, und mit einem die Scharnierachse (S) definierenden Bandbolzen (7), wobei in dem Rahmenscharnierteil (4) eine den Bandbolzen (7) umgebende Primärspule (12) angeordnet ist, wobei in dem Flügelscharnierteil (6) eine den Bandbolzen (7) umgebende Sekundärspule (19) angeordnet ist, und wobei der Bandbolzen (7) als magnetische Flusslinien leitendender Kern für die beiden Spulen (12, 19) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandbolzen (7) ein Tragelement (21 ) zum Übertragen mechanischer Kräfte zwischen dem Flügel und dem Rahmen und ein Flusselement (22) zum Leiten magnetischer Flusslinien zwischen der Primär- und der Sekundärspule (12, 19) umfasst.
2. Band nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Flusselement (22) aus einem ferromagnetische Eigenschaften aufweisenden, in fließfähi- gern Zustand zu verarbeitenden Material besteht.
3. Band nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flusselement (22) aus einem sinterfähigen Pulverwerkstoff hergestellt ist.
4. Band nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flusselement (22) aus einer Mischung ferromagnetischer Partikel (24) und einem verfestigbaren oder sich verfestigenden Kunststoffmaterial (23) besteht.
5. Band nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmate- rial (23) ein thermoplastisches Material ist.
6. Band nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmate- rial ein Mehrkomponentenmaterial ist.
7. Band nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoffmaterial (23) reibungsreduzierende Eigenschaften aufweist.
8. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (21 ) ein aus einem mechanisch stabilen Material bestehendes, lang gestrecktes Bauteil ist und das Flusselement (22) ein fest mit dem Tragelement (21 ) verbundenes, dessen Mantelfläche zumindest teilweise überdeckendes Bauteil ist.
9. Band nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (21 ) mindestens einen schräg zur Scharnierachse (S) verlaufenden Kanal (34) umfasst, der mit ferromagnetische Eigenschaften aufweisendem Material gefüllt ist.
10. Band nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Flusselement (22) das Tragelement (21 ) vollständig umgibt.
11. Band nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Flusselement zumindest teilweise umgebender Käfig (25) vorgesehen ist.
12. Band nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (25) aus einem reibungsreduzierende Eigenschaften aufweisenden Material besteht.
13. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (21 ) ein zentrales, sich in Richtung der Scharnierachse (S) erstreckendes Volumen (35) umfasst, welches mit ferromagnetische Eigenschaften aufweisendem Material gefüllt ist.
14. Band nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein sich quer zur Scharnierachse (S) von dem Volumen (35) bis zur Mantelfläche des Tragelements erstreckender Kanal (36) vorgesehen ist, der mit ferromagneti- sehe Eigenschaften aufweisendem Material gefüllt ist.
15. Band 100 zur um eine Scharnierachse (S) scharniergelenkigen Verbindung eines Flügels, einer Tür, eines Fensters oder dergleichen an einem Rahmen, mit einem an dem Rahmen befestigbaren Rahmenbandeteil (1 ), welches ein Rahmenbefestigungsteil (3) und ein Rahmenscharnierteil (4) umfasst, mit einem an dem Flügel befestigbaren Flügelbandteil (2), welches ein Flügelbefestigungsteil (5) und ein Flügelscharnierteil (6) umfasst, und mit einem die Scharnierachse (S) definierenden Bandbolzen (7), wobei in dem Rahmenscharnierteil (4) eine den Bandbolzen (7) umgebende Primärspule (12) angeordnet ist, und wobei in dem Flügelscharnierteil (6) eine den Bandbolzen (7) umgebende Sekundärspule (19) angeordnet ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Spulen (12, 19) stirnseitig angeordnete Kontaktelemente (43) umfasst, die mit Gegenkontaktelementen (44), die an einer der Stirnseite zugewandten Seite eines Anschlusselements (45) angeordnet sind, zusammenwirken.
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