EP2513397B1

EP2513397B1 - Scharnier

Info

Publication number: EP2513397B1
Application number: EP10790379.1A
Authority: EP
Inventors: Johannes Schneider
Original assignee: Dr Schneider Kunststoffwerke GmbH
Current assignee: Dr Schneider Kunststoffwerke GmbH
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2030-12-03
Also published as: EP2513397A1; DE202009015725U1; CN102725471A; US8720009B2; US20120216371A1; CN102725471B; WO2011082911A1; PL2513397T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Scharnier mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein solches Scharnier ist aus der GB 2 274 896 A bekannt.
Scharniere verbinden zwei Ebenen an einer Kante beweglich. Sie sind als verbindendes Gelenk ausgelegt, um zwei Bauteile miteinander zu verbinden. Beispielsweise werden Scharniere an Türen oder Deckeln von Behältern zum Öffnen und Schließen des jeweiligen Raumes, der verdeckt wird, verwendet. Es gibt Scharniere, die gewichtsmäßig hoch belastbar sind und entsprechend stark ausgebildete Bänder und die Drehgelenke miteinander verbindende Bolzen aufweisen. Darüber hinaus werden insbesondere zum Verbinden von leichten Bauteilen Scharniere aus Kunststoff verwendet, die leicht sind, preiswert in großen Stückzahlen herstellbar und einfach verbaubar sind oder als Filmscharniere zwischen den zu verbindenden Kunststoffteilen an diese mit angespritzt werden. Solche Scharniere bestehen im Wesentlichen aus einer dünnwandigen Verbindung, oft im Form eines Falzes, die durch ihre Biegsamkeit eine begrenzte Drehbewegung der verbundenen Bauteile ermöglicht. Als Material wird bevorzugt Polypropylen wegen der ausgezeichneten Verschleißbeständigkeit verwendet. Filmscharniere haben eine begrenzte Belastbarkeit und eine geringere Scherfestigkeit. Die Scharnierenden führen bei häufiger Bedienung zum Bruch bzw. Riss.
Vermehrt kommen aber auch andere aus Kunststoff bestehende Scharniere zur Anwendung, die in klassischer Form aus Drehgelenken bestehen, die an den Bauteilen oder seitlichen Bändern angespritzt und kammartig ineinanderfügbar sind und mittels eines Bolzens miteinander verbunden werden. Der Bolzen kann ebenfalls aus Kunststoff bestehen. Solche Kunststoffscharniere in klassischer Bauart können aus Stahlblech gefertigte Scharniere ersetzen.
Die bekannten Scharniere machen es grundsätzlich notwendig, dass die Scharnierteile durch einen Bolzen miteinander verbunden werden, der in der Lochreihe gesichert werden muss. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Schraube oder durch Anformung eines zweiten Kopfes an dem Bolzen, damit ein Durchrutschen auf beiden Seiten vermieden wird. Im vormontierten Zustand werden sie über die laschenförmigen Bauteile, die als Bänder vorgesehen sind, an die miteinander zu verbindenden Bauteile angeschraubt. Dies erfordert eine handwerkliche Geschicklichkeit. Werden die beiden Scharnierhälften zuvor an Bauteilen montiert und dann ineinander gefügt, um mit einem Bolzen verbunden werden zu können, so ist eine präzise Vormontage beider Scharnierhälften an den jeweiligen Bauteilen erforderlich.
Dienen die Scharnierhälften zugleich dazu, zwei Kunststoffteile miteinander zu verbinden, so stellt die gesonderte Fertigung und das gesonderte Anbringen eines solchen Scharniers einen hohen Montageaufwand dar. Da beispielsweise ein kleiner Behälter, der mit einem Deckel verschlossen wird, der schwenkbeweglich über ein Scharnier hieran befestigt ist, relativ preiswert ist, ist das Scharnier aus Kunststoff bekannter Bauart relativ teuer. Der Ersatz durch ein Filmscharnier bietet sich vielfach nicht an, wenn der Deckel häufig benutzt werden soll, wie beispielsweise bei einem Deckel an einem Ablagefach in einem Kraftfahrzeug. Des Weiteren lassen sich Bremsmomente bei den bekannten Scharnieren nicht vorgeben. Es ist deshalb bekannt, in solchen Scharnieren Bremsmittel gesondert einzusetzen, um definierte Reibungen zu erzeugen, um gewünschte Gleiteigenschaften bzw. Bremseigenschaften beim Betätigen der Scharniere zu erzielen. Z. B. kann hierdurch erreicht werden, dass der Deckel in verschiedenen Schrägstellungen geöffnet gehalten wird.
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Scharnier der gattungsgemäßen Art so auszubilden, dass die beiden Scharnierelemente an den zu verbindenden Bauteilen leicht anbringbar sind, dass sie ohne Benutzung eines Bolzens radial ineinander fügbar und durch Materialauswahl oder durch konstruktive Ausgestaltung geeignet sind, ein definiertes Bremsmoment auszuüben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, den Schwenkweg des Scharniers zu begrenzen.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch Ausgestaltung des Scharniers gemäß der im Anspruch 1 angegebenen Lehre.
Jedes einzelne Scharnier besteht danach aus einem ersten Scharnierelement, das eine Lagerhülse bildet, die einen Längsspalt aufweist. Dieses Scharnierelement ist an dem ersten Bauteil vorstehend derartig längsseitig befestigt oder angeformt, dass die Lagerhülse praktisch die Kante übersteht. Der Längsspalt, der die Lagerhülse durchtrennt und eine definierte Breite aufweist, befindet sich dabei im Bereich der Mantelwand der Lagerhülse gegenüber der Befestigung an dem Bauteil. Die Lage muss nicht exakt gegenüberliegend sein, der Längsspalt kann auch in einem Winkel zur Ebene des Bauteils verlaufend vorgesehen sein. Die lichte Weite des Längsspaltes sollte in einem bestimmten Verhältnis zum Außendurchmesser, der Gesamtlänge und der Wandstärke stehen. An dem zweiten Bauteil ist als zweites Scharnierelement eine Einführhülse, ebenfalls mit einem Längsspalt versehen, angebracht. Die Einführhülse ist mit mindestens einer Stirnseite derart am zweiten Bauteil befestigt, dass die Mantelfläche der Einführhülse umlaufend freiliegt. Der Längsspalt der Einführhülse ist zum Einsetzen in den Längsspalt der Lagerhülse frei zugänglich angeordnet. Ferner ist der Außendurchmesser der Einführhülse dem Innendurchmesser der Lagerhülse angepasst. Der Außendurchmesser ist z. B. um die doppelte Wandstärke der Lagerhülse kleiner, wenn die Wandstärken beider Hülsen gleich groß gewählt werden. In jedem Fall sollte der Außendurchmesser der Einführhülse so bemessen sein, dass unter Berücksichtigung der federnden Auslegung der Mantelwand die Einführhülse sich in der Lagerhülse eingeführt drehen kann.
Mindestens die Einführhülse weist mindestens einen Hülsenwandabschnitt an einer Seite des Längsspaltes verlaufend auf, der federnd ausgebildet ist. Im Übrigen ist auch hier die Breite des Längsspaltes in einem bestimmten Verhältnis zum Außendurchmesser der Gesamtlänge und der Wandstärke entsprechend bemessen, so dass ein Einführen des Längsspaltes der Einführhülse in den Längsspalt der Lagerhülse und ein anschließendes Hineindrehen möglich ist. Durch gleichzeitige relative Verdrehung der Bauteile gegeneinander wird die Einführhülse vollständig in die Lagerhülse eingedreht, wobei die seitlichen Mantelwandabschnitte der Einführhülse unter Ausnutzung eigener Federelastizität oder der Federelastizität der Mantelwand der Lagerhülse beim Eindrehen geringfügig aufeinander zugedreht werden und beim völligen Einzug der Mantelwand der Einführhülse in die Lagerhülse sich an die Innenwand der Lagerhülse anlegt. Entsprechend dem gewählten Innendurchmesser der Lagerhülse und dem Außendurchmesser der Einführhülse oder der Auslegung eines federnden Schenkels in der Mantelwand der Lagerhülse wird dabei die Reibung zwischen den beiden Scharnierelementen bestimmt. Diese ist aber auch variabel vorgebbar, z. B. kann die Rohrfederspannung mittels eines in die Einführhülse eingesetzten Zusatzelementes aus Metall, das eine definierte Spreizwirkung auf die Einführhülse ausübt, variabel und thermostabiler gestaltet werden. Als Zusatzelement eignet sich z. B. eine ringförmige C-Feder.
Die Reibkraft zwischen den beiden ineinander fügbaren Hülsen kann auf mannigfaltige Art und Weise auch an den Hülsen definiert werden. Wird zum Beispiel ein durchgehender Mantelwandabschnitt in unmittelbarer Nähe des Längsspaltes der Einführhülse federnd, z. B. etwas dünnwandiger oder elastischer als der Restwandabschnitt ausgebildet, so bewirkt dieser Wandabschnitt einen definierten Anlagedruck an der Innenfläche der Lagerhülse. Der Anlagedruck kann aber auch eingestellt werden, indem aus der Mantelwand federnde Zungen hervorstehend vorgesehen oder ausgeformt sind, die beim Ineinanderdrehen federnd an der Innenseite der Lagerhülsenmantelwand anliegen. Ebenso können solche Abschnitte und entsprechend korrespondierende Abschnitte in der Lagerwand vorgesehen sein. Soll allerdings ein Eindringen von Flüssigkeit in das Scharnier weitestgehend vermieden werden, so sollte die Lagerhülse in der Regel, bis auf die Längsspaltausbildung, eine geschlossene Form aufweisen. Die Einführhülse kann auf einfache Weise beispielsweise über ihren stirnseitigen Rand an einer keilförmigen Fixierfläche des Bauteiles befestigt sein. Die Stirnseite kann auch gänzlich an das Bauteil angeformt sein. Die Lagerhülse hingegen ist immer an einer Längskante des ersten Bauteiles befestigt. Die Lagerhülse und auch die Einführhülse können beispielsweise auch aus dünnem Blech oder Federblech, wie Bronzeblech gebogen sein. Vorteile bietet die Erfindung aber insbesondere, wenn die Scharnierelemente aus Kunststoff bestehen und direkt im Spritzgießverfahren an das Bauteil angespritzt sind. Hier brauchen dann keine gesonderten Montagevorgänge, wie Anschrauben, Annieten, Anlöten oder Schweißen, vorgenommen zu werden. Des Weiteren ist dann, wenn das Scharnierelement Bestandteil des Bauteiles ist, dieses zu einem geringfügigen Werkzeugmehrpreis herstellbar.
Grundsätzlich können die Lagerhülse und die Einführhülse längsgeschlitzte Scharnierelemente sein. In diesem Fall muss dafür Sorge getragen werden, dass beispielsweise durch seitliche Lagerbegrenzung des Deckels an einem Behälter ein seitliches Verschieben im zusammengesetzten Zustand nicht möglich ist. Das Problem der seitlichen Verschiebung kann aber auf einfache Weise auch dadurch gelöst werden, dass am ersten Bauteil mindestens jeweils paarweise Lagerhülsen mit offenem oder geschlossenem Boden und korrespondierend hierzu am zweiten Bauteil mindestens jeweils paarweise angeordnete Einführhülsen mit offenem oder geschlossenem Boden angeordnet sind. Wenn zwei solche Scharniere beabstandet zueinander angeordnet werden und dafür Sorge getragen wird, dass beispielsweise der geschlossene oder offene Boden der Lagerhülsen sich außenseitig und der geschlossene oder der offene Boden der Lagerhülsen sich innenseitig befinden, so ist ersichtlich, dass nach dem Ineinanderfügen der paarigen Scharnierelemente ein relatives seitliches Verschieben der beiden Bauteile nicht mehr möglich ist.
Der offene Boden kann beispielsweise ein überstehender Ringflansch sein, so dass durch das rohrförmige Scharnier beispielsweise auch Kabel hindurchgeführt werden kann. Dies hat besondere Vorteile, wenn das Scharnier beispielsweise zwei Bauteile in einem Kraftfahrzeug verbindet, die gegeneinander beweglich sein sollen und über die Verbindung ein Kabelbaum geleitet werden soll. Durch die zentrische Führung des Kabelbaums durch das rohrförmige Scharnier erfolgt keine mechanische Belastung des Kabelbaums. Es ist ferner ersichtlich, dass durch Verwendung eines geschlossenen Bodens keine Flüssigkeit in ein Scharnier eindringen kann. Zwar wäre dies grundsätzlich über den Längsspalt in der Lagerhülse möglich, da aber die Längsspalte in beiden Hülsen gegeneinander derart versetzt sind, dass bei normaler Schwenkbewegung der Längsspalt in der Lagerhülse durch den Wandabschnitt der Einführhülse verdeckt ist, ist ein Eindringen von Flüssigkeit nicht möglich. Bei Verwendung besonders dünner Wandungen und von Materialien mit Eigenelastizität, insbesondere bei den Einführhülsen, ist es auch möglich, einen geschlossenen Boden an der Mantelwand der Einführhülse anzubringen. Unter Ausnutzung der Elastizität ist dennoch ein Eindrehen in die Lagerhülse möglich. Wesentlich erleichtert werden kann ein Einführen dadurch, dass längs des Bodens ein Abschnitt der Mantelwand freigeschnitten ist, so dass dieser als federnder Abschnitt freiliegt.
Bei Anformung oder Freischneiden eines federnden Abschnittes ist es auch möglich, an dem Abschnitt selbst außenseitig vorstehend ein Rastelement, eine gesonderte Bremsfläche aus einem anderen Material oder einen Belag vorzusehen. Im Fall.e eines Rastelementes kann dieses beispielsweise ein Längswulst sein, der angeformt ist oder bei Verwendung von Blech eingedrückt ist. Dieser Wulst kann so angeordnet sein, dass er zur Schwenkwegbegrenzung gegen eine Kante des Längsspaltes in der Lagerhülse greift, wobei durch Flankenanpassung ein Weiterschwenken in mindestens einer der beiden Drehrichtungen möglich oder nicht möglich ist. Durch Anbringung einer Übergleitfläche kann ein Verdrehen in einer gewünschten Richtung über die Kante des Längsspaltes hinaus ermöglicht werden. Es ist aber auch möglich, zur verrasteten Einstellung in die Innenwand der Lagerhülse mehrere Rastausnehmungen einzubringen, in die das Rastelement oder die Rastelemente an der Außenseite der Mantelwand der Einführhülse beim Drehen eingreifen können. Solche Rastelemente können auch an den freigeschnittenen oder angebrachten Federelementen vorgesehen sein. Durch die vorgesehenen Rasten ist eine Ratschenfunktion durch Mikrorasten gegeben, wodurch es möglich ist, auf einfache Weise ein Bauteil in verschiedenen Raststellungen gegenüber den anderen halten zu können. Wird beispielsweise ein solches Scharnier in Verbindung mit an Kopfstützen befestigten Bildschirmen eingesetzt, so lassen sich hierdurch die Raststellungen der Bildschirme in verschiedenen Neigungswinkeln zu dem jeweiligen Betrachter auf einfache Weise einstellen. Natürlich können solche Rastfunktionen auch bei Scharnieren vorgesehen sein, die z. B. bei Blenden und anderen Bauteilen eingesetzt werden, wo dies gewünscht ist.
Die vorteilhaften Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen im Detail angegeben.
Da die zwei Scharnierelemente, die ineinander greifen, Hohlräume bilden, ist ein solches Scharnier geradezu für eine Kabeldurchführung geeignet. Das Kabel kann dabei axial durch eine Reihe der Scharnierelemente hindurchgezogen werden, wenn es sich um ein Scharnierband handelt, es kann aber auch hinter jedem Einzelscharnier enden. Zum Durchziehen ist die stirnseitige Wand mit einer Durchgangsbohrung zu versehen oder es ist auf eine solche Wand zu verzichten. In einem solchen Fall müssten die Bauteile an den Stirnflächen angebunden sein.
Da der Hohlraum ohnehin vorhanden ist, können auch andere Funktionseinsätze eingesetzt werden, beispielsweise auch eine Lampe bzw. eine Leuchtdiode, die in einem Gehäuse angeordnet ist und rückseitig einen Kabelanschluss aufweist, der durch die Mittenbohrung oder durch ein durchgängig offenes Scharnier nach der Erfindung hindurchführbar ist. Diese Leuchtdiode kann dazu verwendet werden, das Scharnier als solches auszuleuchten. Zwischen den beiden benachbarten Scharnierelementen kann das Licht aber auch austreten. Es können also unmittelbar oder auch mittelbar ambiente Beleuchtungen realisiert werden. Wird beispielsweise ein Scharnier nach der Erfindung für die Blende eines Spiegels an einer Sonnenblende in ein Kraftfahrzeug eingesetzt, so kann zwischen den benachbarten Scharnierelementen auch eine durchgehende Leuchtquelle vorgesehen sein, die in die Hohlräume der benachbarten Scharnierkörper eingesetzt ist, um den Spiegel auszuleuchten. Grundsätzlich können also erfindungsgemäß ausgebildete Scharniere in Verbindung mit Lampen dort, wo Flächen ausgeleuchtet werden sollen, wenn eine Klappe geöffnet wird, eingesetzt werden.. Die Hohlräume der Scharniere können dabei auch, da sie gegenüberstehen, als Lagerraum für Lampenkörper dienen. Natürlich lassen sich solche Scharniere auch in aufklappbare Lampen einsetzen, beispielsweise Leselampen in einem Kraftfahrzeug. Zwischen den Scharnieren kann auch ein um die Längsachse in einem definierten Radius gebogener Reflektor angebracht sein, z. B. an dem Bauteil angeformt sein, um das Licht in eine bestimmte Richtung beim Verschwenken des Scharniers austreten lassen zu können.
Oftmals ist es gewünscht, dass Scharniere, sofern sie keine Rasten haben, einen körperfreien, anmutenden Lauf aufweisen sollen. Dieser ist bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Scharnier allein schon durch die Federkräfte der Mantelwände gegeben. Zusätzlich können aber auch Silikoneinleger, gleich ob in flächiger Ausführung oder in Ringausführung, eingesetzt werden, um eine bestimmte gewünschte Gleiteigenschaft zwischen den aneinanderliegenden Flächen zu erreichen. Hierzu können auch Nuten in die Mantelwände eingebracht werden, in denen solche Elemente eingesetzt werden, z. B. auch ein Silikon-O-Ring, der eine dämpfende Reibeigenschaft ausübt.
Will man darüber hinaus bestimmte gedämpfte Drehbewegungen erzielen, so kann in den von den Scharnierelementen gebildeten Hohlraum ein Bremselement eingesetzt werden, das mit der Mantelwand zusammenwirkt. Solche Bremselemente dienen der Dämpfung der Drehbewegung und bestehen aus einem Rotor, der beispielsweise in einer Lagerschale drehbar gelagert ist, wobei der Rotor und die Lagerschale relativ gegeneinander verdrehbar angeordnet sind. Dabei kann entweder der Rotor mit dem Element verbunden sein und die Lagerschale statisch an einem Gehäuse oder an einem Halter fixiert sein. Ebenso kann die Lagerschale mit dem Element und dem Rotor stationär an einem Gehäuse oder an einem Halter des Scharniers fixiert sein. Das Gehäuse wird gebildet durch die Mantelwände der Lagerhülse oder der Einführungshülse. Die mindestens vorgesehene eigene Bremsvorrichtung übt dabei auf die Mantelwände eine Bremskraft aus. Dabei kann der Rotor unter Federwirkung oder durch magnetische Wirkung anliegen. Beispiele hierfür sind in der DE 103 52 445 B4 , der DE 100 61 030 B4 , der DE 203 18 076 U1 , der DE 20 2004 016 117 U1 und der DE 203 05 291 U1 beschrieben. Sämtliche dort angegebenen Bremselemente sind bei entsprechender Dimensionierungsauslegung in die Hohlräume der Scharniere nach der Erfindung einsetzbar. Natürlich können auch handelsübliche Silikonbremsen zum Einsatz kommen, um eine gewünschte Bremswirkung zu erzielen. Durch die Mantelflächen, die bei den Scharnieren nach der Erfindung aneinanderreiben, ist es auch möglich, in diese Schmiernuten einzuprägen, bzw., wenn sie aus Kunststoff bestehen, mit auszuformen, in die dann ein Schmiermittel eingegeben wird oder auch ein Silikon eingespritzt werden kann, um nachhaltig die gewünschte Bewegungsdämpfung beim relativen Verdrehen der Bauelemente gegeneinander zu erreichen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1: in einer Explosionszeichnung zwei Bauteile mit Scharnierelementen nach der Erfindung,
Figur 2: die teilweise zusammengedrehten Scharnierelemente nach Figur 1,
Figur 3: die ineinander gedrehten Scharnierelemente nach Figur 1,
Figur 4: in einer geschnittenen Seitenansicht die Scharnierelemente nach Einführen der Einführhülse in den Längsschlitz der Lagerhülse,
Figur 5: beide ineinander gedrehte Hülsen in einer Raststellung,
Figur 6: die ineinander gedrehten Hülsen in einer Klemmstellung,
Figur 7: ineinander gesteckten Hülsen mit eingesetztem C-Ring,
Figur 8: in geschnittener Seitenansicht zwei Scharnierelemente, deren Einführhülse in die Lagerhülse über Längsspalte eingeführt ist, wobei die Einführhülse keinen Rastansatz aufweist,
Figur 9: ein Scharnierelement gemäß Figur 8 in einer ersten Drehstellung,
Figur 10: die Scharnierelemente gemäß Figur 8 in einer weiteren Drehstellung und
Figur 11: die Scharnierelemente in einer Drehstellung, in der die beiden Hülsen ineinander greifend drehbar gelagert sind.

Sämtliche Figuren zeigen ein erstes Bauteil 1 aus Kunststoff mit angeformten Scharnierelementen 3, 4, die jeweils aus einer Lagerhülse 7, 8 mit jeweils geschlossenen Boden 17, 18, die auf den gegenüberliegenden Seiten angebracht sind, sowie mit Längsspalten 9, 10, die sich bis zu den Böden erstrecken, versehen sind. Die Längsspalten 9, 10 sind in etwa gegenüberliegend von den Befestigungsseiten der ersten Scharnierelemente 3, 4 an dem ersten Bauteil 1 vorgesehen. Es handelt sich dabei um ein im Spritzgießverfahren hergestelltes Kunststoffformteil, bei dem die Scharnierelemente 3, 4 mit angeformt sind. Kongruent korrespondierend zu diesen Lagerhülsen 7, 8 sind an einem zweiten Bauteil 2 zweite Scharnierelemente 5, 6 vorgesehen, die als Einführhülsen 11, 12 ausgebildet sind und jeweils einen geschlossenen Boden 19, 20 aufweisen, die gegenüberliegend an dem zweiten Bauteil 2 so befestigt sind, dass zwischen der Mantelwand und dem zweiten Bauteil 2 ein Führungsschlitz 23 gegeben ist. Dieser Führungsschlitz 23 kann länger als die Einführhülse 5, 6 ausgebildet sein. Ferner kann das Bauteil 2 nur ein Abstandsteil in diesem Bereich sein, das dem Abstand zwischen den beiden Böden 19, 20 entspricht.
Die Einführhülsen 11, 12 sind bodenseitig radial an dem zweiten Bauteil 2 befestigt und erstrecken sich mit der offenen Hülsenwand nach außen. In die Einführhülsen sind ebenfalls Längsspalten 13, 14 eingebracht, die eine bestimmte lichte Weite aufweisen. Des Weiteren sind die beiden rechtsseitigen Hülsenabschnitte 15, 16 freigeschnitten gegenüber dem Boden 19, 20, so dass diese Abschnitte unter Ausnutzung der eigenen Elastizität federnd sind. An diese Abschnitte sind im spaltnahen Bereich zwei wulstförmige Rastelemente 21, 22 angeformt.
Es ist ersichtlich, dass die Einführhülsen 11, 12 der zweiten Scharnierelemente 5, 6 mit ihren Längsspalten 13, 14 in die Längsspalte 9, 10 der Lagerhülsen 7, 8 der ersten Scharnierelemente 3, 4 in einer bestimmten Winkelstellung der Bauteile 1, 2 zueinander einsetzbar sind. Sie können dann relativ gegeneinander verdreht werden, was aus Figur 2 ersichtlich ist. Dabei gelangen die Mantelwände 7, 8 in die Führungsschlitze 23 und die federnden Hülsenwandabschnitte 15, 16 in den Innenraum der Lagerhülsen 7, 8. Durch weiteres relatives Verschwenken und unter Ausnutzung der Federelastizität des Hülsenwandabschnittes 15, 16 sowie der Elastizität der übrigen Mantelwandabschnitte der Hülsen wird erreicht, dass die ersten Scharnierelemente 3, 4 und die zweiten Scharnierelemente 5, 6 ineinandergedreht werden, was aus Figur 3 ersichtlich ist. Das Scharnier ist auf diese Art und Weise aus den beiden Kunststoffformteilen herstellbar. Dabei gelangen die Rastelemente 21, 22 beispielsweise in die Längsspalten 9, 10 und legen sich, wie aus der Figur 3 ersichtlich, an der einen Kante an. Wenn die beiden Bauteile 1, 2 gegeneinander verschwenkt werden, können sie auch über die Kanten der Längsspalten 9, 10 gleiten und unter einer definierten Spannung an der Innenfläche der Mantelwand der Lagerhülsen 7, 8 anliegen. Die beschriebenen Montageschritte sind in den Figuren 5 und 6 veranschaulicht. In Figur 7 ist eine Besonderheit dargestellt. Die durch die ineinander gleitend zusammengeführten Scharnierelemente ist zwischen den Hülsen eine Rohrfederspannung gegeben, die durch die in die Einführhülse eingesetzte C-Feder variabel und thermostabil gestaltet werden kann.
In den Figuren 8, 9, 10 und 11 sind die Hülsen ohne Rastelemente in den Montageschritten dargestellt. Des Weiteren sollen diese Figuren aufzeigen, dass es selbst dann, wenn ein geschlossener Boden jeweils an den Lagerhülsen 7, 8 und den Einführhülsen 11, 12 vorhanden ist, ein Eindrehen der beiden Hülsen ineinander möglich ist, wenn die Wandstärken und das verwendete Material eine Federelastizität zulassen, die eine leichte Verformung der Endabschnitte der Mantelwand im Bereich der Längsspalten beim Ineinanderdrehen ermöglicht, jedoch dann, wenn die beiden Hülsen ineinander gedreht sind, ihre Form beibehalten.
Ein Scharnier nach der Erfindung kann mannigfaltig genutzt werden. Die Anwendungen sind insbesondere dreh- oder schwenkbar gelagerte Klappendeckelverschlüsse mit hohen Festigkeitsansprüchen, wie sie bei Abdeckungen von Fächern im Automobilinnenbereich in Verbindung von schwenkbaren Teilen im Automobil selbst, in der Spielzeugindustrie bei Spielzeugen und im Haushaltswarenbereich einsetzbar sind. Der Einsatzbereich ist unbegrenzt. Je nach Ausstattungsform und verwendeten Materialien können solche Scharniere auch als Fensterscharniere beispielsweise genutzt werden.

Bezugszeichenliste

1: erstes Bauteil
2: zweites Bauteil
3: erstes Scharnierelement
4: erstes Scharnierelement
5: zweites Scharnierelement
6: zweites Scharnierelement
7: Lagerhülse
8: Lagerhülse
9: Längsspalt
10: Längsspalt
11: Einführhülse
12: Einführhülse
13: Längsspalt
14: Längsspalt
15: Hülsenwandabschnitt
16: Hülsenwandabschnitt
17: geschlossener Boden
18: geschlossener Boden
19: geschlossener Boden
20: geschlossener Boden
21: Rastelement
22: Rastelement
23: Führungsschlitz
24: C-Ringfeder

Claims

Scharnier mit zwei schwenkbeweglich verbundenen Bauteilen (1, 2) und mit mindestens einem ersten runden Scharnierelement (3, 4) am ersten Bauteil (1) und mindestens einem korrespondierenden zweiten runden Scharnierelement (5, 6) am zweiten Bauteil (2), welche Scharnierelemente (3, 5; 4, 6) miteinander um die Mittenachse drehbar verbunden sind, wobei
- das erste Scharnierelement (3, 4) eine Lagerhülse (7, 8) mit einem Längsspalt (9, 10) ist,

- an dem zweiten Bauteil (2) als zweites Scharnierelement (5, 6) eine Einführhülse (11, 12) mit einem Längsspalt (13, 14) befestigt ist,

- der Außendurchmesser der Einführhülse (11, 12) dem Innendurchmesser der Lagerhülse (7, 8) so angepasst ist und der Außendurchmesser der Einführhülse (11,12) so bemessen ist, das unter Berücksichtigung der federnden Auslegung der Mantelwand die Einführhülse (11,12) sich in der Lagerhülse (7, 8) drehen kann,

- mindestens ein Hülsenwandabschnitt am Längsspalt (13, 14) der Einführhülse (11, 12) federnd ausgebildet ist und

- die Einführhülse (11, 12) mit dem Längsspalt (13, 14) in den Längsspalt (9, 10) der Lagerhülse (7, 8) einsetzbar und durch relative Verdrehung der Bauteile (1, 2) vollständig in die Lagerhülse (7, 8) eindrehbar ist,
dadurch gekennzeichnet,

- dass die Lagerhülse des ersten Scharnierelements (3,4) an dem ersten Bauteil (1) vorstehend derart längsseitig befestigt oder angeformt ist, dass sich der Längsspalt (9, 10) im der Befestigung gegenüberliegenden Bereich der Mantelwand der Lagerhülse (7, 8) befindet,

- dass die an dem zweiten Bauteil (2) befestigte Lagerhülse (11, 12) mit mindesten einer Stirnseite derart befestigt ist, dass die Mantelfläche der Einführhülse (11, 12) umlaufend freiliegt und der Längsspalt (13, 14) der Einführhülse (11, 12) zum Einsetzen in den Längsspalt (9, 10) in der Lagerhülse (7, 8) frei zugänglich ist, und

- dass der genannte federnde Hülsenwandabschnitt (15, 16) ein freigeschnittener federnder Hülsenwandabschnitt (15, 16) ist, der sich dem Längsspalt (9, 10) anschließt.
Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Bauteil (1) mindestens jeweils paarweise Lagerhülsen (7, 8) mit offenem oder geschlossenem Boden (17, 18) und korrespondierend hierzu am zweiten Bauteil (2) mindestens jeweils paarweise angeordnete Einführhülsen (11, 12) mit offenem oder geschlossenem Boden (19, 20) angeordnet sind.
Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführhülsen (11, 12) und/oder die Lagerhülsen (7, 8) zylinderförmig ausgeformt sind und jeweils an einer Stirnseite einen Boden (17, 18; 19, 20) oder einen die Stirnfläche der jeweils anderen Hülse überdeckenden Ringflansch aufweisen, wobei zwei Böden (17, 19; 18, 20) oder die Ringflansche, bezogen auf ein ineinander drehbares Paar Scharnierelemente (3, 5; 4, 6), außenseitig gegenüberliegend angeordnet sind.
Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenmantelwand der Einführhülse (11, 12) und/oder Lagerhülse (7, 8) federelastisch ausgebildet sind.
Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführhülse (11, 12) an der Hülsenmantelwand oder an dem Hülsenwandabschnitt (15, 16) mindestens ein außenseitig vorstehendes Rastelement (21, 22), eine Bremsfläche oder ein Bremselement aufweist.
Scharnier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (7, 8) innenseitig an der Hülsenmantelwand mindestens eine Rastaufnahme für das Rastelement (21, 22) aufweist oder dass das Rastelement (21, 22) beim Verschwenken der Bauteile (1, 2) rastend in den Längsspalt (13, 14) der Lagerhülse (7, 8) eingreift.
Scharnier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rastaufnahmen über den Umfang der Innenfläche der Lagerhülse (7, 8) verteilt für mehrerer Raststellungen vorgesehen sind.
Scharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelwand der Lagerhülse (7, 8) und/oder die der Einführhülse (11, 12) mindestens ein zungenförmiges Federelement aufweisen, das aus der Oberfläche der Einführhülse (11, 12) oder in den Innenraum der Lagerhülse (7, 8) vorsteht, und dass die jeweilige Gegenhülse im Bereich der Federelemente einen schwer federnden Wandabschnitt oder an einen nicht federnden Wandabschnitt aufweist.
Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scharnierelemente (3, 4; 5, 6) aus Kunststoff oder Metall bestehen.
Scharnier nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Scharnierelemente (3, 4; 5, 6) zusammen mit den jeweiligen Bauteilen (1, 2) aus Kunststoff bestehen und jeweils einteilig ausgeformt sind.
Scharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Einführhülse (11, 12) ein federbelastetes Element (24) eingesetzt ist, das die Reibkraft zwischen der Einführhülse (11, 12) und der Lagerhülse (7, 8) definiert.
Scharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch mindestens eine Anordnung aus zwei Scharnierelementen (3, 5; 4, 6) in Achslängsrichtung ein Kabel für den Anschluss von Energieverbrauchern hindurchgeführt ist oder in das Scharnierelement ein Leuchtelement mit einem Kabelanschluss eingesetzt ist, der durch eine Bohrung in der einen Stirnwand hindurchgeführt ist, oder ein anderer Funktionseinsatz eingesetzt ist, der aus der offenen Stirnseite heraus das Licht abgibt.
Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den aneinanderliegenden Flächen der Scharnierelemente (3, 5; 4, 6) ein flächiger oder ringförmiger Silikoneinleger eingefügt ist oder in mindestens einer der Mantelflächen der Einführhülse (11, 12) oder der Lagerhülse (7, 8) Scharniernuten oder Nuten zur Aufnahme von anderen Gleitmitteln oder Bremsmitteln eingebracht sind.
Scharnier nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hohlraum der Scharnierelemente mechanische, elektromechanische oder magnetische Bremselemente eingesetzt sind, die eine kraftabhängige Bewegungskurve des so bedämpften Scharniers bewirken.
Scharnier nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den Innenhohlraum eines Scharnierelementes (3, 5; 4, 6) ein rotierendes Bremselement eingesetzt ist, wobei der Mantel der Lagerhülse (7, 8) verlängert ist und auf diesen der feststehende Bremsteil fixiert ist und der zylinderförmige Bremsteil in den Hohlraum der Einführhülse (11, 12) eingreift und direkt auf die Hülseninnenwand wirkt.