EP2683895A1 - Scharnieranordnung - Google Patents

Scharnieranordnung

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EP2683895A1
EP2683895A1 EP12703536.8A EP12703536A EP2683895A1 EP 2683895 A1 EP2683895 A1 EP 2683895A1 EP 12703536 A EP12703536 A EP 12703536A EP 2683895 A1 EP2683895 A1 EP 2683895A1
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EP
European Patent Office
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hinge
unit
hinge part
closing
actuating element
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EP12703536.8A
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EP2683895B1 (de
EP2683895B2 (de
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Alexander Graf
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ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Publication of EP2683895B1 publication Critical patent/EP2683895B1/de
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    • E05D11/0081—Additional features or accessories of hinges for transmitting energy, e.g. electrical cable routing
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
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    • G08B13/02—Mechanical actuation
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    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/20—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for furniture, e.g. cabinets

Definitions

  • the invention relates to a hinge assembly comprising a hinge, in particular a cup hinge, and a self-sufficient radio switch unit, wherein the hinge composed of two hinge parts connected via an intermediate joint, of which a first hinge part connected to a fixed component and a second hinge part on the hinge is pivotally coupled relative to the first hinge part to a pivoting element, in particular a door, and wherein the self-sufficient radio switch unit comprises a radio unit and a generator unit with an actuating element which transmits an opening and closing of the hinge to the generator unit, so that the Generator unit induces an electrical current pulse to power the radio unit.
  • Hinge arrangements are used, for example, in door systems or furnishing items to enable opening and closing of doors or flaps.
  • contact switches are provided in the region of a hinge of the respective hinge arrangement, which detect opening and closing of the hinge and thus a corresponding movement of the associated door or flap. By means of this detection of the movement of the hinge then certain functions can be activated, such as light applications or security-related functions.
  • a hinge assembly which comes as a safety device in the field of a door used.
  • This hinge arrangement comprises a hinge which is composed of two hinge parts connected via an intermediate joint.
  • an autonomous radio switch unit is provided, which in this case is composed of a radio unit and a generator unit.
  • the radio unit and the generator unit are housed respectively in cylindrical housings and extend orthogonal to the first hinge part in a direction opposite to a second movable hinge part.
  • the generator unit has an actuating element which extends through a recess in the first hinge part in the direction of the second hinge part and at an nem closing the hinge comes into contact with this.
  • a cylindrical permanent magnet is moved to a standby position and locked within the generator unit. If the door and thus also the hinge is opened, the actuating element of the generator unit is moved back into an initial position via an integrated spring and, at the end of the movement, pulls the cylindrical permanent magnet with it. This is then abruptly moved in the middle of a coil package, which leads to the induction of an electrical current pulse, via which the radio unit is supplied with power.
  • the radio unit transmits a signal at a certain frequency when power is supplied, whereby an opening of the door is detected in a, provided away from the hinge assembly receiver unit according to the signal.
  • the hinge assembly comprises a hinge and a self-contained radio switch unit, the hinge being composed of two hinge parts connected by an intermediate hinge.
  • the hinge is designed here as a cup hinge, in which a first hinge part is designed as a hinge arm, which is connected to a fixed component, such as a piece of furniture or a door frame, while a second relative to the first hinge part pivotable hinge part is designed as a hinge cup which is embedded in a relative to the fixed member pivotable body, such as a door or a flap.
  • a first hinge part is designed as a hinge arm, which is connected to a fixed component, such as a piece of furniture or a door frame
  • a second relative to the first hinge part pivotable hinge part is designed as a hinge cup which is embedded in a relative to the fixed member pivotable body, such as a door or a flap.
  • other embodiments of hinges are conceivable, in the simplest case by two Anschraub lake connected via an intermediate joint.
  • the self-sufficient radio switch unit comprises a radio unit and one equipped with an actuating element. permitted generator unit, wherein an opening and closing of the hinge is transmitted by the actuating element to the generator unit, where it provides for the induction of an electrical current pulse to power the radio unit.
  • the generator unit can be designed either as an electrodynamic or as a piezo-electric converter, which converts the mechanical movement of the actuating element into a current pulse.
  • the invention now includes the technical teaching that the generator unit both by opening and closing the hinge by the movement transmitted to them via the actuator each induces an electrical current pulse, via which then the radio unit is supplied with power and subsequently sent data. Because the generator unit in each case induces an electrical current pulse in both directions of movement of the associated hinge, these movements can be detected in a compact manner by a single autonomous radio switch unit. Subsequent transmission of data to a higher-level receiver system allows numerous subsequent functions to be linked to the detected movements of the hinge. According to the invention, the radio unit in particular sends data packets similar to a wireless network (WLAN), whereby the transmission of further information in addition to a movement of the hinge is conceivable. In particular, it is also possible to transmit an ambient temperature which has been detected by a temperature sensor integrated in the radio unit or a temperature sensor arranged adjacent thereto.
  • WLAN wireless network
  • the self-sufficient radio switch unit is arranged on the first hinge part, wherein the actuating element comes into contact with the second hinge part or the element to be pivoted when the hinge is closed.
  • the arrangement of the self-sufficient radio switch unit on the part of the stationary component has the advantage that the number of moving components can be kept low, but at the same time there is a detection of an opening and closing of the hinge.
  • An arrangement of the self-sufficient radio switch unit on the first hinge part here is a lateral placement of the radio switch unit on the first hinge part to a plane defined by the two hinge parts when opening and closing the hinge plane to understand, but also a placement on the first hinge part in this plane ,
  • a transmission member is placed between the second hinge part or the element to be pivoted and the actuating element, which establishes the contact between the second hinge part and the actuating element or the element to be pivoted and the actuating element when the hinge is closed.
  • the transmission member is slidably guided on the first hinge part in a receptacle and transmits the closing of the hinge by displacement in the receptacle on the actuating element.
  • this guide on the first hinge part a reliable transmission of the movement can be accomplished.
  • the transmission member shifts in the recording when closing the hinge against a spring and actuates the actuator over a contour.
  • the spring thus attenuates a displacement of the transmission member when closing the hinge and thus causes a damping of a closing movement of the element to be pivoted.
  • the transmission element is placed with the self-sufficient radio switch unit in a common housing. In this way, an unwanted impairment of the transmission element and the self-sufficient radio switching unit can be prevented.
  • the transmission member is formed on the second hinge part or the element to be pivoted and has a curved contour.
  • a curvature of the contour curve should correspond to an effective pivot radius in the region of the placement of the transmission element.
  • the self-sufficient radio switch unit is integrated into a recess of the second hinge part, wherein the actuating element comes into contact with the first hinge part or the stationary component when the hinge is closed.
  • the generator unit is designed as an electrodynamic generator with a coil package and a magnet block.
  • the coil package is oriented transversely to an actuating direction of the actuating element, wherein the magnetic block induced by movement over the actuating element, a current pulse in the coil pack by a Umpolen associated therewith a coil core. Due to the orientation of the coil package in the transverse direction relative to the actuation direction of the magnet block, a compact design can be achieved. tion of a generator unit can be achieved. Overall, this is a problem-free placement in the range of one of the two hinge parts possible.
  • the actuating element of the generator unit is designed as a spring-mounted tongue.
  • the spring-mounted tongue ensures a return movement of moving components.
  • the spring-mounted tongue can be configured with appropriate design as a stop damper of the hinge.
  • FIG. 1 A to 1 C are side views of a first preferred embodiment of the hinge assembly according to the invention, shown in an open and a closed state of the hinge assembly, as well as a transition between these two states.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a generator unit of the hinge arrangement according to the invention according to FIGS. 1 A to 1 C;
  • Fig. 3 is a side view of a second preferred embodiment of the hinge assembly of the invention shown in a closed position
  • Fig. 4 is a side view of a third preferred embodiment of the hinge assembly according to the invention, shown in a closed state of the hinge assembly;
  • Fig. 5 is a side view of a fourth preferred embodiment of the hinge assembly according to the invention shown in a closed condition
  • Fig. 6 is a side view of a fifth preferred embodiment of the hinge assembly according to the invention, also shown in a closed state.
  • FIGS. 1 A to 1 C show a first preferred embodiment of the hinge arrangement according to the invention.
  • This comprises a hinge 1, which is composed of two, via an intermediate joint 2 interconnected hinge parts 3 and 4.
  • the first hinge part 3 with a - not shown here - fixed component is connected, while the second hinge part 4 is coupled to a member to be pivoted, in this case a door 5.
  • the element to be pivoted may also be a flap or another element closing an opening.
  • the fixed component can be a piece of furniture such as a piece of furniture, but also a component that generally supports a door, such as a door frame.
  • the hinge 1 is designed here as a cup hinge, the first hinge part 3 acting as a hinge arm and the second hinge part 4 as a hinge cup acting in a corresponding recess of the door 5 is admitted.
  • the door 5 via the hinge 1 from the open position shown in Fig. 1 A on the intermediate position shown in Fig. 1 B in a apparent from Fig. 1 C closed position by closing the hinge 1 and back by opening the hinge. 1 to be moved.
  • the second hinge part 4 is pivoted by the joint 2 together with the door 5 relative to the first hinge part 3, wherein in the fully closed state of the hinge 1 in Fig. 1 C, the joint 2 and an adjoining part of the first hinge part 3 in the second Dip hinge part 4.
  • an autonomous radio switch unit 6 is arranged on the first hinge part 3, which comprises a radio unit 7 and a generator unit 8, laterally to the hinge 1 and a plane spanned by the two hinge parts 3 and 4.
  • the generator unit 8 is configured as an electrodynamic generator which comprises a coil pack 9, a magnet block 10 and a spring 1 1 mounted on a housing of the generator unit 8 and in contact with the magnet block 10.
  • the magnetic block 10 can be moved in an actuating direction during external operation, resulting in the oriented transversely to this direction of actuation coil package 9 for the induction of a current pulse.
  • the magnet block 10 has two opposite poles 13 and 14, of which a pole 14 is configured U-shaped. In an unloaded state of the tongue 1 1 of a pole 13 is connected to one end of the likewise U-shaped coil former 12 and the other pole 14 with the other end of the spool core 12 in contact.
  • actuation of the tongue 1 1 takes place in the first preferred embodiment according to Figures 1A to 1 C by a protruding part 15 on the second hinge part 4, which may be, for example, a mounting flange for screwing with the door 5.
  • This projecting part 15 presses on the transition of the hinge 1 in the closed state on the tongue 1 1, as shown in Fig. 1 C. represented, and thereby causes the displacement of the magnetic block 10 and the already performed current induction in the generator unit 8.
  • the tongue 1 1 Upon a return movement in the position shown in Fig. 1A, the tongue 1 1 springs back again, thereby enabling the induction of another current pulse.
  • the tongue 1 1 can also be designed so that it opposes the movement of the second hinge part 4 in the position shown in Fig. 1 C a defined resistance and thus dampens the closing of the hinge 1 and thus the door 5.
  • Fig. 3 shows a second preferred embodiment of the hinge assembly according to the invention, wherein a closed position of the hinge 1 is shown.
  • the self-sufficient radio switch unit 6 is arranged in this case in the plane defined by the two hinge parts 3 and 4 plane lying on the first hinge part 3.
  • the tongue 1 1 is actuated in this case via an intermediate transfer member 16, which establishes an indirect contact of the tongue 1 1 with the door 5.
  • the transfer member 16 is slidably guided on the first hinge part 3 in a receptacle 17 and is at one end with the tongue 1 1 in conjunction, while it comes into contact with the door 5 at an opposite end when closing the hinge.
  • the transmission member 16 In this contact with the door 5, the transmission member 16 is moved in the receptacle 17 in the direction of the self-sufficient radio switching unit 6 and thereby actuates the tongue 1 1. If the door 5 and thus also the hinge 1 is opened again, the tongue 1 1 relaxes and pushes the transmission member 16 of the door 5 behind until the initial position of the tongue 1 1 is reached. In this case, too, it is again conceivable to design the tongue 1 1 in such a way that a damping is produced when transferring the hinge 1 into the closed position.
  • FIG. 4 A further, third preferred embodiment of the invention is shown in FIG. 4.
  • the tongue 1 1 of the self-sufficient radio switch unit 6 does not directly contact the second hinge part 4 in this case, but this contact is established via an intermediate transmission member 18 which is attached to the door 5 and the second hinge part 4 is fixed and thereby has a curved contour.
  • This curved contour is chosen such that despite the pivoting of the second Hinge part 4 and the door 5 relative to the first hinge part 3 a uniform pressing on the tongue 1 1 is shown.
  • a damping of the movement can be represented by a corresponding design of the tongue 1 1.
  • FIG. 5 shows a fourth preferred embodiment of a hinge arrangement according to the invention.
  • the self-sufficient radio switch unit 6 is placed in this case by the second hinge part 4 and the door 5 and upon closing of the hinge 1 via the tongue 1 1 with the first hinge part 3 in Contact kicks.
  • the self-sufficient radio switch unit 6 is integrated in a recess 19 of the second hinge part 4, wherein the self-sufficient radio switch unit 6 is placed with the tongue 1 1 oriented in the direction of the first hinge part 3. Again, in this case, an attenuation on the tongue 1 1 can be displayed.
  • FIG. 6 shows a fifth preferred embodiment of a hinge arrangement according to the invention, wherein, in contrast to the first embodiment, the autonomous radio switch unit 6 is again placed on the first hinge part 3 in a plane spanned by the two hinge parts 3 and 4.
  • a contact of the tongue 1 1 with the door 5 when closing the hinge 1 is shown in this case via a in a receptacle 20 on the first hinge part 3 slidably guided transfer member 21, which is displaced against a spring 22 during the displacement over the door 5 , Due to the resistance of this spring 22, a corresponding resistance is opposed to the closing of the hinge 1 and thus the closing movement is damped.
  • a contour 23 is also formed on the actuating element 21 in the form of a step, which presses on a certain amount of displacement of the transmission member 21 on the tongue 1 1 and thus turn on the already described variant of an induction of a current pulse ensures.
  • the self-sufficient radio switch unit 6 is oriented in this case with the coil package 9 in the direction of a displacement direction of the transmission member 21.
  • the radio circuit territt 6 and the transmission member 21 arranged in a common housing 24 on the first hinge part 3.
  • a hinge arrangement thus make it possible to detect opening and closing of a hinge 1 with the aid of a compact autonomous radio switch unit 6 and to transmit this information to a higher-level receiving unit.
  • the radio unit 7 of the radio switch unit 6 also with other sensors, such as a temperature sensor to connect to transmit at power pulse and other information, in addition to the state of the hinge 1, via data packets.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scharnieranordnung, umfassend ein Scharnier (1), insbesondere ein Topfscharnier, und eine autarke Funkschaltereinheit (6), wobei sich das Scharnier (1) aus zweien über ein zwischenliegendes Gelenk (2) verbundenen Scharnierteilen (3, 4) zusammensetzt, von welchen ein erster Scharnierteil (3) mit einem feststehenden Bauteil verbunden und ein zweiter Scharnierteil (4) über das Gelenk (2) relativ zu dem ersten Scharnierteil (3) verschwenkbar an ein zu verschwenken¬ des Element, insbesondere einer Tür (5), gekoppelt ist, und wobei die autarke Funkschaltereinheit (6) eine Funkeinheit (7) und eine Generatoreinheit (8) mit einem Betätigungselement umfasst, welches ein Öffnen und ein Schließen des Scharniers (1) auf die Generatoreinheit (8) überträgt, so dass die Generatoreinheit (8) einen elektrischen Stromimpuls zur Stromversorgung der Funkeinheit (7) induziert, wobei ferner die Generatoreinheit (8) sowohl bei einer Übertragung des Öffnens als auch des Schließens des Scharniers (1) durch das Betätigungselement einen elektrischen Stromimpuls induziert, wobei die Funkeinheit (7) bei der dabei jeweils erfolgenden Stromversorgung Daten sendet.

Description

Scharnieranordnunq
Die Erfindung betrifft eine Scharnieranordnung, umfassend ein Scharnier, insbesondere ein Topfscharnier, und eine autarke Funkschaltereinheit, wobei sich das Scharnier aus zweien über ein zwischenliegendes Gelenk verbundenen Scharnierteilen zusammensetzt, von welchen ein erster Scharnierteil mit einem feststehenden Bauteil verbunden und ein zweiter Scharnierteil über das Gelenk relativ zu dem ersten Scharnierteil verschwenkbar an ein zu verschwenkendes Element, insbesondere eine Tür, gekoppelt ist, und wobei die autarke Funkschaltereinheit eine Funkeinheit und eine Generatoreinheit mit einem Betätigungselement umfasst, welches ein Öffnen und ein Schließen des Scharniers auf die Generatoreinheit überträgt, so dass die Generatoreinheit einen elektrischen Stromimpuls zur Stromversorgung der Funkeinheit induziert.
Scharnieranordnungen kommen beispielsweise bei Türsystemen oder auch Einrichtungsgegenständen zur Anwendung, um ein Öffnen und Schließen von Türen oder Klappen zu ermöglichen. Häufig werden dabei im Bereich eines Scharniers der jeweiligen Scharnieranordnung Kontaktschalter vorgesehen, welche ein Öffnen und ein Schließen des Scharniers und damit eine entsprechende Bewegung der zugeordneten Tür oder Klappe detektieren. Mittels dieser Erfassung der Bewegung des Scharniers können dann bestimmte Funktionen aktiviert werden, wie beispielsweise Lichtapplikationen oder aber auch sicherheitsrelevante Funktionen.
Aus der DE 24 36 225 A1 ist eine Scharnieranordnung bekannt, welche als Sicherheitseinrichtung im Bereich einer Tür zur Anwendung kommt. Diese Scharnieranordnung umfasst dabei ein Scharnier, welches sich aus zweien, über ein zwischenliegendes Gelenk verbundenen Scharnierteilen zusammensetzt. Im Bereich eines ersten, feststehenden Scharnierteils ist dabei eine autarke Funkschaltereinheit vorgesehen, die sich hierbei aus einer Funkeinheit und einer Generatoreinheit zusammensetzt. Die Funkeinheit und die Generatoreinheit sind jeweils in zylindrischen Gehäusen untergebracht und erstrecken sich orthogonal zu dem ersten Scharnierteil in eine zu einem zweiten, beweglichen Scharnierteil entgegengesetzte Richtung. Die Generatoreinheit verfügt dabei über ein Betätigungselement, welches sich durch eine Ausnehmung in dem ersten Scharnierteil in Richtung des zweiten Scharnierteiles erstreckt und bei ei- nem Schließen des Scharniers mit dieser in Kontakt tritt. Dabei wird innerhalb der Generatoreinheit ein zylindrischer Dauermagnet in eine Bereitschaftsposition verschoben und arretiert. Wird die Tür und damit auch das Scharnier geöffnet, so wird das Betätigungselement der Generatoreinheit über eine integrierte Feder in eine Ausgangslage zurückbewegt und zieht zum Ende der Bewegung hin den zylindrischen Dauermagneten mit sich. Dieser wird daraufhin schlagartig in die Mitte eines Spulenpakets bewegt, was zur Induktion eines elektrischen Stromimpulses führt, über welchen die Funkeinheit mit Strom versorgt wird. Die Funkeinheit sendet bei Stromversorgung ein Signal mit einer bestimmten Frequenz, wodurch in einer, abseits der Scharnieranordnung vorgesehene Empfängereinheit entsprechend dem Signal ein Öffnen der Tür detektiert wird. Somit kann ein Sicherheitssystem ausgebildet werden, über welches ein Öffnen der Tür durch eine autarke Funkschaltereinheit erfasst wird.
Ausgehend von einer Scharnieranordnung des Standes der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Scharnieranordnung zur Verfügung zu stellen, bei welcher ein Öffnen und ein Schließen eines Scharniers platzsparend und zuverlässig erkannt und als Signal übermittelt werden kann. Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die darauffolgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Gemäß der Erfindung umfasst die Scharnieranordnung ein Scharnier und eine autarke Funkschaltereinheit, wobei sich das Scharnier aus zweien über ein zwischenliegendes Gelenk verbundenen Scharnierteilen zusammensetzt. Insbesondere ist das Scharnier hierbei als Topfscharnier gestaltet, bei welchem ein erster Scharnierteil als Scharnierarm ausgebildet ist, der mit einem feststehenden Bauteil, wie beispielsweise einem Möbelstück oder einer Türzarge, verbunden ist, während ein zweiter relativ zu dem ersten Scharnierteil verschwenkbarer Scharnierteil als Scharniertopf ausgeführt ist, welcher in einen relativ zu dem feststehenden Element verschwenkbaren Körper, wie eine Tür oder eine Klappe, eingelassen ist. Im Rahmen der Erfindung sind allerdings auch andere Ausgestaltungen von Scharnieren denkbar, im einfachsten Fall durch zwei über ein zwischenliegendes Gelenk verbundene Anschraubflächen. Die autarke Funkschaltereinheit umfasst eine Funkeinheit und eine mit einem Betätigungselement aus- gestattete Generatoreinheit, wobei ein Öffnen und ein Schließen des Scharniers durch das Betätigungselement auf die Generatoreinheit übertragen wird und dort für die Induktion eines elektrischen Stromimpulses zur Stromversorgung der Funkeinheit sorgt. Die Generatoreinheit kann dabei im Rahmen der Erfindung entweder als elektrodynamischer oder aber auch piezzoelektrischer Wandler ausgestaltet sein, welcher die mechanische Bewegung des Betätigungselements in einen Stromimpuls umsetzt. Als Funkeinheit kommt die Verwendung von Sendeeinheiten in Betracht, über welche insbesondere Datenpakete über hochfrequente Signale übertragbar sind.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die Generatoreinheit sowohl bei Öffnen als auch bei Schließen des Scharniers durch die auf sie übertragene Bewegung über das Betätigungselement jeweils einen elektrischen Stromimpuls induziert, über welchen dann die Funkeinheit mit Strom versorgt wird und darauffolgend Daten versendet. Dadurch, dass die Generatoreinheit bei beiden Bewegungsrichtungen des zugeordneten Scharniers jeweils einen elektrischen Stromimpuls induziert, können diese Bewegungen durch eine einzelne autarke Funkschaltereinheit auf kompakte Art und Weise erfasst werden. Durch die darauffolgende Übermittlung von Daten an ein übergeordnetes Empfängersystem können dann zahlreiche Folgefunktionen an die er- fassten Bewegungen des Scharniers gekoppelt werden. Im Sinne der Erfindung versendet die Funkeinheit dabei insbesondere Datenpakete ähnlich einem drahtlosen Netzwerk (WLAN), wodurch auch die Übermittlung weiterer Informationen neben einer Bewegung des Scharniers denkbar ist. Insbesondere kommt dabei auch die Übermittlung einer Umgebungstemperatur in Betracht, welche durch einen, in der Funkeinheit integrierten Temperatursensor oder einen benachbart hierzu angeordneten Temperatursensor erfasst wurde.
Im Unterschied hierzu ist bei der DE 24 36 225 A1 nur die Induktion eines Stromimpulses bei einem Öffnen des Scharniers möglich. Des Weiteren wird über die Funkeinheit in diesem Fall nur ein Signal in Form einer bestimmten Frequenz versendet, wodurch eine Übermittlung von Informationen und die Steuerung von Folgefunktionen stark eingeschränkt sind. Zudem führt die Versendung eines Signals mit einer bestimmten Frequenz in Kombination mit anderweitigen, bestehenden Funksystemen teils zu ungünstigen Überlagerungen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die autarke Funkschaltereinheit an dem ersten Scharnierteil angeordnet, wobei das Betätigungselement bei Schließen des Scharniers mit dem zweiten Scharnierteil oder dem zu verschwenkenden Element in Kontakt tritt. Die Anordnung der autarken Funkschaltereinheit seitens des feststehenden Bauteils hat dabei den Vorteil, dass die Anzahl an bewegten Bauteilen niedrig gehalten werden kann, gleichzeitig aber eine Erfassung eines Öffnens und eines Schließens des Scharniers stattfindet. Unter einer Anordnung der autarken Funkschaltereinheit an dem ersten Scharnierteil ist hierbei eine seitliche Platzierung der Funkschaltereinheit an dem ersten Scharnierteil zu einer durch die beiden Scharnierteile beim Öffnen und beim Schließen des Scharniers aufgespannten Ebene zu verstehen, aber auch eine Platzierung auf dem ersten Scharnierteil in dieser Ebene.
In Weiterbildung dieser Ausführungsform ist zwischen dem zweiten Scharnierteil oder dem zu verschwenkenden Element und dem Betätigungselement ein Übertragungsglied platziert, welches den Kontakt zwischen dem zweiten Scharnierteil und dem Betätigungselement oder dem zu verschwenkenden Element und dem Betätigungselement bei Schließen des Scharniers herstellt. Durch die Übertragung der Bewegung des Scharniers auf das Betätigungselement mittels des Übertragungsgliedes kann die autarke Funkschaltereinheit auch weiter beabstandet zu dem zweiten Scharnierteil oder dem zu verschwenkenden Element vorgesehen werden, was eine individuellere Anordnung je nach vorherrschender Platzbedingungen möglich macht.
Vorteilhafterweise ist das Übertragungsglied dabei auf dem ersten Scharnierteil in einer Aufnahme verschiebbar geführt und überträgt das Schließen des Scharniers durch Verschiebung in der Aufnahme auf das Betätigungselement. Mittels dieser Führung an dem ersten Scharnierteil kann eine zuverlässige Übertragung der Bewegung bewerkstelligt werden. Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung verschiebt sich das Übertragungsglied in der Aufnahme bei Schließen des Scharniers entgegen einer Feder und betätigt dabei das Betätigungselement über eine Kontur. Dies hat den Vorteil, dass die Feder damit eine Verschiebung des Übertragungsgliedes bei Schließen des Scharniers dämpft und damit auch eine Dämpfung einer schließenden Bewegung des zu verschwenkenden Elements hervorruft. Durch Ansteuern des Betätigungselements der Generatoreinheit über eine Kontur am Übertragungsglied ist hierbei eine weitgehende Entkoppelung von dieser somit ausgebildeten Scharnierdämpfung möglich.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Übertragungsglied mit der autarken Funkschaltereinheit in einem gemeinsamen Gehäuse platziert. Hierdurch kann eine ungewollte Beeinträchtigung des Übertragungsgliedes und der autarken Funkschalteinheit verhindert werden.
Entsprechend einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Übertragungsglied auf dem zweiten Scharnierteil oder dem zu verschwenkenden Element ausgebildet und weist dabei einen gekrümmten Konturverlauf auf. Mittels einer derartigen Ausgestaltung ist ebenfalls eine zuverlässige Übertragung einer Schließbewegung des Scharniers auf das Betätigungselement der Generatoreinheit möglich. Durch den gekrümmten Verlauf des Übertragungsgliedes kann dabei über die
Schwenkbewegung des zweiten Scharnierteils und des zu verschwenkenden Elements eine gleichmäßige Betätigung der Generatoreinheit dargestellt werden. Eine Krümmung des Konturverlaufs sollte dabei einem effektiven Schwenkradius im Bereich der Platzierung des Übertragungsgliedes entsprechen.
Als weitere Alternative ist die autarke Funkschaltereinheit in eine Vertiefung des zweiten Scharnierteils integriert, wobei das Betätigungselement bei Schließen des Scharniers mit dem ersten Scharnierteil oder dem feststehenden Bauteil in Kontakt tritt. Dies hat den Vorteil, dass durch die Integration in den zweiten Scharnierteil eine äußerst kompakte Ausbildung einer Scharnieranordnung mit autarker Funkschaltereinheit möglich ist.
In Weiterbildung der einzelnen vorgenannten Varianten ist die Generatoreinheit als elektrodynamischer Generator mit einem Spulenpaket und einem Magnetblock ausgeführt. Dabei ist das Spulenpaket quer zu einer Betätigungsrichtung des Betätigungselements orientiert, wobei der Magnetblock durch Bewegung über das Betätigungselement einen Stromimpuls im Spulenpaket durch ein hiermit einhergehendes Umpolen eines Spulenkerns induziert. Durch die Orientierung des Spulenpakets in Querrichtung relativ zu der Betätigungsrichtung des Magnetblocks kann eine kompakte Ausgestal- tung einer Generatoreinheit erreicht werden. Insgesamt ist dadurch eine problemlose Platzierung im Bereich einer der beiden Scharnierteile möglich.
Entsprechend einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Betätigungselement der Generatoreinheit als federnd gelagerte Zunge ausgeführt. Vorteilhafterweise wird hierdurch bei einem Öffnen des Scharniers ebenfalls eine einen Stromimpuls hervorrufende Bewegung in der Generatoreinheit erzeugt, indem die federnd gelagerte Zunge für eine Rückbewegung bewegter Bauteile sorgt. Ferner kann die federnd gelagerte Zunge bei entsprechender Auslegung auch als Anschlagsdämpfer des Scharniers ausgestaltet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch die Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 A bis 1 C Seitenansichten einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scharnieranordnung, gezeigt in einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand der Scharnieranordnung, sowie einem Übergang zwischen diesen beiden Zuständen;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Generatoreinheit der erfin- dungsgemäßen Scharnieranordnung gemäß Fig. 1 A bis 1 C;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scharnieranordnung, gezeigt in einer geschlossenen Stellung; Fig. 4 eine Seitenansicht einer dritten bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scharnieranordnung, gezeigt in einem geschlossenen Zustand der Scharnieranordnung;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer vierten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scharnieranordnung, gezeigt in einem geschlossenen Zustand; und
Fig. 6 eine Seitenansicht einer fünften bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scharnieranordnung, ebenfalls gezeigt in einem geschlossenen Zustand.
Aus den Figuren 1 A bis 1 C geht eine erste bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scharnieranordnung hervor. Diese umfasst dabei ein Scharnier 1 , welches sich aus zweien, über ein zwischenliegendes Gelenk 2 miteinander verbundenen Scharnierteilen 3 und 4 zusammensetzt. Dabei ist der erste Scharnierteil 3 mit einem - hier nicht weiter dargestellten - feststehenden Bauteil verbunden, während der zweite Scharnierteil 4 mit einem zu verschwenkenden Element, vorliegend einer Tür 5, gekoppelt ist. Alternativ zu der Tür 5 kann es sich bei dem zu verschwenkenden Element aber auch um eine Klappe oder ein sonstiges, eine Öffnung verschließendes Element handeln. Bei dem feststehenden Bauteil kann es sich um einen Einrichtungsgegenstand, wie zum Beispiel ein Möbelstück handeln, aber auch ein generell eine Tür tragendes Bauteil, wie beispielsweise eine Türzarge.
Wie des Weiteren aus den Figuren 1 A bis 1 C ersichtlich ist, ist das Scharnier 1 vorliegend als Topfscharnier ausgestaltet, wobei der erste Scharnierteil 3 in diesem Fall als Scharnierarm und der zweite Scharnierteil 4 als Scharniertopf fungiert, welcher in eine entsprechende Ausnehmung der Tür 5 eingelassen ist. Dabei kann die Tür 5 über das Scharnier 1 aus der in Fig. 1 A dargestellten geöffneten Position über die in Fig. 1 B dargestellte Zwischenposition in eine aus Fig. 1 C ersichtliche geschlossene Position durch Schließen des Scharniers 1 und zurück durch Öffnen des Scharniers 1 bewegt werden. Hierbei wird der zweite Scharnierteil 4 durch das Gelenk 2 gemeinsam mit der Tür 5 relativ zum ersten Scharnierteil 3 verschwenkt, wobei im gänzlich geschlossenen Zustand des Scharniers 1 in Fig. 1 C das Gelenk 2 und ein daran anschließender Teil des ersten Scharnierteils 3 in den zweiten Scharnierteil 4 eintauchen. Wie zudem aus den Figuren 1 A bis 1 C hervorgeht, ist seitlich zum Scharnier 1 und einer durch die beiden Scharnierteile 3 und 4 aufgespannte Ebene eine autarke Funkschaltereinheit 6 an dem ersten Scharnierteil 3 angeordnet, welche eine Funkeinheit 7 und eine Generatoreinheit 8 umfasst. Hierbei ist die Generatoreinheit 8 als elektrodynamischer Generator ausgestaltet, welcher ein Spulenpaket 9, einen Magnetblock 10 und eine an einem Gehäuse der Generatoreinheit 8 federnd gelagerte und mit dem Magnetblock 10 in Verbindung stehende Zunge 1 1 umfasst. Über die Zunge 1 1 kann bei äußerer Betätigung der Magnetblock 10 in eine Betätigungsrichtung verschoben werden, was in dem quer zu dieser Betätigungsrichtung orientierten Spulenpaket 9 zur Induktion eines Stromimpulses führt. Wie in Kombination mit Fig. 2 klar wird, wird dies erreicht, indem ein Spulenkern 12 des Spulenpakets 9 durch Verschieben des Magnetblockes 10 umgepolt wird, was in einer Magnetfeldänderung im Inneren des Spulenpakets 9 resultiert und für die Induktion eines Stromimpulses sorgt. Zu diesem Zweck verfügt der Magnetblock 10 über zwei gegensätzliche Pole 13 und 14, von welchen ein Pol 14 U-förmig ausgestaltet ist. In einem unbelasteten Zustand der Zunge 1 1 steht der eine Pol 13 mit einem Ende des ebenfalls U-förmig ausgestalteten Spulenkerns 12 und der andere Pol 14 mit dem anderen Ende des Spulenkerns 12 in Kontakt. Wird der Magnetblock 10 nun bei Betätigung der Zunge 1 1 über selbige in die Betätigungsrichtung verschoben, so tritt der Pol 13 mit dem anderen Ende des Spulenkerns 12 in Kontakt, während der U-förmige Pol 14 mit seinem entgegengesetzten Ende mit dem nun freigewordenen Ende des Spulenkerns 12 verbunden wird. Dies führt zu dem besagten Stromimpuls, wobei bei einer Entlastung der Zunge 1 1 der Magnetblock 10 aufgrund der federnden Lagerung die Zunge 1 1 wiederum in die in Fig. 2 dargestellte Ausgangsstellung zurückbewegt wird, was erneut in einem Umpolen und einem erneuten Stromimpuls resultiert. Diese Stromimpulse werden dann jeweils zur Stromversorgung der Funkeinheit 7 herangezogen, welche daraufhin Daten an eine übergeordnete, vorliegend nicht weiter illustrierte Empfangseinheit sendet.
Eine Betätigung der Zunge 1 1 erfolgt in der ersten bevorzugten Ausführungsform nach den Figuren 1A bis 1 C durch einen vorstehenden Teil 15 an dem zweiten Scharnierteil 4, bei welchem es sich beispielsweise um einen Befestigungsflansch zum Ver- schrauben mit der Tür 5 handeln kann. Dieser vorstehende Teil 15 drückt beim Übergang des Scharniers 1 in den geschlossenen Zustand auf die Zunge 1 1 , wie in Fig. 1 C dargestellt, und bewirkt dadurch die Verschiebung des Magnetblocks 10 und die bereits ausgeführte Strominduktion in der Generatoreinheit 8. Bei einer Rückbewegung in die in Fig. 1 A dargestellte Position federt die Zunge 1 1 wiederum zurück und ermöglicht dabei die Induktion eines weiteren Stromimpulses. Insgesamt kann die Zunge 1 1 dabei auch derart ausgelegt sein, dass sie der Bewegung des zweiten Scharnierteils 4 in die in Fig. 1 C dargestellte Position einen definierten Widerstand entgegensetzt und somit das Schließen des Scharniers 1 und damit auch der Tür 5 dämpft.
Aus Fig. 3 geht eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scharnieranordnung hervor, wobei eine geschlossene Stellung des Scharniers 1 dargestellt ist. Im Unterschied zu der im Vorfeld beschriebenen Variante ist die autarke Funkschaltereinheit 6 in diesem Fall in der durch die beiden Scharnierteile 3 und 4 aufgespannten Ebene liegend an dem ersten Scharnierteil 3 angeordnet. Des Weiteren wird die Zunge 1 1 in diesem Fall über ein zwischenliegendes Übertragungsglied 16 betätigt, welches einen mittelbaren Kontakt der Zunge 1 1 mit der Tür 5 herstellt. Das Übertragungsglied 16 ist dabei auf dem ersten Scharnierteil 3 in einer Aufnahme 17 verschiebbar geführt und steht an seinem einen Ende mit der Zunge 1 1 in Verbindung, während es an einem gegenüberliegenden Ende bei Schließen des Scharniers mit der Tür 5 in Kontakt tritt. Bei diesem Kontakt mit der Tür 5 wird das Übertragungsglied 16 in der Aufnahme 17 in Richtung der autarken Funkschalteinheit 6 verschoben und betätigt dabei die Zunge 1 1 . Wird die Tür 5 und damit auch das Scharnier 1 wiederum geöffnet, so relaxiert die Zunge 1 1 und schiebt das Übertragungsglied 16 der Tür 5 hinterher, bis die Ausgangsstellung der Zunge 1 1 erreicht ist. Auch in diesem Fall ist es wiederum denkbar, die Zunge 1 1 derart auszulegen, dass eine Dämpfung beim Überführen des Scharniers 1 in die geschlossene Stellung hervorgerufen wird.
Eine weitere, dritte bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung geht aus Fig. 4 hervor. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach den Figuren 1 A bis 1 C tritt die Zunge 1 1 der autarken Funkschaltereinheit 6 in diesem Fall nicht unmittelbar mit dem zweiten Scharnierteil 4 in Kontakt, sondern dieser Kontakt wird über ein zwischenliegendes Übertragungsglied 18 hergestellt, welches an der Tür 5 und dem zweiten Scharnierteil 4 befestigt ist und dabei einen gekrümmten Konturverlauf aufweist. Dieser gekrümmte Konturverlauf ist dabei derartig gewählt, dass trotz des Verschwenkens des zweiten Scharnierteils 4 und der Tür 5 relativ zu dem ersten Scharnierteil 3 ein gleichmäßiges Andrücken auf die Zunge 1 1 dargestellt wird. Auch in diesem Fall ist durch eine entsprechende Gestaltung der Zunge 1 1 eine Dämpfung der Bewegung darstellbar.
Ferner geht aus Fig. 5 eine vierte bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scharnieranordnung hervor. Diese unterscheidet sich von der Scharnieranordnung gemäß der ersten bevorzugten Ausgestaltung dadurch, dass die autarke Funkschaltereinheit 6 in diesem Fall seitens des zweiten Scharnierteils 4 und der Tür 5 platziert ist und bei einem Schließen des Scharniers 1 über die Zunge 1 1 mit dem ersten Scharnierteil 3 in Kontakt tritt. Zu diesem Zweck ist die autarke Funkschaltereinheit 6 dabei in einer Vertiefung 19 des zweiten Scharnierteils 4 integriert, wobei die autarke Funkschaltereinheit 6 mit der Zunge 1 1 in Richtung des ersten Scharnierteils 3 orientiert platziert ist. Auch in diesem Fall ist wiederum eine Dämpfung über die Zunge 1 1 darstellbar.
Schließlich geht aus Fig. 6 noch eine fünfte bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scharnieranordnung hervor, wobei im Unterschied zu der ersten Ausführungsform die autarke Funkschaltereinheit 6 erneut in einer durch die beiden Scharnierteile 3 und 4 aufgespannten Ebene liegend an dem ersten Scharnierteil 3 platziert ist. Ein Kontakt der Zunge 1 1 mit der Tür 5 bei Schließen des Scharniers 1 wird in diesem Fall über ein in einer Aufnahme 20 auf dem ersten Scharnierteil 3 verschiebbar geführten Übertragungsgliedes 21 dargestellt, welches bei der Verschiebung über die Tür 5 entgegen einer Feder 22 verschoben wird. Durch den Widerstand dieser Feder 22 wird dem Schließen des Scharniers 1 ein entsprechender Widerstand entgegengesetzt und somit die Schließbewegung abgedämpft. Zur Betätigung der Zunge 1 1 der autarken Funkschaltereinheit 6 ist an dem Betätigungselement 21 zudem eine Kontur 23 in Form einer Stufe ausgebildet, welche ab einem bestimmten Maß der Verschiebung des Übertragungsgliedes 21 auf die Zunge 1 1 drückt und damit wiederum auf die bereits beschriebene Variante für eine Induktion eines Stromimpulses sorgt. Im Unterschied zu der Variante nach Fig. 3 ist die autarke Funkschaltereinheit 6 in diesem Fall mit dem Spulenpaket 9 in Richtung einer Verschiebungsrichtung des Übertragungsgliedes 21 orientiert. Um zudem ungewollte Beeinträchtigungen des Übertragungsgliedes 21 und auch der autarken Funkschaltereinheit 6 zu verhindern sind die Funkschal- tereinheit 6 und das Übertragungsglied 21 in einem gemeinsamen Gehäuse 24 auf dem ersten Scharnierteil 3 angeordnet.
Durch die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen einer Scharnieranordnung ist es somit möglich, ein Öffnen und ein Schließen eines Scharniers 1 jeweils mit Hilfe einer kompakt ausgestalteten autarken Funkschaltereinheit 6 zu detektieren und dies Informationen an eine übergeordnete Empfangseinheit zu übermitteln. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung zudem denkbar, die Funkeinheit 7 der Funkschaltereinheit 6 zudem mit weiteren Sensoren, wie beispielweise einem Temperatursensor, zu verbinden, um bei Stromimpuls auch weitere Informationen, neben dem Zustand des Scharniers 1 , über Datenpakete zu übermitteln. Insgesamt wird durch die unterschiedlichen Anordnungen der autarken Funkschaltereinheit 6 eine robuste und zuverlässige Erfassung des Öffnens und des Schließens des zugeordneten Scharniers 1 realisiert.
Bezuqszeichen
Scharnier
Gelenk
erster Scharnierteil
zweiter Scharnierteil
Tür
autarke Funkschaltereinheit
Funkeinheit
Generatoreinheit
Spulenpaket
Magnetblock
Zunge
Spulenkern
erster Pol
zweiter Pol
Vorsprung
Übertragungsglied
Aufnahme
Übertragungsglied
Vertiefung
Aufnahme
Übertragungsglied
Feder
Kontur
Gehäuse

Claims

Patentansprüche
1 . Scharnieranordnung, umfassend ein Scharnier (1 ), insbesondere ein Topfscharnier, und eine autarke Funkschaltereinheit (6), wobei sich das Scharnier (1 ) aus zweien über ein zwischenliegendes Gelenk (2) verbundenen Scharnierteilen (3, 4) zusammensetzt, von welchen ein erster Scharnierteil (3) mit einem feststehenden Bauteil verbunden und ein zweiter Scharnierteil (4) über das Gelenk (2) relativ zu dem ersten Scharnierteil (3) verschwenkbar an ein zu verschwenkendes Element, insbesondere einer Tür (5), gekoppelt ist, und wobei die autarke Funkschaltereinheit (6) eine Funkeinheit (7) und eine Generatoreinheit (8) mit einem Betätigungselement umfasst, welches ein Öffnen und ein Schließen des Scharniers (1 ) auf die Generatoreinheit (8) überträgt, so dass die Generatoreinheit (8) einen elektrischen Stromimpuls zur Stromversorgung der Funkeinheit (7) induziert, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoreinheit (8) so ausgeführt ist, dass diese sowohl bei einer Übertragung des Öffnens als auch des Schließens des Scharniers (1 ) durch das Betätigungselement einen elektrischen Stromimpuls induziert, wobei die Funkeinheit (7) so ausgeführt ist, dass diese bei der dabei jeweils erfolgenden Stromversorgung Daten sendet.
2. Scharnieranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die autarke Funkschaltereinheit (6) an dem ersten Scharnierteil (3) angeordnet ist, wobei das Betätigungselement bei Schließen des Scharniers (1 ) mit dem zweiten Scharnierteil (4) oder dem zu verschwenkenden Element in Kontakt tritt.
3. Scharnieranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Scharnierteil (4) oder dem zu verschwenkenden Element und dem Betätigungselement ein Übertragungsglied (16; 18; 21 ) platziert ist, welches den Kontakt zwischen dem zweiten Scharnierteil (4) oder dem zu verschwenkenden Element und dem Betätigungselement bei Schließen des Scharniers (1 ) herstellt.
4. Scharnieranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (16; 21 ) auf dem ersten Scharnierteil (3) in einer Aufnahme (17; 20) verschiebbar geführt ist und das Schließen des Scharniers (1 ) durch Verschiebung in der Aufnahme (17; 20) auf das Betätigungselement überträgt.
5. Scharnieranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Übertragungsglied (21 ) in der Aufnahme (20) bei Schließen des Scharniers (1 ) entgegen einer Feder (22) verschiebt und dabei das Betätigungselement über eine Kontur (23) betätigt.
6. Scharnieranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (21 ) mit der autarken Funkschaltereinheit (6) in einem gemeinsamen Gehäuse (24) platziert ist.
7. Scharnieranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (18) auf dem zweiten Scharnierteil (4) oder dem zu verschwenkenden Element ausgebildet ist und einen gekrümmten Konturverlauf aufweist.
8. Scharnieranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die autarke Funkschaltereinheit (6) in eine Vertiefung (19) des zweiten Scharnierteils (4) integriert ist, wobei das Betätigungselement bei Schließen des Scharniers (1 ) mit dem ersten Scharnierteil (3) oder dem feststehenden Bauteil in Kontakt tritt.
9. Scharnieranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoreinheit (8) als elektrodynamischer Generator mit einem Spulenpaket (9) und einem Magnetblock (10) ausgeführt ist, wobei das Spulenpaket (9) quer zu einer Betätigungsrichtung des Betätigungselements orientiert ist, und wobei der Magnetblock (10) durch Bewegung über das Betätigungselement in die Betätigungsrichtung einen Stromimpuls im Spulenpaket (9) durch ein hiermit einhergehendes Umpolen eines Spulenkerns (12) induziert.
10. Scharnieranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement als federnd gelagerte Zunge (1 1 ) ausgeführt ist.
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