EP3428374A1 - Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem schwenkwiderstand - Google Patents

Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem schwenkwiderstand Download PDF

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EP3428374A1
EP3428374A1 EP18182569.6A EP18182569A EP3428374A1 EP 3428374 A1 EP3428374 A1 EP 3428374A1 EP 18182569 A EP18182569 A EP 18182569A EP 3428374 A1 EP3428374 A1 EP 3428374A1
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EP
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hinge
pivoting
hinge assembly
joint
pivot axis
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    • E05Y2900/532—Back doors or end doors

Definitions

  • the present invention relates to a joint arrangement with directional pivoting resistance, comprising a first joint part and a second joint part, which are arranged pivotable against each other along a pivot axis and in a pivoting direction and a counter-pivoting direction. Furthermore, the invention relates to a hinge assembly comprising a first and a second hinge assembly with directional pivoting resistance, and a vehicle comprising a door and a hinge assembly according to the invention.
  • the two hinge parts have respective running surfaces, wherein the hinge arrangement is designed such that the two treads are in contact with each other and slide on each other in a pivoting movement, wherein the two treads are each formed so as to comprise at least one surface group, each of the surface groups in the pivoting direction successively comprises a first to fourth surface portion, wherein the first and the third Surface portion are each formed flat and extend in planes which are perpendicular to the pivot axis and spaced from each other, the second surface portion verlä at least partially oblique to the pivot axis and connects the first and third surface portions, and the fourth surface portion extends in a plane parallel to the pivot axis and connects the third surface portion with the first surface portion or a first surface portion of an adjacent surface group.
  • pivot direction refers to the direction in which the hinge assembly has a lower pivoting resistance during pivoting
  • counter-pivoting direction refers to the opposite direction in which the hinge assembly pivots when pivoting has higher swing resistance
  • pivoting direction can be provided in the hinge assembly according to the invention in the direction of clockwise or counterclockwise depending on the purpose of the hinge assembly.
  • the running surfaces of the first and second joint part can be formed identically or point-symmetrically to one another in the joint arrangement according to the invention. Since in the inventive design of the two surface groups of the fourth surface portion serves as a stop in the pivoting direction, it is understood that it does not have to be strictly parallel to the pivot axis, but can also be arranged at a slight angle to this, but still a safer Stop must be ensured and slipping of the other joint part is excluded over the fourth surface portion. In this case, an arrangement strictly parallel to the pivot axis is advantageous in any case, since such a large-scale system can be ensured in the stop position and penetration of foreign material is prevented.
  • the second surface portion may also be flat.
  • the second surface portion could also have portions with different slopes, for example, to provide a pivot angle dependent pivot resistance as it slides.
  • the maximum pivoting angle range of the arrangement can theoretically amount to a full 360 °. If a maximum pivot angle range of 180 ° or less is to be provided for the joint arrangement in the respective application, it may be advantageous if the running surfaces of the first and second joint part each comprise at least two identical and offset in the pivoting direction surface groups. In this way, a better distribution of the forces acting in the joint arrangement forces can be achieved and in particular can be avoided in the joint assembly bending moments.
  • the joint arrangement it may be necessary in the joint arrangement according to the invention to bias the two joint parts together by means of an elastic element, for example a helical spring, along the pivot axis.
  • an elastic element for example a helical spring
  • This measure may be necessary, for example, in constellations in which the joint arrangement is to be mounted in such a way that its pivot axis runs in the horizontal direction.
  • the elastic element it is ensured by the elastic element that the running surfaces of the two joint parts in fact slide together and by the force acting on the two joint parts by the elastic member, the two pivot resistors can be adjusted in the pivoting direction and counter-pivoting direction.
  • the fourth surface section serves only as a stop at a Pivoting movement in the pivoting direction, and the joint arrangement therefore experiences no restriction of its pivoting angle range in the counter-pivoting direction, so that, unless it is stopped by an external component at a predetermined pivot angle, it can perform an endless rotational movement.
  • the hinge assembly according to the invention may further comprise a stop means which is adapted to pivot in the Jacobschwenkoplasty at a predetermined relative Limit pivot position of the joint parts.
  • the joint arrangement according to the invention may further be formed such that the first or the second joint part comprises two elements which extend along the pivot axis on both sides of the other joint part and are adapted to perform a common pivoting movement with respect to the other joint part.
  • the first joint part is formed by a single element, at both ends along the pivot axis are the two elements of the second joint part, wherein the first joint part of a first external component is assigned and the two elements of the second joint part of a second Associated with the external component and the joint allows a pivoting movement of the two components, also by this construction, a bending moment acting on the joint arrangement can be received in an improved manner.
  • the stop means may for example be formed by two extending in the direction of the pivot axis surfaces, which come in a similar manner as the fourth surface portion of the surface groups of the treads at a predetermined pivot angle of the hinge assembly abut each other. It is understood that this predetermined pivoting angle should be adapted to the shape and angle arrangements of the corresponding running surfaces of such a hinge arrangement.
  • a pivoting angle of at least 180 ° can not usually be achieved in a single or one-part joint, so that a hinge arrangement in the form of an at least two-part joint must be used.
  • each additional hinge makes such a hinge assembly more complex, more susceptible, larger, and ultimately more expensive.
  • the object of the present invention to provide such an arrangement, on the one hand allows a non-disruptive design of the door and on the other hand reliably prevents unwanted closing of the door and on top of maintenance, cost and compact.
  • a first hinge assembly with directional pivoting resistance for example, a hinge assembly of the type described above, with a first pivot axis
  • a second hinge assembly with direction-dependent Swing resistance again, for example, one of above-described hinge assemblies according to the invention, having a second pivot axis
  • a connecting element which corresponds to the second hinge part of the first hinge assembly and the first hinge part of the second hinge assembly, wherein
  • the connecting element may have a curved shape in order to extend around a pivoting area provided in an external component during pivoting of the hinge assembly.
  • it may for example be formed U-shaped, it may have both curved and straight sections, or it may on the other hand also have a more complicated shape with one or more inflection points or bends.
  • the first and second hinge assembly in the pivoting and / or Gegenschwenkiques may have a different pivoting resistance.
  • the hinge arrangement according to the invention may be formed such that the respective pivoting directions of the first and the second hinge assembly are in opposite directions, so that pivots in a pivoting movement of such a hinge assembly, the first hinge assembly, for example, in its pivoting direction, while the second hinge assembly pivots in its counter-pivoting direction.
  • a sequence control can be achieved with little design effort, provided that the respective pivoting resistances of the first and the second hinge arrangement in the pivoting or counter-pivoting direction are not identical.
  • the hinge arrangement according to the invention can be designed such that the two joint arrangements have identically formed running surfaces. In this way, the necessary design effort of the hinge assembly according to the invention can be further reduced.
  • such a hinge arrangement can be advantageously combined with identical running surfaces for the two joint arrangements with opposite pivoting directions as just described, whereby a sequence control in the hinge arrangement can be ensured even with the same running surfaces trained.
  • the hinge arrangement according to the invention can be configured to allow a total pivoting angle of at least 180 °, the total pivoting angle resulting from the sum of the two pivoting angles of the first and the second hinge arrangement.
  • the present invention relates to a vehicle, such as an industrial truck, comprising a door and a hinge assembly according to the invention, wherein the door is pivotally mounted to the vehicle by the hinge assembly between a closed position and an open position.
  • first and the second pivot axis may possibly extend in a substantially vertical direction, in which case Under certain circumstances, the provision of an elastic element for preloading the respective joint parts of the two joint arrangements against each other can be dispensed with, since this preload can be given only by the action of gravity.
  • the vehicle according to the invention can be designed such that the door comes to a stop in its closed and / or open position on a portion of the body of the vehicle, so that in such a case, the provision of one of the abutment means described above in at least one the two hinge arrangements forming the hinge arrangement can be dispensed with.
  • FIGS. 1a and 1b a hinge assembly according to the invention is shown and generally designated by the reference numeral 10.
  • the hinge arrangement 10 comprises a first hinge part 20 and a second hinge part 30, which are arranged along a pivot axis A and are pivotable relative to one another about the pivot axis A.
  • a bolt for connection of the joint parts 10 and 20, for example, a bolt, not shown, extend in the direction of the pivot axis A, on which the joint parts 10, 20 are placed.
  • the first hinge part 20 comprises a body 22 which extends away from the pivot axis A and to which a fixing portion 24 is provided, by means of which the hinge part can be fixed to an external structure, such as a door.
  • the second joint part 30 comprises a body 32, which is also of the Swivel axis A extends away and ends in a mounting portion 34, by means of which the second hinge part 30 on another external structure, such as the body of a vehicle, attachable.
  • the first joint part 20 and the second joint part 30 are in contact with each other along a plane perpendicular to the pivot axis A, wherein in the contact region of the two joint parts 20 and 30 respective treads 26 and 36 are provided.
  • the two joint parts 20 and 30 are arranged vertically one above the other, so that the two running surfaces 26 and 36 are in permanent contact due to the action of gravity and slide against one another during a pivotal movement of the two joint parts 20 and 30 relative to one another.
  • the respective treads 26 and 36 each comprise two surface groups, as shown for example in the FIG. 4a are shown in a more visible manner.
  • Each of the surface groups 26 and 36 comprises first to fourth surface portions 26a - 26d and 36a - 36d, respectively, by which it can be achieved that the in the FIGS. 1a and 1b shown hinge assembly 10 has a directional pivoting resistance.
  • FIGS. 2a-2c show enlarged views of the first and second joint part 20, 30 in the region of their respective running surfaces 26 and 36, respectively.
  • FIG. 2a the two joint parts 20, 30 in an angular ratio, the representation of FIG. 1a equivalent.
  • the four surface sections 36a-36d can be seen, which form a surface group on the running surface 36 of the second joint part 30.
  • the first surface portion 36a and the third surface portion 36c are each in a plane orthogonal to the pivot axis A, which are spaced from each other by a certain distance.
  • the first and third surface portions 36a, 36c are connected by a second surface portion 36b which is inclined in a plane to the pivot axis A.
  • the fourth surface portion 36d connects the third surface portion 36c to one in the illustration FIG.
  • the surface group formed by the surface portions 36a-36d extends about the pivot axis A through an angle of 180 °, as also with reference to FIG. 4a understand.
  • FIGS. 1a and 1b explained pivoting movement in the pivoting direction of in FIG. 1a shown state to in FIG. 1b shown in the state shown in the FIG. 2a indicated by the arrow S, slide the two first surface portions 26a and 36a from each other, wherein a pivoting resistance occurs, which is related to a coefficient of friction ⁇ , which results inter alia from the surface finish of the two first surface portions 26a and 36a.
  • the weight of the first joint part 20 may contribute to a further facilitated pivoting, when the two second surface portions slide together and thus as an inclined plane act as indicated by the arrow -P.
  • FIGS. 3a and 3b now show an embodiment of a hinge assembly according to the invention, which is generally designated by the reference numeral 100 and comprises two hinge assemblies according to the invention, which are denoted by 200 and 300, respectively.
  • first and the second hinge assemblies 200 and 300 of the hinge assemblies 100 are constructed such that in each case one of its hinge parts comprises two elements which are arranged above and below the other hinge part.
  • first joint arrangement 200 the two elements 220a and 220b form the first joint part 220
  • second joint arrangement 300 the two elements 330a and 330b form the second joint part 330.
  • the hinge arrangement 100 comprises a connecting element 400, which corresponds to the second hinge part 230 of the first hinge arrangement 200 and the first hinge part 320 of the second hinge arrangement 300 and extends in an arc between the parallel pivot axes A and B of the two hinge arrangements 200, 300.
  • the two hinge assemblies 200 and 300 of the hinge assembly 100 include respective pairs of raceways 226 and 236 and 326 and 336, respectively Pivoting resistance of the two joint assemblies 200 and 300 is substantially identical in both the pivoting and counter-pivoting direction.
  • the tread 226 is associated with the second member 220b of the first hinge part
  • the tread 336 is associated with the first member 330a of the second hinge member 300
  • the pivotal direction S 1 of the first hinge assembly counterclockwise
  • the pivoting direction S 2 of the second hinge assembly counterclockwise
  • the two joint arrangements 200 and 300 have further running surfaces 240 and 340 on the elements 220a and 330b, which may optionally engage with external running surfaces, not shown, in the region of mounting devices for the two joint arrangements, so that in an assembled state, each of the joint arrangements 200 and 300 can slide over two pairs of treads, whereby an improved power and torque distribution is achieved. Even if no engagement with external treads should be provided, this measure makes it possible in any case to form the corresponding components as equal parts, whereby manufacturing costs can be saved by using only a single tool for their production.
  • FIG. 4a To illustrate the operation of the pairs of treads 226, 236 and 326, 336 is again on the FIG. 4a refer, in the example in an enlarged scale the pair 326, 336 of treads is shown, as well as to the description of FIGS. 1a-2c with their joint arrangements with the same running surfaces.
  • the individual surface sections are accordingly designated in the same way as in the FIGS. 1a-2c , only increased by 300, wherein the treads shown each comprise two identical surface groups and in one of them all the reference numerals are provided with an apostrophe.
  • the first hinge assembly 200 of the hinge assembly 100 comprises a stop means 250, which in the FIGS. 3a and 3b already recognizable and in FIG. 4b is shown enlarged.
  • the stop device 250 consists of two projections 228 and 238 which are associated with the first element 220a of the first joint part 220 and the second joint part 230, respectively.
  • the protrusions 228 and 238 abutting against each other at a predetermined angle between the first hinge part 220 and the second hinge part 230, the pivoting movement in the counter-pivoting direction at this angle can be stopped.
  • another stop for limiting the pivoting movement can be created in the pivoting direction, which must be aligned with the fourth surface portions of the running surfaces 226 and 236 accordingly. In this way, by means of the stop device 250 with its two projections 228 and 238, a permitted swivel angle range of the joint device 200 is defined.
  • the two projections 228 and 238 must be sufficiently dimensioned with respect to their extent along the pivot axis S 1 , so that also by the stroke h, by sliding of the second surface portions 226 b, 236 b of the treads 226 and 236 at the pivotal movement occurs in the counter-pivoting direction, these projections 228 and 238 are not lifted out of their respective engagement area.
  • FIGS. 5a-5c Let a sequence of a pivoting movement of the hinge arrangement 100 be clarified, wherein the hinge arrangement in the in the Figures 6a and 6b shown connected via the first hinge part 220 of the first hinge assembly 200 to the body of a vehicle F and is connected via the second hinge part 330 of the second hinge assembly 300 with a door T of the vehicle F.
  • the hinge assembly 100 is shown in plan view along the pivot axes A and B, and the transition from the in FIG. 5a shown position to the in FIG. 5c shown position corresponds to an opening of the door T.
  • the torque acting on the hinge assembly 100 acts in a clockwise direction.
  • the pivoting directions S 1 and S 2 of the two hinge assemblies 200 and 300 are in opposite directions and the clockwise movement corresponds to the pivoting direction S 2 of the second hinge assembly 300, while for the first hinge assembly 200 is the counter-pivoting direction.
  • the second hinge assembly 300 has a lower pivotal resistance than the first hinge assembly 200 and the hinge assembly 100 begins to engage in the FIG. 5b to pass over shown state.
  • the door T comes against a component of the vehicle F to the system and can be manually or automatically fixed by means of a lock, not shown, so that a limitation of Gegenschwenkwinkels in the second hinge assembly 300 is not necessary in the present case, but from an external Component is taken over.
  • the second hinge assembly 300 could easily include a stop means, such as the stop means 250 of the first hinge assembly 200.
  • FIG. 6a the hinge assembly 100 now shown in the installed state in the already mentioned vehicle F with the door T, wherein in FIG. 6a the position Z 1 of the door T the state FIG. 5a corresponds to the position Z 2 of the door T the state FIG. 5b corresponds and the position Z 3 of the door T the state off FIG. 5c equivalent.
  • an opening of the door T can be dispensed with, this can be pivoted through a total of 180 ° so that it is complete can be moved out of the range of their door opening, and they can also be pivoted around the vehicle body in the hinge assembly 100 around (see the dashed line from FIG. 6b ). Furthermore, the first hinge assembly 200 is protected within the vehicle body, so that foreign matter can be prevented from entering this area.
  • joint assembly 500 with a ball catch which also includes a first hinge part 520 and a second hinge part 530, which lie in a plane perpendicular to the pivot axis S.
  • a ball socket 522 is provided in the first joint part 520, and in the second joint part 530 a ball 532 prestressed by a spring 534. If the ball 532 now rests in the ball socket 522, a higher pivoting resistance acts than if the ball 532 is outside the ball socket 522 is located.
  • joint arrangements are known in which the pivoting movement takes place via cooperating threads, ie the joint parts are screwed on each other or unscrewed from each other. In this way, during a pivoting movement, a stroke is created, which brings the joint parts together or apart.
  • a pivotal resistance that increases proportionally to the rotation angle may be provided, which is further dependent on the pivoting direction.
  • the transition between a first such joint arrangement of a second such joint arrangement in a hinge arrangement will not be abrupt but continuous, whereby the entire sequence control is defined less sharply.
  • Last is in FIG. 8 a pair of treads of a further alternative embodiment of a hinge assembly according to the invention shown.
  • a second surface portion is used, which in turn comprises three subsections 636b1, 636b2 and 636b3.
  • the subsections 636b1 and 636b3 have equal or at least similar slopes, while the subjacent portion 636b2 has a lower and opposite slope.
  • a rotational angle and direction-dependent pivoting resistance is generated, can be achieved by the example, a locking against a falling of the hinge assembly.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand, umfassend ein erstes Gelenkteil (20) und ein zweites Gelenkteil (30), die entlang einer Schwenkachse (A) und in einer Schwenkrichtung (S) und einer Gegenschwenkrichtung (G) gegeneinander verschwenkbar angeordnet sind; wobei die beiden Gelenkteile (20, 30) jeweilige Laufflächen (26, 36) aufweisen, wobei die Gelenkanordnung derart ausgebildet ist, dass die beiden Laufflächen (26, 36) miteinander in Kontakt stehen und bei einer Schwenkbewegung aneinander abgleiten, wobei die beiden Laufflächen (26, 36) derart ausgebildet sind, dass sie jeweils wenigstens eine Flächengruppe umfassen, wobei jede der Flächengruppen in Schwenkrichtung (S) aufeinanderfolgend einen ersten bis vierten Flächenabschnitt umfasst, wobei der erste (26a, 36a) und der dritte Flächenabschnitt (26c, 36c) jeweils eben ausgebildet sind und in Ebenen verlaufen, welche senkrecht zu der Schwenkachse (A) und voneinander beabstandet sind, der zweite Flächenabschnitt (26b, 36b) wenigstens abschnittsweise schräg zu der Schwenkachse (A) verläuft und den ersten (26a, 36a) und dritten Flächenabschnitt (26c, 36c) verbindet; und der vierte Flächenabschnitt (26d, 36d) in einer Ebene parallel zu der Schwenkachse (A) verläuft und den dritten Flächenabschnitt (26c, 36c) mit dem ersten Flächenabschnitt (26a, 36a) oder einem ersten Flächenabschnitt einer benachbarten Flächengruppe verbindet. Ferner betrifft die Erfindung eine Scharnieranordnung, umfassend eine erste und eine zweite Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand, sowie ein Fahrzeug, umfassend eine Tür und eine erfindungsgemäße Scharnieranordnung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand, umfassend ein erstes Gelenkteil und ein zweites Gelenkteil, die entlang einer Schwenkachse und in einer Schwenkrichtung und einer Gegenschwenkrichtung gegeneinander verschwenkbar angeordnet sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Scharnieranordnung, umfassend eine erste und eine zweite Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand, sowie ein Fahrzeug, umfassend eine Tür und eine erfindungsgemäße Scharnieranordnung.
  • Es sind vielerlei Anwendungen und Einsatzszenarien für Gelenkanordnungen denkbar, die einen richtungsabhängigen Schwenkwiderstand aufweisen, d.h. einem Schwenken in eine erste Richtung einen anderen Widerstand entgegenbringen als einem Schwenken in die Gegenrichtung zu der ersten Richtung. Beispiele hierfür könnten Anwendungen sein, in denen ein Öffnen einer Tür mit einem höheren Widerstand verbunden sein soll als ein Schließen der Tür, oder beispielsweise auch ein Fall, in dem eine Klappe nach oben gegen die Wirkung der Schwerkraft geöffnet werden soll und durch Vorsehen einer Gelenkanordnung, die beim Schwenken nach oben einen geringeren Widerstand aufweist als beim Schwenken nach unten, die Wirkung die Schwerkraft zu einem gewissen Grad ausgeglichen werden soll, um beim Öffnen und Schließen der Klappe ein ähnliches Widerstandsverhalten hervorzurufen.
  • Um eine Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand und umfassend ein erstes Gelenkteil und ein zweites Gelenkteil, die entlang einer Schwenkachse und in einer Schwenkrichtung und einer Gegenschwenkrichtung gegeneinander verschwenkbar angeordnet sind, bereitzustellen, das sich durch einen einfachen und kostengünstigen Aufbau und eine hohe Betriebszuverlässigkeit auszeichnet, weisen in der vorliegenden Erfindung die beiden Gelenkteile jeweilige Laufflächen auf, wobei die Gelenkanordnung derart ausgebildet ist, dass die beiden Laufflächen miteinander in Kontakt stehen und bei einer Schwenkbewegung aneinander abgleiten, wobei die beiden Laufflächen derart ausgebildet sind, dass sie jeweils wenigstens eine Flächengruppe umfassen, wobei jede der Flächengruppen in Schwenkrichtung aufeinanderfolgend einen ersten bis vierten Flächenabschnitt umfasst, wobei der erste und der dritte Flächenabschnitt jeweils eben ausgebildet sind und in Ebenen verlaufen, welche senkrecht zu der Schwenkachse und voneinander beabstandet sind, der zweite Flächenabschnitt wenigstens abschnittsweise schräg zu der Schwenkachse verläuft und den ersten und dritten Flächenabschnitt verbindet, und der vierte Flächenabschnitt in einer Ebene parallel zu der Schwenkachse verläuft und den dritten Flächenabschnitt mit dem ersten Flächenabschnitt oder einem ersten Flächenabschnitt einer benachbarten Flächengruppe verbindet.
  • Gemäß der hier und im Folgenden verwendeten Nomenklatur bezieht sich der Begriff "Schwenkrichtung" auf diejenige Richtung, in der die Gelenkanordnung beim Schwenken einen niedrigeren Schwenkwiderstand aufweist, während sich der Begriff "Gegenschwenkrichtung" auf die entgegengesetzte Richtung bezieht, in der die Gelenkanordnung beim Schwenken einen höheren Schwenkwiderstand aufweist.
  • Es versteht sich, dass die Schwenkrichtung in der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung je nach Einsatzzweck der Gelenkanordnung in Richtung mit oder gegen den Uhrzeigersinn vorgesehen sein kann.
  • Um das Abgleiten der beiden Laufflächen aneinander beim Schwenken der Gelenkanordnung über den gesamten möglichen Schwenkwinkelbereich sicherzustellen, können in der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung die Laufflächen des ersten und des zweiten Gelenkteils identisch bzw. punktsymmetrisch zueinander gebildet sein. Da in der erfindungsgemäßen Ausbildung der beiden Flächengruppen der vierte Flächenabschnitt als Anschlag in Schwenkrichtung dient, versteht es sich, dass er nicht streng parallel zu der Schwenkachse verlaufen muss, sondern auch in einem geringen Winkel gegenüber dieser angeordnet sein kann, durch den jedoch weiterhin ein sicherer Anschlag gewährleistet sein muss und ein Abgleiten des jeweils anderen Gelenkteils über den vierten Flächenabschnitt ausgeschlossen ist. Hierbei ist eine Anordnung streng parallel zu der Schwenkachse in jedem Fall vorteilhaft, da so eine großflächige Anlage in der Anschlagsposition sichergestellt werden kann und ein Eindringen von Fremdmaterial verhindert wird.
  • Um auch beim Abgleiten des zweiten Flächenabschnitts einen großflächigen Kontakt sicherzustellen, kann der zweite Flächenabschnitt ebenfalls eben sein. In alternativen Ausführungsformen könnte der zweite Flächenabschnitt jedoch auch Abschnitte mit verschiedenen Steigungen aufweisen, beispielsweise um einen schwenkwinkelabhängigen Schwenkwiderstand bei seinem Abgleiten bereitzustellen.
  • Sofern die erfindungsgemäße Gelenkanordnung an den beiden Laufflächen jeweils nur eine Flächengruppe umfasst, kann der maximale Schwenkwinkelbereich der Anordnung theoretisch volle 360° betragen. Sofern im jeweiligen Anwendungsfall ein maximaler Schwenkwinkelbereich von 180° oder weniger für die Gelenkanordnung vorgesehen sein soll, kann es vorteilhaft sein, wenn die Laufflächen des ersten und zweiten Gelenkteils jeweils wenigstens zwei identische und in Schwenkrichtung versetzte Flächengruppen umfassen. Hierdurch kann eine bessere Verteilung der in der Gelenkanordnung wirkenden Kräfte erzielt werden und insbesondere können in der Gelenkanordnung wirkende Biegemomente vermieden werden.
  • Je nach Anwendungsfall kann es in der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung nötig sein, die beiden Gelenkteile durch ein elastisches Element, beispielweise eine Schraubenfeder, entlang der Schwenkachse aufeinander zu vorzuspannen. Diese Maßnahme kann beispielsweise in Konstellationen notwendig sein, in denen die Gelenkanordnung derart montiert werden soll, dass ihre Schwenkachse in horizontaler Richtung verläuft. In einem solchen Fall wird durch das elastische Element sichergestellt, dass die Laufflächen der beiden Gelenkteile in der Tat aneinander abgleiten und durch die durch das elastische Element auf die beiden Gelenkteile einwirkende Kraft können die beiden Schwenkwiderstände in Schwenkrichtung und Gegenschwenkrichtung eingestellt werden.
  • Andererseits kann, insbesondere wenn die Gelenkanordnung derart montiert werden soll, dass ihre Schwenkachse in vertikaler Richtung oder wenigstens unter einem Winkel zur horizontalen Richtung verläuft, unter Umständen auf ein derartiges elastisches Element verzichtet werden, da in solchen Fällen auch bereits allein durch die Wirkung der Schwerkraft sichergestellt sein kann, dass die beiden Laufflächen in der gewünschten Weise aneinander abgleiten. Selbstverständlich können diese beiden Ansätze auch miteinander kombiniert werden, so dass auch bei einer vertikalen Ausrichtung der Schwenkachse zusätzlich ein elastisches Element vorgesehen sein kann, um die beiden Schwenkwiderstände in Schwenkrichtung und in Gegenschwenkrichtung auf den jeweils gewünschten Wert unter Berücksichtigung der Wirkung der Schwerkraft und der Reibungswerte der für die beiden Laufflächen verwendeten Materialien einzustellen.
  • In einer einfachen Bauform einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung dient der vierte Flächenabschnitt lediglich als Anschlag bei einer Schwenkbewegung in der Schwenkrichtung, und die Gelenkanordnung erfährt daher in Gegenschwenkrichtung keinerlei Einschränkung ihres Schwenkwinkelbereichs, so dass sie, sofern sie nicht von einer externen Komponente bei einem vorbestimmten Schwenkwinkel angehalten wird, eine Endlosdrehbewegung vollführen kann. In Anwendungsfällen, in denen diese Eigenschaft nicht erwünscht ist und in denen die Schwenkbewegung in Gegenschwenkrichtungen auch nicht durch eine externe Komponente beschränkt werden soll, kann die erfindungsgemäße Gelenkanordnung ferner eine Anschlagseinrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, ein Schwenken in der Gegenschwenkrichtung an einer vorbestimmten relativen Schwenkposition der Gelenkteile zu begrenzen.
  • In einer Weiterbildung kann die erfindungsgemäße Gelenkanordnung ferner derart gebildet sein, dass das erste oder das zweite Gelenkteil zwei Elemente umfasst, welche sich entlang der Schwenkachse beiderseits des anderen Gelenkteils erstrecken und dazu eingerichtet sind, eine gemeinsame Schwenkbewegung bezüglich dem anderen Gelenkteil auszuführen. Indem in dieser Weise beispielsweise das erste Gelenkteil durch ein einzelnes Element gebildet ist, an dessen beiden Enden entlang der Schwenkachse sich die beiden Elemente des zweiten Gelenkteils befinden, wobei das erste Gelenkteil einer ersten externen Komponente zugeordnet ist und die beiden Elemente des zweiten Gelenkteils einer zweiten externen Komponente zugeordnet sind und das Gelenk eine Schwenkbewegung der beiden Komponenten ermöglicht, kann auch durch diese Konstruktion ein auf die Gelenkanordnung wirkendes Biegemoment in verbesserter Weise aufgenommen werden.
  • Des Weiteren bietet die Weiterbildung, in der eines der beiden Gelenkteile zwei Elemente umfasst, die Möglichkeit, einem der beiden Elemente eine der Laufflächen und dem anderen der beiden Elemente die Anschlagseinrichtung zuzuordnen, die, wie oben beschrieben, ein Schwenken in der Gegenschwenkrichtung an einer vorbestimmten relativen Schwenkposition der Gelenkteile begrenzt. In diesem Fall kann die Anschlagseinrichtung beispielsweise durch zwei sich in Richtung der Schwenkachse erstreckende Flächen gebildet sein, die in ähnlicher Weise wie der vierte Flächenabschnitt der Flächengruppen der Laufflächen in einem vorbestimmten Schwenkwinkel der Gelenkanordnung miteinander zur Anlage kommen. Es versteht sich, dass dieser vorbestimmte Schwenkwinkel auf die Form und Winkelanordnungen der entsprechenden Laufflächen einer solchen Gelenkanordnung angepasst sein sollte.
  • Neben den bereits oben beschriebenen möglichen Anwendungsbeispielen für eine erfindungsgemäße Gelenkanordnung kann diese auch in kompliziertere Baugruppen integriert werden, beispielsweise in eine erfindungsgemäße Scharnieranordnung. Es sei jedoch bereits hier festgehalten, dass die im Folgenden beschriebene erfindungsgemäße Scharnieranordnung nicht nur mit der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand ausgeführt werden kann, sondern mit beliebigen Gelenkanordnungen, deren Schwenkwiderstand in Schwenkrichtung und in Gegenschwenkrichtung verschieden ist.
  • Wenngleich für viele Anwendungsfälle, beispielsweise beim Anlenken von Türen an Fahrzeugen, wie beispielsweise Fahrertüren oder ähnliche Komponenten, in der Regel ein einzelnes Gelenk ausreichend sein kann, so sind auch Anwendungsfälle bekannt, in denen auf ein Mehrfachgelenk oder eine Scharnieranordnung zurückgegriffen werden muss, beispielsweise wenn die Geometrie des Fahrzeugs im Bereich des Gelenks dies erfordert oder wenn eine Öffnung einer derartigen Tür um wenigstens 180° erforderlich ist und die einsetzbaren Gelenke einen solch großen Schwenkwinkel nicht ermöglichen. Insbesondere kann hierbei an eine Tür eines Batteriefachs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs gedacht werden, die um wenigstens 180° zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Position schwenkbar sein muss, um ein ungehindertes Heranfahren eines Flurförderzeugs oder Hubwagens an das Batteriefach zur Entnahme der in dem Batteriefach aufgenommenen Batterie bzw. zum Einsetzen einer derartigen Batterie zu ermöglichen. Hierbei ist es wünschenswert, eine Beeinträchtigung des Designs des Fahrzeugs, die beispielsweise durch Teilungen oder Durchbrechungen an der Tür oder Freistellungen oder Freiräume am Fahrzeugrahmen oder anderen sichtbaren Teilen des Fahrzeugs auftreten könnte, zu vermeiden.
  • Ferner ist in derartigen Anwendungsfällen darauf zu achten, dass die Tür im Fall von auftretendem Wind, oder auch wenn das Fahrzeug auf einem abschüssigen Untergrund aufsteht, nicht unerwünscht zufallen kann, damit die angesprochenen Batteriewechselvorgänge sicher und störungsfrei durchgeführt werden können. Es kann daher wünschenswert sein, eine Scharnieranordnung bereitzustellen, die ein Öffnen der Tür mit nur einem geringen Schwenkwiderstand ermöglicht, allerdings in Schließposition der Tür einen erhöhten Schwenkwiderstand aufweist. Selbstverständlich ist auch insbesondere bei der Gestaltung von Nutzfahrzeugen stets darauf zu achten, die Herstellungskosten der einzelnen Komponenten möglichst niedrig zu halten, aber andererseits eine solide und wartungsarme Lösung vorzusehen.
  • Die angesprochenen Erfordernisse, beispielsweise eines Schwenkwinkels von wenigstens 180°, sind in einem einzelnen oder einteiligen Gelenk in der Regel nicht zu lösen, so dass eine Scharnieranordnung in Form eines wenigstens zweiteiligen Gelenks verwendet werden muss. Allerdings macht jedes weitere Gelenk eine derartige Scharnieranordnung komplexer, anfälliger, größer und letztlich auch teurer.
  • Eine derartige Lösung ist beispielsweise aus der DE 103 42 659 A1 bekannt, in der ein Doppelscharnier mit dem Rahmen eines Fahrzeugs einerseits und einer Tür andererseits verbunden ist. Allerdings ist dieses durch die dort verwendete Nockensteuerung des Doppelscharniers mit seinen gleitreibenden Wirkflächen, variablen Spaltmaßen und dem durch Reibung bedingten Verschleiß zwischen Nockenkörper und Nockenbahn sowie die ungeführten Betätigungskräfte selbsthemmungsanfällig. Ferner verlangt ihr Funktionsprinzip ein gerades Verbindungsstück zwischen den beiden Gelenken, wodurch das Türblatt zwangsläufig geteilt oder zumindest durchbrochen werden muss, was ebenfalls zu erhöhtem Verschleiß führen kann und ästhetische Nachteile mit sich bringt. Zuletzt ist in dem genannten Doppelscharnier auch kein richtungsabhängiger Schwenkwiderstand vorgesehen, so dass sich dieses Scharnier für die oben genannten Anwendungsfälle nur bedingt eignet.
  • Andererseits ist aus der DE 79 03 458 U1 für einen ähnlichen Zweck ein Doppelgelenk mit einem U-förmigen Verbindungsstück bekannt, wodurch wenigstens das Problem der Teilung oder Durchbrechung der Tür behoben wird. Allerdings können sich in einer derartigen Lösung die beiden Gelenke unabhängig voneinander bewegen, was einen vergrößerten und unter Umständen ebenfalls die Gestaltung der Tür und ihrer Anbindung beeinträchtigenden Bewegungsfreiraum nach sich zieht und die Bedienung der Tür allgemein unpräzise macht.
  • Es ist hinsichtlich der genannten Probleme von bekannten gattungsgemäßen Scharnieranordnungen die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Anordnung bereitzustellen, die einerseits eine durchbrechungsfreie Gestaltung der Tür erlaubt und andererseits ein unerwünschtes Zufallen der Tür sicher verhindert und obendrein wartungsarm, kostengünstig und kompakt ist.
  • Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe umfasst die erfindungsgemäße Scharnieranordnung, die insbesondere für eine schwenkende Anbindung einer Tür an einem Fahrzeug geeignet ist, eine erste Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand, beispielsweise eine erfindungsgemäße Gelenkanordnung der oben beschriebenen Bauart, mit einer ersten Schwenkachse, eine zweite Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand, erneut beispielsweise eine der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Gelenkanordnungen, mit einer zweiten Schwenkachse, und ein Verbindungselement, welches dem zweiten Gelenkteil der ersten Gelenkanordnung und dem ersten Gelenkteil der zweiten Gelenkanordnung entspricht, wobei die erste und die zweite Schwenkachse parallel zueinander sind.
  • Durch die Kombination bzw. serielle Anordnung zweier Gelenkanordnungen mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand kann somit eine Scharnieranordnung gebildet werden, die die oben genannten vorteilhaften Eigenschaften gegenüber bekannten Scharnieranordnungen aus dem Stand der Technik aufweist.
  • Insbesondere kann das Verbindungselement eine gebogene Form aufweisen, um sich bei einem Schwenken der Scharnieranordnung um ein im Schwenkbereich vorgesehenes externes Bauteil herum zu erstrecken. Hierzu kann es beispielsweise U-förmig gebildet sein, es kann sowohl gebogene als auch gerade Abschnitte aufweisen, oder es kann andererseits aber auch eine kompliziertere Form mit einem oder mit mehreren Wendepunkten oder Biegungen aufweisen.
  • Um einen vorbestimmten Ablauf der Schwenkbewegung der erfindungsgemäßen Scharnieranordnung sicherstellen zu können, d.h. dafür zu sorgen, dass bei einem Schwenken der Scharnieranordnung zunächst beispielsweise die erste Gelenkanordnung über ihren gesamten Schwenkwinkelbereich schwenkt und erst anschließend die zweite Gelenkanordnung ihre Schwenkbewegung beginnt, können die erste und die zweite Gelenkanordnung in Schwenkrichtung und/oder Gegenschwenkrichtung einen unterschiedlichen Schwenkwiderstand aufweisen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Scharnieranordnung derart gebildet sein, dass die jeweiligen Schwenkrichtungen der ersten und der zweiten Gelenkanordnung gegenläufig zueinander sind, so dass bei einer Schwenkbewegung einer solchen Scharnieranordnung die erste Gelenkanordnung beispielsweise in ihre Schwenkrichtung schwenkt, während die zweite Gelenkanordnung in ihre Gegenschwenkrichtung schwenkt. Auch auf diese Weise kann mit geringem konstruktivem Aufwand eine Ablaufsteuerung erzielt werden, sofern die jeweiligen Schwenkwiderstände der ersten und der zweiten Gelenkanordnung in Schwenkrichtung bzw. Gegenschwenkrichtung nicht identisch sind.
  • Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Scharnieranordnung derart ausgebildet sein, dass die beiden Gelenkanordnungen gleich ausgebildete Laufflächen aufweisen. Auf diese Weise kann der nötige Konstruktionsaufwand der erfindungsgemäßen Scharnieranordnung weiter verringert werden. Insbesondere kann eine derartige Scharnieranordnung mit gleich ausgebildeten Laufflächen für die beiden Gelenkanordnungen vorteilhaft mit gegenläufigen Schwenkrichtungen wie eben beschrieben kombiniert werden, wodurch auch bei gleich ausgebildeten Laufflächen eine Ablaufsteuerung in der Scharnieranordnung sichergestellt werden kann.
  • Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Scharnieranordnung dazu eingerichtet sein, einen Gesamt-Schwenkwinkel von wenigstens 180° zu ermöglichen, wobei sich der Gesamt-Schwenkwinkel aus der Summe der beiden Schwenkwinkel der ersten und der zweiten Gelenkanordnung ergibt.
  • Zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, beispielsweise ein Flurförderzeug, umfassend eine Tür und eine erfindungsgemäße Scharnieranordnung, wobei die Tür mittels der Scharnieranordnung zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position schwenkbar an dem Fahrzeug angebracht ist.
  • Hierbei können sich die ersten und die zweite Schwenkachse ggf. in im Wesentlichen vertikaler Richtung erstrecken, wobei in einem solchen Fall unter Umständen auf das Vorsehen eines elastischen Elements zum Vorbelasten der jeweiligen Gelenkteile der beiden Gelenkanordnungen gegeneinander verzichtet werden kann, da diese Vorbelastung allein durch die Wirkung der Schwerkraft gegeben sein kann.
  • Weiterhin kann das erfindungsgemäße Fahrzeug derart ausgebildet sein, dass die Tür in ihrer geschlossenen und/oder offenen Position an einem Abschnitt des Körpers des Fahrzeugs zum Anschlag kommt, so dass in einem derartigen Fall unter Umständen auf das Vorsehen einer der oben beschriebenen Anschlagseinrichtungen in wenigstens einer der beiden die Scharnieranordnung bildenden Gelenkanordnungen verzichtet werden kann.
  • Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Gelenkanordnungen, Scharnieranordnungen und Fahrzeugen deutlich, wenn diese zusammen mit den beiliegenden Figuren betrachtet werden.
  • Diese zeigen im Einzelnen:
    • Figuren 1a und 1b eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung in einer ersten und einer zweiten Winkelposition;
    • Figuren 2a - 2c vergrößerte Ansichten der Laufflächen der Gelenkanordnung aus Figur 1 in verschiedenen Winkelpositionen;
    • Figuren 3a und 3b eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Scharnieranordnung in einer montierten bzw. in einer Explosionsansicht;
    • Figuren 4a und 4b vergrößerte Ansichten der Laufflächen bzw. der Anschlagseinrichtung einer der beiden Gelenkanordnungen der Scharnieranordnung aus den Figuren 3a und 3b;
    • Figuren 5a - 5c schematische Draufsichten auf die Scharnieranordnung aus den Figuren 3a und 3b in drei Winkelpositionen während eines Schwenkvorgangs;
    • Figuren 6a und 6b eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs im Bereich einer Tür bzw. eine vergrößerte Ansicht der in dem Fahrzeug verwendeten Scharnieranordnung;
    • Figur 7 eine alternative Ausführungsform einer Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand; und
    • Figur 8 ein Paar von Laufflächen einer weiteren alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung
  • In den Figuren 1a und 1b ist eine erfindungsgemäße Gelenkanordnung gezeigt und ganz allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Gelenkanordnung 10 umfasst ein erstes Gelenkteil 20 und ein zweites Gelenkteil 30, die entlang einer Schwenkachse A angeordnet sind und gegeneinander um die Schwenkachse A schwenkbar sind. Hierbei kann sich zur Verbindung der Gelenkteile 10 und 20 beispielsweise ein nicht gezeigter Bolzen in Richtung der Schwenkachse A erstrecken, auf den die Gelenkteile 10, 20 aufgesetzt sind.
  • Das erste Gelenkteil 20 umfasst einen Körper 22, der sich von der Schwenkachse A weg erstreckt und an dem ein Befestigungsabschnitt 24 vorgesehen ist, mittels welchem das Gelenkteil an einer externen Struktur, wie beispielsweise einer Tür, befestigt werden kann. In gleicher Weise umfasst das zweite Gelenkteil 30 einen Körper 32, der sich ebenfalls von der Schwenkachse A weg erstreckt und in einem Befestigungsabschnitt 34 endet, mittels welchem das zweite Gelenkteil 30 an einer anderen externen Struktur, wie beispielsweise der Karosserie eines Fahrzeugs, anbringbar ist.
  • Das erste Gelenkteil 20 und das zweite Gelenkteil 30 stehen miteinander entlang einer Ebene senkrecht zu der Schwenkachse A in Kontakt, wobei im Kontaktbereich der beiden Gelenkteile 20 und 30 jeweilige Laufflächen 26 und 36 vorgesehen sind. In der in Figuren 1a und 1b gezeigten Konfiguration sind die beiden Gelenkteile 20 und 30 vertikal übereinander angeordnet, so dass durch die Wirkung der Schwerkraft die beiden Laufflächen 26 und 36 in permanentem Kontakt stehen und bei einer Schwenkbewegung der beiden Gelenkteile 20 und 30 relativ zueinander aneinander abgleiten.
  • Die jeweiligen Laufflächen 26 und 36 umfassen jeweils zwei Flächengruppen, wie sie beispielsweise in der Figur 4a in ähnlicher Weise besser sichtbar dargestellt sind. Jede der Flächengruppen 26 und 36 umfasst erste bis vierte Flächenabschnitte 26a - 26d bzw. 36a - 36d, durch die erreicht werden kann, dass die in den Figuren 1a und 1b gezeigte Gelenkanordnung 10 einen richtungsabhängigen Schwenkwiderstand aufweist.
  • Es sei festgehalten, dass bei einem Schwenken der Gelenkanordnung 10 von dem in Figur 1a gezeigten Zustand in den in Figur 1b gezeigten Zustand, d.h. in Richtung des Uhrzeigersinns, das Schwenken des ersten Gelenkteils 20 gegenüber dem zweiten Gelenkteil 30 in "Schwenkrichtung" S abläuft (siehe den Pfeil in Figur 2a), während eine Schwenkbewegung des ersten Gelenkteils 20 vom in Figur 1b gezeigten Zustand zum in Figur 1a gezeigten Zustand entgegen dem Uhrzeigersinn in "Gegenschwenkrichtung" G (siehe den Pfeil in Figur 2c) im Sinne der Erfindung abläuft. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass in dem in Figur 1b gezeigten Zustand ein weiteres Schwenken in Schwenkrichtung S nicht möglich ist, da die im Folgenden beschriebenen vierten Flächenabschnitte 26d und 36d in einer Ebene parallel zu der Richtung der Schwenkachse A zur Anlage kommen, während ein Schwenken in Gegenschwenkrichtung G in der in den Figuren 1a und 1b gezeigten Gelenkanordnung 10 zu jedem Zeitpunkt möglich ist, da in dieser Richtung ein derartigen Anschlag nicht vorgesehen ist.
  • Der Mechanismus, durch den in der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 10 der richtungsabhängige Schwenkwiderstand erzeugt wird, sei im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 2a - 2c erklärt. Diese Figuren zeigen jeweils vergrößerte Darstellungen des ersten und zweiten Gelenkteils 20, 30 im Bereich ihrer jeweiligen Laufflächen 26 bzw. 36.
  • Hierbei zeigt die Figur 2a die beiden Gelenkteile 20, 30 in einem Winkelverhältnis, das der Darstellung aus Figur 1a entspricht. In dieser Darstellung sind die vier Flächenabschnitte 36a - 36d erkennbar, die an der Lauffläche 36 des zweiten Gelenkteils 30 eine Flächengruppe bilden. Der erste Flächenabschnitt 36a und der dritte Flächenabschnitt 36c liegen hierbei jeweils in einer Ebene orthogonal zu der Schwenkachse A, die voneinander um einen gewissen Abstand beabstandet sind. Der erste und der dritte Flächenabschnitt 36a, 36c sind durch einen zweiten Flächenabschnitt 36b verbunden, der in einer Ebene schräg zu der Schwenkachse A verläuft. Zuletzt verbindet der vierte Flächenabschnitt 36d den dritten Flächenabschnitt 36c mit einem in der Darstellung aus Figur 2a nicht zu erkennenden ersten Flächenabschnitt einer zweiten Flächengruppe (entsprechend dem Flächenabschnitt 326a' aus Figur 4a). Die durch die Flächenabschnitte 36a - 36d gebildete Flächengruppe erstreckt sich um die Schwenkachse A herum über einen Winkel von 180°, wie sich ebenfalls anhand der Figur 4a nachvollziehen lässt.
  • In der in Figur 2a gezeigten Winkelposition zwischen dem ersten Gelenkteil 20 und dem zweiten Gelenkteil 30 sind diese mit ihren jeweiligen Laufflächen 26 und 36 lediglich im Bereich ihrer ersten Flächenabschnitte 26a, 36a in Kontakt, wobei festzuhalten ist, dass die Lauffläche 26 des ersten Gelenkteils 20 in gleicher Weise aufgebaut ist wie die Lauffläche 36 des zweiten Gelenkteils 30 und diese bei Anlage aneinander demnach punktsymmetrisch sind.
  • Wird nun die anhand der Figuren 1a und 1b erläuterte Schwenkbewegung in Schwenkrichtung vom in Figur 1a gezeigten Zustand zum in Figur 1b gezeigten Zustand durchgeführt, die in der Figur 2a durch den Pfeil S angedeutet ist, so gleiten die beiden ersten Flächenabschnitte 26a und 36a aneinander ab, wobei ein Schwenkwiderstand auftritt, der mit einem Reibwert µ zusammenhängt, der sich unter anderem aus der Oberflächenbeschaffenheit der beiden ersten Flächenabschnitte 26a und 36a ergibt.
  • Wird die Schwenkbewegung in Schwenkrichtung S nun soweit durchgeführt, bis die beiden vierten Flächenabschnitte 26d und 36d, wie in den Figuren 1b und 2b gezeigt, miteinander in Anlage kommen, so laufen auf dem Weg dorthin die beiden Laufflächen 26 und 36 der beiden Gelenkteile 20 und 30 in einer Weise aneinander ab, die den Abstand des ersten Gelenkteils 20 und zweiten Gelenkteil 30 verringert, indem die beiden zweiten Flächenabschnitte 26b und 36b, wie durch den Pfeil P angedeutet, aneinander ablaufen. Auch während dieser Bewegung wirkt zwischen den beiden Gelenkteilen 20 und 30 als Schwenkwiderstand lediglich eine Reibung mit einem Reibwert µ, wobei zusätzlich die Gewichtskraft des ersten Gelenkteils 20 zu einem weiter erleichterten Schwenken beitragen kann, wenn die beiden zweiten Flächenabschnitte aneinander abgleiten und somit als schiefe Ebene wirken, wie durch den Pfeil -P angedeutet.
  • Dem hingegen tritt, wie in der Figur 2c angedeutet, bei einem Schwenken in Gegenschwenkrichtung G neben der Reibung eine zusätzliche Widerstandskraft auf, die sich dadurch ergibt, dass das erste Gelenkteil 20 gegen die Wirkung seiner Gewichtskraft von dem zweiten Gelenkteil 30 abgehoben werden muss. Somit ergibt sich ein größerer Schwenkwiderstand der Gelenkanordnung 10 in Gegenschwenkrichtung G verglichen mit der Schwenkrichtung S, wie durch den Pfeil µ+P angedeutet.
  • Die Figuren 3a und 3b zeigen nun eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Scharnieranordnung, die ganz allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist und zwei erfindungsgemäße Gelenkanordnungen umfasst, die mit 200 bzw. 300 bezeichnet sind. Hierbei zeigt die Figur 3a die Scharnieranordnung 100 in montiertem Zustand, während die Figur 3b sie in Explosionsdarstellung zeigt, wobei zudem das weiter unten beschriebene erste Element 330a des zweiten Gelenkteils 330 der zweiten Gelenkanordnung 300 um 180° gekippt ist, um einen Blick auf die Lauffläche 336 zu erlauben.
  • Im Gegensatz zu der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Gelenkanordnung 10 sind die erste und die zweite Gelenkanordnungen 200 und 300 der Scharnieranordnungen 100 derart aufgebaut, dass jeweils eines ihrer Gelenkteile zwei Elemente umfasst, die oberhalb und unterhalb des jeweils anderen Gelenkteils angeordnet sind. Im Fall der ersten Gelenkanordnung 200 bilden die beiden Elemente 220a und 220b das erste Gelenkteil 220, während in der zweiten Gelenkanordnung 300 die beiden Elemente 330a und 330b das zweite Gelenkteil 330 bilden.
  • Des Weiteren umfasst die Scharnieranordnung 100 ein Verbindungselement 400, welches dem zweiten Gelenkteil 230 der ersten Gelenkanordnung 200 und dem ersten Gelenkteil 320 der zweiten Gelenkanordnung 300 entspricht und sich bogenförmig zwischen den parallelen Schwenkachsen A und B der beiden Gelenkanordnungen 200, 300 erstreckt.
  • In ähnlicher Weise wie die in den Figuren 1a bis 2c gezeigte Gelenkanordnung umfassen auch die beiden Gelenkanordnungen 200 und 300 der Scharnieranordnung 100 jeweilige Paare von Laufflächen 226 und 236 bzw. 326 und 336. Diese sind identisch aufgebaut, so dass der jeweilige Schwenkwiderstand der beiden Gelenkanordnungen 200 und 300 sowohl in Schwenkrichtung als auch in Gegenschwenkrichtung im Wesentlichen identisch ist. Da allerdings in der ersten Gelenkanordnung die Lauffläche 226 dem zweiten Element 220b des ersten Gelenkteils zugeordnet ist, während in der zweiten Gelenkanordnung die Lauffläche 336 dem ersten Element 330a des zweiten Gelenkteils 300 zugeordnet ist, sind die Schwenkrichtung S1 der ersten Gelenkanordnung (entgegen dem Uhrzeigersinn) und die Schwenkrichtung S2 der zweiten Gelenkanordnung (mit dem Uhrzeigersinn) gegenläufig.
  • Zudem weisen die beiden Gelenkanordnungen 200 und 300 noch weitere Laufflächen 240 bzw. 340 an den Elementen 220a und 330b auf, die gegebenenfalls mit nicht gezeigten externen Laufflächen im Bereich von Montagevorrichtungen für die beiden Gelenkanordnungen eingreifen können, so dass in einem montierten Zustand jede der Gelenkanordnungen 200 und 300 über zwei Paar Laufflächen abgleiten kann, wodurch eine verbesserte Kraftaufnahme und Momentenverteilung erzielt wird. Selbst wenn kein Eingriff mit externen Laufflächen vorgesehen sein sollte, wird durch diese Maßnahme in jedem Fall ermöglicht, die entsprechenden Komponenten als Gleichteile auszubilden, wodurch Herstellungskosten eingespart werden können, indem lediglich ein einzelnes Werkzeug zu ihrer Herstellung herangezogen werden muss.
  • Zur Verdeutlichung der Funktionsweise der Paare von Laufflächen 226, 236 und 326, 336 sei erneut auf die Figur 4a verwiesen, in der beispielhaft in vergrößerter Darstellung das Paar 326, 336 von Laufflächen gezeigt ist, sowie auf die Beschreibung der Figuren 1a - 2c mit ihren Gelenkanordnungen mit gleichen Laufflächen. In der Figur 4a sind die einzelnen Flächenabschnitte dementsprechend in gleicher Weise bezeichnet wie in den Figuren 1a - 2c, lediglich erhöht um 300, wobei die gezeigten Laufflächen jeweils zwei identische Flächengruppen umfassen und bei einer von ihnen sämtliche Bezugszeichen mit einem Hochkomma versehen sind.
  • Wie in diesem Zusammenhang bereits erwähnt, erfolgt eine Begrenzung der jeweiligen Schwenkbewegungen durch die Laufflächen 226 und 336 nur in Schwenkrichtung, während in Gegenschwenkrichtung eine endlose Schwenkbewegung möglich ist. Um dieses Schwenken in Gegenschwenkrichtung jedoch auch bei einem vorbestimmten Winkel zu stoppen, umfasst die erste Gelenkanordnung 200 der Scharnieranordnung 100 eine Anschlageinrichtung 250, die in den Figuren 3a und 3b bereits zu erkennen ist und in Figur 4b vergrößert dargestellt ist.
  • Die Anschlageinrichtung 250 besteht aus zwei Vorsprüngen 228 und 238, die dem ersten Element 220a des ersten Gelenkteils 220 bzw. dem zweiten Gelenkteil 230 zugeordnet sind. Indem die Vorsprünge 228 und 238 gegeneinander bei einem vorbestimmten Winkel zwischen dem ersten Gelenkteil 220 und dem zweiten Gelenkteil 230 zum Anschlag kommen, kann die Schwenkbewegung in Gegenschwenkrichtung bei diesem Winkel gestoppt werden. Zudem kann andererseits auch ein weiterer Anschlag für das Begrenzen der Schwenkbewegung in Schwenkrichtung geschaffen werden, der dementsprechend mit den vierten Flächenabschnitten der Laufflächen 226 und 236 ausgerichtet sein muss. Auf diese Weise wird durch die Anschlagseinrichtung 250 mit ihren beiden Vorsprüngen 228 und 238 ein erlaubter Schwenkwinkelbereich der Gelenkeinrichtung 200 definiert. Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass die beiden Vorsprünge 228 und 238 bezüglich ihrer Ausdehnung entlang der Schwenkachse S1 ausreichend dimensioniert sein müssen, so dass auch durch den Hub h, der durch das Abgleiten der zweiten Flächenabschnitte 226b, 236b der Laufflächen 226 und 236 bei der Schwenkbewegung in Gegenschwenkrichtung auftritt, diese Vorsprünge 228 und 238 nicht aus ihrem jeweiligen Eingriffsbereich herausgehoben werden.
  • Anhand der Figuren 5a - 5c sei nun ein Ablauf einer Schwenkbewegung der Scharnieranordnung 100 verdeutlicht, wobei die Scharnieranordnung in der in den Figuren 6a und 6b gezeigten Weise über das erste Gelenkteil 220 der ersten Gelenkanordnung 200 mit der Karosserie eines Fahrzeugs F verbunden ist und über das zweite Gelenkteil 330 der zweiten Gelenkanordnung 300 mit einer Tür T des Fahrzeugs F verbunden ist. Hierbei ist die Scharnieranordnung 100 in Draufsicht entlang der Schwenkachsen A und B gezeigt, und der Übergang von der in Figur 5a gezeigten Stellung zu der in Figur 5c gezeigten Stellung entspricht einem Öffnen der Tür T.
  • Wenn nun die Tür T von einem Benutzer gegriffen wird, der eine Kraft zum Öffnen der Tür T ausübt, so wirkt das hierbei auf die Scharnieranordnung 100 wirkende Drehmoment in Richtung mit dem Uhrzeigersinn. Wie oben angesprochen, sind die Schwenkrichtungen S1 und S2 der beiden Gelenkanordnungen 200 und 300 gegenläufig und die Bewegung im Uhrzeigersinn entspricht der Schwenkrichtung S2 der zweiten Gelenkanordnung 300, während sie für die erste Gelenkanordnung 200 die Gegenschwenkrichtung darstellt. Somit weist für diese Öffnungsbewegung der Tür T zunächst die zweite Gelenkanordnung 300 einen geringeren Schwenkwiderstand auf als die erste Gelenkanordnung 200 und die Scharnieranordnung 100 beginnt, in den in Figur 5b gezeigten Zustand überzugehen.
  • In diesem in Figur 5b gezeigten Zustand sind dann die vierten Flächenabschnitte 326d und 336d (siehe Figur 4a) der zweiten Gelenkanordnung 300 gegeneinander zum Anliegen gekommen, so dass eine weitere Schwenkbewegung der zweiten Gelenkanordnung 300 aufgrund des nun praktisch unendlich großen Schwenkwiderstands nicht mehr möglich ist. Ab diesem Zeitpunkt ist folglich der Schwenkwiderstand der ersten Gelenkanordnung 200 in Gegenschwenkrichtung niedriger als der Schwenkwiderstand der zweiten Gelenkanordnung 300 in Schwenkrichtung, so dass die Schwenkbewegung der ersten Gelenkanordnung 200 und der Übergang der Scharnieranordnung 100 von dem in Figur 5b gezeigten Zustand zu dem in Figur 5c gezeigten Zustand beginnt.
  • Diese Schwenkbewegung der ersten Gelenkanordnung 200 läuft so weit ab, bis sie von der im Zusammenhang mit der Figur 4b beschriebenen Anschlagseinrichtung 250 im Zustand aus Figur 5c gestoppt wird und die Schwenkbewegung der Scharnieranordnung 100 mit geöffneter Tür T beendet ist. Da sich im Zustand aus Figur 5c somit beide Gelenkanordnungen 200 und 300 in einer Winkelposition befinden, in der eine weitere Schwenkbewegung in Richtung geöffneter Tür nicht mehr möglich ist, kann auf einen externen Anschlag für die Tür T am Fahrzeug F verzichtet werden.
  • Eine Schließbewegung der Tür T läuft dementsprechend in entgegengesetzter Reihenfolge ab, da ein Übergang der Scharnieranordnung 100 von dem Zustand aus Figur 5c in den Zustand aus Figur 5b entgegen dem Uhrzeigersinn und damit in Schwenkrichtung S1 der ersten Gelenkanordnung 200 abläuft. Erst wenn diese erste Gelenkanordnung 200 bis zu dem in Figur 5b gezeigten Zustand zurückgeschwenkt ist, in dem die vierten Flächenabschnitte der Laufflächen 226 und 236 zur Anlage kommen und ein weiteres Schwenken unmöglich machen, beginnt die Schwenkbewegung der zweiten Gelenkanordnung 300 in ihre Gegenschwenkrichtung. Diese läuft soweit ab, bis die Tür T ihren geschlossenen Zustand aus Figur 5a erreicht. In diesem Zustand kommt die Tür T gegen ein Bauteil des Fahrzeugs F zur Anlage und kann mittels einer nicht gezeigten Verriegelung manuell oder automatisch festgesetzt werden, so dass eine Begrenzung des Gegenschwenkwinkels in der zweiten Gelenkanordnung 300 im vorliegenden Fall nicht notwendig ist, sondern von einem externen Bauteil übernommen wird. In anderen Ausführungsbeispielen könnte jedoch ohne weiteres auch die zweite Gelenkanordnung 300 eine Anschlagseinrichtung umfassen, beispielsweise in der Art der Anschlagseinrichtung 250 der ersten Gelenkanordnung 200.
  • In den Figuren 6a und 6b ist die Scharnieranordnung 100 nun in eingebautem Zustand in dem bereits angesprochenen Fahrzeug F mit der Tür T gezeigt, wobei in Figur 6a die Position Z1 der Tür T dem Zustand aus Figur 5a entspricht, die Position Z2 der Tür T dem Zustand aus Figur 5b entspricht und die Position Z3 der Tür T dem Zustand aus Figur 5c entspricht.
  • Es zeigt sich, dass durch das Zusammenwirken der Ablaufsteuerung der Scharnieranordnung 100 mit den beiden Gelenkanordnungen 200 und 300 und der gebogenen Form des Verbindungselements 400 auf eine Durchbrechung der Tür T verzichtet werden kann, diese um insgesamt 180° geschwenkt werden kann, so dass sie vollständig aus dem Bereich ihrer Türöffnung herausbewegt werden kann, und sie ferner um die Fahrzeugkarosserie im Bereich der Scharnieranordnung 100 herumgeschwenkt werden kann (siehe die gestrichelte Linie aus Figur 6b). Des Weiteren liegt die erste Gelenkanordnung 200 geschützt innerhalb der Fahrzeugkarosserie, so dass ein Eindringen von Fremdstoffen in diesen Bereich verhindert werden kann.
  • Weiterhin seien noch andere mögliche Ausführungsformen von Gelenkanordnungen mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand genannt, die miteinander zu erfindungsgemäßen Scharnieranordnungen kombiniert werden können. Zum einen sei unter Bezugnahme auf Figur 7 eine Gelenkanordnung 500 mit einer Kugelraste genannt, die ebenfalls ein erstes Gelenkteil 520 und ein zweites Gelenkteil 530 umfasst, die sich in einer Ebene senkrecht zu der Schwenkachse S gegenüberliegen. Hierbei ist in dem ersten Gelenkteil 520 eine Kugelpfanne 522 vorgesehen und in dem zweiten Gelenkteil 530 eine durch eine Feder 534 vorgespannte Kugel 532. Wenn die Kugel 532 nun in der Kugelpfanne 522 einliegt, wirkt ein höherer Schwenkwiderstand als wenn die Kugel 532 sich außerhalb der Kugelpfanne 522 befindet.
  • Des Weiteren sind Gelenkanordnungen bekannt, in denen die Schwenkbewegung über zusammenwirkende Gewinde abläuft, d.h. die Gelenkteile werden aufeinander aufgeschraubt bzw. voneinander abgeschraubt. Auf diese Weise entsteht bei einer Schwenkbewegung ein Hub, der die Gelenkteile zusammen- oder auseinanderführt. Wenn eine derartige Anordnung ferner mit einem elastischen Element kombiniert wird, das die Gelenkteile aufeinander zu vorspannt, kann ein zum Drehwinkel proportional steigender Schwenkwiderstand bereitgestellt werden, der ferner abhängig von der Schwenkrichtung ist. Im Gegensatz zu der in den Figuren 5a bis 5c erläuterten Ausführungsform wird bei einer solchen Anordnung der Übergang zwischen einer ersten derartigen Gelenkanordnung einer zweiten derartigen Gelenkanordnung in einer Scharnieranordnung jedoch nicht abrupt, sondern kontinuierlich ablaufen, wodurch die gesamte Ablaufsteuerung weniger scharf definiert ist.
  • Zuletzt ist in Figur 8 ein Paar von Laufflächen einer weiteren alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung gezeigt. Diese unterscheidet sich von der in den Figuren 1a bis 2c gezeigten Ausführungsform dadurch, dass neben den wie oben beschrieben ausgebildeten ersten, dritten und vierten Flächenabschnitten 636a, 636c und 636d ein zweiter Flächenabschnitt zum Einsatz kommt, der wiederum drei Unterabschnitte 636b1, 636b2 und 636b3 umfasst. Hierbei weisen die Unterabschnitte 636b1 und 636b3 gleiche oder wenigstens ähnliche Steigungen auf, während der zwischen den beiden liegende Unterabschnitt 636b2 eine niedrigere und entgegengesetzte Steigung aufweist.
  • Durch diese Variante wird ein drehwinkel- und richtungsabhängiger Schwenkwiderstand erzeugt, durch den beispielsweise eine Arretierung gegen ein Zufallen der Gelenkanordnung erreicht werden kann.

Claims (16)

  1. Gelenkanordnung mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand, umfassend:
    - ein erstes Gelenkteil (20) und ein zweites Gelenkteil (30), die entlang einer Schwenkachse (A) und in einer Schwenkrichtung (S) und einer Gegenschwenkrichtung (G) gegeneinander verschwenkbar angeordnet sind;
    wobei die beiden Gelenkteile (20, 30) jeweilige Laufflächen (26, 36) aufweisen,
    wobei die Gelenkanordnung derart ausgebildet ist, dass die beiden Laufflächen (26, 36) miteinander in Kontakt stehen und bei einer Schwenkbewegung aneinander abgleiten,
    wobei die beiden Laufflächen (26, 36) derart ausgebildet sind, dass sie jeweils wenigstens eine Flächengruppe umfassen,
    wobei jede der Flächengruppen in Schwenkrichtung (S) aufeinander folgend einen ersten bis vierten Flächenabschnitt umfasst, wobei:
    - der erste (26a, 36a) und der dritte Flächenabschnitt (26c, 36c) jeweils eben ausgebildet sind und in Ebenen verlaufen, welche senkrecht zu der Schwenkachse (A) und voneinander beabstandet sind,
    - der zweite Flächenabschnitt (26b, 36b) wenigstens abschnittsweise schräg zu der Schwenkachse (A) verläuft und den ersten (26a, 36a) und dritten Flächenabschnitt (26c, 36c) verbindet; und
    - der vierte Flächenabschnitt (26d, 36d) in einer Ebene parallel zu der Schwenkachse (A) verläuft und den dritten Flächenabschnitt (26c, 36c) mit dem ersten Flächenabschnitt (26a, 36a) oder einem ersten Flächenabschnitt einer benachbarten Flächengruppe verbindet.
  2. Gelenkanordnung nach Anspruch 1, wobei der zweite Flächenabschnitt (26b, 36b) eben ist.
  3. Gelenkanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Laufflächen (26, 36) des ersten und zweiten Gelenkteils (20, 30) jeweils wenigstens zwei identische und in Schwenkrichtung versetzte Flächengruppen umfassen.
  4. Gelenkanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Gelenkteile (20, 30) durch ein elastisches Element, beispielweise eine Schraubenfeder, entlang der Schwenkachse (A) aufeinander zu vorgespannt sind.
  5. Gelenkanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Anschlagseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein Schwenken in der Gegenschwenkrichtung (G) an einer vorbestimmten relativen Schwenkposition der beiden Gelenkteile (20, 30) zu begrenzen.
  6. Gelenkanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste oder das zweite Gelenkteil (20, 30) zwei Elemente umfasst, welche sich entlang der Schwenkachse (A) beiderseits des anderen Gelenkteils (30, 20) erstrecken und dazu eingerichtet sind, eine gemeinsame Schwenkbewegung bezüglich dem anderen Gelenkteil (30, 20) auszuführen.
  7. Gelenkanordnung nach Anspruch 5 und 6, wobei dem einen der beiden Elemente die Lauffläche und dem anderen der beiden Elemente die Anschlagseinrichtung zugeordnet ist.
  8. Scharnieranordnung, insbesondere für eine schwenkende Anbindung einer Tür (T) an ein Fahrzeug (F), umfassend:
    - eine erste Gelenkordnung (200) mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer ersten Schwenkachse (A);
    - eine zweite Gelenkanordnung (300) mit richtungsabhängigem Schwenkwiderstand, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer zweiten Schwenkachse (B); und
    - ein Verbindungselement (400), welches dem zweiten Gelenkteil (230) der ersten Gelenkanordnung (200) und dem ersten Gelenkteil (320) der zweiten Gelenkanordnung (300) entspricht,
    wobei die erste und die zweite Schwenkachse (A, B) parallel zueinander sind.
  9. Scharnieranordnung nach Anspruch 8, wobei das Verbindungselement (400) eine gebogene Form aufweist.
  10. Scharnieranordnung nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei die erste und die zweite Gelenkanordnung (200, 300) in Schwenkrichtung (S1, S2) und/oder Gegenschwenkrichtung einen unterschiedlichen Schwenkwiderstand aufweisen.
  11. Scharnieranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die jeweiligen Schwenkrichtungen (S1, S2) der ersten und der zweiten Gelenkanordnung (200, 300) gegenläufig sind.
  12. Scharnieranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die beiden Gelenkanordnungen (200, 300) gleich ausgebildete Laufflächen (226, 236, 326, 336) aufweisen.
  13. Scharnieranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Scharnieranordnung dazu eingerichtet ist, einen Gesamt-Schwenkwinkel von wenigstens 180° zu ermöglichen.
  14. Fahrzeug, beispielsweise Flurförderzeug, umfassend eine Tür (T) und eine Scharnieranordnung (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Tür (T) mittels der Scharnieranordnung (100) zwischen einer geschlossenen Position (Z1) und einer offenen Position (Z3) schwenkbar an dem Fahrzeug angebracht ist.
  15. Fahrzeug nach Anspruch 14, wobei die erste und die zweite Schwenkachse (S1, S2) sich in im Wesentlichen vertikaler Richtung erstrecken.
  16. Fahrzeug nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Tür (T) in ihrer geschlossenen (Z1) und/oder offenen Position an einem Abschnitt des Körpers (Z3) des Fahrzeugs zum Anschlag kommt.
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