EP3498956A1 - Scharnier - Google Patents

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EP3498956A1
EP3498956A1 EP17207673.9A EP17207673A EP3498956A1 EP 3498956 A1 EP3498956 A1 EP 3498956A1 EP 17207673 A EP17207673 A EP 17207673A EP 3498956 A1 EP3498956 A1 EP 3498956A1
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EP
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bolt
bushing
hinge half
conductive element
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Stefan EISENSCHENK
Werner Koller
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Magna Steyr Fahrzeugtechnik GmbH and Co KG
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Steyr Daimler Puch Fahrzeugtechnik AG and Co KG
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    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/531—Doors

Definitions

  • the present invention relates to a hinge, in particular for the pivotable attachment of a motor vehicle door to a motor vehicle.
  • hinges For attaching movable vehicle parts such as doors and flaps to a body of a vehicle, it has long been known to use hinges. More recently, it has also been known to produce whole hinges or at least hinge bushes made of plastic, which among other things enables a lower weight of the component to be achieved.
  • Hinges that may consist of plastic are known, for example DE 101 18 301 A1 or DE 10 2011 100 048 A1 ,
  • plastic bushings have a serious disadvantage, in particular in use in vehicle construction: In a customary painting there of bodies and doors, which were struck by means of hinges with plastic bushing, it comes during the cathodic dip coating (KTL) to a high number of paint defects, so-called “Reconditioning ", due to insufficient electrical conductivity between the hinge halves and resulting arcs, resulting in undesirable rework and corrosion problems.
  • KTL cathodic dip coating
  • the conductance of a plastic bushing can indeed be increased by using better conductive materials, in particular by adding carbon to the material of the hinge.
  • the adhering KTL coating may become loose as the hinge moves, for example, causing contamination on a vehicle body. This procedure also requires undesirable rework after the painting process.
  • a further object is to provide a method for producing such a hinge, which comprises a cathodic dip painting with a low error rate.
  • a hinge in particular for the pivotable mounting of a motor vehicle door on a motor vehicle, comprising a first hinge half and a second hinge half, wherein the first hinge half rotatably connected to a bolt or formed integrally with the bolt, wherein on the second hinge half a Bushing of an electrically insulating material, in particular plastic, is arranged, so that the second hinge half is pivotally mounted on the socket on the bolt, wherein between the bolt and the second hinge half a conductive element is arranged as a bridging of the socket, so that it is an electrical Contact between the bolt and the second hinge half comes.
  • a separate, further component arranged, in particular inserted is a conductive element and thus in any case has a higher conductivity than the socket itself.
  • the socket consists of a poorly conductive or insulating material, in particular plastic.
  • the conductive element consists of an electrically highly conductive material, in particular highly conductive plastic, and preferably has a high carbon content.
  • the conductive element may in particular be an elastomer.
  • the separate conductive element can be specifically arranged in a suitable position in the intermediate region, increased KTL adhesion can be avoided in the outer region of the socket.
  • the bush can be rotatably connected to the second hinge half or formed integrally therewith. Instead, the bushing may also be non-rotatable with the first hinge half.
  • the bushing may also be formed radially in two parts, wherein a first radial part of the bushing is non-rotatable with the first hinge half and a second radial part of the bushing is non-rotatable with the second hinge half.
  • the bushing can be pushed onto the bolt.
  • the bushing is located between the bolt and the second hinge half.
  • the bushing can be formed axially at least in two parts and the conductive element is preferably arranged between the at least two parts of the bushing.
  • the sleeve is in two parts and arranged in an axial space between the two parts of the sleeve, the conductive element, which electrically contacts between the first and second hinge half.
  • the bushing may be formed axially in one piece and the conductive element located at an axial end of the bush.
  • the conductive element extends axially over only a portion of the height of the one or more parts socket.
  • the portion is preferably spaced from the axial end points of the sleeve. Thus, no or only a small current flow takes place at the end points of the socket, so that an increased adhesion of the lacquer in this area is avoided.
  • the portion is located in the middle of the height of the socket.
  • the conductive element is preferably a plastic having a high carbon (C) content, in particular a high carbon content elastomer.
  • the conductive element is approximately circular.
  • the height of the conductive element preferably corresponds approximately to its thickness.
  • the conductive element may therefore be an O-ring.
  • the remaining plastic bushing can be designed with very low conductivity, that is, as highly insulating as possible.
  • the hinge is preferably cathodically painted in the finished state, ie KTL-coated.
  • a first hinge half rotatably connected to a bolt or formed integrally with the bolt on a second hinge half, before or during the connection of the second hinge half with the first hinge half, a bushing made of an electrically insulating material , In particular plastic, arranged to pivotally support the second hinge half on the jack on the bolt, wherein between the bolt and the second hinge half a conductive element is arranged as a bridging of the socket, so that there is an electrical contact between the bolt and the second hinge half comes. Subsequently, the hinge is painted KTL.
  • a hinge according to the invention is shown, which is particularly suitable for pivotally mounting a motor vehicle door or flap on a motor vehicle.
  • the hinge comprises a first hinge half 1 and a second hinge half 2, wherein the first hinge half 1 is rotatably connected to a bolt 3.
  • the second hinge half 2 has an axial two-part bushing 4 made of plastic.
  • the second hinge half 2 is pivotally mounted on the bolt 3.
  • a conductive element 5 in the plane of the socket 4 and with approximately the same thickness as the socket 4 is arranged.
  • the conductive element 5 is located axially between the two halves of the bushing 4.
  • the conductive element 5 serves to bridge the bush 4, so that an electrical contact between the two hinge halves 1 and 2 or between the second hinge half 2 and bolt 3 is made, such as in the Fig. 2 and 3 seen.
  • the conductive element 5 extends axially only over a small portion T of the height H of the bushing 4, approximately in the middle of the height H of the bushing 4th
  • the conductive element 5 forms an O-ring and consists of an elastically deformable plastic with a high carbon content.
  • the hinge is coated by cathodic dip painting.

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Abstract

Ein Scharnier, insbesondere zur schwenkbaren Befestigung einer Kraftfahrzeugtür an einem Kraftfahrzeug, umfassend eine erste Scharnierhälfte (1) und eine zweite Scharnierhälfte (2), wobei die erste Scharnierhälfte (1) drehfest mit einem Bolzen (3) verbunden oder einstückig mit dem Bolzen (3) ausgebildet ist und die zweite Scharnierhälfte (2) eine Buchse (4) aus Kunststoff aufweist, wobei die Buchse (4) schwenkbar an dem Bolzen (3) gelagert ist, wobei zwischen Buchse (4) und Bolzen (3) ein leitendes Element (5) angeordnet ist und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Scharniers.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Scharnier, insbesondere zur schwenkbaren Befestigung einer Kraftfahrzeugtür an einem Kraftfahrzeug.
    • Stand der Technik
  • Zur Befestigung von beweglichen Fahrzeugteilen wie Türen und Klappen an einer Karosserie eines Fahrzeugs ist es seit langem bekannt, Scharniere zu verwenden. In jüngerer Zeit ist es auch bekannt, ganze Scharniere oder zumindest Scharnierbuchsen aus Kunststoff herzustellen, wodurch unter anderem ein geringeres Gewicht des Bauteils erzielt werden kann.
  • Scharniere die aus Kunststoff bestehen können sind beispielsweise bekannt aus DE 101 18 301 A1 oder DE 10 2011 100 048 A1 .
  • Kunststoffbuchsen haben jedoch insbesondere in Verwendung im Fahrzeugbau einen gravierenden Nachteil: Bei einer dort üblichen Lackierung von Karossen und Türen, welche mittels Scharnieren mit Kunststoffbuchse angeschlagen wurden, kommt es während der kathodischen Tauchlackierung (KTL) zu einer hohen Anzahl von Lackierungs-Fehlstellen, sogenannten "Aufkochern", auf Grund der unzureichenden elektrischen Leitfähigkeit zwischen den Scharnierhälften und daraus resultierender Lichtbögen, und somit zu unerwünschten Nacharbeiten und zu Korrosionsproblemen.
  • Der Leitwert einer Kunststoffbuchse kann zwar erhöht werden, durch Verwendung besser leitender Materialien, insbesondere durch Zugabe von Kohlenstoff zum Material des Scharniers. Hierdurch kommt es aber wiederum zu einer zu starken KTL-Anhaftung im Außenbereich des Scharniers. Die anhaftende KTL-Beschichtung kann sich bei Bewegung des Scharniers lösen und beispielsweise Verunreinigungen an einer Fahrzeugkarosserie verursachen. Auch dieses Vorgehen erfordert daher unerwünschte Nacharbeiten nach dem Lackierprozess.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Scharnier mit einer Buchse aus Kunststoff anzugeben, dass für eine kathodische Tauchlackierung besser geeignet ist. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Scharniers anzugeben, dass eine kathodische Tauchlackierung mit geringer Fehlerquote umfasst.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch Scharnier, insbesondere zur schwenkbaren Befestigung einer Kraftfahrzeugtür an einem Kraftfahrzeug, umfassend eine erste Scharnierhälfte und eine zweite Scharnierhälfte, wobei die erste Scharnierhälfte drehfest mit einem Bolzen verbunden oder einstückig mit dem Bolzen ausgebildet ist, wobei an der zweiten Scharnierhälfte eine Buchse aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere Kunststoff, angeordnet ist, so dass die zweite Scharnierhälfte über die Buchse schwenkbar an dem Bolzen gelagert ist, wobei zwischen Bolzen und zweiter Scharnierhälfte ein leitendes Element als Überbrückung der Buchse angeordnet ist, so dass es zu einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem Bolzen und der zweiten Scharnierhälfte kommt. Erfindungsgemäß ist also zwischen dem Bolzen, der mit der ersten Scharnierhälfte verbunden ist und der zweiten Scharnierhälfte welche drehbar auf dem Bolzen gelagert ist, insbesondere auf Höhe einer, axial ein-, zwei- oder mehrteiligen, Buchse, zwischen den beiden Scharnierhälften, ein separates, weiteres Bauteil angeordnet, insbesondere eingelegt. Das separate Bauteil ist ein leitendes Element und weist somit jedenfalls eine höhere Leitfähigkeit auf, als die Buchse selbst. Die Buchse besteht aus einem schlecht leitenden bzw. isolierenden Material, insbesondere Kunststoff. Das leitende Element besteht aus einem elektrisch gut leitenden Material, insbesondere gut leitendem Kunststoff, und weist vorzugsweise einen hohen Kohlenstoffanteil auf. Das leitende Element kann insbesondere ein Elastomer sein.
  • An einem derartigen, zwischen den Scharnierhälften bzw. zwischen zweiter Scharnierhälfte und Bolzen angeordneten leitenden Element, kommt es zu einem definierten Stromfluss zwischen den Scharnierhälften und das Entstehen von Lichtbögen und somit von Fehlstellen im Lackierprozess wird verhindert. Da das separate leitende Element gezielt in einer geeigneten Position im Zwischenbereich angeordnet werden kann, können auch vermehrte KTL-Haftungen im Außenbereich der Buchse vermieden werden.
  • Die Buchse kann mit der zweiten Scharnierhälfte drehfest verbunden oder einstückig mit dieser ausgebildet sein. Die Buchse kann stattdessen auch drehfest mit der ersten Scharnierhälfte sein. Die Buchse kann auch radial zweiteilig ausgebildet sein, wobei ein erster radialer Teil der Buchse drehfest mit der ersten Scharnierhälfte ist und ein zweiter radialer Teil der Buchse drehfest mit der zweiten Scharnierhälfte ist.
  • Die Buchse kann auf den Bolzen aufgeschoben sein. Die Buchse befindet sich jedenfalls zwischen dem Bolzen und der zweiten Scharnierhälfte.
  • Die Buchse kann axial zumindest zweiteilig ausgebildet sein und das leitende Element ist bevorzugt zwischen den zumindest zwei Teilen der Buchse angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Buchse zweiteilig und in einem axialen Zwischenraum zwischen den beiden Teilen der Buchse das leitende Element angeordnet, welches zwischen erster und zweiter Scharnierhälfte elektrisch kontaktiert.
  • In einer anderen Ausführungsform kann die Buchse axial einstückig ausgeführt sein und das leitende Element sich an einem axialen Ende der Buchse befinden.
  • Bevorzugt erstreckt sich das leitende Element axial nur über einen Teilbereich der Höhe der ein- oder mehrteiligen Buchse.
  • Der Teilbereich ist vorzugsweise von den axialen Endpunkten der Buchse beabstandet. An den Endpunkten der Buchse findet somit kein oder nur ein geringer Stromfluss statt, so dass eine vermehrte Anhaftung des Lacks in diesem Bereich vermieden wird.
  • Bevorzugt liegt der Teilbereich in der Mitte der Höhe der Buchse.
  • Das leitende Element ist vorzugsweise ein Kunststoff mit einem hohen Kohlenstoff (C) Anteil, insbesondere ein Elastomer mit hohem Kohlenstoff anteil.
  • Vorzugsweise ist das leitende Element etwa kreisförmig. Die Höhe des leitenden Elements entspricht bevorzugt etwa dessen Dicke. Insbesondere kann das leitende Element daher ein O-Ring sein.
  • Durch Verwendung des separaten leitenden Elements kann die übrige Kunststoffbuchse mit sehr geringer Leitfähigkeit, also möglichst stark isolierend ausgebildet sein.
  • Das Scharnier ist in fertigem Zustand vorzugsweise kathodischtauchlackiert, also KTL-lackiert.
  • In einem Verfahren zur Herstellung eines solchen Scharniers wird erfindungsgemäß eine erste Scharnierhälfte drehfest mit einem Bolzen verbunden oder einstückig mit dem Bolzen ausgebildet, an einer zweiten Scharnierhälfte, vor oder während dem Verbinden der zweiten Scharnierhälfte mit der ersten Scharnierhälfte, eine Buchse aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere Kunststoff, angeordnet, um die zweite Scharnierhälfte über die Buchse schwenkbar an dem Bolzen zu lagern, wobei zwischen Bolzen und zweiter Scharnierhälfte ein leitendes Element als Überbrückung der Buchse angeordnet ist, so dass es zu einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem Bolzen und der zweiten Scharnierhälfte kommt. Anschließend wird das Scharnier KTL-lackiert.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
    • Fig. 1
    ist eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Scharniers.
    Fig. 2
    ist eine Schnittansicht der Scharnierverbindung gemäß A-A in Fig. 1.
    Fig. 3
    zeigt das Scharnier gemäß Fig. 1 von oben, mit einem Schnitt durch die Scharnierverbindung.
    Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • In Fig. 1-3 ist ein erfindungsgemäßes Scharnier dargestellt, welches insbesondere zur schwenkbaren Befestigung einer Kraftfahrzeugtür oder Klappe an einem Kraftfahrzeug geeignet ist. Das Scharnier umfasst eine erste Scharnierhälfte 1 und eine zweite Scharnierhälfte 2, wobei die erste Scharnierhälfte 1 drehfest mit einem Bolzen 3 verbunden ist. Die zweite Scharnierhälfte 2 weist eine axial zweiteilige Buchse 4 aus Kunststoff auf. An dieser Buchse 4 ist die zweite Scharnierhälfte 2 schwenkbar an dem Bolzen 3 gelagert. Zwischen der zweiten Scharnierhälfte 2 und dem Bolzen 3 ist ein leitendes Element 5 in der Ebene der Buchse 4, und mit etwa der selben Dicke wie Buchse 4, angeordnet. Das leitende Element 5 liegt axial zwischen den beiden Hälften der Buchse 4. Das leitende Element 5 dient zur Überbrückung der Buchse 4, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Scharnierhälften 1 und 2 bzw. zwischen zweiter Scharnierhälfte 2 und Bolzen 3 hergestellt wird, wie in den Fig. 2 und 3 ersichtlich.
  • Das leitende Element 5 erstreckt sich axial nur über einen kleinen Teilbereich T der Höhe H der Buchse 4, etwa in der Mitte der Höhe H der Buchse 4.
  • Das leitende Element 5 bildet einen O-Ring und besteht aus einem elastisch verformbaren Kunststoff mit hohem Kohlenstoff-Anteil.
  • Das Scharnier ist mittels kathodischer Tauchlackierung beschichtet.
  • Durch die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Scharnierhälften 1, 2 über das leitende Element 5 werden Fehlbildungen während der Lackierung verhindert.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    erste Scharnierhälfte
    2
    zweite Scharnierhälfte
    3
    Bolzen
    4
    Buchse
    5
    leitendes Element
    T
    Teilbereich der Höhe der Buchse
    H
    Höhe der Buchse

Claims (10)

  1. Scharnier, insbesondere zur schwenkbaren Befestigung einer Kraftfahrzeugtür an einem Kraftfahrzeug, umfassend eine erste Scharnierhälfte (1) und eine zweite Scharnierhälfte (2), wobei die erste Scharnierhälfte (1) drehfest mit einem Bolzen (3) verbunden oder einstückig mit dem Bolzen (3) ausgebildet ist, wobei an der zweiten Scharnierhälfte (2) eine Buchse (4) aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere Kunststoff, angeordnet ist, so dass die zweite Scharnierhälfte (2) über die Buchse (4) schwenkbar an dem Bolzen (3) gelagert ist, wobei zwischen Bolzen (3) und zweiter Scharnierhälf te (2) ein leitendes Element (5) als Überbrückung der Buchse (4) angeordnet ist, so dass es zu einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem Bolzen (3) und der zweiten Scharnierhälfte (2) kommt.
  2. Scharnier nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (4) axial zumindest zweiteilig ausgebildet ist und das leitende Element (5) zwischen den zumindest zwei Teilen der Buchse (4) angeordnet ist.
  3. Scharnier nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Element (5) sich axial nur über einen Teilbereich (T) der Höhe (H) der Buchse (4) erstreckt.
  4. Scharnier nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich (T) von den axialen Endpunkten der Buchse (4) beabstandet ist.
  5. Scharnier nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet dass der Teilbereich in der Mitte der Höhe (H) der Buchse (4) liegt.
  6. Scharnier nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (4) drehfest mit der zweiten Scharnierhälfte (2) oder mit der ersten Scharnierhälfte (1) ist, oder dass die Buchse (4) radial zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster radialer Teil der Buchse (4) drehfest mit der ersten Scharnierhälfte (1) ist und ein zweiter radialer Teil der Buchse (4) drehfest mit der zweiten Scharnierhälfte (2) ist.
  7. Scharnier nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Element (5) ein Kunststoff mit einem hohen Kohlenstoff-Anteil ist, insbesondere ein Elastomer mit hohem Kohlenstoff-Anteil.
  8. Scharnier nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Element (5) ein O-Ring ist.
  9. Scharnier nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier KTL-lackiert ist.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Scharniers nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Scharnierhälfte (1) drehfest mit einem Bolzen (3) verbunden oder einstückig mit dem Bolzen (3) ausgebildet wird, dass an einer zweiten Scharnierhälfte (2) eine Buchse (4) aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere Kunststoff, angeordnet wird, um die zweite Scharnierhälfte (2) über die Buchse (4) schwenkbar an dem Bolzen (3) zu lagern, wobei zwischen Bolzen (3) und zweiter Scharnierhälfte (2) ein leitendes Element (5) als Überbrückung der Buchse (4) angeordnet wird, so dass es zu einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem Bolzen (3) und der zweiten Scharnierhälfte (2) kommt, und dass das Scharnier anschließend KTL-lackiert wird.
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