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Die Erfindung betrifft ein Scharnier, mit dessen Hilfe ein Ablagefach in einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs mit einer Armlehne schwenkbar geöffnet und geschlossen werden kann.
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Aus
DE 10 2008 030 384 A1 ist es bekannt ein Ablagefach einer Mittelkonsole mit einem schwenkbaren Deckel abzudecken, wobei ein den Deckel mit der Mittelkonsole schwenkbar koppelndes Scharnier eine Kugelrasteinrichtung aufweist, um den Deckel in einer Zwischenstellung zu arretieren.
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Aus
DE 10 2017 100 848 A1 ist ein Scharnier für ein Ablagefach eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem ein mit einer Feder vorgespannter und um eine Schwenkachse des Deckels drehbarer Nocken nach dem Lösen einer Verrastung an einer Unterseite des Deckels anschlägt und durch das angreifende Öffnungsmoment des Nockens den Deckel in eine teilweise geöffnete erste Öffnungsstellung verschwenkt, wobei der Deckel von Hand weiter verschwenkt werden kann.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Handhabung eines Ablagefachs in einem Kraftfahrzeug zu verbessern.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine komfortable Handhabung eines Ablagefachs in einem Kraftfahrzeug ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Scharnier mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Scharnier für eine ein Ablagefach abdeckende Armauflage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einem Basisteil zur Verbindung mit einem das Ablagefach ausbildenden Behälter, einem mit dem Basisteil um eine Schwenkachse schwenkbar gekoppelten Deckel zum Abdecken des Ablagefachs, einem an dem Deckel angreifbaren Mitnehmer zum Verschwenken des Deckels in eine erste Öffnungsstellung, wobei der Deckel eine Mitnehmeröffnung zur Aufnahme des Mitnehmers aufweist, einer an dem Mitnehmer angreifenden und in einer Schließstellung des Deckels vorgespannten Feder zum Aufbringen eines an dem Basisteil abgestützten Öffnungsmoments auf den Mitnehmer und einem mit dem Mitnehmer verbundenen Anschlag zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Deckels in der ersten Öffnungsposition, wobei eine Erstreckung der Mitnehmeröffnung in Umfangsrichtung zur Schwenkachse eine weitere Schwenkbewegung des Deckels relativ zum Mitnehmer zulässt, wobei die Mitnehmeröffnung einen Mitnehmerrand zum Anliegen an einer Vorderseite des Mitnehmers bei einer Öffnungsbewegung des Deckels in die erste Öffnungsposition und einen Blockierrand zum Anschlagen an einer von der Vorderseite wegweisenden Rückseite des Mitnehmers in einer maximal geöffneten Endstellung des Deckels aufweist.
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Wenn ein Nutzer das Ablagefach öffnen möchte, kann er eine Verriegelung des Deckels mit dem Behälter öffnen. Sobald die Verriegelung gelöst ist, kann die Federkraft der Feder den Deckel in die erste Öffnungsposition drücken. Der Deckel kann dadurch automatisch in die erste Öffnungsposition schwenken, ohne dass der Nutzer hierzu den Deckel bewegen muss. In der ersten Öffnungsposition ist insbesondere eine von dem Scharnier wegweisende Spitze des Deckels für den Nutzer leicht zugänglich und kann von einer Hand des Nutzers umgriffen werden, um den Deckel weiter zu öffnen.
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Der von der Feder in der Schließstellung des Deckels mit einer Federkraft vorgespannte Mitnehmer kann bei der Bewegung des Deckels von der Schließstellung in die erste Öffnungsstellung an einem zur Schwenkachse beabstandeten Rand der Mitnehmeröffnung angreifen, um dadurch den Deckel zu verschwenken. Durch das Anschlagen des mit dem Mitnehmer verbundenen Anschlags in der ersten Öffnungsstellung, kann der Mitnehmer den Deckel nicht über die erste Öffnungsstellung hinaus verschwenken. Wenn nun der Nutzer an dem Deckel angreift, um das Ablagefach weiter zu öffnen und hierzu den Deckel um einen weiteren Winkelbereich verschwenken möchte, wird ein Blockieren des Deckels an dem Mitnehmer durch die Geometrie der Mitnehmeröffnung verhindert. Die Mitnehmeröffnung erstreckt sich in Umfangsrichtung deutlich über die Erstreckung des Mitnehmers hinaus, so dass der Deckel über die erste Öffnungsstellung hinaus relativ zu dem angeschlagenen Mitnehmer verschwenkt werden kann.
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Da der Deckel nicht nur direkt über ein Federelement mit dem Basisteil gekoppelt ist, sondern eine federbelastete Koppelung des Deckels mit dem Basisteil mittelbar über den Mitnehmer erfolgt, ist es möglich über die Positionierung des Anschlags relativ zum Mitnehmer eine genau vordefinierte erste Öffnungsstellung, die einem bestimmten gewünschten Öffnungswinkel entspricht, automatisch anzusteuern, wobei die erste Öffnungsstellung auf einem Öffnungswinkel vorgesehen ist, der zwischen der Schließstellung des Deckels und einer maximal weit geöffneten Endstellung des Deckels liegt. Gleichzeitig ist die in Umfangsrichtung verlaufende Erstreckung der Mitnehmeröffnung, die deutlich über die zum Aufnehmen des Mitnehmers erforderliche Erstreckung hinausgeht, eine weitere Schwenkbewegung des Deckels leicht möglich. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass beim Aufspringen des Deckels aus der Schließstellung der Mitnehmer nur in einer Drehrichtung an dem Deckel angreift und in der entgegengesetzten Umfangsrichtung die Mitnehmeröffnung nahezu beliebig verlängert werden kann. Dadurch kann mit geringem konstruktiven Aufwand kostengünstig eine die Handhabung beim Öffnen des Ablagefachs erleichternde Zwischenstellung automatisch angesteuert werden, ohne die weitere Handhabung zu beeinträchtigen. Der in der in Umfangsrichtung verlängerten Mitnehmeraufnahme aufgenommene und mit einer Federkraft vorgespannte Mitnehmer ermöglicht eine komfortable Handhabung eines Ablagefachs in einem Kraftfahrzeug.
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Die Schließstellung des Deckels entspricht einem Öffnungswinkel α von α = 0°. Eine maximal weit geöffnete Endstellung des Deckels entspricht insbesondere einem Öffnungswinkel α von α = 80° ± 5°. Es sind aber auch je nach Anwendungsfall nahezu beliebige andere Öffnungswinkel α möglich.
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Dadurch, dass die Mitnehmeröffnung einen Mitnehmerrand zum Anliegen an einer Vorderseite des Mitnehmers bei einer Öffnungsbewegung des Deckels in die erste Öffnungsposition und einen Blockierrand zum Anschlagen an einer von der Vorderseite weg weisenden Rückseite des Mitnehmers in einer maximal geöffneten Endstellung des Deckels aufweist, taucht der Mitnehmer nicht aus der Mitnehmeröffnung heraus, sondern verbleibt in der Mitnehmeröffnung, wenn der Deckel über die erste Öffnungsstellung hinaus verschwenkt wird. Dadurch kann der Mitnehmer durch ein Anschlagen seiner Rückseite an dem Deckel die Endstellung des Deckels vorgeben. In der Endstellung des Deckels kann der Deckel über den Blockierrand der Mitnehmeröffnung an der Rückseite des Mitnehmers anschlagen, während der Mitnehmer die auf ihn einwirkenden Kräfte über den mit dem Mitnehmer verbundenen Anschlag an das Basisteil und/oder an das Gehäuse abtragen kann. Eine Beeinträchtigung von hinter dem Nutzer sitzenden Personen durch ein zu weites Verschwenken des Deckels kann dadurch vermieden werden. Hierzu werden sowieso bereits vorgesehene Bauteile verwendet, so dass für die Funktionalität die Schwenkbewegung des Deckels über die gewünschte Endstellung hinaus zu blockieren keine weiteren Bauteile vorgesehen sein müssen.
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Vorzugsweise ist der Deckel mit dem Basisteil über einen Schwenkbolzen schwenkbar gekoppelt, wobei die Feder als auf den Schwenkbolzen aufgefädelte Schenkelfeder ausgestaltet ist und die Feder an einem Ende mit dem Basisteil und mit dem anderen Ende mit dem Mitnehmer verbunden ist. Dadurch ergibt sich ein besonders kompakter und bauraumsparender Aufbau.
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Besonders bevorzugt ist der Deckel mit dem Basisteil über den Schwenkbolzen schwenkbar gekoppelt, wobei auf den Schwenkbolzen ein mit der Feder gekoppelter Betätigungsring aufgesteckt ist, wobei von dem Betätigungsring der Mitnehmer radial absteht und in Umfangsrichtung zu dem Mitnehmer versetzt der Anschlag von dem Betätigungsring radial absteht. Der Betätigungsring, der Mitnehmer und der Anschlag sind insbesondere einstückig ausgestaltet. Die Verbindung des Mitnehmers mit dem Anschlag kann dadurch in einer kompakten und bauraumsparenden Weise erfolgen. Der Betätigungsring kann relativ verdrehbar auf dem Schwenkbolzen gelagert sein.
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Insbesondere ist mindestens ein Dämpferelement zum Bremsen einer Schwenkbewegung des Deckels vorgesehen. Selbst bei einer vergleichsweise hohen von der Feder bereitgestellten Federkraft kann der Deckel durch die Bremswirkung des Dämpferelements mit einer moderaten Geschwindigkeit in die erste Öffnungsstellung springen. Ein hartes Anschlagen des Deckels an einem Arm des Nutzers, der soeben eine Verriegelung des Deckels mit dem Gehäuse gelöst hat, ist dadurch vermieden.
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Die Dämpfung des Dämpferelements kann mit der Schwenkbewegung des Deckels gekoppelt sein. Hierzu kann ein erstes Bauteil des Dämpferelements mit der Drehung des Schwenkbolzens und/oder des Deckels gekoppelt sein, so dass auch das erste Bauteil, beispielsweise über einen Verzahnung, eine zur Schwenkbewegung des Deckels proportionale Drehbewegung ausführt. Dieses erste Bauteil des Dämpferelements kann sich zu einem zweiten Bauteil des Dämpferelements relativ drehen und dadurch eine Bremswirkung erzielen. Beispielsweise kann das erste Bauteil ein Förderrad aufweisen, das in dem als Gehäuse ausgebildeten zweiten Bauteil drehen kann und bei der Drehung ein zähflüssiges Fluid, beispielsweise ein Gel, umwälzt und durch viskose Reibung die Bremswirkung erzielt. Ein verschleißbehafteter mechanischer Kontakt in dem Dämpferelement kann dadurch vermieden werden. Zudem kann das Dämpferelement besonders klein und kompakt ausgestaltet sein, beispielsweise als Gelbremse, so dass bei einem geringen Bauraumbedarf eine hoher Dämpferwirkung erreicht werden kann.
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Vorzugsweise sind ein erstes Dämpferelement und ein zweites Dämpferelement vorgesehen, wobei das erste Dämpferelement in einem von der Schließstellung des Deckels bis mindestens bis zur ersten Öffnungsstellung reichenden ersten Winkelbereich wirksam ist und das zweite Dämpferelement in einem über den ersten Winkelbereich hinausgehenden zweiten Winkelbereich, insbesondere von der Schließstellung des Deckels bis zu der Endstellung des Deckels, wirksam ist. Insbesondere sind in dem ersten Winkelbereich, der beispielsweise von 0° bis 30° reicht, beide Dämpferelemente wirksam, während in dem zweiten Winkelbereich, der beispielsweise von 30° bis 80° reicht, nur das zweite Dämpferelement wirksam ist. Durch die unterschiedlich großen Winkelbereiche, in denen die Dämpferelemente wirksam sind, kann über den gesamten Schwenkwinkelbereich des Deckels eine unterschiedliche Dämpfung vorgesehen werden. Dadurch kann eine eher hohe Dämpfung durch beide Dämpferelemente vorgesehen sein, wenn der Deckel nach einem Lösen einer Verriegelung von alleine durch die Federkraft der Feder in die erste Öffnungsstellung schwenkt. Wenn der Nutzer aus der ersten Öffnungsstellung heraus den Deckel weiter verschwenken möchte, kann die Dämpfung reduziert werden, indem das erste Dämpferelement deaktiviert wird, so dass der Nutzer den Deckel schneller und mit einem geringeren Widerstand verschwenken kann. Der Bedienkomfort ist dadurch verbessert.
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Besonders bevorzugt ist mit dem Basisteil ein mit dem ersten Dämpferelement kämmendes erstes Zahnradsegment und ein mit dem zweiten Dämpferelement kämmendes zweites Zahnradsegment drehfest verbunden, wobei das erste Zahnradsegment eine geringere Zähnezahl als das zweite Zahnradsegment aufweist. Über die Erstreckung des jeweiligen Zahnradsegments mit einer entsprechenden Zähnezahl kann genau vorgegeben werden, bei welchem Drehwinkel des jeweiligen Zahnradsegments das Zahnradsegment außer Eingriff mit dem zugeordneten Dämpferelement gelangt. Hierzu kann das jeweilige Dämpferelement ein mit dem zugeordneten Zahnradsegment kämmendes Zahnrad aufweisen. Eine Deaktivierung des jeweiligen Dämpferelements beim Erreichen eines bestimmten Öffnungswinkels des Deckels kann dadurch leicht und bauraumsparend erreicht werden.
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Insbesondere ist der Deckel mit dem Basisteil über den Schwenkbolzen schwenkbar gekoppelt, wobei das Dämpferelement, insbesondere über eine Verzahnung, mit dem relativ zum Dämpferelement drehbaren Schwenkbolzen gekoppelt ist. Die Dämpferwirkung kann dadurch mit der Schwenkbewegung des mitdrehenden Schwenkbolzens bauraumsparend gekoppelt werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schwenkbolzen fest mit dem Basisteil verbunden ist, wobei das Dämpferelement fest mit dem Deckel verbunden ist, oder der Schwenkbolzen fest mit dem Deckel verbunden ist, wobei das Dämpferelement fest mit dem Basisteil und/oder mit dem Gehäuse verbunden ist. Das Dämpferelement kann dadurch leicht und bauraumsparend untergebracht werden. Zudem kann das Dämpferelement leicht bewegungsfest, beispielsweise über eine Presspassung aufgenommen werden, so dass ein Mitdrehen des Dämpferelements bei einer Drehung des Schwenkbolzens leicht vermieden werden kann.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Mittelkonsole für ein Kraftfahrzeug mit einem ein Ablagefach ausbildenden Behälter, einer Armauflage, wobei die Armauflage einen Deckel zum Schließen des Ablagefachs aufweist, einer Verriegelungseinrichtung zum Verriegeln des Deckels mit dem Behälter in einer Schließstellung des Deckels und einem mit dem Behälter und dem Deckel verbundenen Scharnier, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Der in der in Umfangsrichtung verlängerten Mitnehmeraufnahme aufgenommene und mit einer Federkraft vorgespannte Mitnehmer des Scharniers ermöglicht eine komfortable Handhabung eines Ablagefachs in einem Kraftfahrzeug.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines Scharniers,
- 2 eine schematische perspektivische Ansicht des Scharniers aus 1 in einer Schließstellung,
- 3 eine schematische perspektivische Ansicht des Scharniers aus 1 in einer ersten Öffnungsstellung,
- 4 eine schematische perspektivische Ansicht des Scharniers aus 1 in einer über die erste Öffnungsstellung hinausgehenden Öffnungsstellung und
- 5 eine schematische perspektivische Ansicht des Scharniers aus 1 in einer Endstellung.
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Das in 1 dargestellte Scharnier 10 für eine Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs weist ein Basisteil 12 auf, das mit einem ein Ablagefach ausbildenden Gehäuse fest verbunden werden kann. An dem Basisteil 12 kann ein Deckel 14 über einen Schwenkbolzen 16 schwenkbar angelenkt sein, der das Ablagefach abdecken kann und mit einer Armauflage versehen sein kann. Auf den Schwenkbolzen 16 ist eine als Schenkelfeder ausgestaltete Feder 18 aufgesteckt. Die Feder 18 ist an einem Ende mit dem Basisteil 12 und einem gegenüberliegenden Ende mit einem auf den Schwenkbolzen 16 aufgesteckten Betätigungsring 20 befestigt. Von dem Betätigungsring 20 steht in radialer Richtung ein Mitnehmer 22 und ein in Umfangsrichtung zu dem Mitnehmer 22 versetzter Anschlag 23 ab. Der Mitnehmer 22 kann in eine Mitnehmeröffnung 24 des Deckels eingreifen, wo der Mitnehmer 22 mit seiner Vorderseite an einem Mitnehmerrand 26 der Mitnehmeröffnung 24 und mit seiner Rückseite an einem Blockierrand 28 anschlagen kann, wobei der Blockierrand 28 in Umfangsrichtung zu dem Mitnehmerrand 26 erheblich weiter als die Dicke des Mitnehmers 22 in Umfangsrichtung positioniert ist. Zwischen dem Mitnehmerrand 26 und dem Blockierrand 28 ist von der Mitnehmeröffnung 24 für den Mitnehmer 22 ein deutlicher Freiwinkel ausgebildet.
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Mit dem Basisteil 12 ist ein erstes Zahnradsegment 30 drehfest verbunden, das mit einem an einer ersten Seite in dem Deckel 14 drehfest eingesetzten als Gelbremse ausgestalteten ersten Dämpferelement 32 kämmt. An einer zur ersten Seite wegweisenden zweiten Seite des Deckels 14 ist ein als Gelbremse ausgestaltetes zweites Dämpferelement 34 in dem Deckel 14 drehfest eingesetzt. Das zweite Dämpferelement 34 kämmt mit einem mit dem Basisteil 12 drehfest verbundenen zweiten Zahnradsegment 36. In den Zahnradsegmenten 30, 36 ist jeweils eine Lagerbuchse 38 eingesetzt, in denen jeweils mit dem Schwenkbolzen 16 verbundenen Passschrauben 40 gelagert sind. Der Schwenkbolzen kann dadurch beispielsweise drehfest mit dem Deckel 14 verbunden sein und relativ zu dem Basisteil 12 verdreht werden.
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In der in 2 dargestellten Schließstellung des Deckels 14 liegt der Mitnehmer 22 mit einer von der Feder 18 aufgebrachten Federkraft an dem Mitnehmerrand 26 der Mitnehmeröffnung 24 an. Wenn eine Verriegelung des Deckels 14 gelöst wird, kann der federvorgespannte Mitnehmer 22 den Deckel 14 unter Überwindung der von dem ersten Dämpferelement 32 und dem zweiten Dämpferelement 34 aufgebrachten Bremskraft automatisch in die in 3 dargestellte erste Öffnungsstellung bewegen. In der ersten Öffnungsstellung kann der mit dem Mitnehmer 22 über den Betätigungsring 20 einstückig verbundene Anschlag 23 an dem Basisteil 12 oder einem zwischen dem Basisteil 12 und dem Anschlag 23 vorgesehenen Material des Behälters anschlagen. Selbst wenn die Feder 18 noch eine Federkraft auf den Mitnehmer 22 und den Deckel 14 ausübt, kann der Mitnehmer 22 den Deckel 14 nicht über die erste Öffnungsstellung hinaus verschwenken.
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Wenn nun ein Nutzer an dem Deckel 14 angreift und den Deckel 14 von Hand weiter verschwenkt, kann der über den Anschlag 23 an dem Basisteil 12 abgestützte Mitnehmer 22 von dem Mitnehmerrand 26 der Mitnehmeröffnung 24 abheben ohne die Schwenkbewegung des Deckels 14 zu blockieren, wie in 4 dargestellt. Insbesondere kann hierbei des erste Zahnradsegment 30 außer Eingriff mit dem ersten Dämpferelement 32 gelangen, so dass das erste Dämpferelement 32 für den über die erste Öffnungsstellung hinausgehenden Schwenkwinkel des Deckels 14 deaktiviert wird. Das zweite Zahnradsegment 36 hat bei einem gleichen Teilkreisdurchmesser eine größere Zähnezahl, so dass das zweite Zahnradsegment 36 mit dem zweiten Dämpferelement 34 im Eingriff bleibt. Die Bremswirkung beim Verschwenken des Deckels 14 kann um das vom ersten Dämpferelement 32 bereitgestellte Ausmaß oberhalb der ersten Öffnungsstellung reduziert werden. Die maximal geöffnete Endstellung des Deckels 14 ist erreicht, wenn der Blockierand 28 der Mitnehmeröffnung 24 an der Rückseite des Mitnehmers 22 anschlägt und ein weiteres Verschwenken formschlüssig gesperrt ist, wie in 5 dargestellt.
