DE1784865A1

DE1784865A1 - Scharnier

Info

Publication number: DE1784865A1
Application number: DE19681784865
Authority: DE
Inventors: Parsons John Stuart
Original assignee: Stanley Works
Current assignee: Stanley Works
Priority date: 1967-09-29
Filing date: 1968-09-27
Publication date: 1972-01-20
Also published as: US3499183A

Description

Scharnier.

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Scharnieren für Türen und dergleichen und betrifft insbesondere hoch belastbare Scharniere für schwere Innen- oder Außentüren von Gebäuden, die sehr häufig geöffnet und geschlossen werden«

Seit mehreren Jahren werden hoch belastbare Scharnier für Türen, die in vielen Fällen ein Gewicht von etwa 45 kg oder mehr haben, mit die Reibung verringernden Lagern, z.B. Kugellagern, versehen, um die Abnutzung auf ein Mindetmaß herabzusetzen und eine weniger häufige Schmierung erforderlich zu machen. Wegen des begrenzten verfügbaren Raums haben die bei solchen Scharnieren verwendeten Kugellager notwendigerweise kleine Abmessungen, und sie umfassen relativ dünnwandige Metallkäfige von geringem Gewicht. Wenn die Lager nicht einwandfrei geschmiert werden, und selbst dann, wenn eine ausreichende Schmierung erfolgt, die Lager Jedoch hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind, besteht die Gefahr, daß sich die Käfige abnutzen und brechen, so daß sich die Kugeln verlagern könnenj hierbei ist es möglich, daß sich Teile der Scharniere nach unten bewegen, außer Fluchtung mit-« einander kommen und schließlich so stark beschädigt werden, daß sie nicht wieder instandgesetzt werden können,

ils wurde bereits vorgeschlagen, hülsenähnliche Buchsen aus nichtrostendem Stahl oder dergleichen anstelle von Kugellagern bei Scharniergelenken zu verwenden, um die Korrosionsfestigkeit

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zu verbessern, die Abnutzung zu verringern und eine längere Lebensdauer der Teile zu gewährleisten. Solche mit Lagerbuchsen ausgerüstete Scharniere müssen jedoch häufig geschmiert werden, und außerdem ist es schwierig, solcher Scharniere mit der hohen Genauigkeit herzustellen, die eingehalten werden muß, um ein vorzeitiges Lockerwerden der Scharniere als Folge des Verschleieses zu verhindern, damit die Scharniere nicht in kurzen Zeitabständen nachgestellt zu werden brauchen· Diese Hülsen oder Buchsen aus nichtrostendem Stahl werden so ausgebildet, daß sie in die Scharnierhülsen mit einem Treibsitz eingebaut werden können, so daß sie sich in den ösen nicht drehen und. sich auch nicht ohne weiteres anderweitig verlagern können. Wenn jedoch solche Lagerbuchsen in die Scharnierösen eingetrieben werden, werden die Buchsen zusammengedrückt, so daß es erforderlich wird, sie aufzubohren, damit der Scharnierbolzen in die Lagerbuchsen eingeführt werden kann.

Verwendet man Lagerbuchsen, die nicht aus nichtrostendem Stahl, sondern aus einem anderen Metall bestehen und in die Scharnierösen eingebaut werden, ergeben sich andere Schwierig*- keiten, insbesondere dann, wenn die Scharniere mit einer Metallplattierung versehen, z.B. verchromt werden sollen, denn das Plattierbad greift die Lagerbuchsen an, so daß sie während des Plattiervorgangs korrodieren und mehr oder weniger stark beschädigt werden· Eine solche Korrosion kann sich fortschreitend abspielen, denn es ist üblich, die Scharniere im zusammengebauten Zustand zu plattieren, um eine einwandfreie Plattierung aller freiliegenden Flächen zu gewährleisten, ohne daß die Passung zwischen den verschiedenen Scharnierteilen beeinträchtigt wird·

Aus diesen Gründen erfüllen die bis jetzt bekannten hoch belastbaren Scharniere in der Praxis ihre Aufgabe nicht völlig einwandfrei»

Die Erfindung sieht nunmehr hoch, belastbare scharniere vor, bei denen die Nachteile der bekannten Scharniere vermieden sind, die sich unter Einhaltung enger Fertigungstoleransen leicht herstellen lassen, die eine sehr lange Lebensdauer erreichen,

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ohne geschmiert werden zu müssen, und die plattiert oder auf andere Weise nachbehandelt werden können, ohne beschädigt zu werden, und ohne daß die Gefahr besteht, daß die Plattierung beim endgültigen Zusammenbau Schaden erleidet·

Genauer gesagt sieht die Erfindung Scharniere vor, bei denen die Üsenteile der Scharnierplatten oder Schenkel mit Buchsen aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungsbeiwert versehen sind, die mit auf Hochglanz polierten und mit höchster Genauigkeit bearbeiteten Metallteilen zusammenarbeiten, um die Reibung auf ein Minimum zu verringern, so daß nur eine minimale Schmierung erforderlich ist, und daß die Scharniere eine erheblich längere Lebensdauer erreichen als die bis jetzt bekannten Scharniere, die sich schnell abnutzen·

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemaßen Scharniers umfaßt in die ösen der Scharnierplatten eingebaute Buchsen aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungsbeiwert, z.B. aus dem unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung Delrin erhältlichen Material, bei dem es sich um ein Acetalharz handelt, und die mindestens an ihrer Oberfläche mit dem unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung Teflon erhältlichen Material imprägniert sind, d.h. einem Fluorkohlenstoff wie Polytetrafluor— äthylen, wobei diese Lagerbüchsen so in den Scharnierösen angeordnet und befestigt sind, daß jede Drehung der Buchsen verhindert wird, und daß die Buchsen nicht zusammengedrückt werden, so daß sich der Durchmesser ihrer Bohrung nicht verändert. Mit einer Stirnfläche der Buchse aus Kunststoff arbeitet ein auf Hochglanz poliertes Einsatzstück in der benachbarten Scharnier— öse zusammen, das gleichzeitig den Scharnier- oder Gelenkbolzen aufnimmt. Das Einsatzstück berührt mit einer Stirnfläche die Kunststoffbuchse innerhalb einer großen Fläche, so daß sich der Druck verteilt und die Reibung verringert wird; hierdurch wird gewährleistet, daß sich die Scharnierteile leicht bewegen lassen, urfd daß sie einer geringeren Abnutzung ausgesetzt sind. Wenn in das betreffende Ende der Scharnieröse das auf Hochglanz polierte Bauteil eingebettet wird, das durch einen Flansch eines buchsenförmigen Einsatzstücks oder eine an der Buchse befestigte

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mit hoher Genauigkeit hergestellte Scheibe gebildet sein kann, werden die Lagerteile in stärkerem Maße verdeckt, und es ist möglich, zwischen den benachbarten Scharnierösen einen sehr kleinen Abstand vorzusehen. Die Verwendung solcher sich ständig selbst schmierender Lagerelemente, denen keine flüssigen Schmiermittel zugeführt-zu werden brauchen, welche zum Anhaften von Staub und Schmutz führen wurden, ermöglicht die Schaffung von kräftigeren und gefälliger aussehenden Scharnieren, die Millionen von Arbeitsspielen durchlaufen können, ohne daß eine bemerkbare Abnutzung zu beobachten ist·

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläuterte

Fig. 1 zeigt die Vorderseite eines typischen Scharniers nach der Erfindung.

Fig. 2 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1.

Fig, 3 zeigt eine Stirnseite einer der Scharnierösen, in die eine erfindungsgemäße Lagerbuchse eingebaut ist.

Fig« 4- ist eine Seitenansicht einer die Reibung verringernden Kunststoffbuchse, die in eine gegenüber der ersten Scharnieröse angeordnete ücharnieröse eingebaut wird.

Fig. 5 ähnelt Fig. 2, zeigt jedoch eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 zeigt die Vorderseite einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Scharniers.

Fig. 7 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6.

Fig. 8 zeigt in einer auseinandergezogenen Schnittdarstellung einen Teil einer der Scharnierösen und eine Buchse aus Kunststoff vor dem Zusammenbau dieser Teile,

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Fig. 9 zeigt in einem verkürzten Längsschnitt eine bevorzugte Ausführungsform eines Scharnierbolzens·

Fig. 10 zeigt in einem verkürzten Schnitt eine der Scharnierösen, in die die Buchsen aus Kunststoff eingebaut sind·

Fig· 11 zeigt in einem Teilschnitt eine Scharnieröse und eine Buchse aus Stahl und veranschaulicht die Verwendung von Klebstoff zum Befestigen der Buchse*

In Fig* 1 ist ein mit drei Scharnierösen versehenes Scharnier dargestellt, das zwei Scharnierplatten 10 und 11 umfaßt; die Scharnierplatte 10 weist zwei durch einen Abstand getrennte Ösen 12 und 13 auf, die nahe den benachbarten Enden einer dritten Scharnieröse 14 angeordnet sind, welche fest mit der Scharnierplatte 11 verbunden ist. Die ocharnierplatten und Ösen können aus jedem geeigneten Metall bestehen, ζ·Β. aus Stahl, wenn das Metall mit einem überzug versehen und z.B_e mit Chrom, Bronze oder Messing plattiert werden kann. Die Scharnierösen 12, 13 und 14 sind an den inneren Kanten der Scharnierplatten 10 und 11 ausgebildet, an denen das Material der Platten entsprechend eingerollt ist« Zwar zeigt Fig. 1 ein Scharnier mit drei Ösen, doch sei bemerkt, daß sich die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf ein solches Scharnier mit drei ösen beschränkt, sondern daß die Erfindung ebenso gut bei Scharnieren mit zwei, fünf, oder mehr ösen angewendet werden kann·

Gemäß Fig· 1, 2 und 4 sind in die Enden der Scharnieröse 14 einander ähnelnde Kunststoffbüchsen 15 und 16 eingebaut, die aus einem einen niedrigen Reibungsbeiwert aufweisenden Kunststoff von hoher Verschleißfestigkeit bestehen, z.B. aus dem schon erwähnten Delrin, und bei denen mindestens die Oberfläche mit dem erwähnten Teflonmaterial imprägniert ist. Gemäß Fig. 2 und 4 umfaßt die Buchse 15 einen zylindrischen Abschnitt 15a» der mit enger Passung einen Scharnier- oder Gelenkbolzen 17 aufnehmen kann, ferner eine Ringnut 18 und eine oder mehrere an der Außenseite ausgebildete, sich parallel zur Achse der Buchse erstreckende Nuten 19· Die Buchse oder Hülse 15 kann als Formteil hergestellt oder maschinell so bearbeitet werden, daß der Innendurch-

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messer und der Außendurchmesser genau eingehalten wird, damit die Buchse mit einem Gleitsitz in die öse 14 eingebaut werden und den Scharnierbolzen 17 mit einer engen Passung bzw« einem Gleitsitz aufnehmen kann. Nachdem die Buchse 15 in die öse 14 eingebaut worden ist, ist es daher nicht erforderlich, die Buchse aufzubohren, damit sie den Scharnierbolzen aufnehmen kann.

Genauer gesagt sind die Buchsen 15 und 16 in die Scharnieröse eingeführt und darin mit Hilfe einee Klebstoffs befestigt, Z₀B₀ eines Epoxyklebstoffe des Epichlorhydrin-Bisphenol-A-Typs, oder mit Hilfe eines zwei Komponenten umfassenden Polyesterharzklebstoffs oder dergleichen. Um diese Befestigung zu ermöglichen, sind die Nuten 18 und 19 vorgesehen, so daß der Klebstoff längs der Scharnieröse zum mittleren Teil der Scharnieröse gedrückt werden kann, wenn die Buchsen 15 und 16 eingeführt werden, wodurch verhindert wird, daß der Klebstoff die Außenfläche der Scharnieröse verhindert und sich beim nachfolgenden Plattieren bzw., der Fertigbehandlung störend bemerkbar macht. Der in den Nuten 19 vorhandene Klebstoff verhindert auch, daß sich die Buchse gegenüber der Scharnieröse dreht· Die Hingnut 18 bildet eine Verankerung zwischen der Buchse und der Scharnieröse im Bereich der benachbarten Schultern 20 und 21, die an der Soharnieröse bzw· der Außenfläche der Buchse ausgebildet sind. Ferner ist die Scharnieröse mit einer Schulter 22 versehen, an der eich ein in der Umfangsrichtung verlaufender Flansch 23 am äußeren Ende der Buchse abstützt, so daß die Buchse gegenüber der Scharnieröse genau in der richtigen Lage gehalten wird, wobei die Fläche des Flansches 25 in einer zur Achse des Scharn^erbolzens rechtwinkligen Ebene liegt«

In die Scharnierösen 12 und 13 sind zwei Buchsen 24 und eingebaut, die vorzugsweise aus einem durch eine Kaltbearbeitung härtbarem nichtrostendem Stahl bestehen, di· Jedoch auch aus einem weniger teuren und weniger korrosionsbeständigen Metall hergestellt werden können, wenn keine Korrosionsgefahr besteht. Gemäß Fig. 2 umfaßt die Buchse 24 einen zylindrischen Hülsenabschnitt 26, der von der Bohrung 27 der Scharnieröse 12 mit einem Gleitsitz aufgenommen wird» so daß ein Zusammendrücken der Buchse

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vermieden wird und es nicht erforderlich ist, die Buchse auszubohren, um sie dem Scharnierbolzen 17 anzupassen_e Am inneren Ende der Buchse 24 ist ein Flansch 28 vorgesehen, der sich an einer die Bohrung 27 umgebenden Ringschulter 29 abstützen kann. Die Buchse 24 ist mit Hilfe mehrerer Zungen oder Klauen 30, 31 usw· befestigt, die nach innen vorspringen und so über einen abgeschrägten oder geneigten Rand 32 des Flansches 28 hinweggestemmt sind* daß sie die Buchse in der Scharnieröse 12 verankern. Am inneren Ende der Buchse ist ein ringförmiger Bund 33 vorgesehen, der durch eine zentrale Öffnung 34 einer aus nichtrostendem Stahl bestehenden Scheibe 35 ragt, welche sich an einer Ringschulter 36 im benachbarten Ende der öcharnieröse 12 bzw» 13 abstützt und durch diese Scheibe in seiner Lage gehalten wird· Während die ocheibe 35 an der Ringschulter 36 anliegt, wird der ringförmige Bund 33 nach außen gestemmt und aufgeweitet, um die Scheibe 35 ini Ende der Scharnieröse sicher zu verankern.

Um die Reibung zwischen der Scheibe 35 und der Buchse 15 auf ein Mindestmaß zu verringern, ist die Stirnfläche 37 der Scheibe, die gleitend mit der Stirnfläche 38 der Kunststoffbuchse 15 zusammenarbeitet, vorzugsweise so poliert, daß ihre Oberflächenrauhigkeit in der Größenordnung von 4 bis 12 Mikrozoll (etwa 0,0001 bis etwa 0,0003 mm) liegt· Die Scheiben 35 können auf diese Oberflächengüte bearbeitet werden, bevor sie in die Enden der Scharnierösen 12 und 13 eingebaut werden. Die Buchsen 24 und 25, die von allgemein ähnlicher Konstruktion sind, zentrieren den Scharnierbolzen 17 genau und unterstützen ihn gegen Biegebeanspruchungen· Die Widerstandsfähigkeit gegen Biegebeanspruchungen wird ferner durch die radiale Abstützung verbessert, die der Bolzen 17 durch die Buchsen 15 und 16 erfährt. Somit wirken die Buchsen 15 und 16 als mit geringer Reibung arbeitende Lager, die sowohl axiale als auch radiale Kräfte aufnehmen. Ferner sei bemerkt, daß die Abstände zwischen den Scharnierösen 12, 13 und 14 dadurch verringert sind, daß die Buchsen 15 und 16 gemäß Fig, I bei 24 und 25 so in die Scharnierösen eingebaut sind, daß nur ein minimaler Abstand zwischen einander benachbarten ocharnier-Ösen verbleibt«

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Wenn das Scharnier plattiert werden soll, und wenn hierbei ein Plattieren der polierten Fläche der Lagerscheibe 35 vermieden werden soll, ist es möglich, die Scheibe erst nach dem Plattieren der Scharnierteile in die Buchse 24 einzubauen und sie in der beschriebenen Weise festzustemmen. Natürlich werden die Scharnierteile nach dem Plattieren behandelt, um die Plattierlösung zu entfernen, und sie werden getrocknet, um eine fortschreitende Korrosion unmöglich zu machen_e Die Kunststoffbuchsen 15 und 16 sind korrosionsbeständig, und da sie elektrisch nicht leitfähig sind, kann man sie vor dem Plattieren in die Scharnieröse 14 einbauen.

™ Da die verschiedenen Buchsen und die Scharnierbolzen mit hoher Genauigkeit maschinell bearbeitet werden können, bevor sie in die Scharnierösen eingebaut werden, und da diese Teile bei den Arbeitsschritten zum Einführen, Verkleben, Plattieren und Feststemmen keine unerwünschte Verformung erleiden, ist eine weitere maschinelle Bearbeitung oder sonstige Behandlung nur in einem minimalen Ausmaß erforderlich.

Es sei bemerkt, daß die Buchse 25 an ihrem äußeren Ende gemäß Fig. 1 mit einer Scharnierbolzenhalterung versehen sein kann, z.B« mit kreisbogenförmig gekrümmten Flanschen 40 und 41, die etwas nach innen gestemmt oder umgebogen werden können, so daß sie an dem Scharnierbolzen anliegen und jede Bewegung des " Scharnierbolzens gegenüber den Scharnierösen 12 und 13 verhindern. Diese Halteflansche 40 und 41 können mit der Buchse 25 aus einem Stück bestehen. Ferner kann man den Scharnierbolzen und die Scharnieröse 13 mit Abschlußteilen 42 und 43 versehen, um das Scharnier zu schützen und sein Aussehen zu verbessern.

Scharniere der vorstehend beschriebenen Art sind mehrere millionen Male betätigt worden, ohne daß eine bemerkbare Abnutzung auftrat, und ohne daß sich eine unerwünschte Lockerung entwickelte; diese Angabe gilt für füren mit einem Gewicht von etwa 90 kg und mit zwei jeweils drei Ösen umfassenden Scharnieren der beschriebenen Art, zwischen denen längs der Kante der Tür ein Abstand von et*a 1500 mm vorhanden war.

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Man kann bei einem erfindungsgemaßen Scharnier Abänderungen vorsehen; beispielsweise zeigt Pig· 5 eine Ausführungsform, bei der die Metallbuchsen des insgesamt mit 48 bezeichneten Scharniers abgeändert sind. Gemäß Fig· 5 ist in eine Scharnieröse eine Buchse 50 eingebaut, die aus einer Stahlstange mit einem kleineren Durchmesser als die Scharnieröse durch maschinelle Bearbeitung hergestellt ist und an einem Ende einen Flansch 51 trägtc Der Flansch 51 stützt sich an einer Eingschulter 52 innerhalb der Scharnieröse 49 ab und wird in dieser durch nach innen gestemmte Zungen oder Klauen 53 festgehalten, die nit einer abgeschrägten oder konischen Kante 54 des Flansches zusammenarbeiten. Die breite Fläche 55 des Flansches 51 steht im wesentlichen oder genau in Fluchtung mit dem zugehörigen Ende der Scharnieröse und stützt sich an einer Stirnfläche 56 einer in die Scharnieröse 58 eingebauten Buchse Yf aus einem Kunststoff mit einem niedrigen Reibungsbeiwert ab. Da die mit der Stirnfläche 56 der Buchse aus Kunststoff zusammenarbeitenden Flächen nicht in einem so hohen Maß poliert und nicht so genau hergestellt sind wie die Stirnfläche der Scheibe 35 nach Fig, 2_t und da die Stirnfläche der Scharnieröse beim Aufbringen einer Plattierung oder eines anderen Überzugs verunreinigt werden kann, erreicht im Vergleich hierzu das an Hand von Fig« I bis 3 beschriebene Scharnier eine längere Lebensdauer und wird daher bevorzugt» Trotzdem erreicht jedoch das Scharnier 48 nach Fig. 5 eine Lebensdauer, die mit derjenigen bekannter Scharnier mit Kugellagern vergleichbar oder noch langer ist, und die der Lebensdauer bereits bekannter hoch belastbarer Scharniere mit Lagerbuchsen erheblich überlegen ist; außerdem bietet das Scharnier 48 insofern erhebliche Vorteile, als es sich leicht herstellen läßt, einwandfrei plattiert werden kann und im übrigen ähnlich arbeitet wie das zuerst beschriebene Scharnier«

In Fig, 6 bis 11 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen öcharniers dargestellt, bei dem kleinere Abstände zwischen den Scharnierösen vorhanden sind, bei dem die Buchsen einen kleineren Durchmesser haben, und da3 weitere vorteilhafte Merkmale aufweist« Das in Fig· 6 gezeigte Scharnier besitzt drei öcharnierüaen, die an zwei ücharnierplaküen (-0 und

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ausgebildet sindj die Scharnierplatte 60 trägt zwei durch einen Abstand getrennte Scharnierösen 62 und 63» die den Enden einer an der Scharnierplatte 61 ausgebildeten Scharnierhülse 64 nahe benachbart sind.

Gemäß Fig· 6, 7 und 10 sind Kunststoffbüchsen 65 und 66, die normalerweise aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungsbeiwert bestehen, ζ·Β· aus dem schon erwähnten Delrin, und die mindestens teilweise mit dem ebenfalls schon erwähnten Teflon imprägniert sind, sind in den Enden der Scharnieröse 64 mit Hilfe eines Klebstoffs 67 befestigt, wie es bezüglich der Buchsen 15 und 16 nach Fig» 1 weiter oben beschrieben wurde. Um eine sichere Verbindung der Buchsen mit den Scharnierösen zu gewährleisten, und um ein Drehen der Buchsen gegenüber den Scharnierösen zu verhindern, sind in der Längsrichtung verlaufende Nuten 68 an der zylindrischen Außenfläche der Buchsen 65 und 66 ausgebildet, die Klebstoff aufnehmen können und dazu beitragen, den Klebstoff längs der Buchsen und der Bohrung 69 der Scharnieröse zu verteilen·

Damit sich die Buchse 65 bis zur richtigen Tiefe in die Scharnieröse 64 hinein erstreckt, in die sie eingebettet ist, weist die Buchse eine Ringschulter 70 auf, die sich an einer Schulter ?1 in der Scharnieröse abstützt. Eine Stufe der Buchse 65» die durch eine Ringfläche 74 und eine Schulter 75 gebildet wird, welche beim Zusammenbau mit einer Bohrungserweiterung 76 der Scharnieröse bzw. einer Schulter 77 zusammenarbeiten, bildet eine größere axial gerichtete Lagerfläche 78 am betreffenden Ende der Buchse 65. Eine am oberen Ende der Buchse 65 vorgesehene Rippe 79 arbeitet mit einer weiteren Bohrungserweiterung 73 der Scharnieröse zusammen, um ein unerwünschtes Entweichen von Klebstoff oder Kitt in Richtung zur Außenfläche der Scharnieröse zu verhindern. Gemäß Fig. 8 wird der Klebstoff vor dem Einbau der Buchse 65 auf die zusammenarbeitenden Flächen der dcharnieröse und der Buchse aufgetragen. Dann wird die Buchse 65 gemäß Fig, 10 in die Scharnieröse 64 eingeführt, und wenn Klebstoff in Richtung auf das äußere .bilde der ücharnieröse strömt;, wird das Entweichen von Klebstoff durch die Rippe 79 verhindert, die dann, wenn sie zur Anlage an der ocharnieroae kommt, teil-

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weise abgeschert oder verformt wird; ferner wird die Rippe gemäß Fig. 7 und 10 so flachgedrückt, daß sie alB Haltering wirkt. Es sei bemerkt, daß es die Verwendung von Klebstoff zum Verbinden der Kunststoffbuchse 65 mit der Scharnieröse ermöglicht, diese Teile so zu verbinden, daß sich der Innendurchmesser der Buchse nicht verkleinert. Dies steht im Gegensatz zur Anwendung eines Preßsitzes, bei der es erforderlich ist, eine gewisse Verkleinerung des Innendurchmessers der Buchse zu berücksichtigen, und bei dem häufig eine zu lockere Passung zwischen der Buchse und dem Scharnierbolzen erzielt wird. Ferner sei bemerkt, daß es ein kleiner öpiej-raum zwischen der Buchse 65 und der Bohrung 69 der öcharnieröse ermöglicht, den Verlauf der Lagerachse zu berichtigen, z.B. dann, wenn die Bohrung der öcharnieröse aus der Litte versetzt ist·

In die Scharnierösen 62 und 63 sind zwei Metallbuchsen 80 bzw. 80a eingebaut, die vorzugsweise aus einem kalthärtbaren nichtrostenden Stahl bestehen. Gemäß Fig. 7 umfaßt die Buchse 80 einen Hülsenabschnitt 81, einen in einem Längsabstand von dem Hülsenabschnitt angeordneten geriffelten oder gerändelten Hingabscbnitt 82 und einen das eine Ende der Buchse bildenden Flansch 85· Die Unterkante des Flansches 83 ist mit einer Abschrägung 84 versehen.

Um die Buchse 80 fest in die Scharnieröse 62 einzubauen, wird ein Klebstoff 67a, z.B. der Klebstoff der in Verbindung mit der Buchse 15 nach Fig. 2 erwähnte Klebstoff auf die Buchse 80 und die Wand der Bohrung 85 der Scharnieröse aufgetragen. Hierauf wird die Buchse 80 in die Scharnieröse 22 hineingepreßt, und der geriffelte Kranz 82, dessen Durchmessers etwas größer ist als der Durchmesser der Bohrung 85» hält die beiden Teile bis zum Erhärten des Klebstoffs zusammen. Der in die Riefen des Kranzes 82 hineingedrückte Klebstoff trägt außerdem dazu bei, jede Drehung der Buchse gegenüber der Scharnieröse zu verhindern.

Eine den Boden einer Bohrungserweiteruiig 87 bildende Ringschulter 86 arbeitet gemäß Fig. 7 mit der Unterseite des Flansches 83 zusammen, um allgemein die Lage der Buchse in der Scharnier-Öse zu bestimmen. Ein gegenüber dem Flansch 83 nach außen ragen-

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der Flansch 88 arbeitet mit der Bohrungserweiterung 87 zusammen, um das Entweichen von Klebstoff aus der Scharnieröse zu verhindern. Bei einer in Fig, Il dargestellten abgeänderten Anordnung zum Verhindern des Entweichens von Klebstoff ist ein Flansch 89 vorgesehen, der von der Wand der Bohrungserweiterung 87 aus nach innen vorspringt und mit dem Flansch 83 der Buchse zusammenarbeitet·

Da zwischen der Buchse 80 und der Bohrung 85 ein Spielraum vorhanden ist, ist es möglich, die Winkelstellung der Buchse zu berichtigen, bevor der Klebstoff erhärtet, z.B. dann, wenn die Achse der Bohrung der Scharnieröse etwas gegen die Arbeitsachse des Scharnierbolzens versetzt ist» Außerdem ermöglicht der Klebstoff in dem Hohlraum zwischen dem Flansch 83 und der Schulter 86 ein axiales Einstellen der Buchse 80, so daß die Buchse in der Scharnieröse 62 genau in die richtige Lage gebracht werden kann, bevor der Klebstoff erhärtet«

Eine Stirnfläche 90 der Buchse 80 ist so poliert, daß ihre Oberflächenglätte in der Größenordnung von 0,000 004 bis 0,000 ZoIL liegt, um die Reibung zwischen dieser Fläche und der Lagerfläche 78 der Buchse 65 aus Kunststoff auf ein Mindestmaß zu verringern. Die erwähnte Fläche kann fertig bearbeiten werden, bevor die Buchse 80 in die Scharnieröse 62 eingebaut wird.

Wenn Scharniere zusammengebaut werden, bei denen Bauteile aus Kunststoff verwendet werden, besteht die Gefahr, daß die scharfen Kanten der aus Metall bestehenden Scharnierösen in den Kunststoff einschneiden. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist die in Fig. 6 bis 11 gezeigte bevorzugte Ausführungsform eines Scharniers nach der Erfindung auf neuartige Aeise ausgebildet. Die Buchsen 65 und 66 sind so bemessen, daß sie nach dem Einführen in die zugehörigen Enden der Scharnieröse 64 um einen kleinen Betrag über die Enden der Scharnieröse hinausragen, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Nachdem die beiden Buchsen durch das Erhärten des Klebstoffs 67 sicher verankert worden sind, wird ein zur Fertigbearbeitung dienender Fräser längs der gestrichelten Linien 91 und 92 bewegt, so daß genau ebene Flächen an den äußeren Enden der Scharnieröse 64 entstehen, und daß diese Flächen

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durch einen genau "bestimmten Abstand voneinander getrennt sind. Bei dieser Konstruktion lassen sich die Scharnierösen ohne weiteres austauschen, und die Scharnierteile lassen sich auf eine noch, zu "beschreibende Weise leicht und mit hoher Genauigkeit zusammenbauenβ

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Scharnierbolzens und einer Haltevorrichtung ist bei dem Scharnier nach Fig· 6 bis 11 vorgesehen. Wie am besten aus Fig« 9 ersichtlich, ist ein Scharnierbolzen 93 vorgesehen, der durch die Buchsen 80, 8,0a aus Metall und die Buchsen 65 und 66 aus Kunststoff ragt, und an seinem oberen Ende mit einem rautenförmig geriffelten Abschnitt 94 versehen ist. Eine auf das obere Ende des Scharnier— bolzens 93 aufgepreßte Kappe 95 wird anfänglich durch den geriffelten Abschnitt 94· i& ihrer Lage gehalten. Dann wird die Kappe einer Verformung, z.B. durch Prägen (swaging) unterzogen, so daß sie ihre endgültigen Außenabmessungen erhält, und dieser Arbeitsschritt bewirkt, daß die Kappe an dem Scharnierbolzen 93 verankert wird.

Um den Scharnierbolzen 93 in Richtung seiner Achse in der richtigen Lage zu halten und ein Drehen des Bolzene gegenüber den Scharnierösen 62 und 63 zu verhindern, umfaßt die Kappe 95 einen Hülsenabschnitt 96, zwei Abschnitte 97 von kleinerem Durchmesser und einen Ringabschnitt 98 von größerem Durchmesser. Wird der ücharnierbolzen 93 in die Scharnieröse eingetrieben, wird derRingabschnitt 98 in eine Bohrungserweiterung 100 hineingedrückt, bis ein äußerer Flansch 101 der Kappe zur Anlage an der oberen Stirnfläche 102 der Scharnieröse kommt.

Um ein gefälliges Aussehen zu gewährleisten und das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit zu verhindern, wird eine Abschlußkappe 104 in die untere Scharnieröse 63 eingetrieben, und an der Kappe vorgesehene ringförmige scharfkantige Vorsprünge 105 werden hierbei in eine Bohrungserweiterung 106 gedrückt, um die Kappe festzuhalten. Wenn der Scharnierbolzen 93 aus dem Scharnier herausgetrieben werden soll, kann man einen Nagel oder einen anderen geeigneten Gegenstand von unten her in eine Bohrung 107 der Kappe 104 einführen»

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Gegebenenfalls kann die Kappe 95 »it einem eingewalzten Gewinde versehen werden, während sie an den Scharnierbolzen 93 angedrückt wird, und mit diesem Gewinde zusammenarbeitende Gewinde können auch in den Enden der Scharnierösen 62 und 63 vorgesehen sein* Bei dieser Anordnung wie auch im Fall des eingetriebenen Scharnierbolzens ist es möglich, den Bolzen 93 in das eine oder andere Ende des Scharniers einzuführen und den Bolzen sicher zu verankern, so daß diese Scharniere auch in einer gegenüber der Darstellung in der Zeichnung umgekehrten Lage verwendet werden können·

Wenn ein Scharnier nach Fig· 6 bis 11 zusammengebaut wird, kommen die abgeschrägten vorspringenden Ränder 84 der Buchsen und 80a aus Stahl anfänglich in Berührung mit den Außenflächen der Scharnieröse 64, die in der beschriebenen Weise mit Hilfe von Fräsern bearbeitet wurden, und sie werden durch diese Außenflächen so geführt, daß die scharfen Kanten der Scharnieraugen 62 und 63 in einem Abstand von den radial weiter innen liegenden Lagerflächen 78 aus Kunststoff gehalten werden, um eine Beschädi/"' -^₀ aieser Lagerflächen zu verhindern. Mit anderen Worten, die Außenflächen der Scharnieröse 64 sind bestrebt, die Lager— flächen 78 der Buchse 65 und 66 aus Kunststoff zu schützen. Wenn danach die abgeschrägten Stahlbuchsen 80 und 80a zur Anlage an den Lagerflächen 78 kommen, werden die Lagerflächen nicht beschädigt. Diese Konstruktion, die es ermöglicht, sehr kleine Abstände zwischen den Scharnierösen einzuhalten, verhindert außerdem weitgehend das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in die Lager, und sie hat ein gefälliges Aussehen.

Die Lebensdauer von Scharnieren der in Fig. 6 bis 11 gezeigten Art ist mit der Lebensdauer der an Hand von Fig· I bis 3 beschriebenen Scharnierkonstruktion vergleichbar.

Wie schon erwähnt, werden die Stahlbuchsen oder mindestens die Scheiben, die sich an den Buchsen aus Kunststoff abstützen, vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl hergestellt, da nichtrostender Stahl auf Hochglanz poliert werden kann und es möglich ist, glatte Flächen vorzusehen, durch die die Reibung zwischen den Kunststoffbuchsen und den Buchsen oder Scheiben aus nichtrosten-

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dem Stahl erheblich verringert wird· Wenn keine Korrosionsgefahr besteht, und wenn eine Verkürzung der Lebensdauer zulässig ist, kann man die Scheiben 35 und die Buchsen aus weniger korrosionsbeständigen Metallen herstellen, die sich gut polieren lassen, oder die an ihren Lagerflächen mit einer Plattierung, z.B. aus Chrom, versehen werden können, die poliert werden kann.

Patentansprüche: 109884/0051

Claims

Patentansprüche

Scharnier mit zwei Scharnierplatten, von denen jede mit mindestens einer Scharnieröse versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß in ein Ende der einen Scharnieröse (14,58,64) der einen Scharnierplatte (11,61) eine Buchse (15,57,65) aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungsbeiwert eingebettet ist, die eine einem Ende der Scharnieröse benachbarte Stirnfläche (38,56,78j_ von größerem Flächeninhalt besitzt, daß in die andere Scharnieröse (12, 49,62) der anderen Scharnierplatte (10,60) eine Buchse (24, 50,78) aus Metall eingebettet ist, die nahe einem Ende der anderen Scharnieröse eine polierte Stirnfläche (37,55) von größerem Flächeninhalt besitzt, und daß ein Scharnierbolzen (17,93) durch die Buchsen ragt und die Ende an Ende angeordneten Scharnierösen so verbindet, daß die Stirnflächen der Kunststoffbuchse und der Metallbuchse aneinander anliegen.
2. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die Kunststoffbuchse (15,57,65) und/ oder die Metallbuchse (24,50,78) durch Verklebung mit der zugehörigen Scharnieröse (14,58,64 bzw. 12,49»62) verbunden sind.
3. Scharnier nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß die Buchse (15,57,65) aus Kunststoff auf ihrer Außenseite mit Nuten (19) versehen ist, die einen zwischen der Buchse aus Kunststoff und der Scharnieröse (14, 58,64) vorgesehenen Klebstoff aufnehmen und zu den zu verbindenden Umfangeflächeη leitet.
4. Scharnier nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (15,57,65) aus Kunststoff aus einem Acetalharz besteht, das als Schmiermittel einen Fluorkohlenstoff enthält.

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5. Scharnier nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß in der anderen Scharnieröse (12,49,62) eine Schulter (52) ausgebildet ist, daß an einem Ende derBuchse (24,50,78) aus Metall ein Plansch (51) ausgebildet ist, der mit der Schulter zusammenarbeitet, daß an der anderen Scharnieröse ausgebildete, nach innen gestemmte oder umgebogene Zungen (53) vorgesehen sind, die an derBuchse aus Metall angreifen, um sie in der Scharnieröse festzuhalten, und daß der Flansch der Buchse eine polierte Stirnfläche (37,55) besitzt.
6. Scharnier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Flansch der Metallbuchse (24) durch eine Scheibe (35) aus nichtrostendem Stahl gebildet ist, die die polierte Stirnfläche (37) aufweist.
7· Scharnier nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Scharnieröse (14,58, 64) der einen Scharnierplatte (11,61) am Innenumfang eine Schulter (22) aufweist, mit der die Buchse (15,57,65) aus Kunststoff zusammenarbeitet, so daß ihre Stirnfläche (38, 56,78) in einer zur Achse des Scharnierbolzens (17,93) im wesentlichen rechtwinkligen Ebene liegt.
8. Scharnier nach Anspruch 1 bis 7, dadurch .gekennzeichnet, daß die Scharnieröse (12,49,62) der anderen Scharnierplatte (10,60) eine Schulter (36,52) aufweist, mit der die Metallbuchse (24,50,78) bzw. der Plansch (35,51,83) zusammenarbeitet, so daß ihre Stirnfläche (37,55) in einer zur Achse des Scharnierbolzens (17,93) im wesentlichen rechtwinkligen Ebene liegt.
9· Scharnier nach Anspruch '/ oder 8, dadurch g e -

kennzeichne b ,daß in der· einen Scharnieröse (14, 5ö,64) der einen Soharnierplatte (11,61) eine weitere Schulter (18) ausgebildet ist, mit der die Buchse (15,57,^5) aus Kunststoff bzw. ihr Flansch {c'5) in gleicher V/eis« uuuunmen.-irbei bet.

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10. Scharnier nach Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzei chnet, daß die Buchse (65) aus Kunststoff bzw. ihr Plansch mit einem ringförmigen Vorsprung (79) versehen ist, der mit einer Bohrnngserweiterung (73) der einen Scharnieröse (64) zusammenarbeitet, um das Entweichen von Klebstoff aus der Scharnieröse zu verhindern.
11. Scharnier nach Anspruch 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß zum Befestigen der Buchse (78) aus Metall ein gerändelter ringförmiger Vorsprung (82) an ihrem Außenumfang vorgesehen ist, der mit dem Innenumfang der anderen Scharnieröse (62) zusammenarbeitet und die Buchse aus Metall während des Erhärtens des Klebstoffs in ihrer Lage hält.
12. Scharnier nach Anspruch 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Scharnieröse (12,49,62) oder die Buchse (24,50,78) aus Metall bzw. ihr Plansch (51 »83) mit einem zum Zurückhalten des Kl*>stoffß dienenden Plansch versehen ist, der mit dem betreffenden anderen Bauteil zusammenarbietet.
13· Scharnier nach Anspruch 1 bis 12, dadurch g e kennz ei chnet ,daß der Scharnierbolzen (17,93) mit einer Kappe (42) versehen ist, die so an der anderen Scharnieröse (12,49,62) befestigt ist, daß eine relative Drehbewegung zwischen dem Scharnierbolzen und der anderen Scharnieröse verhindert wird.
14· Scharnier nach Anspruch 1 bis I3_f bei derjdie eine Scharnierplatte mindestens eine zentral angeordnete Scharnieröse und die andere Scharniere^eplatte mindestens zwei äußere Scharnierösen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daü an beiden Enden der zentralen Schar-

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nieröse (14,64) eine Kunststoffbuchse (15,65) und in jede äußere Scharnieröse (12,13;62,63) eine Buchse (24,78) aus Metall eingebettet ist, die den betreffenden Enden der zentralen Scharnieröse benachbart sind.
15. Scharnier nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Stirnflächen (38,78) der Buchsen (15,65) aus Kunststoff und die Stirnflächen der zentralen Scharnieröse (14,64) genau miteinandeiffluchten und durch Fräsbearbeitung einen genau bestimmten Abstand voneinander aufweisen.
16. Scharnier nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden der Buchsen (24, 78) aus Metall bzw. ihre Plansche in'Richtung auf die polierten Stirnflächen (55) aus Metall abgeschrägt sind (bei 54).

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