DE19936280B4

DE19936280B4 - Türscharniersystem

Info

Publication number: DE19936280B4
Application number: DE19936280A
Authority: DE
Inventors: Richard K. Fullerton Mitts; Warren H. Claremont Miller
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2019-08-03
Also published as: CA2276839A1; DE19936280A1; US6012201A; CA2276839C

Abstract

Scharniervorrichtung zum Verbinden einer Tür mit einer Fahrzeugkarosserie und Erzeugen eines Zwischenrastpunktes für die Tür, mit:
einem Türscharnierflansch (12);
einem Karosseriescharnierflansch (14);
einem Gelenkzapfen (16), der die Tür- und Karosseriescharnierflansche miteinander verbindet und eine Schwenkbewegung dieser relativ zueinander gestattet;
ersten und zweiten Nockenmitteln (30), die an dem Türscharnierflansch zueinander beabstandet angebracht sind, wobei jeweilige Nockenflächen zueinander weisen;
ersten und zweiten Sperrollen (68, 70), die die ersten und zweiten Nockenflächen der Nockenmittel jeweils berühren; und
Mittel (66) zum Ausüben einer elastischen Kraft mit ersten und zweiten Enden, die eine Kraft ausübend die ersten und zweiten Sperrollen (68, 70) gegen die Nockenflächen zwingen, und
ein im wesentlichen U-förmiges Teil (50) aufweist, das an dem Karosseriescharnierflansch (14) befestigt ist und einen ersten und zweiten seitlichen Arm (56, 58) aufweist, die voneinander beabstandet sind, wobei jeder seitliche Arm eine Öffnung (52, 54) aufweist; außerdem
eine Schraubenfeder...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf ein Türscharniersystem und insbesondere auf ein derartiges System mit einem oder mehreren verschiedenen Rastpunkten der Tür in verschiedenen Winkeln von bestimmten Beträgen der Öffnung für die Tür.

Türscharniersysteme und insbesondere Türscharniersysteme für Automobile nutzen bekanntlich Federvorrichtungen, die dazu dienen, die Bewegung der Tür weg von einer offenen Position hin zu einer vollständig geschlossenen Position zu unterstützen. Beispielhaft für den Stand der Technik in diesem Bereich ist das US-Patent 4800624, "Hinge With Elastomerically Supported Check Spring" [Scharnier mit Elatomergelagerter Rastfeder], wo eine Blattfeder aus Metall mit einer Halterung durch einen geformten Block aus elastischem Kunststoff mit dem Zweck vorgesehen ist, eine Verminderung im Aufbau der Feder aus Metall zu bewirken, der erforderlich ist, um eine gewünschte bestimmte Federwirkung zu erreichen.

Aus AT 369 106 ist ein Scharnier zur drehbaren Lagerung von Spiegelscheiben an einer Tragwand eines Spiegelschrankes bekannt. Die Drehachse des Gelenks bewegt sich hierbei während des Öffnens und Schließens der Spiegeltür. Ferner ist das bekannte Scharnier mit einem Schnapper versehen, der bei geöffneten und geschlossenen Türflügeln haltend einrastet. Das Schnappelement besteht aus einer Spiralfeder mit zwei Rastkörpern. Die Rastkörper werden durch die Druckfedern federnd aufeinander gedrückt und rasten mit ihren Endflächen in der Schließstellung des Türflügels in entsprechende Aussparungen ein.

Aus DE 34 13 819 A1 ist ein Scharnier mit einem Zuhaltemechanismus bekannt. Das Scharnier besitzt einen Scharnierarm, der über zwei Gelenkhebel mit einem Scharniergehäuse verbunden ist. Zwischen dem Gelenkhebel und Seitenstegen des Scharnierarms sind Kugeln angeordnet, die entlang Laufflächen am. Gelenkhebel und am Scharnierarm geführt sind.

Obwohl viele verschiedene Versionen von Türscharniersystemen oder Türrastsystemen existieren, hat sich keines bisher als vollständig zufriedenstellend herausgestellt. Eine allgemeine Schwierigkeit bei bekannten Systemen besteht darin, daß dann, wenn eine Modifikation des Öffnungswinkels oder der Winkel der Tür gewünscht wird, es erforderlich ist, das gesamte System unter entsprechend hohen Kosten zu überarbeiten.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die Türscharniervorrichtung einen Türscharnierflansch und einen Karosseriescharnierflansch auf, die jeweils an der Tür und einem Körper oder einer Karosserie, zum Beispiel durch herkömmliche Bolzenmittel, befestigt ist. Die zwei Flansche stehen über einen Gelenkzapfen miteinander in Verbindung, so daß diese mit Bezug auf einander eine Schwenkbewegung ausüben können.

Erste und zweite identische Nockenmittel sind an ersten und zweiten zueinander beabstandeten Führungsplatten befestigt, die mit dem Türscharnierflansch zusammen sich bewegen, wenn dieser sich um den Gelenkzapfen bewegt. Eine Druckfederbaugruppe, die an dem Karosseriescharnierflansch angebracht ist, hat erste und zweite Teile zum Ausüben einer Kraft oder Sperrklinken, die jeweils das erste und zweite Nockenmittel berühren, was eine elastische Schwenkbewegung des Türscharnierflansches bezüglich des Karosseriescharnierflansches gewährleistet, die sich einer elastischen Kraft widersetzt.

Die Nockenmittel haben jeweils angehobene Nockenflächen, die von einander durch niedrige Flächen oder Rasten getrennt sind, wobei der Zwischenraum zwischen benachbarten Rasten einen bestimmten Winkelbetrag für die Zwischenposition der Türöffnung oder der Raste festlegt. Eine Veränderung des Türrastwinkels oder der Winkel kann durch einfaches Austauschen der Nockenmittel erreicht werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung haben die Nockenmittel Anfangsbereiche, die in die angehobenen Flächen führen und die relativ flache Winkel aufweisen, so daß das Öffnen der Tür in einem z.B. ersten Rastpunkt eine relativ geringe Kraft erfordert. Die Steigung von einem Rastpunkt zu einer benachbarten angehobenen Fläche des Nockenmittels hat einen relativ großen Winkel, was dazu dient, die Tür in einer bestimmten Halteposition gegen versehentliches Schließen aufgrund von geringen Kräften, die auf sie einwirken, zu halten.

Die folgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist insbesondere verständlich für Fachleute der entsprechenden Fach gebiete, wenn sie die folgende Beschreibung mit den beigefügten Zeichnungen in Beziehung setzen, in denen

1 eine räumliche Ansicht einer Scharniervorrichtung zur Verwendung in dem System nach der vorliegenden Erfindung im Zustand an einer geschlossenen Tür ist;

2 eine Draufsicht auf 1 ist;

3 eine geschnittene Seitenansicht der Scharniervorrichtung durch die Schraubenfeder und das Nockenmittel ist;

4 eine geschnittene Seitenansicht entlang der Linie 4-4 in 3 ist;

5 eine vergrößerte Seitenansicht des Nockenmittels und der Rastkugel ist; und

6 eine Seitenansicht von links von 1 ist.

Zu den Zeichnungen und insbesondere in 1 ist eine erfindungsgemäße Türscharniervorrichtung dargestellt, die generell mit 10 bezeichnet ist, wobei die Vorrichtung insbesondere für ein Automobil ausgelegt ist. Weil der generelle Aufbau der Karosserie eines Automobils bekannt ist, wurde das Automobil in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Die Vorrichtung 10 besitzt einen Türscharnierflansch 12, an dem die Tür befestigt ist, und einen Karosseriescharnierflansch 14 zur Befestigung an der Karosserie des Fahrzeugs. Die Flansche können an der Tür und der Karosserie durch herkömmliche Hilfsmittel, z.B. Schrauben oder Bolzen, befestigt sein. Ein Gelenkzapfen 16 erlaubt eine Relativbewegung von Türscharnierflansch und Karosseriescharnierflansch, um die Fahrzeugtür zu öffnen und zu schließen.

Bei gleichzeitigem Bezug auf 2 ist erkennbar, daß der Türflansch 12 zwei relativ flache Montageplatten 18 aufweist mit Öffnungen 20, durch die die Platten an einem Teil der Tür befestigt sind. Erste und zweite Führungsplatten 22 und 24 sind zwischen den Montageplatten 18 angeordnet und erstrecken sich in gemeinsamer Richtung und voneinander beanstandet, im wesentlichen parallel zueinander. Genauer ist eine im wesentlichen U-förmige Halterung 25 einstückig mit den Platten 18 ausgeführt und die Führungsplatten 22 und 24 sind an der Halterung 25 befestigt (z.B. genietet). Korrespondierende Öffnungen in den seitlichen Armen der Halterung 25 sind zueinander ausgerichtet und so dimensioniert, daß sie den Gelenkzapfen 16 im montierten Zustand durch sich hindurch aufnehmen. Durch diesen Aufbau schwenken der Türflansch 12 und die Führungsplatten 22 und 24 als eine Einheit um den Zapfen 16 und somit in relativer Bewegung bezüglich des Karosserieflansches 14.

Wie in 2 und 4 dargestellt ist, weist jede der aufeinander zu weisenden Hauptflächen der Führungsplatten 22 und 24 ein Nockenmittel 30 auf, welches im wesentlichen aus einer Anzahl von Abschnitten 32 besteht, die angehoben sind und auf einem bogenförmigen Pfad 33 voneinander beabstandet angeordnet und durch dazwischen liegende niedrige Abschnitte oder Rasten 34 getrennt sind. In 5 ist erkennbar, daß die gesamte Nockenfläche kontinuierlich gekrümmt ist, und die Abschnitte 34 dienen dazu, wie noch näher ausgeführt wird, Rastpunkte zu bilden, welche bestimmte Öffnungswinkel oder "Haltestellen" für die Tür definieren. Es ist wichtig, daß relativ zu dem Gelenkzapfen 16 die Nockenflächen auf dem generell kreisförmigen Bogen oder Kurvenverlauf 33 liegen mit dem Gelenkzapfen im Mittelpunkt. Wie am besten in 4 erkennbar, sind die zwei Sätze von Nockenmitteln 30 jeweils auf den Innenflächen der Führungsplatten 22 und 24 zueinanderweisend angeordnet. Die Nockenmittel wirken, wie nachfolgend beschrieben mit von dem Karosserieflansch 14 getragenen Teilen zusammen, die Anschläge für das Öffnen und Schließen der Türen darstellen.

Wie in 1 und 3 erkennbar, weist der Karosseriescharnierflansch 14 eine Montageplatte 36 mit Öffnungen 38 auf, durch welche Gewindeelemente, z.B. Schrauben, den Gelenkflansch an der Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) befestigen können. Erste und zweite Stützarme 40 und 42 erstrecken sich von einer gemeinsamen Oberfläche der Montageplatte 36 und sind genügend weit voneinander beabstandet, um den Türscharnierflansch 12 aufzunehmen und außerhalb angrenzend an den ersten und zweiten Führungsplatten 22 und 24 zu gleiten. Geeignete Öffnungen 41 und 43 sind in der ersten Stützplatte 40 und der Stützplatte 42 zueinander ausgerichtet und zur Aufnahme des Gelenkzapfens 16 vorgesehen.

Eine Federeinheit 48 zum Ausüben und aufrecht Erhalten einer elastischen Kraft zwischen den zwei Scharnierflanschen ist in der Schnittdarstellung in 3 erkennbar. Die Federeinheit 48 besitzt eine allgemein U-förmige Halterung 50 und Öffnungen 52 und 54 in ihren zwei seitlichen Armen 56 und 58, wobei die Öffnungen im wesentlichen zueinander ausgerichtet sind. Erste und zweite im wesentlichen zylindrische Abschlußkappen 60 und 62 weisen jeweils ein äußeres axial angeordnetes Positionierungsteil 64 auf, das so dimensioniert ist, daß es passend in den korrespondierenden Öffnungen 52 und 54 aufgenommen ist. Konkave Bereiche 65 der zwei Abschlußkappen weisen von einander entgegengesetzten Seiten der U-förmigen Halterung 50 aufeinander zu. Eine Druckschraubenfeder 66 ist mit ihren einander gegenüberliegenden Enden in den konkaven Bereichen 65 der zwei einander gegenüberliegenden Abschlußkappen 60 und 62 aufgenommen.

Weiterhin erstreckt sich ein hakenförmiges Teil 61 integral mit der U-förmigen Halterung 50 (3 und 6) über eine Kante eines Wandbereichs 67 des Karosseriescharnierflansches 14 und klemmt darauf und befestigt so die Federeinheit 48 gegen relative Bewegung während der Öffnungs- und Schließbewegung der Tür.

Rollen 68 und 70 sind jeweils an den äußeren Enden der Positionierungsteile 64 befestigt, und nach der vollständigen Montage stellen sie einen elastischen Rollkontakt mit den Nockenmitteln her, die von der ersten und zweiten Führungsplatte 22 und 24 des Türscharnierflansches getragen werden. Die Dimensionen der Teile und das Zusammenwirken der Schraubenfeder 66 ist derart, daß die Rollen zu jeder Zeit elastisch in Kontakt mit den einwärts gerichteten Innenflächen der Führungsplatten oder den einwärts gerichteten Flächen der Nockenmittel, was jeweils der Fall sein mag, in Berührung stehen. Die elastische Kraft, die von der Schraubenfeder erzeugt wird, dient dazu, die Vorrichtung fest in den Rastpunkten zwischen den höchsten Erhebungen der Nocken zu positionieren und dadurch die Tür in ihren bestimmten Öffnungswinkeln zu halten.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß beide Enden der Schraubenfeder 66 verwendet werden, das Mittel 30 aktiv in Eingriff zu nehmen, was das erreichte Moment verdoppelt. Dieses zusätzliche Merkmal verstärkt die Zuverlässigkeit der Funktion und die Lebensdauer der Winkeldefinition der Rastpunkte.

Außerdem sind erste und zweite Führungsplattensockel 44 und 46, die jeweils einen kreiszylindrischen Körperabschnitt 45 und einen vergrößerten Kopf 47 an einem Ende haben, mit ihren jeweiligen Körperbereichen in den Öffnungen 51 und 53 in den Stützarmen 40 und 42 aufgenommen. Die Führungsplattensockel sind so dimensioniert, daß sie ständig die nach außen gerichteten Flächen an den Führungsplatten 22 und 24 berühren und dabei gleiten, was ein ständiges Gleichgewicht der Kräfte aufrecht erhält, welches auf die Führungsplatten im Gebrauch ausgeübt wird.

In der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform existieren zwei Rastpunkte an den Nockenmitteln 30, die mit zwei verschiedenen Öffnungswinkelpositionen korrespondieren, in denen die Tür normalerweise verharren wird, wenn die Tür geöffnet oder geschlossen wird, wenn nicht eine stärkere Öffnungs- oder Schließkraft auf die Tür ausgeübt wird, was der Fall sein kann. Es ist leicht vorstellbar, daß die Erfindung vorteilhaft auch auf eine Tür angewendet werden kann, die entweder mehrere Stops mit verschiedenen Größen der Öffnungswinkel aufweist oder nur einen einzelnen Stopp mit einem beliebigen Betrag für den Öffnungswinkel.

Weiterhin kann die vorliegende Erfindung dahingehend modifiziert sein, daß sie einen oder mehrere Stops oder Rasten mit verschiedenen ausgewählten Winkeln nur durch Auswechseln der Nockenmittel 30 erzeugt. In diesem Fall können alle übrigen Teile der Vorrichtung gleich bleiben. Dementsprechend ermöglicht dies den Herstellern von Automobilen, dieselbe Hemmvorrichtung mit ausgewechselten Nockenmitteln einzusetzen und dabei vielen verschiedenen Modellen von Fahrzeugen gerecht zu werden, was eine wesentliche Reduzierung der Gesamtkosten bewirkt.

5 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht des Nockenmittels 30 mit seinem angehobenen Bereich 32 und seinem daran angrenzenden Rastpunkt 34 bei geschlossener Tür. Es ist erkennbar, daß die Anfangsform bei 72 einen relativ flachen Steigungswinkel A hat verglichen mit einem sehr steilen Steigungswinkel B, auf den eine Rolle trifft, wenn sie den Rastpunkt verläßt. Durch diesen Aufbau ist nur eine verhältnismäßig kleine Kraft erforderlich, um die Tür zu öffnen und die Rolle über die Anfangsrampe 72 und über den angehobenen Bereich 32 des Nockenmittels in einen Rastpunkt 34 zu bewegen. Es erfordert eine wesentlich größere Kraft an der Tür, um sie aus einem Rastpunkt zurück zu der Anfangsrampe und in die geschlossene Position zu bewegen. Dieses letztere Merkmal erschwert es, die Tür versehentlich zu schließen, wenn jemand das Fahrzeug verläßt, was jedenfalls im Interesse der Sicherheit und Bequemlichkeit ist. Außerdem ist eine weitergehende Öffnungsbewegung der Tür aus einem Rastpunkt 34 durch eine beträchtliche Kraft verhindert und vermeidet dadurch, daß die Tür unerwünscht lose nach außen schwenkt.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, muß deutlich sein, daß der Fachmann Modifikationen vornehmen kann, die in den Bereich der beschriebenen Erfindung fallen und in den beigefügten Ansprüchen liegen.

Claims

Scharniervorrichtung zum Verbinden einer Tür mit einer Fahrzeugkarosserie und Erzeugen eines Zwischenrastpunktes für die Tür, mit: einem Türscharnierflansch (12); einem Karosseriescharnierflansch (14); einem Gelenkzapfen (16), der die Tür- und Karosseriescharnierflansche miteinander verbindet und eine Schwenkbewegung dieser relativ zueinander gestattet; ersten und zweiten Nockenmitteln (30), die an dem Türscharnierflansch zueinander beabstandet angebracht sind, wobei jeweilige Nockenflächen zueinander weisen; ersten und zweiten Sperrollen (68, 70), die die ersten und zweiten Nockenflächen der Nockenmittel jeweils berühren; und Mittel (66) zum Ausüben einer elastischen Kraft mit ersten und zweiten Enden, die eine Kraft ausübend die ersten und zweiten Sperrollen (68, 70) gegen die Nockenflächen zwingen, und ein im wesentlichen U-förmiges Teil (50) aufweist, das an dem Karosseriescharnierflansch (14) befestigt ist und einen ersten und zweiten seitlichen Arm (56, 58) aufweist, die voneinander beabstandet sind, wobei jeder seitliche Arm eine Öffnung (52, 54) aufweist; außerdem eine Schraubenfeder (66) mit ersten und zweiten Enden zum Ausüben einer Kraft; erste und zweite Abschlußkappen (60, 62), die auf den jeweiligen Enden der Schraubenfeder aufgenommen sind; wobei die erste und zweite Sperrolle (68, 70) in den Abschlußkappen (60, 62) geführt sind und konvex gekrümmte Teile aufweisen, welche die Nockenmittel während der relativen Schwenkbewegung der Tür- und Karosseriescharnierflansche kontinuierlich berühren. Mittel (66) zum Ausüben einer elastischen Kraft mit ersten und zweiten Enden, die eine Kraft ausübend die ersten und zweiten Sperrollen (68, 70) gegen die Nockenflächen zwingen, und ein im wesentlichen U-förmiges Teil (50) aufweist, das an dem Karosseriescharnierflansch (14) befestigt ist und einen ersten und zweiten seitlichen Arm (56, 58) aufweist, die voneinander beabstandet sind, wobei jeder seitliche Arm eine Öffnung (52, 54) aufweist; außerdem eine Schraubenfeder (66) mit ersten und zweiten Enden zum Ausüben einer Kraft; erste und zweite Abschlußkappen (60, 62), die auf den jeweiligen Enden der Schraubenfeder aufgenommen sind; wobei die erste und zweite Sperrolle (68, 70) in den Abschlußkappen (60, 62) geführt sind und konvex gekrümmte Teile aufweisen, welche die Nockenmittel während der relativen Schwingbewegung der Tür- und Karosseriescharnierflansche kontinuierlich berühren.
Scharniervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein hakenförmiges Teil an dem U-förmigen Teil befestigt ist und sich klemmend um einen Wandbereich des Karosseriescharnierflansches erstreckt und dabei das U-förmige Teil und den Karosseriescharnierflansch aneinander befestigt.
Scharniervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Türscharnierflansch erste und zweite Führungsplatten aufweist, die voneinander beabstandet sind, wobei die ersten und zweiten Nockenmittel jeweils auf zueinander weisenden Flächen der Führungsplatten angeordnet sind.
Scharniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Karosseriescharnierflansch erste und zweite Sockel aufweist, die voneinander beabstandet sind und die auf jeweiligen seitlichen Armen jeweilige nach außen gerichtete Flächen der Führungsplatten kontinuierlich berühren und die Führungsplatten auf einem festen bestimmten Pfad während der Bewegung beim Öffnen und Schließen der Tür halten.
Scharniervorrichtung nach Anspruch 4, wobei jeder Sockel einen gleichförmigen, im wesentlichen zylindrischen Körperbereich und einen vergrößerten Kopf zum Berühren einer Führungsplatte aufweist.
Scharniervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Nockenfläche mindestens zwei angehobene Bereiche aufweist, die einen Rastpunkt begrenzen.
Scharniervorrichtung nach Anspruch 6, wobei jede Nockenfläche eine Anfangsrampe mit relativ kleinem Winkel aufweist, die beim Schwingen der Tür aus einer geschlossenen in eine offen Position zu dem ersten entgegen stehenden angehobenen Bereich führt.
Scharniervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Nockenmittel (30) einen weiteren angehobenen Bereich und einen weiteren Rastbereich aufweist, der als zusätzlicher Zwischenrastpunkt für das Öffnen der Tür dient.