DE8627459U1 - Türscharnier für eine Fahrzeugtür - Google Patents

Türscharnier für eine Fahrzeugtür

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DE8627459U1 DE8627459U DE8627459U DE8627459U1 DE 8627459 U1 DE8627459 U1 DE 8627459U1 DE 8627459 U DE8627459 U DE 8627459U DE 8627459 U DE8627459 U DE 8627459U DE 8627459 U1 DE8627459 U1 DE 8627459U1
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hinge Accessories (AREA)

Description

Patentanwälte 1688,6 &Kgr;&Agr;/Be
Weriäei & Kalköff
Fläßkuhle 6
Postfach 2448
5810 Witten/Ruhr
Anmelderin: Firma
Lunke & Sohn GmbH 5810 Witten/Ruhr
Bezeichnung: Türscharnier für eine Fahr
zeugtür
Die Erfindung betrifft ein Türscharnier für eine Fahrzeugtür mit einem Pfostenteil, einem Türteil, einem beide Teile schwenkbar verbindenden Scharnierbolzen sowie mit einem Türfeststeller zur vorübergehenden Arretierung der Tüx in mindestens einer Öffnungslage, bei dem an dem einen Schärnierteil eine Profilierung angebracht ist, mit der zur Arretierung mindestens ein federbelastetes, mit dem anderen Scharnierteil gehaltenes oder synchron bewegtes Rastelement zusammenwirkt, und bei dem der Scharnierbolzen in dem einen Scharnierteil mit Hilfe einer Lagerbuchse schwenkbar gelagert und in dem anderen Scharnierteil drehfest gehalten ist.
&Igr; Ein derartiges Türscharnier ist z"üm Beispiel aus der DE-OS 34 01 252 bekannt. Auf einem vorgegebenen Radius befindet sich an dem einen Scharnierteil eine zum Scharnierbolzen konzentrische Profiliefüng, über die ein federnd gelagertes Rastelement in Form eines Stiftes mit gerundetem Ende gleitet. Der Stift und die Profilierung kommen dann in einen gegenseitigen Eingriff, wenn das Türscharnier nach dem Einhängen in einer Schwenkläge außerhalb des normalen Türschwenkbereiches in den Türschwenkbereich gebracht worden ist.
Bei einigen Fahrzeugen sind die räumlichen Verhältnisse so extrem, daß eine Türöffnung über den normalen Öffnungsbereich hinaus nicht möglich ist bzw. nur unter Beschä- digung von Karosserieteilen möglich ist. In diesen Fällen ist das bekannte Türscharnier deshalb nicht verwendungsfähig. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß für jede Arretierungsposition nur ein einziger Profilteil und ein einziges Rastelement in Form des Stiftes vorhanden sind. Als Folge davon ergeben sich zusätzliche Belastungen für den Scharnierbolzen, außerdem muß die gesamte Anordnung sehr kräftig gewählt werden, was das Bauvolumen anwachsen läßt. Schließlich ist die Führung des Stiftes bzw. der Stift selber starkem Verschleiß ausgesetzt, da bei jeder Türbewegung starke seitliche Kräfte auf die Führung wirken, die von der einfedernden Bewegung begleitet sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Türscharnier der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine Verwendungsmöglichkeit bei Schwenkwinkeln der Tür besteht, die den üblichen öffnungswinkel nicht überschreiten, daß eine geringere Belastung des Scharnierbolzens auftritt, und daß vor allen Dingen das Profil und das Rastelement einschließlich seiner Führung geringerem Verschleiß ausgesetzt sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß an dem freien Stirnende des gelagerten Scharnierteils die
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Profilierung in Form mindestens einer Vertiefung angebracht ist, daß jedes Rastelement in jede Vertiefung und aus jeder Vertiefung abrolifähig gestaltet und von einem Käfig Umfaßt ist, daß der Käfig drshfest an dem Schärnierbolzen gehalten ist, und daß jedes Rastelement an einer fedefbelasteten, frei drehbaren Druckplatte abrolifähig anliegt*
Als Rastelement werden hei dem Tiirscharniftr apmäR cJoy- Erfindung rollfähige Körper verwandt, zum Beispiel Kugeln, Kegelrollen und gegebenenfalls kurze Nadeln oder Zylinderrollen, die von dem Käfig einerseits geführt und andererseits auch voranbewegt werden. Dabei rollen die Rastelemente sowohl auf der mit den Vertiefungen versehenen Stirnseite als auch auf der .Druckplatte ab. Aufgrund dieser Verhältnisse bewegt sich die Druckplatte gegensinnig und um denselben Betrag im Vergleich zu dem beweglich gelagerten Scharnierteil. Diese Erscheinung ist jedoch nicht weiter störend. Im Ergebnis wird eine besonders leichtgängige Arretierung herbeigeführt, die insbesondere in den Bereichen einer fehlenden Arretierung ohne spürbare Wirkung ist, also die Schwenkbewegung der Tür infolge der rollenden Reibung so gut wie nicht behindert. Das ist durch Messungen nachweisbar.
Der Käfig zur Führung und zum Antrieb der Rastelemente besteht im einfachsten Fall aus einer in sich ebenen, gehärteten Platte, die an der Innenfläche des zentralen Loches mit einem Vielzahnprofil versehen ist. Dieses Profil greift in ein entsprechendes Profil an dem Scharnierbolzen ein, so daß der drehfeste Verbund zustande kommt. In axialer Richtung des Scharnierbolzens kann der Käfig spielbehaftet sein. Vorzugsweise ist die Vielzahnprofilierung an dem Scharnierbolzen in axialer Richtung so lang gewählt, daß auf der Außenfläche der Profilierung auch noch die Druckplatte in radialer Richtung geführt wird, wobei selbstverständlich kein Formschluß zu dem Scharnierbolzen vorhanden ist.
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Zur Federbelastung der Druckplatte eignen sich insbesondere Tellerfedern, die mit Hilfe einer selbstsichernden oder sicherbaren Mutter vorgespannt werden können. In dieser Weise kann die Vorspannung einjustiert werden, so daß unterschiedliche Türen oder unterschiedliche Ausstattungen der Türen bei der Arretierung berücksichtigt werden können. Bei schwereren Türen ist nämlich eine stärkere Haltekraft erforderlich als bei leichteren Türen, da auch bei einer gewissen Schrägstellung des Fahrzeuges um die Querachse die Tür in den Arretierungspositionen noch aufgehalten werden soll.
Versuche haben gezeigt, daß das Türscharnier gemäß der Erfindung auch dann störungsfrei funktioniert, wenn die Rastelemente lediglich auf der mit den Vertiefungen versehenen Stirnseite abrollen und nicht auch an der Druckplatte. Dennoch sollte auf die freie Drehbarkeit der Druckplatte geachtet werden, deren Drehfähigkeit zum Beispiel mit Hilfe einer gestützten Teflonschicht gegenüber dahinterliegenden Tellerfedern verbessert werden kann. Abweichend davon kann als Druckplatte die eine Lagerschale eines Wälzlagers dienen, auf deren anderer Lagerschale dann eine entsprechende Feder ruht. Hier eignet sich insbesondere ein Axialkugellager.
Als Rastelemente können Kugeln von z.B. 3mm Durchmesser oder weniger eingesetzt werden, so daß der Platzbedarf pro Vertiefung weniger als 2 mm beträgt. Bei einem ausgeführten Scharnier besteht dadurch die Möglichkeit, Vertiefungen mit seitlichen Winkelabständen von 7° eine neben der anderen anzuordnen. Man erhält so eine Art Feinarretierung, die insbesondere bei beengten Parkverhältnissen Vorteile mit sich bringt. Es besteht nsLit.llch dann eine sehr große Wahrädheinliehkeit/ daß die entsprechende Tüif annähernd
3g in der maximal möglichen Öffnungsstellung auch aifetierbaif ist/ so daß der Ausstieg öder Einstieg mit einem maximalen Komfort elf folgen kann. Aufgrund der rollenden Fortbewegung der Rägteletnente geht die rasche Überwindung
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aller Arretierungen beim öffnen und Schließen der Tür in weite Öffnungslagen bzw. aus weiten Öffnungslagen ohne spürbare Behinderung vonstatten.
Bei dieser Konfiguration können besonders viele Rastelemente verwendet werden, so daß die Einzelbelastung sehr gering ist. Selbst wenn jedoch in herkömmlicher Weise lediglich die maximale Öffnungslage der Tür und ein öffnungswinkel von annähernd 45° durch eine Arretierung hervorgehoben werden sollen, können immer noch drei Rastelemente bequem auf dem Umfang des entsprechenden Scharnier teils untergebracht werden, so daß für den Scharnierbolzen keine gesonderte Belastung bezüglich einer Biegebeanspruchung entsteht. Er wird lediglich auf Torsion beansprucht neben den aus der Scharnieraufgabe resultierenden Kräften.
Da in der Regel zwei Türscharniere pro Fahrzeugtür vorhanden sind, stehen beide Scharniere für die Arretierung und/oder Begrenzung der maximalen Türöffnung zur Verfügung.
Dabei sind die unterschiedlichsten Konfigurationen möglich. Neben einer identischen Ausbildung beider Scharniere mit Arretierung und Endanschlag in der maximalen Türöffnung können diese Funktionen auf das eine oder andere Scharnier verteilt werden. Falls jedoch an einem oder beiden Scharnieren in Verbindung mit einer Türarretierung auch der Endanschlag gebildet werden soll, wird die entsprechende Vertiefung bzw. werden die entsprechenden Vertiefungen mit einer unüberrollbaren Steilfläche versehen, die dann den Endanschlag bildet.
Das Türscharnier gemäß der Erfindung kann bei entsprechender Gestaltung für eine sogenannte Vormontage eingesetzt werden. Dabei werden beide Scharnierteile endgültig zueinander ausgerichtet, das Scharnier bleibt insgesamt jedoch aushängbar, so daß nach der Justierung die Tür an anderer Stelle im Zuge der Endmontage komplettiert Werden kann» Nach diesem Arbeitsgang wird dann das Scharnier endgültig ausammengeöteekt und der eine Teil des Sdharnier-
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bolzens in dem entsprechenden Scharnierteil endgültig verankert und gegen Verdrehen gesichert. Ein konkretes Ausführungsbeispiel für eine derartige Verankerung und Drehsicherung wird weiter unten im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung noch näher erläutert.
Da der gesamte Türfeststeller bei dem Türscharnier gemäß der Erfindung an zugänglicher Stelle auf der einen Seite des Scharnieres angeordnet ist, bestehen besonders gute Voraussetzungen für die Anbringung einer Abdichtkappe, unter der sämtliche beweglichen Teile gegen Staub, Feuchtigkeit und eindringendes Wasser geschützt werden können.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert; in aer Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine Querschnittsansicht durch ein Scharnier gemäß der Erfindung,
Figur 2 eine Draufsicht auf das schwenkbar
gelagert Türteil des Scharniers gemäß der Figur 1 und
Figur 3 eine Querschnittsansicht in Fragmenten
zur Verdeutlichung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine Druckplatte in Form eines Axialkugellagers.
In der Figur 1 ist ein Türscharnier für eine Fahrzeugtür wiedergegeben, das im wesentlichen aus einem dem Türpfosten zugeordneten Scharnierteil 1 und einem der Tür zugeordneten Scharnierteil 2 besteht. Beide Söharnier-
aÖ teile 1 und 2 sind zti einem Auge 3 und 4 ausgeformt, iri denen ein Scharnierbolzen S aufgenommen ist. Zwischen bödden Scharnierteilenl Und 2 befindet sich ein integral mit dem SGharnietbolzen 5 gebildete* Bund 6} gegenüber
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diesem Bund 6 und gegenüber dem sich nach oben anschliessenden Zapfen des Scharnierbolzens 5 findet mit Hilfe einer Lagerbuchse 7, die als Bundbuchse ausgebildet ist, äie Lagerung des Türteils 2 gegenüber dem Pfostenteil 1 5 statt. Der Scharnierbolzen 5 ist also unverrückbar an dem p Pfostenteil 1 befestigt, was weiter unten noch näher er-
läutert wird.
If Oberhalb des als eigentliche Lagerung dienenden Zapfens
trägt der Scharnierbolzen 5 eine Verzahnung 10, in die leicht spielbehaftet die Innenverzahnung eines Käfigs eingreift. Dieser Käfig 11 ist als im wesentlichen ebene Platte ausgebildet, die in gleichmäßigem Abstand zueinander mit drei Löchern zur Aufnahme von Kugeln 12 versehen ist. Die Kugeln 12 bilden die Rastelemente des Türfeststellers. Oberhalb des Käfigs 11, jedoch noch im Bereich der VerzahnunglOy befindet sich oine Druckplatte 14, die mit Hilfe von Tellerfedern 15 mit einer gewissen Vorspannkraft auf den Kugeln 12 ruht. Die Vorspannkraft der Tellerfedern 15 wird über eine Scheibe 16 von einer Mutter 17 aufgebracht, die auf ein Gewinde am oberen, freien Ende des Gewindebolzens 5 aufgeschraubt ist. Die Mutter ist durch Verstemmen oder mit Hilfe eines entsprechenden Klebers nach der Justierung drehgesichert.
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Die Dicke des Käfigs 11 ist so gewählt, daß auch bei Eintauchen der Kugeln 12 in Vertiefungen 13 an der Stirnseite des dem Türteil 2 zugeordneten Auges 3 die Druckplatte 14 noch Kontakt mit den Kugeln 12 hat, also der Käfig 11 lediglich mit Spiel zwischen der Stirnfläche des Auges 3 und der Druckplatte 4 liegt. Die Tellerfedern 15 sind in der Mitte an einem entsprechenden zylindrischen Abschnitt unterhalb des Gewindes für dixj Mutter 17 an dem Scharnierbolzen 5 geführt.
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Wenn das Türteil 2 gegenüber dent Pfostp,nteil 1 verdreht
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Unter dem Käfig verdreht. Dabei ifollen die Kugeln 12 die Böschungen der Vertiefungen 13 hoch und drücken die Druckplatte 14 in einen größeren Abstand zu der Stirnseite äes Auges 3* Außerdem wird dabei wegen der Abrollbewegung die Druckplatte 14 gegensinnig und proportional der Verschwenkung des Türteils 2 gegenüber dem Pfostenteil 1 verschwenkt. Zwischen der Druckplatte 14 und den Teilerfedern 15 bzw. zwischen den Tellerfedern 15 und der Scheibe 16 bzw« zwischen der Scheibe 16 und der Mutter 17 findet folglich eine Drehung statt* Diese ist unschädlich und ist ein Hinweis darauf, daß eine abrollende Arretierung über die Kugel 12 erfolgt.
Der gesamte Türfeststeller ist mit Hilfe einer Kunststoffkappe 18 staubdicht und feuchtigkeitsdicht abgedeckt/ die mit ihrer Dichtlippe im oberen Teil des Auges 3 anliegt. Dazu ist in der Fahne des Türteiles 2 eine entsprechende Ausnehmung 19 vorhanden. Die Kappe 18 kann mit Fett gefüllt sein, zumindest sind jedoch die darunter befindlichen, sich bewegenden Bauteile öl- oder fettgeschmiert.
Anhand der Figur 2 ist zu erkennen, daß insgesamt 6 Vertiefungen in der Stirnseite des Auges 3 angeordnet sind, nämlich für jede Raststellung bei einem mittleren öffnungswinkel der Tür drei Vertiefungen und für die maximale Öffnungslage der Tür drei Vertiefungen 13. Die einander zugeordneten Vertiefungen weisen einen Winkelabstand von 120° zueinander auf, sind also gleichmäßig um den Umfang verteilt.
Die Darstellung der Figur 1 ist also strenggenommen insofern unrichtig, als zwei sich gegenüberliegende Kugeln 12 dargestellt sind, in der entsprechenden Schnittebene sich jedoch gerade keine Vertiefung und Kugel befindet.
Die Darstellung in der Figur 1 ist also nur aus Gründen der größeren Klarheit gewählt worden.
Insbesondere bei starken Arretierungskräften empfiehlt sich
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eine gesonderte Maßnahme zur Erhaltung der Drehbarkeit der Druckplatte 14 gemäß der Figur 1. In einem derartigen Fäll wird insbesondere anstelle der Druckplatte 14 eine untere Lagerschale 26 eines Wälzlagers 25 verwendet, die bereits von Haus aus die erforderliche Harte für das Abrollen der Rastelemente in Form der Kugeln 12 aufweist. Auf der oberen Lagerschale ruht dann das Paket aus den Teilerfedern 15, was in der Figur 3 schem&tisch angedeutet ist*
Selbstverständlich kann zusätzlich roch eine Druckplatte 14 vorhanden sein, die in der Figur 3 dargestellte Lösung reicht jedoch in der Regel vollkommen aus. Zur besseren Führung des Axialkugellagers 25 kann eine nicht näher dargestellte Hülse verwandt werden, die wiederum von der Außenfläche des Vielzahnprofils 10 zentriert wird.
Die gesamte Lagerung des Scharnierbolzens 5 innerhalb des Auges 3 des Türteils 2 einschließlich des darüber angeordneten Turfeststellers unterhalb der Kappe 18 kann losgelöst von dem Pfostenteil 1 fertig montiert werden. Für die Scharniermontage wird dann das Türscharnier zusammengesteckt und endgültig an der Tür bzw. an der Karosserie des Fahrzeuges befestigt. Es läßt sich zu diesem Zeitpunkt immer noch wieder lösen, weil nämlich der Scharnierbolzen 5 noch nicht endgültig innerhalb des Pfostenteiles 1 befestigt ist. Diese Möglichkeit der erneuten Demontage nach der endgültigen Justierung hat Vorteile in der Herstellung des gesamten Fahrzeuges.
Für die drehfeste Verankerung des Scharnierbolzens 5 innerhalb des Pfostenteiles 1 ist der Scharnierbolzen 5 an einer vorgegebenen Stelle mit einer Halbzentrierung 22 versehen,also nach Art eines halben Kegelstumpfes ausgenommen. Eine derartige Form ist besonders leicht dadurch zu erzielen, daß zwei Scharnierbolzen 5 unmittelbar aneinandergelegt und mit einem üblichen Zentrierbohrer mit einem öffnungswinkel von 60° angebohrt werden.
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An gleicher Stelle ist innerhalb des Auges 4 des Pfosten teiles 1 eine Gewindeböhrüng 23 angebracht, in die eine Schraube mit einer 60°-Spitze einschraubbar ist. Bei vor her eingesetztem Scharnierbolzen 5 zieht sich die Spitze unter der Voraussetzung einer gewissen Vorpositionierüng des Scharnierbolzens 5 spielfrei in die Halbzentrierung an dem Bolzenschaft hinein, so daß sowohl eine Verdrehsicherung als auch eine Sicherung gegen axiales Verschieben entsteht. Der Grund der Gewindebohrung 23 ist dabei ebenfalls als Halbzentrierung ausgebildet, so daß sich eine besonders satte Anlage ergibt. Ein in dieser Weise gesicherter Scharnierbölzen 5 kann bezüglich der Festigkeit wie ein mit dem Pfostenteil 1 integraler Bestandteil gewertet werden.

Claims (14)

Patentanwälte 1688.6 &Kgr;&Agr;/Be Wenzel & Kalkoff FlaBkuhle 6 Postfach 2448 Witten/Ruhr Schutzansprüche
1.. Tür scharnier für eine Fahrzeugtür, mit einem Pfostenteil, einem Türteil, einem beide Teile schwenkbar verbindenden Scharnierbolzen sowie mifc einem Türfeststeller zur vorübergehenden Arretierung der Tür in mindestens einer Öffnungslage, bei dem an dem einen ScharniertPil eine Profilierung angebracht ist, mit der zur Arretierung mindestens ein federbelastetes, mit dem anderen Scharnierteil gehaltenes oder synchron bewegtes Rastelement zusammenwirkt, und bei dem der Scharnierbolzen in dem einen Scharnierteil mit Hilfe einer Lagerbuchse schwenkbar gelagert und in dem anderen Scharnierteil ürehfest gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der freien Stirnseite des gelagerten Scharnierteils (2) die Profilierung in Form mindestens einer Vertiefung (13) angebracht ist, daß jedes Rastelement (12) in jede Vertiefung (13) und aus jeder Vertiefung (13) abrollfähig gestaltet und von einem Käfig (11) umfaßt ist, daß der Käfig (11) drehfest an dem Scharnierbolzen (5) gehalten ist, und daß jedes Rastelement (12) an einer federbelasteten, frei drehbaren Druckplatte (14) abrollfähig anliegt.
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2. Türseharhier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (11) eine Platte mit Öffnungen in der Anzahl dei? Rästelemerite (12) ist/ deife,n zentrales Loch ein Vielzähnpröfil trägt.
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3. Türscharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (14) von mindestens einer Tellerfeder (15) elastisch gestützt ist.
4. Türscharnier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tellerfeder (15) von einer selbstsichernden oder sicherbaren Mutter (17) an dem freien Ende des Bolzens (5) vorgespannt ist.
5. Türscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Scharnierbolzen (5) mit einem Bund (6) versehen ist, an dem das schwenkbar gelagerte Scharnierteil (2) anliegt.
6. Türscharnier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur drehfesten Verankerung des Scharnierbolzens (5) unterhalb des Bundes (6) in dem anderen Scharnierteil (1) der Bolzenschaft eine Halbzentrierung und das Scharnierteil (1) eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer mit einer Zentrierspitze versehenen Schraube trägt.
7. Türscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckplatte die eine Lagerschale (26) eines Wälzlagers (25), insbesondere eines Axialkugellagers, dient, auf dessen andere Lagerschale die Feder (15) wirkt.
8. Türscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche/ dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Türfeststeller von einer Kappe (18) abgedeckt ist.
9. Türscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche/ dadurch gekennzeichnete, daß jedes Rastel&iront eine Kugel (12) ist Und jede Vertiefung (13) eine Mulde ist<
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10* TÜrscharnier riadh einem der Ansprüche 1 bis 8/ dadurch gekennzeichnet/ daß jedes Rastelement eine Kegelrolle ist- und jede Vertiefung eine radiale Rille ist*
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11» Türscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche/ dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Arretierung annähernd in jeder Schwenkläge sich jede Vertiefung an die benachbarte im wesentlichen lückenlos anschließt.
I2.k Türscharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Arretierung zwei oder drei Rastelemente (12) und Ver-^ tiefungen (13) gehören.
13,8 Tür scharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Türscharnier der zugeordneten Fahrzeugtür mit einem Endanschlag zur Begrenzung der Türöffnung versehen ist.
14.. Türscharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewirkung eines Endanschlages die dem maximalen öffnungswinkel der Tür zugeordnete Vertiefung oder zugeordneten Vertiefungen mit einer unüberrollbaren Steilwand versehen isi: oder sind.
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