DE9314325U1 - Wing hinge - Google Patents
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Description
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BESCHREIBUNG Flügelscharnier DESCRIPTION Wing hinge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Flügelscharnier mit zwei Scharnierhälften und einem, in deren Augen geführten Scharnierbolzen sowie mit einem Rastgesperre, das einerseits aus einer am Augenumfang der einen Scharnierhälfte in Umfangsrichtung sich erstreckenden und mit mindestens einer Rastaufnahme versehenen Nockenbahn und andererseits aus einem an der anderen Scharnierhälfte parallel zum Scharnierbolzen angeordneten und radial gegen die Nockenbahn federnd gedrückten zylindrischen Rastbolzen besteht, der in einem mit der zweiten Scharnierhälfte verbundenen Einsatz um seine Längsachse drehbar geführt ist.The invention relates to a wing hinge with two hinge halves and a hinge bolt guided in their eyes, as well as with a locking mechanism which, on the one hand, consists of a cam track extending in the circumferential direction on the eye circumference of one hinge half and provided with at least one locking receptacle and, on the other hand, of a cylindrical locking bolt arranged on the other hinge half parallel to the hinge bolt and pressed radially against the cam track in a spring-loaded manner, which is guided in an insert connected to the second hinge half so as to be rotatable about its longitudinal axis.
Eine solche Ausbildung eines Flügelscharniers ist der WO 93/03248 als bekannt.zu entnehmen. Dort wird angestrebt, das Flügelscharnier insbesondere für Kraftfahrzeugtüren und -Klappen aus wenigen Teilen sehr kompakt aufzubauen. Zu diesem Zweck wird der Einsatz, in welchem der Rastbolzen drehbar geführt ist, in eine Aussparung der einen Scharnierhälfte von außen her eingeführt, die sich parallel zur Achse des Scharnierbolzens erstreckt. Man will dadurch erreichen, daß der Einsatz nachträglich in seine Führung eingeschoben werden kann, so daß die Scharnierhälften mit dem Scharnierbolzen vorher verbunden werden können. Dabei erweist es sich jedoch als problematisch, den Rastbolzen einzuführen. Außerdem ist die Möglichkeit gegeben, daß sich der Einsatz in seiner Führung nicht nur radial zur Scharnierbolzenachse sondern auch parallel dazu verstellen kann.Such a design of a wing hinge is known from WO 93/03248. The aim there is to construct the wing hinge very compactly from a few parts, particularly for motor vehicle doors and flaps. For this purpose, the insert, in which the locking pin is rotatably guided, is inserted from the outside into a recess in one of the hinge halves, which extends parallel to the axis of the hinge pin. The aim is to achieve this so that the insert can be subsequently pushed into its guide so that the hinge halves can be connected to the hinge pin beforehand. However, inserting the locking pin proves to be problematic. In addition, it is possible for the insert to be adjusted in its guide not only radially to the hinge pin axis, but also parallel to it.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flügelscharnier zu entwickeln, das möglichst leicht gebaut, aber im Dauerbetrieb hochverschleißfest sowie leicht montierbar und im montierten Zustand jederzeit über die Drehachse trennbar ist.The invention is based on the object of developing a wing hinge that is as light as possible, but highly wear-resistant in continuous operation, easy to assemble and, in the assembled state, can be separated at any time via the rotation axis.
Ausgehend von der WO 93/03248 besteht das Wesen der Erfindung darin, daß die Scharnierhälften aus Leichtmetall und die Nockenbahn aus einem hochverschleißfesten Material bestehen. Hierbei ist die Möglichkeit gegeben, die Nockenbahn aus einem mit dem Scharnierteil verbindbaren gesonderten Bauteil zu bilden, welches beispielsweise an einem hinterschnittenen Steg des Scharnierteiles aufschiebbar geführt und in seiner Betriebsstellung durch Verschraubung oder dergleichen festgelegt werden kann. Es hat sich bewährt, eine Legierung NiCrMo für die Herstellung einer solchen Nockenbahn einzusetzen.Based on WO 93/03248, the essence of the invention is that the hinge halves are made of light metal and the cam track is made of a highly wear-resistant material. This makes it possible to form the cam track from a separate component that can be connected to the hinge part, which can be slid onto an undercut web of the hinge part, for example, and can be fixed in its operating position by screwing or the like. It has proven useful to use a NiCrMo alloy to produce such a cam track.
Die Erfindung umschließt aber auch die Möglichkeit, die Nockenbahn als hochverdichtete Schicht des Scharnierteiles auszubilden. In diesem Fall wird man eine geeignete Leichtmetall-Legierung aussuchen, die sich partiell im Umfangsbereich vergüten, härten und hochverschleißfest gestalten läßt.However, the invention also includes the possibility of forming the cam track as a highly compressed layer of the hinge part. In this case, a suitable light metal alloy will be selected that can be partially tempered, hardened and made highly wear-resistant in the peripheral area.
Längliche Rastbolzen sind zwar durch die EP-A 0255879 bekannt. Diese sind dort aber am Umfang des Scharnierbolzens geführt und wirken gegen eine im Auge eines Scharnierteiles geführte und abgefederte Blechkulisse. Diese bekannte Feststellvorrichtung ist kompliziert aufgebaut, läßt sich nur schwierig montieren und erzeugt wegen der Abstützung am Scharnierbolzen ein nur geringes Haltemoment.Elongated locking bolts are known from EP-A 0255879. However, they are guided around the circumference of the hinge bolt and act against a sheet metal guide that is guided and cushioned in the eye of a hinge part. This known locking device has a complicated structure, is difficult to install and, due to the support on the hinge bolt, only generates a low holding torque.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird der erfindungsgemäße Einsatz in einer radial zum Scharnierbolzen sich öffnenden, aber sonst umschlossenen Nut nur radial verschiebbar geführt und am Nutengrund von einer im wesentlichen die Nut ausfüllenden Feder, insbesondere Gummifeder, abgestützt. Es besteht daher keine Möglichkeit, den Einsatz (wie beim stand der Technik) von außen her bei zusammengebautem Flügelscharnier in seine Führung einzusetzen. Beim Gegenstand der Erfindung wird der Einsatz vielmehr in die Nut gebracht, bevor die Scharnierhälften miteinander gelenkig verbunden werden.In contrast to the prior art, the insert according to the invention is guided in a groove that opens radially to the hinge pin but is otherwise enclosed and is only radially displaceable and is supported at the bottom of the groove by a spring, in particular a rubber spring, that essentially fills the groove. There is therefore no possibility of inserting the insert (as in the prior art) into its guide from the outside when the wing hinge is assembled. In the subject matter of the invention, the insert is instead placed in the groove before the hinge halves are connected to one another in an articulated manner.
Um aber dennoch eine leichte Montage des Rastbolzens und die jederzeit mögliche Demontage über die Drehachse zu erreichen, weisen der Einsatz und die die Nut begrenzenden Wandungen Querbohrungen auf, die zueinander fluchten, wenn der Einsatz gegen die Feder in eine wirkungslose Stellung des Rastbolzens zurückgedrückt ist.However, in order to ensure easy assembly of the locking pin and to enable disassembly at any time via the rotation axis, the insert and the walls delimiting the groove have cross holes that are aligned with each other when the insert is pressed back against the spring into an ineffective position of the locking pin.
Man wird also vor dem Zusammenbau des Flügelscharniers den Einsatz gegen die Wirkung der Feder in die Nut eindrücken, bis die Bohrungen fluchten, um dann einen Sicherungsstift in die Bohrungen einzuführen. Nun lassen sich die Scharnierhälften bei eingesetztem Rastbolzen leicht miteinander gelenkig verbinden, weil der Rastbolzen sich in einer wirkungslosen Stellung befindet. Wenn man daraufhin den Sicherungsstift aus den Bohrungen herauszieht, ist das Rastgesperre in Wirkungsbereitschaft, weil die Feder den Rastbolzen in seine Betriebsstellung hineindrückt.Before assembling the hinge, the insert is pressed into the groove against the action of the spring until the holes are aligned, and then a locking pin is inserted into the holes. Now the hinge halves can be easily connected to one another with the locking pin inserted, because the locking pin is in an ineffective position. If the locking pin is then pulled out of the holes, the locking mechanism is ready to work because the spring presses the locking pin into its operating position.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, daß die Nockenbahn zwischen den Rastaufnahmen und daran anschließend einen zylindrischen Umfang, bezogen auf die Achse des Scharnierbolzens, besitzt und einen steiler abfallenden übergang in Richtung zur Schließstellung desA further object of the invention is that the cam track between the locking receptacles and adjacent thereto has a cylindrical circumference, relative to the axis of the hinge pin, and a steeply sloping transition in the direction of the closed position of the
Rastbolzens in der Schließstellung des Scharniers aufweist. Diese Maßnahme hat die Wirkung, daß beim Schließen der geöffneten Tür zunächst ein Widerstand zu überwinden ist, der durch Heraustreten des Rastbolzens aus der Rastaufnahme und Überwindung der angrenzenden Nocke entsteht. Sobald aber die Nocke erreicht ist, führt der steiler abfallende übergang der Nockenbahn zu einer schnelleren und leichteren, insbesondere scharnierunterstützenden Schließbewegung der Tür.locking bolt in the closed position of the hinge. This measure has the effect that when closing the open door, a resistance must first be overcome, which is caused by the locking bolt coming out of the locking receptacle and overcoming the adjacent cam. However, as soon as the cam is reached, the steeper sloping transition of the cam track leads to a faster and easier closing movement of the door, which particularly supports the hinge.
Andererseits sieht die Erfindung einen Schenkel an dem die Nockenbahn aufweisenden Scharnierteil vor, der über die Bewegungsbahn des Rastbolzens nahe der äußersten offnungsstellung anschlagbildend hinausragt. Demgemäß kann die Tür, wenn sie sich in der äußersten offnungsstellung befindet, nur noch einen kleinen Winkel mit Gewalt weiter geöffnet werden, bis der Rastbolzen gegen den Schenkel trifft und dort einen Anschlag vorfindet.On the other hand, the invention provides a leg on the hinge part with the cam track, which protrudes beyond the path of movement of the locking bolt near the outermost opening position, forming a stop. Accordingly, when the door is in the outermost opening position, it can only be opened further by a small angle with force until the locking bolt hits the leg and finds a stop there.
Diese und weitere Merkmale sind in der Zeichnung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen:These and other features are shown schematically and as examples in the drawing. They show:
Figur 1: einen Radialschnitt durch ein in Schließstellung befindliches Flügelscharnier,Figure 1: a radial section through a wing hinge in the closed position,
Figur 2: einen Schnitt nach der Linie II-II durch das Flügelscharnier gemäß Figur 1 undFigure 2: a section along the line II-II through the wing hinge according to Figure 1 and
Figur 3: eine Seitenansicht des Flügelscharniers gemäß Pfeil A in Figur 1.Figure 3: a side view of the wing hinge according to arrow A in Figure 1.
Das in Figur 1 in der Schließstellung dargestellte Flügelscharnier (1) weist zwei Scharnierhälften (2) und (3) auf, die um den Scharnierbolzen (5) miteinander drehbar verbunden sind. Wie besonders Figur (3) zeigt, kann jedeThe wing hinge (1) shown in Figure 1 in the closed position has two hinge halves (2) and (3) that are connected to one another so that they can rotate around the hinge pin (5). As Figure (3) in particular shows, each
Scharnierhälfte (2,3) jeweils ein Auge (4) besitzen, in welchem der Scharnierbolzen (5) zum einen festgelegt und zum anderen drehbar geführt ist.Each hinge half (2,3) has an eye (4) in which the hinge pin (5) is fixed on the one hand and rotatably guided on the other.
Die relative Verdrehung der beiden Scharnierhälften (2,3) um die Achse des Scharnierbolzens (5) soll so geschehen, daß in zwei voneinander distanzierten Stellungen der verdrehbare Flügel arretiert ist. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die Scharnierhälfte (2) Bestandteil des Flügels bzw. einer Tür ist und die Scharnierhälfte (3) am Rahmen, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, befestigt ist.The relative rotation of the two hinge halves (2, 3) around the axis of the hinge pin (5) should take place in such a way that the rotatable wing is locked in two positions spaced apart from one another. It is assumed here that the hinge half (2) is part of the wing or a door and the hinge half (3) is attached to the frame, in particular of a motor vehicle.
Diese beiden Arretierstellungen werden durch ein Rastgesperre (6) hervorgerufen. Dieses besteht einerseits aus einer Nockenbahn (7) und andererseits aus einem längs der Oberfläche der Nockenbahn (9) entlanggleitenden Rastbolzen (10). Die Nockenbahn (7) ist an der Scharnierhälfte (2) befestigt, wobei im Ausführungsbeispiel der Figur (1) zum Zwecke der Befestigung ein hinterschnittener Steg (12) an der Scharnierhälfte (2) vorgesehen ist, längs dem die Nockenbahn (7) verstellbar ist. In ihrer Betriebsstellung wird die Nockenbahn (7) durch eine kleine Schraube gegenüber der Scharnierhälfte (2) festgelegt. Die Schraube ist nicht dargestellt.These two locking positions are caused by a locking mechanism (6). This consists on the one hand of a cam track (7) and on the other hand of a locking bolt (10) sliding along the surface of the cam track (9). The cam track (7) is attached to the hinge half (2), whereby in the embodiment of figure (1) an undercut web (12) is provided on the hinge half (2) for the purpose of attachment, along which the cam track (7) can be adjusted. In its operating position, the cam track (7) is fixed relative to the hinge half (2) by a small screw. The screw is not shown.
Die Nockenbahn (7) weist zwei Rastaufnahmen (8,9) auf, deren Radius etwa dem Radius des Rastbolzens (10) entspricht. Wenn die beiden Scharnierhälften (2,3) relativ zueinander um die Achse des Scharnierbolzens (5) verdreht werden, gleitet der Rastbolzen (10) über die Mantelfläche der Nockenbahn (7) und kann in die eine oder andere Rastaufnähme (8,9) eindringen. Dadurch wird ein Widerstand aufgebaut, um den Flügel oder die Tür aus der arretierten Stellung in eine andere zu bewegen.The cam track (7) has two locking recesses (8,9), the radius of which corresponds approximately to the radius of the locking bolt (10). When the two hinge halves (2,3) are rotated relative to each other around the axis of the hinge bolt (5), the locking bolt (10) slides over the surface of the cam track (7) and can penetrate into one or the other locking recess (8,9). This creates resistance to move the leaf or door from the locked position to another.
Damit der Rastbolzen (10) den Erhebungen und Vertiefungen der Nockenbahn (7) folgen kann, muß er radial zur Achse des Scharnierbolzens (5) federnd verstellbar sein. Zu diesem Zweck ist im Scharnierteil (3) eine sich parallel zum Rastbolzen (5) erstreckende Nut (13) vorgesehen, in welche ein Einsatz (11) von der Stirnseite der Scharnierhälfte (3) radial eingeführt ist. Am Nutengrund befindet sich eine Feder (14), insbesondere eine kompakte prismatische Gummifeder, deren Dicke so bemessen ist, daß sie den Einsatz (11) und den an der Front des Einsatzes (11) geführten Rastbolzen (10) in die in Figur 1 dargestellte Stellung drückt.In order for the locking pin (10) to follow the elevations and depressions of the cam track (7), it must be spring-adjustable radially to the axis of the hinge pin (5). For this purpose, a groove (13) extending parallel to the locking pin (5) is provided in the hinge part (3), into which an insert (11) is inserted radially from the front side of the hinge half (3). At the base of the groove there is a spring (14), in particular a compact prismatic rubber spring, the thickness of which is such that it presses the insert (11) and the locking pin (10) guided on the front of the insert (11) into the position shown in Figure 1.
Wenn das Scharnierteil (2) um die Achse des Scharnierbolzens (5) im Uhrzeigersinn gedreht wird, gleitet die Mantelfläche der Nockenbahn (7) an dem federnd ausweichenden Rastbolzen (10) entlang. Dabei wird zunächst ein steller übergang (19) zu überwinden sein, um die höchste Stelle der Nockenbahn (7) zu erreichen, welche durch die beiden zylindrischen Umfange (18) gekennzeichnet ist. Beim weiteren Verdrehen der Scharnierhälte (2) gleitet dann der Rastbolzen (10) zunächst in die Rastaufnahme (8) und später in die Rastaufnahme (9) ein und bildet dort ein Drehgesperre.When the hinge part (2) is rotated clockwise around the axis of the hinge pin (5), the surface of the cam track (7) slides along the spring-loaded locking pin (10). In doing so, a variable transition (19) must first be overcome in order to reach the highest point of the cam track (7), which is marked by the two cylindrical circumferences (18). When the hinge part (2) is rotated further, the locking pin (10) slides first into the locking receptacle (8) and later into the locking receptacle (9), where it forms a rotary lock.
Es soll dafür Sorge getragen werden, daß die Scharnierhälfte (2) bzw.der Flügel, an dem die Scharnierhälfte (2) befestigt ist, nicht wesentlich über die äußerste Öffnungstellung gemäß Rastaufnahme (9) hinausgeschwenkt werden darf. Um dies zu erreichen, ragt ein Schenkel (20) der Scharnierhälfte (2) in die Bewegungsbahn des Rastbolzens (10) hinein und bildet dort einen Anschlag, der eine weitere Drehbewegung der Scharnierhälfte (2) verhindert.Care must be taken to ensure that the hinge half (2) or the wing to which the hinge half (2) is attached cannot be pivoted significantly beyond the outermost opening position according to the locking recess (9). To achieve this, a leg (20) of the hinge half (2) protrudes into the path of movement of the locking bolt (10) and forms a stop there, which prevents further rotation of the hinge half (2).
Es besteht nun das Problem, wie man den Rastbolzen (10) zwischen die Scharnierhälften (2,3) montieren kann. Es wird davon ausgegangen, daß diese Montage erfolgt, bevor die Scharnierhälften (2,3) miteinander drehbar verbunden werden. Es läßt sich nämlich nun der Einsatz (11) von der Stirnseite her in die Nut (13) gegen die Wirkung der Feder (14) eindrücken. Im Einsatz (11) und in den beiden Wandungen (15) des Scharnierteiles (3) befinden sich Querbohrungen (16,17). Das Eindrücken des Einsatzes (11) soll soweit geschehen, daß die Querbohrungen (16,17) zueinander fluchten. Man kann nun einen Sicherungsstift in die Querbohrungen (16,17) einfügen und damit den Einsatz (11) in der eingedrückten Stellung festlegen.The problem now is how to mount the locking pin (10) between the hinge halves (2,3). It is assumed that this mounting takes place before the hinge halves (2,3) are connected to one another in a rotatable manner. The insert (11) can now be pressed into the groove (13) from the front against the action of the spring (14). There are cross holes (16,17) in the insert (11) and in the two walls (15) of the hinge part (3). The insert (11) should be pressed in until the cross holes (16,17) are aligned with one another. A locking pin can now be inserted into the cross holes (16,17) and thus the insert (11) can be secured in the pressed-in position.
Nun kann man den Rastbolzen (10) in seine Führung am Einsatz (11) einlegen und die Scharnierhälften (2),(3) miteinander drehbar verbinden, weil der Rastbolzen (10) zufolge des arretierten Einsatzes (11) in eine zurückgezogene Position,zu liegen kommt. Nach Verbinden der Scharnierhälften (2,3) braucht lediglich der Sicherungsstift aus den Querbohrungen (16,17) gezogen werden, um den Einsatz (11) und damit den Rastbolzen (10) in die Betriebsstellung gemäß Figur 1 zu drücken.Now you can insert the locking pin (10) into its guide on the insert (11) and connect the hinge halves (2), (3) together so that they can rotate, because the locking pin (10) comes to a retracted position due to the locked insert (11). After connecting the hinge halves (2, 3), all you need to do is pull the locking pin out of the cross holes (16, 17) in order to press the insert (11) and thus the locking pin (10) into the operating position as shown in Figure 1.
Erfindungsgemäß sind die Scharnierhälften (2,3) aus Leichtmetall hergestellt. Die Nockenbahn (7) besteht aus einem hochverschleißfesten Material, beispielsweise einer Nickelchrommolybdän-Legierung. Für die Scharnierteile (2,3) kann eine Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierung verwendet werden, wohingegen der Rastbolzen (10) zweckmäßigerweise aus Einsatzstahl besteht. Der Einsatz (11) soll für den Rastbolzen (10) Lagereigenschaften aufweisen, aber verschleißfest sein.According to the invention, the hinge halves (2,3) are made of light metal. The cam track (7) consists of a highly wear-resistant material, for example a nickel-chromium-molybdenum alloy. An aluminum-magnesium-silicon alloy can be used for the hinge parts (2,3), whereas the locking bolt (10) is expediently made of case-hardened steel. The insert (11) should have bearing properties for the locking bolt (10), but should be wear-resistant.
Es ist aber auch erfindungsgemäß möglich/ die Nockenbahn (7) als Bestandteil der Scharnierhälfte (2) auszubilden, indem die Randbereiche der Scharnierhälfte (2), welche die Nockenbahn (7) bilden, hochverdichtet, vergütet und damit hochverschleißfest gemacht werden.However, it is also possible according to the invention to form the cam track (7) as a component of the hinge half (2) by highly compacting and tempering the edge regions of the hinge half (2) which form the cam track (7) and thus making them highly wear-resistant.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, nur eines der Scharnierteile (3) als Leichtmetall und das andere Scharnierteil (2) einschließlich der daran angeordneten Nockenbahn (7) als einteiliges Stahlteil, z.B. Sinterteil, auszulegen.It is also within the scope of the invention to design only one of the hinge parts (3) as a light metal and the other hinge part (2) including the cam track (7) arranged thereon as a one-piece steel part, e.g. sintered part.
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