Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dreh-Gelenkverbindung zwischen zwei relativ zueinander verdrehbaren, flächig aneinander liegenden, plattenförmigen Bauteilen aus Metallblech oder Kunststoff. Sie betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Dreh-Gelenkverbindung. Sie betrifft ferner ein neuartiges Möbelscharnier mit Mehrgelenkmechanismus als Anwendungsbeispiel für erfindungsgemäße Dreh-Gelenkverbindungen.
In der modernen Fügetechnik tritt das Problem auf, Bauteile aus Metallblech oder metallischen Platten oder auch aus Kunststoffmaterialien möglichst einfach und schnell zu verbinden. Wenn dabei Verbindungen angestrebt werden, bei welchen die zu verbindenden Bauteile um eine Achse relativ zueinander verdrehbar sein sollen, werden in der Regel fluchtende Bohrungen in den Bauteilen angebracht und eine in der Regel metallische Achse oder ein Zapfen durch die Bohrung hindurchgeführt und dann beispielsweise durch Vernieten, Vertaumeln oder auch durch Aufschrauben von Muttern so fixiert, dass die Bauteile zwar zusammengehalten werden, dabei jedoch um die gewünschte Achse relativ zueinander verdrehbar bleiben. Als Beispiel für den Einsatz derartiger Dreh-Gelenkverbindungen sei die Verbindung von zwei Bauteilen aus Metallblech im Bereich der Möbelbeschläge, beispielsweise dem Tragarm eines Scharniers oder an einer Montageplatte, erwähnt. Die Erstellung solcher Dreh-Gelenkverbindungen an Möbelbeschlägen, insbesondere komplexen Möbelbeschläge mit einer Vielzahl solcher Gelenkverbindungen, ist insbesondere dann, wenn sie in der Großserienfertigung in hohen Stückzahlen mittels Montageautomaten erfolgen soll, aufwendig und erfordert hohe Investitionen. Auch bei Dreh-Gelenkverbindungen aus plattenförmigen Kunststoffmaterialien können solche Probleme auftreten.
Aus der DE 42 43 149 A ist ein Scharnier, insbesondere ein Motorhaubenschamier, mit einer aus einem Lagerteil einstückig ausgeformten Lagerbuchse bekannt, durch die eine an einem Losteil ausgeformte die Lagerbuchse umgreifende Scharnierbuchse verdrehbar geführt ist. Die Lagerbuchse und die Scharnierbuchse können durch dieselbe Fertigungsmethode hergestellt und ohne zusätzliche Befestigungsmittel mittels einer gemeinsamen radialen Erweiterung axial zueinander festgelegt werden. Diese radiale Erweiterung kann nach dem Zusammensetzen für beide Buchsen durch eine auf beide gleichzeitig einwirkende Umformungskraft erzeugt werden, oder aber die Erweiterung der Lagerbuchse wird nach dem Zusammensetzen der Buchsen entsprechend einer Erweiterung der Scharnierbuchse vorgenommen.
Die US-A-5 119 966 offenbart ein Gehäuse mit einer Abdeckplatte, die durch zwei räumlich zueinander beabstandete, jedoch um die gleiche Gelenkachse verdrehbare Dreh-Gelenkverbindungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 miteinander verbunden sind. Das genannte Dokument offenbart auch ein Herstellungsverfahren für diese Dreh-Gelenkverbindung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruchs 4.
Der DE 94 11 242 U ist ein gattungsgemäßes Möbelscharnier mit Mehrgelenkmechanismus gemäß dem Oberbegriff der beiden unabhängigen Patentansprüche 7 und 8 entnehmbar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer einfacher und kostengünstiger herzustellenden Dreh-Gelenkverbindung für flächig aneinander liegende, plattenförmige Bauteile aus Metallblech oder Kunststoff, bei denen die gesonderte Montage einer Achse oder eines Drehzapfens in Lagerbohrungen in den Bauteilen entfällt. Die gesuchte Dreh-Gelenkverbindung soll insbesondere auch für Möbelscharniere mit Mehrgelenkmechanismus geeignet sein. Die Aufgabe besteht daher auch in der Schaffung eines entsprechenden Möbelscharniers. Die Aufgabe besteht ferner in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer Dreh-Gelenkverbindung der gesuchten Art.
Der erste Teil dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dreh-Gelenkverbindung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausfiihrungsformen sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Bei der erfindungsgemäßen Dreh-Gelenkverbindung sind zwei relativ zueinander verdrehbar verbundene Bauteile im Bereich einer Gelenkachse auf an sich bekannte Art und Weise rechtwinklig zu ihren Flachseiten derart in die gleiche Richtung bleibend verformt, dass die verformten Bereiche näpfchenartige Vorsprünge mit rechtwinklig zur Gelenkachse kreisförmigem Querschnitt bilden, von denen der näpfchenartige Vorsprung des ersten Bauteils komplementär ins Innere des näpfchenartigen Vorsprungs des zweiten Bauteils eingreift. Die Dreh-Gelenkverbindung wird somit von integral aus dem Material der zu verbindenden Bauteile geformten und komplementär ineinander eingreifenden Vorsprüngen gebildet, die aufgrund ihres kreisförmigen Querschnitts die Verdrehung der Bauelemente relativ zueinander ermöglichen, während ihre Verschiebung relativ zueinander rechtwinklig zur Drehachse durch den formschlüssigen Eingriff der näpfchenartigen Vorsprünge verhindert wird.
Die äußere Umfangswandung des näpfchenartigen Vorsprunges des ersten Bauteils ist hierbei erfindungsgemäß im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet, während die Innenfläche des näpfchenartigen Vorsprungs des zweiten Bauteils im wesentlichen komplementär kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltung verkleinert sich der Außendurchmesser der Umfangswandung des näpfchenartigen Vorsprungs des ersten Bauteils in dem aus dem Bauteil herausgeformten Bereich in Verformungsrichtung, während sich der Innendurchmesser des näpfchenartigen Vorsprungs des zweiten Bauteils komplementär zum Außendurchmesser des näpfchenartigen Vorsprungs des ersten Bauteils ebenfalls verkleinert. Bei dieser Ausgestaltung der Dreh-Gelenkverbindung ist ein Abheben des zweiten Bauteils vom ersten möglich.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Ausgestaltung vorgesehen, bei welcher sich der Außendurchmesser der Umfangswandung des näpfchenartigen Vorsprungs des ersten Bauteils in dem aus dem Bauteil herausgeformten Bereich in Verformungsrichtung vergrößert. Der Innendurchmesser des näpfchenartigen Vorsprungs des zweiten Bauteils vergrößert sich hierbei seinerseits komplementär zum Außendurchmesser des näpfenartigen Vorsprungs des ersten Bauteils. Bei dieser Ausgestaltung ist eine Trennung der beiden Bauteile durch Abheben ohne Zerstören nicht mehr möglich, weil der komplementär in den Vorsprung des zweiten Bauteils eingreifende erste Vorsprung den zweiten Vorsprung im Inneren in bezug auf die Abheberichtung formschlüssig hintergreift.
Ein erfmdungsgemäßes Herstellungsverfahren für Dreh-Gelenkverbindungen der beschriebenen Art ist dem unabhängigen Verfahrensanspruch 4 zu entnehmen. Die zugehörigen Unteransprüchen betreffen bevorzugte erfindungsgemäße Verfahrensvarianten.
Erfindungsgemäße Dreh-Gelenkverbindungen können beispielsweise bei einem Möbelscharnier mit Mehrgelenkmechanismus zum Einsatz kommen, bei dem wenigstens ein Lenker oder Gelenkhebel durch zwei räumlich zueinander beabstandete, jedoch um die gleiche Gelenkachse verdrehbare Dreh-Gelenkverbindungen an einem weiteren Scharnierteil verdrehbar angelenkt ist. Entsprechende erfindungsgemäße Möbelscharniere sind den unabhängigen Patentansprüchen 7 und 8 zu entnehmen. Die zugehörigen Unteransprüchen betreffen bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen.
Die in komplementärem Dreheingriff stehenden näpfchenartigen Vorsprünge der beiden gleichachsigen, jedoch voneinander beabstandeten Dreh-Gelenkverbindungen werden dann zweckmäßig jeweils so vorgesehen, dass sie in der bestimmungsgemäßen Montagestellung jeweils in entgegengesetzte Richtung weisend aus dem Metallblech-Grundmaterial vortreten. Dadurch wird gewährleistet, dass auch bei zylindrischer oder sich kegelstumpfförmig verjüngender Ausgestaltung der näpfchenartigen Vorsprünge eine Trennung der Gelenkverbindung durch Herausziehen der jeweils ins Innere des Vorsprungs eingreifenden näpfchenartigen Vorsprünge ausgeschlossen ist.
Die näpfchenartigen Vorsprünge können dabei alternativ aufeinander zuweisend oder voneinander wegweisend aus dem Grundmaterial vortreten.
Die Erfindung ist in der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert,
und zwar zeigt:
In den Figuren 1 bis 3 sind zwei durch eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Dreh-Gelenkverbindung relativ zueinander drehbar, im übrigen jedoch undrehbar verbundene Abschnitte von den Bauteilen 12, 14 auf Metallblech gezeigt.
Die Gelenkverbindung 10 ist dadurch hergestellt, dass im Bereich der Drehachse D aus den aufeinander liegenden Bauteilen 12 und 14 unter Verwendung entsprechender Verformungswerkzeuge in einer Presse oder Rotationswalze in die selbe Richtung weisende näpfchenartige Vorsprünge 16 und 18 mit jeweils kreisförmig begrenzten Querschnittsform in den rechtwinklig zur Drehachse D gelegten Ebene bleibend eingeformt sind, von denen der aus dem ersten Bauteil 12 herausgepresste Vorsprung 16 ins komplementär geformte Innere des aus dem zweiten Bauteil 14 herausgeformten Vorsprungs eingreift. Dabei ist die bleibende Verformung der die näpfchenartigen Vorsprünge 16 und 18 bildenden Bereiche der Bauteile 12 und 14 durch entsprechende Ausbildung der Verformungswerkzeuge der Presse oder Rotationswalze so durchgeführt, dass beim Fließen des Materials während des Press.- oder Rotationsvorganges der ins Innere des Vorganges 18 eingreifende Vorsprung 16 die in Fig. 2 erkennbare, sich kegelstumpfförmig erweiternde Umfangswandung 20 ausbildet. Dementsprechend ist die Innenwahndung 22 des Vorsprungs 18 komplementär kegelstumpfförmig begrenzt. Infolge der bezogenen auf die Drehachse D kreisförmigen Begrenzung der Vorsprünge 16 und 18 ist so die in Fig. 1 durch den Doppelpfeil d veranschaulichte Verdrehung des Bauteils 12 relativ zum Bauteil 14 um die Drehachse D möglich, wobei die kegelstumpfförmige Begrenzung der äußeren Umfangswand 20 des Vorsprungs 16 bzw. der inneren Umfangswand 22 des Vorsprungs 18 eine sich formschlüssig hintergreifende Verbindung darstellen, welche das Anheben des Bauteils 12 vom Bauteil 14 verhindert.
In Fig. 4 ist ein Möbelscharnier 26 dargestellt, an welchem zwei in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildete Dreh-Gelenkverbindungen gleichachsig, aber voneinander beabstandet, vorgesehen sind, um das korpusseitige Ende eines Scharnierlenkers 28 verschwenkbar am Tragarm 30 des Scharniers anzulenken. Der Scharnierlenker 28 sowie ein weiterer, in der Zeichnung verdeckter und daher nicht sichtbarer zweiter Scharnierlenker sind an ihren gegenüberliegenden Enden verschwenkbar im Inneren eines als Scharniertopf 32 ausgebildeten Türflügel-Anschlagteiles angelenkt, wobei für die dort zu bildenden Gelenkverbindungen, zumindest dann, wenn der Scharniertopf ebenfalls aus bleibend verformbarem Metallblech besteht, grundsätzlich wiederum eine Verbindung durch eine in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildete Dreh-Gelenkverbindung 10 in Frage kommt.
Im Folgenden wird jedoch nur die im Bereich der Anlenkung des Scharnierlenkers 28 am Tragarm 30 verwirklichte Gelenkverbindung in Verbindung mit den Fig. 5a bis 5c näher erläutert. In Fig. 5a erfolgt die Ausbildung der Dreh-Gelenkverbindung 10 in der vorstehend in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Weise, wobei die beiden symmetrisch zur senkrechten Längsmittelachse des Scharniers 26 vorgesehenen Gelenkverbindung 10 in voneinander beabstandeten parallelen seitlichen Wangen 30I des Tragarms 30 und in seitlich vom Lenker 28 abgekanteten laschenartigen Abschnitten 28I, welche an den Innenflächen der Wangen 30I des Tragarms 30 anliegend gebildet sind.
Wie in Fig. 5a erkennbar ist, sind die Vorsprünge 16 und 18 dabei jeweils nach innen, das heißt in Richtung aufeinander zu geprägt, wobei diese Vorsprünge, wie erwähnt, dem in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichten Ausführungsbeispielen entsprechen.
Die Fig. 5b gezeigte zum Stand der Technik gehörende Abwandlung unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 5a nur dadurch, dass die Vorsprünge 16 und 18 in ihrem komplementär ineinander greifenden Bereich jeweils zylindrisch begrenzt sind, so dass eine in dieser Weise hergestellte Einzel-Gelenk-Verbindung 10 durch Herausziehen des Vorsprunges 16 aus dem Innern des Vorsprungs 18 demontierbar wäre. Bei der in Fig. 5b veranschaulichten Anwendung ist jedoch eine Trennung des Scharnierlenkers 28 vom Tragarm 30 durch die entgegengesetzte Verformungsrichtung der Vorsprünge 16 und 18 der beiden Gelenkverbindungen 10 konstruktiv verhindert.
Das Gleiche gilt für die Fig. 5c veranschaulichte Abwandlung, bei welcher die komplementär ineinander greifenden Bereiche der Vorsprünge 16 und 18 sich jeweils vom zugeordneten Bauteil aus kegelstumpfförmig verjüngen.
Es ist klar, dass die in der Fig. 5c veranschaulichte Ausgestaltung der erfindungsmüßigen Dreh-Gelenkverbindung 10 nur dann eingesetzt werden kann, wenn eine ungewollte Trennung der Vorsprünge 16 und 18 durch zusätzliche konstruktive Maßnahmen verhindert wird.
Bei Verwirklichung einer erfindungsmäßigen Dreh-Gelenkverbindung zwischen zwei Bauteilen 12 und 14 beispielweise bei der Verbindung der Enden von Klappen-Haltern miteinander oder mit den Halterungsbauteilen an der zugeordneten Klappe bzw. der Möbelwand, wird dagegen die in Fig. 1 bis 3 und 5a beschriebene Ausgestaltung der Dreh-Gelenkverbindung 10 bevorzugt in Frage kommen, bei welche eine formschlüssige Verbindung gegen Trennung der Bauteile 12 und 14 in Richtung der Drehachse D gewährleistet ist.