[0001] Die Erfindung betrifft ein Türscharnier für Kraftfahrzeuge mit einem mil einer Tür
verbindbaren Türteil, einem an einer Karosserie anordbaren Säulenteil, einem verdrehfest
mit dem Türteil und drehbar mit dem Säulenteil verbundenen Scharnierzapfen und einem
Feststeller, der einerseits mit dem Säulenteil verbunden ist und andererseits eine
reibschlüssige Verbindung mit dem Scharnierzapfen aufweist.
[0002] Türscharniere mit Arretierungseinheiten werden heutzutage in einem Großteil aller
auf dem Markt befindlichen Fahrzeuge verbaut, um die Fahrzeugtüren schwenkbar an der
Karosserie anzuordnen.
[0003] Damit die Türen dabei zumindest in vorbestimmten Öffnungspositionen gegen ungewolltes
Zu- oder Aufschlagen gesichert sind, weisen die Türscharniere festgelegte Rastpunkte
auf, die durch die jeweils verwendeten Arretierungseinheiten, die vorzugsweise in
das Türscharnier integriert sind, vorgegeben werden.
[0004] Da sich die Türen mit den bekannten Türscharnieren jedoch nicht in jedem beliebigen
Öffnungswinkel festsetzen lassen, kommt es im Alltagsgebrauch zu erheblichen Komforteinbußen,
wenn der maximal mögliche Türöffnungswinkel durch ein Hindernis, z. B. ein anderes
Fahrzeug oder eine Mauer nicht eingestellt werden kann und die Tür in der nächstkleineren
Rastposition festgesetzt werden muß, wodurch das Ein- oder Aussteigen sowie das Be-
und Entladen des Fahrzeugs durch diese Tür wesentlich erschwert wird.
[0005] Ein weiterer Nachteil dieser Türscharniere besteht darin, daß die Türen durch ihr
eigenes Rastsystem in Richtung auf den nächstliegenden Rastpunkt beschleunigt werden,
wenn diese außerhalb eines Rastpunktes losgelassen werden. Dies führt dazu, daß die
Tür nach dem Loslassen ggf. in Richtung auf ein mögliches Hindernis beschleunigt wird
und es zu einer Kollision der Tür mit dem Hindernis kommt, wodurch erhebliche Schäden
hervorgerufen werden können.
[0006] Zur Lösung dieses Problems sicht die DE 199 01 263 ein Türscharnier vor, welches
die Festsetzung der Tür in jedem beliebigen Öffnungswinkel relativ zur Karosserie
erlaubt. Dieses Scharnier weist jedoch einen sehr komplizierten Aufbau auf, welcher
einen hohen Herstellungsaufwand und hohe Herstellungskosten bedingt.
[0007] Aus der DE 196 25 556 A1 ist ferner ein gattungsgemäßes Türscharnier bekannt. Die
dort beschriebene reibschlüssige Vergindung hat jedoch aufgrund des plötzlichen Übergangs
von einer Haftreibung in eine Gleitreibung einen geringen Bedienkomfort zur Folge.
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Türscharnier bereitzustellen, das sich
besonders kostengünstig herstellen läßt und die Festsetzung der Tür in jedem beliebigen
Öffnungswinkel relativ zur Karosserie erlaubt und einen hohen Bedienkomfort aufweist.
[0009] Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Türscharnier mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0010] Kennzeichnend für das erfindungsgemäße Türscharnier ist ein Feststeller, der federnd
mit dem Säulenteil verbunden ist. Die reibschlüssige Verbindung wird dabei durch einen
flächigen oder linienförmigen Kontaktbereich zwischen dem Feststeller und dem Scharnierzapfen
gebildet, wobei der Kontaktbereich unter einem definierten Druck steht.
[0011] Gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Türscharniers ist vorgesehen, daß der
Scharnierzapfen verdrehfest mit dem Türteil verbunden ist und beim Verschwenken der
Tür relativ gegenüber dem Säulenteil verdreht wird. Alternativ besteht jedoch die
Möglichkeit den Scharnierzapfen mit dem Säulenteil verdrehfest zu verbinden, wobei
dann der Feststeller entsprechend angepaßt ist, d. h. er weist eine reibschlüssige
Verbindung mit dem Türteil auf.
[0012] In einer Ruhestellung einer hier nicht dargestellten Tür mit einem erfindungsgemäßen
Türscharnier, d. h. wenn die Tür relativ zur Karosserie feststeht, ist die Tür durch
die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Scharnierzapfen und dem Feststeller gegen
ungewolltes Zu- oder Aufschlagen gesichert.
[0013] Die reibschlüssige Verbindung ist dabei vorteilhafterweise so ausgestaltet, daß die
zur Überwindung einer Haftreibung erforderliche Betätigungskraft im Bereich der Betätigungskraft
liegt, die bei herkömmlichen Türscharnieren mit festgelegten Rastpunkten erforderlich
ist, um die Tür aus einem Rastpunkt zu bewegen.
[0014] Nachdem vom Bediener die Haftreibung durch Aufbringung der erforderlichen Betätigungskraft
überwunden wurde, kann die Tür in jede beliebige Position zwischen dem maximalen Öffnungswinkel
und der Schließstellung verschwenkt werden, wobei die geringere zum Verschwenken erforderliche
Betätigungskraft aufgrund der gegenüber der Haftreibung geringeren Gleitreibung ein
komfortables Verschwenken der Tür erlaubt.
[0015] Nach Erreichen des gewünschten Öffnungswinkels und Beendigung des Schwenkvorgangs
der Tür wird diese aufgrund der dann wiederum bestchenden Haftreibung relativ gegenüber
der Karosserie in der gewünschten Position arretiert.
[0016] Das für die Bedienbarkeit maßgebliche Verhältnis zwischen der Haftreibung und der
Gleitreibung, welches die Betätigungskraft zum Lösen sowie zum Verschwenken der Tür
bestimmt, ist grundsätzlich frei wählbar. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung liegt das Verhältnis zwischen der Haftreibung und der Gleitreibung jedoch
zwischen 3:1 und 10:1, vorzugsweise 5:1 und 10:1. Eine derartige Ausgestaltung des
Türscharniers gewährleistet einen besonders hohen Bedienkomfort, wobei die Tür nach
dem Überwinden der Haftreibung besonders einfach gegenüber der Karosserie verschwenkt
werden kann, so daß beim Bediener nicht der Eindruck erweckt wird, daß die Tür klemmt
oder schleift.
[0017] Gemäß der Erfindung ist der Feststeller ferner federnd mit dem Säulenteil verbunden.
Diese federnde Anordnung des Feststellers an dem Säulenteil bewirkt zum einen eine
Dämpfung der Schwenkbewegung sowohl zu Beginn als auch zum Ende der Schwenkbewegung.
Ein weiterer Vorteil der federnden Anordnung besteht darin, daß das Gefühl, das beim
Bediener beim Bewegen der Tür entsteht, dem Gefühl beim Verschwenken herkömmlicher
Systeme entspricht.
[0018] Aufgrund der federnden Anordnung wird dabei das Türscharnier erst gegen die Federkraft
verschwenkt, bis die notwendige Betätigungskraft aufgebracht wird, um die Haftreibung
zu überwinden. Beim Bediener entsteht so nicht das Gefühl eines plötzlichen Losbrechens
der Tür, wodurch der Eindruck entstehen könnte, daß die Tür hakt oder klemmt. Die
federnde Verbindung gewährleistet vielmehr einen kontinuierlichen Verlauf der Schwenkbewegung
relativ zur Zunahme der Betätigungskraft. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei
erwiesen, die federnde Verbindung derart auszugestalten, daß diese in etwa eine Schwenkbewegung
von 2° ermöglicht, bevor die Betätigungskraft eine Überwindung der Haftreibung ermöglicht.
[0019] Das gewünschte Verhältnis zwischen der Haftreibung und der Gleitreibung kann dabei
u. a. durch die gewählte Werkstoffpaarung sowie durch eine evtl. Oberflächenbeschichtung,
-behandlung und -rauhigkeit in besonders einfacher Weise eingestellt werden. Somit
läßt sich besonders kostengünstig ein Türscharnier herstellen, das die gewünschten
Eigenschaften erfüllt. Zudem ermöglicht die freie Werkstoffwahl und -ausgestaltung
einen verschleißminimierenden Aufbau des Türscharniers, so daß die Standzeit in der
das Türscharnier konstante Reibungsverhältnisse aufweist in ergänzender Weise gesteigert
werden kann.
[0020] Die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Scharnierzapfen und dem Feststeller kann
grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung ist die reibschlüssige Verbindung jedoch durch eine Klemmverbindung
gebildet, bei der der Scharnicrzapfen und der Feststeller in ihrem Kontaktbereich
mit einer definierten Klemmkraft aneinander gedrückt werden.
[0021] Die Klemmverbindung weist den Vorteil auf, daß die zwischen dem Scharnierzapfen und
dem Feststeller bestehende Klemmkraft besonders einfach festgelegt werden kann, so
daß die u.a. von der Klemmkraft abhängige Betätigungskraft so eingestellt werden kann,
daß das Türscharnier an die spezifischen konstruktiven Vorhaben einzelner Fahrzeuge
anpassbar ist. Zudem ermöglicht eine einstellbare Klemmverbindung eine Nachjustierung
der Klemmkraft, so daß ggf. erforderliche Anpassungen an die Betätigungskraft besonders
einfach vorgenommen werden können.
[0022] Zur Herstellung der Klemmverbindung können beliebige Klemmelemente, bspw. Federn
oder dergleichen verwendet werden, die eine ausreichende Klemmung gewährleisten. Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Feststeller jedoch zur Herstellung
der Klemmverbindung mit einem Klemmabschnitt des Scharnierzapfens eine im Querschnitt
kreisförmige Klemmhülse auf, deren Öffnungsquerschnitt einstellbar ist.
[0023] Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung weist das Türscharnier eine Klemmverbindung
mit einer zylindrischen Wirkfläche auf, wobei durch die grundsätzlich frei wählbare
Länge der Klemmhülse die zwischen der Klemmhülse und dem Klemmabschnitt bestehende
Reibung auf die gesamte den Klemmabschnitt bildende Mantelfläche des Scharnierzapfens
verteilt werden kann. Dies verbessert die Verschleißeigenschaften in ergänzender Weise.
[0024] Die Klemmkraft, mit der die Klemmhülse auf dem Klemmabschnitt des Scharnierzapfens
befestigt ist, bestimmt sich dabei in Abhängigkeit von dem einstellbaren Öffnungsquerschnitt
der Klemmhülse, wobei mit geringer werdendem Querschnitt die: vom Bediener aufzubringende
Betätigungskraft steigt. Eine besonders einfache Einstellbarkeit des Öffnungsquerschnitts
ermöglicht dabei eine Einstellschraube, die nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung zur Einstellung der Klemmkraft vorgesehen ist. Über die den Öffnungsquerschnitt
bestimmende Einschraubtiefe der Einstellschraube kann somit die daraus resultierende
Betätigungskraft besonders einfach ein- und auch nachgestellt werden, falls dies erforderlich
sein sollte.
[0025] Zur ergänzenden Steigerung der Standzeit des erfindungsgemäßen Türschamicrs kann
nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen werden, daß der Scharnierzapfen
im Bereich des Klemmabschnitts und/oder die Klemmhülse im Kontaktbereich mit dem Klemmabschnitt
gehärtet, insbesondere oberflächengehärtet ist.
[0026] Die Härtung der Reibpartner läßt sich besonders einfach herstellen und ermöglicht
es somit, besonders kostengünstig die Zuverlässigkeit und Einsatzdauer des Türscharniers
in ergänzender Weise zu steigern.
[0027] Dabei zeichnet sich insbesondere die Oberflächenhärtung dadurch aus, daß sie keine
Gefügeverändcrungen im Material der Reibpartner hervorruft, die ggf. zur Festigkeitssteigerung
erforderliche Nacharbeiten zur Folge hat.
[0028] Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Feststeller
durch einen Hebel gebildet, der einerseits zur Verbindung mit dem Säulenteil eine
Buchse aufureist, die auf einem an dem Säulenteil angeordneten Zapfen angeordnet ist
und andererseits die Klemmhülse aufweist.
[0029] Die Verwendung eines Hebels ermöglicht es, eine besonders gute Abstützung des Feststellers
an dem Säulenteil zu erreichen, wobei die Verbindung über eine Buchse und einen Zapfen
eine besonders zuverlässige Festsetzung des Feststellers gewährleistet, so daß sowohl
beim Öffnen und Schließen die Zuverlässigkeit des Türscharniers in ergänzender Weise
gesteigert werden kann.
[0030] Wenn zudem nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zwischen der Innenwand
der Buchse und dem Zapfen ein Federelement, insbesondere eine Gummihülse angeordnet
ist, dann kann über die Länge des Hebels besonders einfach der federnde Schwenkbereich
und der zum Verschwenken notwendige Kraftaufwand eingestellt werden. Eine Gummihülse
zwischen der Innenwand der Buchse und dem Zapfen zeichnet sich dabei insbesondere
dadurch aus, daß sie nahezu keinem Verschleiß unterliegt und besonders kostengünstig
ist. Somit läßt sich der Bedienkomfort des Türscharniers in ergänzender Weise besonders
preiswert steigern.
[0031] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an dem Säulenteil zur drehbaren
Aufnahme des Scharnierzapfens eine Lagerbuchse angeordnet. Die Verwendung einer Lagerbuchse
erlaubt es, die zwischen dem Scharnierzapfen und dem Säulenteil vorhandene Reibung
so zu gestalten, daß sie keinen Einfluß auf die durch den Feststeller hervorgerufene
Rastierung der Tür hat. Insbesondere erlaubt die Verwendung einer Lagerbuchse eine
spielfreie Anordnung des Scharnierzapfens an dem Säulenteil.
[0032] Die Verbindung des Türteil5 mit dem Scharnierzapfen kann grundsätzlich beliebig,
bspw. durch Stoff- oder Kraftschluß hergestellt werden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung ist der Scharnierzapfen jedoch formschlüssig mit dem Türteil verbunden.
Diese Weiterbildung der Erfindung gewährleistet in besonders hohem Maße, daß das durch
die Betätigungskraft hervorgerufene Moment über das Türteil auf den Scharnierzapfen
übertragen wird. Fehlfunktionen des Scharniers werden so in ergänzender Weise vorgebeugt.
[0033] Zur axialen Sicherung des Scharnierzapfens an dem Säulenteil ist dieses nach einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung vernietet. Die Vernietung stellt dabei eine besonders
kostengünstige Möglichkeit zur axialen Lagesicherung des Scharnierzapfens an dem Säulenteil
dar, so daß zuverlässig gewährleistet werden kann, daß das Türteil seine relative
Position in axialer Richtung des Scharnierzapfens beibehält.
[0034] Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Ansicht auf ein Türscharnier mit einem reibschlüssig mit dem
scharnierzapfen verbundenen Feststeller;
- Fig. 2
- eine Seitenansicht auf das Türscharnier von Fig. 1;
- Fig. 3
- eine Schnittansicht durch das Türscharnier von Fig. 1 entlang der Schnittlinie B-B
von Fig. 2;
- Fig. 4
- eine Schnittansicht des Türscharniers von Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A von
Fig. 2 und
- Fig. 5
- ein Kraftverlauf für eine Betätigungskraft in Abhängigkeit von einem Schwenkwinkel
der Tür aus dessen Ruhestellung.
[0035] Fig. i zeigt eine perspektivische Ansicht eines Türscharniers 1 mit einem Feststeller
5.
[0036] Das Türscharnier 1 weist ein Türteil 3 auf, das aus zwei rechtwinkligen Blechtcilcn
3a, 3b gebildet ist, deren Position zueinander durch die gemeinsame Anordnung an einem
Scharnierzapfen 25 sowie zweier Verprägungen 17, 18, die ineinandergreifen, gesichert
ist, wobei eine in einen Gewindeabschnitt am oberen Scharnierzapfenende 25a eingeschraubte
Befestigungsschraube 4 das Türteil 3 in axialer Richtung am Scharnierzapfen 25 sichert
(vgl. Fig. 3).
[0037] Der Scharnierzapfen 25 weist in seinem oberen Bereich ― Angaben wie oben oder unten
beziehen sich auf die zeichnerische Darstellung - einen Absatz 12 auf, der zum einen
auf einer Bolaenaufnahme des Säulenteils 2 aufliegt und zum anderen auf der der Bolzenaufnahme
abgewandten Seite zwei diametral angeordnete Vorsprünge 13 aufweist, die in entsprechende
Ausnehmungen 16 an der Unterseite des unteren Blechteils 3b eingreifen, so daß das
Türteil 3 verdrehfest mit dem Scharnierzapfen 25 verbunden ist (vgl. Fig. 2).
[0038] Unterhalb des Vorsprungs 12 verläuft der Scharnierzapfen 25 in einer in der Bolzenaufnahme
angeordneten Lagerbuchse 15. Die Lagerbuchse 15 gewährleistet dabei, daß der Scharnierzapfen
25 im Säulenteil 2 gedreht werden kann.
[0039] Unterhalb der Bolzenaufnahme ist der Feststeller 5 angeordnet, der durch einen Hebel
6 gebildet ist, an dessen einen Ende eine Klemmhülse 7 angeordnet ist, die einen Klemmabschnitt
19 des Scharnierzapfcns 25 umgreift, so daß die Klemmkraft durch eine in einer Durchgangsbohrung
22 verlaufenden und in eine Gewindebohrung 8 einschraubbare Einstellschraube 21 einstellbar
ist, wobei sich die Querschnittsöffnung der Klemmhülse 7 durch Einschrauben der Einstellschraube
21 verringert (vgl. Fig. 4).
[0040] An dem der Klemmhülse 7 gegenüberliegenden Ende weist der Hebel 6 eine Buchse 9 auf,
in die eine Gummihülse 20 eingebettet ist, die mit ihrer Öffnung auf einem Zapfen
14 befestigt ist.
[0041] Zur Befestigung des Türscharniers 1 weisen das Türteil 3 und das Säulenteil 2 Aufnahmeöffnungen
10, 11 auf, die zur Aufnahme von hier nicht dargestellten Schrauben vorgesehen sind,
mittels derer das Türscharnier 1 an einer hier nicht dargestellten Karosserie und
Tür befestigt werden kann.
[0042] Das in Fig. 5 dargestellte Diagramm zeigt den Verlauf einer Betätigungskraft beim
Verschwenken einer hier nicht dargestellten Tür aus einer Ruheposition. Aufgrund der
reibschlüssigen Verbindung zwischen dem verdrehfest mit dem Türteil 3 verbundenen
Scharnierzapfen 25 wird der Hebel 6 um die Scharnierzapfenachse bis um einen Schwenkwinkel
von 2° verdreht, wobei die Gummihülse 20 durch den Zapfen 14 entsprechend verformt
wird, so daß trotz einer nicht stattfindenden Relativbewegung zwischen dem Klemmabschnitt
19 des Scharnierzapfens 4 und der Klemmhülse 7 eine geringe Schwenkbewegung möglich
ist.
[0043] Mit zunehmendem Verschwenken aus der Ruheposition steigt die zum Verformen der Gummihülse
20 notwendige Betätigungskraft an, bis die zur Überwindung der Haftreibung zwischen
dem Klemmabschnitt 19 und der Klemmhülse 7 notwendige Betätigungskraft erreicht ist.
[0044] Die Betätigungskraft bestimmt sich dabei in Abhängigkeit von der Werkstoffpaarung
und -ausgestaltung sowie von der durch die Einstellschraube 21 eingestellten Klemmkraft.
Nach Überwindung der Haftreibung verringert sich die zum Betätigen notwendige Betätigungskraft
aufgrund der dann herrschenden Gleitreibung. Das Verhältnis zwischen Haftreibung und
Gleitreibung liegt vorzugsweise bei 1:5 bis zu 1:10. Nach Beendigung des Verschwenkens
ist die Tür wieder durch die Haftreibung arretiert.
1. Türscharnier für Kraftfahrzeuge mit
- einem mit einer Tür verbindbaren Türteil,
- einem an einer Karosserie anordbaren Säulenteil,
- einem verdrehfest mit dem Türteil und drehbar mit dem Säulenteil verbundenen Scharnierzapfen
und
- einem Feststeller, der einerseits mit dem Säulenteil verbunden ist und andererseits
eine reibschlüssige Verbindung mit dem Scharnierzapfen (25) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Feststeller (5) federnd mit dem Säulenteil (2) verbunden ist.
2. Türscharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reibschlüssige Verbindung derart ausgebildet ist, daß das Verhältnis zwischen
Haftreibung und Gleitreibung zwischen 3:1 und 10:1, vorzugsweise 5:1 und 10:1 liegt.
3. Türscharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reibschlüssige Verbindung durch eine Klemmverbindung gebildet ist.
4. Türscharnier nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststeller (5) zur Herstellung einer Klemmverbindung mit einem Klemmabschnitt
(19) des Scharnierzapfens (25) eine im Querschnitt kreisförmige Klemmhülse (7) aufweist,
deren Öffnungsquerschnitt einstellbar ist.
5. Türscharnier nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt mittels einer Schraube (21) einstellbar ist.
6. Türscharnier nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Scharnierzapfen (25) im Bereich des Klemmabschnitts (19) und/oder die Klemmhülse
(7) im Kontaktbereich mit dem Klemmabschnitt (19) gehärtet, insbesondere oberflächengehärtet
ist.
7. Türscharnier nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststeller (5) durch einen Hebel (6) gebildet ist, der einerseits zur Verbindung
mit dem Säulenteil (2) eine Buchse (9) aufweist, die auf einem an dem Säulenteil (2)
angeordneten Zapfen (14) angeordnet ist und andererseits die Klemmhülse (7) aufweist.
8. Türscharnier nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Innenwand der Buchse (9) und dem Zapfen (14) ein Federelement, insbesondere
eine Gummihülse (20) angeordnet ist.
9. Türscharnier nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Säulenteil (2) zur drehbaren Aufnahme des Scharnierzapfens (25) eine Lagerbuchse
(15) angeordnet ist.
10. Türscharnier nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Scharnierzapfen (25) formschlüssig mit dem Türteil (3) verbunden ist.
11. Türscharnier nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Scharnierzapfen (25) durch Vernieten gegen axiales Verschieben gesichert ist.