DE10134400A1

DE10134400A1 - Car door hinge with impeding action uses bow spring to increasingly load hinge swivel part away from dead point at start of door movement.

Info

Publication number: DE10134400A1
Application number: DE2001134400
Authority: DE
Inventors: Hans Kuehl; Joachim Kuehl; Eberhard Wilcke
Original assignee: H & J Kuehl GmbH
Current assignee: H & J Kuehl GmbH
Priority date: 2001-07-14
Filing date: 2001-07-14
Publication date: 2003-01-23

Abstract

A bow spring (16) applies load to the swivel hinge part (3) both sides of a deadpoint in the first part of the swivel movement, applying increasing load away from the dead point (24). The end (18) of the spring (16) is in turn hinged to the swivel part (3) and a hemming device in cam profile form impedes door movement and is carried in the hinge pin and swivel part (3) bearing surfaces to this effect.

Description

Die Erfindung betrifft ein Türscharnier mit einer Einrichtung, durch die das Schwenken der mittels des Scharniers gelagerten Tür zumindest über einen Teilbereich des Schwenkwinkels gehemmt wird, wobei die Hemmwirkung der Hemmeinrichtung mit zunehmendem Öffnungswinkel der Türe zunimmt. The invention relates to a door hinge with a device by which the pivoting of the means of Hinge mounted door is inhibited at least over a portion of the swivel angle, the inhibiting effect of the inhibiting device increases with increasing opening angle of the door.

Derartige Scharniere sind bspw. aus der DE 196 25 557 A1 bekannt. Sie sind insbesondere für Autotüren bestimmt, bei denen die Forderung erfüllt werden muß, daß sie weder zu leicht aufschwingen und dabei benachbarte Fahrzeuge beschädigen, noch von selbst zufallen und dabei ein- oder aussteigende Fahrgäste verletzen. Diese Schwenkhemmung kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden. Die bekannten Einrichtungen, mit denen diese Schwenkhemmung erreicht wird, weisen jedoch auch beim Zuziehen einer Autotüre im Endbereich des Schwenkwinkels kurz vor dem Ins-Schloß-Fallen der Türe Hemmwirkung zumindest in Höhe der Lagerreibung auf. Such hinges are known, for example, from DE 196 25 557 A1. They are especially for Car doors determined where the requirement must be met that they are neither too light swing up and thereby damage neighboring vehicles, still fall by themselves and thereby injuring passengers entering or exiting. This escapement can be different Way to be achieved. The known devices with which this swing inhibition is achieved will also show briefly when closing a car door in the end area of the swivel angle the door falling into the lock, at least in the amount of the bearing friction.

Der Erfindung war demgemäß die Aufgabe gestellt, ein derartiges Scharnier mit einem Zuzieh-Effekt auszustatten, der auf die Autotüre im Endbereich ihres Schwenkwinkels ein sie ins Schloß ziehendes oder das Ins-Schloß-Ziehen unterstützendes Moment ausübt. Sie löst diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches genannten Merkmale. The object of the invention was accordingly to provide such a hinge with a closing effect equip the one pulling it into the lock on the car door in the end region of its swivel angle or exert supportive moment into the lock. It solves this task through the Characteristics of the main features mentioned.

Scharniere mit derartigem Zuzieh-Effekt sind bspw. von Möbelscharnieren in vielerlei Ausführungsformen bekannt. Diese Möbelscharniere weisen jedoch keine Schwenkhemmung auf und können daher für die Ausführung von Autotürscharnieren keine Anregung geben. Hinges with such a closing effect are, for example, furniture hinges in many ways Embodiments known. However, these furniture hinges have no swivel escapement and can therefore give no suggestion for the execution of car door hinges.

Der Kraftspeicher ist erfindungsgemäß als Feder, insbesondere als Bügelfeder ausgebildet, die beim Öffnen der Türe gespannt wird und das gespeicherte Moment beim Schließen der Türe wieder mit der angestrebten Wirkung abgibt. The energy accumulator is designed according to the invention as a spring, in particular as a bow spring, which when Opening the door is tensioned and the saved moment when closing the door again with the delivers the desired effect.

Die Einrichtung zum Hemmen der Schwenkbewegung der Türe kann von beliebiger Art sein. Bevorzugt ist sie als Kreiskeil-Profil ausgebildet. Unter einem Kreiskeil-Profil wird hier ein Profil verstanden, bei dem ausgehend von einer zur Schwenkachse des Scharniers koachsialen, gedachten Zylinderfläche mehrere, vorzugsweise drei um den gleichen Winkel in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Nocken - im Falle des Scharnierbolzens - flach ansteigen und dann wieder steil auf die gedachten Zylinderfläche abfallen bzw. - im Falle des Scharnierschildes - flach abfallen und dann wieder steil auf die gedachten Zylinderfläche ansteigen. Der Abstand der Rückenflächen der Nocken von der Schwenkachse des Scharniers ist so, daß sie beim gegenseitigen Verdrehen von Scharnierbolzen und Scharnierschild aneinander aufgleiten, dabei zunehmend in Reibschluß treten und die Schwenkbewegung zunehmend hemmen. Das Kreiskeilprofil und seine Wirkungsweise ist in der DE 42 09 153 C2 ausführlich dargestellt und beschrieben, auf die insoweit Bezug genommen wird. The device for inhibiting the pivoting movement of the door can be of any type. It is preferably designed as a circular wedge profile. Under a circular wedge profile here is a profile understood, in which, starting from a coaxial to the pivot axis of the hinge, imagined Cylinder surface several, preferably three by the same angle in the circumferential direction offset cams - in the case of the hinge pin - rise flat and then again fall steeply onto the imaginary cylinder surface or - in the case of the hinge plate - fall flat and then climb steeply onto the imaginary cylinder surface. The distance of the back surfaces of the Cam from the pivot axis of the hinge is such that when twisting Slide the hinge pin and hinge plate together, increasingly coming into frictional engagement and increasingly inhibit the pivoting movement. The circular wedge profile and its mode of action is in DE 42 09 153 C2 is shown and described in detail, to which reference is made in this regard.

In den Figuren der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen In the figures of the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically. It demonstrate

Fig. 1 die Ansicht des Scharniers, teilweise gebrochen; Figure 1 is the view of the hinge, partially broken.

Fig. 2 und 3 die Draufsicht auf das Scharnier in zwei unterschiedlichen Schwenkstellungen; Figures 2 and 3 the top view of the hinge in two different pivot positions.

Fig. 4 bis 6 Diagramme, die jeweils in der Abszisse den Schwenkwinkel des Scharniers und in der Ordinate ein Drehmoment wiedergeben, wobei in Fig. 4 to 6 diagrams, each showing the pivot angle of the hinge in the abscissa and a torque in the ordinate, wherein in

Fig. 4 der Momenteneinfluß der Hemmvorrichtung, Fig. 4, the influence of the torque restraining device,

Fig. 5 der Momenteneinfluß des Kraftspeichers, Fig. 5 the moment influence of the force accumulator,

Fig. 6 die Überlagerung der Momente der Fig. 4 und 5 beim Öffnen und beim Schließen der Autotüre dargestellt ist. Fig. 6 shows the superposition of the moments of Figs. 4 and 5 when opening and closing the car door.

Wie aus Fig. 1 erkennbar, weist das Scharnier 1 ein in der Regel am Fahrzeug befestigtes Scharnierlager 2 und ein in diesem Falle mit der Fahrzeugtür verbundenes Scharnierschild 3 auf. In beiden Scharnierteilen sind Scharnieraugen 4 bzw. 5 ausgeformt, in die ein Scharnierbolzen 6 eingesteckt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Scharnierbolzen 6 im Scharnierschild 3 befestigt, dessen Scharnierauge 4 zu diesem Zweck an beiden Enden kegelige Erweiterungen 7 aufweist. In die untere kegelige Erweiterung 7 wird ein kegeliger Ansatz 8 des Scharnierbolzens 6 mittels einer Mutter 9 hineingezogen, die auf einem Gewindeansatz 10 des Scharnierbolzens läuft. Die Mutter 9 hat unten ebenfalls einen kegeligen Ansatz 11, der in die obere kegelige Erweiterung 7 des Scharnierauges 4 eingreift. Der zylindrische Bereich 12 des Scharnierbolzens 6 und das Scharnierauge 4 können eine ineinander greifende Verzahnung 13 haben, die ein Verändern der Winkelstellung des Scharnierbolzens 6 im Scharnierschild 3 erlaubt, ein selbsttätiges, unbeabsichtigtes Verändern dieser Stellung aber ausschließt. As can be seen from FIG. 1, the hinge 1 has a hinge bearing 2, which is generally fastened to the vehicle, and a hinge plate 3 connected in this case to the vehicle door. Hinge eyes 4 and 5 , in which a hinge pin 6 is inserted, are formed in both hinge parts. In the illustrated embodiment, the hinge pin 6 is fastened in the hinge plate 3 , the hinge eye 4 of which has conical extensions 7 at both ends for this purpose. A conical extension 8 of the hinge pin 6 is drawn into the lower conical extension 7 by means of a nut 9 which runs on a threaded extension 10 of the hinge pin. The nut 9 also has a conical shoulder 11 at the bottom, which engages in the upper conical extension 7 of the hinge eye 4 . The cylindrical region 12 of the hinge pin 6 and the hinge eye 4 can have an interlocking toothing 13 , which allows a change in the angular position of the hinge pin 6 in the hinge plate 3 , but excludes an automatic, unintentional change in this position.

Der untere Bereich 14 des Scharnierbolzens 6 und das ihm zugeordnete Scharnierauge 5 weisen das Kreiskeil-Profil 15 auf. The lower region 14 of the hinge pin 6 and the hinge eye 5 assigned to it have the circular wedge profile 15 .

Das Scharnier 1 ist erfindungsgemäß mit einer U-förmigen Bügelfeder 16 ausgestattet, die mit an ihren Enden angeordneten Ösen 17 bzw. 18 einerseits einen über einen Bügel 19 am Scharnierlager 2 befestigten Stift 20 umgreift, andererseits an einem Stift 21 eingehängt ist, der an einem mit dem Scharnierschild 3 verbundenen Arm 22 angeordnet ist. The hinge 1 is, according to the invention, equipped with a U-shaped bow spring 16 which, with eyelets 17 and 18 arranged at its ends, on the one hand engages around a pin 20 fastened to the hinge bearing 2 via a bracket 19 , and on the other hand is attached to a pin 21 which is attached to a with the hinge plate 3 connected arm 22 is arranged.

Die Anordnung ist so getroffen, daß die Anlenkachse der Bügelfeder 16, die durch den mit dem Scharnierschild 3 schwenkenden Stift 21 bezeichnet ist, beim Verschwenken der Fahrzeugtür über deren Schwenkbereich 23 sich über eine Totpunktlinie 24 hinweg bewegt, die durch die Schwenkachse 25 des Schaniers 1 und den Stift 20 am Scharnierlager 2 definiert ist. The arrangement is such that the articulation axis of the bow spring 16 , which is designated by the pin 21 pivoting with the hinge plate 3 , moves over a pivot point line 24 when the vehicle door is pivoted over its pivot region 23 , which passes through the pivot axis 25 of the hinge 1 and the pin 20 is defined on the hinge bearing 2 .

Das Kreiskeil-Profil 15 am Scharnierbolzen 6 und im Scharnierauge 5 sind so dimensioniert, daß die Hemmkraft beim Verschwenken der Fahrzeugtüre über deren Schwenkbereich von bspw. 70° den in Fig. 4 dargestellten Verlauf nimmt:
Beim Öffnen der Fahrzeugtüre tritt gemäß der Kennlinien 26 über einen Anfangsbereich von bspw. 20° nur eine geringe, gleichbleibende Lagerreibung 27 auf. Dann kommt die Hemmkraft der aneinander aufgleitenden Rückenflächen der Nocken des Kreiskeil-Profils zur Wirkung, die die Kraft zum Öffnen der Türe im Abschnitt 28 zu nächst steil, dann im Abschnitt 29 flacher ansteigen läßt. Beim Schließen der Türe muß gemäß der Kennlinie 30 eine Kraft in entgegengesetzter Richtung, also mit entgegengesetztem Vorzeichen, ansonsten aber in annähernd gleicher Höhe und spiegelbildlichem Verlauf aufgebracht werden. Hysteresewirkung ist bei dieser Darstellung außer Acht gelassen. The circular wedge profile 15 on the hinge pin 6 and in the hinge eye 5 are dimensioned such that the retarding force when pivoting the vehicle door over its pivoting range of, for example, 70 ° takes the course shown in FIG. 4:
When the vehicle door is opened, only a slight, constant bearing friction 27 occurs according to the characteristic curves 26 over an initial range of, for example, 20 °. Then the inhibiting force of the sliding back surfaces of the cams of the circular wedge profile comes into effect, which causes the force to open the door to be steepest in section 28 , then to rise more gently in section 29 . When the door is closed, a force must be applied in the opposite direction, that is to say with the opposite sign, but otherwise at approximately the same height and with a mirror image, according to characteristic curve 30 . The effect of hysteresis is disregarded in this representation.

Die Bügelfeder 16 setzt dem Verschwenken der Türe den in Fig. 5 dargestellten Momentenverlauf entgegen bzw. bringt zum Verschwenken der Türe diesen Momentenverlauf auf:
Die Bügelfeder 16 ist derart vorgespannt, daß sie ausgehend von der Geschlossenstellung der Türe bei 0° dem Verschwenken im Bereich ein hier negativ definiertes Moment von bspw. 10 Nm entgegen setzt, das bis zum Erreichen der Totpunktlinie 24 bei etwa 20° Schwenkwinkel gemäß der Kennlinie 31 im Abschnitt 32 auf Null abnimmt. Nach Überschreiten der Totpunktlinie 24 nimmt das Moment - nunmehr mit umgekehrtem Vorzeichen gemäß dem Abschnitt 33 - wieder bis auf einen Wert von bspw. 10 Nm zu. Dieser Wert wird durch die Formgebung der Bügelfeder bei etwa 50° Schwenkwinkel erreicht und dann im wesentlichen gehalten. Dieses Moment unterstützt das Öffnen der Türe. The bow spring 16 opposes the pivoting of the door to the torque profile shown in FIG. 5 or brings this torque profile to the pivoting of the door:
The bow spring 16 is pretensioned in such a way that, starting from the closed position of the door at 0 °, it counteracts the pivoting in the region of a torque of, for example, 10 Nm, which is defined here negatively, until the dead center line 24 is reached at about 20 ° pivoting angle according to the characteristic curve 31 in section 32 decreases to zero. After the dead center line 24 has been exceeded, the torque - now with the opposite sign according to section 33 - increases again to a value of, for example, 10 Nm. This value is achieved by the shape of the bow spring at a swivel angle of approximately 50 ° and then essentially maintained. This moment supports the opening of the door.

Beim Zuziehen der Türe treten - Hysteresewirkung auch hier außer Betracht gelassen - diese Momente gemäß Kennlinie 34 spiegelbildlich, mit umgekehrtem Vorzeichen auf. When the door is closed - these effects are not taken into account here as well - these moments occur in mirror image according to characteristic curve 34 , with the opposite sign.

Diese Momente der durch das Kreiskeilprofil 15 aufgebrachten Schwenkhemmung und der Federkraft der Bügelfeder 16 überlagern sich in der in Fig. 6 wiedergegebenen Weise:
Beim Öffnen der Türe ist ausgehend von der Geschlossenstellung gemäß der Kennlinie 35 eine bis zu einem Schwenkwinkel von etwa 20° abnehmende Kraft erforderlich, die dann wieder auf ein bei etwa 50° Schwenkwinkel erreichtes Moment von etwa 15 Nm zunimmt und diesen Moment bis zur Offenstellung bei etwa 70° hält. Mit dieser Kraft muß die Türe von Innen aufgedrückt, von außen aufgezogen werden. Beim Schließen der Türe muß zunächst gemäß Kennlinie 36 eine hohe Kraft von etwa 35 Nm aufgebracht werden, die dann rasch bis zu einem Schwenkwinkel von etwa 20° auf Null abnimmt. Bei weiterem Schließen der Türe übersteigt das Moment der Bügelfeder 16 das Reibmoment des Scharnierlagers und zieht im Abschnitt 37 der Kennlinie 36 die Türe selbsttätig in die Geschlossenstellung. These moments of the swiveling inhibition applied by the circular wedge profile 15 and the spring force of the bow spring 16 overlap in the manner shown in FIG. 6:
When opening the door, starting from the closed position according to characteristic curve 35, a force that decreases up to a pivoting angle of approximately 20 ° is required, which then increases again to a torque of approximately 15 Nm that is reached at approximately 50 ° pivoting angle and this moment until the opening position holds about 70 °. With this force the door must be pushed open from the inside, opened from the outside. When closing the door, a high force of approximately 35 Nm must first be applied according to characteristic curve 36 , which then rapidly decreases to zero up to a pivoting angle of approximately 20 °. When the door is closed further, the moment of the bow spring 16 exceeds the friction torque of the hinge bearing and automatically pulls the door into the closed position in section 37 of the characteristic curve 36 .

Die durch das beschriebene Kreiskeilprofil 15 aufgebrachte Hemmkraft kann selbstverständlich auch durch eine Reibungsbremse anderer bekannter Art aufgebracht werden, so daß die Verwirklichung der Erfindung nicht auf diese Form der Schwenkhemmvorrichtung beschränkt ist. The inhibiting force applied by the circular wedge profile 15 described can of course also be applied by a friction brake of another known type, so that the implementation of the invention is not restricted to this form of the swivel locking device.

Ebenso kann der hier als Bügelfeder dargestellte und beschriebene Kraftspeicher auch durch ein Federelement anderer Art wie etwa eine Torsionsfeder, eine Gasfeder oder dergleichen ersetzt werden. Bezugszahlenliste 1 Scharnier
2 Scharnierlager
3 Scharnierschild
4, 5 Scharnieraugen
6 Scharnierbolzen
7 kegelige Erweiterungen
8 kegeliger Ansatz
9 Mutter
10 Gewindeansatz
11 kegeliger Ansatz
12 zylindrischer Bereich
13 Verzahnung
14 unterer Bereich des Scharnierbolzens
15 Kreiskeil-Profil
16 Bügelfeder
17, 18 Ösen an der Bügelfeder
19 Bügel
20, 21 Stift
22 Arm
23 Schwenkbereich
24 Totpunktlinie
25 Schwenkachse
26 Kennlinie
27 Lagerreibung
28, 29 Abschnitte der Kennlinie 26
30, 31 Kennlinien
32, 33 Abschnitte des Kennlinie 31
34, 35, 36 Kennlinien
37 Abschnitt der Kennlinie 36
Likewise, the energy store shown and described here as a bow spring can also be replaced by a spring element of a different type, such as a torsion spring, a gas spring or the like. List of reference numbers 1 hinge
2 hinge bearings
3 hinge plate
4 , 5 hinge eyes
6 hinge bolts
7 tapered extensions
8 tapered approach
9 mother
10 thread attachment
11 tapered approach
12 cylindrical area
13 gearing
14 lower area of the hinge pin
15 circular wedge profile
16 bow spring
17 , 18 eyelets on the bow spring
19 bracket
20 , 21 pin
22 arm
23 swivel range
24 dead center line
25 swivel axis
26 characteristic curve
27 bearing friction
28 , 29 sections of the characteristic curve 26
30 , 31 characteristics
32 , 33 sections of the characteristic curve 31
34 , 35 , 36 characteristics
37 Section of the characteristic curve 36

Claims

1. door hinge with a device by means of which the pivoting of the door mounted by means of the hinge is inhibited at least over a partial region of the pivot angle, the inhibitory effect of the pivot inhibiting device increasing with increasing opening angle of the door, characterized in that an energy store ( 16 ) is provided, which acts on the pivotable hinge part ( 3 ) on both sides of a dead center ( 24 ) lying in the starting region of the pivoting range of the hinge ( 1 ) with increasing torque away from the dead center position, the moment applied by the energy accumulator ( 16 ) only in a starting region of the pivoting range of the door Inhibition torque of the swivel locking device ( 15 ) exceeds.

2. Door hinge according to claim 1, characterized in that the energy accumulator is designed as a bow spring ( 16 ), one end ( 18 ) of which is articulated on the pivoting hinge part ( 3 ).

3. Door hinge according to claim 1, characterized in that the device for inhibiting the pivoting movement of the door is formed by a circular spline profile ( 15 ) arranged on the bearing surfaces of hinge bolts ( 6 ) and the hinge bearing ( 3 ) supporting it.