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Die
Erfindung betrifft ein Türscharnier,
insbesondere einer Kraftfahrzeugtür, nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Ein
solches Türscharnier
ist in verschiedenen Varianten aus
DE 196 25 556 A1 bekannt. Bei einer dieser
Ausführungsformen
erfolgt die Verbindung zwischen den beiden Anschlusselementen über eine Zapfen-Augen-Anbindung,
wobei der Zapfen mit einem und das Auge mit dem anderen der Anschlusselemente
jeweils fest verbunden ist. Eine Drehmoment-Schwenkbremse in der
Scharnierachse wird durch eine in Umfangsrichtung keilförmig ausgebildete
Anlagefläche
zwischen Bolzen und Auge erreicht. Durch diese keilförmigen Umfangsflächen können mit
dem Schwenkwinkel variierende Reibkräfte zur Erzeugung einer Schwenkbremse
erzielt werden.
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Eine
andere Ausführungsform
nach jenem Stand der Technik besteht darin, in der vorgenannten Verbindung
zwischen den Anschlusselementen über eine
Bolzen-Augen-Anbindung die Drehmoment-Schwenkbremse durch eine Art
Lamellenkupplung zwischen Auge und Bolzen zu realisieren.
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Diese
bekannten Ausführungen
besitzen einen relativ komplizierten Aufbau.
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Eine
weitere Drehmoment-Schwenkbremse eines Türscharniers ist aus
DE 202 01 320 U1 bekannt.
Die dort beschriebenen Schwenkbremsen sind jeweils Bestandteil einer
in der Türschwenkachse
angeordneten Einrichtung für
eine in verschiedener Hinsicht steuerbare Türschwenkbewegung. Dabei wird
unter anderem eine Schwenkbremse beschrieben, bei der eine Verrastungs-
mit einer Spindelbremse kombiniert sind. Dabei dient die Spindelbremse
als Verzögerungseinrichtung
für die
Betätigung
der Verrastungsbremse. Die Spindelbremse umfasst axial verspannte
Spindelmuttern zur Erzeugung eines bremsenden Reibmomentes. Das
sich einstellende Reibmoment ist wegen der Verwendung eines Spindelgewindes
mit durchgehend gleicher Steigung über den gesamten Tür-Schwenkweg
konstant. Als Gewindeart wird ein Trapezgewinde mit einer geringen
Steigung vorgeschlagen, da hierdurch eine hohe Selbsthemmung gegeben
ist.
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Bei
dem gattungsgemäßen Türscharnier
beschäftigt
sich die Erfindung mit dem Problem, eine konstruktiv besonders einfach
aufgebaute Schwenkbremse zu schaffen. Desweiteren soll ein über den Schwenkwinkel
des Scharniers unterschiedlich hohes Bremsmoment erzielbar sein.
Durch eine solche unterschiedliche Höhe des Bremsmomentes soll beispielsweise
ein sich mit vergrößerndem
Schwenkwinkel des Türscharniers
zunehmendes Bremsmoment erreichbar sein. Möglich soll es darüber hinaus auch
sein, beispielsweise in einem Bereich zwischen vollständig geschlossenem
und vollständig
geöffnetem
Scharnier innerhalb des Schwenkweges ein Maximum oder Minimum an
Bremskraft zu verwirklichen.
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Gelöst wird
dieser Problemkomplex bei einem gattungsgemäßen Türscharnier durch eine Ausbildung
nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte
und zweckmäßige Ausgestaltungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, mit möglichst
einfachen Mitteln eine Schwenkbremse mit einem über den Schwenkweg des Türscharnieres
möglichst
variablen Bremsmoment zu schaffen. Ohne variables Bremsmoment wird
dies bereits durch ein verspanntes Gewinde, das heißt gegeneinander
verspannte Gewindeabschnittsbereiche unmittelbar erreicht, und zwar
entweder durch axiales Teilen und gegenseitiges Verspannen eines
der beiden zusammenwirkenden Gewindeabschnitte oder durch unterschiedliche
Steigungen der zusammenwirkenden Gewindeabschnitte. Bei einer über den
Schwenkweg zu erzielenden unterschiedlichen Bremswirkung wird der
Gewindesteigungsunterschied zwischen den zusammenwirkenden Gewindeabschnitten über den
Schwenkweg variiert.
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Die
gegeneinanderreibenden Gewindeflächen
des Spindeltriebs können
in Form einer unterschiedlichen Anzahl an Gewindegängen vorliegen. Flache
Steigungen eignen sich insbesondere für zu erzeugende, große Reibmomente
und eine große Selbsthemmung
bei Stillstand des Gewindetriebs.
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Um
beispielsweise ein Bremsmomentmaximum in einem bestimmten Schwenkwinkel
des Türscharniers
zu erhalten, ist es lediglich erforderlich, in diesem Bereich den
Steigungsunterschied zwischen den aneinanderreibenden Gewindeflächen entsprechend
maximal auszugestalten.
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Eine
ganz besonders einfache, konstruktive Ausgestaltung besteht darin,
eine geteilte Gewindemutter, das heißt zwei einzelne Gewindemuttern
gegenseitig zu verspannen, das heißt zu kontern auf einem Gewindebolzen.
Die miteinander verspannten beziehungsweise gekonterten Spindelmuttern
müssen
dabei le diglich verdrehfest mit einem der beiden Anschlusselemente
und der Gewindebolzen verdrehfest mit dem anderen Anschlusselement
verbunden sein.
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Ein
vorteilhaftes, nachstehend näher
erläutertes
Ausführungsbeispiel
ist in der Zeichnung dargestellt.
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In
dieser zeigen
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1 eine
Explosionsdarstellung eines Türscharniers
mit zugehörigen
Bestandteilen einer Schwenkbremse in der Form eines Spindeltriebs,
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2 Beispiele
möglicher
Gewindesteigungsverläufe
an einer der beiden gegeneinander reibenden Gewindeflächen eines
aus einer Spindelmutter und einem Gewindebolzen bestehenden Spindeltriebs
bei jeweils gleicher Gewindesteigung an dem Gegengewindeabschnitt
in Abhängigkeit
eines Schwenkwinkels X.
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Entsprechend
der Darstellung in 1 umfasst das Türscharnier
ein erstes und ein zweites Anschlusselement 1; 2,
die in einer Scharnier-Achse 3 als Türscharnier-Hälften gegeneinander
schwenkbar sind. Bei einem Kraftfahrzeug-Türschloss ist eines dieser Anschlusselemente 1; 2 mit
der Tür
und das andere 2; 1 mit einer kraftfahrzeugseitigen
Halterung verbunden. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel soll das erste
Anschlusselement 1 mit einer Kraftfahrzeugtür und das
zweite Anschlusselement 2 mit einer kraftfahrzeugseitigen
Halterung verbunden werden. In der Scharnierachse 3 verbindet
ein Scharnierbolzen 4 die beiden Anschlusselemente 1, 2.
Der Scharnierbolzen 4 ist mit einem Trapezgewinde versehen,
auf dessen Bedeutung und Funktion nachstehend noch näher eingegangen
wird.
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Der
Scharnierbolzen 4 ist bei montiertem Türscharnier in einem Auge 5 des
zweiten Anschlusselementes 2 drehbar, jedoch axial fixiert
gelagert. Zu der axialen Fixierung ist der Scharnierbolzen 4 einenends
mit einem Ringbund 6 versehen, der einstückig angeformt
sein oder durch eine aufgesetzte Ringscheibe gebildet sein kann.
Anderenends kann auf den Scharnierbolzen 4 eine nicht gezeichnete
Befestigungsmutter aufgebracht werden oder es kann an dem freien
Ende ein axial fixierender Niet vorgesehen werden.
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Das
erste Anschlusselement 1 besitzt eine Bohrung 7, über die
dieses erste Anschlusselement 1 auf einen Aufnahmebereich 8 des
Scharnierbolzens 4 drehfest und axial fixiert aufgesetzt
werden kann. Die axiale Fixierung kann wiederum in beliebiger Form
mit einem hierfür
bekannten Maschinenbauelement erfolgen. So kann beispielsweise wie
an dem anderen Ende eine Verschraubung oder Vernietung vorgesehen
sein.
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Nach
einem Verbinden der beiden Anschlusselemente 1 und 2 über den
Scharnierbolzen 4 sind die beiden Anschlusselemente 1, 2 gegeneinander über einen
vorbestimmbaren Schwenkweg, der bei einem Kraftfahrzeugtürschloss
beispielsweise in der Regel etwa 70 Winkelgrad erfasst, gegeneinander schwenkbar.
In dem gezeichneten Beispiel ruht dabei das zweite Anschlusselement 2,
während
das erste Anschlusselement 1 Schwenkbewegungen ausführen kann.
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Die
erfindungsgemäße Drehmoment-Schwenkbremse
kann sich nach dem Ausführungsbeispiel
in 1 aus folgenden Bauelementen zusammensetzen, die
praktisch Bestandteile eines Spindeltriebes sind. Diese Bestandteile
sind zum einen ein erster Gewindeabschnitt 9, der an dem Scharnierbolzen 4 in
der Form eines Trapezgewindes vorgesehen ist. Der zugehörige zweite
Gewindeabschnitt 10 wird von zwei, axial gegeneinander
zu verspan nenden Gewindemuttern 11 gebildet. Diese beiden
Gewindemuttern 11 werden zur Bildung des zweiten Gewindeabschnittes 10 auf
den ersten Gewindeabschnitt 9 aufgeschraubt und gegeneinander mit
einem vorbestimmten Drehmoment verspannt, das heißt gegeneinander
gekontert. Bei dem montierten Türscharnier
lagert der zweite Gewindeabschnitt 10, der von den beiden
Gewindemuttern 11 gebildet ist, verdrehfest an dem zweiten
Anschlusselement 2, während
das erste mit dem Scharnierbolzen 4 verdrehfest verbundene
erste Anschlusselement 1 zusammen mit dem Scharnierbolzen 4 in
der Scharnierachse 3 in dem zweiten Gewindeabschnitt 10 verdrehbar
ist.
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Besitzen
die beiden Gewindeabschnitte 9 und 10 in beispielsweise
der bevorzugter Form eines Trapezgewindes mit geringer Steigung
eine gleiche Steigung, so wird die Bremswirkung beim Verschwenken
der Anschlusselemente 1 und 2 gegeneinander ausschließlich durch
die Höhe
der gegenseitigen Verspannung der beiden, den zweiten Gewindeabschnitt 10 bildenden
Gewindemuttern bestimmt.
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Durch
die Wahl eines Trapezgewindes sowie einer möglichst geringen Steigung besitzt
der als Schwenkbremse wirkende Spindeltrieb eine über den
gesamten Schwenkwinkel gleichmäßige Bremswirkung,
das heißt
das erzeugte Bremsmoment ist in sämtlichen möglichen Schwenkwinkeln gleich.
Im übrigen
liegt hierdurch ein Spindeltrieb mit hoher Selbsthemmung vor, wodurch
gute Haltekräfte
in einem gegenseitigen Ruhezustand der beiden Anschlusselemente 1 und 2 gegeben
sind, während niedrigere
Drehmomente bei einem Verschwenken der Anschlusselemente 1 und 2 gegeben
sind, wodurch ein Verschwenken ohne allzu große Kraftaufwendung möglich ist.
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Es
ist möglich,
die ineinander eingreifenden Gewindeabschnitte 9 und 10 in
Umfangsrichtung der Schwenkachse 3 lediglich bereichsweise
vorzusehen, so dass Schwenkwinkelbereiche vorliegen, in denen keine
Bremswirkung erzeugt werden kann. Solche bremsfreien Schwenkwinkelbereiche
können in
beliebig wählbaren
Schwenkwinkelbereichen vorgesehen werden.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das
Bremsmoment der Schwenkbremse nicht nur zwischen einem vorgegebenen,
kontinuierlich wirkenden Maß und
einem bremsfreien Zustand variiert werden, sondern darüber hinaus
bezüglich
eines beliebig zwischen einem maximalen und einem minimalen Bremsmoment wählbaren
Bremsmomentverlaufes. Zu diesem Zweck ist lediglich zwischen den
beiden Gewindeabschnitten 9 und 10 des Spindeltriebes
als Schwenkbremse eine gegenseitig unterschiedlich Gewindesteigung
vorzusehen. Dabei reicht es grundsätzlich aus, wenn lediglich
einer der beiden Gewindeabschnitte 9, 10 seine
Gewindesteigung über
den gewünschten
Schwenkwinkel verändert,
während
der andere Gewindeabschnitt 9; 10 gleiche Steigung
besitzen kann.
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Wird
eine Ausführung
mit einem Unterschied der Gewindesteigungen zwischen den beiden
Gewindeabschnitten 9, 10 des Spindeltriebs gewählt, kann
der zweite Gewindeabschnitt 10 als eine einteilige Gewindemutter
ausgebildet sein. Allgemein ausgedrückt heißt dies, dass bei einer solchen
Ausführung
beide Gewindeabschnitte 9, 10 einteilige Form besitzen
können.
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In
der 2 sind in zwei unterschiedlichen Diagrammen Gewindesteigungen
beispielsweise des zweiten Gewindeabschnittes 10 eingetragen,
die sich verändern
und zwar in dem einen Fall kontinuierlich von einem niedrigen Steigungswert
auf einen hohen und in dem anderen Fall zwischen etwa gleichen Anfangs- und Endwerten mit
einem dazwischen liegenden Maximalwert der Steigung. In den Diagrammen ist
jeweils auf der Abszisse mit X der Schwenkwinkel und auf der Ordinate
mit Y das Maß der
Gewindesteigung aufgetragen.
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Mit
den erfindungsgemäß vorzusehenden Gewindesteigungsunterschieden
zwischen den gegeneinander schwenkenden Gewindeabschnitten 9 und 10 ist
es insbesondere möglich,
das Bremsmoment beispielsweise mit steigendem Schwenkwinkel zu vergrößern. Wie
bereits weiter oben angedeutet, kann das Bremsmoment selbstverständlich in
beliebiger Form zwischen Minimal- und
Maximalwerten über
den vollständigen
Schwenkwinkelbereich variiert werden.
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Alle
in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten
Merkmale können sowohl
einzeln als auch in beliebiger Form miteinander kombiniert erfindungswesentlich
sein.