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Die
Erfindung betrifft ein Türscharnier für Kraftfahrzeuge
mit einer an einem Kraftfahrzeug anordbaren Säulenkonsole,
einer mit der Säulenkonsole gelenkig verbundenen und an
einer Kraftfahrzeugtür anordbaren Türkonsole und
einem Feststeller, aufweisend einen mit der einen von Türkonsole oder
Säulenkonsole verdrehfest verbundenen Rastkörperträger
und ein an der anderen von Türkonsole oder Säulenkonsole
relativ zum Rastkörperträger verdrehbar angeordnetes
Rastierungselement, an dem an einer dem Rastkörperträger
zugewandten Rastoberfläche mindestens eine Rastmarke angeordnet
ist, wobei an dem Rastkörperträger mindestens
ein in Richtung auf die Rastoberfläche vorgespanntes und
mit dieser in Eingriff bringbarer Rastkörper verstellbar
angeordnet ist.
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Ein
gattungsgemäßes Türscharnier ist beispielsweise
aus der
DE 103 43
587 B4 bekannt. Der dort dargestellte und verdrehfest mit
einem Scharnierstift verbundene Rastkörperträger
weist an seiner Außenfläche angeordnete und in
Richtung auf eine Innenfläche einer Rastierungshülse
vorgespannte Rastkörper auf, die zur Arretierung einer
Kraftfahrzeugtür in vorbestimmten Öffnungswinkeln
in entsprechende Rastmarken an der Innenfläche der Rastierungshülse
eingreifen. Zur Gewährleistung der Funktion bewirkt dabei
ein Verschwenken der Türkonsole gegenüber der
Säulenkonsole ein Verdrehen des Rastkörperträgers
gegenüber der Rastierungshülse.
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Das
bekannte Türscharnier der eingangs genannten Art zeichnet
sich durch seine hohe Funktionssicherheit und Langlebigkeit aus,
die nicht zuletzt aus der Anordnung des Rastierungsmechanismuses in
einer abgeschlossenen Einheit resultiert. Nachteilig bei dem bekannten
Rastscharnier ist jedoch, dass die Rastkörper unmittelbar
an den die Rastkörper vorspannenden Federelementen anliegen.
Dies kann eine nur unzureichende Übertragung der Federkräfte sowie
eine lagebedingte Federkraftabweichung zur Folge haben. Darüber
hinaus ist es erforderlich, an dem Rastkörperträger
Aufnahmen zur Lagerung und Führung der Rastkörper
vorzusehen. Aufgrund dieser Funktionsanforderungen an die Führungen
bedarf es dabei eines hohen Fertigungsaufwandes zu deren Herstellung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Türscharnier
für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art bereitzustellen,
das sich besonders kostengünstig herstellen lässt
und eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet. Die Erfindung
löst die Aufgabe durch ein Türscharnier für
Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
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Kennzeichnend
für das erfindungsgemäße Türscharnier
ist die Anordnung des Rastkörpers an einem in dem Rastkörperträger
verschiebbar gelagerten Führungselement. Die Verwendung
eines Führungselements ermöglicht es, die Funktion
der Lagerung und Führung der Rastkörper an dem
Rastkörperträger allein über die Verbindung
des Führungselements mit dem Rastkörperträger
zu bewirken. Auf eine spezielle Ausgestaltung des Rastkörperträgers
zur Aufnahme und Führung des Rastkörpers – wie
dies beispielsweise beim eingangs genannten Stand der Technik der
Fall ist – kann bei dem erfindungsgemäßen
Türscharnier, bei dem das Führungselement die
Lagerungsfunktion übernimmt, verzichtet werden. In Abhängigkeit
von der Ausgestaltung des Führungselements und dessen Anordnung am
Rastkörperträger ist auch deren Verbindungsart – anders
als beim bekannten Stand der Technik – frei wählbar.
So kann statt einer Linienberührung, wie dies beispielsweise
bei zylindrischen Rastkörpern der Fall ist, eine vorteilhafte
flächige Anlage des Führungselements an dem Rastkörperträger
gewählt werden. Auch ist die Größe der
Fläche frei wählbar. Ferner erlaubt die erfindungsgemäße
Ausgestaltung die Auswahl von günstigen Materialien sowie
bei entsprechender Ausgestaltung auch die Verwendung nichtmetallischer
Werkstoffe für den Rastkörperträger und/oder
den Rastkörper.
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Die
mögliche Verwendung von nichtmetallischen Werkstoffen für
den Rastkörperträger hat über dies den
Vorteil einer besonders guten Körperschallentkopplung zwischen
dem Rastkörper und dem Rastkörperträger
sowie dem Federelement und dem Rastkörperträger.
Die Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe erlaubt überdies
eine Reduzierung des zur Geräuschdämmung erforderlichen
Schmiermittels, auf welches im Falle der vorteilhaften Verwendung
spezieller nichtmetallischer Werkstoffe mit Reibungsinhaltsstoffen
nahezu vollständig verzichtet werden kann.
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Wie
bereits zuvor dargelegt, ist die Anordnung des Führungselements
an dem Rastkörperträger grundsätzlich
frei wählbar, sofern eine Relativbewegung des mit dem Führungselement
verbundenen Rastkörpers in Richtung auf die Rastoberfläche
gewährleistet ist. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung ist das Führungselement jedoch längsverschieblich
in einer in dem Rastkörperträger angeordneten
Ausnehmung angeordnet, wobei das Führungselement mit einer
Führungsfläche an einer Innenfläche der
Ausnehmung anliegt. Die Ausnehmung kann dabei einen zylindrischen oder
einen polygonalen Querschnitt aufweisen und das Führungselement
weist eine an den Querschnitt angepasste Form auf, so dass eine
flächige Anordnung zumindestens eines Bereichs des Führungselementes
in der Ausnehmung gewährleistet ist.
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Diese
Ausgestaltung der Erfindung gewährleistet in besonders
zuverlässiger Weise die Funktion des Feststellers des Türscharniers.
Der Rastkörper kann durch Verschieben des Führungselementes
in der Ausnehmung die durch die Kontur der Rastoberfläche
vorgegebenen Bewegungen beim Verschwenken der Türkonsole
gegenüber der Säulenkonsole nachvollziehen. Die
Ausgestaltung der Führungsflächen gemäß dieser
Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich überdies durch
die besonders günstigen Herstellungskosten sowie die Möglichkeit
aus, die Führungsflächen in Größe
und Art entsprechend den anfallenden Lasten zu wählen.
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Darüber
hinaus können Bereiche, die keine Führungsfläche
bilden, sondern beispielsweise zur Aufnahme des Rastkörpers
an dem Rastkörperträger dienen, mit einer hohen
Toleranz gefertigt werden. Sie erfüllen lediglich die Aufgabe,
einen Bewegungsraum für die Rastkörper an dem
Rastkörperträger bereit zustellen. Beispielsweise
für zylindrische Rastkörper an dem Rastkörperträger
vorgesehene Nuten sind nur für deren Freigang erforderlich
und können daher kostengünstig, zum Beispiel spannlos
gefertigt werden, wobei eine toleranzabhängige Zuordnung der
Rastkörper an die Nuten entfallen kann. Auch kann bei bogenförmig
gestalteten Rastkörpern der Wirkradius der Rastkörper,
d. h. der mit den Rastmarken zusammenwirkende Bogenabschnitt unabhängig von
einer Breite einer beispielsweise vorzusehenden Führungsnut
zur Aufnahme der Rastkörper gewählt werden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist das Führungselement
in einer Bohrung angeordnet und weist zumindest abschnittsweise
einen zylindrischen Bereich auf, der die Führungsfläche
bildet. Die Ausgestaltung des Führungselements mit einem
zylindrischen Bereich sowie dessen Anordnung in einer entsprechenden
zylindrischen Bohrung lässt sich zum einen besonders kostengünstig
herstellen und zeichnet sich zum anderen durch eine besonders gute
Kraftübertragung und damit gleichmäßige
Führung aus. Über die Größe
der Führungsfläche, d. h. den zylindrischen Bereich
des Führungselements der mit der Bohrung in Kontakt steht,
kann dabei eine Anpassung an die auftretenden Lasten vorgenommen werden.
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Die
Vorspannung der Führungselemente in Richtung auf die Rastoberfläche
kann unter Verwendung der Federelemente grundsätzlich in
beliebiger Weise erfolgen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung ist das Führungselement jedoch durch ein
einerseits an dem Rastkörperträger und andererseits
an dem Führungselement abgestütztes Federelement
in Richtung auf die Rastoberfläche vorgespannt. Diese Ausgestaltung
der Erfindung erlaubt es in besonderer Weise, die auf das Führungselement
und damit auf den Rastkörper wirkende Kraft festzulegen.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Federelement
in einer sich durch den Rastkörperträger erstreckenden
Bohrung angeordnet und beidenends an einem Führungselement
abgestützt, so dass diese in Richtung auf die Rastoberfläche
vorgespannt sind. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht
es, unter Verwendung eines Federelements zwei Führungselemente
mit im Wesentlichen identischer Federkraft in Richtung auf die Rastoberfläche
vorzuspannen. Die Bohrung zur Aufnahme der Federelemente kann dabei
ebenfalls zur Führung der Führungselemente verwendet
werden, welche ggf. an den Bohrungsdurchmesser angepasst sind. Diese
Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich durch eine besonders einfache
sowie kostengünstige Herstellung aus.
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Die
Ausgestaltung der der Rastoberfläche zugewandten Stirnflächen
der Führungselemente ist grundsätzlich frei wählbar,
da diese in der Regel nicht mit der Rastoberfläche in Eingriff
gelangen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
kann die der Rastoberfläche zugewandte Stirnfläche
des Führungselements jedoch an die Kontur der Rastoberfläche
angepasst sein. Dies gewährleistet im Fall einer gewollten
oder ungewollten Anlage der Stirnfläche an der Rastoberfläche,
beispielsweise im Bereich einer Rastmarke, eine flächige
Anordnung des Führungselements an der Rastoberfläche, so
dass die Funktionssicherheit in besonderer Weise gewährleistet
ist.
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Wie
bereits eingangs dargelegt, ist die Ausgestaltung des Führungselements
grundsätzlich frei wählbar. Grundsätzlich
frei wählbar ist auch die Verbindung des Führungselements
mit dem Rastkörper. Nach einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung ist das Führungselement jedoch einstückig
mit dem Rastkörper ausgebildet. Dies reduziert, insbesondere
bei hohen Stückzahlen, die Fertigungskosten und erleichtert
die Montage des Türscharniers in ergänzender Weise.
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Alternativ
können das Führungselement und der Rastkörper
jedoch auch durch zwei Bauteile gebildet sein, die in einem Fertigungsschritt
miteinander verbunden werden. Neben der Möglichkeit, die
Verbindung stoff- und/oder kraftschlüssig herzustellen, ist
nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass
das Führungselement zur formschlüssigen Verbindung
mit dem Federelement und/oder dem Rastkörper ausgebildet
ist. Die formschlüssige Verbindung des Führungselements
mit dem Federelement gewährleistet in besonderer Weise,
dass die Federkraft in gleichbleibender Weise, nämlich
unabhängig von der Lage am Rastkörperträger
oder dem Führungselement in gleichbleibender Weise, auch
ohne lagebedingte Abweichungen, auf den Rastkörper übertragen
wird. Eine formschlüssige Verbindung des Führungselements
mit dem Rastkörper gewährleistet auf Grund der
zuverlässigen Verbindung eine besonders hohe Funktionssicherheit.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist das Federelement durch eine
Schraubenfeder gebildet und das Führungselement weist einen
an den Innendurchmesser der Schraubenfeder angepassten Bereich auf.
Diese Ausgestaltung der Erfindung, bei dem die Schraubenfeder mit
mindestens einem Teilbereich ihrer Windung koaxial zum Führungselement angeordnet
ist, gewährleistet in ergänzender Weise eine gleichbleibende
auf den Rastkörper wirkende Federkraft. Federkraftabweichungen
in Folge von Lage änderungen des Windungsanfangs der Feder
oder der Feder an sich, werden in wirkungsvollerweise vermieden.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Führungselement
eine an den Rastkörper angepasste Ausnehmung zur Aufnahme
des Rastkörpers auf, wobei bevorzugt die Ausnehmung eine
in Richtung auf den Rastkörper gerichteten Vorsprung und
der Rastkörper einer an dem Vorsprung angepasste Vertiefung
aufweist. Die Anordnung des Rastkörpers in einer Ausnehmung,
beispielsweise einer U-förmigen Vertiefung, gewährleistet
in besonderem Maße eine Verschiebesicherung des Rastkörpers
gegenüber dem Führungselement und sichert so die
Funktion des Türscharniers in ergänzender Weise.
Durch die Verwendung eines Vorsprungs in der Ausnehmung kann der
Rastkörper, eine entsprechende Vertiefung vorausgesetzt,
schienenartig in die Ausnehmung eingeführt werden, wo der
Rastkörper gegen Abheben gesichert ist. Der Rastkörper weist
dabei vorzugsweise einen gleichbleibenden Längsquerschnitt
auf. Diese Ausgestaltung der Erfindung steigert die Funktionssicherheit
in ergänzender Weise.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung weist der Rastkörper
zur Verbindung mit dem Führungselement einen in einer Vertiefung
des Führungselements angeordneten Verbindungsabschnitt auf.
Diese Ausgestaltung verbessert die Verbindung des Führungselements
mit dem Rastkörper in ergänzender Weise. Besonders
bevorzugt weist der Rastkörper dabei einen Zapfen auf,
der in einer Zapfenaufnahme in dem Führungselement angeordnet
ist. Der Zapfen kann dabei bis in Bereiche des Führungselements
hineinragen, welche in der Aufnahme in dem Rastkörperträger
angeordnet sind.
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Grundsätzlich
reicht bereits die Verwendung eines einzigen Führungselements
zur Lagerung eines Rastkörpers an dem Rastkörperträger
aus. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist der Rastkörper jedoch an mehreren, vorzugsweise zwei
im Abstand voneinander angeordneten Führungselementen angeordnet.
Diese Ausgestaltung der Erfindung gewährleistet in besonders
zuverlässiger Weise die Führung des Rastkörpers
gegenüber dem Rastkörperträger und der
Rastoberfläche. Einem Verkanten des Rastkörpers
wird in besonderer Weise vorgebeugt.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung des Türscharniers
ermöglicht es, den vorzugswei se stabförmig ausgebildeten
Rastkörper in seinem der Rastoberfläche zugewandten
Bereich in beliebiger Weise, bevorzugt bogenförmig, insbesondere
kreisbogenförmig auszugestalten. Eine Ausgestaltung der Kontur
des Rastkörpers in Abhängigkeit von beispielsweise
einer Nut zur Aufnahme des Rastkörpers an dem Rastkörperträger
ist nicht erforderlich. Insofern kann der Wirkradius, d. h. der
mit den Rastmarken in Eingriff bringbare Radius der Rastkörper
in beliebiger Weise gewählt werden. Ein geringer Wirkradius
bedingt dabei bei gleichem radialem Einbauraum eine Erhöhung
der Rastmomente durch die Möglichkeit der Gestaltung einer
steileren Rastkonturflanke der Rastmarke, ohne dabei Hub oder Steifigkeit
des Federelements, insbesondere der Schraubenfeder zu verändern.
Eine Veränderung der Eckradien der Rastmarke ist dabei
nicht erforderlich.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind ein
oder zwei Paar einander gegenüberliegende Führungselemente
vorgesehen, die jeweils durch zwei endseitig an den Führungselementen
anliegende Federelemente belastetet sind, die sich durch entsprechende
Bohrungen in dem Rastkörperträger erstrecken und
durch Schraubenfedern gebildet sind. Diese Ausgestaltung der Erfindung
zeichnet sich durch die hohe Funktionssicherheit bei geringen Fertigungskosten
aus.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 Eine
Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform eines
Türscharniers mit Feststeller mit zwei Rastkörpern;
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2 eine
Explosionsdarstellung des Feststellers von 1;
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3 eine
Ansicht eines Schnitts durch den Feststeller von 1;
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4 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines
Rastkörpers mit Führungselementen;
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4a eine
Seitenansicht auf die Ausführungsform des Rastkörpers
mit Führungselementen von 4;
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5 eine
zweite Ausführungsform eines Rastkörpers mit Führungselementen
und
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5a eine
Seitenansicht auf die zweite Ausführungsform des Führungselements
mit Rastkörper von 5.
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Bei
der in 1 dargestellten Abbildung eines Türscharniers 1 sind
die einzelnen Teile des Türscharniers 1 getrennt
voneinander dargestellt, wobei jedoch deren relative Anordnung zu
einer Hauptachse beibehalten ist.
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Das
Türscharnier 1 weist eine an einem Rahmen eines
hier nicht dargestellten Fahrzeugs anbringbare Säulenkonsole 3 auf,
die über einen Feststeller 4 verschwenkbar mit
einer Türkonsole 2 verbunden ist, welche an einer
hier nicht dargestellten Kraftfahrzeugtür anordbar ist.
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Der
Feststeller 4 weist einen verdrehfest mit der Türkonsole 2 verbundenen
Rastkörperträger 5 auf. Zur verdrehfesten
Anordnung des Rastkörperträgers 5 weist
dieser dazu an seiner der Türkonsole 2 zugewandten
Seite eines Flansches 11 einen Steg 12 auf, welcher
in eine entsprechende Ausnehmung einer Türkonsole 2 eingreift.
Zur Sicherung der Position des Rastkörperträgers 5 an
der Türkonsole 2 dient eine Schraube 18,
welche sich durch eine Durchgangsbohrung 19 in einem Ausleger
der Türkonsole 2 in ein Innengewinde 17 des
Rastkörperträgers 5 erstreckt (vgl. 2 und 3).
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Im
montierten Zustand ist der Rastkörperträger 5 innerhalb
einer Rastierungshülse 13, welche verdrehfest
mit der Säulenkonsole 3 verbunden ist, angeordnet.
Der Flansch 11 liegt auf einer Öffnung der Rastierungshülse 13 auf.
Ein auf der dem Flansch 11 abgewandten Seite angeordnete
Zapfen 14 sitzt dabei in einer Aufnahme am Grund der Rastierungshülse 13 und
gewährleistet so die Verschwenkbarkeit der Säulenkonsole 2 gegenüber
der Türkonsole 3 nach Art seines Scharnierstiftes.
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Der
Rastkörperträger 5 weist überdies
zwei sich durch den Rastkörperträger 5 erstreckende
Bohrungen 10 auf, in denen jeweils eine Schraubenfeder 8 angeordnet
ist. Beidenends liegen die Schraubenfedern 8 an Führungselementen 7 an,
die ihrerseits Zapfen 22 aufweisen, welche im montierten
Zustand innerhalb der Schraubenfeder 8 angeordnet sind,
so dass die Schraubenfeder 8 teilweise koaxial zum Zapfen 22 verlaufen.
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Die
Schraubenfedern 8 spannen die Führungselemente 7,
die mit Ihren Führungsflächen 21 an einer
Innenfläche der Durchgangsbohrung 10 anliegen,
in Richtung auf die als Rastoberfläche 16 ausgebildete
Innenfläche der Rastierungshülse 13 vor. Die
Rastoberfläche 16 weist dabei Rastmarken 15 auf,
die zur Arretierung der Türkonsole 2 gegenüber der
Säulenkonsole 3 in vorbestimmten Öffnungspositionen
mit Rastkörpern 6 in Eingriff gelangen, welche an
den Führungselementen 7 befestigt sind, wobei die
Führungselemente 7 aufeinander zu und voneinander
weg in der Durchgangsbohrung 10 bewegt werden können.
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Die
stabförmig ausgebildeten Rastkörper 6 sind
in einer im Querschnitt U-förmigen Vertiefung der Führungselemente 7 angeordnet.
Zur Lagesicherung weist der Rastkörper 6 dabei
eine Vertiefung 23 und die Flanken der U-förmigen
Vertiefung der Führungselemente 7 eine an die
Vertiefung 23 angepasste Wölbung 25 auf,
so dass der Rastkörper 6 schienenartig in die
Führungselemente 7 eingeführt und dort
gegen Abheben gesichert ist. Stirnflächen 24 der Führungselemente 7 sind
bogenförmig ausgebildet (vgl. 4 und 4a).
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In
einem weiteren, in 3, 5 und 5a dargestellten
Ausführungsbeispiel weist der Rastkörper 6a gradlinig
verlaufende Flanken 26 und die U-förmige Vertiefung
der Führungselemente 7 weisen einen entsprechenden
ebenen Verlauf auf. Im Gegensatz zu dem in 4 und 4a dargestellten Ausführungsbeispiel
weist der stabförmige Rastkörper 6a jedoch
zwei sich rechtwinklig zum stabförmigen Abschnitt erstreckende
Vorsprünge 27 auf, die in entsprechende Bohrungen 28 in
den Zapfen 22a der Führungselementen 7 angeordnet
sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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