DE2013122C2 - Verfahren zum Herstellen mit NE-Material umgossener hochbelastbarer Flügelscharniere - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Herstellen mit NE-Material umgossener hochbelastbarer Flügelscharniere, welche zwei über einen Scharnieraugen durchsetzenden Scharnierbolzen miteinander verbindbare, mit Durchbrüchen versehene Scharnierflügel aufweisen, deren einer wenigstens ein in eine Ausnehmung zwischen zwei Gewerbeteilen des anderen eingreifendes Gewerbeteil besitzt und wobei in das oder die Scharnieraugen wenigstens eines der Scharnierflügel Lagerbuchsen aus Gleitlagermaterial für den Scharnierbolzen durch das NE-Material mit eingegossen sind, sowie auf ein nach diesem Verfahren hergestelltes Scharnier.

Die Erfindung bezweckt eine nacharbeitfreie Herstellung von Scharnierflügeln.
Für hohe Belastungen, wie sie insbesondere bei Kraftwagentüren auftreten, geeignete Scharniere werden im allgemeinen aus fortlaufenden Scharnierprofilstreifen aus Stahl in der Weise hergestellt, daß vom fortlaufenden Scharnierprofilstreifen den Scharnierflü-

geln entsprechende Stücke abgelangt und durch Fräsen ihres Kopfprofils mit Gewerbeteilen sowie durch Bohren ihrer Scharnierflügelblattbereiche mit Ausnehmungen für die Befestigungsschrauben versehen werden. In nachfolgenden Arbeitsgängen werden dann in den Gewerbeteilen der Scharnierflügel Bohrungen für den Scharnierbolzen hergestellt u;id die bei den vorausgegangenen Arbeitsgängen entstandenen Kanten und Grate gebrochen. Dieses bekannte und gebräuchliche Verfahren zur Hersteilung hochbelastbarer Scharniere hat einerseits den Vorteil, daß für die ScharnieriXgel ein sehr- festes Material verwendet werden kann, ist andererseits aber durch den gravierenden Nachteil behaftet, daß die Bearbeitung des Materials und somit die Herstellung der Scharnierflügel außerordentlich aufwendig und teuer ist Darüber hinaus haftet den für die Scharnierherstellung nach der bekannten Verfahrensweise gewöhnlich verwendeten Stahlqualitäten der Nachteil an, daß sie durch Salzwasser angegriffen werden und daher vorzeitig korrodieren, falls sie nicht in aufwendigen Verfahren mit einem besonderen Schutzüberzug versehen worden sind.

In dem Bemühen, den Herstellungsaufwand für Flügelscharniere der hier in Rede stehenden Bauart zu vermindern, wurde bereits versucht, die Scharnierflügel mit allen Ausnehmungen und Bohrungen im Druck- und/oder Spritzgußverfahren aus NE-Materialien, insbesondere Zink- oder Aluminium-Druckguß herzustellen, wobei gegebenenfalls beide Scharnierflügel gleichzeitig gegossen und der Scharnierboizen samt der ihn in den Gewerbeteilen der Scharnierflügel lagernden Buchsen, etwa im Sinne eines Umgießens, in das Scharnier eingegossen wurde (US-PS 20 78 076). Aus NE-Materialien, insbesondere Zink- oder Aluminium-Druckguß hergestellte Flügelscharniere können zwar im allgemeinen mit einem vergleichsweise geringen Aufwand hergestellt werden, und sind im allgemeinen auch gegenüber dem Angriff von Korrosion weitaus beständiger als in herkömmlicher Weise aus Stahl-Formprofilen gefertigte Flügelscharniere, vermögen jedoch den insbesondere bei Scharnieren für Kraftfahrzeugtüren auftretenden, hohen Beanspruchungen nicht stand zu halten, weshalb sich diese an sich günstige Herstellungsart für hochbelastbare Scharniere nicht durchsetzen konnte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen mit NE-Material umgossener hochbelastbarer Flügelscharniere sowie nach diesem Verfahren herstellbare Scharnierflügel zu schaffen, welches eine Herstellung wenigstens der Scharnierflügel mit allen erforderlichen Ausnehmungen und Bohrungen und in einer der Festigkeit der bekannten, aus Scharnierprofilen hergestellten Scharnierflügeln gleichwertigen Festigkeit bei Vermeidung jegl'cher Zerspanungs- und Nacharbeit gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus einem ebenen und hochfesten Material scharnierflügelförmige Formteile ausgeschnitten und durch mechanische formgebende Bearbeitung mit Haftbzw. Verankerungsmitteln für das aufzugießende NE-Material versehen und während des Umgießens mit NE-Material im Wege des Spritz- oder Druckgußverfahrens über Mittel gehalten werden, die die Durchbrüche in den Formteilen durchsetzen.

Vor dem Umgießen mit NE-Material werden die Formteile zweckmäßig mit einem Untermaß gegenüber den beabsichtigten Abmessungen der Scharnierflügel ausgeschnitten und an ihrem einen Rand vorgesehenen Lappen mit einem Obermaß gegenüber der Scharnieraugenbohrung eingerollt. Außerdem werden die Formteile vorteilhaft bereits beim Ausschneiden mit Schraubendurchbrüchen sowie mit Durchbrüchen, Durchsetzungen oder Sicken versehen.

Während des Umgießens mit NE-Material werden die Formteile über Abstandshalter aus mit dem NE-Material gleichartigem, in diesem schmelzbaren

ίο Material in ihrer Lage innerhalb der Gießform gehalten. In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Abstandshalter in Form von Klipsen oder Kopfnieten in einem dem Einformen vorausgehenden, maschinell ausgeführten Verfahrensschritt auf die Formteile aufgebracht werden. Vor dem Umgießen mit NE-Material ist an jeder Stirnseite der Formteile wenigstens ein Klips aufgesetzt, und es werden in die Durchbrüche wechselseitig Kopfniete eingesetzt. Diese Klipse und Kopfniete dienen der horizontalen Lagensicherung der Formteile in der Gießform.

Die Herstellung von Flügelscharnieren durch Umgießen von Fonnteilen aus hochfestem Material mit NE-Material gestattet die Erzeugung von Flügelscharnieren, die einerseits die hohe Festigkeit des für die Herstellung der Formteile verwendeten Materials aufweisen und andererseits durch Ausnutzen der Vorteile des Druck- oder Spritzgußverfahrens in einfacher Weise innerhalb enger Toleranzen maßhaltig sind. Ein besonderer Vorzug des Verfahrens beruht darauf, daß der Zuschnitt der Formteile mit verhältnismäßig großen Toleranzen und daher unter Anwendung eines üblichen Schneidverfahrens vorgenommen werden kann.
Bei einem im vorbeschriebenen Verfahren hergestellten Scharnier, das durch eingegossenes NE-Material in den Scharnieraugen befestigte Lagerbuchsen aufweist, bestehen die Scharnierflügel aus allseitig mit einem NE-Material umgossenen Formteilen aus hochfestem Werkstoff, wobei sich die Formteile wenigstens über den gesamten belastbaren Bereich jedes Scharnierflügels hin erstrecken und die Lagerbüchsen aus Lagermaterial gebildet sind. In den Scharnierflügeln sind in den Formteilen Schraubendurchbrüche angeordnet, deren sie umgebende Ränder der Formteile Durchsetzungen aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Durchsetzungen so ausgebildet sind, daß sie an den Schraubendurchbrüchen Ansenkungen bilden. Ferner sind an der einen Randseite jedes Formteiles ein bzw. zwei Lappen freigeschnitten und zu Scharnieraugen eingerollt. In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß Länge und Einrollradius der Lappen derart bemessen sind, daß sie im eingerollten Zustand einerseits einen Abstand zur Gewerbeteiloberfläche einhalten und andererseits einen Zylinderraum umschließen, dessen Durchmesser größer ist, als der Außenumfang der Lagerbuchsen. Die durch mechanische formgebende Bearbeitung ausgebildeten Haft- bzw. Verankerungsmittel für das aufzugießende Material werden vorteilhaft dadurch gebildet, daß die Formteile mit gegensinnig durchgestellten Sicken versehen sind. In Verbindung damit weisen die Lagerbuchsen am Außenumfang ihres Schaftes axial ausgerichtete Rillen auf, die mit den Sicken in den eingerollten Lappen Flußkanäle für das aufzugießende Material bilden. Diejenigen Lagerbuchsen, die bestimmungsgemäß dem Scharnierbolzen gegenüber drehbar sein sollen, sind zweckmäßigerweise mit einer Kunststoffauskleidung als Lagermaterial versehen.

Zur besonderen Verfestigung kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß die Enden der freigeschnittenen und eingerollten Lappen entlang des Randes des flächenhaften Teils der Formteile mit diesen verschweißt sind und daß entlang des Randes der flächenhaften Bereiche.der Formteile zum Verschweißen eine Rippe angeordnet ist.

Bei Verwendung eines Kunststoffmaterials als auf die Formteile aufzugießendes NE-Material bestehen die vorgesehenen Abstandshalter zweckmäßigerweise aus dem gleichen Kunststoffmaterial.

Eine Ausführungsform des nach der Erfindung aufgezeigten Verfahrens und des demgemäß hergestellten Flügelscharnieres ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht des im Verfahrer, hergestellten Scharnieres;

F i g. 2 einen Schnitt durch F i g. 1 entlang der Linie H-II;

Fi g. 3 eine Draufsicht auf ein Formteil für einen zwei Gewerbeteile aufweisenden Scharnierflügel;

F i g. 4 einen Schnitt durch F i g. 3 entlang der Linie

IV-IV;

F i g. 5 eine Draufsicht auf eine andere Gestaltungsform eines Formteiles für einen zwei Gewerbeteile aufweisenden Scharnierflügel·,

F i g. 6 einen Schnitt durch F i g. 5 entlang der Linie

VI-VI;

F i g. 7 einen Schnitt durch F i g. 8 entlang der Linie VII-VlI;

F i g. 8 die Abstandshalteranordnung an den Formteilen in Draufsicht.

Beide Scharnierflügel 2 und 3 eines Scharnieres sind durch Umgießen vorbehandelter, aus Flachwerkstoff gebildeter Formteile 4 bzw. 5 mit Spritz- oder druckgießfähigem NE-Material einteilig als Verbundgußteil hergestellt Beide Scharnierflügel weisen Schraubendurchbrüche 6 und 7 für den Durchtritt von Anschlagschrauben auf, welche einseitig mit Ansenkungen 8 versehen sind. Die Scharnierflügel 2 und 3 sind ferner mit ineinandergreifenden Gewerbeteilen 9 bzw. 10 versehen, in denen Scharnieraugen bildende Bohrungen ii bzw. 12 angeordnet sind. Die Bohrungen U, 12 sind mit Lagerbuchsen 13 bzw. 14 ausgekleidet und werden von einem Scharnierbolzen 15 durchsetzt. Die Lagerbuchsen 13,14 bestehen aus Lagermaterial, wobei die das Drehlager für den Scharnierbolzen 15 bildenden Lagerbuchsen 13,14 zusätzlich mit einer Auskleidung 16 aus Kunststoff versehen sind Aus der Darstellung der F i g. 1 ist noch ersichtlich, daß die Lagerbuchsen 13,14 als Kragenbuchsen ausgebildet und in einer solchen Anordnung in die Gewerbeteile 9 bzw. 10 eingegossen sind, daß ihre Kragen 17 und 18 aufeinander aufliegen. Die zur Herstellung des in F i g. 1 und 2 dargestellten Scharnieres 1 verwendeten Formteile 4 bzw. 5 sind jeweils durch einen einfachen Zuschnitt eines Flachwerkstoffes von hoher Festigkeit, insbesondere Stahlblech, gebildet, wobei sie an den einander zugekehrten Stirnseiten den Gewerbeteilen 9 bzw. 10 entsprechend freigeschnittene Lappen 20 bzw. 21 aufweisen. Die Lappen 20 bzw. 21 sind wie insbesondere aus der Darstellung der F i g. 2 ersichtlich, scharnieraugenartig eingerollt, wobei Lappenlänge und Einrollradius so gewählt sind daß das Formteil sowohl zur Gewerbeteiloberfläche 22 als auch zum Außenumfang der Lagerbuchse 13 bzw. 14 einen den Durchtritt von Schmelze gestattenden Abstand besitzt. Im Bereich der Scharnierlappen weisen die Formteile 4 bzw. 5 gegenüber der beabsichtigten Abmessung jedes Schar-

nierf lügeis 2 bzw. 3 ein Untermaß auf, so daß sie allseitig von dem aufgegossenen Material überdeckt sind. Die Formteile 4 bzw. 5 sind ferner mit Schraubendurchbrüchen 23 bzw. 24 versehen, die den Bohrungen 6 bzw. 7 zugeordnet sind. Der die Schraubendurchbrüche 23 bzw. 24 umgebende Randbereich der Formteile 4 bzw. 5 ist mit Durchsetzungen 25 versehen, deren Steigung der Steigung der Ansenkungen 8 angeglichen ist.

In der Gießform werden die Formteile 4 bzw. 5 zweckmäßig durch Kerne gehalten, die den Bohrungen 6 bzw. 7 zugeordnet sind und die die Formteile 4 bzw. 5 durchsetzen. Ferner werden die scharnieraugenartig eingerollten Lappen 20 bzw. 21 der Formteile 4 bzw. 5 in der Gießform von Kernen zur Bildung der Scharnieraugen durchsetzt, wobei auf die Kerne zweckmäßigerweise die Lagerbuchsen 13 bzw. 14 aufgesteckt sind. Das Umgießen der Formteile 4 bzw. 5 erfolgt unter Anwendung des Spritz- oder Druckgußverfahrens in einer entsprechenden Form, wobei entweder einzelne Scharnierflügel 2 bzw. 3, die nachfolgend durch Eintreiben des Scharnierbolzens miteinander verbunden werden, oder aber ganze Scharniere durch unmittelbar aufeinanderfolgendes Umgießen beider Formteile 4 und 5 bei eingesetztem Scharnierbolzen 15 hergestellt werden können.

Neben einem einfachen Ausschneiden aus Flachwerkstoff und dem Einrollen der Lappen 20 bzw. 21 werden die Formteile 4 bzw. 5 in weiteren, dem Einformen vorgeschalteten Verfahrensschritten einer oder mehrerer Oberflächenbehandlungen zur Erzielung möglichst wirksamer Haft- bzw. Verankerungsmittel für das zu gießende Material unterzogen.

Außer dem Erzeugen einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Oberflächenrauhigkeit kann die Behandlung der Formteile 4 und 5 in einem Einbringen einer Vielzahl von Durchbrüchen 26 bestehen. Die Durchbrüche 26 werden vom aufzugießenden Material ausgefüllt, so daß sich eine gute mechanische Verzahnung zwischen diesem und den Formteilen 4 bzw. 5 ergibt. Die Durchbrüche 26 verhindern gleichzeitig weitgehend eine Lunkerbildung.

Zusätzlich oder anstelle der Einbringung von Durchbrüchen 26 können die Formteile 4 bzw. 5 auch mit gegensinnig durchgestellten Sicken 29 bzw. 30 versehen werden, wodurch neben einer zusätzlichen mechanischen Verzahnung zwischen aufzugießendem Material und Formteil 4 bzw. 5 auch durch die Anbringung der Sicken 29 bzw. 30 eine Steifigkeitserhöhung der Formteile 4 bzw. 5 erreicht wird Die mechanischen Vorbehandlungen der Formteile 4 bzw. 5 können zusammen mit dem Ausschneiden derselben in einem einzigen Schneide- und Prägevorgang durchgeführt werden, da für die Formteile 4 bzw. 5 eine Genauigkeit nur innerhalb weiter Toleranzgrenzen verlangt werden muß.

Bei der Verwendung von Kunststoff als Aufgießmaterial sind die Formteile, über besondere Abstandshalter in der gewünschten Lage in der Gießform gesichert, wobei die Abstandshalter aus dem gleichen Kunst-Stoffmaterial bestehen, wie das AufgießmateriaL sich während des Vergießens mit dem AufgießmateriaL so daß sie sich während des Vergießens mit dem Aufgießmaterial vereinigen. Ausbildung und Anordnung der Abstandshalter, die in einem dem Vergießen g5 vorausgehenden Verfahrensschritt vorteilhafterweise maschinell auf die Formteile 4 bzw. 5 aufgesetzt werden, sind aus den Darstellungen der Fig. 7 und 8 ersichtlich, insbesondere ist an jedem der Stirnränder der Formteile

4 bzw. 5 ein Klips 31 aufgesetzt, wobei die Klipse 31 den seitlichen Abstand des Formteiles 4 bzw. 5 zu den Rändern der Gießform fixieren. Die Höhenlage des Formteiles 4 bzw. 5 in der Gießform ist durch in die Durchbrüche 26 der Formteile 4 bzw. 5 eingesetzte Kopfniete 33 bestimmt, die derart wechselseitig angeordnet sind, daß ihre Köpfe 34 abwechselnd nach

oben und nach unten zeigen. Schließlich sind noch Kopfniete 33 in die Durchbrüche 26 in den eingerollten Lappen 20 bzw. 21 eingesetzt, und zwar derart, daß sie den seitlichen Abstand der eingerollten Lappen 20 bzw. 21 der Formteile 4 bzw. 5 von dem Rand der Gießform festlegen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen mit ME-Material umgossener hochbelastbarer Flügelscharniere, welche zwei über einen Scharnieraugen durchsetzenden Scharnierbolzen miteinander verbindbare, mit Durchbrüchen versehene Scharnierflügel aufweisen deren einer wenigstens ein in eine Ausnehmung zwischen zwei Gewerbeteilen des anderen eingreifendes Gewerbeteil besitzt und wobei in das oder die Scharnieraugen wenigstens eines der Scharnierflügel Lagerbuchsen aus Gleitlagermaterial für den Scharnierbolzen durch das NE-Material mit eingegossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem ebenen und hochfesten Material scharnierflügelförmige Formteile ausgeschnitten und durch mechanische formgebinde Bearbeitung mit Haft- bzw. Verankerungsmitteln für das aufzugießende NE-Material versehen und während des Umgießens mit NE-Material im Wege des Spritzoder Druckgußverfahrens über Mittel gehalten werden, die die Durchbrüche in den Formteilen durchsetzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile vor dem Umgießen mit NE-Material mit einem Untermaß gegenüber den beabsichtigten Abmessungen der Scharnierflügel ausgeschnitten und an ihrem einen Rand vorgesehene Lappen mit einem Übermaß gegenüber der Scharnieraugenbohrung eingerollt werden und daß die Formteile bereits beim Ausschneiden mit Schraubendurchbrüchen sowie mit Durchbrüchen, Durchsetzungen oder Sicken versehen werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile während des Umgießens mit NE-Material über Abstandshalter aus mit dem NE-Material gleichartigem in diesem schmelzbaren Material in ihrer Lage in der Gießform gehalten werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter in Form von Klipsen oder Kopfnieten in einem dem Einformen vorausgehenden, maschinell ausgeführten Verfahrensschritt auf die Formteile aufgebracht werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Umgießen mit NE-Material an jeder Stirnseite der Formteile wenigstens ein Klips aufgesetzt ist und in die Durchbrüche wechselseitig Kopfniete eingesetzt werden.

6. Im Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 5 hergestelltes Scharnier, das durch eingegossenes NE-Material in den Scharnieraugen befestigte Lagerbuchsen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharnierflügel (2 bzw. 3) aus allseitig mit einem NE-Material umgossenen Formteilen (4 bzw. 5) aus einem hochfesten Flachwerkstoff bestehen, wobei sich die Forr.iteile (4, 5) wenigstens über den gesamten belastbaren Bereich jedes Scharnierflügels hin erstrecken und wobei die Lagerbuchsen (13 bzw. 14) aus Lagermaterial bestehen.

7. Scharnier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (4 bzw. 5) Schraubendurchbrüche (23 bzw. 24) in den Scharnierflügeln aufweisen und daß die die Schraubendurchbrüche (23 bzw. 24) umgebenden Ränder der Formteile (4

bzw. 5) Durchsetzungen (25) aufweisen.

8. Scharnier nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsetzungen (25) so ausgebildet sind, daß sie an den Schraubendurchbrüchen (23,24) Ansenkungen bilden.

9. Scharnier nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der einen Randseite jedes Formteiles (5 bzw. 4) ein Lappen (21) bzw. zwei Lappen (20) freigeschnilten und zu Scharnieraugen eingerollt sind.

10. Scharnier nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Länge und Einrollradius der Lappen (21, 20) derart bemessen sind, daß sie im eingerollten Zustand einerseits einen Abstand zur Gewerbeteiloberfläche einhalten und andererseits einen Zylinderraum umschließen, dessen Durchmesser größer ist, als der Außenumfang der Lagerbuchsen (13,14).

11. Scharnier nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der freigeschnittenen und eingerollten Lappen (20 bzw. 21) entlang des Randes des flächenhaften Teils der Formteile (4 bzw. 5) mit diesen verschweißt sind und daß entlang des Randes der flächenhaften Bereiche der Formteile (4, 5) zum Verschweißen eine Rippe angeordnet ist

12. Scharnier nach einem der Anspiiiche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber dem Schcrnierbolzen drehbaren Lagerbuchsen (14) mit einer Kunststoffauskleidung (16) versehen sind.

13. Scharnier nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (4,5) mit gegensinnig durchgestellten Sicken (29,30) versehen sind.

14. Scharnier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgegossene NE-Material und vorgesehene Abstandshalter (31, 33) aus dem gleichen Kunststoffmaterial bestehen.

15. Scharnier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchsen (13, 14) am Außenumfang ihres Schaftes axial ausgerichtete Rillen aufweisen, die mit den Sicken (29, 30) in den eingerollten Lappen (20, 21) Flußkanäle für das aufzugießende Material bilden.