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Die Erfindung befaßt sich mit einem teilbaren Türscharnier,
insbesondere für Fahrzeuge, mit zwei schnell verbind- und
trennbaren Untereinheiten, von welchen eine erste einstellbar
an dem Türpfosten, insbesondere an dem Türpfosten einer
Fahrzeugkarosserie befestigt ist und eine zweite an der Tür
befestigt verbleibt, um ein schnelles Entfernen und
Wiederanbringen der Tür an der Fahrzeugkarosserie zu ermöglichen, siehe
beispielsweise das Dokument DE-A-37 06 845.
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Beim Zusammenbau und Lackieren von Fahrzeugkarosserien,
insbesondere Kraftfahrzeugkarosserien, werden die Seitentüren an
den Türpfosten der Rohkarosserie befestigt. Die Scharniere
werden eingestellt (beispielsweise durch Ausgleichen mit
Beilegscheiben und/oder durch das Ausführen kleinerer
Einstellungen an dem Teil des Scharniers, der mit dem Türpfosten
verbunden ist), um relativ große Arbeitstoleranzen
auszugleichen und sicherzustellen, daß die Türen bündig an der Karosse
sitzen. Die Karosserie wird als Ganzes lackiert. Die Türen
werden entfernt, um die verschiedenen
Betätigungsvorrichtungen an den Türen und der Karosserie zu montieren, und die
fertigen Türen werden anschließend wieder an der
Originalkarosse angebracht.
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Um die vorstehenden Arbeitsschritte zu beschleunigen und eine
Wiedereinstellung der Scharniere beim Wiederanbau der Türen
an der Karosserie zu vermeiden, werden
Tür-Karosserie-Scharniere verwendet, die in zwei Teile oder Untereinheiten
aufgeteilt sind: Eine von diesen, welche diejenige ist, welche zur
korrekten Ausrichtung der Tür mit Bezug auf die Türöffnung
eingestellt wird, ist unmittelbar mit dem Türpfosten der
Karosserie verbunden, während die andere mit der Tür verbunden
verbleibt und mit ihr entfernt und wieder angebracht wird.
Gewöhnlich erfolgt dies durch Entfernen eines Stiftes,
normalerweise des Scharnierstiftes oder eines Stiftes oder einer
Schraube, die koaxial in den Buchsen sitzt, um welche das
Scharnier verschwenkt.
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Bekannte Scharniere der zuvor beschriebenen Art besitzen
mehrere Nachteile. Zunächst weisen sie einen relativ hohen Grad
an Reibung auf, da sie vollständig um einfache Buchsen
(Gleitlager) rotieren, die geschmiert gehalten werden müssen.
Zweitens wirken bekannte Scharniere in vorspringender Weise,
um es zu ermöglichen, die Türen mittels einer einfachen
Linearbewegung zu entfernen/wieder anzubringen, was die
Betriebsbelastung auf sie erheblich steigert, insbesondere,
wenn das Fahrzeug eine Vielzahl von Zubehör besitzt und das
Normalgewicht der Tür durch viele Betätigungsvorrichtungen
gesteigert ist (Scheibenhebermotor,
Zentralverriegelungseinheiten u. dgl.).
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
neue Art eines in zwei Teile oder Untereinheiten teilbaren
Scharniers zu schaffen, welches außerdem in seiner Ausführung
kompakt und äußerst einfach ist und für eine Reduzierung der
Reibung und der Belastung im Betrieb sorgt, auch wenn es bei
Türen verwendet wird, die eine Vielzahl von
Betätigungsvorrichtung aufweisen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht darin, für eine schnelle und störungsfreie Verbindung
und Trennung der beiden Teile oder Untereinheiten des
Scharniers zu sorgen, um eine störungsfreie Montage/Lackierung der
Fahrzeugkarosserie zu ermöglichen.
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Die vorliegende Erfindung offenbart die in Anspruch 1
beschriebenen Merkmale.
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Dies ermöglicht ein Abtrennen des/der das Scharnier drehbar
tragenden Elements/Elemente von denjenigen, an welchen sie im
Betrieb montiert sind, das Scharnier schnell in zwei
Untereinheiten zu teilen und unter Aufrechterhaltung der
Kompaktheit des Scharniers den notwendigen Raum für Wälzlager (oder
Gleitlager, wie z. B. Buchsen o. dgl.) zu schaffen, um die
Reibung im wesentlichen zu eliminieren, ohne gegenseitige
Beeinflussung zwischen den Lagern und den Befestigungselementen
des Scharniers.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung besitzt das Scharnier auch ein Verbindungsglied, das
durch das bewegliche Verbindungselement lösbar an dem Auge
eines Tragarms der zweiten Untereinheit befestigt ist und
seinerseits einen Kopf aufweist, der mit der unteren
Absatzfläche einer Halterung der ersten Untereinheit zusammenwirkt.
Das Verbindungsglied bildet einen Teil der Haltemittel, die
auch ein Stiftelement aufweisen, das mit der Halterung
verbunden ist und von der unteren Absatzfläche der Halterung
koaxial mit der Scharnierachse vorspringt, wobei ein zweites
Radiallager in den Kopf des Verbindungsgliedes eingepaßt ist,
der die Form eines Auges besitzt und in welchen das
Stiftelement frei laufend unter der Zwischenlage des zweiten
Radiallagers eingreift.
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Im Gegensatz zu einem Arbeiten in vorspringender Weise wirkt
das Scharnier daher an zwei Punkten in einem gegebenen
Abstand voneinander und fluchtend entlang der Gelenkachse und
sorgt daher für eine optimale Lastverteilung, auch wenn es
bei mit schwerem Zubehör versehenen Türen eingesetzt wird.
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Eine nicht einschränkende Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird als Beispiel mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht
eines erfindungsgemäßen Scharniers;
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Fig. 2 eine Explosionsansicht der inneren
Bauteile des Scharniers nach Fig. 1;
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Fig. 3 einen Querschnitt eines Details des
Scharniers nach Fig. 1 und 2;
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Fig. 4 eine schematische Ansicht des Gelenks,
wenn es getrennt ist.
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Mit der Bezugsziffer 1 ist in den beigefügten Zeichnungen ein
in zwei Elemente oder Untereinheiten 2 und 3 auftrennbares
Scharnier bezeichnet. Das Scharnier 1 kann insbesondere bei
einem Fahrzeug Einsatz finden, vorzugsweise bei einem
Kraftfahrzeug, um auf leicht zu montierende und leicht zu
entfernende Weise eine Seitentür 4 des Fahrzeuges an einem
zugehörigen Türpfosten 5 der Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt)
anzubringen. Wie später genauer erläutert werden wird, sind die
Untereinheiten 2 und 3 so ausgebildet, daß sie leicht und
schnell verbunden und getrennt werden können, wobei die
Un
tereinheit 3 einstellbar in bekannter Weise an dem Türpfosten
5 angebracht ist, und die Untereinheit 2 mit der Tür 4
verbunden bleibt.
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Das Scharnier 1 erlaubt somit ein störungsfreies Entfernen
und Wiederanbringen der Tür 4 von/an dem Türpfosten 5 und, im
Falle eines Fahrzeuges, ein Durchführen eines bekannten
Montage/Lackierungs-Zyklus, der die Arbeitsschritte einer
Vormontage der Tür 4 an dem Türpfosten 5, eines Ausrichtens der
Tür, das Lackieren der Tür und der Karosserie, eines
Entfernens der Tür 4 zum Einbau der Betätigungsvorrichtungen (an
der Tür 4 und in die Fahrzeugkarosse) und eines
Wiederanbringens der Tür 4 an dem Türpfosten 5 der gleichen Karosserie
wie vor dem Lackieren umfaßt, ohne weitere Einstellungen an
dem Scharnier 1.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, besitzt die Untereinheit 3 einen
Tragarm 9, der an einem Ende 10 in eine Platte 11 zum Anbringen
an dem Türpfosten 5 und an dem entgegengesetzten Ende 12 in
eine Halterung 13 mündet, die bei dem gezeigten Beispiel
durch einen zylindrischen Abschluß gebildet ist. Die Platte
11 ist in bekannter Weise ausgebildet, um es zu ermöglichen,
das Scharnier 1 in bekannter Weise mit Bezug auf den
Türpfosten 5 (z. B. durch Einfügen von Beilegscheiben unter die
Platte 11 und/oder durch Durchführen kleinerer Einstellungen
an der Platte 11, wie sie durch Löcher 4 für bekannte
Befestigungsschrauben (nicht gezeigt) ermöglicht sind, die
geringfügig größer als die Schraubenschäfte sind) einzustellen,
wohingegen die Halterung 13 so ausgebildet ist, daß sie
Haltemittel 15 darstellt, die ihrerseits zur Aufnahme von
Verbindungsmitteln (siehe Fig. 2) an der Untereinheit 2
ausgebildet sind, um die Untereinheit 2 mit sehr geringer
Rei
bung, wie noch zu sehen sein wird, und in drehbarer Weise um
eine gemeinsame Scharnierachse A mit der Untereinheit 3 zu
verbinden.
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Genauer besitzen die Haltemittel 15 einen zylindrischen Stift
19, der mit der Halterung 13 verbunden ist, beispielsweise
einstückig mit ihr ausgebildet ist, und koaxial zu der
Scharnierachse A von der oberen Absatzfläche 20 der Halterung 13
vorspringt. Erfindungsgemäß weist die Untereinheit 3 auch ein
radiales Wälzlager 21 einer bekannten, für den Anwendungsfall
geeigneten Art (z. B. ein Rollen- oder Nadellager), das frei
laufend auf dem Stift 19 sitzt, und ein Axialwälzlager 22
einer bekannten, für den Anwendungsfall geeigneten Art auf (z.
B. ein Nadellager), das koaxial um den Stift 19 gegen die
Fläche 20, und vorzugsweise innerhalb eines Sitzes 23 in Form
einer Vertiefung in der Fläche 20 an der Halterung 12
angeordnet ist.
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Die Untereinheit 2 besitzt andererseits einen Tragarm 24, der
an einem Ende in einer bekannten Platte 25 zum Anbringen an
der Tür 4, ähnlich der Platte 11, und an dem
entgegengesetzten Ende in einem Auge 26 mündet, in welches in axial
gleitender Weise der Stift 19 unter der Zwischenanordnung des
Lagers 21 (Fig. 1) eingreift, das in das Auge 26 eingepaßt ist.
Bei dem gezeigten Beispiel ist die verschiebliche Verbindung
daher zwischen dem Lager 21 und dem Stift 19 ausgebildet,
obwohl selbstverständlich das Lager 21 auf dem Stift 19 gepaßt
sein kann, so daß die axial gleitende Verbindung zwischen dem
Lager 21 und dem Auge 26 durch Schaffen einer beweglichen
Verbindung zwischen dem Auge 26 und dem Außenring des Lagers
21 ausgebildet ist, ohne den Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Das Auge 26 ist so ausgebildet, daß es die Absatzfläche 20
der Halterung 13 unter der Zwischenlage des Axiallagers 22
berührt, so daß das Gewicht der Tür 4 von der Halterung 13
getragen wird, während gleichzeitig eine Rotation der
Untereinheiten 2 und 3 mit niedriger Reibung ermöglicht ist.
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Die Untereinheit 3 besitzt ferner ein Verbindungsglied 27,
das entfernbar mit der Halterung 13 verbunden ist und in dem
gezeigten Beispiel einen Kopf 28 in Form eines Auges
aufweist, der mit der unteren Absatzfläche 29, entgegengesetzt
der Fläche 20, der Halterung 13 zusammenwirkt. Genauer bildet
das Verbindungsglied 27 einen Teil der Haltemittel 15, die
auch einen Stift 30 aufweisen, der mit der Halterung 13
verbunden und beispielsweise einstückig mit der Halterung 13 und
dem Stift 19 ausgebildet ist und von der Fläche 29 koxial zu
der Scharnierachse A vorspringt. Ein zweites Radialwälzlager
31, identisch zu dem Lager 21, ist in den Kopf 28 eingefügt,
in welchen unter der Zwischenanordnung des Lagers 31 das
Stiftelement 30 frei laufend eingreift, an welchem das
Verbindungsglied 27 dann zwischen dem freien Ende des Stifts 30
und der Fläche 29 durch einen Stützring axial verriegelt
wird, z. B. durch einen Seegerring 32, der in eine Nut 33 an
dem freien Ende des Stifts 30 eingefügt ist.
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Der Tragarm 24, der das Hauptbauteil der Untereinheit 2
darstellt, besitzt einen prismatisch-zylindrischen Körper 34,
der die Platte 25 mit dem Auge 26 verbindet, seitlich und
parallel zu dem Auge 26 angeordnet ist und eine
Durchgangsbohrung 35 (Fig. 2) parallel zu der Scharnierachse A
aufweist. Die Untereinheit 2 verfügt ferner über ein bewegliches
Verbindungselement zum Verbinden des Auges 26 mit dem Kopf 28
des Verbindungsgliedes 27, das wiederum bei dem gezeigten
Beispiel einen Stift 38 aufweist, der einen Kopf 39 (z. B.
mit einer Sechskantsteckeinsatzöffnung 40) an einem Ende und
einen Gewindebereich 42 am entgegengesetzten Ende besitzt.
Der Stift 38 greift in verschieblicher Weise in die Bohrung
35 ein und ist länger als der Körper 34, so daß das
Gewindeende 42 über den Boden der Bohrung 35 in Richtung des
Verbindungsgliedes 27 hervorsteht, während der Kopf 39 nahe des
Auges 26 verbleibt.
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An dem dem Kopf 28 entgegengesetzten Ende verfügt das
Verbindungsglied 27 seinerseits über eine Gewindedurchgangsbohrung
44, in welche das Gewindeende 42 eingreift, so daß das
Verbindungsglied 27 zusätzlich zu der Drehverbindung an der
Halterung 13 auch lösbar mit dem Auge 26 verbunden ist, wobei
der Stift 38 ein bewegliches Verbindungselement bildet, das
einen Teil des Scharniers 1 darstellt und zum mechanischen
Verbinden der Untereinheiten 2 und 3 dient. Erfindungsgemäß
wird jedoch die Verbindung durch den Stift 38 nicht entlang
der Scharnierachse A, sondern entlang einer Achse B
hergestellt, die mit der Achse der Bohrung 35 (Fig. 2)
zusammenfällt und daher, wenngleich parallel zu der Scharnierachse A,
von dieser abweicht.
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Zum Verbessern der Verbindung zwischen dem Tragarm 24 und dem
Verbindungsglied 27 besitzen die Verbindungsmittel 16
wenigstens einen prismatischen Vorsprung 50, bei dem dargestellten
Beispiel ein Paar nebeneinanderliegender Vorsprünge 50, die
einstückig mit dem Tragarm 24 ausgebildet sind und von dem
Boden des Körpers 34 an einer von der Halterung 13 weg
weisenden Seite des Körpers 34 vorspringen. Korrespondierend
besitzt das Ende des Verbindungsgliedes 27 mit der
Gewindebohrung 44 zwei entsprechende, nebeneinanderliegende Nuten 54
(Fig. 3) zur Aufnahme der Vorsprünge 50, die an einem
rückwärtigen, äußeren Seitenflächenbereich 55 des
Verbindungsgliedes 27 ausgebildet sind, der dem Tragarm 24 in der
Verwendung zugewandt ist. Folglich fluchtet das Verbindungsglied
27 im wesentlichen mit dem Körper 34 und dem Auge 26, wenn
die Vorsprünge 50 in die Nuten 54 eingreifen, und bildet eine
angebundene Grunderweiterung des Tragarms 24, wenn der
Gewindestift 38 in den Löchern 35, 44 verriegelt ist.
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Die durch den Stift 19 und die Nuten 54 gebildeten
Haltemittel erlauben es daher den durch das Auge 26 und die
Vorsprünge 50 gebildeten Verbindungsmitteln, sich axial und
parallel zu der Scharnierachse A zu bewegen, wobei die
Axialbewegung nur verhindert wird, wenn der Gewindestift 38 in den
Bohrungen 35, 44 verriegelt ist. Folglich kann bei der
tatsächlichen Verwendung das Scharnier vormontiert werden, wie
in Fig. 2 gezeigt, um die Untereinheiten 2 und 3 übereinander
in drehbarer Weise mit niedriger Reibung (mittels der Lager
21, 22, 31) zu verbinden, wobei das Scharnier 1 in bekannter
Weise an dem Fahrzeug angebracht werden kann, d. h. durch
Befestigungsplatten 11 und 25 an dem Türpfosten 5 bzw. der
Tür 4, und die Stellung des Scharniers 1 in bekannter Weise
so eingestellt werden kann, daß die Tür 4 mit der Türöffnung
ausgerichtet ist und mit der Außenseite der
Fahrzeugkarosserie fluchtet.
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Zum Entfernen der Tür 4 nach dem Lackiervorgang können die
Untereinheiten 2 und 3 in im wesentlichen der gleichen Zeit,
die zum Trennen bekannter Scharniere benötigt wird, getrennt
werden, indem man den Stift 38 aus der Bohrung 44 (Fig. 4)
herausschraubt, um das Verbindungsglied 27 zu lösen, das (aus
der Stellung in Fig. 1) in der Richtung des Pfeils in die
Stellung nach Fig. 4 verdreht wird, und die Tür 4 von dem
Pfosten 5 zusammen mit der Untereinheit 2 abhebt. Der Stift
38 kann entweder mit der Untereinheit 2 innerhalb der Bohrung
35 verbunden bleiben oder ganz entfernt werden.
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Zum Wiederanbau der Tür wird das Scharnier 1 wieder montiert,
indem man die gleichen Arbeitsschritt in umgekehrter
Reihenfolge durchführt. Dies wird durch die Vorsprünge 50
vereinfacht, die, wenn sie in die Nuten 54 eingefügt sind,
einerseits für ein korrektes Positionieren des Verbindungsgliedes
27 sorgen (um den Stift 38 unmittelbar ohne Versuchs- und
Fehlausrichtung des Stifts 38 und der Bohrung 44 einzufügen)
und andererseits für die Ausbildung einer weiteren
mechanischen Verbindung des Tragarms 24 mit dem Verbindungsglied 27
sorgen, so daß im Betrieb das Verbindungsglied 27 als eine
Erweiterung des Tragarms 24 wirkt, der somit nicht nur durch
den Stift 19 (vorspringende Verbindung), sondern auch durch
den in das Verbindungsglied 27 eingreifenden Grundstift 30
mit der Halterung 13 verbunden ist. Wenn der Stift 38 zum
Trennen der Untereinheiten 2 und 3 entfernt wird, wird das
Verbindungsglied durch den Haltering 32 an dem Stift 30
gehalten.
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In Abhängigkeit von dem zur Verfügung stehenden Raum können
die Wälzlager 21, 22, 31 selbstverständlich durch
entsprechende Buchsen oder Gleitlager oder durch sonstige ähnliche
Mittel zur Reibungsverminderung ersetzt werden.