DE10330162B4

DE10330162B4 - Hinge with integrated locking and braking function

Info

Publication number: DE10330162B4
Application number: DE2003130162
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Bohn
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2023-07-05
Also published as: DE10330162A1

Abstract

Scharnier (10) mit integrierter Feststell- und Bremsfunktion zum gezielten Abbremsen und stufenlosen Feststellen einer Schwenkbewegung (R), insbesondere Scharnier für eine Tür eines Kraftfahrzeugs, mit einem Lagerteil (1), an welchem ein Lagerbolzen (2) drehfest montiert ist, mit einem Schwenkteil (3), das um eine Drehachse (X) am Lagerbolzen (2) schwenkbar montiert ist, und mit einer stufenlosen Halteeinrichtung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (4) aus flächig aneinander anliegenden Reibpaarungen (5, 6) mit einer im Verhältnis zur Gleitreibungszahl (μ_G) großen Haftreibungszahl (μ_H) gebildet ist in Form von zur Drehachse (X) konzentrischen Mantelflächen (7) und/oder Stirnflächen (8) des Lagerbolzens (2) und des Schwenkteils (3).Hinge (10) with integrated locking and braking function for targeted braking and stepless locking a pivotal movement (R), in particular hinge for a door of a motor vehicle, with a bearing part (1) on which a bearing pin (2) is rotatably mounted, with a Pivoting part (3), which is pivotally mounted about an axis of rotation (X) on the bearing pin (2), and with a continuous holding device (4), characterized in that the holding device (4) of surface abutting friction pairings (5, 6) one in relation to the sliding friction coefficient (μ _G ) large static friction coefficient (μ _H ) is formed in the form of the axis of rotation (X) concentric lateral surfaces (7) and / or end faces (8) of the bearing pin (2) and the pivoting part (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Scharnier mit integrierter Feststellfunktion zum gezielten Abbremsen und stufenlosen Feststellen einer Schwenkbewegung. Die Erfindung betrifft insbesondere derartige Scharniere für Türen eines Kraftfahrzeugs. Das Ziel solcher Scharniere ist es, eine sichere Haltestellung an jedem Punkt der Schwenkbewegung bereitzustellen, ohne dass das leichte Verstellen des Scharniers stark beeinträchtigt wird. Hierfür ist es bekannt, das Scharnier zwischen dem bewegbaren Schwenkteil und einem feststehenden Lagerteil mit einem extra Feststeller bzw. einer Halteeinrichtung zu versehen.The The invention relates to a hinge with integrated locking function for targeted braking and continuous detection of a pivoting movement. The invention particularly relates to such hinges for doors of a Motor vehicle. The goal of such hinges is to provide a safe To provide a holding position at each point of the pivoting movement, without the slight adjustment of the hinge is severely impaired. Therefor it is known, the hinge between the movable pivot member and a fixed bearing part with an extra lock or a To provide holding device.

Die DE 103 11 199 A1 zeigt eine stufenlos blockierbare Feststellvorrichtung mit einem fluidgefüllten Gehäuse und einer Welle, die das Gehäuse an einer Seite durchdringt. Dabei ist in dem Gehäuse ein mit der Welle verbundenes Spurlager angeordnet, das mit einer bestimmten Anpresskraft gegen eine Fläche des Gehäuses gedrückt wird und wobei das Spurlager Taschen im Bereich dieser Berührungsfläche aufweist, die eine Flüssigkeitsreibung zwischen dem Spurlager und dem Gehäuse ermöglichen.The DE 103 11 199 A1 shows a continuously lockable locking device with a fluid-filled housing and a shaft which penetrates the housing on one side. In this case, in the housing connected to the shaft track bearing is arranged, which is pressed with a certain contact force against a surface of the housing and wherein the thrust bearing has pockets in the region of this contact surface, which allow fluid friction between the thrust bearing and the housing.

Die DE 42 12 181 A1 zeigt ein Scharnier mit Arretierung, insbesondere für eine Kraftfahrzeugseitentür. Hierzu weist das Scharnier Arretierungsteile auf, die federbelastet und mit Kurvenbahnen ausgestattet gegenüber einem Scharnierzapfen axial beweglich sind. Dabei sind den Arretierungsteilen gegenüber dem Scharnierzapfen ebenfalls axial bewegliche und mit den Scharnierhälften drehfest verbundene Reibschlusselemente zugeordnet, wobei die Federelemente die Arretierungsteile und die Reibschlusselemente innerhalb eines durch die beiden Scharnierhälften gebildeten, geschlossenen Hohlraumes angeordnet sind.The DE 42 12 181 A1 shows a hinge with locking, especially for a motor vehicle side door. For this purpose, the hinge has locking parts which are spring-loaded and equipped with cam tracks are axially movable relative to a hinge pin. In this case, the locking parts relative to the hinge pin also axially movable and rotatably connected to the hinge halves frictionally engaged associated elements, wherein the spring elements, the locking parts and the frictional engagement elements are formed within a closed cavity formed by the two hinge halves.

Die DE 199 01 263 A1 zeigt eine Gelenkverbindung, insbesondere ein Türscharnier, mit einer Vorrichtung zum Festsetzen eines ersten Bewegungselements. Das Scharnier ist ohne Halte-Rasten ausgebildet und der Halt der Tür erfolgt allein durch Haftreibung. Mit dem Übergang zur Gleitreibung am Beginn der Schwenkbewegung ist eine „Schalteinheit" vorgesehen, die die Anpresskraft der Bremselemente verringert.The DE 199 01 263 A1 shows a hinge connection, in particular a door hinge, with a device for fixing a first movement element. The hinge is designed without holding detents and the door is held solely by static friction. With the transition to sliding friction at the beginning of the pivoting movement, a "switching unit" is provided, which reduces the contact pressure of the brake elements.

Aus der DE-OS-34 04 152 A1 ist beispielsweise ein Scharnier mit gebremster Schwenkwinkelbeschleunigung bekannt, bei welchem eine Halteeinrichtung in Form einer Konusbremse und einer Spanneinrichtung an dem Scharnier vorgesehen ist. Die Konusbremse besteht aus einem konusförmigen Teil, welches mit gegenüberliegenden geneigten Flächen einer Hülse zusammenwirkt. Die Konusflächen werden mittels einer Vorspannschraube der Spanneinrichtung vorgespannt zum Einstellen einer gewünschten Bremskraft. Nachteilig bei diesem Scharnier ist einerseits, dass die Herstellung der Konusbremse relativ aufwendig ist und dass andererseits eine relativ hohe Bremskraft erforderlich ist, um eine ausreichende Haltewirkung zu realisieren. Dies beeinträchtigt die Bewegung des Scharniers.From the DE-OS-34 04 152 A1 For example, a hinge with braked pivoting angular acceleration is known in which a holding device in the form of a cone brake and a tensioning device is provided on the hinge. The cone brake consists of a cone-shaped part, which cooperates with opposite inclined surfaces of a sleeve. The conical surfaces are biased by means of a biasing screw of the clamping device for setting a desired braking force. A disadvantage of this hinge is on the one hand, that the production of the cone brake is relatively expensive and that on the other hand, a relatively high braking force is required to realize a sufficient holding effect. This affects the movement of the hinge.

Aus der europäischen Patentschrift EP 0 907 818 B1 ist ein Scharnier mit Schwenkhemmung bekannt, bei dem die Halteeinrichtung integriert ausgebildet ist. Hierzu sind am Schwenkbolzen und an der Aufnahmeöffnung des Schwenkteils keilförmige Klemm-Flächen mit abfallendem Nocken vorgesehen. Die keilförmigen Flächen kommen im Verlaufe der Schwenkbewegung zunehmend in Kontakt, sodass über die Schwenkbewegung eine variable Brems- und/oder Haltekraft realisierbar ist. Nachteilig bei diesen auch als "Kreiskeilprinzip" bezeichneten Halteeinrichtungen für Scharniere sind eine relativ hohe Geräuscherzeugung sowie über die Lebensdauer ein relativ starker Verschleiß. Die Herstellung von Kreiskeilgeometrien an den Bauteilen ist relativ aufwendig. Zudem kann es zu Funktionsproblemen bei derartigen Scharnieren kommen, wenn zwei solcher Scharniere verwendet werden und die Drehachsen nicht genau zueinander fluchten.From the European patent EP 0 907 818 B1 is a hinge with swivel escapement, in which the holding device is formed integrally. For this purpose, wedge-shaped clamping surfaces with sloping cams are provided on the pivot pin and on the receiving opening of the pivoting part. The wedge-shaped surfaces come increasingly in contact during the pivoting movement, so that a variable braking and / or holding force can be realized via the pivoting movement. A disadvantage of these also called "circular wedge principle" holding devices for hinges are a relatively high noise generation and over the life of a relatively heavy wear. The production of circular wedge geometries on the components is relatively expensive. In addition, there may be functional problems with such hinges when two such hinges are used and the axes of rotation are not exactly aligned.

Die Erfindung hat demgegenüber zur Aufgabe, ein Scharnier mit integrierter Feststell- und Bremsfunktion bereitzustellen, welches konstruktiv einfach ausgebildet ist und eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet. Das Scharnier soll dennoch eine möglichst große Variabilität in der Einstellung der Brems- und Haltekräfte sowie geringe Betätigungskräfte erlauben.The In contrast, the invention has to the task, a hinge with integrated locking and braking function provide, which is structurally simple and ensures a high level of functional reliability. The hinge should nevertheless one possible size variability allow in the setting of the braking and holding forces and low actuation forces.

Diese Aufgabe wird mit einem Scharnier mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These Task is done with a hinge with the features of the claim 1 solved. Advantageous embodiments and developments are the subject the dependent Claims.

Das Scharnier gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Lagerteil auf, an welchem ein Lagerbolzen drehfest montiert ist, sowie ein Schwenkteil, das um eine Drehachse schwenkbar am Lagerbolzen montiert ist. Das erfindungsgemäße Scharnier ist dadurch gekennzeichnet, dass eine stufenlose Halteeinrichtung aus flächig aneinander anliegenden Reibpaarungen mit einer im Verhältnis zur Gleitreibungszahl μ_G großen Haftreibungszahl μ_H gebildet ist, die in Form von zur Drehachse kon zentrischen Mantel- und/oder Stirnflächen des Lagerbolzens und des Schwenkteils ausgebildet sind. Die flächigen Reibpaarungen der Halteeinrichtung sind als stirnseitige oder mantelförmige, symmetrische Flächen am Lagerbolzen und am Schwenkteil ausgebildet, sodass die Baugröße durch die Halteeinrichtung bzw. den Feststeller nicht vergrößert wird. Die Ausbildung der Reibflächen mit einem spezifischen Material und/oder in einer spezifischen Form ist erfindungsgemäß derart, dass eine im Verhältnis zur Gleitreibungszahl μ_G relativ große Haftreibungszahl μ_H gebildet ist. Dieses Verhältnis von Gleitreibung zu Haftreibung wird beispielsweise durch eine spezifische Materialpaarung von dem Lagerbolzen und dem Schwenkteil jeweils zumindest an den entsprechenden Reibflächen realisiert. Eine besondere Oberflächenform oder -behandlung kann ebenso hierzu dienen. Durch das spezifische Verhältnis der Reibpaarung wird eine sichere Feststellung in jeder beliebigen Stellung, das heißt stufenlos über die gesamte Schwenkbewegung, ermöglicht. Gleichermaßen wird die Bewegbarkeit des Scharniers in hohem Maße gewährleistet. Eine verhältnismäßig große Haftreibungszahl μ_H im Verhältnis zu der Gleitreibungszahl μ_G bedeutet vorliegend, dass sie zumindest größer ist als die Reibpaarung von beispielsweise Stahl/Stahl, mit Reibungszahlen von z. B. μ_G = 0,12 und μ_H = 0,15. Durch die flächig aneinander anliegenden Reibflächen mit spezifischen Reibungsverhältnissen werden die Erzeugung von Geräuschen und ein erhöhter Verschleiß effektiv vermieden. Die Feststellfunktion und die Scharnierbewegung werden auch bei leicht schief eingebauten Scharnieren mit nicht ganz fluchtenden Drehachsen im Wesentlichen nicht beeinträchtigt. Der Aufbau und die Herstellung des Scharniers ist sehr einfach.The hinge according to the present invention comprises a bearing part, on which a bearing pin is rotatably mounted, and a pivot member which is pivotally mounted about an axis of rotation on the bearing pin. The hinge according to the invention is characterized in that a stepless holding device of surface abutting friction pairings with a relative to the coefficient of friction μ _G large static friction coefficient μ _{H is} formed, in the form of concentric to the axis of rotation shell and / or faces of the bearing pin and the pivoting part are formed. The flat friction pairings of the holding device are designed as front-side or jacket-shaped, symmetrical surfaces on the bearing pin and on the pivoting part, so that the size is not increased by the holding device or the lock. The formation of the friction surfaces with a specific material and / or in a specific form is erfindungsge in such a way that a relative to the coefficient of sliding friction μ _G relatively large static friction coefficient μ _{H is} formed. This ratio of sliding friction to static friction is realized, for example, by a specific combination of materials of the bearing pin and the pivot member in each case at least on the respective friction surfaces. A special surface shape or treatment may also serve this purpose. Due to the specific ratio of the friction pairing a secure determination in any position, that is infinitely variable over the entire pivoting allows. Similarly, the mobility of the hinge is guaranteed to a great extent. A relatively large coefficient of static friction μ _H in relation to the sliding friction coefficient μ _{G in the} present case means that it is at least greater than the friction pairing of, for example, steel / steel, with friction coefficients of z. B. _G μ = 0.12 and μ _H = 0.15. Due to the flat abutting friction surfaces with specific friction conditions, the generation of noise and increased wear are effectively avoided. The locking function and the hinge movement are not substantially affected even with slightly skewed hinges with not fully aligned axes of rotation. The construction and production of the hinge is very simple.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Reibpaarungen der Halteeinrichtung als integrierte und kreisförmige Reibflächen zwischen dem Lagerbolzen und dem Schwenkteil ausgebildet. Die integrierte Ausbildung von direkten Reibflächen an den inneren, zueinander drehenden Teilen des Scharniers hat den Vorteil einer sehr kompakten Bauweise. Die Reibflächen der Halteeinrichtung können über die Größe des Lagerbolzens oder über stirnseitige Anlagebereiche an dem Schwenkteil oder dem Bolzen entsprechend der erforderlichen Feststell- und Bremskraft realisiert werden. Die kreisförmige Ausbildung hat außerdem den Vorteil einer vereinfachten Herstellung, insbesondere gegenüber den keilförmigen Mantel- und Nockenflächen von Haltesystemen für Scharniere, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die kreisförmige, symmetrische Ausbildung der Reibpaarungen hat auch den Vorteil einer sehr geringen Geräuscherzeugung.To An advantageous embodiment of the invention are the friction pairings the holding device as an integrated and circular friction surfaces between formed the bearing pin and the pivoting part. The integrated Training of direct friction surfaces at the inner, rotating parts of the hinge has the Advantage of a very compact design. The friction surfaces of Holding device can over the Size of the bearing pin or over End-side contact areas on the pivoting part or the bolt accordingly the required locking and braking force can be realized. The circular Education has as well the advantage of a simplified production, especially compared to the wedge-shaped Sheath and cam surfaces of holding systems for Hinges as known in the art. The circular, symmetrical Training the friction pairings also has the advantage of a very small Noise generation.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Reibpaarung bzw. die Größe der Flächen der Halteeinrichtung derart gewählt, dass die Haftreibungszahl μ_H um mehr als das 1,5-fache größer ist als die Gleitreibungszahl μ_G. Eine verhältnismäßig große Haftreibung hat den Vorteil, dass schon bei einer geringen Vorspannung der Halteeinrichtung eine ausreichende Haltekraft an den Reibflächen erzeugt wird. Die Haltekraft ist vorzugsweise über den gesamten Schwenkbereich des Scharniers stufenlos und gleichförmig. Alternativ kann die Haltekraft durch unterschiedliche Flächenausdehnung über den Schwenkbereich variabel sein.According to a further advantageous embodiment of the invention, the friction pairing or the size of the surfaces of the holding device is selected such that the coefficient of static friction μ _H is greater than 1.5 times greater than the sliding friction coefficient μ _G. A relatively large static friction has the advantage that a sufficient holding force is generated at the friction surfaces even at a low bias of the holding device. The holding force is preferably continuous and uniform over the entire pivoting range of the hinge. Alternatively, the holding force can be variable by varying the area over the pivoting range.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Reibflächen zur Einstellung einer vorbestimmten Feststellkraft in ihrer Größe angepasst. Die entsprechenden Bauteile am Lagerbolzen und am Schwenkteil des Scharniers weisen flächige, aneinander formschlüssig anliegende Bereiche auf in der erforderlichen Größe bzw. Ausdehnung. Die erforderliche Fläche für eine vorbestimmte Feststellkraft kann abhängig von der gewählten Reibpaarung derart gewählt werden, dass eine benötigte Feststellkraft des Scharniers gegeben ist. Die Flächengröße der Reibpaarung kann beispielsweise über eine Verlängerung des Lagerbolzens und/oder eine Verbreiterung von stirnseitigen Bereichen zwischen dem Schwenkteil und dem feststehenden Lagerbolzen verwirklicht werden.To an advantageous embodiment of the invention, the friction surfaces for Adjustment of a predetermined locking force adjusted in size. The corresponding components on the bearing pin and on the swivel part of Hinges have flat, contiguous form-fitting adjacent areas in the required size or extent. The required area for one predetermined locking force depending on the selected friction pairing such chosen be that one needed Locking force of the hinge is given. The area size of the friction pairing can, for example, over an extension the bearing pin and / or a broadening of frontal areas realized between the pivoting part and the fixed bearing pin become.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorspannung zwischen den Reibflächen einstellbar. Die Einstellbarkeit der Vorspannung kann über jedes dem Fachmann bekannte Mittel realisiert werden, zum Beispiel durch eine vorgespannte Feder oder eine feststellbare Schraubverbindung. Das Scharnier kann so an jeweils spezifische Einsatzbedingungen mit unterschiedlichen Haltekräften und Bewegungskräften individuell angepasst werden.To a further advantageous embodiment of the invention is the Preload between the friction surfaces adjustable. The adjustability of the preload can be over any The skilled person known means are realized, for example by a preloaded spring or a lockable screw connection. The hinge can thus be adapted to specific conditions of use with different holding forces and movement forces be customized.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Reibflächen der Halteeinrichtung derart ausgebildet, dass eine gleichbleibende Feststellkraft über die gesamte Schwenkbewegung des Scharniers bereitgestellt wird. Die Reibpaarungen sind als flächige Bereiche zumindest über den Schwenkwinkel des Scharniers durchgängig und in gleicher Ausdehnung vorgesehen. Vorzugsweise sind die Flächen der Reibpaarung umlaufend und durchgängig am Lagerbolzen und dem Schwenkteil realisiert. Hierdurch wird eine gleichbleibende und stufenlose Feststellung des Scharniers an jeder Position im Schwenkbereich ermöglicht. Alternativ kann die Feststellkraft über die Schwenkbewegung des Scharniers variabel ausgebildet sein. Dies kann beispielsweise über eine Veränderung der Flächengröße und/oder einer Vorspannkraft der Halteeinrichtung realisiert sein. Die Veränderung einer Vorspannung kann beispielsweise über eine in Schwenkrichtung ansteigende Keilfläche, die mit einer Vorspannfeder zusammenwirkt, realisiert werden. Eine Veränderung der Feststellkraft über eine Variierung der Flächen kann beispielsweise auch über einen abgefasten Bereich an der Reibfläche des Lagerbolzens und der Gegenfläche am Schwenkteil realisiert werden. Die Veränderung der wirksamen Reibflächen kann aber auch über eine spezifische Form eines stirnseitigen Bereichs am Schwenkteil realisiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, eine erhöhte Feststellkraft der Halteeinrichtung beispielsweise an den äußeren Bereichen der Schwenkbewegung und eine demgegenüber re duzierte Feststellkraft in dem mittleren Schwenkbereich zu erhalten.According to a further advantageous embodiment of the invention, the friction surfaces of the holding device are designed such that a constant locking force over the entire pivoting movement of the hinge is provided. The friction pairings are provided as flat areas at least over the pivoting angle of the hinge continuously and in the same extent. Preferably, the surfaces of the friction pair are realized circumferentially and continuously on the bearing pin and the pivoting part. As a result, a constant and stepless determination of the hinge is possible at any position in the swivel range. Alternatively, the locking force on the pivoting movement of the hinge can be made variable. This can be realized for example via a change in the area size and / or a biasing force of the holding device. The change in a bias voltage can be realized, for example, via a wedge surface rising in the pivoting direction and cooperating with a biasing spring. A change in the locking force over a variation of the surfaces can be realized, for example, over a chamfered area on the friction surface of the bearing pin and the counter surface on the pivoting part. The change of the effective friction surfaces can also be realized via a specific shape of an end region on the pivoting part. In this way it is possible to increase the locking force of the Retaining device, for example, to the outer regions of the pivoting movement and a contrast re-reduced locking force to obtain in the central pivoting range.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die spezifischen Reibpaarungen gemäß der vorliegenden Erfindung über eine Materialauswahl für den Lagerbolzen und/oder das Schwenkteil gebildet. Durch die entsprechende Kombination von Materialien für Schwenkteil/Lagerbolzen wird die erfindungsgemäße erhöhte Haftreibungszahl auf denkbar einfache Weise realisiert. Eine besondere Ausgestaltung und Formgebung an den Teilen des Scharniers ist nicht erforderlich. Beispielsweise kann der Lagerbolzen aus einem Metallwerkstoff realisiert sein und das Schwenkteil aus einem Verbundwerkstoff, wie zum Beispiel einem faserverstärkten Kunststoff.To a further advantageous embodiment of the invention are the specific friction pairings according to the present Invention over a material selection for formed the bearing pin and / or the pivoting part. By the appropriate Combination of materials for Swivel part / bearing pin, the inventive increased static friction coefficient is conceivable realized in a simple way. A special design and shape on the parts of the hinge is not required. For example the bearing pin can be realized from a metal material and the pivoting part of a composite material, such as a fiber reinforced Plastic.

Nach einer diesbezüglich alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Reibpaarungen der Halteeinrichtung über flächig aneinander anliegende Reibringe oder Reibhülsen gebildet. Die Reibringe oder -hülsen sind mit dem Lagerbolzen oder mit dem Schwenkteil jeweils einseitig fest verbunden. Dies hat den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Halteeinrichtung auch in bestehende Scharniere nachträglich einbaubar ist. Die Herstellung der übrigen Scharnierteile muss kaum verändert werden. Die Reibringe können beispielsweise in der Art von Unterlegscheiben auf den Lagerbolzen aufgesteckt werden, wobei jeweils einer mit einem feststehenden Teil des Scharniers und ein anderer mit einem drehenden Teil des Scharniers fest verbunden sein muss.To one in this regard Alternative embodiment of the invention are the friction pairings the holding device via flat formed adjacent friction rings or friction sleeves. The friction rings or Sleeves are each one-sided with the bearing pin or with the pivoting part firmly connected. This has the advantage that the holding device according to the invention can also be retrofitted into existing hinges. The production the rest Hinge parts barely changed become. The friction rings can for example, in the manner of washers on the bearing pin be attached, with one each with a fixed Part of the hinge and another with a rotating part of the hinge must be firmly connected.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Reibpaarung der Halteeinrichtung zwischen einer äußeren Mantelfläche des Lagerbolzens und einer Innenseite einer zylindrischen Öffnung bzw. Lager-Aufnahme des Schwenkteils gebildet. Die Halteeinrichtung ist somit vollständig im Innern des Scharnierteils sicher untergebracht. Die Reibflächen sind relativ groß und können über eine einfache Verlängerung des Lagerbolzens und der Aufnahme bzw. Öffnung am Schwenkteil vergrößert werden. Eine besondere Anpassung von stirnseitigen Bereichen des Scharniers, beispielsweise durch Vergrößerung der stirnseitigen Anlage, ist nicht erforderlich. Selbstverständlich kann die Reibpaarung anstatt in Form einer koaxialen Zylinder-/Mantelfläche auch über kreisförmige Flächen in einer Ebene quer zur Längsachse bzw. zur Schwenkachse des Lagerbolzens realisiert werden. Letztere Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise in Form eines Halteflansches des Lagerbolzens, der fest mit diesem verbunden ist, erfolgen. Der vorragende Halteflansch bildet so einen hutförmigen Abschluss, der mit seiner flächigen Innenseite an einer Stirnfläche des Schwenkteils anliegt. Vorzugsweise kann der Lagerbolzen beidseitig mit drehfest verbundenen, derartigen Reibflanschen versehen sein.To a further advantageous embodiment of the invention is the Friction pairing of the holding device between an outer circumferential surface of the bearing pin and an inner side of a cylindrical opening or bearing receptacle formed of the pivoting part. The holding device is thus completely in Inside the hinge part safely housed. The friction surfaces are relatively big and can over a simple extension of the Bearing pin and the receptacle or opening on the pivoting part can be increased. A special adaptation of frontal areas of the hinge, for example, by increasing the end-face installation, is not required. Of course you can the friction pairing instead of in the form of a coaxial cylinder / lateral surface also over circular surfaces in one Plane transverse to the longitudinal axis or realized to the pivot axis of the bearing pin. The latter embodiment according to the present Invention can preferably be in the form of a retaining flange of the bearing pin, which is firmly connected to this done. The protruding retaining flange thus forms a hat-shaped Graduation with his plane Inside on an end face of the pivoting part is applied. Preferably, the bearing pin on both sides with rotatably connected to be provided such Reibflanschen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine einstellbare Vorspannfeder zum Einstellen einer gewünschten Ausgangs-Feststellkraft der Halteeinrichtung vorgesehen. Hierdurch kann die Feststellfunktion je nach Bedarf angepasst werden. Die einstellbare Vorspannfeder kann beispielsweise über eine von außen zugängliche Einstellschraube verstellt werden.To a further advantageous embodiment of the invention is a adjustable biasing spring for setting a desired Provided output locking force of the holding device. hereby The lock function can be adjusted as needed. The adjustable biasing spring, for example, via an externally accessible Adjustment screw to be adjusted.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Reibpaarungen in Form lediglich eines Kreissegments oder -abschnitts ausgebildet. Anstatt den vollen Kreisumfang um die Drehachse des Scharniers herum auszunutzen, dient dann lediglich ein Kreissegment zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Reibpaarung mit spezifischen Reibungskoeffizienten.To An advantageous embodiment of the invention are the friction pairings formed in the form of only a circle segment or section. Instead of take advantage of the full circumference around the axis of rotation of the hinge, then serves only a circle segment to form the friction pairing according to the invention with specific coefficients of friction.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden detaillierten Beschreibung zu entnehmen, in welcher die Erfindung mehr im Detail in Bezug auf die in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben wird.Further Advantages and features of the invention are the following detailed Description in which the invention in more detail in Referring to the attached in the Drawings illustrated embodiments is described.

In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:

1 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Scharniers mit einer Reibpaarung an der Mantelfläche des Lagerbolzens; 1 a sectional view of a first embodiment of a hinge according to the invention with a friction pairing on the lateral surface of the bearing pin;

2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scharniers mit einer Reibpaarung in Form von Stirnflächen am Schwenkteil und Lagerbolzen; 2 a second embodiment of a hinge according to the invention with a friction pairing in the form of end faces on the pivot member and bearing pin;

3 eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Scharniers mit einer Reibpaarung an der Mantelfläche des Bolzens und einer Vorspanneinrichtung. 3 a sectional view of a third embodiment of a hinge according to the invention with a friction pair on the lateral surface of the bolt and a biasing device.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiels eines Scharniers gemäß der vorliegenden Erfindung in einer vereinfachten Schnittansicht dargestellt. Das Scharnier 10 besteht aus einem Lagerteil 1 und einem drehbar an diesem befestigten Schwenkteil 3. Die Lagerung erfolgt über einen Lagerbolzen 2, der am Lagerteil 1 drehstarr fixiert ist. Die Befestigung des Lagerbolzens 2 erfolgt beispielsweise über konische Befestigungsteile 12, 13 und eine Befestigungsschraube 11. Die konischen Befestigungselemente 12, 13 klemmen in dafür entsprechend vorgesehenen Ausnehmungen am Lagerteil 1 den Lagerbolzen 2 fest. Das Schwenkteil 3 ist an einem länglichen, zylindrischen Abschnitt des Bolzens 2 zwischen dem unteren Befestigungskeil 13 und einem am freien Ende vorgesehenen Halteflansch 14 bzw. Haltering drehbar montiert. Das Schwenkteil 3 weist hierfür eine auf den Durchmesser des Lagerbolzens 2 angepasste zylindrische Öffnung auf. Die erfindungsgemäße Halteeinrichtung 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Reibpaarung 5, 6 zwischen der äußeren Fläche 7 des Lagerbolzens 2 und einer entsprechenden inneren Fläche an der Aufnahme des Schwenkteils 3 vorgesehen. Die Reibpaarung 5, 6 ist hier in Form von Mantelflächen 7 des Schwenkteils 3 und des Lagerbolzens 2 realisiert, die einen flächigen und kraftschlüssigen Reibschluss miteinander eingehen.In 1 a first embodiment of a hinge according to the present invention is shown in a simplified sectional view. The hinge 10 consists of a bearing part 1 and a rotatably mounted on this pivoting part 3 , The storage takes place via a bearing pin 2 , on the bearing part 1 is rigidly fixed. The attachment of the bearing pin 2 takes place for example via conical fasteners 12 . 13 and a fixing screw 11 , The conical fasteners 12 . 13 clamp in correspondingly provided recesses on the bearing part 1 the bearing pin 2 firmly. The swivel part 3 is at an elongated, cylindrical portion of the bolt 2 between the lower mounting wedge 13 and one at the free one End provided retaining flange 14 or retaining ring rotatably mounted. The swivel part 3 has this one on the diameter of the bearing pin 2 adapted cylindrical opening. The holding device according to the invention 4 is in this embodiment in the form of a friction pair 5 . 6 between the outer surface 7 of the bearing bolt 2 and a corresponding inner surface on the receptacle of the pivoting part 3 intended. The friction pairing 5 . 6 is here in the form of lateral surfaces 7 of the swivel part 3 and the bearing bolt 2 realized that enter into a two-dimensional and non-positive frictional engagement with each other.

Die Reibpaarung 5, 6 wird durch entsprechende Abmessungen der Lageröffnung am Schwenkteil 3 und der äußeren Mantelfläche 7 am Lagerbolzen 2 realisiert. Die Reibpaarung 5, 6 der Mantelflächen 7 ist erfindungsgemäß derart gewählt, dass eine gegenüber der Gleitreibungszahl μ_G sehr große Haftreibungszahl μ_H besteht. Insbesondere ist das Verhältnis der Reibungszahlen μ_G:μ_H größer als bei herkömmlichen Metall/Metall-Reibungsverbindungen von Scharnieren mit Gleitlagerung in Form von Gleithülsen. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verhältnis der Reibungszahlen derart, dass die Haftreibungszahl μ_H um mindestens das 1,5-fache größer ist. Die Reibpaarung 5, 6 der Halteeinrichtung 4 wird beispielsweise über eine spezifische Materialpaarung des Schwenkteils 3 und des Lagerbolzens 2 realisiert. Die erfindungsgemäße Reibpaarung 5, 6 kann ebenso über eine Beschichtung und/oder eine spezifische Oberflächenstruktur an der Mantelfläche 7 des Lagerbolzens und der Aufnahmeöffnung des Schwenkteils 3 realisiert sein.The friction pairing 5 . 6 is by appropriate dimensions of the bearing opening on the pivoting part 3 and the outer lateral surface 7 on the bearing pin 2 realized. The friction pairing 5 . 6 the lateral surfaces 7 is inventively chosen such that compared to the coefficient of friction μ _G very large static friction coefficient μ _H exists. In particular, the ratio of the coefficients of friction μ _G : μ _{H is} greater than in conventional metal / metal friction joints of hinges with plain bearings in the form of sliding sleeves. According to a preferred embodiment, the ratio of the friction numbers is such that the static friction coefficient μ _H is greater by at least 1.5 times. The friction pairing 5 . 6 the holding device 4 is for example a specific material pairing of the pivoting part 3 and the bearing bolt 2 realized. The friction pair according to the invention 5 . 6 can also have a coating and / or a specific surface structure on the lateral surface 7 the bearing pin and the receiving opening of the pivoting part 3 be realized.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scharniers ist in einer schematischen Schnittansicht in 2 dargestellt. Entgegen dem zuvorigen Ausführungsbeispiel sind die Reibpaarungen 5, 6 hier in Form von Stirnflächen am Lagerbolzen 2 und an dem Schwenkteil 3 vorgesehen. Hierzu weist der Lagerbolzen 2 ein verbreitertes, keilförmiges unteres Befestigungsteil 13 auf, welches mit einer verbreiterten Reibfläche 8 an der oberen Stirnseite des Schwenkteils 3 zusammenwirkt. Zusätzlich ist der Halteflansch 14 am Lagerbolzen 2 verbreitert ausgeführt, sodass an der dem Schwenkteil 3 zugewandten Fläche eine vergrößerte stirnseitige Reibfläche 8 entsteht. Das Schwenkteil 3 kann hier zusätzlich über ein Radiallager am Lagerbolzen 2 gelagert sein. Die Größe der Reibflächen 8 bestimmt maßgeblich die Halte- und Schwenkkraft, die für ein Betätigen des Scharniers 10 erforderlich sind.A second embodiment of a hinge according to the invention is shown in a schematic sectional view in FIG 2 shown. Contrary to the previous embodiment, the friction pairings 5 . 6 here in the form of end faces on the bearing pin 2 and on the pivoting part 3 intended. For this purpose, the bearing pin 2 a widened, wedge-shaped lower attachment part 13 on, which with a widened friction surface 8th on the upper end side of the pivoting part 3 interacts. In addition, the retaining flange 14 on the bearing pin 2 widened executed so that at the pivoting part 3 facing surface an enlarged frontal friction surface 8th arises. The swivel part 3 can additionally here via a radial bearing on the bearing pin 2 be stored. The size of the friction surfaces 8th determines significantly the holding and pivoting force required to operate the hinge 10 required are.

Durch Veränderung der Größe der Reibflächen 8 an der Reibpaarung 5, 6 kann die gewünschte Kraft eingestellt werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Lagerbolzen 2 über keilförmige Befestigungsteile 12, 13 und eine Befestigungsschraube 11 drehfest mit dem Lagerteil 1 verbunden. Die Reibflächen 8 können über den Schwenkbereich der Schwenkbewegung R des Schwenkteils 3 konzentrisch, das heißt kreisförmig und symmetrisch, um die Drehachse X realisiert sein. Die Reibflächen 8 können jedoch auch über den Verlauf der Schwenkbewegung R variabel sein, das heißt, dass die wirksamen Flächen der Reibpaarung 5, 6 an spezifischen Stellen der Schwenkbewegung R reduziert oder vergrößert sind. Dies kann beispielsweise über eine entsprechende Form an dem Befestigungsflansch 14 und dem unteren Befestigungsteil 13 sowie dem Schwenkteil 3 verwirklicht werden. Wie bei dem zuvorigen Ausführungsbeispiel wird die Reibpaarung durch spezifische Materialien und/oder Oberflächen der stirnseitigen Flächen 8 am Schwenkteil 3 und an den Bolzenabschnitten 13, 14 realisiert. Die Reibpaarung ist derart gewählt, dass die Gleitreibungszahl μ_G wesentlich kleiner als die Haftreibungszahl μ_H ist. Auf diese Weise ist eine sichere und stufenlose Feststellfunktion gleichermaßen gewährleistet wie eine einfache und leichtgängige Schwenkbetätigung des Scharniers 10.By changing the size of the friction surfaces 8th at the friction pairing 5 . 6 the desired force can be set. Also in this embodiment, the bearing pin 2 about wedge-shaped fasteners 12 . 13 and a fixing screw 11 rotatably with the bearing part 1 connected. The friction surfaces 8th can over the swivel range of the pivotal movement R of the swivel part 3 concentric, that is circular and symmetrical to be realized about the axis of rotation X. The friction surfaces 8th However, they can also be variable over the course of the pivoting movement R, that is, the effective surfaces of the friction pairing 5 . 6 are reduced or enlarged at specific locations of the pivoting movement R. This can, for example, via a corresponding shape on the mounting flange 14 and the lower attachment part 13 and the pivoting part 3 be realized. As in the previous embodiment, the friction pair is made by specific materials and / or surfaces of the frontal surfaces 8th on the swivel part 3 and at the bolt sections 13 . 14 realized. The friction pairing is chosen such that the sliding friction coefficient μ _{G is} substantially smaller than the static friction coefficient μ _H. In this way, a secure and continuous locking function is equally ensured as a simple and smooth pivoting operation of the hinge 10 ,

In 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scharniers 10 in einer vereinfachten Schnittdarstellung wiedergegeben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Reibpaarung 5, 6 der Halte- bzw. Feststelleinrichtung 4 wie bei der Ausführung der 1 in Form von zylindrischen und koaxialen Mantelflächen 7 zwischen dem Lagerbolzen 2 und einer inneren Fläche einer Ausnehmung am Schwenkteil 3 realisiert.In 3 is a third embodiment of a hinge according to the invention 10 reproduced in a simplified sectional view. In this embodiment, the friction pairing 5 . 6 the holding or locking device 4 as in the execution of 1 in the form of cylindrical and coaxial lateral surfaces 7 between the bearing pin 2 and an inner surface of a recess on the pivot member 3 realized.

Die Reibflächen 7 sind konzentrisch und kreisförmig um die gemeinsame Drehachse X des Lagerbolzens 2 und des Schwenkteils 3 realisiert. Die Form der Reibflächen 7 ist kreisförmig, das heißt symmetrisch bezüglich der Drehachse X. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird über eine geeignete Materialpaarung, eine geeignete Paarung von Materialober flächen und/oder eine Beschichtung der Oberflächen 7 eine spezifische Reibpaarung 5, 6 erreicht.The friction surfaces 7 are concentric and circular about the common axis of rotation X of the bearing pin 2 and the swivel part 3 realized. The shape of the friction surfaces 7 is circular, that is symmetrical with respect to the axis of rotation X. Also in this embodiment, via a suitable material pairing, a suitable pairing of Materialober surfaces and / or a coating of the surfaces 7 a specific friction pairing 5 . 6 reached.

Die Reibpaarung 5, 6 der Halteeinrichtung 4 ist erfindungsgemäß derart, dass die Haftreibungszahl μ_H sehr viel größer ist als die Gleitreibungszahl μ_G. Entgegen herkömmlichen Reibpaarungen, sogenannten Keil- oder Konusbremsen bzw. kreiskeilförmigen Halteeinrichtungen, welche durch nockenartige Vorsprünge an der Außenseite von Lagerbolzen gebildet sind, kann erfindungsgemäß über die spezifische Wahl der Reibpaarung eine sehr einfache, aber hochwirksame Halteeinrichtung 4 mit einer vorbestimmten Feststell- und Schwenkkraft erreicht werden.The friction pairing 5 . 6 the holding device 4 is according to the invention such that the coefficient of static friction μ _H is much greater than the coefficient of sliding friction μ _G. Contrary to conventional friction pairings, so-called wedge or cone brakes or circular wedge-shaped holding devices, which are formed by cam-like projections on the outside of bearing pin, can according to the invention on the specific choice of the friction pairing a very simple, but highly effective holding device 4 can be achieved with a predetermined locking and pivoting force.

Bei dem Ausführungsbeispiel eines Scharniers 10 gemäß 3 ist zusätzlich eine Vorspannung über eine Vorspannfeder 9 vorgesehen. Die Vorspannfeder 9 ist in einer seitlichen, zur Drehachse X rechtwinkligen Aufnahme angeordnet und über eine Vorspannschraube 15 in ihrer Federkraft einstellbar. Die Feder 9 wirkt bolzenseitig mit einem Vorspannklotz 16 zusammen, welcher gegen eine der Reibflächen 7 zumindest bereichsweise angedrückt ist. Auf diese Weise kann eine vorbestimmte Ausgangsfeststell- bzw. -vorspannkraft der Halteeinrichtung 4 gewählt werden. Die voreingestellte Feststellkraft kann bei der Montage des Scharniers oder nachträglich verändert werden.In the embodiment of a hinge 10 according to 3 is additionally a Vorspan tion via a preload spring 9 intended. The biasing spring 9 is arranged in a lateral, to the rotation axis X rectangular receptacle and a biasing screw 15 adjustable in their spring force. The feather 9 acts on the bolt side with a preload block 16 together, which against one of the friction surfaces 7 is at least partially pressed. In this way, a predetermined Ausgangsfeststell- or biasing force of the holding device 4 to get voted. The preset locking force can be changed during assembly of the hinge or subsequently.

Wie bei den zuvorigen Ausführungsbeispielen ist auch hier die Reibpaarung 5, 6 in Form von kreisförmigen und bezüglich der Drehachse X symmetrischen und flächig ineinandergreifenden Reibflächen 7 realisiert. Auf diese Weise ist die Halteeinrichtung 4 des Scharniers 10 denkbar einfach und in der Funktion äußerst unanfällig. Eine Geräuschentwicklung und ein vorzeitiger Verschleiß werden hierdurch vermieden. Die erfindungsgemäße Halteeinrichtung 4 über spezifische Reibpaarungen 5, 6 mit entsprechenden Reibzahlen kann über eine vorbestimmte Materialauswahl und/oder eine spezifische Vergrößerung von aneinander anliegenden Reibflächen realisiert werden.As in the previous embodiments, the friction pairing is also here 5 . 6 in the form of circular and with respect to the axis of rotation X symmetrical and surface intermeshing friction surfaces 7 realized. In this way, the holding device 4 of the hinge 10 extremely simple and extremely unreliable in function. Noise and premature wear are thereby avoided. The holding device according to the invention 4 about specific friction pairings 5 . 6 with appropriate friction numbers can be realized via a predetermined material selection and / or a specific increase of abutting friction surfaces.

Die Halteeinrichtung 4 gemäß der Erfindung kann mit oder ohne zusätzliche Lagerungen zwischen dem Schwenkteil 3 und dem Lagerbolzen 2, wie zum Beispiel Kugellager realisiert werden.The holding device 4 According to the invention, with or without additional bearings between the pivoting part 3 and the bearing pin 2 , such as ball bearings are realized.

Die Halteeinrichtung 4 kann zusätzlich Distanzringe oder Unterlegscheiben zwischen den Nicht-Reibflächen 7, 8 aufweisen.The holding device 4 can also use spacers or washers between the non-friction surfaces 7 . 8th exhibit.

Zur Montage der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung ist der Lagerbolzen vollständig demontierbar, sodass das Schwenkteil 3 durch einfaches Aufschieben eingebaut werden kann.For mounting the holding device according to the invention, the bearing pin is completely removable, so that the pivoting part 3 can be installed by simply pushing.

Die Reibflächen 7, 8 werden insbesondere durch die vor ausgewählten Abmessungen der Lageröffnung am Schwenkteil 3 und dem Lagerabschnitt am Lagerbolzen 2 erfindungsgemäß aufeinander abgestimmt.The friction surfaces 7 . 8th in particular by the pre-selected dimensions of the bearing opening on the pivoting part 3 and the bearing section on the bearing pin 2 according to the invention coordinated.

Claims

Hinge ( 10 ) with integrated locking and braking function for targeted braking and stepless locking a pivoting movement (R), in particular hinge for a door of a motor vehicle, with a bearing part ( 1 ), on which a bearing bolt ( 2 ) is rotatably mounted, with a pivoting part ( 3 ), which about a rotation axis (X) on the bearing pin ( 2 ) is pivotally mounted, and with a stepless holding device ( 4 ), characterized in that the holding device ( 4 ) of flat abutting friction pairings ( 5 . 6 ) is formed with a relative to the coefficient of sliding friction (μ _G ) large static friction coefficient (μ _H ) in the form of the axis of rotation (X) concentric lateral surfaces ( 7 ) and / or end faces ( 8th ) of the bearing pin ( 2 ) and the pivoting part ( 3 ).

Hinge ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the friction pairings ( 5 . 6 ) as integrated and circular friction surfaces ( 7 . 8th ) between the bearing pin ( 2 ) and the pivoting part ( 3 ) are directly formed.

Hinge ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the static friction coefficient (μ _H ) is greater than 1.5 times greater than the coefficient of sliding friction (μ _G ).

Hinge ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the friction surfaces ( 7 . 8th ) for setting a predetermined locking force of the holding device ( 4 ) are adapted in size.

Hinge ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the holding device ( 4 ) is biased and that the bias between the friction surfaces ( 7 . 8th ) is adjustable.

Hinge ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the friction surfaces ( 7 . 8th ) are formed so that a substantially constant locking force of the holding device ( 4 ) is provided over the entire pivoting movement (R).

Hinge ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the locking force of the holding device ( 4 ) via the pivoting movement (R) is variable via a change in the surface area of the friction surfaces ( 7 . 8th ) and / or a biasing force of the holding device ( 4 ).

Hinge ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the friction pairings ( 5 . 6 ) via a specific choice of material for the bearing pin ( 2 ) and / or the pivoting part ( 3 ) are formed.

Hinge ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the friction pairings ( 5 . 6 ) over flat abutting friction rings or Reibhülsen between the Lagerbol zen ( 2 ) and the pivoting part ( 3 ) are formed.

Hinge ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the friction pairing ( 5 . 6 ) between an outer lateral surface ( 7 ) of the bearing pin ( 2 ) and an inner wall of a cylindrical opening on the pivoting part ( 3 ) gebil it is.

Hinge ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the friction pairing ( 5 . 6 ) between faces ( 8th ) of the pivoting part ( 3 ) and inner surfaces of a projecting retaining flange ( 14 ) of the bearing pin ( 2 ) is formed.

Hinge ( 10 ) according to one of claims 5 to 11, characterized in that an adjustable biasing spring ( 9 ) for setting a desired output setting force of the holding device (FIG. 4 ) is provided.

Hinge ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the friction pairings ( 5 . 6 ) are formed between the rotational axis (X) concentric circular or lateral surfaces in the form of a circular segment portion.