DE4011909A1

DE4011909A1 - Kraftfahrzeug-, insbesondere pkw-tuer, mit tuerscharnieren und lageranordnungen fuer diese tuerscharniere

Info

Publication number: DE4011909A1
Application number: DE4011909A
Authority: DE
Inventors: Kurt Jaeck
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1990-04-12
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1991-10-17
Anticipated expiration: 2010-04-13
Also published as: DE4011909C3; ATE114775T1; DE4011909C2; EP0451529A1; EP0451529B1; ES2067784T3

Description

Stand der Technik

Bekannt ist es, Scharniere von Pkw an die betreffenden Säulen - z. B. A- oder B-Säule - anzuschweißen. Das An schweißen erfolgt durch Schweißroboter z. B. auch dann, wenn die betreffende Scharnierlasche sich in einem gewis sen Spaltabstand von dem zugeordneten Türpfosten befin det. Durch die unvermeintlichen Toleranzen und durch Ver zug beim Schweißen muß die Tür später erst "gängig" ge macht werden. Dies geschieht z. B. dadurch, daß die Tür durch den Arbeiter regelrecht hingebogen wird, indem sich dieser an die Tür hängt oder dagegen klopft, bis sich die Tür schließen läßt.

Eine weitere Verfahrensweise besteht darin, die Türla schen durch Schrauben mit den Türpfosten und der Tür selbst zu verbinden. Fertigungsungenauigkeiten, Flucht fehler und Spannungen in den Scharnierachsen bei Steck scharnieren werden z. B. durch Abstimmplatten bzw. Zwi schen-Unterlagen für die Korrektur der Scharnierachsen ausgeglichen. Dies geschieht aber immer nur in mehr oder weniger unvollkommener Weise, so daß auch hierbei ein ge wisses Nachbiegen und Ausrichten der fertig montierten Türen erforderlich ist, bis sich diese ohne Schleifgeräu sche und ohne anzuschlagen schließen und öffnen lassen.

Durch die angeschraubten oder angeschweißten Türen er folgt dann die Montage sämtlicher Innenteile, also z. B. der Polster, Radio, Armaturenbrett, Elektrik und Elektro nik, Lautsprecher, Fußmatten, aber auch die Verkleidungen der Türen und der Türmechanik einschließlich des Hubme chanismuses für die Fenster (Fensterheber). Besonders der Einbau von Zusatzeinrichtungen an Türen macht es immer wieder erforderlich, diese nachzurichten, da die nach träglich eingebauten Innenteile durch ihre Gewichtskompo nenten zu einem Verzug der Türen beitragen, was umständ liche nachträgliche Anpaßarbeiten an den Türen zur Folge hat.

In allen Fällen stehen die Gelenkachsen oftmals unter sehr hohen Spannungen, so daß bei einem späteren notwen digen Aufbau, z. B. nach Unfällen, es oftmals nicht mehr möglich ist, die alte Lageranordnung der Türscharniere weiterzuverwenden.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Türschar nier für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Personenkraft wagen, der vorausgesetzten Art so auszubälgen, daß sich Fluchtfehler, Fertigungstoleranzen und Einbauungenauig keiten nicht mehr auf die Leichtgängigkeit der Tür aus wirken können und die bisherigen umständlichen Justagear beiten bei der Anordnung der Türscharniere und ihre Lager vermieden werden.

Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergege benen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Dadurch, daß bei der Erfindung die Lageranordnung als Raumgelenk ausgebildet ist, ergibt sich zunächst eine einfache Montage und Demontage, was auch für ausgelagerte Türen gilt. Auf diese Weise lassen sich z. B. entgegen der bisherigen Montagephilosophie, wonach alle Innenteile durch die bereits angeschweißten oder angeschraubten Tü ren in das Innere hineinmontiert werden müssen, die Türen später montieren, indem die fertig lackierten und fertig mit Glas und Hebemechanismus und dergleichen montierten Türen erst nachdem die Karosserie ausgestaltet ist, an diese befestigen. Dadurch lassen sich auch Arbeiten an der Karosserie ungehinderter durchführen als es nach der bisherigen Montagephilosophie möglich war.

Auch nach etwaigen Reparaturen oder Wartungsarbeiten las sen sich Türen relativ einfach wieder montieren und de montieren, da die Raumgelenke sozusagen automatisch für eine Einstellung auf Mitte Scharnierachse beitragen. Bei Anwendung der Erfindung gibt es somit keinerlei Probleme mehr, die Gelenkachsen der in verschiedenen Höhenberei chen liegenden Lageranordnungen in Flucht, d. h. genau auf eine Scharnierachse, zu bringen. Vielmehr stellen bei Anwendung der Erfindung die an der Tür auftretenden Kräfte die Lager an dem oberen und unteren Scharnierge lenk sozusagen automatisch auf Mitte Scharnierachse ein.

Bei Anwendung der Erfindung kommt es auch zum Ausschalten von Fluchtfehlern bei geschraubten Scharnieren in bezug auf die Scharnierachse.

Alles dies führt zu einem starken Minimieren von etwaigen Nacharbeiten, die durch Fluchtfehler und Spannungen in der Scharnierachse bei Steckscharnieren sonst vorhanden sind.

Auch Abstimmplatten bzw. Zwischen-Unterlagen für die Kor rektur der Scharnierachsen sind bei Anwendung der Erfin dung entbehrlich.

Bei Verwendung von Kunststoff tritt ein Anti-Dröhn-Effekt auf, der wesentlich zur Lärmminderung bzw. Geräuschdäm pfung beiträgt.

Die immer auftretenden Bautoleranzen, die maßgeblich auf den Fluchtfehler der Scharnierachsen einwirken, werden durch die erfindungsgemäße Scharnierkonzeption völlig ausgeschlossen.

Dadurch, daß Türe und Karossen separat gefertigt und pro blemlos aneinandergefügt werden können, lassen sich ge trennte Fertigungslinien zum Fertigmontieren der Türen und der Karosserien aufbauen, was eine höhere Taktfolge, mindestens aber eine bessere Qualität, erwarten läßt.

Weitere Ausführungsformen

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in Patentanspruch 2 beschrieben. Bei dieser ist die La geranordnung mit einem Kugelgelenk versehen. Eine derar tige Ausgestaltung an einer Kraftfahrzeug-, insbesondere an einer Pkw-Tür ermöglicht in optimaler Weise die Ein stellung der in unterschiedlichen Höhenlagen angeordneten Lager auf Mitte Scharnierachse, so daß alle Lager prak tisch spannungsfrei sind, was nach allen bisher bekannt gewordenen Lageranordnungen praktisch unmöglich war.

In den Patentansprüchen 3 bis 13 sind vorteilhafte Ausfüh rungsformen der Erfindung beschrieben.

Wird z. B. eine Ausführungsform nach Patentanspruch 3 ge wählt, so kann die Kugel gehärtet ausgebildet sein.

Bei der Ausführungsform nach Patentsnspruch 4 ist minde stens ein Teil des Kugelgelenkes, z. B. die Kugel, be schichtet.

Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 5 ist minde stens ein Teil des Kugelgelenkes mit einem selbstschmie renden Werkstoff, z. B. Polytetrafluoräthylen (PTFE) versehen.

Gemäß Patentanspruch 6 kann der selbstschmierende Werk stoff, insbesondere PTFE, in Form von Spänen, Schnitzeln oder Teilchen in die entsprechende Oberfläche eingebracht sein. Z. B. könnte das PTFE von einem Rohr mittels eines Meisels abgetrennt werden. Die so hergestellten Späne oder Schnitzel können in einem Gefäß, sich gegenseitig verhakend und abstützend, gebracht werden, in das dann ein aushärtender Kunststoff eingebracht wird, der nach seiner Aushärtung die Späne enthält. Dadurch tritt bei einer Oberflächenbearbeitung und/oder bei der späteren Beanspruchung der Kugel immer neues PTFE oberflächennah aus, so daß das Kugelgelenk über die gesamte Lebensdauer selbstschmierend bleibt.

Grundsätzlich bieten sich aber für die Gelenkanordnung alle möglichen, zweckmäßigen Materialpaarungen an, z. B. gehärtete Kugel/gehärtete Kugelschale, oder aber Kunstku gel/Stahlschale, oder Kunststoffkugel/Stahlschale, oder beschichtete Stahlkugel/Stahlkugelschale, oder an einem Bolzen angestiftete Stahlkugel, Guß/Bronzepaarungen.

Anstelle der Kugelschale könnte auch ein Hohlkegel zur Anwendung kommen, wenngleich in Verbindung mit einer Ku gel es in diesem Falle zu punkt- oder linienförmigen Be rührungen an dem Kegel kommen könnte, was einen erhöhten Verschleiß zur Folge hat.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist in Pa tentanspruch 10 beschrieben. Diese Konstruktion eignet sich in besonderer Weise für alle Arten von Türscharnieren in Verbindung mit Personenkraftwagen.

Die Befestigung der Scharnierbolzen kann bei allen Werk stoffpaaren und bei allen Konstruktionen im Bedarfsfalle durch Preßsitz, oder durch Kleben und vorspannbare Tellerfedern, Seegerringe usw., erfolgen.

Die Abdichtung durch Einsatzringe kann bei allen Kon struktionen, z. B. durch Gummi, Kunststoff oder andere Materialien, hergestellt werden.

Eine Befestigung der Überwurfmutter könnte auch durch Spannringe, Federstahl usw. erfolgen.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Türscharniergelenkanordnung bei einem Pkw, teils in der Ansicht, teils im Schnitt;

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles "R" in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles "S" in Fig.

1.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist z. B. ein A- oder B-Pfosten einer Kfz-Karosserie bezeichnet, an dem außen ein Schen kel 2 einer Scharnierlasche 3 satt aufliegt und durch zwei Sechskantschrauben 4 angeschraubt ist, die jeweils in eine Vierkantmutter 5 eingeschraubt sind und die je weils in einer Abdeckung 6 im Inneren 7 des Pfostens 1 angeordnet sind. Die Muttern 5 können ebenso wie die Sechskantschrauben 4 um ein begrenztes Maß in Richtung D bzw. E (Fig. 2) des Doppelpfeiles verschieblich angeord net sein. Zu diesem Zweck kann die Bohrung, durch die die jeweilige Sechskantschraube 4 hindurchgreift als Langloch ausgebildet sein (nicht dargestellt). Diese Anordnung kann im Bedarfsfalle aber auch entfallen. Auf diese Weise ist die Mittellinie 8 in Richtung D bzw. E um ein be grenztes Maß verstellbar angeordnet.

Eine Tür ist mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet. An einer Innenfläche 10 liegt ein Schenkel 11 einer Scharnierla sche 12 flächig auf. Der Schenkel 11 wird von zwei Sechs kantschrauben 13 durchgriffen, deren Gewindebolzen 14 in jeweils eine Vierkantmutter 15 eingeschraubt ist, die in einer Abdeckung 16 im Inneren der Tür 9 angeordnet ist. Der Gewindebolzen 14 ist in Richtung G bzw. H um ein be grenztes Maß verschiebbar angeordnet. Zu diesem Zweck können die Löcher, durch die der Gewindebolzen 14 hin durchgreift, als Langlöcher ausgebildet sein (nicht dar gestellt). Auf diese Weise läßt sich die Mittellinie 17 um ein begrenztes Maß in Richtung G bwz. H verstellen.

Bei 18 ist die Vorderfläche der Tür 9 dargestellt.

Im übrigen ist aus Fig. 1 zu erkennen, daß mit vertikalem Abstand übereinander zwei Türscharniere mit ihren Lager anordnungen übereinander angeordnet sind, die bei der dargestellten Ausführung identisch ausgestaltet sind, so daß es nachfolgend genügt, lediglich eine dieser Tür scharniergelenkanordnungen zu beschreiben. Für das je weils andere Türscharnier wurden für Teile gleicher Funk tion die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, weist die Scharnierla sche 3 eine Lagerhülse 19 auf, die eine sie durchdrin gende zylindrische Bohrung 20 aufweist und von einem Bol zen 21 durchgriffen ist, der an seinem unteren Endab schnitt mit Gewinde 22 versehen ist. Der Bolzen 21 tritt nach unten aus der Lagerhülse 19 um einen gewissen Län genabschnitt hervor. Auf diesem aus der Hülse 19 hervor ragenden Gewindeabschnitt ist eine Sechskantmutter 23 aufgeschraubt, die sich gegen die untere Stirnseite 24 der Lagerhülse 19 anlegt.

An seinem dem Gewinde 22 entgegensetztem, aus der Lager hülse 19 nach oben hervorragenden Längenabschnitt ist der Bolzen 21 mit einer materialstückig angeformten Kugelge lenkpfanne 25 versehen.

Die Scharnierlasche 12 weist ebenfalls eine zylindrische Lagerhülse 26 auf, die koaxial von einer zylindrischen Bohrung 27 durchsetzt ist. Durch die Bohrung 27 greift ebenfalls ein zylindrischer Bolzen 28 hindurch, der an seinem oberen Endabschnitt mit Gewinde 29 versehen ist, auf das eine Sechskantmutter 30 gegen die obere Stirn seite 31 der Lagerhülse 26 geschraubt ist.

Mit dem unteren Ende des zylindrischen Bolzens 28 ist ein vergrößerter Kopf 32 materialmäßig einstückig angeformt, mit dem ebenfalls materialmäßig einstückig eine Kugel 33 angeformt ist. Die Kugel 33 und die Kugelgelenkpfanne 25 bilden zusammen ein passendes Kugelgelenk.

Die Kugel 33 ist von einer Überwurfmutter 34 umschlossen, die auf Gewinde 35 der Kugelgelenkpfanne 25 aufgeschraubt ist.

Die Überwurfmutter 34 besitzt an ihrem oberen, dem ver größerten Kopf 32 zugekehrten Endabschnitt eine kegelför mige Erweiterung 36, in der eine Gummidichtung 37 zum Schutz des Kugelgelenkes angeordnet ist und bündig mit der oberen, äußeren Stirnfläche der Überwurfmutter 34 ab schließt. Nach dem Einstellen der Gelenkanordnung wird das Gewinde 35 durch ein geeignetes Mittel, z. B. durch "Loctite" oder in anderer Weise, gesichert.

Die Mittellinien der beiden Bolzen 21 und 28 sind koaxial zueinander angeordnet. Außerdem liegt der Mittelpunkt des Kugelgelenkes auf dieser gemeinsamen Mittellinie, die mit der Mitte Scharnierachse 38 (Fig. 1) zusammenfällt.

Da das untere Türscharnier genauso wie das obere ausge bildet ist, vermögen sich die beiden Kugelgelenke stets zur Mitte Scharnierachse 38 einzustellen.

Bei der dargestellten Ausführungform ist es z. B. dem je weils oberen Bolzen 28 möglich, sich nach beiden Seiten der Mitte Scharnierachsen 38 um einen Winkel α von je weils 8 Grad zu verstellen.

Der Durchmesser der Kugel kann z. B. 15 mm betragen.

In allen Fällen bleiben die Türscharniere spannungsfrei, da sich die beiden Kugelgelenke stets nach den auftreten den Kräften auf die Mitte Scharnierachse 38 automatisch einstellen, so daß umfangreiche Anpaß- oder Einstellar beiten, auch ein Verbiegen der Türgelenkanordnung, voll kommen entbehrlich ist.

In der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung er sichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Er findung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Pfosten A, B
2 Schenkel
3 Scharnierlasche
4 Sechskantschraube
5 Vierkantmutter
6 Abdeckung
7 Inneres
8 Mittellinie
9 Tür
10 Innenfläche
11 Schenkel
12 Scharnierlasche
13 Sechskantschraube
14 Gewindebolzen
15 Vierkantmutter
16 Abdeckung
17 Mittellinie
18 Vorderfläche der Tür 9
19 Lagerhülse
20 Bohrung, zylindrische
21 Bolzen
22 Gewinde
23 Sechskantmutter
24 Stirnseite, untere
25 Kugelgelenkpfanne
26 Lagerhülse, zylindrische
27 Bohrung, zylindrische
28 Bolzen, zylindrischer
29 Gewinde
30 Sechskantmutter
31 Stirnseite, obere
32 Kopf, vergrößerter
33 Kugel
34 Überwurfmutter
35 Gewinde
36 Erweiterung, kegelförmige
37 Gummidichtung
38 Mitte Scharnierachse
A Pfosten
B Pfosten
C Pfosten
D Verschieberichtung
E Verschieberichtung
G Verschieberichtung
H Verschieberichtung
α Winkel

Claims

1. Kraftfahrzeug-, insbesondere Pkw-Tür, mit Tür scharnieren und Lageranordnungen für diese Tür scharniere, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lager anordnung raumgelenkig einstellbar ausgebildet ist.

2. Tür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lageranordnung ein Kugelgelenk (25, 33) um faßt.

3. Tür nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (33) des Kugelgelenkes (25, 33) aus Stahl besteht und z. B. gehärtet ist.

4. Tür nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch gekennzeich net, daß entweder die Kugel (33) und/oder die Ku gelgelenkpfanne (25) mit einem reibungsmindernden Werkstoff beschichtet ist bzw. sind.

5. Tür nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, da durch gekennzeichnet, daß jede Lageranordnung mit einem selbstschmierenden Werkstoff ausgestattet ist.

6. Tür nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem betreffenden Raumgelenk (25, 33) der Lageranord nung Polytetrafluoräthylen (PTFE) in Form von Spä nen, Schnitzeln, Lack oder Beschichtungen zuge ordnet ist.

7. Tür nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, da durch gekennzeichnet, daß die Lageranordnung einen Kegel aufweist, in dem sich die Kugel (33) ab stützt.

8. Tür nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (33) mit einem Bolzen oder einem vergrößer ten Teil (32) desselben einstückig ausgebildet ist.

9. Tür nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (33) an ei nem Bolzen oder dergleichen (32) angestiftet ist.

10. Tür nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, mit einem Türscharnier, das im wesentlichen aus zwei Scharnierlaschen (3, 12) besteht, dessen einer Schenkel (2) an einem Pfosten (1) der Karosserie befestigt ist, wobei der andere Schenkel (11) der anderen Scharnierlasche (12) an der Tür (9) be festigt ist und beide Scharnierlaschen (3, 12) durch einen Gelenkbolzen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die eine - untere - Lasche (3) des Türscharniers eine zylindrische Lagerhülse (19) aufweist, die koaxial von einem zylindrischen Bolzen (21) durchgriffen ist, der an seinem unteren Ende mit Gewinde (22) versehen ist und hier eine Mutter (23) trägt, mit der der Bol zen (21) gegen die untere Stirnseite (24) der La gerhülse (19) gesichert ist, wobei der Bolzen (21) an seinem oberen Ende eine Kugelgelenkpfanne (25) aufweist, die an ihrer äußeren Peripherie mit Ge winde (35) versehen ist und daß die andere Scharnierlasche (12) ebenfalls eine zylindrische Lagerhülse (26) aufweist, die koaxial von einem Bolzen (28) durchgriffen wird, der an seinem obe ren Ende mit Gewinde (29) versehen ist, auf dem eine Mutter (30) aufgeschraubt ist, mit der der Bolzen (28) gegen die obere Stirnseite (31) der Lagerhülse (26) arretiert ist, wobei der Bolzen (28) an seinem unteren Endabschnitt vorzugsweise einstückig eine Kugel (33) aufweist, die in der Kugelgelenkpfanne (25) angeordnet ist, wobei die Kugel (33) von einer Überwurfmutter (34) in der Kugelgelenkpfanne (25) gehaltert ist, wobei das darunter oder darüber liegende Türscharnier so ausgebildet und angeordnet ist, daß sich seine Ge lenkteile jeweils auf Mitte Scharnierachse (38) selbsttätig einstellen.

11. Tür nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (34) an ihrem jeweils oberen Ende eine kegelförmige Erweiterung aufweist, in der eine Gummidichtung (37) angeordnet ist, die das Kugelgelenk nach außen schmutzdicht abdichtet.

12. Tür nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, da durch gekennzeichnet, daß die Schenkel (2, 11) der Türscharniere an dem Pfosten (1) bwz. an der Tür (9) angeschraubt oder angeschweißt sind.

13. Tür nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, da durch gekennzeichnet, daß die komplette Montage der Türen (9) separat von der Karosserie erfolgt und daß die Türen (9) nach dem Einrichten des Innen raumes der Karosserie dieser zuführbar und an der Karosserie zu befestigen sind.