ДВЕРНОЙ ШАРНИР ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ
CAR DOOR HINGE

Изобретение относится к области автомобильной техники и касается дверного шарнира для шарнирного соединения откидной двери с кузовом автомобиля.
Уровень техники
В промышленном серийном производстве автомобилей дверные шарниры используются различным образом. Они уже многократно были описаны также в патентной литературе. Лишь в качестве примера можно привести публикацию DE 10013726 С1, в которой раскрыт дверной шарнир с двумя упорными частями, через которые проходит служащий в качестве поворотного штифта соединительный элемент. В одной типичной конструкции дверных шарниров для задних дверей, реализованной, например, также в автомобилях заявителя, с обеих сторон продольной средней плоскости автомобиля предусмотрено по одному поворотному шарниру, на котором закреплена закрепленная на задней откидной двери поворотная скоба.
Постановка задачи
По сравнению с этим задача изобретения состоит в усовершенствовании предпочтительным образом традиционного дверного шарнира для автомобилей. Эта задача решается согласно изобретению посредством дверного шарнира с признаками независимого пункта формулы. Предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы признаками зависимых пунктов.
Согласно изобретению раскрыт дверной шарнир для шарнирного соединения с кузовом автомобиля откидной двери, в частности, задней откидной двери, такой как крышка багажника. Согласно одному аспекту изобретения, дверной шарнир включает в себя первую шарнирную часть для закрепления на кузове, вторую шарнирную часть для закрепления на откидной двери и прочно соединенный с первой шарнирной частью поворотный опорный элемент, с возможностью поворота вокруг которого установлена вторая шарнирная часть. При этом вторая шарнирная часть соединена с поворотным опорным элементом с возможностью (осевого) перемещения параллельно оси поворота.
Кроме того, дверной шарнир включает в себя зажимной элемент, который установлен с возможностью вращения вокруг поворотного опорного элемента и за счет которого с поворотным опорным элементом может быть жестко зажато крепежное средство. При этом зажимной элемент взаимодействует со второй шарнирной частью так, что за счет зажима зажимного элемента с поворотным опорным элементом она может произвольно фиксироваться в осевом положении.
Далее на одном компоненте шарнира, выбранном из зажимного элемента и второй шарнирной части, выполнен первый элемент зацепления, который находится в зацеплении с выполненным на соответственно другом компоненте шарнира вторым элементом зацепления так, что вращательное движение зажимного элемента блокируется, когда он не зажат с поворотным опорным элементом. За счет этой меры создано жесткое соединение между зажимным элементом и второй шарнирной частью. При этом по меньшей мере один из обоих элементов зацепления выполнен с возможностью пластической деформации при первом повороте второй шарнирной части вокруг поворотного опорного элемента так, что он больше (долговременно) не находится в зацеплении с другим элементом зацепления.
В дверном шарнире за счет осевого смещения второй шарнирной части относительно поворотного опорного элемента обеспечивается осевое позиционирование соединяемой с ней откидной двери относительно поворотного опорного элемента, благодаря чему можно компенсировать монтажные допуски. За счет обоих элементов зацепления блокируется вращательное движение (незажатого) зажимного элемента перед первым поворотом второй шарнирной части, так что зажимной элемент в определенном положении вращения относительно второй шарнирной части может быть простым образом зажат путем, например, ручного приведения в действие крепежного средства. Следовательно, можно предпочтительным образом предотвратить вызванное приведением в действие крепежного средства вращательное движение зажимного элемента вокруг поворотного опорного элемента, за счет чего можно затруднить или даже предотвратить фиксацию зажимного элемента, в результате чего упрощается монтаж откидной двери в промышленном серийном производстве. Другие признаки изобретения следуют из описания примера его осуществления.
В одном варианте дверного шарнира первый элемент зацепления выполнен в виде фиксатора, а второй элемент зацепления - в виде выемки для фиксации с фиксатором, причем последний может быть выполнен, например, на зажимном элементе, а выемка - во второй шарнирной части. Фиксатор может состоять в частности, из металлического материала, такого как листовая сталь, и при этом может быть выполнен так, что при первом повороте второй шарнирной части он за счет перегиба выходит из зацепления с выемкой. Этот вариант осуществления изобретения позволяет особенно просто и рентабельно реализовать его в промышленном серийном производстве.
В другом варианте дверного шарнира имеющая такую выемку шарнирная часть дополнительно снабжена возвратным элементом для пластической деформации фиксатора, выполненным для этой цели с возможностью деформации фиксатора при первом повороте второй шарнирной части так, что фиксатор отстоит от имеющей выемку шарнирной части (за исключением возвратного элемента). Этот вариант осуществления изобретения позволяет избежать соприкосновения между фиксатором и имеющей выемку шарнирной частью после первого поворота второй шарнирной части, благодаря чему можно избежать нежелательного шума при повороте откидной двери.
Чтобы в приведенном выше варианте избежать соприкосновения между возвратным элементом и фиксатором, последний может быть снабжен упором для ограничения диапазона поворота второй шарнирной части, причем упор расположен так, что диапазон поворота второй шарнирной части не включает в себя участок, на котором возвратный элемент и фиксатор могут соприкасаться. Следовательно, предпочтительным образом можно избежать воспринимаемого на слух, например, как царапание, соприкосновения между возвратным элементом и фиксатором.
В другом варианте дверного шарнира зажимной элемент выполнен в виде зажимного хомута с двумя зажимными коленами, причем один участок второй шарнирной части расположен в осевом направлении между обоими зажимными коленами. Эта мера позволяет технически очень простым и рентабельным образом аксиально фиксировать вторую шарнирную часть за счет зажима зажимного элемента с поворотным опорным элементом. Зажимной хомут может состоять, например, из стального листа и может быть изготовлен простым образом путем резки или штамповки и сгибания в фасонную деталь.
В другом варианте дверного шарнира зажимной элемент выполнен с возможностью зажима с поворотным опорным элементом посредством болтового соединения, благодаря чему создается простая возможность создания зажимного соединения между зажимным и поворотным опорным элементами.
В другом варианте дверного шарнира вторая шарнирная часть выполнена в виде поворотной скобы, что обеспечивает простое сочленение откидной двери с кузовом автомобиля.
В другом варианте дверного шарнира первая шарнирная часть выполнена в виде двух зажимных губок для зажима поворотного опорного элемента, причем обе зажимные губки могут быть отформованы на кузове, например, в виде листовых деталей. Эта мера обеспечивает особенно простое и рентабельное соединение поворотного опорного элемента с кузовом, причем поворотный опорный элемент зажимается между обеими зажимными губками. При этом может быть предпочтительным, если поворотный опорный элемент выполнен в виде полой цилиндрической шарнирной трубы с возможностью зажима с помощью крепежного средства, проходящего через обе зажимные губки и шарнирную трубу. За счет этого зажимное соединение может быть создано просто и быстро. Особенно предпочтительным может быть, если служащая в качестве поворотного опорного элемента шарнирная труба может перемещаться перпендикулярно крепежному средству, что создает возможность компенсации монтажных допусков.
Далее изобретение распространяется на автомобиль, снабженный по меньшей мере одним описанным выше дверным шарниром. В частности автомобиль может содержать два расположенных с обеих сторон его продольной средней плоскости дверных шарнира, которые служат для шарнирного соединения задней откидной двери, например крышки багажника.
Понятно, что описанные варианты осуществления изобретения могут быть предусмотрены по отдельности или в произвольных комбинациях, не выходя за объем охраны изобретения.
Пример осуществления изобретения
Изобретение более подробно поясняется на примере его осуществления, причем дана ссылка на прилагаемые чертежи. Одинаковые или одинаково действующие элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями. На чертежах изображают:
- фиг.1: перспективный вид участка задней части кузова автомобиля;
- фиг.2: увеличенный перспективный вид дверного шарнира участка кузова из фиг.1;
- фиг.3А, 3В: перспективные виды для пояснения элементов зацепления дверного шарнира из фиг.2.
На чертежах в качестве примера осуществления изобретения изображен дверной шарнир для шарнирного соединения крышки багажника с кузовом автомобиля, обозначенного в целом поз.1. Из всего автомобиля показан только участок 2 задней части кузова. В соответствии с традиционными обозначениями направлений в автомобилестроении продольное направление обозначено «х», поперечное направление «у», а вертикальное направление «z». Обычное направление движения соответствует отрицательному направлению «х». Приведенные далее указания положения и ориентации, такие как вверху, внизу, снаружи, внутри, вертикально, горизонтально, служат лишь для более простого описания изобретения в соответствии с изображением дверного шарнира на чертежах и никоим образом не ограничивают изобретение.
Автомобиль 1 включает в себя два расположенных с обеих сторон его продольной средней плоскости дверных шарнира 3, которые служат сообща для сочленения крышки 4 багажника. На чертежах в целях упрощенного изображения показан только дверной шарнир 3 правой стороны автомобиля, причем его левая сторона может быть выполнена соответствующим образом симметрично. Несмотря на это дверные шарниры могут быть выполнены одинаковыми с левой и правой сторон автомобиля. Участок 2 кузова состоит, например, из стальных листовых деталей, изготовленных и сваренных между собой обычными в промышленном серийном производстве способами. Однако также возможно изготовление, по меньшей мере, некоторых компонентов из других материалов, в частности легких металлов.
Оба дверных шарнира 3 расположены в задней части проема 6 для заднего окна автомобиля 1 на проходящей в поперечном направлении (у) поперечной балке 5 кузова (задняя полка). Поперечная балка 5 является частью обозначенной в целом поз.7 замыкающей панели, пространственно отделяющей салон 8 от полости багажника (не показана), которая должна закрываться крышкой 4.
Как можно видеть, в частности, на фиг.2, на которой изображен обозначенный на фиг.1 фрагмент, дверной шарнир 3 содержит две изготовленные из листовой стали зажимные губки 9, отформованные на листовой вставке 10 поперечной балки 5 кузова. Для этой цели во вставке 10 выполнен вырез 11, на котором остаются два выступа приблизительно полукруглого внешнего контура, из которых затем путем отгиба могут быть отформованы обе, расположенные напротив друг друга в поперечном направлении (у) автомобиля, зажимные губки 9.
Между обеими зажимными губками 9 жестко зажата полая цилиндрическая труба 12, которая расположена горизонтально в поперечном направлении (у) автомобиля и служит в качестве поворотной опоры дверного шарнира 3. Для этой цели обе зажимные губки 9 снабжены отверстиями (не показаны), в которые вставлен проходящий через шарнирную трубу 12 болт, называемый далее «болт 13 зажимных губок». Кроме того, предусмотрена подкладная шайба 15, к которой прилегает головка 14 болта 13 зажимных губок. Для создания зажимного соединения болт 13 зажимных губок свинчивается с ответной деталью (не показана), причем зажимные губки 9 в виде листовых деталей выполнены с возможностью соответствующей деформации. Поскольку внутренний диаметр шарнирной трубы 12 больше наружного диаметра болта 13 зажимных губок, шарнирная труба 12 может произвольно позиционироваться относительно болта 13 зажимных губок перпендикулярно своей оси, т.е. в направлениях (х) и (z), так что при монтаже крышки 4 багажника можно компенсировать монтажные допуски.
Закрепленная на крышке 4 багажника металлическая поворотная скоба 16 проходит снизу через вырез 11 вставки 10 и охватывает шарнирную трубу 12, которая для этой цели размещена в круглом отверстии 17 поворотной скобы 16. Во избежание контакта металла с металлом между поворотной скобой 16 и шарнирной трубой 12 расположена втулка 18, например из тефлона. Для открывания и закрывания крышки 4 багажника поворотная скоба 16 может поворачиваться вокруг шарнирной трубы 12, причем ось симметрии шарнирной трубы 12 образует ось поворота.
Поворотная скоба 16 может произвольно перемещаться вдоль шарнирной трубы 12, т.е. в поперечном направлении (у) автомобиля, благодаря чему при монтаже крышки 4 багажника можно компенсировать монтажные допуски. Чтобы зафиксировать выбранное осевое положение поворотной скобы 16, предусмотрена зажимная деталь 19, которая двумя вертикальными зажимными коленами 20 охватывает сверху плоский участок 21 поворотной скобы 16. При этом по отношению к поперечному направлению (у) автомобиля или осевому направлению одно зажимное колено 20 расположено с одной стороны участка 21 поворотной скобы, а другое зажимное колено 20 - с другой стороны. Каждое зажимное колено 20 имеет охватывающий шарнирную трубу 12 открытый круговой участок 22 с круглым отверстием 23, в котором размещена шарнирная труба 12. Кольцевой участок 22 переходит в две расположенные напротив друг друга проушины 24, между которыми остается промежуток 29. На проушинах 24 обоих зажимных колен 20 отформованы две расположенные напротив друг друга кольцевые серьги 25, через которые проходит болт, называемый далее «болт 26 зажимной детали». Этот болт 26 зажимной детали свинчен со снабженной ответной резьбой гайкой 27, для каковой цели его головка 28 выполнена в форме многогранника для инструмента. В соответствии с ориентацией кольцевых серег 25 в продольном направлении (х) автомобиля болт 26 зажимной детали проходит также в продольном направлении (х) автомобиля. За счет затяжки болта 26 зажимная деталь 19 может фиксироваться на шарнирной трубе 12 с уменьшением промежутка 29, в результате чего поворотная скоба 16 аксиально фиксирована в обоих направлениях. С другой стороны, зажимная деталь 19 может вращаться вокруг шарнирной трубы 12, когда она не фиксирована на ней.
Зажимная деталь 19 может изготавливаться простым образом путем резки или штамповки листовой заготовки и ее подходящего сгибания, причем для этой цели оба зажимных колена 20 располагаются напротив друг друга, и путем сгибания формируются кольцевые серьги 25. Монтаж дверного шарнира 3 может осуществляться, например, таким образом, что сначала на поворотной скобе 16 располагается зажимная деталь 19, а затем через зажимные губки 9, зажимную деталь 19 и поворотную скобу 16 вставляется болт 13 зажимных губок. После подходящего позиционирования крышки 4 багажника затягиваются болт 13 зажимных губок и болт 26 зажимной детали.
На фиг.3А и 3В в перспективе изображены виды дверного шарнира 3, здесь левого в отличие от фиг.1 и 2. Виды соответствуют горизонтальной плоскости разреза на высоте проушин 24.
Прежде всего, следует рассмотреть фиг.3А. Зажимная деталь 19 каждого дверного шарнира 3 имеет отформованный на лежащем внутри зажимном колене 20 фиксирующий носик 30, выступающий к участку 21 поворотной скобы. Фиксирующий носик 30 может изготавливаться простым образом путем резки и сгибания. При этом он входит, например, с геометрическим замыканием в выемку 31 участка 21 поворотной скобы, в результате чего блокируется вращательное движение зажимной детали 19 вокруг шарнирной трубы 12. Для этой цели в произвольном положении поворотной скобы 16, соответствующем, например, закрытому положению крышки 4 багажника, выемка 31 расположена напротив фиксирующего носика 30. За счет входящего в выемку 31 фиксирующего носика 30 можно предпочтительным образом предотвратить вращение зажимной детали 19 вокруг шарнирной трубы 12, когда болт зажимной детали затягивается для ее зажима с шарнирной трубой 12. Это существенно облегчает фиксацию зажимной детали 19 и, тем самым, шарнирное соединение крышки 4 багажника с участком 2 кузова.
Когда поворотная скоба 16 поворачивается первый раз, например за счет перемещения крышки 4 багажника из закрытого положения в открытое, фиксирующий носик 30 посредством выполненного здесь, например в виде зачеканки, возвратного носика 32 участка 21 поворотной скобы сгибается в положение, в котором он больше не входит в выемку 31, в результате чего устраняется жесткое соединение между участком 21 поворотной скобы и зажимной деталью 19. Для этой цели возвратный носик 32 немного загнут к лежащему внутри зажимному колену 20, так что фиксирующий носик 30 больше не соприкасается с участком 21 поворотной скобы (за исключением возвратного носика 32). Это состояние изображено на фиг.3В. Во избежание соприкосновения между фиксирующим 30 и возвратным 32 носиками может быть дополнительно предусмотрен упор, за счет которого диапазон поворота поворотной скобы 16 ограничивается так, что фиксирующий 30 и возвратный 32 носики больше не соприкасаются. Для этой цели такой упор может быть смонтирован после первого поворота поворотной скобы 16 для разъединения фиксирующего носика 30 с выемкой 31 (не показано).
Изобретение было подробно пояснено на примере его осуществления, причем понятно, что оно не ограничено конкретным выполнением этого примера. Лишь в качестве примера следует указать на то, что зажимная деталь может быть реализована также иначе, чем показано, если за счет пары зацепления зажимная деталь - поворотная скоба предотвращается вращение зажимной детали при ее фиксации на шарнирной трубе. Точно так же пара зацепления может быть реализована иначе, чем показано, если за счет этого создается жесткое соединение между зажимной деталью и поворотной скобой, которое может быть устранено при первом повороте поворотной скобы.
Перечень ссылочных позиций
1 - автомобиль
2 - участок кузова
3 - дверной шарнир
4 - крышка багажника
5 - поперечная балка кузова
6 - проем
7 - замыкающий лист
8 - салон
9 - зажимная губка
10 - вставка
11 - вырез
12 - шарнирная труба
13 - болт зажимных губок
14 - головка болта
15 - подкладная шайба
16 - поворотная скоба
17-отверстие
18 - втулка
19 - зажимная деталь
20 - зажимное колено
21 - участок поворотной скобы 22- кольцевой участок
23 - отверстие
24 - проушина
25 - кольцевая серьга
26 - болт зажимной детали
27 - гайка
28 - головка болта
29 - промежуток
30 - фиксирующий носик
31 - выемка
32 - возвратный носик