DE69705077T2 - Scharnier - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Scharnier gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Ein Scharnier dieser Art ist im Stande der Technik allgemein bekannt. In den letzten Jahren wurde ein System entwickelt, mit welchem die Einbruchsicherungseigenschaften bestimmter in Gelenken und Schlössern zu benutzender Komponenten klassifiziert worden sind. Dieses System arbeitet mit Sternen, und je mehr Sterne vergeben werden, desto besser sind die Eigenschaften der Einbruchsicherheit.
• Bisher hat die Betonung in diesem Konzept hauptsächlich auf einer individuellen Prüfung dieser Komponenten gelegen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dann, wenn Scharnier- und Schlosskomponenten mit sehr guten Einbruchsicherheitseigenschaften in Konstruktionsstrukturen eingesetzt worden sind, diese Komponenten bei Verwendung in der Konstruktion trotz der Tatsache, dass sie selbst als sehr gut ausgezeichnet worden sind, leicht versagen können. In diesem Zusammenhang bestimmt natürlich das schwächste Glied die Stärke der Kette.
• Um der Möglichkeit zu begegnen, dass bei nach außen öffnenden Türen und Fenstern nach dem Lockerschlagen der Gelenkbolzen oder Weghebeln der Gelenkbleche das betreffende Fenster oder die Tür bewegt werden, sind alle Arten von Bolzen vorgeschlagen worden, die auch als Gelenkbolzen bekannt sind, welche im geschlossenen Zustand der Anordnung zusätzliche Sicherheit bieten.
• Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei Kraftanwendung, um die beweglichen Teile vom Rahmen abzulösen, immer genügend Möglichkeit auftritt, in dem entstandenen Spalt einen solchen Bolzen zu entfernen.
• Es hat sich weiterhin herausgestellt, dass im Fall von Scharnieren speziell bei nach innen öffnenden Türen und Fenstern solche Scharniere, sofern sie gute Eigenschaften bezüglich Einbruchsicherheit haben, im Falle eines versuchten Einbruchs nicht versagen, jedoch gibt dann die Befestigung an der Rahmenstruktur leicht nach. Dies gilt insbesondere bei Rahmen mit Kehlungen (Nuten), die vorgesehen sind, um die Rahmen sicher in ihrer Position in der Gesamtkonstruktion zu halten. Es hat sich ferner gezeigt, dass beim Vorhandensein scharfer Ecken Beanspruchungskonzentrationen im Holz an der Stelle des Übergangs vom Rahmen zur Kehlung auftreten. Wenn die Befestigungsschrauben für die Scharniere in der Nähe dieser Stelle konzentrierter Beanspruchung liegen, dann kommt es zum Splittern des Rahmens.
• In diesem Zusammenhang ist es weniger von Bedeutung, ob Hartholz oder Fichtenholz verwendet wird. Es stimmt zwar, dass Hartholz bruchfester ist, andererseits splittert es aber leichter. Weichere Holzarten halten zwar, sind aber weniger fest.
• Es hat sich ferner gezeigt, dass eine Vergrößerung der Länge der Befestigungsschrauben wenig bringt, weil die Schrauben nur mit einer begrenzten Anzahl von Gewindegängen tragen.
• Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines verbesserten Scharniers, das in der Rahmenkonstruktion derart befestigt werden kann, dass der Widerstand der gesamten Konstruktion gegen Einbruch verbessert wird.
• Dieses Ziel wird bei einem Scharnier der oben genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Der gefaltete Teil oder der erste gefaltete Teil ergibt einen Keileffekt, wenn die mit den Scharnieren befestigte Konstruktion bezüglich des Rahmens oder dergleichen, in welchem sie sitzt, einer Krafteinwirkung ausgesetzt wird.
• Es sei erwähnt, dass im US-Patent 3 445 883 eine Scharnierkonstruktion beschrieben ist, die einen tiefergesetzten Teil hat. Der abgewinkelte Teil besteht aus einer eingepressten Bohrung, welche rechtwinklig zur Ebene des Scharnierflügels verläuft. Infolgedessen ist die Materialdicke des Holzes, welches sich zur Aufnahme der Schraube eignet, verringert, und damit ist die Konstruktion geschwächt. Weil die Bohrung senkrecht durch das Blech verläuft, wird der oben erwähnte erfindungsgemäße Keileffekt nicht erreicht.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform liegt der oben genannte Winkel β zwischen 20º und 60º und beträgt insbesondere 30º.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der tiefergesetzte Teil an allen Seiten von dem flachen Teil des Flügels umgrenzt, und seine Länge macht 30 bis 80% der Gesamtlänge des Flügels aus.
• Man kann auch den Scharnierflügel, welcher an dem aufgehängten Teil befestigt ist, mit einem ersten und einem zweiten abgewinkelten Teil ausbilden. Da die Dicke eines solchen angelenkten Teils, wie etwa ein Fenster, im allgemeinen geringer als die Dicke eines Rahmens ist, in welchem der Teil angelenkt ist, ist die Wirkung des Loches und einer darin eingepassten Befestigung bei dem zweiten abgewinkelten Teil hier nicht gegeben.
• Wenn beide Scharnierflügel mit abgewinkelten Teilen und weiteren geknickten Teilen versehen werden und so ausgerichtet werden, dass sie einen Hohlraum zwischen sich begrenzen, dann ist es möglich, einen Block anzupassen, welcher diesen Hohlraum im wesentlichen ausfüllt. Durch Befestigung des Blockes an einem der beiden Scharnierflügel ergibt sich ein Sicherheitsmerkmal zur Verhinderung eines Entfernens des aufgehängten Teils nach Herausnehmen des Scharnierbolzens.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die ersten und zweiten abgewinkelten Teile mit unterschiedlichen Winkeln gegenüber dem flachen Teil und/oder unterschiedlichen Längen konstruiert, wobei der erste abgewinkelte Teil des einen Flügels dem zweiten abgewinkelten Teil des zweiten Flügels gegenüberliegt, wenn das Scharnier die geschlossene Position einnimmt.
• Die Löcher in dem an den Rahmen anzupassenden Flügel sind unter einem Winkel gegenüber der Senkrechten zu dem Flügel orientiert und können auf jede Weise ausgebildet werden, wie man es im Stande der Technik kennt.
• Wird dieser weitere abgewinkelte Teil in einem Rahmen oder einer anderen statischen Konstruktion verwendet, dann wird das Loch vorzugsweise so vorgesehen, dass es unter einem Winkel α von mindestens 80º gegenüber der Senkrechten zur Ebene des Flügels verläuft, wobei die Senkrechte von der Scharnierachse in Richtung von der Vorderseite zur Rückseite des Loches weg gerichtet ist. Dieser Aspekt der Erfindung beruht auf der Einsicht, dass mindestens eine der Befestigungsschrauben des Scharniers nicht mehr senkrecht zum zugehörigen Scharnierflügel verläuft, det im allgemeinen am Rahmen zu befestigen ist. Dadurch lässt sich das oben genannte Risiko vermeiden, dass ein Teil des Rahmens wegsplittert infolge des Kombinationseffekts der Beanspruchungskonzentration durch die Schraube und der Beanspruchungskonstruktion durch die Kehlung. Weiterhin ragt eine Schraube gegebener Länge relativ wenig weit durch die Dicke der Struktur der Konstruktion, und dies gibt einen weiteren Beitrag zur Verringerung der Beanspruchungskonzentration, die von der Schraube ausgeht.
• Wie oben gesagt wurde, weicht der Winkel, den die Mittellinie des Loches mit dem Scharnierflügel bildet, von den üblichen 90º ab. Grundsätzlich kann dieser Winkel zwischen wenigen Grad Abweichung variieren und im wesentlichen mit der Richtung des Flügels ausgerichtet sein.
• In der Praxis hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, den Winkel zwischen 70º und 50º, vorzugsweise um 60º zu wählen. Das Scharnier kann jegliches im Stande der Technik bekannte Scharnier sein. Die Befestigung des Scharniers beispielsweise an einer Tür oder einem Fenster kann jede im Stand der Technik bekannte Konstruktion umfassen. Vorzugsweise ist diese Komponente gleichermaßen als flügelförmige Komponente konstruiert. Um den oben erwähnten Keileffekt zu erhalten, ist es nicht notwendig, die oben erwähnten Löcher vorzusehen.
• Die Erfindung sei nun in weiteren Einzelheiten anhand von Darstellungen von Ausführungsbeispielen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 im Querschnitt eine Draufsicht auf die strukturelle Konstruktion, an welcher eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen Scharniers befestigt ist;
• Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Scharniers nach Fig. 1;
• Fig. 3 eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 1;
• Fig. 4 eine gegenüber der Abwandlung gemäß Fig. 3 abgewandelte Ausführungsform; und
• Fig. 5 ein Scharnier gemäß Fig. 5 in aufgeklapptem Zustand.
• In Fig. 1 ist eine Tür oder ein Fenster 1 veranschaulicht, welches sich in diesem Fall nach innen öffnet. Mit 2 ist ein Rahmen bezeichnet, und in den Spalt zwischen geschlossener Tür oder Fenster 1 und Rahmen 2 ist eine Dichtung 7 eingepasst.
• Unabhängig davon, ob ein solcher Schließspalt vorhanden ist, ist dies die Stelle, die häufig benutzt wird, um bei einem Einbruch anzugreifen. Beispielsweise kann von einer nicht berechtigten Person ein Brecheisen in den an dieser Stelle zwischen Tür oder Fenster 1 und Rahmen 2 gelegenen Spalt eingesetzt werden, und die Tür oder das Fenster 1 wird vom Rahmen 2 weggedrückt. Es hat sich gezeigt, dass bei üblichen nicht gezeigten Scharnieren Schrauben, die ausschließlich senkrecht zum Scharnier verlaufen und im Rahmen festsitzen, und insbesondere diejenigen Schrauben, die in der Nähe der Kehle 12 sitzen, wegen der Konzentration der Beanspruchung sowohl seitens der Schraube als auch der Kehle her dazu führen, dass der Teil 17 vom Rahmen 2 weggerissen wird.
• Um dies zu verhindern wird eine Konstruktion des Scharniers 3 vorgeschlagen, wie es die Fig. 1 und 2 zeigen. Das Scharnier 3 besteht aus einem üblichen Blech oder Flügel 4, der mit Schrauben an der Tür oder dem Fenster 1 befestigt wird, wie dies schematisch gezeigt ist. Die Befestigung des Flügels 5 erfolgt mit Hilfe eines Scharnierbolzens 6. Dieser Flügel 5 ist mit einem ersten abgewihkelten Teil 10 versehen, an den sich ein zweiter abgewinkelter Teil 22 anschließt. Außer den üblichen Löchern 9 für die Schrauben sind im zweiten abgewinkelten Teil 22 ferner Löcher 8 für Schrauben 11 vorgesehen.
• Wie Fig. 1 zeigt, verläuft eine solche Schraube 11 unter einem Winkel α zur Senkrechten auf den Flügel 5. Für eine gegebene Schraubenlänge ragt die Schraube durch eine beträchtlich kleinere Dicke des Rahmens 2, und als Folge davon wird die von der Schraube 11 ausgehende Konzentration der Beanspruchung erheblich begrenzt. Darüber hinaus endet die Schraube nicht nahe an dem Eckpunkt der Kehle 12 mit der Folge, dass die von den Eckpunkten der Kehle 12 und dem Punkt der Schraube 11 ausgehenden Beanspruchungskonzentrationen nicht mehr zusammenfallen und zu keinen Brüchen führen. Die durch die Öffnung 9 greifende Schraube dient nun lediglich dazu, den Flügel des Scharniers am Rahmen zu halten. Dies alles bewirkt, dass die Scherkräfte, denen der Rahmen zuvor ausgesetzt war, gemäß der Erfindung grundsätzlich in Zugkräfte umgewandelt werden, welche von den durch die Löcher 8 ragenden Befestigungsmitteln aufgenommen werden.
• Tests haben gezeigt, dass eine Konstruktion dieser Art erheblich größere Lasten aufnehmen kann, als es mit Scharnierbefestigungen nach dem Stand der Technik der Fall ist, wo also die Schrauben ausschließlich senkrecht zum Flügel 5 verlaufen. Die erfindungsgemäße Konstruktion kann somit einen größeren Widerstand gegen Einbrüche bieten und eine höhere Sicherheitseinstufung unter den verschiedenen Bewertungen erhalten.
• Wenn die durch die Löcher 8 verlaufenden Schrauben nicht halten oder nicht eingesetzt worden sind, dann bewegt sich das Scharnier mit den Flügeln 4 und 5 zusammen mit dem Teil 1 nach rechts in der Zeichnung, wenn in der Nähe der Dichtung 7 eine Kraft angesetzt wird. Dies führt dazu, dass der erste abgewinkelte Teil im Verlauf der Bewegung fest in den Rahmen 2 gekeilt wird, und auf diese Weise erhält man doppelt so gute Sicherheitseigenschaften gegen Bruch.
• Zur Optimierung eines solchen Keileffektes verläuft der erste abgewinkelte Teil 10 unter einem Winkel β, der vorzugsweise zwischen 15º und 75º, spezieller zwischen 20º und 60º und bevorzugt bei 30º liegt. Weil bei der dargestellten Ausführung der erste und zweite abgewinkelte Teil rechtwinklig zueinander verlaufen, entspricht der Winkel β dem Winkel α. Es ist nicht absolut notwendig, dass der erste und der zweite abgewinkelte Teil rechtwinklig zueinander verlaufen. Um genügend Kräfte in den betreffenden Rahmen einzubringen, ist es wichtig, dass der abgewinkelte Teil eine gewisse Länge hat. Diese Länge L ist in Fig. 2 angedeutet und liegt vorzugsweise zwischen 30 und 80% der Gesamtlänge des betreffenden Flügels 5. Die Länge hängt von der Gesamthöhe des Scharniers ab. Bei einem längeren oder höheren Scharnier kann diese Länge überproportional größer sein.
• In Fig. 3 ist die Abwandlung des Scharniers gegenüber den vorigen Figuren mit 38 angegeben. Wie diese Figur zeigt, ist es auch möglich, den an die Tür oder das Fenster angreifenden Flügel 35 in entsprechender Weise wie den Flügel 5 gemäß Fig. 1 oder einer der nachfolgenden Figuren zu konstruieren.
• Der erste abgewinkelte Teil ist mit 10 bezeichnet, während der zweite abgewinkelte Teil mit 22 bezeichnet ist. Auf diese Weise erhält man eine Doppelkeilwirkung.
• Bei der Konstruktion nach Fig. 4, die zur Verwendung bei einem nach außen öffnenden Fenster oder einer solchen Tür konstruiert ist, ist der zweite abgewinkelte Teil 22 mit einem Hohlraum 39 versehen, in dem ein Block 36 mit einer Schraube 37 befestigt werden kann, so dass der Spalt zwischen den beiden gegenüberliegenden Kammern, die durch den ersten und zweiten abgewinkelten Teil begrenzt werden, im wesentlichen ausgefüllt ist. Ein derartiger Block kann die Wirkung eines Scharnierbolzens in besonders einfacher Weise ausüben und hat sich in der Praxis als wesentlich wirkungsvoller herausgestellt. Nach Entfernung des Scharnierbolzens aus dem Scharnier 38 ist es wegen des Blocks 36 nicht möglich, die Scharnierflügel durch Ansetzen eines Brecheisens übereinander zu bewegen.
• In Fig. 5 ist das Scharnier 38 nach Fig. 4 veranschaulichungshalber geöffnet gezeigt.
• Die Erfindung ist zwar vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden, jedoch soll es nach dem Lesen des vorangegangenen dem Fachmann klar sein, dass zahlreiche Abwandlungen möglich sind, die offensichtlich sind und in den Schutzbereich der im Anspruch 1 definierten Erfindung liegen.

Claims (10)

1. Scharnier mit zwei Teilen, die um eine Scharnierachse schwenkbar und aneinander befestigt sind und von denen wenigstens ein Teil einen mit Löchern (8, 9) zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, wie Schrauben, versehenen Scharnierflügel (5) hat, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Scharnierflügel einen abgesenkten Teil aufweist, der gegenüber der Ebene des Scharnierflügels eingelassen ist und an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten durch den anderen, flachen Teil des Scharnierflügels begrenzt wird, wobei der abgesenkte Teil mindestens zwei, einen ersten und einen zweiten, abgewinkelte Teile (10,22) aufweist, die von den einander gegenüberliegenden flachen Teilen des Scharnierflügels ausgehend miteinander verbunden sind, wobei der erste abgewinkelte Teil (10), der näher bei der Scharnierachse liegt, im wesentlichen parallel zur Scharnierachse abgewinkelt ist und der Winkel β zwischen dem flachen Teil und dem ersten abgewinkelten Teil zwischen 15º und 75º liegt.

2. Scharnier nach Anspruch 1, bei welchem der abgesenkte Teil auf allen Seiten durch den flachen Teil des Scharnierflügels umgrenzt ist und seine Länge (1) 30 bis 80% der Gesamtlänge des Scharnierflügels beträgt.

3. Scharnier nach einem der vorstehenden Ansprüche mit zwei Scharnierflügeln, die jeweils ein abgesenkten Teil aufweisen.

4. Scharnier nach Anspruch 3, bei welchem die abgesenkten Teile so ausgebildet sind, daß sie einander gegenüberliegen, wenn das Scharnier seine geschlossene Position einnimmt, und daß in den Spalt zwischen den abgewinkelten Teilen ein Block (36) eingepaßt ist, der gegen einen der Scharnierflügel anliegt und über diesen hinausragt.

5. Scharnier nach Anspruch 3 oder 4, bei welchem der erste und zweite abgewinkelte Teil mit unterschiedlichen Winkeln gegenüber dem flachen Teil verlaufen und/oder im wesentlichen senkrecht zur Scharnierachse gesehen unterschiedliche Dimensionen haben, wobei in geschlossener Position des Scharniers der erste abgewinkelte Teil des einen Scharnierflügels dem zweiten abgewinkelten Teil des zweiten Scharnierflügels gegenüber liegt.

6. Scharnier nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem mindestens ein abgewinkelter Teil mindestens ein Loch (8) aufweist, dessen Mittellinie unter einem Winkel α von maximal 80º gegenüber der Senkrechten auf der Ebene des Scharnierflügels verläuft.

7. Scharnier nach Anspruch 6, bei welchem der Winkel α zwischen 50 und 70º liegt.

8. Scharnier nach Anspruch 7, bei welchem der Winkel α 60º beträgt.

9. Scharnier nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der erste abgewinkelte Teil (10) senkrecht zum zweiten abgewinkelten Teil (22) verläuft.

10. Scharnier nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem beiderseits neben dem abgesenkten Teil ein Loch (9) vorgesehen ist.