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Die
Erfindung betrifft ein Federscharnier für Brillen gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Federscharniere
der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie werden dazu eingesetzt,
das mit den Brillengläsern
versehene Mittelteil einer Brille mit den Bügeln gelenkig zu verbinden
und dabei die Bügel
mit einer Federkraft zu beaufschlagen. Diese dient einerseits dazu,
die Bügel
in zusammengeklapptem Zustand der Brille am Mittelteil anliegend
zu halten, und andererseits dazu die Bügel beim Tragen der Brille
am Kopf eines Benutzers so anzudrücken, dass die Brille nicht
verrutscht. Dabei weisen diese Federscharniere ein Gehäuse auf,
das in der Regel mit einem der Bügel
verbunden ist und eine Feder aufnimmt, außerdem zumindest bereichsweise
ein Scharnierteil. Dieses ist in dem Gehäuse verlagerbar, wobei die
Feder eine Zugkraft auf das Scharnierteil ausübt. Dieses ist mit einem Scharnierauge
versehen, das mit einem weiteren Scharnierauge eines Scharnierelements
schenkbeweglich verbunden ist. Das Scharnierelement ist in diesem
Fall an dem Mittelteil angebracht. Die beiden Teile des Federscharniers,
das Gehäuse
und das Scharnierteil, sind um eine gemeinsame Schwenkachse gegeneinander verschwenkbar.
Bei einer derartigen Schwenkbewegung rollt eine Außenfläche des
Scharnierauges eines Teils des Federscharniers an einer Anlagefläche des
anderen Teils des Federscharniers ab. In der Regel rollt eine Außenfläche eines
Scharnierauges des Scharnierelements an einer Anlagefläche ab,
die dem Gehäuse
des Federscharniers oder einem in das Gehäuse eingesetzten Verschlussteil
zugeordnet ist. Durch die Ausgestaltung der Außenfläche wird erreicht, dass die
beiden Teile des Federscharniers im geöffneten und geschlossenen Zustand
desselben durch die Federbelastung des Scharnierteils gehalten werden.
Durch die Federkraft werden also, wie oben gesagt, die Bügel im zusammengeklappten Zustand
der Brille und im aufgeklappten Zustand federnd gehalten. Es hat
sich herausgestellt, dass das Öffnen
einer Brille mit einem derartigen Federscharnier einigen Benutzern
nicht komfortabel genug ist: Es ist nämlich in der Regel nötig, das
Mittelteil der Brille mit einer Hand festzuhalten und mit der anderen
Hand die Bügel
auszuklappen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Federscharnier für eine Brille zu schaffen,
das ein komfortables Öffnen
der Brille ermöglicht.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ein Federscharnier der oben genannten Art vorgeschlagen, das
die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Es zeichnet sich
dadurch aus, dass die Brillenbügel aus
der zusammengeklappten Position nur über einen kurzen Schwenkwinkel
in Öffnungsrichtung
bewegt werden müssen.
Die Bügel öffnen sich
dann selbsttätig
mittels der auf das Scharnierteil wirkenden Federkraft. Die Brille
kann also mit einer Hand am Mittelteil festgehalten werden. Die
Bügel werden
mit einem Finger etwas vom Mittelteil abgehoben, also in Richtung
der Öffnungsstellung
bewegt, und klappen dann selbsttätig
vollständig
auf. Dies wird dadurch erreicht, dass der Abstand zwischen der Außenfläche des
Scharnierauges zu seiner Schwenkachse ausgehend vom Schließbereich
zum Öffnungsbereich
hin abnimmt.
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Bevorzugt
wird außerdem
ein Ausführungsbeispiel
des Federscharniers, das sich dadurch auszeichnet, dass der Öffnungs-
und/oder Schließbereich
der Außenfläche des
Scharnierauges als ebene Flä che
ausgebildet ist. Auch hier wird durch die auf das Scharnierteil
wirkende Feder sichergestellt, dass die Bügel der Brille in der Öffnungs-
und/oder Schließposition
federnd gehalten werden.
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Weitere
Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze einer Brille in Draufsicht;
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2 einen
Ausschnitt einer Brille mit einem vergrößert dar gestellten Federscharnier;
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3 ein
an einem Mittelteil und einem Bügel
angebrachtes Federscharnier in mehreren Funktionsstellungen und
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4 eine
Prinzipskizze einer Brille zur Verdeutlichung der Öffnungsbewegung.
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Aus
der in 1 wiedergegebenen Prinzipskizze einer Brille 1 ist
das Öffnungsverhalten
der Bügel 3 der
Brille gegenüber
deren Mittelteil 5 ersichtlich. Die Brille 1 ist
hier in Draufsicht dargestellt. Zur Vereinfachung ist lediglich
der linke Brillenbügel 3 wiedergegeben.
Der rechte Bügel
ist identisch ausgebildet, sodass alles zum linken Bügel 3 Gesagte entsprechend
für den
rechten Bügel
gilt.
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Der
Bügel 3 ist
abgeschnitten dargestellt, er ist also in der Realität länger als
in 1 wiedergegeben.
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Das
Mittelteil 5 ist in 1 im Wesentlichen horizontal
angeordnet. Der Bügel 3 ist
in seiner geschlossenen Position etwa parallel zum Mittelteil 5 angeordnet.
Diese Position ist durch ein S gekennzeichnet.
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Um
den Bügel 3 in
die geöffnete
Position zu verlagern, muss dieser, wie durch einen Pfeil 7 angedeutet,
um 90° verschwenkt
werden. Diese Position ist durch ein Ö angedeutet.
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In
der geöffneten
Position Ö liegt
das dem Mittelteil 5 zugewandte Ende 9 des Bügels 3 am
Mittelteil 5 an, sodass hier ein Anschlag realisiert wird. Schwenkt
ein Benutzer den Bügel 3 über die
in 1 dargestellte Position weiter nach außen, so
wird auf bekannte Weise eine Feder eines Federscharniers 11 aktiviert,
die bewirkt, dass der Bügel 3 in
die in 1 dargestellte Position zurückgezogen wird. Dies führt dazu,
dass der Bügel 3 bei
Benutzung der Brille 1 an den Kopf eines Benutzers federnd
angelegt wird.
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Das
Federscharnier 11 ist so ausgelegt, dass der Bügel 3 selbsttätig in die Öffnungsposition Ö verlagert
wird, sobald er weiter im Uhrzeigersinn bewegt wird, als es durch
einen schraffierten Bereich 12 angedeutet ist: Der Bügel 3 muss
aus der Schließposition
S lediglich um einen relativ kleinen Winkel α verschwenkt werden. Sobald
dies geschehen ist, klappt er selbsttätig in die Öffnungsposition Ö. Der Winkel α kann in
einem Bereich von > 0
bis 20° liegen.
Vorzugsweise wird ein Winkelbereich von etwa 10° ≤ α ≤ 20° gewählt, insbesondere wird ein
Winkel α =
15° gewählt.
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2 zeigt
das in 1 wiedergegebene Federscharnier 11 vergrößert, wobei
der Bügel 3 und das
Mittelteil 5 abgebrochen sind.
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Gleiche
Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, sodass insofern
auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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Das
Federscharnier 11 weist zwei Teile auf, nämlich ein
Gehäuse 13 und
ein Scharnierelement 15. In das Gehäuse 13 ist eine hier
nicht erkennbare Feder eingebracht, außerdem ein Scharnierteil, das dort
beweglich untergebracht ist und mit der Feder zusammenwirkt. Wird
das Scharnierteil aus dem Gehäuse 13 herausgezogen,
baut die Feder eine Rückstellkraft
auf, durch die das Scharnierteil in das Gehäuse 13 zurückgezogen
wird.
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Das
Scharnierteil weist mindestens ein Scharnierauge 17 auf,
das aus dem Inneren des Gehäuses 13 herausragt
und etwas gegen die Kraft der Feder aus dem Gehäuse 13 herausgezogen
werden kann. Das Scharnierauge 17 ist mit mindestens einem
Scharnierauge 19 des Scharnierelements 15 verbunden.
Beispielsweise kann das Scharnierelement 15 zwei in einem
Abstand zueinander angeordnete Scharnieraugen aufweisen, von denen
in 2 lediglich das obere erkennbar ist. Zwischen
diesen kommt dann das Scharnierauge 17 des Scharnierteils
zu liegen. Es ist aber grundsätzlich
auch möglich,
mehr als zwei Scharnieraugen am Scharnierelement 15 vorzusehen
und auch das Scharnierteil mit mehreren Scharnieraugen auszustatten.
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Das
mindestens eine Scharnierauge 17 des Scharnierteils 15 und
das mindestens eine Auge 19 des Scharnierelements sind
schwenkbeweglich miteinander verbunden und werden über ein
senkrecht zur Bildebene von 2 verlaufendes
Verbindungselement, in der Regel durch eine Schraube 21,
verbunden.
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Aus 2 ist
ersichtlich, dass eine Außenfläche 23 des
Scharnierauges 19 an einer Anlagefläche 25 abrollt. Dabei
kann die Anlagefläche 25 an
der Vorderseite des Gehäuses 13 vorgesehen
werden, an einem in das Gehäuse
eingebrachten Schließelement
oder an einem separaten Verschleißteil, das in das Gehäuse 13 eingesetzt
oder an dessen Vorderfront befestigt ist.
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In 2 ist
der Bügel 3 gegenüber dem
Mittelteil 5 verschwenkt angeordnet. Wird er in Richtung des
in 1 dargestellten Pfeils 7 verschwenkt,
so schlägt
dessen Ende 9 am Mittelteil 5 an, wobei am Bügel 3 eine
erste Anschlagfläche 27 und
am Mittelteil 5 eine zweite Anschlagfläche 29 ausgebildet sind.
Liegen die beiden Anschlagflächen 27 und 29 aneinander
und wird der Bügel 3 über die
dadurch definierte Öffnungsposition
weiter im Uhrzeigersinn verschwenkt, so wird das Scharnierteil gegen
die Kraft der Feder etwas aus dem Gehäuse 13 herausgezogen.
Wird der Bügel 3 nicht
in der überdruckten Position
gehalten, schwenkt er gegen den Uhrzeigersinn zurück, bis
die beiden Anschlagflächen 27 und 29 plan
aneinander liegen.
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Die
Funktion eines Federscharniers 11 ist grundsätzlich bekannt,
sodass hier nicht näher
darauf eingegangen wird. Es sei aber noch darauf hingewiesen, dass
das Gehäuse 13 auch
am Mittelteil 5 und das Scharnierelement 15 am
Bügel 3 angebracht werden
können.
Die beiden Teile des Federscharniers 11 können also
ausgetauscht werden. In der Regel ist aber, wie hier dargestellt,
das Gehäuse 13 am
Bügel 3 befestigt.
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3 gibt
eine Prinzipskizze zur Verdeutlichung der Öffnungsbewegung eines Bügels gegenüber einem
Mittelteil wieder. Es ist hier das Federscharnier 11 mit
Teilen des Bügels 3 und
des Mittelteils 5 wiedergegeben, also eine Darstellung ähnlich 2.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, sodass auf
die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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Ganz
links in 3 ist das Federscharnier 11 mit
einem Teil des Bügels 3 und
einem Teil des Mittelteils 5 dargestellt. Der Bügel 3 befindet
sich in seiner aus 1 ersichtlichen Schließposition
S. Die beiden Teile des Federscharniers 11, das Scharnierelement 15 und
das Gehäuse 13,
sind maximal aufeinander zu verschwenkt.
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Ganz
rechts in 3 ist wiederum das Federscharnier 11 mit
einem Teil des Bügels 3 und
des Mitteilteils 5 dargestellt. Der Bügel 3 befindet sich
hier in seiner Öffnungsposition Ö, wie sie
auch in 1 dargestellt ist. Das Ende 9 des
Bügels 3 liegt
hier flächig
am Mittelteil 5 an. Das Federscharnier 11 ist
damit um 90° im
Uhrzeigersinn gegenüber
der Schließposition
verschwenkt.
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Die
Außenfläche 23 des
Scharnierauges 19 des Scharnierelements 15 ist
so ausgestaltet, dass sie zu der senkrecht zur Bildebene 3 verlaufenden Schwenkachse
der beiden Scharnieraugen 17 und 19, welche der
Mittelachse der in 2 wiedergegebenen Schraube 21 entspricht,
einen unterschiedlichen Abstand aufweist. Damit ändert sich auch der Abstand
der Anlagefläche 25,
die dem Gehäuse 13 zugeordnet
ist, während
einer Schwenkbewegung der Teile des Federscharniers 11 beziehungsweise des
Bügels 3 gegenüber dem
Mittelteil 5.
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In
der ganz links in 3 dargestellten Schließposition
beträgt
der Abstand der Außenfläche 23 zur
Schwenkachse rein beispielsweise 2,4 mm und in der ganz rechts in 3 dargestellten Öffnungsposition
1,49 mm. Während
einer ersten Schwenkbewegung ändert
sich der Abstand vorzugsweise noch nicht. Erst wenn die Verschwenkung des
Bügels 3 gegenüber dem
Mittelteil 5 größer ist, als
der Winkel α in 1,
reduziert sich der Abstand der Außenfläche 25 von beispielsweise
2,4 auf die hier beispielhaft angegebenen 1,49 mm. Durch die Kraft
der Feder im Gehäuse 13 ergibt
sich damit ein Drehmoment, das den Bügel 3 in die Öffnungsstellung Ö verschwenkt,
während
die Außenfläche 23 auf der
Anlagefläche 25 abrollt.
Die Außenfläche 23 bildet
quasi eine abfallende Rampe, auf der die Anlagefläche 25 abläuft. Die
Schräge
der Rampe ergibt sich durch den in der Schließposition S gegebenen größeren Abstand
der Außenfläche 23 zur
Schwenkachse, der sich in Richtung zur Öffnungsposition Ö, also in 3 von
links nach rechts, reduziert.
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Bevorzugt
wird ein Federscharnier 11, bei dem der Abstand der Außenfläche 23 zur
Schwenkachse kontinuierlich abnimmt, sodass sich praktisch ein gleichmäßiges Drehmoment
während
der Öffnungsbewegung
des Bügels 3 gegenüber dem
Mittelteil 5 ergibt.
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Weiterhin
ist bevorzugt, dass die Außenfläche 23 einen Öffnungs- und/oder Schließbereich
aufweist, wobei der Öffnungsbereich
der Öffnungsposition Ö des Bügels 3 gegenüber dem
Mittelteil 5 und der Schließbereich der Schließposition
S des Bügels 3 gegenüber dem
Mittelteil 5 entspricht. Werden der Öffnungs- und/oder Schließbereich
der Außenfläche 23 des
Scharnierauges 17 als ebene Fläche ausgebildet, so wird der
Bügel 3 durch
die Kraft der auf das Scharnierteil wirkenden Feder in der Schließposition S
und in der Öffnungsposition Ö gehalten,
wie dies auch bei herkömmlichen
Federscharnieren der Fall ist. Bevorzugt werden derartige ebenen
Flächen
sowohl im Öffnungs-
als auch im Schließbereich
der Außenfläche 23.
Um sicherzugehen, dass sich die Brille nicht ungewollt öffnet, ist eine
derartige ebene Fläche
besonders bevorzugt wenigstens im Schließbereich vorgesehen.
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Besonders
bevorzugt wird ein Federscharnier 11, bei dem die hier
genannten ebenen Flächen tangential
in die weitere Außenfläche 23 übergehen, sodass
der Bügel
praktisch ruckfrei von der Schließposition S in die Öffnungsposition Ö und umgekehrt bewegt
werden kann.
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Um
den Bügel 3 gegenüber dem
Mittelteil 5 in der Öffnungs- und/oder Schließposition
zu halten, ist es auch möglich,
den Öffnungs-
und/oder Schließbereich
der Außenfläche 23 des
Scharnierteils 19 aufzurauen oder mit einer Beschichtung
verminderter Gleitfähigkeit
zu versehen. Befindet sich also der Bügel 3 gegenüber dem
Mittelteil in der Öffnungs- und/oder
Schließposition,
wird er entsprechend in dieser Position gehalten. Um den Verschleiß des Federscharniers 11 auf
ein Minimum zu reduzieren, ist jedoch bevorzugt vorgesehen, dass
der Öffnungs- und/oder
Schließbereich
der Außenfläche 23 des Scharnierauges 19 als
ebene Fläche
ausgebildet ist, wie dies oben beschrieben wurde.
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Um
ein definiertes Ende der Öffnungsbewegung
vorzugeben, wird ein Anschlag realisiert, nämlich dadurch, dass die Anschlagflächen 27 am
Bügel 3 und 29 am
Mittelteil 5 vorgesehen werden, die aneinander liegen,
wenn sich der Bügel 3 in
der Öffnungsposition Ö befindet.
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Insgesamt
zeigt sich, dass auf einfache Weise ein übliches Federscharnier 11 abgewandelt
werden kann, um eine sich selbsttätig öffnende Brille 1 zu
realisieren. Es ist sogar möglich,
ein Scharnierelement 15, wie es hier beschrieben wurde,
an mit einem Gehäuse 13 eines
herkömmlichen
Federscharniers zu kombinieren und damit die selbsttätige Öffnung des
Bügels 3 gegenüber dem
Mittelteil 5 zu realisieren.
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4 zeigt
schließlich
eine Prinzipskizze einer Brille 1 in der Hand 31 eines
Benutzers. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen,
sodass auf die Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren verwiesen
wird.
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Der
Benutzer hält
die Brille 1 beispielsweise mit dem Daumen 33 und
dem Zeigefinger 35 im mittleren Bereich des Mittelteils 5,
beispielsweise an dem die beiden äußeren Seiten des Mittelteils 5 verbindenden
Nasenbügel.
Durch eine Auswärtsbewegung des
Mittelfingers 37 kann der Benutzer den Bügel 3 entsprechend
dem Pfeil 7 im Uhrzeigersinn verschwenken, sodass dieser
sich dann selbsttätig öffnet. Durch
eine Auswärtsbewegung
des Mittelfingers wird der zweite Bügel 3' der Brille 1, wie durch
den Pfeil 7' angedeutet,
gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt. Da dessen Federscharnier 11' identisch aufgebaut
ist wie das Federscharnier 11, schwenkt der Bügel 3' selbsttätig in die Öffnungsposition,
sobald die Verschwenkung größer ist
als der oben angesprochene Winkel α.
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Insbesondere
aus den Erläuterungen
zu 4 wird deutlich, dass die Bügel 3, 3' einer Brille 1 auf
einfache Weise aus der Schließposition
S in die Öffnungsposition Ö verlagert
werden können.
Es ist lediglich erforderlich, die Bügel 3, 3' aus der Schließposition
S über
den Bereich 12 des undefinierten Zustands, der in 1 schraffiert
dargestellt ist, zu verschwenken, was gemäß 4 mit dem
Mittelfinger 37 leicht möglich ist. Die Bügel 3, 3' bewegen sich dann
selb ständig
weiter in die geöffnete
Position, ohne, dass der Benutzer dafür mit der zweiten Hand nachhelfen
müsste.
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Es
zeigt sich, dass der Schließbereich
der Außenfläche 23 des
Scharnierauges 19 des Scharnierelements 15 als
ebene Fläche
ausgebildet und so ausgelegt werden kann, dass bei einer Verlagerung des
Bügels 3 gegenüber dem
Mittelteil 5 aus der Schließposition S über einen
kleinen Schwenkwinkel α ein
Drehmoment auf den Bügel 3 ausgeübt wird, welches
diesen in die Schließposition
S zurückbewegt.
Es ist möglich,
den Schließbereich
der Außenfläche 23 des
Scharnierauges 19 so auszubilden, dass bei einem Schwenkwinkel
des Scharnierelements 15 gegenüber dem Gehäuse 13 des Federscharniers 11 von
0 ≤ α ≤ 20°, insbesondere
bis zu ca. 15°,
ein Rückstellmoment
aufgebaut wird, das den Bügel 3 gegen
den Uhrzeigersinn in die Schließposition
S drängt.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass, wenn ein Benutzer die
Brille, wie in 4 dargestellt, erfasst, sich
die Bügel 3, 3' nicht ungewollt öffnen, sondern
erst dann, wenn der Benutzer diese mit dem Mittelfinger 37 bewußt über einen
bestimmten Bereich verschwenkt hat.
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Besonders
hervorzuheben ist, dass diese besondere Funktion der Brille 1 ohne
weitere Hilfsmittel, also ohne zusätzliche Elemente, die in die
Brille 1 eingebaut werden müssten, realisiert werden kann.
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Die
Brille ist trotz des Zugewinns an Komfort also sehr einfach aufgebaut
und damit in der Benutzung sehr wenig störanfällig.