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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät mit einem schwenkbaren Bildschirm, einem Basisteil zum Aufstellen auf einer Stellfläche und zumindest einem Drehlager zwischen Basisteil und dem Bildschirm zum Verschwenken des Bildschirms.
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Bei einem Notebook ist der Bildschirm über ein Drehlager am Basisteil festgelegt. Ein übliches Notebook-Display ist jedoch ungeeignet, auch als Bildschirm mit Berührungseingabe verwendet zu werden, da das Drehlager dem Anpressdruck eines Fingers nicht immer Stand hält und der Bildschirm bei erhöhtem Anpressdruck nach hinten nachgeben würde.
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Aus der
DE 29708702 U1 ist eine einstellbare Halteeinrichtung für Bordcomputer in Kraftfahrzeugen, insbesondere für Laptop oder Notebook-Computer bekannt, wobei eine neigbare Tischplatte zur Halterung des Bordcomputers mittels eines Gelenkkörpers an einem im Wesentlichen verstellbaren Schwenkarm festgelegt ist. Um den Laptop beziehungsweise Notebook-Computer gegen die Einwirkung von Brems- und Beschleunigungskräften zu sichern, ist eine Arretierung mit einer manuell betätigbaren reibschlüssigen Vorrichtung vorgesehen.
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Aus der
DE 3 935 042 C1 ist eine Bildschirmeinheit in Flachbauweise für ein Verarbeitungsgerät bekannt. Diese Bildschirmeinheit weist zur senkrechten Aufstellbarkeit eine rückseitige Stütze auf, welche über einen Abschnitt mit der Bildschirmeinheit verbunden ist, wobei an diesem Abschnitt ein hemmendes Bremselement vorgesehen sein kann, um die Relativbewegung zwischen Bildschirmeinheit und rückseitiger Stütze zu dämpfen.
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Des Weiteren ist aus der
EP 0 417 265 B1 ein tragbares Datenverarbeitungsgerät bekannt, welches einen Hauptkörper aufweist und ein am Hauptkörper über Haltemittel befestigten Bildschirm. Die Haltemittel sind schwenkbar und weisen zur Beibehaltung der Position des Bildschirms eine Reibkupplungsvorrichtung auf.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem elektronischen Gerät mit einem schwenkbaren Bildschirm eine Lösung aufzuzeigen, bei welcher der Bildschirm leicht zwischen einer Anzeigestellung und einer Touchstellung, das heißt der Stellung für die Berührungseingabe, bewegt werden kann und bei Ausbildung des Bildschirms mit Berührungseingabe, in der Touchstellung stabil betrieben werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das zumindest eine Drehlager ein winkel- und/oder richtungsabhängiges Widerstandsmoment beim Verschwenken des Bildschirms relativ zum Basisteil aufweist.
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Durch das winkelabhängige Widerstandsmoment wird ein leichtes Verschwenken des Bildschirms im Bereich für die Anzeigestellung und ein Verschwenken entgegen einem hohen Widerstandsmoment im Winkelbereich für die Touchstellung ermöglicht.
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Das richtungsabhängige Widerstandsmoment erlaubt die Realisierung eines hohen Widerstandsmomentes beim Bewegen von der Anzeigestellung in die Touchstellung und ein Verschwenken entgegen einem geringen Widerstandsmoment aus der Touchstellung zurück in die Anzeigestellung. Insbesondere beim Verschwenken des Bildschirmes aus der Touchstellung in die Anzeigestellung ist ein geringes Widerstandsmoment notwendig, da ansonsten die Gefahr besteht, dass das elektronische Gerät samt Basisteil zum Nutzer kippt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bildschirm für die Anzeigestellung in einem Winkelbereich von 0 bis zirka 25° zur Vertikalen mit einem geringen Widerstandsmoment und für die Touchstellung in einem Winkelbereich von 25° bis zirka 90° zur Vertikalen entgegen einem hohen Widerstandsmoment verschwenkbar.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass im Winkelbereich zwischen zirka 25° und zirka 45° zur Vertikalen das Widerstandsmoment kontinuierlich zunimmt. Beim Verschwenken des Bildschirms in diesem Bereich darf das Widerstandsmoment im Drehlager noch nicht zu hoch sein, um ein Kippen des Basisteils zu verhindern. Andererseits muss dennoch genügend Widerstand durch das Drehlager erzeugt werden, dass ein Aufliegen der Hand auf dem Bildschirm und der Anpressdruck der Finger bei der Berührungseingabe durch das Widerstandsmoment im Drehlager kompensiert werden kann. Je horizontaler der Bildschirm geneigt ist, desto stärker wirkt die Kraft durch die Berührungseingabe auf das Drehlager. Daher ist im Bereich ab zirka 45° zur Vertikalen ein relativ hohes Widerstandsmoment durch das Drehlager erforderlich.
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Das Widerstandsmoment im Drehlager wird vorzugsweise durch gespannte Scheibenfedern erzeugt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Scheibenfedern mit Prägungen, hervorstehenden Geometrien oder unterschiedlichen Wandstärken versehen, um winkelabhängig das erhöhte Widerstandsmoment zu erzielen.
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Eine alternative Ausbildung sieht vor, dass das Widerstandmoment beim Verschwenken in einem Winkelbereich von zirka 25° bis 90° zur Vertikalen kontinuierlich zunimmt. Bei dieser Ausführungsform wird das Widerstandsmoment vorzugsweise durch eine Spiralfeder erzeugt.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das zumindest eine Drehlager so ausgebildet ist, dass der Bildschirm aus der Tauchstellung, das heißt einem Winkelbereich von zirka 25° bis 90° zur Vertikalen mit einem geringerem Widerstandsmoment zurückgeschwenkt werden kann.
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Hierzu sind vorzugsweise zwischen Basisteil und Bildschirm zwei Drehlager vorgesehen, wobei das Widerstandsmoment beider Drehlager beim Verschwenken des Bildschirms von der Anzeigestellung in die Tauchstellung wirkt und beim Verschwenken des Bildschirms aus der Tauchstellung in die Anzeigestellung das Widerstandsmoment eines Drehlagers über einen Freilauf nicht wirkt.
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Das elektronische Gerät ist vorzugsweise ein Computer, wobei der Computer vorzugsweise im Basisteil angeordnet ist. Der Computer kann ebenso als so genannter Zero-Client ausgebildet sein, welcher im Bildschirm angeordnet ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass zwischen Basisteil und Bildschirm ein Mittelteil vorgesehen ist, welches am Basisteil über ein erstes Drehlager mit Widerstandsmoment und am Bildschirm über ein zweites Drehlager mit winkel- und/oder richtungsabhängigem Widerstandsmoment festgelegt ist. Durch den Mittelteil wird erzielt, dass der Bildschirm in Anzeigestellung wie ein klassischer LCD-Bildschirm mit Standfuß aufgestellt werden kann und in der Touchstellung das Mittelteil so über das Basisteil verschwenkt werden kann, dass in der Touchstellung der Bildschirm über dem Mittelteil und Basisteil angeordnet ist. Durch den schwenkbaren Mittelteil wird eine sehr bequeme Stellung des Bildschirms für die Berührungseingabe möglich.
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Nachfolgend wird anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele die Erfindung näher erläutert. In den Figuren zeigen:
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1 ein elektronisches Gerät in Seitenansicht mit einem Bildschirm in verschiedenen Winkelstellungen,
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2 den Kraftverlauf des Widerstandsmoments des Drehlagers in den verschiedenen Winkelbereichen,
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3 schematisch ein Drehlager mit Scheibenfedern zur Erzielung des Widerstandsmoments,
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4 schematisch ein Drehlager mit Scheibenfedern mit Prägung zur Erzielung des winkelabhängigen Widerstandsmoments,
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5 schematisch ein Drehlager mit Spiralfeder zur Erzielung eines kontinuierlichen winkelabhängigen Widerstandsmoments,
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6 ein Kraftwinkeldiagramm für die verschiedenen Verschwenkbewegungen des Bildschirms mit einem Drehlager gemäß 4,
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7 das elektronische Gerät in Seitenansicht mit einem Bildschirm mit unterschiedlichen Schwenkbewegungen,
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8 ein Kraftwinkeldiagramm für die verschiedenen Verschwenkbewegungen des Bildschirms,
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9 schematisch die Funktionsweise eines Freilaufs in Seitenansicht und
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10 schematisch die Funktionsweise der Drehlager und des Freilaufs in Schrägansicht.
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Nachfolgend werden in den Figuren Elemente mit gleicher Funktion und Konstruktion mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht getrennt gesondert erläutert.
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1 zeigt in Seitenansicht ein elektronisches Gerät mit einem Bildschirm 1 der mit Berührungseingabe ausgebildet sein kann und der an einem Basisteil 2 schwenkbar festgelegt ist. Das Basisteil 2 dient zum Aufstellen auf einer Stellfläche und kann auch als Gehäuse für einen Computer dienen. Zwischen dem Bildschirm 1 und dem Basisteil 2 ist ein Mittelteil 3 vorgesehen, welches über ein Drehlager 5 mit dem Basisteil 2 und über ein Drehlager 6 mit dem Bildschirm 1 verbunden ist.
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Am Mittelteil 3 ist ein Anschlag 5a vorgesehen, der die Position des Mittelteils 3 für die Stellung des Bildschirms 1 zur Berührungseingabe (Touchstellung) definiert.
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Alternativ kann das Mittelteil 3 auch fest oder über einen Parallelarm, wie er von Steh- und Bürolampen bekannt ist, mit dem Basisteil verbunden sein.
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Beide Drehlager 5 und 6 lassen sich nur gegen ein bestimmtes Widerstandsmoment M verschwenken. Derartige Drehlager, die nur über ein bestimmtes Widerstandsmoment M verschwenkt werden können, werden auch Konstantmomentenscharniere oder Reibscharniere oder Drehmomentscharniere genannt. Das Drehlager 6 weist darüber hinaus winkelabhängig und/oder richtungsabhängig ein unterschiedliches Widerstandsmoment M auf.
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In 2 ist für die Winkelbereiche I, II und III der Verlauf des Widerstandsmoments M des Drehlagers 6 bei der Position des Mittelteiles 3 in Touchstellung (Anschlag 5a liegt auf dem Basisteil 2 an) dargestellt.
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Im Winkelbereich zwischen 0° und zirka 25° zur Vertikalen kann der Bildschirm 1 ohne hohes Widerstandsmoment M erschwenkt werden. Dieser Bereich ist die so genannte Anzeigestellung des Bildschirms 1, in welcher dieser leicht justiert werden können soll.
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Im Bereich zwischen zirka 25° und zirka 45° zur Vertikalen, dem Bereich II, nimmt das Widerstandsmoment M im Drehlager 6 kontinuierlich zu, da der Bildschirm in diesem Bereich in der Regel nur für die Berührungseingabe verwendet wird. Die kontinuierliche Zunahme des Widerstandsmoments M des Drehlagers hat den Vorteil, dass das Gerät beim Verschwenken des Bildschirms nicht nach hinten kippt und dennoch bei einem Winkel von 45° ein genügend hohes Widerstandsmoment M für die Berührungseingabe am Bildschirm durch das Drehlager 6 erzeugt wird. Im Bereich zwischen zirka 45° und 90° zur Vertikalen, dem Bereich III, kann die Kraft noch weiter ansteigen oder auch konstant bleiben, da auch in diesem Winkelbereich der Bildschirm in der Regel nur für die Toucheingabe verwendet wird.
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3 zeigt eine Ausführungsform, für das Erzielen des Widerstandsmoments M im Drehlager 6. In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Drehlager 6 schematisch mit einer inneren Achse 4 und einer um die innere Achse 4 drehbare Hülse 7 dargestellt. Das Widerstandsmoment M zwischen der inneren Achse 4 und der Hülse 7 wird durch so genannte Scheibenfedern 8 erzielt, welche über eine Mutter oder Schraube 9 auf der inneren Achse 4 seitlich auf die Hülse 7 gepresst werden.
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Durch die Scheibenfedern 8 ist ein konstantes Widerstandsmoment M erzielbar.
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4 zeigt die weitere Ausbildung, wie im Drehlager 6 ein winkelabhängiges Widerstandsmoment M erzielbar ist. Hierzu sind am Drehlager 6 in den Scheibenfedern Vorsprünge, vorspringende Geometrien, Prägungen 10 oder höhere Wandstärken in einem bestimmten Winkelbereich vorgesehen, sodass in diesem Winkelbereich ein höheres Widerstandsmoment M erzielbar ist. Ein Anstieg der Kraft und damit auch des Widerstandsmoments M ist vorzugsweise durch die Geometrie, das heißt die Form, die Höhe, die Steigung der Prägung oder der Aufdickung an den Scheibenfedern erzielbar.
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Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird im oberen Bereich, das heißt im Bereich der Prägung 10 ein hohes Widerstandsmoment M erzielt. An der Hülse 7 ist in diesem Bereich z. B. die Seitenwand geschlossen, so dass sich durch die Prägung 10 auf die Seitenwand trifft und die Scheibenfedern stärker komprimiert werden. Im Bereich unterhalb der horizontalen Symmetrieachse ist die Seitenwand der Hülse 7 offen, so dass die Prägung kein Zusammendrücken der Scheibenfedern und somit kein erhöhtes Widerstandsmoment erzeugt.
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Eine ähnliche Ausgestaltung eines Drehlagers mit Widerstandsmoment M durch Scheibenfedern ist in der
DE 10 2006 014 576 B4 in
2 und
3 einschließlich der zugehörigen Beschreibung offenbart, welche durch diese Bezugnahme auch zum Offenbarungsgehalt dieser Beschreibung gehören soll.
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5 zeigt die Ausbildung eines Drehlagers 6 mit einem ersten Teil 14 zur Erzeugung eines fest eingestellten Widerstandsmomentes M und einer Spiralfeder 15 zur Erzeugung eines kontinuierlich zunehmenden Widerstandsmomentes M.
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6 zeigt des den Verlauf des kontinuierlich zunehmenden Widerstandsmomentes M im Winkelbereich von zirka 25° bis 90° zur Vertikalen.
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7 zeigt wie 1 das elektronische Gerät in Seitenansicht.
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Bei dieser Ausführungsform wirkt beim Verschwenken des Bildschirmes 1 von der Anzeigestellung in die Touchstellung (angezeigt durch den Pfeil T) ein hohes Widerstandsmoment M, und beim Zurückschwenken von der Touchstellung in die Anzeigestellung (angezeigt durch den Pfeil A) ein geringes Widerstandsmoment M.
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8 zeigt den Verlauf des Widerstandsmoments M beim Verschwenken des Bildschirms 1 von der Vertikalen Stellung um 90° in die horizontale Stellung (Linie T) und von der horizontalen Stellung zurück in die vertikale Stellung (Linie A). Für das Verschwenken in die Touchstellung wird eine größere Kraft benötigt als für das Zurückschwenken in den Anzeigebereich.
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Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass ein Kippen des elektronischen Geräts beim Verschwenken von der Touchstellung in die Anzeigestellung vermieden wird. Ein Verschwenken von der Anzeigestellung in die Touchstellung mit relativ hoher Kraft ist problemlos, da die Kraft auf die Standfläche des Basisteils 2 wirkt und somit die Gefahr eines Verkippens wesentlich geringer ist.
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Diese Ausführungsform wird bevorzugt dadurch realisiert, dass das Drehlager 6 durch zwei Drehlager 6a und 6b gebildet ist und durch einen Freilauf (siehe 9) beide Drehlager 6a und 6a und somit auch das Widerstandsmoment M beider Drehlager nur beim Verschwenken von der Anzeigestellung in die Touchstellung (Richtung T) wirken, während beim Verschwenken von der Touchstellung in die Anzeigestellung (Richtung A) der in 9 dargestellte Freilauf wirkt und somit für die Schwenkbewegung in dieser Richtung nur das Widerstandsmoment M des Drehlagers 6a überwunden werden muss. Für das Verschwenken in Richtung A ist das Widerstandmoment M somit nur halb so groß wie für das Verschwenken in Richtung T.
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Der Freilauf 11 ist in 9 schematisch dargestellt. Der Freilauf kann zum Beispiel realisiert sein durch ein Zahnrad 12 und einen Sperrriegel 13, wobei das Zahnrad 12 in der Drehrichtung A unter dem Sperrriegel 13 hindurchlaufen kann und hingegen in der Drehrichtung T das heißt von der Anzeigestellung in die Touchstellung der Sperrriegel 13 das Zahnrad 12 blockiert.
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In 10 ist der Freilauf 11 aus 9 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Mit dem Zahnrad 12 ist die Hülse 7 des Drehlagers 6b fest verbunden, sodass das Widerstandsmoment M im Drehlager 6b in der Richtung T erzeugt wird, jedoch in der Richtung A das Drehlager 6b und das Zahnrad 12 mit der Drehachse 4 problemlos mitdrehen können und kein Widerstandsmoment M erzeugen.
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Gemäß einer bevorzugten Variante werden die in den 1 bis 6 und 7 bis 10 dargestellten Lösungen kombiniert. Das heißt für die Bewegung des Bildschirms 1 von der Anzeigestellung in die Touchstellung (Richtung T) erhält man einen Widerstandsmoment M in den Drehlagern 6a und 6b gemäß dem in 2 oder 6 dargestellten Verlauf, während hingegen für die Bewegung des Bildschirms von der Touchstellung in die Anzeigestellung (Richtung A) der Freilauf 11 wirkt und nur ein wesentlich geringeres Widerstandsmoment M des Drehlages 6b überwunden werden muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bildschirm
- 2
- Basisteil
- 3
- Mittelteil
- 4
- Drehachse
- 5
- Drehlager
- 6
- Drehlager
- 7
- Hülse
- 8
- Scheibenfeder
- 9
- Schraube
- 10
- Prägung, Vorsprung, erhöhte Wandstärke, vorspringende Geometrie
- 11
- Freilauf
- 12
- Zahnrad
- 13
- Sperrhebel
- 14
- erstes Teil des Drehlagers 6
- 15
- Spiralfeder
