DE102014221379A1

DE102014221379A1 - Scharnierteil für ein Federscharnier einer Brille, Federscharnier, Brillenteil und Brille

Info

Publication number: DE102014221379A1
Application number: DE102014221379.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2015-06-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Scharnierteil (1) für ein Federscharnier einer Brille, mit einem Gehäuse (3), einem in dem Gehäuse (3) angeordneten Federelement (5), und einem in dem Gehäuse (3) unter Vorspannung durch das Federelement (5) verschiebbar gelagerten Scharnierelement (7) mit zwei Scharnierarmen (9, 9‘), wobei das Gehäuse (3) aus einem Blech oder Bandmaterial durch Tiefziehen hergestellt ist. Dabei ist vorgesehen, dass eine Stirnwand (15) des Gehäuses (3) zwei Schlitze (21, 21‘) aufweist, durch welche das Scharnierelement (7) mit jeweils einem Scharnierarm (9, 9‘) greift, wobei zwischen den Schlitzen (21, 21‘) ein Wandabschnitt (23) der Stirnwand (15) angeordnet ist, und wobei sich das Federelement (5) einerseits an dem Wandabschnitt (23) und andererseits an einer Kontaktfläche (25) des Scharnierelements (7) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Scharnierteil für ein Federscharnier einer Brille gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Federscharnier für eine Brille gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6, ein Brillenteil gemäß Oberbegriff des Anspruchs 7, sowie eine Brille gemäß Oberbegriff des Anspruchs 9.
Scharnierteile für Federscharniere von Brillen sind bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2011 012 377 A1 geht ein Scharnierteil für ein Federscharnier einer Brille hervor, welches ein Gehäuse aufweist. In dem Gehäuse ist ein Federelement angeordnet, und ein Scharnierelement ist in dem Gehäuse unter Vorspannung durch das Federelement verschiebbar gelagert. Das Scharnierelement weist zwei Scharnierarme auf. Das Gehäuse ist aus einem Blech oder aus einem Bandmaterial durch Tiefziehen hergestellt. Das Gehäuse ist an einer Stirnseite offen, und das Scharnierteil weist ein Führungsteil auf, welches als Verschluss für das Gehäuse, als Widerlager für das Federelement und zur Führung des Scharnierelements dient. Das Führungsteil ist als separates Element an dem Gehäuse befestigbar. Dies hat den Nachteil, dass aufgrund der Vielzahl von Teilen ein Herstellungsaufwand und ein logistischer Aufwand in Zusammenhang mit dem Scharnierteil vergleichsweise groß sind. Hierdurch entstehen insbesondere erhöhte Kosten in der Fertigung. Zusätzlich ist auch der Montageaufwand erhöht, da ein zusätzlicher Montageschritt für die Befestigung des Führungsteils an dem Gehäuse anfällt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Scharnierteil, ein Federscharnier, ein Brillenteil und eine Brille zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweisen.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Scharnierteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Das Scharnierteil zeichnet sich dadurch aus, dass eine Stirnwand des Gehäuses zwei Schlitze aufweist, durch welche das Scharnierelement mit jeweils einem Scharnierarm greift. Zwischen den Schlitzen ist ein Wandabschnitt der Stirnwand angeordnet, an dem sich das Federelement abstützt. Zugleich stützt sich das Federelement auch an dem Scharnierelement ab. Hierdurch ist das Scharnierelement insgesamt unter Vorspannung in dem Gehäuse verschiebbar gelagert, wobei die Vorspannung durch das Federelement aufgebracht wird. Bei dem hier vorgeschlagenen Scharnierteil ist das Gehäuse stirnseitig nicht offen, sondern weist vielmehr die zwei Schlitze aufweisende Stirnwand auf. Das Scharnierelement ist dabei insbesondere mit seinen Scharnierarmen in den zwei Schlitzen geführt, sodass es keines separaten Führungsteils bedarf. Ein das Federelement und bereichsweise das Scharnierelement aufnehmender Innenraum des Gehäuses ist durch den Wandabschnitt der Stirnwand stirnseitig geschlossen, sodass es keines separaten Verschlusses bedarf. Weiterhin stützt sich das Federelement an dem Wandabschnitt der Stirnwand ab, sodass es keines separaten, eine Abstützung bereitstellenden Elements bedarf. Insgesamt werden somit alle Funktionen, die bei dem bekannten Scharnierteil durch das separat vorgesehene Führungsteil bereitgestellt werden, hier durch das Gehäuse selbst, insbesondere durch die Stirnwand und den Wandabschnitt, verwirklicht. Dabei ist das Gehäuse durch Tiefziehen äußerst einfach herstellbar, und auch die zwei Schlitze können einfach und kostengünstig in diese eingebracht werden. Somit kann das Scharnierteil mit weniger Teilen hergestellt werden, was den Herstellungsaufwand und den logistischen Aufwand senkt. Weiterhin kann ein Montageschritt entfallen, sodass insgesamt geringere Kosten in Verbindung mit dem Scharnierteil anfallen, als dies bei dem bekannten Scharnierteil der Fall ist.
Besonders günstig ist, dass das Gehäuse spanlos hergestellt werden kann, was den Herstellungsaufwand deutlich verringert und außerdem Materialeinsparungen zur Folge hat, weil kein Abfall in Form von Spänen anfällt.
Das Gehäuse ist bevorzugt aus einem Blech oder Bandmaterial hergestellt, welches ein Metall oder eine Metalllegierung umfasst, vorzugsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung besteht. Das Bandmaterial wird bevorzugt von einer Spule abgewickelt, insbesondere von einem sogenannten Coil.
Es zeigt sich auch, dass durch Tiefziehen ein besonders dünnwandiges Gehäuse in einem einfachen und kostengünstigen Fertigungsverfahren hergestellt werden kann. Auch hierdurch werden Materialkosten und Ressourcen gespart. Weiterhin können schwer zerspanbare und/oder korrosionsbeständige Materialien verwendet werden, weil auf eine spanende Fertigung weitgehend verzichtet wird. Es ist allerdings möglich, dass die Schlitze spanend oder durch Laserschneiden in das Gehäuse eingebracht werden. Dabei ist es insbesondere möglich, dass diese nach dem Tiefziehen vorgesehen werden. Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Schlitze vor dem Tiefziehen erzeugt werden, beispielsweise durch Laserschneiden oder Stanzen. Insoweit wird bevorzugt vor dem Tiefziehen eine Blechplatine als Abwicklung des umzuformenden Gehäuses hergestellt, die anschließend durch Tiefziehen zu dem Gehäuse umgeformt wird.
Das Scharnierelement weist vorzugsweise an jedem Scharnierarm einen Scharnierlappen auf. Das Scharnierteil ist also zweilappig ausgebildet. Die Scharnierlappen sind außerhalb des Gehäuses angeordnet, sodass das Scharnierelement mit den Scharnierlappen aus den Schlitzen herausragt. Die Scharnierlappen weisen miteinander fluchtende Scharnieraugen auf, durch die eine Scharnierachse geführt werden kann, um das Scharnierteil an einem korrespondierenden Scharnierteil zu befestigen, sodass insgesamt ein Federscharnier ausgebildet wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Scharnierteils ist das Federelement als Schraubenfeder ausgebildet. Dies stellt eine sehr einfache und kostengünstige Verwirklichung des Federelements dar.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Scharnierteils stützt sich das Federelement unmittelbar an dem Wandabschnitt ab. Es ist also keinerlei zwischen dem Wandabschnitt und dem Federelement angeordnetes Element vorgesehen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass ein solches Zwischenelement vorgesehen ist, das dann aber nicht als eigenständiges Widerlager ausgebildet ist, sondern vielmehr – beispielsweise als dünnes, plattenförmiges Element – einer Verhinderung der unmittelbaren Anlage des Federelements an dem Wandabschnitt dient, beispielsweise um Kontaktkorrosion zu vermeiden oder einem übermäßigen Verschleiß des Wandabschnitts und/oder des Federelements vorzubeugen, insbesondere wenn diese aus Materialien bestehen, die nur bedingt oder gar nicht zur unmittelbaren Anlage aneinander geeignet sind.
Es wird ein Scharnierteil bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Scharnierelement U-förmig ausgebildet ist. Es weist einen die Kontaktfläche aufweisenden Verbindungsabschnitt auf, von dem ausgehend sich die Scharnierarme erstrecken. Der Verbindungsabschnitt bildet dabei quasi eine Basis des U, von dem ausgehend sich die Scharnierarme als Schenkel des U erstrecken. Vorzugsweise ist das Scharnierelement aus einem Blech oder einem Bandmaterial ausgestanzt, insbesondere durch Stanzen oder eine Stanz-Präge-Technik hergestellt, und gebogen. Dabei wird das Scharnierelement zunächst als flaches Teil aus dem Bandmaterial oder Blech ausgestanzt und anschließend in seine U-Form gebogen. Auf diese Weise ist das Scharnierelement sehr einfach, kostengünstig und dünnwandig herstellbar. Es umfasst bevorzugt ein Metall oder eine Metalllegierung, besonders bevorzugt besteht es aus einem Metall oder einer Metalllegierung. Insbesondere umfasst das Blech oder das Bandmaterial, aus dem das Scharnierelement hergestellt wird, vorzugsweise Metall oder eine Metalllegierung, beziehungsweise besteht aus einem dieser Materialien.
Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Scharnierteils bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Gehäuse einen offenen Boden aufweist. Beim Tiefziehen wird eine napf- oder hutförmige Geometrie für das Gehäuse erzeugt, die zu einer Seite hin offen ist. Diese Seite wird bevorzugt nach dem Tiefziehen nicht – beispielsweise durch Umbiegen von Material – geschlossen, sodass der Boden offen bleibt. Dies ist günstig für den Zusammenbau des Scharniers, weil so ein von dem Gehäuse umschlossener Innenraum ohne weiteres zugänglich ist. Darüber hinaus wird Material eingespart, welches ansonsten für den Boden verwendet würde.
Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Scharnierteils bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Gehäuse an Wandenden, die dem offenen Boden zugewandt sind, frei von einem Falz ist. Insgesamt weist das Gehäuse vorzugsweise eine dem offenen Boden abgewandte Dachwand, sowie sich ausgehend von der Dachwand zu dem offenen Boden hin erstreckende weitere Wandungen auf, die das Gehäuse umfangsseitig umschließen, nämlich die Stirnwand, eine der Stirnwand gegenüber angeordnete Rückwand, und zwei sich – in Längsrichtung des Gehäuses gesehen – erstreckende Seitenwände. Diese Wandungen weisen dem offenen Boden zugewandte Wandenden auf, an denen sie nicht umgefalzt sind. Beim Tiefziehen des Gehäuses wird aus dem Blech- oder Bandmaterial generell eine napf- oder hutförmige Geometrie erzeugt, wobei das Gehäuse unmittelbar nach dem Tiefziehen typischerweise herstellungsbedingt einen umgebogenen Rand, mithin einen Falz an den Wandenden aufweist, der quasi eine Hutkrempe der hutförmigen Geometrie darstellt. Dieser wird vorzugsweise nach dem Tiefziehen des Gehäuses entfernt, insbesondere von den Wandenden abgetrennt, wobei die Wandenden bevorzugt senkrecht abgekantet oder durch Laserschneiden von dem Falz getrennt werden.
Eine Längsrichtung des Gehäuses spricht eine Richtung an, in der das Scharnierelement in dem Gehäuse verschiebbar gelagert ist. Entsprechend fällt eine Längsachse des Gehäuses mit dieser Richtung zusammen beziehungsweise erstreckt sich in dieser Richtung.
Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Scharnierteils bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass eine Breite eines das Scharnierelement aufnehmenden Innenraums des Gehäuses so auf eine Breite des Scharnierelements abgestimmt ist, dass das Scharnierelement durch Seitenwände des Gehäuses geführt ist. Dabei ist ein Ausführungsbeispiel möglich, bei dem die Scharnierarme des Scharnierelements die Seitenwände des Gehäuses innenseitig berühren und an diesen gleiten, wenn sich das Scharnierelement in dem Gehäuse verlagert. Es ist aber auch möglich, dass ein geringfügiger Abstand zwischen den Scharnierarmen und den Seitenwänden gegeben ist, der jedoch so gering ist, dass höchstens ein geringfügiges Spiel des Scharnierelements senkrecht zur Längsachse des Scharnierteils in dem Gehäuse besteht. Vorzugsweise sind die Breite des Innenraums einerseits und die Breite des Scharnierelements andererseits so gewählt, dass keine zusätzliche Reibung im Bereich der Scharnierarme und der Seitenwände auftritt, wobei zugleich eine stabile Führung des Scharnierelements in dem Gehäuse gewährleistet ist.
Der einfache Abstand zwischen einem Scharnierarm und der ihm zugeordneten Seitenwand beträgt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel von mindestens 0,02 mm bis höchstens 0,04 mm. Das Gesamtspiel des Scharnierelements zwischen den Seitenwänden beträgt bevorzugt von mindestens 0,03 mm bis höchstens 0,08 mm.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Federscharnier für eine Brille mit den Merkmalen des Anspruchs 6 geschaffen wird. Das Federscharnier zeichnet sich aus durch ein Scharnierteil nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei verwirklichen sich in Zusammenhang mit dem Federscharnier die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Scharnierteil beschrieben wurden.
Das Federscharnier weist vorzugsweise ein erstes Scharnierteil auf, welches nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet ist, und weiterhin ein zweites Scharnierteil, welches mit dem ersten Scharnierteil gelenkig verbunden ist. Das zweite Scharnierteil ist vorzugsweise dreilappig ausgebildet, weist also drei Scharnierlappen auf, nämlich einen ersten äußeren Lappen, einen mittleren Lappen und einen zweiten äußeren Lappen, wobei der mittlere Lappen zwischen dem ersten äußeren Lappen und dem zweiten äußeren Lappen angeordnet ist. Zwischen den äußeren Lappen und dem mittleren Lappen sind zwei Aussparungen angeordnet, in welche in zusammengebautem Zustand des Federscharniers die beiden Lappen des zweilappigen ersten Scharnierteils eingreifen. Die drei Scharnierlappen des zweiten Scharnierteils weisen vorzugsweise Scharnieraugen auf, die miteinander und in montiertem Zustand mit den Scharnieraugen der zwei Lappen des ersten Scharnierteils fluchten. Durch die Scharnieraugen ist vorzugsweise eine Scharnierachse geführt, durch welche die beiden Scharnierteile miteinander gelenkig verbunden werden. Dabei definiert die Scharnierachse eine Schwenkachse, um die das erste Scharnierteil relativ zu dem zweiten Scharnierteil schwenkbar ist.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Brillenteil mit den Merkmalen des Anspruchs 7 geschaffen wird. Dieses ist bevorzugt als Brillenbügel ausgebildet. Es zeichnet sich durch ein Scharnierteil nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aus. Dabei verwirklichen sich in Zusammenhang mit dem Brillenteil die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Scharnierteil erläutert wurden.
Das Scharnierteil ist vorzugsweise durch Laserschweißen, insbesondere durch Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen, an dem Brillenteil befestigt. Dabei werden insbesondere beim Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen nur geringe Wärmemengen in die zu verschweißenden Teile eingebracht, wobei der Wärmeeintrag lokal bleibt. Zugleich sind nur geringe Anpresskräfte zur Fixierung des Scharnierteils auf dem Brillenteil nötig, um die Verschweißung vorzunehmen. Eine thermische oder mechanische Beschädigung insbesondere der in dem Gehäuse angeordneten Elemente wird so vermieden. Es ergibt sich eine besonders einfache Handhabung des Brillenteils und des Scharnierteils beim Fügen, was Fertigungsschritte und damit Produktionskosten spart.
Beim Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen wird die Intensität des Schweißlaserstrahls im Vergleich zum Laser-Tiefschweißen geringer gewählt, sodass im Schweißbereich keine Dampfkapillare entsteht, in der Oxide der zu verschweißenden Materialien gebildet würden. Dies könnte insbesondere bei zinkhaltigen Materialien wie Neusilber eine Versprödung der Schweißnaht und damit ein leichtes Trennen der Verbindung zur Folge haben. Beim Laser-Tiefschweißen entsteht dagegen eine Dampfkapillare, sodass dieses Verfahren für zinkhaltige Materialien generell ungeeignet ist.
Es zeigt sich außerdem, dass eine Eindringtiefe der Schweißnaht beim Laser-Tiefschweißen wesentlich höher ist als beim Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen. Dünnwandige Elemente wie das hier vorgeschlagene, tiefgezogene Gehäuse können daher üblicherweise kaum beschädigungsfrei durch Laser-Tiefschweißen geschweißt werden, weil die dünnen Wandungen durchgeschweißt und damit zerstört würden. Dagegen ist ein Verschweißen im Regime des Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißens sehr wohl möglich.
Dabei lässt sich eine durch Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen hergestellte Schweißnaht in einem Querschnitts-Schliffbild leicht und eindeutig von einer durch Laser-Tiefschweißen hergestellten Schweißnaht unterscheiden. Durch den geringeren Wärmeeintrag, die Vermeidung der Ausbildung einer Dampfkapillare und die geringe Eindringtiefe weist nämlich eine Schweißnaht, die durch Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen erzeugt wurde, ein Verhältnis von Naht-Eindringtiefe zu Nahtbreite auf, welches höchstens 1 beträgt, typischerweise allerdings kleiner ist als 1. Die Naht ist also im Querschnitts-Schliffbild typischerweise breiter als tief. Dagegen weist eine durch Laser-Tiefschweißen erzeugte Schweißnaht aufgrund der größeren Eindringtiefe und der Ausbildung einer Dampfkapillare eine Nahtgeometrie auf, bei der das Verhältnis von Naht-Eindringtiefe zu Nahtbreite deutlich größer ist als 1. Eine durch Laser-Tiefschweißen erzeugte Schweißnaht ist daher typischerweise sehr viel tiefer als breit.
Mithilfe des Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißens ist es ohne weiteres möglich, das Scharnierteil auf dem Brillenteil innig, fest und beschädigungsfrei zu befestigen.
Es ist möglich, hierzu einen Dauerstrich-Laser zu verwenden. Bevorzugt wird ein Diodenlaser eingesetzt. Dieser umfasst vorzugsweise eine Vielzahl einzelner Emitter, deren vorzugsweise zunächst in Einzelfasern ausgekoppelte Laserleistung letztlich in einer Faser zusammengeführt wird. Alternativ ist auch eine Zusammenführung und Bündelung der Lichtleistung der einzelnen Emitter ohne Fasern nur durch andere optische Elemente wie beispielsweise Spiegel und/oder Linsen möglich. Die hier beschriebene Technik der Bündelung der Lichtleistung einer Mehrzahl einzelner Emitter ist grundsätzlich bekannt und wird üblicherweise als MSE-Technik (Multiple Single Emitter) bezeichnet. Vorzugsweise sind zirka 40 bis 50 Einzeldioden vorgesehen, die gemeinsam die Laserleistung bereitstellen. Umfasst der Laser beispielsweise eine Ausgangsleistung von 500 W, können vorzugsweise zwischen 50 und 100 Einzelemitter vorgesehen sein, die jeweils eine Leistung von 5 bis 10 W emittieren. Ein Diodenlaser weist einen intrinsisch divergenten Strahl auf, wodurch er für das Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen besonders geeignet ist, indem er eine vergleichsweise niedrige Flächenleistung beziehungsweise Intensität im Fokuspunkt aufweist. Selbstverständlich ist es möglich, die Intensität in dem Schweißbereich weiter dadurch herabzusetzen, dass der Laserstrahl defokussiert oder – vorzugsweise mithilfe geeigneter Optiken – aufgeweitet wird.
Beim Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen wird die Leistung bevorzugt flächig in die zu verschweißenden Werkstücke eingebracht. Hierzu wird vorzugsweise ein Strahldurchmesser des Schweißlaserstrahls am Schweißort von mindestens 0,3 mm bis höchstens 0,5 mm gewählt.
Es auch möglich, einen gepulsten Laser zu verwenden, wobei dann vorzugsweise dessen Pulsweite so gedehnt wird, dass eine durchgehende Schweißnaht innerhalb eines einzigen Pulses erzeugt wird. Die Laserleistung und die in den Schweißbereich eingestrahlte Intensität ist dann während des Pulses so reduziert, dass ein zu großer Wärmeeintrag in die zu verschweißenden Teile vermieden wird, sodass sich keine Dampfkapillare ausbildet und ein zu großer Wärmeeintrag in die zu verschweißenden Teile vermieden wird.
Dadurch, dass die Schweißnaht bevorzugt entweder von einem Dauerstrich- oder von einem gepulsten Laser innerhalb eines einzigen Pulses gefertigt wird, weist sie keine sogenannte Schweißraupe auf, die ansonsten durch die einzelnen Schweißpunkte, welche entlang der Erstreckung der Naht nebeneinander angeordnet sind, entstehen würde. Dies führt zu einer ästhetisch besonders ansprechenden und sauberen Schweißnaht, an der lasergeschweißte Federscharniere ohne weiteres zu erkennen sind. Die Schweißnaht weist insofern eher die optische Erscheinung einer Lötnaht auf.
Mithilfe des Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißens ist es möglich, verschiedenste Materialien miteinander zu verbinden. So können das Gehäuse und/oder das Brillenelement INOX, Stahl, Edelstahl oder Neusilber, zum Beispiel CuNi₁₈Zn₂₀, umfassen, besonders bevorzugt aus diesen Materialien bestehen.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Brillenteils bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Wandabschnitt mit einem dem Brillenteil zugewandten Wandende an dem Brillenteil befestigt ist. Dies verleiht dem Wandabschnitt zusätzlich Stabilität, sodass er seine Funktion als Verschluss und als Widerlager für das Federelement uneingeschränkt erfüllen kann. Ein Aufbiegen des Wandabschnitts durch zu hohe Kräfte kann so effizient vermieden werden. Vorzugsweise ist der Wandabschnitt mit dem Wandende, welches dem Brillenteil zugewandt ist, durch Laserschweißen, besonders bevorzugt durch Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen, an dem Brillenteil befestigt.
Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Brille mit den Merkmalen des Anspruchs 9 geschaffen wird. Diese zeichnet sich aus durch ein Federscharnier nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. In Zusammenhang mit der Brille verwirklichen sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Scharnierteil ausgeführt wurden.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Brille, das sich durch ein Brillenteil nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auszeichnet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:
1 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels des Scharnierteils;
2 eine Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß 1 im Zusammenbau;
3 eine Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß den 1 und 2 von unten, und
4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Brillenteils mit dem Scharnierteil gemäß den 1 bis 3.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Scharnierteils 1 für ein Federscharnier einer Brille in Explosionsdarstellung. Das Scharnierteil 1 weist ein Gehäuse 3 auf sowie ein Federelement 5, das in montiertem Zustand in dem Gehäuse 3 angeordnet ist. Weiterhin weist das Scharnierteil 1 ein Scharnierelement 7 auf, das in montiertem Zustand in dem Gehäuse 3 unter Vorspannung verschiebbar gelagert ist, wobei die Vorspannung durch das Federelement 5 erzeugt wird.
Das Scharnierelement 7 weist einen ersten Scharnierarm 9 sowie einen zweiten Scharnierarm 9‘ auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die beiden Scharnierarme 9, 9‘ Schenkel des insgesamt U-förmigen Scharnierelements 7, die sich ausgehend von einem Verbindungsabschnitt 11 im Wesentlichen parallel zueinander, vorzugsweise parallel zueinander, erstrecken, wobei sie durch den Verbindungsabschnitt 11 miteinander verbunden sind. Insgesamt ist das Scharnierelement 7 vorzugsweise aus einem Blech oder Bandmaterial ausgestanzt und anschließend in die in 1 dargestellte U-Form gebogen.
Das Gehäuse 3 ist aus einem Blech oder Bandmaterial durch Tiefziehen, mithin spanlos, hergestellt. Vorzugsweise umfasst es ein Metall oder eine Metalllegierung, besonders bevorzugt besteht es aus einem Metall oder einer Metalllegierung.
Das Gehäuse 3 ist insgesamt napfförmig ausgebildet, wobei es eine einem offenen Boden – in Hochrichtung des Gehäuses 3 gesehen – gegenüberliegende Dachwand 13, eine Stirnwand 15, eine der Stirnwand – in Längsrichtung des Gehäuses 3 gesehen – gegenüberliegende Rückwand 17, sowie zwei sich parallel zueinander in Längsrichtung des Gehäuses 3 erstreckende Seitenwände 19, 19‘ aufweist.
In die Stirnwand 15 sind zwei Schlitze 21, 21‘ eingebracht, die sich ausgehend von dem offenen Boden in Hochrichtung des Gehäuses 3 erstrecken, jedoch nicht bis in die Dachwand 13, sodass die Schlitze 21, 21‘ zu dem offenen Boden hin einseitig randoffen, zu der Dachwand 13 hin aber geschlossen ausgebildet sind. In montiertem Zustand greifen die Scharnierarme 9, 9‘ durch die Schlitze 21, 21‘ hindurch.
Zwischen den Schlitzen 21, 21‘ ist ein Wandabschnitt 23 der Stirnwand 15 angeordnet. An diesem stützt sich das Federelement 5 in montiertem Zustand vorzugsweise unmittelbar, also ohne Zwischenschaltung eines zusätzlichen Elements, ab, wobei es sich zugleich an einer Kontaktfläche 25 des Scharnierelements 7 abstützt.
Der Wandabschnitt 23 wirkt somit als Verschluss für das Gehäuse 3, durch den dieses stirnseitig geschlossen ist. Er dient der Führung des Scharnierelements 7 bei dessen Verlagerung in Längsrichtung, indem die Scharnierarme 9, 9‘ in den Schlitzen 21, 21‘ geführt sind, und er dient als Widerlager für das Federelement 5. Durch diese Integration von Funktionen in das Gehäuse 3, die sonst jedenfalls bei tiefgezogenen Gehäusen durch separate Teile bereitgestellt werden, ist das Scharnierteil 1 sehr einfach aufgebaut und kann kostengünstig hergestellt werden.
2 zeigt eine Darstellung des Scharnierteils 1 gemäß 1 im Zusammenbau. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Anhand von 2 wird deutlich, dass das Scharnierelement 7 mit auch in 1 dargestellten Scharnierlappen 27, 27‘ aus dem Gehäuse 3 herausragt. Dabei ist ein erster Scharnierlappen 27 an dem ersten Scharnierarm 9 angeordnet. Ein zweiter Scharnierlappen 27‘ ist an dem zweiten Scharnierarm 9‘ angeordnet. Die Scharnierlappen 27, 27‘ weisen miteinander fluchtende Scharnieraugen 29, 29‘ auf, durch die eine Scharnierachse geführt werden kann, um das Scharnierteil 1 mit einem weiteren Scharnierteil zu einem vollständigen Federscharnier zu verbinden. Über die Scharnieraugen 29, 29‘ werden die beiden Scharnierteile dann gelenkig aneinander befestigt.
Die Scharnierlappen 27, 27‘ weisen Haltenasen 31, 31‘ auf, mit denen sie in montiertem und vorgespanntem Zustand an dem Gehäuse 3 anliegen. Das Scharnierelement 7 kann also nicht weiter in das Gehäuse 3 eindringen, als bis die Scharnierlappen 27, 27‘ mit den Haltenasen 31, 31‘ an dem Gehäuse 3 anschlagen. Die Länge des Scharnierelements 7 einerseits und die Länge des Federelements 5 in entspanntem Zustand sind vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass das Federelement 5 in montiertem Zustand zwischen dem Wandabschnitt 23 und der Kontaktfläche 25 gestaucht ist, sodass das Scharnierelement 7 unter Vorspannung in dem Gehäuse 3 angeordnet ist, wobei die Haltenasen 31, 31‘ unter Vorspannung gegen das Gehäuse 3 gedrängt werden. Um die Funktion des Federscharniers ausführen zu können, ist es möglich, das Scharnierelement 7 durch Verlagerung der Scharnierachse in den Scharnieraugen 29, 29‘ aus dem Gehäuse 3 herauszuziehen, wobei das Federelement 5 komprimiert wird und so eine Rückstellkraft auf das Scharnierelement 7 ausübt. Wird die Scharnierachse dann entlastet, wird sie aufgrund der durch das Federelement 5 in das Scharnierelement 7 eingeleitete Rückstellkraft in ihre Ausgangslage zurückgedrängt. Diese Funktion eines Federscharniers ist als solche bekannt, sodass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.
Wichtig ist, dass in 2 die in 1 in Explosionsdarstellung dargestellten Teile zusammengebaut dargestellt sind, wobei der Wandabschnitt 23 als Verschluss, als Führungsteil und als Widerlager für das Federelement 5 wirkt, wobei hier kein zusätzliches, separates Teil vorgesehen ist, um diese Funktionen zu erfüllen. Das Scharnierteil 1 ist daher sehr einfach aufgebaut und kostengünstig zu fertigen.
3 zeigt eine Ansicht des Zusammenbaus gemäß 2 von unten. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Anhand von 3 wird deutlich, dass das Scharnierteil 1 einen offenen Boden 33 aufweist. Der Betrachter von 3 kann daher von unten, also von der Seite, welche der Dachwand 13 abgewandt ist, in einen Innenraum 35 blicken, der von dem Gehäuse 3 umschlossen ist. Dabei wird zugleich deutlich, dass das Gehäuse 3 dem offenen Boden 33 zugewandte Wandenden aufweist, wobei die Stirnwand ein Wandende 37, die Rückwand ein Wandende 39, und die Seitenwände Wandenden 41, 41‘ aufweisen, die auch in 1 dargestellt sind. Diese Wandenden 37, 39, 41, 41‘ sind frei von einem Falz. Sie sind also nicht umgebogen, sondern erstrecken sich vielmehr vorzugsweise senkrecht zu dem offenen Boden 33 hin.
Anhand von 3 zeigt sich auch, dass eine Breite des Innenraums 35, der das Scharnierelement 7 und das Federelement 5 aufnimmt, so auf eine Breite des Scharnierelements 7 abgestimmt ist, dass dieses durch die Seitenwände 19, 19‘ des Gehäuses 3 geführt ist. Dabei spricht die Breite des Innenraums 35 ein Längenmaß an, welches in 3 in vertikaler Richtung von einer Innenfläche der Seitenwand 19 zu einer gegenüberliegenden Innenfläche der Seitenwand 19‘ gemessen wird, wobei die Breite senkrecht auf den beiden Seitenwänden 19, 19‘ steht. Entsprechend wird die Breite des Scharnierelements 7 zwischen einer Außenfläche des ersten Scharnierarms 9 und einer gegenüberliegenden Außenfläche des zweiten Scharnierarms 9‘ – in 3 in vertikaler Richtung – gemessen, und zwar parallel zu der Breite des Innenraums 35, also insbesondere ebenfalls senkrecht zu den Seitenwänden 19, 19‘ und bevorzugt auch senkrecht zu den Scharnierarmen 9, 9‘.
Eine optimale Führung der Scharnierarme 9, 9‘ in dem Gehäuse 3 ergibt sich dann, wenn diese die Seitenwände 19, 19‘ berühren. Dies erzeugt allerdings eine erhöhte Reibung in dem Scharnierteil 1 sowie eine erhöhte Abnutzung im Gebrauch, was in der Regel vermieden werden soll. Daher ist bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ein geringer Abstand zwischen den Scharnierarmen 9, 9‘ und den Seitenwänden 19, 19‘ vorgesehen, der einerseits so klein ist, dass noch eine sichere Führung des Scharnierelements 7 in dem Gehäuse 3 gewährleistet ist, wobei dieses insbesondere nahezu kein Drehspiel um eine Achse, die auf der Bildebene von 3 senkrecht steht, aufweist, wobei zugleich aber andererseits die Reibung zwischen den Scharnierarmen 9, 9‘ und den Seitenwänden 19, 19‘ herabgesetzt, vorzugsweise vermieden ist. Der Abstand zwischen den Scharnierarmen 9, 9‘ und den Seitenwänden 19, 19‘ wird insgesamt bevorzugt so klein wie möglich ausgebildet, ohne dass sich eine die Funktionsfähigkeit und die Lebensdauer des Scharnierteils 1 beeinträchtigende Reibung zwischen den Scharnierarmen 9, 9‘ und den Seitenwänden 19, 19‘ ergibt.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Brillenteils 43, das vorzugsweise als Brillenbügel ausgebildet ist. In 4 ist dargestellt, wie das Scharnierteil 1, das hier ausgebildet ist gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3, auf dem Brillenteil 43 befestigt wird. Dies geschieht vorzugsweise mittels Laserschweißen, insbesondere mittels Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen, wobei ein Schweißlaser 45 mittels eines Laserstrahls 47 zumindest eine Schweißnaht zwischen einem der Wandenden 37, 39, 41, 41‘ und einer Oberfläche 49 des Brillenteils 43 erzeugt. Vorzugsweise wird eine umlaufende Schweißnaht zumindest im Bereich der Wandenden 39, 41 und 41‘ der Seitenwände 19, 19‘ und der Rückwand 17 erzeugt. Die Schweißnaht wird im Bereich der Schlitze 21, 21‘ unterbrochen, sodass die Scharnierarme 9, 9‘ nicht festgeschweißt werden, sondern vielmehr in den Schlitzen 21, 21‘ verlagerbar bleiben.
Bevorzugt wird – wie in 4 dargestellt – der Wandabschnitt 23 mit seinem Wandende 37 an dem Brillenteil 43 befestigt, insbesondere durch Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen an der Oberfläche 49 festgeschweißt, indem eine Schweißnaht 51 durch den Laserstrahl 47 erzeugt wird. Hierdurch wird der Wandabschnitt 23 stabilisiert beziehungsweise versteift, sodass er seine Funktion als Widerlager für das Federelement 5 optimal ausüben kann, ohne dass im Gebrauch des Federscharniers ein Aufbiegen des Wandabschnitts 23 im Bereich von dessen Übergang in die Dachwand 13 zu befürchten ist. Gerade diese Ausgestaltung mit dem festgeschweißten Wandende 37 des Wandabschnitts 23 ermöglicht eine besonders langfristige, stabile und verschleißfreie Funktion des Scharnierteils 1.
Insgesamt zeigt sich, dass das Scharnierteil 1 und damit auch das Brillenteil 43, ein Federscharnier mit dem Scharnierteil 1, sowie eine Brille, die das Federscharnier und/oder das Brillenteil aufweist, sehr einfach und kostengünstig herstellbar sind, wobei gleichwohl eine dauerhafte und stabile Funktionsfähigkeit des Scharnierteils 1 gewährleistet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011012377 A1 [0002]

Claims

Scharnierteil (1) für ein Federscharnier einer Brille, mit – einem Gehäuse (3), – einem in dem Gehäuse (3) angeordneten Federelement (5), und – einem in dem Gehäuse (3) unter Vorspannung durch das Federelement (5) verschiebbar gelagerten Scharnierelement (7) mit zwei Scharnierarmen (9, 9‘), wobei – das Gehäuse (3) aus einem Blech oder Bandmaterial durch Tiefziehen hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Stirnwand (15) des Gehäuses (3) zwei Schlitze (21, 21‘) aufweist, durch welche das Scharnierelement (7) mit jeweils einem Scharnierarm (9, 9‘) greift, wobei – zwischen den Schlitzen (21, 21‘) ein Wandabschnitt (23) der Stirnwand (15) angeordnet ist, und wobei – sich das Federelement (5) einerseits an dem Wandabschnitt (23) und andererseits an einer Kontaktfläche (25) des Scharnierelements (7) abstützt.
Scharnierteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnierelement (7) U-förmig ausgebildet ist, wobei es vorzugsweise aus einem Blech oder Bandmaterial ausgestanzt und gebogen ist, wobei das Scharnierelement (7) einen die Kontaktfläche (25) aufweisenden Verbindungsabschnitt (11) aufweist, von dem ausgehend sich die Scharnierarme (9, 9‘) erstrecken.
Scharnierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) einen offenen Boden (33) aufweist.
Scharnierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) an dem offenen Boden (33) zugewandten Wandenden (37, 39, 41, 41‘) frei von einem Falz ist.
Scharnierteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite eines das Scharnierelement (7) aufnehmenden Innenraums (35) des Gehäuses (3) so auf eine Breite des Scharnierelements (7) abgestimmt ist, dass das Scharnierelement (7) durch Seitenwände (19, 19‘) des Gehäuses (3) geführt ist.
Federscharnier für eine Brille, gekennzeichnet durch ein Scharnierteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Brillenteil (43), insbesondere Brillenbügel, gekennzeichnet durch ein Scharnierteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Scharnierteil (1) vorzugsweise durch Laserschweißen, insbesondere durch Laser-Wärmeleitungs-Nahtschweißen, an dem Brillenteil (43) befestigt ist.
Brillenteil (43) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt (23) mit einem dem Brillenteil (43) zugewandten Wandende (37) – insbesondere durch Laserschweißen, bevorzugt durch Laser-Wärmeleitungs-Nachtschweißen – an dem Brillenteil (43) befestigt ist.
Brille, gekennzeichnet durch ein Federscharnier nach Anspruch 6.
Brille nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Brillenteil (43) nach einem der Ansprüche 7 und 8.