DE112006003781T5

DE112006003781T5 - Gedämpftes Scharniermodul zum Einsetzen

Info

Publication number: DE112006003781T5
Application number: DE112006003781T
Authority: DE
Inventors: David Lowry; Eugene Novin; Mark Cooper
Original assignee: Southco Inc
Current assignee: Southco Inc
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2026-03-03
Also published as: US20090133219A1; DE112006003781B4; US8104142B2; CN101426996A; WO2007106077A3; CN101426996B; WO2007106077A2

Abstract

Scharniermodul, welches aufweist:
ein erstes Teil,
ein zweites Teil, welches relativ zu dem ersten Teil zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehend bewegbar ist, wobei das zweite Teil zumindest teilweise innerhalb des ersten Teiles aufgenommen ist, und
eine Torsionsfeder, die bezüglich des ersten Teiles im Inneren angeordnet ist und das zweite relativ zu dem ersten Teil in Richtung der ersten Position vorspannt, wobei die Feder eine Vorspannung hat, wenn das zweite Teil sich relativ zu dem ersten Teil in der ersten Position befindet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Scharniermodule und genauer gesagt auf ein gedämpftes Scharniermodul, welches vormontiert werden kann für eine Einsetz- bzw. Einsteck-Montage in eine Einrichtung bzw. einem Gerät.
Typischerweise müssen gedämpfte Scharniere während der Montage von Geräten oder anderen Gegenständen montiert werden, innerhalb derer die Scharniere angeordnet werden. Das heißt, die Scharniere selbst müssen zusätzlich zu dem Zusammensetzen der Geräte zusammengebaut werden, wodurch möglicherweise kostenträchtige Schritte und Zeit für den Zusammenbau der Geräte hinzukommen. Außerdem müssen die Scharniere, wenn sie durch jemanden bzw. eine Einheit hergestellt werden, die nicht der Hersteller des Gerätes ist, typischerweise in einem demontierten Zustand an den endgültigen Hersteller des Gerätes transportiert und durch den endgültigen Hersteller während des Zusammenbaus der Geräte zusammengebaut bzw. montiert werden. Eine solche Situation kann hinsichtlich der Qualitätskontrolle bezüglich der Scharniere zu Problemen führen, da die Scharniere durch eine Einheit bzw. jemand anderes montiert werden als der Hersteller des Scharnieres.
Es wäre deshalb wünschenswert, ein gedämpftes Scharniermodul zu haben, welches vormontiert werden kann, um zu ermöglichen, dass das Scharniermodul in relativ einfacher Weise durch den Hersteller eines Gerätes einfach in ein Gerät eingesetzt bzw. eingesteckt werden kann. Auf diese Weise können Zeit und Kosten für den Zusammenbau der Geräte vermindert werden und die Qualität der zusammengebauten Scharniermodule kann durch den Hersteller des Scharniers besser kontrolliert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf ein gedämpftes Scharniermodul gerichtet, welches ein erstes Teil, ein zweites Teil und eine Torsionsfeder umfasst. Das zweite Teil ist relativ zu dem ersten Teil zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehend bewegbar. Das zweite Teil ist zumindest teilweise innerhalb des ersten Teiles aufgenommen. Die Torsionsfeder befindet sich im Inneren des ersten Teiles und spannt das zweite relativ zu dem ersten Teil in Richtung der ersten Position vor. Die Feder hat eine Vorspannung bezüglich des zweiten Teiles in der relativ zu dem ersten Teil ersten Position. Fett ist zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil vorgesehen, um die Bewegung des zweiten Teiles relativ zu dem ersten Teil zu dämpfen.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Einsetz- bzw. Einsteckscharnier bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gedämpftes Scharniermodul bereitzustellen.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Scharniermodul bereitzustellen, bei welchem ein Teil bezüglich des anderen Teiles in Richtung einer ersten Position federnd vorgespannt ist, und bei welchem die Feder vorgespannt ist, wenn das eine Teil sich bezüglich des anderen Teiles in der ersten Position befindet.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER FIGUREN
Die folgende genaue Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung versteht man besser beim Lesen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Zum Zwecke der Veranschaulichung der Erfindung sind in den Zeichnungen Ausführungsformen dargestellt, welche bevorzugt sind. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten genauen Anordnungen und Bestandteile beschränkt ist.
In den Zeichnungen ist
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Scharniermoduls gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Scharniermoduls nach 1 in einem zusammenmontierten Zustand.
3 eine perspektivische Querschnittsansicht des Scharniermoduls nach 2.
4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Scharniermoduls gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine perspektivische Ansicht des Scharniermoduls nach 4 in einem zusammenmontierten Zustand, und
6 ist eine Querschnittsansicht des Scharniermoduls nach 5.
7–13 sind Ansichten eines Scharniermoduls gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14–24 sind Ansichten eines Scharniermoduls gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
25–28 sind Ansichten eines Scharniermoduls gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In der folgenden Beschreibung wird lediglich der Bequemlichkeit halber und ohne Beschränkung eine bestimmte Terminologie verwendet. Die Worte "rechts", "links", "obere" und "untere" bezeichnen Richtungen in den Figuren, auf welche Bezug genommen wird. Die Begriffe umfassen die oben speziell erwähnten Worte, Ableitungen von diesen und Wörter ähnlicher Bedeutung.
Es wird nun auf die Figuren im Einzelnen Bezug genommen, wobei gleiche Bezugszahlen durchgehend gleiche Elemente bezeichnen. In den 1–3 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform eines einsteckbaren, gedämpften Scharniermoduls gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, das generell mit 10 bezeichnet ist. Gemäß den 1–3 weist das Scharniermodul 10 vorzugsweise in etwa rohrförmige äußere und innere Gehäuse 12, 14 auf. Das innere Gehäuse 14 hat vorzugsweise ein solches Maß, dass es satt in das äußere Gehäuse 12 passt. Das äußere Gehäuse 12 hat ein offenes Ende 12b, welches Zugang zu einer Innenfläche 12a des äußeren Gehäuses 12 gewährt. In ähnlicher Weise hat das innere Gehäuse 14 ein offenes Ende 14c, um einen Zugang zu einem Inneren 14f des inneren Gehäuses 14 zu gewähren. Vorzugsweise ist ein Schlitz 14b in einem Ende des inneren Gehäuses 14 angeordnet bzw. vorgesehen, welches zu dem offenen Ende 14c entgegengesetzt liegt. Das innere Gehäuse 14 weist weiterhin eine Außenfläche 14a auf. Gemäß den 1–3 ist für den Zusammenbau des Scharniermoduls 10 eine Torsionsfeder 16, die zweckmäßigerweise so bemessen ist, dass sie in das offene Ende 14c des inneren Gehäuses 14 passt, vorzugsweise in dem inneren Gehäuse 14 angeordnet. Ein in etwa hakenförmiges erstes Ende 16a der Torsionsfeder 16 passt in den Schlitz 14b des inneren Gehäuses 14, um das innere Gehäuse 14 für eine Drehung mit dem ersten Ende 16a der Torsionsfeder 16 zu koppeln bzw. zu verbinden. Das äußere Gehäuse 12 wird dann über bzw. auf dem inneren Gehäuse 14 und der Torsionsfeder 16 angeordnet, so dass ein zweites Ende 16b, welches zu dem ersten Ende 16a der Torsionsfeder 16 entgegengesetzt liegt, mit einem Loch bzw. einer Bohrung 12e in dem äußeren Gehäuse 12 in Eingriff tritt, um das äußere Gehäuse 12 für eine Drehung mit dem zweiten Ende 16b der Torsionsfeder 16 zu verbinden. Das äußere Gehäuse 12 rastet vorzugsweise auf dem inneren Gehäuse 14 auf, um das Scharniermodul 10 als eine einzige integrale Einheit zusammenzuhalten. Vorzugsweise wird dies bewerkstelligt durch Bereitstellen eines Schlitzes 13 unmittelbar innerhalb von dem offenen Ende 12b an dem äußeren Gehäuse 12, welcher eine erhabene Rippe 14e oder eine andere ähnliche Struktur an einem Ende des Innengehäuses 14 in einrastender bzw. einschnappender Weise aufnimmt, um eine lineare Relativbewegung zu verhindern, jedoch eine relative Drehbewegung zuzulassen. Auch wenn dieses bevorzugt ist, so liegt es doch innerhalb des Gedankens und Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung, dass die äußeren und inneren Gehäuse 12, 14 auch auf andere geeignete Weise miteinander verbunden sein können.
Speziell gemäß 1 hat der Schlitz 13 vorzugsweise einen ersten Abschnitt 13a, der sich in etwa in Umfangsrichtung um zumindest einen Teil des äußeren Gehäuses 12 herum erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 13b, der sich in etwa axial von einem Ende des ersten Abschnittes 13a entlang des äußeren Gehäuses 12 in gewissem Abstand weg von dem offenen Ende 12b erstreckt. Diese Ausgestaltung des Schlitzes 13 erlaubt es, dass das innere Gehäuse 14 bezüglich des äußeren Gehäuses 12 um einen gewissen Betrag rotieren kann, wenn die vorstehende Rippe 14e innerhalb des ersten Abschnittes 13a des Schlitzes 13 läuft. Der Schlitz 13 ermöglicht weiterhin eine begrenzte axiale Bewegung des inneren Gehäuses 14 bezüglich des äußeren Gehäuses 12, wenn die vorstehende Rippe 14e mit dem zweiten Abschnitt 13b des Schlitzes 13 ausgerichtet ist. Bei dieser Ausrichtung kann das innere Gehäuse 14 etwas weiter in das äußere Gehäuse 12 hineingeschoben werden, wodurch die Torsionsfeder 16 leicht zusammengedrückt und die Gesamtlänge des Scharniermoduls 10 verkürzt wird, während auf jedes der Enden des Scharniermoduls 10 eine Kraft ausgeübt wird.
Zusätzlich wird ein dämpfendes Fett (nicht dargestellt) vorzugsweise zwischen die äußere Oberfläche 14a des inneren Gehäuses 14 und die innere Fläche 12 des äußeren Gehäuses 12 eingebracht. Die äußeren und inneren Gehäuse 12, 14 haben jeweils Eingriffsflächen 12d, 14d, um zu ermöglichen, dass das Scharniermodul 10 mit einem Deckel (nicht dargestellt) und einem Basisteil (nicht dargestellt) eines Gegenstandes (nicht dargestellt) in Eingriff treten kann, an welchem das Scharniermodul 10 verwendet werden kann.
Das Scharniermodul 10 ist vorzugsweise vormontiert, um eine abgeschlossene Einheit zu bilden, wie es in 2 dargestellt ist, um die Notwendigkeit des Zusammenbauens des Scharniermoduls 10 während des Zusammenbaus des Objektes, in welchem das Scharniermodul 10 eingebaut werden soll, zu vermeiden. Auf diese Weise kann das Scharniermodul 10 einfach in ein Objekt "eingesetzt" bzw. "einsteckt" werden, um dadurch den Zusammenbau des Objektes bzw. Gegenstandes zu erleichtern. Das heißt, es kann auf jedes der Enden des Scharniermoduls 10 eine Kraft ausgeübt werden, um das Scharniermodul 10 leiht zu verkürzen, wie es oben beschrieben wurde, wodurch genügend Spiel bereitgestellt wird, um zu ermöglichen, dass das Scharniermodul 10 in eine Befestigungsstelle bzw. Aufnahme (nicht dargestellt) des Gegenstandes eingesetzt werden kann. Wenn es "eingesetzt" ist, dehnt sich die Torsionsfeder 16 in axialer Richtung auf ihre nicht zusammengedrückte Länge aus, um das Scharniermodul 10 auf seine normale Länge zurückzubringen und die Eingriffsflächen 12d, 14d des im bzw. inneren Gehäuse 12 bzw. 14 in Eingriff mit den entsprechenden Eingriffsflächen des Deckels und des Basisteiles zu drücken. Auf diese Weise kann das Scharniermodul 10 in relativ einfacher Weise zwischen dem Basisteil und dem Deckel angeordnet und in bzw. an dem Objekt während des Zusammenbauens des Objektes bzw. Gegenstandes gehalten werden. Die Eingriffsflächen 12d des äußeren Gehäuses 12 bringen das äußere Gehäuse 12 entweder mit dem Deckel oder dem Basisteil in Eingriff und verbinden es drehbar mit diesem. Die Eingriffsoberflächen 14d des inneren Gehäuses 14 bringen das innere Gehäuse 14 mit dem jeweils anderen Teil des Deckels und des Basisteiles des Gegenstandes in Eingriff und verbinden diese für eine Drehung miteinander. Auch wenn dieses Verfahren der Installation und einer Drehverbindung mit dem Gegenstand bevorzugt ist, liegt es im Gedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, dass das Scharniermodul 10 auch auf andere Weise installiert werden könnte, wie z. B. durch Gleitenlassen des Scharniermoduls 10 in entsprechende Schlitze innerhalb des Gegenstandes, oder indem ein anderes Verfahren für das drehbare Miteinanderverbinden des Gegenstandes mit dem Scharniermodul verwendet wird, solange das alternative Verfahren zur Drehverbindung ermöglicht, dass das Scharniermodul 10 in der hier beschriebenen Weise funktioniert.
Vorzugsweise sind die äußeren und inneren Gehäuse 12, 14 aus einem polymeren Material hergestellt und die Torsionsfeder 16 ist aus einem metallischen Material hergestellt. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die äußeren und inneren Gehäuse 12, 14 aus einem Kunststoffmaterial spritzgegossen sind, wie z. B. aus einer PC/ABS-Mischung, auch wenn viele andere Kunstharze statt dessen verwendet werden könnten. Auch wenn dies bevorzugt ist, so liegt es doch im Geist und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, dass die äußeren und inneren Gehäuse 12, 14 und die Torsionsfeder 16 aus anderen geeigneten Materialien unter Verwendung anderer Herstellprozesse gebildet werden, vorausgesetzt, das Scharniermodul 10 ist dennoch in der Lage, in der hier beschriebenen Weise zu funktionieren.
Gemäß den 4–6 ist ein gedämpftes Scharniermodul 110 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen dem Scharniermodul 10 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich. Das Scharniermodul 110 weist ein äußeres Gehäuse 112 und ein darin angeordnetes inneres Gehäuse 114 auf. Die äußeren und inneren Gehäuse 112, 114 sind drehbar über eine Torsionsfeder 116 miteinander verbunden.
Gemäß 4 hat das äußere Gehäuse 112 eine in etwa rohrförmige Form mit einer inneren Oberfläche 112, welche über ein offenes Ende 112b zugänglich ist. In der Nähe des offenen Endes 112 befindet sich ein sich in etwa in Umfangsrichtung erstreckender Schlitz 112c, der sich zumindest teilweise um das äußere Gehäuse 112 herum erstreckt. Das äußere Gehäuse 112 hat ein äußeres Ende 112f, welches vorzugsweise dem offenen Ende 112b entgegengesetzt angeordnet ist. Das äußere Gehäuse 112 umfasst weiterhin eine Eingriffsoberfläche 112d, die vorzugsweise ein im Wesentlichen ebener bzw. flacher Abschnitt ist, der sich entlang einer Seite des äußeren Gehäuses 112 erstreckt.
Weiterhin hat gemäß 4 das innere Gehäuse 114 ebenfalls in etwa eine Rohrform mit einem offenen Ende 114c und einem entgegengesetzt angeordneten äußeren Ende 114f. Das innere Gehäuse 114 hat eine äußere Oberfläche 114a. Vorzugsweise befindet sich in der Nähe des äußeren Endes 114f ein umlaufender Kanal 114b in dem inneren Gehäuse 114. Eine Eingriffsoberfläche 114d, vorzugsweise in Form eines sich in etwa radial erstreckenden Hebels, ist vorzugsweise am äußeren Ende 114f des inneren Gehäuses 114 angeordnet.
Gemäß den 4 und 6 hat die Torsionsfeder 116 erste und zweite Enden 116a, 116b. Jedes der ersten und zweiten Enden 116a, 116b der Torsionsfeder 116 erstreckt sich vorzugsweise in axialer Richtung von einem gewickelten bzw. spulenförmigen Abschnitt 116c der Torsionsfeder 116. Vorzugsweise tritt das erste Ende 116 der Torsionsfeder 116 mit einem Loch (nicht dargestellt) in der Nähe des äußeren Endes 114f des inneren Gehäuses 114 in Eingriff, und das zweite Ende 116b der Torsionsfeder 116 tritt mit einem Loch 112e, das in dem äußeren Ende 112f des äußeren Gehäuses 112 angeordnet ist, in Eingriff, wenn das Scharniermodul 110 zusammengebaut ist, wie es nachstehend beschrieben wird.
Weiterhin weist gemäß den 4–6 das Scharniermodul 110 erste und zweite Stifte 120, 122 auf. Jeder der ersten und zweiten Stifte 120, 122 hat ein inneres Ende 120a, 122a mit einem ersten Durchmesser und ein äußeres Ende 120b, 122b mit einem zweiten Durchmesser, der gegenüber dem am inneren Ende 120a, 122a vermindert ist. Die äußeren Enden 120b, 122b der ersten und zweiten Stifte 120, 122 sind vorzugsweise so bemessen, dass sie in Gleiteingriff mit Öffnungen 114g, 112g der inneren bzw. äußeren Gehäuse 114 bzw. 112 stehen. Die Durchmesser der inneren Enden 120a, 122a sind vorzugsweise größer als die Durchmesser der Öffnungen 114g, 112g, um zu verhindern, dass die ersten und zweiten Stifte 120, 122 vollständig durch die Öffnungen 114g, 112g hindurchgleiten. Im zusammenmontierten Zustand weist das Scharniermodul 110 weiterhin eine Druckfeder 118 auf, die zwischen den inneren Enden 120a, 122a der ersten und zweiten Stifte, 120, 122 angeordnet ist, um die ersten und zweiten Stifte 120, 122 nach außen in Richtung der äußeren Enden 114f, 112f der inneren bzw. äußeren Gehäuse 112 bzw. 114 vorzuspannen. Vorzugsweise sind die Durchmesser der inneren Enden 120a, 122a und ein Durchmesser der Druckfeder 118 in zweckmäßiger Weise so bemessen, dass sie in einen hohlen inneren Abschnitt des gewickelten bzw. spulenförmigen Abschnittes 116c der Torsionsfeder 116 hineinpassen, wenn das Scharniermodul 110 montiert bzw. zusammengebaut ist.
Das Scharniermodul 110 weist weiterhin eine Dichtung 124 auf, vorzugsweise in Form eines elastomeren O-Ringes, der in dem Kanal 114b des inneren Gehäuses 114 angeordnet ist, um einen Dichteingriff zwischen der Außenfläche 114a des inneren Gehäuses 114 und der Innenfläche des äußeren Gehäuses 112 bereitzustellen, wenn das Scharniermodul 110 zusammengebaut ist. Es ist auch umfasst bzw. einbezogen, dass die Dichtung 124 einen gewissen Betrag an Rotationsdämpfung des zusammengebauten Scharniermoduls 110 bereitstellt.
Gemäß den 4–6 wird für das Zusammenbauen des Scharniermoduls 110 die Torsionsfeder 116 in das innere Gehäuse 114 eingesetzt, so dass das erste Ende 116a der Torsionsfeder 116 in Eingriff mit dem Loch bzw. der Bohrung in dem inneren Gehäuse 114 steht. Der erste Stift 120 wird dann durch den gewickelten bzw. spulenförmigen Abschnitt 116c der Torsionsfeder 116 innerhalb des inneren Gehäuses 114 eingesetzt, so dass das äußere Ende 120b sich durch die Öffnung 114g in dem äußeren Ende 114f des inneren Gehäuses 114 erstreckt, wobei das innere Ende 120a innerhalb des inneren Gehäuses 114 und des gewickelten Abschnittes 116c der Torsionsfeder 116 verbleibt, so dass das innere Ende 120a nicht in der Öffnung 114g angeordnet ist. Die Kompressionsfeder 118 wird in den gewickelten Abschnitt 116c der Torsionsfeder 116 in dem inneren Gehäuse 114 eingesetzt, so dass sie an dem inneren Ende 120a des Stiftes 120 anliegt. Die Dichtung 124 wird in dem Kanal 114b um das innere Gehäuse 114 herum angeordnet. Der zweite Stift 122 wird in das äußere Gehäuse 112 eingesetzt, so dass das äußere Ende 122b sich durch die Öffnung 112g in dem äußeren Ende 112f des äußeren Gehäuses 112 erstreckt und das innere Ende 122a in dem äußeren Gehäuse 112 verbleibt. Das äußere Gehäuse 112 wird dann vorzugsweise um das innere Gehäuse 114 herum angeordnet, so dass der Großteil des inneren Gehäuses 114 innerhalb des äußeren Gehäuses 112 liegt. Indem dies geschieht, wird das innere Ende 122a des zweiten Stiftes 122 in den gewickelten Abschnitt 116c der Torsionsfeder 116 eingesetzt, um an der Druckfeder 118 anzuliegen und das zweite Ende 116b der Torsionsfeder 116 steht in Eingriff mit dem Loch 112e in dem äußeren Gehäuse 112. Auf diese Weise ist das äußere Gehäuse 112 über die Torsionsfeder 116 drehbar mit dem inneren Gehäuse 114 verbunden und die ersten und zweiten Stifte 120, 122 sind in Richtung nach außen zu den äußeren Enden 114f bzw. 112 hin durch die dazwischen angeordnete Druckfeder 118 vorgespannt.
Ein Dämpfungsfett (nicht dargestellt) ist vorzugsweise zwischen der Außenfläche 114a des inneren Gehäuses 114 und der Innenfläche 112a des äußeren Gehäuses 112 angeordnet und wird durch die Dichtung 124 dazwischen gehalten. Auch wenn es bevorzugt ist, dass das Scharniermodul 110 eine O-Ring Dichtung 124 umfasst, liegt es innerhalb des Gedankens und Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung, dass das Scharniermodul 110 eine Dichtung umfasst, die kein elastomerer O-Ring ist, wie z. B. eine in Umfangsrichtung verlaufende Rippe oder ein Vorsprung, der einstückig mit einem der inneren und äußeren Gehäuse 114, 112, ein Dichtungsband, oder irgendeine andere Substanz, die um das innere Gehäuse 114 herumgewickelt oder in anderer Weise daran angebracht ist, oder irgendeine andere geeignete Dichtungseinrichtung, oder das die Dichtung insgesamt eliminiert wird, indem man sich auf die Viskosität des Dämpfungsfettes verlässt, so dass das Dämpfungsfett innerhalb des Scharniermoduls 110 gehalten wird.
Vorzugsweise wird ein Stift durch den Schlitz 112c in dem äußeren Gehäuse 112 eingesetzt, so dass er in einem entsprechenden Loch (nicht dargestellt) in dem inneren Gehäuse 114 in Eingriff tritt. Auf diese Weise wird das äußere Gehäuse 112 auf dem inneren Gehäuse 114 gehalten. Der Stift läuft innerhalb des Schlitzes 112c während der Drehung des inneren Gehäuses 114 bezüglich des äußeren Gehäuses 112, wobei die Enden des Schlitzes 112c die Drehgrenzen des Scharniermoduls 110 definieren. Auch wenn es bevorzugt ist, dass der Stift dafür verwendet wird die inneren und äußeren Gehäuse 114, 112 miteinander zu verbinden, so liegt es doch im Gedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, dass irgendeine andere geeignete Struktur verwendet wird, wie z. B. eine vorstehende Rippe, die mit dem inneren Gehäuse 114 einstückig ist, wie es oben unter Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, und vorausgesetzt, dass das Scharniermodul 110 dennoch in der Lage ist, so wie hier beschrieben zu funktionieren.
Das Scharniermodul 110 wird vorzugsweise vorab zusammenmontiert, um eine in sich abgeschlossene Einheit zu bilden, wie es in 5 dargestellt ist, um das Erfordernis zu vermeiden, das Scharniermodul 110 während des Zusammenbauens des Gerätes oder Gegenstandes, an welchem das Scharniermodul 110 installiert werden soll, zu montieren. Auf diese Weise kann das Scharniermodul 110 einfach in ein Gerät "eingesetzt" werden, wodurch der Zusammenbau des Gerätes bzw. Gegenstandes erleichtert wird. Dies wird erreicht durch Aufbringen einer Kraft auf die äußeren Enden 120b, 122b der ersten und zweiten Stifte 120, 122, die einwärts gerichtet ist, um die Druckfeder 118 zwischen dem ersten und zweiten Stift 120, 122 zusammenzudrücken und die äußeren Enden 120b, 122b in die inneren und äußeren Gehäuse 114 bzw. 112 hineinzudrücken. Indem dies geschieht, wird ein genügendes Spiel zwischen dem Scharniermodul 110 und dem Gerät geschaffen, um zu ermöglichen, dass das Scharniermodul 110 an einem Montageplatz bzw. Befestigungsaufnahme (nicht dargestellt) des Gerätes "eingesetzt" wird. Sobald es eingesetzt ist, dehnt sich die Druckfeder 118 in axialer Richtung auf ihre normale, nicht komprimierte Länge aus, drückt so die äußeren Enden 120b, 122b der ersten und zweiten Stifte 120, 122 nach außen in entsprechende Löcher (nicht dargestellt), um das Scharniermodul 110 in dem Gerät zu halten. Im installierten Zustand liegen die Eingriffsoberflächen 112d, 114d des Scharniermoduls 110 an entsprechenden Eingriffsoberflächen (nicht dargestellt) eines Deckels (nicht dargestellt) und eines Basisteils (nicht dargestellt) des Gerätes bzw. Gegenstandes an. Auf diese Weise bringt die Eingriffsoberfläche 112 des äußeren Gehäuses 112 das äußere Gehäuse 112 mit entweder dem Deckel oder dem Basisteil in Eingriff und verbindet diese drehbar bzw. für eine Drehung miteinander, und die Eingriffsoberfläche 114d des inneren Gehäuses 114 bringt das innere Gehäuse 114 mit dem anderen der Teile Deckel bzw. Basisteil des Gerätes bzw. Gegenstandes in Eingriff und verbindet sie für eine Drehung miteinander. Auch wenn dieses Verfahren der Montage in das Gerät und die Drehverbindung mit dem Gerät bevorzugt ist, so liegt es im Geist und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, dass das Scharniermodul 110 auf andere Weise für eine Drehung mit dem Gerät verbunden oder installiert wird, vorausgesetzt, das Scharniermodul 110 ist dennoch in der Lage, in der hier beschriebenen Weise zu funktionieren.
Vorzugsweise sind die äußeren und inneren Gehäuse 112, 114 aus einem polymeren Material hergestellt und die ersten und zweiten Stifte 120, 122, die Torsionsfeder 116 und die Kompressionsfeder 118 sind aus einem metallischen Material hergestellt. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die äußeren und inneren Gehäuse 112, 114 aus einem Kunststoffmaterial spritzgegossen sind, wie z. B. aus einer PC/ABS-Mischung, auch wenn viele andere Kunstharze statt dessen verwendet werden könnten. Zusätzlich soll, auch wenn es bevorzugt ist, dass die ersten und zweiten Stifte 120, 122 aus einem metallischen Material hergestellt sind, auch umfasst sein, dass die ersten und zweiten Stifte 120, 122 aus einem polymeren Material hergestellt sind, vorausgesetzt, die ersten und zweiten Stifte 120, 122 sind dennoch in der Lage, in der hier beschriebenen Weise zu funktionieren. Auch wenn dieses bevorzugt ist, so liegt es doch im Geist und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, dass die äußeren und inneren Gehäuse 112, 114, die ersten und zweiten Stifte 120, 122, die Torsionsfeder 116 und die Kompressionsfeder 118 aus anderen geeigneten Materialien unter Verwendung anderer Herstellungsprozesse hergestellt sind, vorausgesetzt das Scharniermodul 110 ist dennoch in der Lage, in der hier beschriebenen Weise zu funktionieren.
Im Gebrauch ist das Scharniermodul 10, 110 in der Lage, in einem Gegenstand relativ einfach durch "Einsetzen" installiert zu werden, wie es oben beschrieben wurde, um den Zusammenbau des Gegenstandes zu erleichtern. Wenn es installiert ist, ermöglicht das zusammengebaute Scharniermo dul 10 (1–3), 110 (4–6) eine gedämpfte Drehung des Deckels bezüglich des Basisteils eines Gegenstandes. Die Torsionsfeder 16, 116 spannt das innere Gehäuse 14, 114 in einer Richtung eines Pfeils A bezüglich des äußeren Gehäuses 12, 112 vor. Das Dämpfungsfett zwischen der Außenfläche 14a, 114a des inneren Gehäuses 14, 114 und der Innenfläche 12a, 112a des äußeren Gehäuses 12, 112 dämpft die Rotation des Scharniermoduls 10, 110, um eine Drehbewegung mit in etwa konstanter Geschwindigkeit bereitzustellen.
Vorzugsweise wird das Scharniermodul 10, 110 in dem Gegenstand so angeordnet, dass die Öffnungsrichtung des Gegenstandes mit dem Pfeil A zusammenfällt (siehe 1 für das Scharniermodul 10 und 4 für das Scharniermodul 110), um den Gegenstand in Richtung der offenen Position vorzuspannen. Ein Verschluss (nicht dargestellt) ist zwischen dem Deckel und dem Basisteil des Gegenstandes angeordnet, um den Gegenstand in der geschlossenen Position zu halten. Auf diese Weise ermöglicht das Entsperren des Verschlusses, dass das Scharniermodul 10, 110 eine Drehung des Deckels in die offene Position mit in etwa konstanter Geschwindigkeit liefert bzw. bereitstellt. Das Scharniermodul 10, 110 wird vorzugsweise für Kosmetikkoffer bzw. -behälter verwendet, kann jedoch auch Behälter und Einrichtungen vom Klappdeckeltyp, z. B. für Brillenetuis und für Mobiltelefone und für irgendein anderes Gerät oder einen anderen Gegenstand verwendet werden, bei welchem eine gedämpfte Drehbewegung erwünscht ist.
Gemäß den 7–13 ist eine dritte bevorzugte Ausführungsform eines einsetzbaren, gedämpften Scharniermoduls gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, welches allgemein mit 210 bezeichnet ist. Das Scharniermodul 210 umfasst vorzugsweise in etwa rohrförmige äußere und innere Gehäuse 212, 214. Das innere Gehäuse 214 ist vorzugsweise so bemessen, dass es satt in das äußere Gehäuse 212 passt. Das äußere Gehäuse 212 hat ein offenes Ende 212b, welches Zugriff auf eine Innenfläche 212a des äußeren Gehäuses 212 erlaubt. In ähnlicher Weise hat das innere Gehäuse 214 ein offenes Ende 214c, um Zugang zu einem Inneren 214f des inneren Gehäuses 214 zu ermöglichen. Vorzugsweise ist ein Loch bzw. eine Bohrung 214b in einem Ende angeordnet, welches dem offenen Ende 214c des inneren Gehäuses 214 entgegengesetzt liegt. Das Loch 214b ist exzentrisch, d. h. das Loch 214b ist bezüglich der Längszentralachse des Inneren 214f des inneren Gehäuses 214 aus dem Zentrum heraus versetzt. Das innere Gehäuse 214 umfasst weiterhin eine Außenfläche 214a.
Gemäß den 7–13 ist für das Zusammenbauen des Scharniermoduls 210 eine Torsionsfeder 216, die passend bemessen ist, so dass sie in das offene Ende 214c des inneren Gehäuses 214 passt, vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb des inneren Gehäuses 214 angeordnet. Ein im Wesentlichen axialer erster Vorsprung 216a ist an einem ersten Ende 216d der Torsionsfeder 216 vorgesehen, welcher in das Loch 214b des inneren Gehäuses 214 passt, um das innere Gehäuse 214 für eine Drehbewegung mit dem ersten Ende 216d der Torsionsfeder 216 zu koppeln bzw. zu verbinden. Das äußere Gehäuse 212 wird dann über bzw. auf dem inneren Gehäuse 214 und der Torsionsfeder 216 angeordnet, so dass ein zweiter axialer Vorsprung 216b, der an einem zweiten Ende 216e, welches dem ersten Ende 216d der Torsionsfeder 216 entgegengesetzt liegt, mit einem Loch 212e in dem äußeren Gehäuse 212 in Eingriff tritt, um das äußere Gehäuse 212 für eine Drehung mit dem zweiten Ende 216e der Torsionsfeder 216 zu verbinden. Das innere Gehäuse 214 rastet vorzugsweise in das äußere Gehäuse 212 ein, um das Scharniermodul 210 als eine einzige integrale Einheit zusammenzuhalten. Vorzugsweise wird dies bewerkstelligt durch Bereitstellung zweier bogenförmig verlaufender Schlitze 211, 213 im Boden des Inneren 212h, welches dem offenen Ende 212b des äußeren Gehäuses 212 entgegensetzt liegt, und welche jeweils die axial vorspringenden Rastschenkel 215, 217 verrastender bzw. einschnappender Weise aufnehmen, um zu verhindern, dass das innere Gehäuse 214 und das äußere Gehäuse 212 auseinander gezogen werden, während sie gleichzeitig ermöglichen, dass die beiden relativ zueinander drehend bewegt werden.
Insbesondere gemäß den 10 bis 12 ist die Länge der Schlitze 211, 213 beträchtlich größer als die Breite der Rastschenkel 215, 217 in Umfangsrichtung des offenen Endes 212b des äußeren Gehäuses 212. Diese Ausgestaltung ermöglicht, dass das innere Gehäuse 214 sich bezüglich des äußeren Gehäuses 212 um einen gewissen Betrag dreht, wobei die Rastschenkel 215, 217 jeweils in den Schlitzen 211, 213 laufen.
Zusätzlich ist ein Dämpfungsfett (nicht dargestellt) vorzugsweise zwischen der Außenfläche 214a des inneren Gehäuses 214 und der Innenfläche 212a des äußeren Gehäuses 212 aufgebracht und vorgesehen. Die äußeren und inneren Gehäuse 212, 214 haben jeweils Eingriffsoberflächen, um zu ermöglichen, dass das Scharniermodul 210 mit einem Deckel (nicht dargestellt) und einem Basisteil (nicht dargestellt) eines Gegenstandes (nicht dargestellt) in Eingriff tritt, bzw. an welchen das Scharniermodul 210 verwendet werden soll.
Das Scharniermodul 210 wird vorzugsweise vormontiert, um eine in sich abgeschlossene Einheit zu bilden, wie es in 7 dargestellt ist, um das Erfordernis zu vermeiden, das Scharniermodul 210 während des Zusammenbaus des Gegenstandes, an welchem das Scharniermodul 210 installiert werden soll, zusammen zu bauen. Auf diese Weise kann das Scharniermodul 210 in einfacher Weise an einem Objekt "eingesetzt" werden, wodurch der Zusammenbau des Gegenstandes erleichtert wird. In dem dargestellten Beispiel weisen die Eingriffsoberflächen des äußeren Gehäuses 212 einen Flansch 212d in der Nähe des offenen Endes 212b des äußeren Gehäuses 212 und ein Paar von zylindrischen, axialen Vorsprüngen 226, 228 auf, die parallel von dem Flansch 212 auf jeder Seite des offenen Endes 212b des äußeren Gehäuses 212 hervorstehen. Die Eingriffsoberflächen 212d, 226 und 228 des äußeren Gehäuses 212 bringen das äußere Gehäuse 212 entweder mit dem Deckel oder mit dem Basisteil in Eingriff und verbinden diese für eine Drehung miteinander. In dem dargestellten Beispiel umfasst das innere Gehäuse 214 einen axialen Vorsprung 214d, welcher von dem äußeren Ende 230 des inneren Gehäuses 214 nach außen hervorsteht und mit einem Schlitz 232 versehen ist. Der Schlitz 232 bildet die Eingriffsoberfläche des inneren Gehäuses 214. Die Eingriffsoberflächen 232 des inneren Gehäuses 214 bringen das innere Gehäuse 214 mit dem jeweils anderen Teil Deckel bzw. Basisteil, des Gegenstandes in Eingriff und verbinden diese für eine Drehung miteinander.
Das innere Gehäuse 214 ist relativ zu dem äußeren Gehäuse 212 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehend bewegbar. Die Torsionsfeder 216 spannt das innere Gehäuse in Richtung der ersten Position vor und ist so vorgespannt, dass sie das innere Gehäuse 214 zumindest mit einer gewissen Kraft in der ersten Position hält. Wenn das innere Gehäuse 214 in Richtung der zweiten Position gedreht wird, wird die Torsionsfeder 216 noch stärker angezogen und stellt damit eine zunehmende Vorspannkraft bereit, die die Tendenz hat, das innere Gehäuse 214 in die erste Position zurück zu bewegen. Die Drehbewegung des inneren Gehäuses relativ zu dem äußeren Gehäuse wird gestoppt, sobald das innere Gehäuse sich in der zweiten Position befindet. Wenn das innere Gehäuse 214 dann freigegeben wird, bringt die Vorspannkraft der Torsionsfeder 216 das innere Gehäuse 214 in seine erste Position zurück, wobei das dämpfende Fett sicherstellt, dass die Drehbewegung des inneren Gehäuses 214 in Richtung der ersten Position aufgrund der federnden Vorsprünge sanft und mit einer kontrollierten Geschwindigkeit eines wünschenswerten Bereiches stattfindet.
Als ein Beispiel der Anwendung des Scharniermoduls 210 kann das äußere Gehäuse 212 mit dem Basisteil, welches zuvor schon erwähnt wurde, verbunden werden, so dass der Vorsprung 214d sich in Ausrichtung mit einer Öffnung in dem Basisteil befindet, und so, dass die erste Position des inneren Gehäuses 214 der offenen Position des Deckels entspricht. Der Deckel könnte dann mit einem rechtwinkligen Stab versehen werden, welcher von dem Deckel hervorsteht und der zu der Drehachse des Deckels koaxial verläuft. Der rechtwinklige Stab, welcher von dem Deckel hervorsteht, kann dann in den Schlitz 232 eingesetzt werden, wobei der Deckel sich in der offenen Position befindet, um eine Scharnierverbindung zwischen dem Deckel und dem Basisteil bereit zu stellen. Aufgrund der Vorspannung der Feder 216 wird der Deckel zumindest mit einer gewissen Kraft in der offenen Position gehalten. Der Deckel muss gegen die Vorspannung der Feder, welche durch die Torsionsfeder 216 bereitgestellt wird, in die geschlossene Position bewegt werden, wodurch in der Torsionsfeder 216 Energie gespeichert wird. Der Deckel kann durch einen getrennten Verschluss (nicht dargestellt) in der geschlossenen Position gehalten werden. Wenn der Verschluss geöffnet wird, so bewegt sich der Deckel unter der Vorspannung der Torsionsfeder 216 automatisch in die offene Position, jedoch in kontrollierter und sanfter Weise aufgrund des Dämpfungseffektes des Dämpfungsfettes.
Vorzugsweise sind die äußeren und inneren Gehäuse 212, 214 aus einem polymeren Material hergestellt und die Torsionsfeder 216 ist aus einem metallischen Material hergestellt. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die äußeren und inneren Gehäuse 212, 214 aus einem Kunststoffmaterial, wie z. B. aus einer PC/ABS-Mischung spritzgegossen sind, auch wenn viele andere Kunstharze statt dessen verwendet werden könnten. Obwohl dies bevorzugt ist, könnten die äußeren und inneren Gehäuse 212, 214 sowie die Torsionsfeder 216 auch aus anderen geeigneten Materialien unter Verwendung anderer geeigneter Herstellprozesse hergestellt werden.
Gemäß den 14-24 kann man ein gedämpftes Scharniermodul 510 gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erkennen. Das Scharniermodul 510 ist aus zwei getrennten Scharniermodulen 310 und 410 hergestellt, die im Wesentlichen identisch sind und so angeordnet sind, dass sie mit ihren Stirnseiten zueinander ausgerichtet sind, wie nachstehend noch erläutert wird. Das Scharniermodul 310 umfasst ein erstes äußeres Gehäuse 312 und eine erste äußere Welle 314, die in einem erheblichen Teil des ersten äußeren Gehäuses 312 angeordnet ist. Das erste äußere Gehäuse 312 und die erste äußere Welle 314 sind durch eine erste Torsionsfeder 316 drehbar miteinander verbunden.
Das erste äußere Gehäuse 312 ist im Wesentlichen rohrförmig und hat eine Bohrung, die durch eine Wand 312h in ein Abteil 311 für eine Torsionsfeder und ein Hülsenabschnittabteil 313 aufgeteilt ist. Das Abteil 313 hat ein Inneres 312i, das eine Innenfläche 312a hat und durch eine Öffnung 312b, welche der Wand 312h gegenüberliegt, zugänglich ist. Das Abteil 311 hat ein Inneres 312j, welches eine Innenfläche 312k hat und durch eine Öffnung 334 zugänglich ist, welche der Wand 312h gegenüberliegt. Die Wand 312h hat eine zentrale Bohrung 330, welche sich durch die Wand 312a hindurch erstreckt, sowie einen Schlitz 332 auf einer Seite der zentralen Bohrung 330. Ein Arm 312d steht von der Außenfläche des ersten äußeren Gehäuses 312 in der Nähe der Öffnung 312b hervor und der Arm 312d erstreckt sich entlang einer Ebene, die etwa quer zu der zentralen Längsachse des ersten äußeren Gehäuses 312 verläuft.
Die äußere Welle 314 hat einen rohrförmigen Hülsenabschnitt 336 mit Hohlbohrung und massivem Schaftabschnitt 338 mit einem Schlitz 340 am Ende des massiven Schaftabschnittes, der von dem Hülsenabschnitt am weitesten entfernt liegt. Der rohrförmige Hülsenabschnitt 336 hat einen größeren Außendurchmesser als der massive Schaftabschnitt 338. Der massive Schaftabschnitt 338 passt durch die Öffnung 330 in der Wand 312h und erstreckt sich teilweise aus der Öffnung 334 heraus. Der Hülsenabschnitt des äußeren Schaftes bzw. der äußeren Welle 314 hat eine Außenfläche 314a.
Die Torsionsfeder 316 hat einen sich axial erstreckenden Abschnitt 316a an einem Ende und einen sich radial erstreckenden Abschnitt 316b an dem anderen Ende. Der sich axial erstreckende Ab schnitt 316a tritt mit dem Schlitz 332 in Eingriff und der sich radial erstreckende Abschnitt 316b steht mit dem Schlitz 340 in Eingriff, wenn das Scharniermodul 510 zusammengebaut ist. Die Windungen der Torsionsfeder 316 umfassen den Schaftabschnitt 338 der äußeren Welle 314 und sind in dem Abteil 311 aufgenommen. Ein Arm 314b steht von dem äußeren Ende der ersten äußeren Welle 314 hervor, welches der Öffnung 312 nahe liegt und der Arm 314d erstreckt sich entlang einer Ebene, die in etwa quer zu der Längsmittelachse der ersten äußeren Welle 314 verläuft.
Das Scharniermodul 310 weist einen ersten Stift 320 auf, der zumindest teilweise in der Bohrung des Hülsenabschnittes 336 aufgenommen ist. Eine Druckfeder 322 ist in der Bohrung des Hülsenabschnittes 336 aufgenommen und spannt den Stift 320 nach außen von dem Hülsenabschnitt 336 der äußeren Welle 314 vor. Die Scheibe 342 ist mit parallelen Schlitzen ausgestattet, welche die Gabeln bzw. Zapfen am Ende des Schaftabschnittes 338 aufnehmen, die durch den Schlitz 314 definiert bzw. gebildet werden. Die Scheibe 342 deckt die Öffnung 334 ab.
Das Scharniermodul 410 weist ein zweites äußeres Gehäuse 412 und eine zweite äußere Welle 414 auf, die zu einem beträchtlichen Teil in dem zweiten äußeren Gehäuse 412 aufgenommen ist. Das zweite äußere Gehäuse 412 und die zweite äußere Welle 414 sind durch eine zweite Torsionsfeder 416 drehbar verbunden.
Das zweite äußere Gehäuse 414 ist in etwa rohrförmig und hat eine Bohrung, die durch eine Wand 412h in ein Torsionsfederabteil 411 und ein Hülsenabschnittsabteil 413 aufgeteilt ist. Das Abteil 413 hat ein Inneres mit einer Innenfläche 412a und ist durch eine Öffnung 412b, weiche der Wand 412h entgegengesetzt liegt, zugänglich. Das Abteil 411 hat ein Inneres 412j mit einer Innenfläche 412k und ist durch eine Öffnung 434 zugänglich, welche der Wand 412h entgegengesetzt liegt. Die Wand 412h hat eine zentrale Bohrung 430, die sich durch die Wand 412h erstreckt, sowie einen Schlitz 432 auf einer Seite der zentralen Bohrung 430. Ein Arm 412 steht von der Außenfläche des zweiten äußeren Gehäuses 412 in der Nähe in der Öffnung 412b hervor und der Arm 412d erstreckt sich entlang einer Ebene, die in etwa quer zu der Längszentralachse des zweiten äußeren Gehäuses 412 verläuft.
Die äußere Welle 414 hat einen rohrförmigen Hülsenabschnitt 436 mit einer Hohlbohrung und einem massiven Schaftabschnitt 438 mit einem Schlitz 440 an dem Ende des massiven Schaftabschnittes, der von dem Hülsenabschnitt am weitesten entfernt ist. Der rohrförmige Hülsenabschnitt 436 hat einen größeren Außendurchmesser als der massive Schaftabschnitt 438. Der massive Schaftabschnitt 438 passt durch die Öffnung 430 in der Wand 412h und erstreckt sich teilweise aus der Öffnung 434 heraus. Der Hülsenabschnitt der äußeren Welle 414 hat eine Außenfläche 414a.
Die Torsionsfeder 416 hat einen sich axial erstreckenden Abschnitt 416a an einem Ende und einen sich radial erstreckenden Abschnitt 416b an dem anderen Ende. Der sich axial erstreckende Abschnitt 416a steht mit dem Schlitz 432 in Eingriff und der sich radial erstreckende Vorsprung 416b steht mit dem Schlitz 440 in Eingriff, wenn das Scharniermodul 510 zusammenmontiert ist. Die Windungen der Torsionsfeder 416 umgeben den Schaftabschnitt 438 der äußeren Welle 414 und sind in dem Abteil 411 aufgenommen. Ein Arm 414d steht von dem äußeren Ende der zweiten äußeren Welle 414 vor, welches der Öffnung 412b am nächsten liegt und der Arm 414d erstreckt sich entlang einer Ebene, die in etwa quer zu der Längsmittelachse der zweiten äußeren Welle 414 verläuft.
Das Scharniermodul 410 weist einen zweiten Stift 420 auf, der zumindest teilweise in der Bohrung des Hülsenabschnittes 436 aufgenommen ist. Eine Kompressionsfeder 422 ist in der Bohrung des Hülsenabschnittes 436 aufgenommen und spannt den Stift 420 von dem Hülsenabschnitt 436 der äußeren Welle 414 nach außen vor. Die Scheibe 442 ist mit parallelen Schlitzen versehen, die die Zapfen an dem Ende des Schaftabschnittes 438 aufnimmt, welche durch den Schlitz 440 definiert bzw. gebildet werden. Die Scheibe 442 deckt die Öffnung 434 ab.
Die Scharniermodule 310 und 410 werden mit ihren Stirnseiten zueinander hin angeordnet, wobei die Öffnungen der Torsionsfederabteile 311 und 411 einander zugewandt sind und mit Abstandsbuchse 511 zwischen den Scheiben 342 und 442. Die Abstandsbuchse 511 ist hohl, um einen Freiraum für die Zapfen an den Enden der Schaftabschnitte 338 und 438 zu bieten.
Als ein Beispiel der Anwendung des Scharniermoduls 510 werden die Wellen bzw. Schäfte 320 und 420 einwärts gedrückt, so dass das Scharniermodul 510 zwischen Öffnungen in dem Basisteil angeordnet werden kann. Die Wellen bzw. Schäfte 320, 420 bewegen sich unter Federvorspannung nach außen, um mit den Löchern bzw. Bohrungen in dem Basisteil in Eingriff zu treten und das Modul 510 an dem Basisteil zu sichern bzw. befestigen. Vor diesem Schritt werden die Arme 314d, 414d relativ zu den Armen 312d, 412d drehend bewegt, um die Federn 316 und 416 vorzuspannen, wenn die Arme 314d, 414d und die Arme 312d, 412d in relativen Positionen sind, welche der offenen Position des Deckels entsprechen. Wenn das vorgespannte Modul 510 an dem Basisteil befestigt wird, werden die Arme 314d, 414d in Aufnahmen fixiert, die für sie in dem Basisteil vorgesehen sind. Die Arme 312d, 412d werden an dem Deckel angebracht, wobei der Deckel sich in der offenen Position befindet, so dass dann, wenn der Deckel in die geschlossene Position bewegt wird, die Federn 316 und 416 noch fester aufgewickelt werden, um Energie zu speichern. Dies gewährleistet eine Scharnierverbindung zwischen dem Deckel und dem Basisteil. Aufgrund der Vorspannung der Federn 316, 416 wird der Deckel mit mindestens einer gewissen Kraft in der offenen Position gehalten. Der Deckel muss gegen die Federvorspannung, welche durch die Torsionsfedern 316, 416 bereitgestellt wird, in die geschlossene Position bewegt werden und speichert damit Energie in den Torsionsfedern. Der Deckel könnte durch einen getrennten Verschluss (nicht dargestellt) in der ge schlossenen Position gehalten werden. Wenn der Verschluss geöffnet wird, so bewegt sich der Deckel automatisch unter der Vorspannung der Torsionsfedern 316, 416 in die offene Position, jedoch in einer kontrollierten und sanften Weise aufgrund des Dämpfungseffektes des Dämpfungsfettes, das zwischen den äußeren Oberflächen der Hülsenabschnitte der äußeren Wellen 314, 414 und der Innenflächen der Abteile 313, 413 der äußeren Gehäuse 312, 412 vorgesehen ist.
Gemäß den 25–28 kann man ein gedämpftes Scharniermodul 610 gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erkennen. Das Scharniermodul 620 hat ein äußeres Gehäuse 612 und ein inneres Gehäuse 614, das zu einem beträchtlichen Teil in dem äußeren Gehäuse 612 angeordnet ist. Das äußere Gehäuse 612 und das innere Gehäuse 614 sind über eine Torsionsfeder 616 drehbar miteinander verbunden.
Das äußere Gehäuse 612 ist in etwa rohrförmig und hat ein Inneres mit einer Innenfläche 612a und ist zugänglich durch eine Öffnung 612b an einem Ende des äußeren Gehäuses 612. Das Ende des äußeren Gehäuses, welches der Öffnung 612 entgegengesetzt liegt, ist mit einer Wand 612h versehen. Die Wand 612h hat eine zentrale Bohrung 630, welche sich durch die Wand 612h hindurch erstreckt, die exzentrische Bohrung 632 auf einer Seite der zentralen Bohrung 630. Das äußere Gehäuse 612 ist mit einer Befestigungsplatte 612d versehen, die in einer Position gehalten wird, welche von der in etwa zylindrischen äußeren Fläche 612k des äußeren Gehäuses 612 durch eine plattenartige Halterung 612j beabstandet ist, welche Verstärkungsrippen hat und sich von der äußeren Fläche 612k des äußeren Gehäuses 612 aus erstreckt. Die Befestigungsplatte 612d hat Befestigungsbohrungen, die es ermöglichen, dass das äußere Gehäuse 612 an einem Aufbau, wie z. B. einem Basisteil oder einem Deckel irgendeines Gerätes oder Gegenstandes montiert werden kann.
Das innere Gehäuse 614 ist in etwa rohrförmig und ist vorzugsweise so bemessen, dass es satt in das äußere Gehäuse 612 passt. Das innere Gehäuse 614 hat ein offenes Ende 614c, um einen Zugang zu dem Inneren 614f des inneren Gehäuses 614 zu gewähren. Eine Bohrung 614b ist in einem Endabschnitt des inneren Gehäuses 614 angeordnet, der dem offenen Ende 614c des inneren Gehäuses 614 entgegengesetzt liegt. Die Bohrung 614b ist exzentrisch, d. h. die Bohrung 614b ist relativ zu der zentralen Längsachse des Inneren 614f des inneren Gehäuses 614 exzentrisch versetzt. Das innere Gehäuse 614 weist weiterhin eine äußere Oberfläche 614a auf.
Ein Endabschnitt bzw. eine Stirnseite 636 des inneren Gehäuses 614, welches zu dem offenen Ende 614c entgegengesetzt liegt, befindet sich außerhalb der äußeren Hülse 612 und in der Nähe der Öffnung 612b. Eine Bohrung 638 erstreckt sich durch den Endabschnitt 636 und steht in kommunizierender Verbindung mit dem Inneren 614f des inneren Gehäuses 614. Die Bohrung 638 ist mit der Bohrung 630 passend bzw. registerhaltig ausgerichtet.
Die Torsionsfeder 616 hat an einem Ende einen ersten, sich axial erstreckenden Abschnitt 616a und an dem anderen Ende einen zweiten sich axial erstreckenden Abschnitt 616b. Der sich axial erstreckende Abschnitt 616a steht mit der Bohrung 614b in Eingriff, um ein Ende der Torsionsfeder mit dem inneren Gehäuse 614 zu verbinden, und der sich axial erstreckende Abschnitt bzw. Vorsprung 616b steht mit der Bohrung 632 in Eingriff, um das andere Ende der Torsionsfeder 616 mit der äußeren Hülse 612 zu verbinden, wenn das Scharniermodul 610 zusammengebaut ist. Die Windungen der Torsionsfeder 116 sind zumindest teilweise im Inneren 614f des inneren Gehäuses 614 aufgenommen und in dem dargestellten Beispiel sind die Windungen bzw. Wicklungen in dem Inneren des äußeren Gehäuses 612 aufgenommen. Ein exzentrischer Vorsprung 614d steht in axialer Richtung von dem äußeren Ende 636 des inneren Gehäuses 616 vor. Der Vorsprung 614d ist an einer Stelle angeordnet, die von der Bohrung 638 beabstandet ist, und erstreckt sich in einer Richtung parallel zur Längszentralachse des inneren Gehäuses 614.
Das Scharniermodul 610 umfasst eine Stange 620, welche sich durch die Bohrungen 638 hindurch und nach außen von dem inneren Gehäuse 614 und dem äußeren Gehäuse 612 auf jeder Seite des Scharniermoduls 610 heraus erstreckt. Das Scharniermodul 610 weist auch einen Bügel 640 auf, der einen Befestigungsabschnitt 642 und Arme 644 und 646 hat, die parallel beabstandet zueinander sind. Die Arme 644, 646 sind an einem Ende mit dem Befestigungsabschnitt 642 verbunden. Das Ende jedes der Arme 644, 646, welches von dem Befestigungsabschnitt 642 entfernt liegt, ist mit einer Hülse 648 bzw. 650 versehen. Jeder der Arme 644, 646 hat einen bogenförmig gekrümmten Abschnitt und einen geradlinigen Abschnitt. Der gerade Abschnitt jedes Armes 644, 646 erstreckt sich von einer entsprechenden Hülse 648, 650 zu einem Ende des gekrümmt verlaufenden Abschnittes des entsprechenden Armes 644, 646. Der gekrümmte Abschnitt jedes Armes 644, 646 erstreckt sich von dem geradlinigen Abschnitt des entsprechenden Armes 644, 646 zu dem Befestigungsabschnitt 642 des Bügels bzw. der Klammer 640. Der Stab 620 erstreckt sich durch die Hülsen 648, 650 an jedem ihrer Enden hindurch, um den Bügel bzw. die Klammer 640 relativ zu dem inneren Gehäuse 614 und dem äußeren Gehäuse 612 schwenkbar zu haltern.
Der Bügel 640 und das innere Gehäuse 614 drehen sich gemeinsam als eine Einheit, wenn der Vorsprung 614d in Kontakt mit dem Arm 644 des Bügels 640 steht und die Torsionsfeder 616 unter Last bzw. vorgespannt ist. In dem dargestellten Beispiel ist die Torsionsfeder 616 unter Last, wenn sie relativ zu ihrem entspannten Zustand aufgewickelt ist. In dem dargestellten Beispiel ist eine begrenzte Drehbewegung des Bügels 640 relativ zu dem inneren Gehäuse 614 möglich, wenn die Torsionsfeder 616 freigegeben wird und der Arm 644 sich von dem Vorsprung 614d oder in Richtung des Vorsprunges 614d bewegt, bis der Arm 644 mit dem Vorsprung 614d in Kontakt tritt.
Das innere Gehäuse 614 ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position relativ zu dem äußeren Gehäuse 612 drehend bewegbar. Wenn das Modul 610 nicht in einem Gerät bzw. einer Einrichtung installiert ist, kann das innere Gehäuse 614 sich über die erste Position hinaus relativ zu dem äußeren Gehäuse in einer übermäßig gedrehte Position bewegen, in welcher die Torsionsfeder 616 sich in einem entspannten Zustand befindet. Um das innere Gehäuse 614 aus der übermäßig gedrehten Position in die erste Position bezüglich des äußeren Gehäuses 612 zu bewegen, wird die Torsionsfeder 616 aufgewickelt bzw. angezogen und dadurch wird die Torsionsfeder 616 vorgespannt. Um das innere Gehäuse 614 aus der ersten Position in die zweite Position relativ zu dem Gehäuse 612 zu bewegen, wird die Torsionsfeder 616 noch weiter aufgewickelt bzw. angezogen, was die zwischen dem inneren Gehäuse und dem äußeren Gehäuse durch die Torsionsfeder 616 aufgebrachte Kraft noch weiter erhöht. Die Torsionsfeder 616 spannt daher das innere Gehäuse 614 in Richtung der ersten Position vor, wenn das innere Gehäuse 614 sich zwischen der ersten Position und der zweiten Position befindet, und die Torsionsfeder 616 spannt das innere Gehäuse 614 in Richtung der übermäßig gedrehten Position vor, wenn das innere Gehäuse sich zwischen der ersten Position und der übermäßig gedrehten Position befindet. Ein Fett wird zwischen der Innenfläche 612a des äußeren Gehäuses 612 und der äußeren Oberfläche 614a des inneren Gehäuses 614 bereitgestellt, um die Drehbewegung des inneren Gehäuses 614 relativ zu dem äußeren Gehäuse 612 zu dämpfen.
Das Scharniermodul 610 umfasst weiterhin eine Dichtung 624, vorzugsweise in Form eines elastomeren O-Ringes 624, der in der Nut 652 des inneren Gehäuses 614 angeordnet ist, um einen dichtenden Eingriff zwischen der äußeren Oberfläche 614a des inneren Gehäuses 614 und der inneren Oberfläche 612a des äußeren Gehäuses 612 bereitzustellen, wenn das Scharniermodul 610 zusammengebaut ist, um ein Halten des Fettes zwischen der äußeren Fläche 614 des Gehäuses 614 und der inneren Oberfläche 612a des äußeren Gehäuses 612 zu unterstützen. Es soll auch umfasst sein, dass die Dichtung 624 einen gewissen Betrag an Rotationsdämpfung für das zusammenmontierte Scharniermodul 610 bereitstellt.
Als ein Beispiel der Anwendung des Scharniermoduls 610 ist das Scharniermodul 610 an dem Basisteil oder Türrahmen eines Gerätes bzw. einer Einrichtung montiert, in dem Befestigungsmittel (nicht dargestellt) durch die Montagelöcher in der Befestigungsplatte 612d angeordnet werden, um das äußere Gehäuse 612 und dementsprechend auch das Modul 610 an dem Basisteil sicher zu montieren. Vor diesem Schritt wird der Bügel bzw. die Klammer 640 relativ zu dem äußeren Gehäuse drehend bewegt, um die Feder 616 vorzuspannen und das innere Gehäuse 614 aus der übermäßig gedrehten Position in die erste Position relativ zu dem äußeren Gehäuse 612 zu bewegen, welche der offenen Position des Deckels entspricht. Der Befestigungsabschnitt des Bügels 640 ist an dem Deckel angebracht, wobei der Deckel sich in der offenen Position befindet, so dass dann, wenn der Deckel in die geschlossene Position bewegt wird, die Feder 616 noch fester aufgewickelt bzw. angezogen wird, um Energie zu speichern. Dies liefert eine Scharnierverbindung zwischen dem Deckel und dem Basisteil. Aufgrund der Vorspannung der Feder 616 wird der Deckel zumindest mit einer gewissen Kraft in der offenen Position gehalten. Der Deckel muss dann gegen die Federspannung, welche durch die Torsionsfeder 616 bereitgestellt wird, in die geschlossene Position bewegt werden, und speichert damit Energie in der Torsionsfeder. Der Deckel könnte durch einen getrennten Verschluss (nicht dargestellt) in der geschlossenen Position gehalten werden. Wenn der Verschluss geöffnet wird, so bewegt sich der Deckel automatisch unter der Vorspannung der Torsionsfeder 616 in die offene Position, jedoch in einer kontrollierten und sanften Art und Weise aufgrund des Dämpfungseffektes des Dämpfungsfettes, welches zwischen der Außenfläche des inneren Gehäuses 614 und der Innenfläche des äußeren Gehäuses 612 vorgesehen ist. Die zweite Position des inneren Gehäuses 614 relativ zu dem äußeren Gehäuse 612 entspricht der geschlossenen Position des Deckels.
Es versteht sich für Fachleute, dass an den oben beschriebenen Ausführungsformen Veränderungen vorgenommen werden können, ohne von dem breiten erfinderischen Konzept derselben abzuweichen. Es versteht sich daher, dass die Erfindung nicht auf die speziell offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern Modifikationen innerhalb des Erfindungsgedankens und Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung abdecken soll.
Zusammenfassung
Es wird ein gedämpftes Scharniermodul offenbart, welches ein erstes Teil, ein zweites Teil und eine Torsionsfeder umfasst. Das zweite Teil ist relativ zu dem ersten Teil zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehend bewegbar. Das zweite Teil ist zumindest teilweise innerhalb des ersten Teiles aufgenommen. Die Torsionsfeder ist bezüglich des ersten Teiles im Inneren aufgenommen und spannt das zweite Teil relativ zu dem ersten Teil in Richtung der ersten Position vor. Die Feder hat eine Vorspannung bezüglich des zweiten Teiles in der ersten Position relativ zu dem ersten Teil.

Claims

Scharniermodul, welches aufweist: ein erstes Teil, ein zweites Teil, welches relativ zu dem ersten Teil zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehend bewegbar ist, wobei das zweite Teil zumindest teilweise innerhalb des ersten Teiles aufgenommen ist, und eine Torsionsfeder, die bezüglich des ersten Teiles im Inneren angeordnet ist und das zweite relativ zu dem ersten Teil in Richtung der ersten Position vorspannt, wobei die Feder eine Vorspannung hat, wenn das zweite Teil sich relativ zu dem ersten Teil in der ersten Position befindet.
Scharniermodul nach Anspruch 1, wobei das erste Teil ein äußeres Gehäuse ist, das ein Inneres und eine Innenfläche hat, wobei das zweite Teil ein inneres Gehäuse ist, das ein Inneres und eine äußere Oberfläche hat, wobei das innere Gehäuse zumindest teilweise in dem Inneren des äußeren Gehäuses aufgenommen ist, wobei die äußere Oberfläche des inneren Gehäuses zumindest einem Abschnitt der inneren Oberfläche des äußeren Gehäuses gegenüberliegt und die Torsionsfeder zumindest teilweise im Inneren des inneren Gehäuses aufgenommen ist.
Scharniermodul nach Anspruch 2, wobei das innere Gehäuse einen äußeren Endabschnitt hat, der außerhalb des äußeren Gehäuses liegt, wobei der äußere Endabschnitt des inneren Gehäuses eine Bohrung bzw. ein Loch hat, wobei das äußere Gehäuse einen Endabschnitt hat, der auf dem äußeren Endabschnitt des inneren Gehäuses abgewandt liegt, wobei der Endabschnitt des äußeren Gehäuses ein Loch bzw. eine Bohrung hat, das mit der Bohrung des äußeren Endabschnittes des inneren Gehäuses ausgerichtet ist, wobei das Scharniermodul weiterhin aufweist: ein Paar von Stiften, die so angeordnet sind, dass sie sich durch die Bohrung des Endabschnittes des äußeren Gehäuses bzw. durch die Bohrung des äußeren Endabschnittes des inneren Gehäuses erstrecken, und eine Druckfeder, die zwischen dem Paar von Stiften angeordnet ist, um jeden von diesem Paar von Stiften von der entsprechenden Bohrung des Endabschnittes des äußeren Gehäuses und der Bohrung des äußeren Endabschnittes des inneren Gehäuses nach außen vorzuspannen.
Scharniermodul nach Anspruch 2, wobei das innere Gehäuse einen äußeren Endabschnitt hat, der außerhalb des äußeren Gehäuses liegt, wobei der äußere Endabschnitt des inneren Gehäuses eine Bohrung hat, wobei das äußere Gehäuse einen Endabschnitt hat, der von dem äußeren Endabschnitt des inneren Gehäuses entfernt liegt, wobei der Endabschnitt des äußeren Gehäuses eine Bohrung hat, die registerhaltig zu der Bohrung des äußeren Endabschnittes des inneren Gehäuses ist, und wobei das Scharniermodul weiterhin aufweist: einen Bügel, der erste und zweite Hülsen hat, welche so angeordnet sind, dass sie registerhaltig mit der Bohrung des Endabschnittes des äußeren Gehäuse bzw. mit dem äußeren Endabschnitt des inneren Gehäuses ausgerichtet sind, eine Stange bzw. einen Stab, welcher durch die ersten und zweiten Hülsen und die Bohrung des Endabschnittes des äußeren Gehäuses und die Bohrung des äußeren Endabschnittes des inneren Gehäuses hindurch verläuft, um den Bügel relativ zu dem äußeren Gehäuse schwenkbar zu haltern, und einen exzentrisch angeordneten axialen Vorsprung, der an dem äußeren Endabschnitt des inneren Gehäuses angebracht ist, wobei der axiale Vorsprung in der Lage ist, mit dem Bügel in Eingriff zu treten, um den Bügel bezüglich des inneren Gehäuses zu drehen.
Scharniermodul nach Anspruch 2, wobei das äußere Gehäuse eine umlaufende Nut und das innere Gehäuse einen radialen Vorsprung hat, der in der Nut angeordnet ist, um dadurch den Betrag der relativen Drehung zwischen dem inneren Gehäuse und dem äußeren Gehäuse zu begrenzen.
Scharniermodul nach Anspruch 5, wobei das äußere Gehäuse eine axiale Nut hat, die in kommunizierender Verbindung mit der umlaufenden Nut steht, und das innere Gehäuse in der Lage ist, sich axial relativ zu dem äußeren Gehäuse gegen eine axiale Vorspannung zu bewegen, die durch die Torsionsfeder bereitgestellt wird, wenn der radiale Vorsprung mit der axialen Nut ausgerichtet ist.
Scharniermodul nach Anspruch 2, wobei das äußere Gehäuse ein Paar von bogenförmigen Schlitzen hat und das innere Gehäuse ein Paar von Schnappschenkeln bzw. Rastschenkeln hat, die in das Paar von bogenförmigen Schlitzen eingreifen, um den Betrag an relativer Drehung zwischen dem inneren Gehäuse und dem äußeren Gehäuse zu begrenzen.
Scharniermodul nach Anspruch 1, wobei das erste Teil ein äußeres Gehäuse ist, das zweite Teil einen Wellenabschnitt hat, der durch das äußere Gehäuse hindurch verläuft, die Torsionsfeder Bindungen hat, die den Wellenabschnitt umfassen, die Torsionsfeder einen radialen Vorsprung hat, der mit dem Schaftabschnitt in Eingriff steht und die Torsionsfeder einen axialen Vorsprung hat, der mit dem äußeren Gehäuse in Eingriff steht.