DE3485805T3 - Brillengestell mit formspeichernden Elementen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Brillengestelle und insbesondere auf Gestelle, welche aus Materialien hergestellt sind, die sich bei gegebenen Temperaturen oder entsprechender Spannung einer Phasenumwandlung unterziehen und beide Eigenschaften aufweisen, nämlich formspeichernde und pseudo-elastische Eigenschaften.
• In der Vergangenheit wurden Brillengestelle aus Metall oder Kunststoff hergestellt. Ein aus Metall und Kunststoff kombiniertes Gestell war ebenfalls schon bekannt. Im Stand der Technik wurden formspeichernde Metalle bei der Herstellung von Brillengestellen und verwandten Komponenten verwendet. Solche Metalle wurden für die Verwendung als Fassung der Brille, als Befestigungselemente zum Halten der Bügel am Gestell und als Bügel vorgeschlagen. Dies wird beispielsweise in den offengelegten japanischen Patentschriften Nr. 56-59717, 55-179815, 58-179819 und 59-136619 offenbart.
• Probleme sind bei den Metallen aufgetreten, weil es dort verschiedene Phasen oder Stufen der Metalle gibt; martensitische, austenitische oder Kombinationen aus den beiden, woher Charakteristiken wie Superelastizität, Zweiweg-Formspeicherung, gummiartiges Verhalten, Umwandlung von Austenit in Martensit und dgl. resultieren.
• Im Martensitzustand verhalten sich die Metalle wie jedes speichernde Metall , so daß das Material verformt werden und in diesem verformten Zustand gehalten werden kann, aber durch Erhitzung wird es in die gespeicherte Form zurückverwnadelt. Im superelastischen oder austenitischen Zustand ist das Material sehr elastisch und weist keine Formspeicherung auf. Im Kombinationszustand weist das Material beide Eigenschaften auf. Wenn die Dehnung im Bauteil nicht größer als 6% ist, wird es sich zurückverwandeln, wenn es entlastet wird. Wenn die Dehnung im Bereich von 6% oder höher ist, wird das Bauteil eine Verformung erleiden und sich nicht in die Originalform zurückverwandeln.
• Es sollte erwähnt werden, daß die Zustandsänderungen sowohl durch Temperatur-, als auch durch Spannungseffekte herbeigeführt werden können. Der superelastische Zustand ist oberhalb der martensitischen zur austenitischen übergangstemperatur spannungsinduziert. In dieser Form besteht das Material normalerweise aus Austenit aber oberhalb einer genügenden Spannung wandelt es in Martensit um. Wenn die Spannung nachläßt, kehrt das Material in die austenitische Phase zurück und weist somit eine große Federelastizität auf. Wenn die Dehnung ungefähr 8% übersteigt, erwirbt das Material eine permanente Verformung.
• Somit sehen jeweils beide Zustände wünschenswerte Eigenschaften vor, aber in bestimmten spezifischen Umgebungen wie in Brillenkomponenten treffen nicht alle Anforderungen zusammen. Insbesondere hat der elastische Zustand keine Speicherung und kann somit eine permanente Verformung aufnehmen und der Speicherungszustand hat keine Elastizität und kann nur durch Erhitzung zurückverwandelt werden. Es ist ein Nachteil des Standes der Technik gewesen, die geeigneten Techniken und Materialien für die geeigneten Brillengestellteile zu verwenden) was die Verwendung dieser Materialtypen auf diesem Gebiet verhindert hat.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Brillengestell vorgenach Anspruch 1 vorgesehen.
• Die vorliegende Erfindung verwendet formspeichernde Materialien in spezifischen Bereichen von Brillen, bei denen es wünschenswert ist, eine Kombination aus den beiden Charakterisiken Flexibilität und Formspeicherung vorzusehen. Die sowohl Formspeicherung und Elastizität aufweisende Legierung kann durch geeignete verfestigende Martensitlegierungen erreicht werden, so daß das Material etwas Elastizität aufweist, während etwas Formspeicherung erhalten bleibt. Wenn die Komponente somit oberhalb ihrer Elastizitätsgrenze (aber noch unterhalb von 8%) verformt wird, kann die Verformung über die Formspeicherung zurückgeführt werden. Wenn im Material auf der anderen Seite die Dehnung 6% übersteigt, nimmt es eine permanente Verformung an. Aber wenn die Dehnung 10% nicht übersteigt, erwirbt das Material einige Federelastizität und kann bei 10% Dehnung teilweise auf 6% Dehnung zurückgeführt werden, wodurch ein Kombinationsmaterial hergestellt wird. Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten formspeichernden Metalle können Nickel-Titan Legierungen wie Nitinol sein.
• Aus diesen formspeichernden Legierungen können verschiedene Bauteile von Brillengestellen hergestellt werden. Somit sind Materialien, die sowohl Elastizität als auch Formspeicherung auf weisen, z.B. Kombinationsmaterialien, in bestimmten Typen von Scharnieren) Nasenteilträgern und in einigen Fällen in Bügeln und Frontteilen verwendbar.
• Deshalb sind durch Verwendung von formspeichernden Materialien in Brillengestellen neue Konstruktionen (z.B. komplett fassungslose Gestelle) möglich, und der Stand der Technik wird verbessert. Erleichterte Montage, sichere Befestigung, effektives Festhalten der Gläser, niedrigere Teilemengen und Produktionskosten und ein günstigeres Erscheinungsbild sind erreichbar.
• Anordnungen gemäß der Erfindung werden nun durch die Beispiele und in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Darstellung einer Grille, welche eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorsieht.
• Fig.2 eine Darstellung, welche eine Ausführungsform einer das Glas festhaltenden Fassung im Querschnitt zeigt.
• Fig.3 eine Darstellung, welche ein anderes Fassungsbauteil und ein verbundenes Glas im Querschnitt zeigt.
• Fig.4 ein Diagramm, welches verschiedene Zustände von martensitischen und austenitischen Charakteristiken von Materialien darstellt.
• Fig.5 eine allgemeine Darstellung, die einen durch ein Befestigungselement drehbar an einer Fassung befestigten Bügel zeigt.
• Fig.6, 7, 9 und 10 Darstellungen, die verschiedene Ausführungsformen von formspeichernden Befestigungselementen zeigen, welche verwendbar sind, um einen Bügel an einer Fassung gemäß Fig.5 zu befestigen.
• Fig.5 eine Darstellung eines Befestigungselements nach Fig.7 in geöffneter Anordnung.
• Fig. 11 eine Darstellung eines Befestigungselements, welches in der Ausführungsform von Fig. 10 verwendbar ist.
• Fig. 12 eine Darstellung einer Scharnieranordnung, welche eine formspeichernde Mutter und einen formspeichernden Bolzen verwendet.
• Fig.13 und 14 eine Frontansicht und eine Draufsicht, die jeweils die Verbindung einer Nasenbrücke und von Bügeln an den Gläsern der Brille zeigen.
• Fig. 15 eine Darstellung, die eine formspeichernde Fassung zeigt, welche jeweils über Wärmerückgewinnung mit einem Glas und drehbar mit einem Bügel in Eingriff steht.
• Fig.16 eine Darstellung eines Trägers für ein Nasenteil, welcher gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
• Fig.17 eine Darstellung eines einteiligen Scharniers gemäß der vorliegenden Erfindung, und
• Fig.18 eine Darstellung eines Bügeltyps, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
• Gemäß Fig.1 wird eine Brille 100 mit einem Gestell 102 gezeigt. Das Gestell 102 enthält zwei Fassungen 104 und 106, eine Nasenbrücke 108 und Bügel 110 und 112, die sich jeweils von den Fassungen 104 und 106 erstrecken. Die Bügel 110 und 112 erstrecken sich rückwärtig über die Ohren des Trägers (nicht dargestellt), die Brücke 108 verbleibt auf der Nase des Trägers.
• In Fig.1 ist die Fassung im kontrahierten Zustand dargestellt, wobei die Fassung 104 an ein Glas 114 angrenzt und eine enge Verbindung dazwischen ausbildet. Die in Fig.1 gestrichelt gezeigte Darstellung 104' gibt eine Anordnung der Fassung 104 an, wenn sie sich relativ zu den Gläsern 114 nach außen hin aufweitet. Fassung 106 stellt ebenfalls eine relativ zu einem Glas 116 aufgeweitete Fassung der.
• Die Fassungen 104 and 106 bestehen aus formspeichernder Martensitumwandlungs-Nickel-Titan-Legierung oder Nitinol. In dieser Figur können die formspeichernden Materialien derart ausgebildet sein, daß sie eine Speicheranordnung haben, in welche sie zurückkehren, wenn in ihnen eine ausreichende. Hitze erzeugt wird. Die speichernde Charakteristik ist auf Zustandsänderungen im Metall oder in der Legierung (zwischen einem austenitischen Zustand und einem martensitischen Zustand zum Beispiel) in Bezug auf die zugeführte Wärme zurückzuführen. Die Fassungen 104 und 106 können plastisch verformt und danach in eine Speicheranordnung zurückgeführt werden, indem die Fassungen 104 und 106 einer geeigneten Temperatur ausgesetzt werden. Die Umwandlungstemperaturen für formspeichernde Materialien sind aus dem Stand der Technik für metallische formspeichernde Materialien bekannt. Die Verfahren, durch welche die Fassungen 104 und 106 auf eine Umwandlungs- oder Erholungstemperatur gebracht werden, enthalten: Einstellung der Umgebungstemperatur, die die Fassungen 104 und 106 umgibt; Hindurchschicken eines Stroms durch die Fassungen 104 und 106, um Hitze zu erzeugen; induktive Erhitzung; oder andere Temperaturregulierungstechniken. Vorzugsweise wird eine Technik verwendet, die eine enge Temperaturregelung der Fassungen 104 und 106 zuläßt; z.B. Eintauchen in Wasser mit geeigneter Temperatur.
• In einer Wirkungsweise korrespondiert die Fassung 104, die in kompakter Darstellung in Fig.1 gezeigt ist, mit der Speicheranordnung. Die gestrichelte Darstellung korrespondiert dann mit dem deformierten Zustand der Fassung 104'. Im deformierten Zustand ist die Fassung 104' genügend aufgeweitet, um zu gestatten, daß das Glas 114 darin eingesetzt wird. über die Erhitzung zieht sich die Fassung 104' zusammen, so daß ihre innere Oberfläche 120' in engen Kontakt mit dem Glas 114 tritt.
• Die Geschwindigkeit, mit welcher sich die Fassung 104' zusammenzieht, kann durch die Regelung der Zugabe von Hitze in der Fassung 104' eng geregelt werden. (Es wird erwähnt, daß dieses Merkmal zu allen Ausführungsformen der Erfindung gehört, da es sich auf die Erholung von Metallen bezieht.)
• Durch Erhitzung der Fassung 106 gemäß dieser ersten Wirkungsweise wird sich die Fassung 106 zusammenziehen, um das Glas 116 fest verbunden zu halten.
• Bei einer anderen Wirkungsweise kann die Fassung 104 in deformiertem Zustand sein, wenn sie sich in der kompakten Darstellung der Fig.1 befindet. Durch die Erhitzung der Fassung 104 auf diese Weise korrespondiert die Speicheranordnung mit dem Ergebnis der Darstellung 104'. Deshalb wird bei dieser Art das Einsetzen und Herausnehmen eines Glases 114 durchgeführt, wenn sich die Fassung 104' in der Speicheranordnung befindet, und das Glas 114 wird statt dessen durch eine verformte Fassung 104 gehalten.
• In Fig.2 wird nun ein bevorzugter Querschnitt einer Fassung 200 gemäß der Erfindung dargestellt. Der C-förmige Querschnitt bildet einen Kanal 202 in Längsausdehnung der Fassung 200 aus. Der Kanal 202 weist eine radiale Ausdehnung auf, die wahlweise vergrößert oder verkleinert. werden kann, um jeweils das Freigeben eines Glases 204 oder das Festhalten des Glases 204 zu ermöglichen. Wie vorstehend vorgeschlagen kann sowohl das Freigeben als auch das Festhalten durch Erholung in die Speicheranordnung erzielt werden, wobei die komplementäre Operation durch die Verformung der radialen Ausdehnung der Fassung 200 vorgenommen wird. Die Verformung kann, falls gewünscht, durch Federspannung, welche darauf abzielt, den Kanalradius zu reduzieren, erreicht werden -- Der Kanal wird durch Erhitzung auf Erholungstemperatur im Radius r vergrößert.
• In Anbetracht von Fig.2 soll erwähnt werden, daß das Glas 204 festgehalten werden kann a) einzig oder in erster Linie durch die nach innen gerichteten Ecken 206 und 205 der Fassung 200 oder b) durch die nach innen gerichteten Ecken 206 und 205 zusammen mit einer Reibung, die gegen die innere Oberfläche 210 der Fassung 200 angelegt ist. Wie in Fig.2 gezeigt, enthält die Fassung 200 eine innere Schicht 212 und eine äußere Schicht 214. Die innere Schicht 212 ist so dargestellt, daß an ihr entlang die Ecken 206 und 208 angeordnet sind, obwohl die Erfindung ebenso beabsichtigt, daß die Festhalteecken entlang der äußeren Schicht vorgesehen sind. (In dieser letzten Ausführungsform würde die C-förmige Umfangsausdehnung, z.B. winkelig, der äußeren Schicht 214 relativ größer als die Umfangsausdehnung der inneren Schicht 212 sein.) Ähnlich dazu ist ebenfalls beabsichtigt, daß das Glas 204 von beiden Schichten 212 und 214 festgehalten wird. In jeder Ausführungsform der obigen Fig.2 kann entweder die innere Schicht 212 oder die äußere Schicht 214 ein formspeicherndes Material umfassen. Die äußere Schicht ist dann vorzugsweise aus einem anderen Material. Wenn die äußere Schicht 214 aus formspeicherndem Material ist, schließt sich die Fassung 200 vorzugsweise über Erhitzung, um das Glas 204 festzuhalten. Wenn die innere Schicht 212 aus formspeicherndem Material ist, öffnet sich die Fassung 200 über Erhitzung in die Speicheranordnung, um das Glas 204 loszulassen. Folglich ist der Träger oder der Praktiker durch Eintauchen der Fassung 200 in heißes Wasser befähigt, das Glas 204, welches über Kühlung festgehalten wird, herauszunehmen und zu ersetzen. Es sollte erkannt werden, daß der C-förmige Querschnitt in einer geschlossenen Fassung (siehe bspw. Fig. 1) oder in einer Teilfassung vorgesehen werden kann.
• Gemäß Fig.3 ist im Querschnitt ein Glas 301 dargestellt, welches Kerben 302 und 303 aufweist, die auf den gegenüberliegenden Seiten des Glases über dessen Peripherie angeordnet sind. Ein C- förmiges Gestellbauteil 304 ist über die Peripherie des Glases angeordnet und weist nach innen gerichtete Ecken 305 und 306 auf, die jeweils in den Kerben 302 und 303 sitzen.
• Es kann eine Fassung gemäß Fig.2 verwendet werden, jedoch wird vorzugsweise eine Fassung aus einem einzigen Material mit formspeichernden Eigenschaften verwendet. Die Elastizität darf in solch einer Anordnung kein Hauptfaktor sein, jedoch ist es die Spannung, und die Kerben erlauben einen sicheren Halt des Glases. Um Elastizität und Formspeicherung zu erhalten, wird ein Material mit Kombinationscharakteristiken (Kurve F in Fig.4) verwendet.
• Es sollte erkannt werden, daß der C-förmige Querschnitt der Fassung 300 nicht wie dargestellt kreisförmig zu sein braucht, sondern auch ähnliche Formen aufweisen fann; welche ähnlich funktionieren.
• Fig.4 zeigt ein Diagramm mit verschiedenen Charakteristiken von Nitinol, welche durch verschiedene Behandlungen des Materials erzielt werden können. Die durch diese Kurven dargestellten Materialien weisen zwischen, 49.9% und 51.5% Atomgewichtsprozent Titan auf.
• Die Kurve A von Fig.4 stellt ein Material bei einer Temperatur weit über dessen Umwandlungstemperatur dar, bspw. im austenitischen Zustand. Das Material weist keine Formspeicherung auf und ist ziemlich fest und schwer zu biegen.
• Kurve B stellt den superelastischen Zustand dar. Die Temperatur des Materials nach Kurve 8 liegt sehr dicht an dessen Umwandlungstemperatur, aber das Material ist in austenitischem Zustand. In dieser Form wird das Material Kurve B folgen, solange es nicht einer Dehnung von mehr als 6% ausgesetzt ist; das Material wandelt in Martensit um, um die Spannung abzubauen und über den Abbau der Spannung wandelt sich das Material in Austenit zurück und nimmt wieder seine Originalform ein. Die durch die Kurven A und B dargestellten Materialien weisen keine Formspeicherung auf. Wenn sie einer Dehnung von mehr als ungefähr 6% unterworfen werden, wird das Material nicht in seinen Ausgangszustand zurückkehren.
• Gemäß Kurve C befindet sich das in dieser Kurve dargestellte Material in martensitischem Zustand und weist somit Formspeicherung auf. Wenn das Material einer solchen Spannung ausgesetzt wird, daß die Dehnung ungefähr 8% nicht übersteigt, wird das Material den Punkt D auf der Kurve erreichen und wenn die Spannung zurückgenommen wird, wird es zu Punkt E auf der Kurve gehen und dort verbleiben, bis es auf eine Temperatur nahe der Umwandlungstemperatur von Martensit in Austenit erhitzt wird. über den Temperaturbereich vom Beginn der Martensitumwandlung zur Temperatur, bei welcher der Austenitzustönd vollständig erreicht ist, wird das Material seine ursprüngliche Form wiedererhalten; somit Formspeicherung.
• Kurve F stellt eine weitere Funktion des Materials dar. Wenn das Material entlang der Kurve C zu einem Punkt G beansprucht wird, wird sich das Material, wenn es entspannt wird, entlang der Dehnungsachse oder Abszisse zu einer Position H zurückverwandeln, wodurch eine dauerhafte Verformung angezeigt wird. Wenn die Zusammensetzung des Materials derart ist, daß seine Umwandlungstemperatur über 50ºC liegt und das Material verfestigt wurde und das Material nun über seine Umwandlungstemperatur erhitzt wird, wird das Material eine Form einnehmen, welche durch den Punkt I auf der Dehnungsachse dargestellt ist, was bedeutet, daß sich das Material um 4% auf eine Dehnung von 6% erholen wird. Das Material wird danach der Kurve F folgen, welche das vorstehend diskutierte Kombinationsphänomen darstellt.
• Obwohl hierbei nur Nitinol diskutiert wurde, werden verschiedene Änderungen in den Eigenschaften durch Zusätze, Wärmebehandlung und Verfestigung bewirkt. Siehe hierzu bspw. FORMSPEICHERNDE LEGIERUNGEN Seite 728, Vol 20 von Kirk-Othmet's Encyclopedia of Chemical Technologiy, John Wiley & Sons, Dritte Auflage. Auch noch andere Materialien weisen einige der gleiche Eigenschaften auf, jedoch sind sie allgemein nicht wirtschaftlich durchführbar.
• Unter Bezugnahme auf Fig.5 wird nun die Befestigung eines Brillenbügels 500 an einer Brillengestellfassung 502 mit einem Befestigungselemnt 504 genau beschrieben. In Fig.5 ist ein formspeicherndes Bauteil 506 mit einem U-förmigem Querschnitt gezeigt,welches sich von der Fassung 502 ausdehnt. Ein Endbereich 508 des Bügels 500 wird in das Bauteil 506 eingefügt. Ein Drehelement 510 ermöglicht die drehbare Verbindung des Bügels 500 mit dem Bauteil 506, wenn das Bauteil 506 gemäß Fig.5 geschlossen ist. Das Bauteil 506 ist in seiner Speicheranordnung dargestellt.
• Durch Zurückführung des Bauteils 506 in seine Speicheranordnung kann der Bügel 500 drehbar befestigt werden. In solch einer Ausführungsform wird ein formspeicherndes Bauteil verwendet und durch Hitze, in den Anfangszustand zurückgeführt.
• In Fig.6 ist ein doppelt offenendiges Befestigungselement 560 mit einem H-förmigem Querschnitt oder zwei U-förmigen Querschnitten dargestellt. An jedem Ende befindet sich ein transversaler Vorsprung 562, welcher sich von einer Seite 562 des Befestigungselements 560 nach innen erstreckt. Die andere Seite 566 des Befestigungselements 560 ist verformbar, um einen Raum zwischen den Vorsprüngen 562 und der Seite 566 zu öffnen, und zurückverwandelbar durch Erhitzung auf eine Erholungstemperatur. Das Befestigungselement 560 kann in einer Anordnung gemäß Fig.5 verwendet werden.
• Der Betrieb des Befestigungselements 560 nach Fig.6 ist ähnlich dem des einfach offenendigen Befestigungselements 570 gemäß der Fig.7 und 8. In Fig.7 ist das einfach offenendige Befestigungselement 570 geschlossen. Beim Einfügen des Bügel-Endbereichs 572 erstreckt sich ein Vorsprung 574 durch eine Öffnung 576 im Bügel- Endbereich 572, wodurch eine drehbare Verbindung gebildet wird. In Fig.8 ist das Befestigungselement 570 geöffnet, um das Einfügen oder das Herausnehmen des Bügel-Endbereichs 572 zu gestatten.
• In Fig.7-8 kann das Gabelgelenk oder Bauteil 570 zum Beispiel an dem Bügel angeordnet sein und ein Bauteil wie das Ende 572 am Hauptgestell befestigen. Es ist nicht vorgesehen, die Anordnung auf einen einzelnen Bolzen, wie als Bolzen 574, zu beschränken, es kann sich auch ein Halbbolzen von jedem Schenkel des U oder Gabelgelenks erstrecken und in e,in Loch wie 576 im Bauteil 572 eingreifen. Ebenso können beide Bauteile, der Bügel und das Gestellbauteil, Gabelgelenke mit gegenüberliegenden Bolzen oder Hemisphären sein, die in die gegenüberliegenden Löcher des anderen Bauteils eingreifen.
• Fig.9 zeigt einen anderen Typ eines Befestigungselements 580. Anstatt einen Vorsprung 574 am U-förmigen, formspeichernden Bauteil 582 gemäß Fig.7 aufzuweisen, hat der Bügel-Endbereich 584 zwei transversale männliche Elemente 586, die in komplementären weiblichen Elementen 588 im U-förmigen Bauteil 582 aufnehmbar sind. Wie in den Ausführungsformen der Fig.7 und 8 kann sich das Bauteil 582 ähnlich öffnen und schließen, um eine drehbare Verbindung vorzusehen.
• In Fig.10 wird eine drehbare Verbindung durch Mittel eines formspeichernden Stifts oder einer Schraube erreicht. Die Schraube 590 schraubt, oder wenn ein Stift eingedrückt wird, leicht in in einem Bügel-Endbereich 592 und einem U-förmigem Element 594 befindliche Öffnungen, wenn diese in einer Linie liegen. Die Schraube oder der Bolzen 590 dehnen sich aus, um das U-förmige Element 594 eng zu verbinden, wenn sie zurückverwandelt werden.
• Wenn das Element 590 ein Bolzen ist, nimmt es die Förm des Bolzens gemäß Fig.11 an. Der Bolzen hat einen Kopfbereich 1000, welcher in einem Loch 1003 in einem Schenkel des U-förmigen Bauteils 594 sitzt. Ein Schlitzschaft 1002 erstreckt sich vom Kopf durch ein in einer Linie liegendes Loch 1004, welches einen kleineren Durchmesser als das im Endbereich 592 des Bügels befindliche Loch 1003 aufweist. Das Ende des Stifts hat kurze nach außen gerichtete Füße 1005, die in einem weiteren in einer Linie befindlichen Loch im Bodenschenkel des U-förmigen Bauteils 594 sitzen, wobei das Loch denselben Durchmesser wie das Loch 1003 im Kopfschenkel aufweist. Die Schenkel des U-förmigen Bauteils 594 werden von einem Paar Aussparungen 1001 im Endbereich 592 des Bügels aufgenommen.
• Wenn er sich in seinem Belastungszustand befindet, wird der Stiftschaft zusammengezogen und gleitet leicht durch die in einer Linie liegenden Löcher des Bügels und des U-förmigen Bauteils 594. Wenn sich der Schlitzschaft des Stifts ausdehnt, schließen die Füße 1005 hinter einer Schulter 1006 am Bügel-Endbereich 592 und verbinden ebenfalls die Seitenwände des Lochs 1004 im Bügel- Endbereich und des Lochs im Bodenschenkel des U-förmigen Bauteils, um die Bauteile gegen Trennung festzuhalten. Die Füße 1005 können zusammengedrückt werden, um den Stift zurückzuziehen und um die Entnahme zu gestatten. Die sich bei Hitze erholenden Materialien, welche in den Ausführungsformen der Fig.5 bis 11 verwendet werden, sind alle vom Kombinationstyp, so daß, insbesondere gemäß Fig.10 und 12, die Stifte oder Schrauben in der Stellung eingeschnappt werden können.
• Es wird erwähnt, daß die Schraube oder der Stift 590 in den Ausführungsformen der Fig.10 und 11 in den Bauteilen, die befestigt werden, ausgespart ist, so daß kein Teil davon ausgeputzt oder an benachbarten Objekten eingeklemmt werden kann. Es besteht somit nur eine geringe Wahrscheinlichkeit für den Stift oder die Schraube, zusammengepreßt und gelöst oder herausgenommen zu werden.
• In Fig.12 ist eine Schrauben- und Mutter-Anordnung 600 dargestellt, die für die Befestigung durch ein Glas 602 oder an einem Bügel vorgesehen ist. Wie darin dargestellt erstreckt sich die Schraube 603 durch eine Fassung 604 und das Glas 602 und wird von einer komplementären Mutter 606 aufgenommen. Die Schraube 603 und/oder die Mutter 606 umfassen formspeicherndes Material. Wenn die Schraube 603 Formspeicherung aufweist, befindet sie sich vorzugsweise im zusammengepreßten Zustand, wenn sie in die Mutter 606 eingeführt wird. Wenn die Mutter Formspeicherung aufweist, ist sie vorzugsweise ausgedehnt, wenn die Schraube 603 eingeführt wird.
• Wenn dann erholt wird, dehnt sich die Schraube 603 radial aus und/oder die Mutter 606 zieht sich radial zusammen, um eine enge Verbindung zu erzielen. Der Betrag des Zusammenziehens und/oder der Ausdehnung wird leicht über die vordefinierte Speicheranordnung der Schraube 603 und/oder der Mutter 606 geregelt. Diese Elemente können ebenfalls ausgespart sein. Dasselbe Konzept kann verwendet werden, um ein fassungsloses Design herzustellen.
• Eine Alternative zur Anordnung von Fig.12 ist in einer in Fig.13 und 14 dargestellten Anordnung vorgesehen. Unter Bezugnahme auf diese Figuren werden relativ wenig gewölbte Fassungsbauteile vorgesehen, welche die Gläser an den Bügeln und am Nasenteil einspannen. Die formspeichernden Bauteile sind vorzugsweise im Querschnitt C-förmig viereckig gemacht und sind längsseitig gewölbt, um sich jeweils den Umfangskrümmungen der Gläser 1303 und anzupassen. Die Gläser sind im Umfang und vorzugsweise an beiden Seiten gekerbt, um die C-Arme der C-förmigen Bauteile aufzunehmen; Kerben 1304 und 1306 belassen einen schmalen Vorsprung 1307, welcher sich vom Glas 1305 erstreckt. Das C-förmige Bauteil spannt den Vorsprung 1307 ein und besteht aus Material des Kombinationstyps, welches durch Kurve F in Fig.4 dargestellt ist. Ein solches Material wird insbesondere verwendet, weil die Elastizität in dem Fall von Wert ist, wenn die Brille gestoßen und das Nasenteil verbogen wird. Eine Dehnung, die 5% nicht übersteigt, wird keine dauerhafte Verformung produzieren, aber wenn durch eine Dehnung von weniger als ungefähr 10% eine dauerhafte Verformung induziert wird (eine sehr große Dehnung in solch einer Umgebung), kann die Verformung durch Erfitzung des Bauteils zurückgeführt werden.
• Wieder bezugnehmend auf Fig.13 werden Bügel 1308 über Scharniere 1309 und 1310 an den Gläsern 1303 und 1305 befestigt, und zwar durch Bauteile 1311 und 1312, die bis auf die Scharnierteile halbwegs identisch zu den Bauteilen 1301 und 1302 sind. Das Verfahren zur Verbindung an den Gläsern ist ebenfalls identisch. die verschiedenen Bauteile 1301, 1302, 1311 und 1312 sind in den Zeichnungen zum Zweck der Klarheit der Darstellung stark vergrößert, aber in Wirklichkeit sehen sie eine halbwegs fassungslose Brille vor, die eine stabile Konstruktion hat und sogar mit der Fähigkeit versehen ist, defekte Teile leicht zu ersetzen.
• Fig.15 zeigt ein Brillengestell 900, welches formspeichernde Fassungen 902 und 904 aufweist, die sich bei Erhitzung auf eine Erholungstemperatur radial nach innen zusammenziehen. Da sich die Fassungen 902 und 904 im Radius über die Erholung verkleinern, werden die eingefügten Gläser 906 und 906 durch die Fassungen 902 und 904 festgehalten und weiterhin sind Bügel 910 und 912 drehbar befestigt. Vorsprünge 914, 916 und 918, 920 treten in Vertiefungen oder Löcher der jeweiligen Bügel 910 und 912 ein.
• Weiterhin wird bei Betrachtung der Fig.15 erwähnt, daß die Bügel und 912 rostfreien Stahl (SST=stainless steel) oder ein anderes Metall umfassen, wenn sie wie dargestellt über eine Scharnierverbindung an den Fassungen 902 und 904 befestigt sind. Alternativ kann die Verbindung einen dünnen Abschnitt mit Nitinol umfassen, welches gute Flexibilität und Ermüdungseigenschaften aufweist. Das heißt, anstelle eines vielteiligen Scharniers kann eine drehbare Verbindung durch eine faltbare Strecke aus Nitinol erreicht werden, das, wie in Fig. 17 dargestellt, jeweils zwischen jeder Fassung 902 oder 904 und den Bügeln 910 und 912 angeordnet ist.
• In Fig.16 wird eine Nasenstütze 700 gezeigt, die über eine Verlängerung 704 der Fassung 702 an der Fassung 702 befestigt ist. Jede Nasenstütze 700 kann über ein formspeicherndes Befestigungselement 706 fest an einer Verlängerung 706 befestigt werden. Das Befestigungselement 7d6 ist aus der Speicheranordnung, wie sie in Fig.15 gezeigt ist, verformbar, um sich genügend öffnen zu können, damit die Verlängerung eingefügt oder entfernt werden kann. Wenn erholt wird, umgibt das Befestigungselement 706 die Verlängerung 704 und hält sie fest. Das Material für diese Stützen ist vom Typ der Kurve F und gestattet sowohl eine Biegung in einem begrenzten Bereich als auch Formspeicherung.
• Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 17 der Zeichnungen ist ein Scharnier für die Bügel-Gestell-Verbindung dargestellt. In dieser Ausführung hat sowohl das Ende 1400 des Bügels 1401 als auch eine Verlängerung 1402 des Gestells jeweils tiefe Aussparungen 1404 und 1405. Ein Streifen aus Nitinol oder dgl. Material, welcher derart behandelt wurde, daß er Eigenschaften gemäß Kurve F aus Fig.4 aufweist, wird in die Aussparungen 1404 und 1405 eingeführt und ausgedehnt, um die Seiten der Aussparungen fest zu verbinden. In dieser Anordnung darf die Dehnung 10% nicht übersteigen, so daß dem Streifen keine dauerhafte Verformung verliehen wird. Solange dieser Faktor beachtet wird wird die Elastizität von 6% bis 8% verwendet, um eine Spannung gegen die Seite des Kopfes des Trägers aufrecht zu erhalten. Wenn die Streifen zwischen 8% und 10% gedehnt werden, kann die Originalform durch Erhitzung zurückerhalten werden. Um die Möglichkeit von übermäßiger Dehnung zu reduzieren, sollte der Streifen um einen Winkel von 45º geneigt sein, so daß die Abweichung von dem Neigungswinkel in jeder Richtung minimal ist.
• Die Streifen könnten ebenso an dem Gestell und an den Bügeln angenietet sein. Die Bügel können ebenso vorteilhafterweise Nitinol oder dgl. Material, welches mit einem weichen Kunststoff bedeckt ist, verwenden. Es wird ein Material vom Kombinationstyp verwendet und der umhüllende Kunststoff muß ein Hochtemperatur- Kunststoff sein, um der Formspeicherungs-Erholungstemperatur widerstehen zu können.
• Bezugnehmend auf Fig.18 besteht der Bügel 1700 aus einem U- förmigen Bauteil 1701 aus Nitinol oder dgl. Material, das mit einem Kunststoffeinsatz 1702 gefüllt ist, welcher in Kontakt mit dem Kopf des Trägers steht. Zur Erzielung einer besonderen Festigkeit könnte das Nitinol-Bauteil ein I-Träger sein oder könnte eine äußere dekorative Leiste haben, so wie die die durch eine gestrichelte Linie dargestellte Leiste 1703.
• Wenn eine solche Anordnung verwendet wird, könnte der Kanal eliminiert und der gesamte Bügel mit Kunststoff bedeckt werden. Weiterhin könnte der Kanal 1701 rückwärtige Schenkel haben, welche über einen SST-Einsatz abschließen, um ein elastisches Bauteil mit Formspeicherung zu bilden.

Claims (10)

1. Drillengestell, bei dem ein Teil oder Teilbereiche aus aus einer verfestigten und wärmebehandelten formspeichernden Nickel-Titan-Legierung, vorzugsweise mit einem Titangehalt von 49,9 bis 51,5 Atomgewichtsprozent und einer Übergangstemperatur von etwa 50ºC, hergestellt sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Teil oder die Teilbereiche in einem verfestigten und wärmebehandelten Zustand sind, erhältlich durch

- Spannung einer formspeichernden martensitischen Nickel-Titan-Legierung auf eine Dehnung von mehr als zur Verleihung einer bleibenden Verformung nach dem Losen der Spannung, und

- Erwärmung der verfestigten Legierung über ihre Übergangstemperatur, um etwa 4 % der Dehnung auf 6 % Dehnung zurückzugewinnen,

wobei in diesem Zustand der Teil oder die Teilbereiche sowohl Elastizität als auch Wärme zurückgewinnbare Formspeicherung aufweisen.

2. Brillengestell nach Anspruch 1 worin die aus der formspeichernden Legierung hergestellten Teilbereiche ein Paar Brillenbügel umassen.

3. Brillengestell nach Anspruch 1, worin der aus der formspeichernden Legierung hergestellte Teilbereich einen Nasensteg umfaßt.

4. Brillengestell nach Anspruch 1, bei dem das Gestell ein Paar Brillenglasfassungen und ein Paar Nasenpuffer enthält, und bei dem die aus der formspeichernden Legierung hergestellten Teilbereiche Verbindungen zwischen den Brillenglasfassungen und den Nasenpuffern umfassen.

5. Brillengestell nach Anspruch 1, welches ein oder mehrere Gestellkomponenten umfaßt, die einen im allgemeinen U- oder C-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei die aus der formspeichernden Legierung hergestellte Gestellkomponente oder die Gestellkomponenten eine Umwandlungstemperatur haben, überhalb welcher die Legierung von einem Zustand in einen anderen Zustand umwandelt, um die Dimension der U- oder C-förmigen Öffnung innerhalb des Querschnitts zu verändern, so daß sie einen anderen darin eingesteckten Teil greift oder freigibt.

6. Brillengestell nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell ein Paar Fassungen und ein Paar Brillenbügel umfaßt, und daß die Gestellkomponenten jeweils die Verbindung zwischen einem jeweiligen Bügel und einer jeweiligen Fassung besorgen.

7. Brillengestell nach Anspruch 6, worin jede Verbindung zwischen einem Brillenbügel und einer Fassung ein U-förmiges Teilstück aus formspeichernder Legierung in einem ihrer Zustände umfaßt, wobei die Form fähig ist deformiert zu werden, um die U-Form zu öffnen, wenn die Legierung in dem anderen Zustand ist.

8. Brillengestell nach Anspruch 5, worin die Gestellkomponenten ein Paar Fassungen umfassen, wobei jede einen imallgerneinen C-förmigen Querschnitt hat, wenn die formspeichernde Legierung in einem ihrer Zustände ist, wobei die C-Form fähig ist, deformiert zu werden, um die C-Form zu öffnen, wenn die Legierung in ihrem anderen Zustand ist.

9. Brillengestell nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Fassungen eine äußere Schicht und eine innere Schicht umfaßt, daß die innere Schicht konzentrisch innerhalb der äußeren Schicht angeordnet ist, daß eine der Schichten aus der formspeichernden Legierung und die andere Schicht aus einem Material hergestellt ist, welches fähig ist, eine Formänderungs-Widerstands-Kraft gegenüber der Schicht aus formspeichernder Legierung auszuüben, und daß die Schicht aus formspeichernder Legierung fähig ist, die Kraft zu überwinden, wenn die Schicht aus formspeichernder Legierung ihren Zustand Verändert.

10. Brillengestell nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung in bezug auf einen in die U- oder C-förmige Öffnung eingefügten Teil eine Einspannkraft aufrechterhält, wenn die Legierung in ihren niedrigeren Temperaturzustand zurückkehrt.