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Die Erfindung betrifft ein elastisches
Scharnier für
ein Brillengestell und insbesondere ein Scharnier, das zwei Elemente,
nämlich
ein feststehendes und ein bewegliches, aufweist, die mit einem Rahmen
beziehungsweise mit einem Bügel
des Gestells verbunden sind.
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Die beiden Elemente sind in Bezug
aufeinander um eine Rotationsachse über einen Schwenkkopf eines
der Elemente, der in einen Schwenkkopf des anderen Elementes eingefügt ist,
und über
ein Verbindungsteil in Bezug aufeinander beweglich, das im Inneren
der beiden Elemente angeordnet ist und die Schwenkköpfe fluchtend
quert.
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Ein derartiges Scharnier ist insbesondere aus
der am 20. Mai 1994 veröffentlichten
Patentanmeldung FR 2 698 121 bekannt. Die Schwenkköpfe weisen
eine kugelförmige
Gestalt auf und schwenken um eine durch das Zentrum der beiden Kugeln
durchlaufende immaterielle Achse.
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Die beiden Scharnierelemente sind
von einem inneren Kanal durchbrochen, um den fluchtenden Durchlauf
eines dünnen
Stranges zu gestatten, der mit einem Ende in jedem Kanal verankert
ist. Die durch das feststehende Element auf das bewegliche Element
ausgeübte
Zugkraft ist in dem Fall proportional zu der Verformung des dünnen Stranges,
in dem dieser elastischer Natur ist. Wenn der dünne Strang nicht verlängerbar
ist, ist die Zugkraft proportional zu der Verformung einer Feder,
die zwischen dem beweglichen Element und dem Verankerungspunkt des dünnen Stranges
angeordnet ist.
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Wenn der Bügel des Gestells in geöffneter Normalstellung
ist, erstreckt sich der dünne
Strang parallel zu der Richtung der axialen Ausrichtung der beiden
Elemente unter Verlagerung in Bezug auf die Rotationsachse einer äußeren Seite
des Gestells. Unter außen
versteht man den Bereich, der in der geöffneten Normalstellung nicht
zwischen dem Rahmen und den beiden Bügeln eingeschlossen ist. Im
Gegensatz hierzu bildet der zwischen dem Rahmen und den Bügeln eingeschlossene
Bereich das Innere des Gestells.
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Beim Schließen des Gestells verlagert
sich der dünne
Strang in Bezug auf die Rotationsachse zunehmend von einer Seite
zu der anderen. Die Zugkraft erzeugt ein Rückstellkraftmoment, das sich
aufhebt, wenn die mittlere Faser des dünnen Stranges rechtwinklig
zu der Rotationsachse ist. Daraus ergibt sich ein bistabiler Effekt,
der dem Scharnier eine jeweils stabile geschlossene und geöffnete Normalstellung
verleiht.
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Man stellt jedoch fest, dass in der
geöffneten Normalstellung,
in der der dünne
Strang gradlinig ist, der Zugkraft nichts entgegenwirkt. Bei Versetzen nach
außen
in Bezug auf die Rotationsachse übt
der dünne
Strang auf das bewegliche Element ein Kraftmoment aus, das zu einem
Schwenken des Bügels
in eine erweiterte geöffnete
Stellung führt.
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Anders ausgedrückt führt bei dem bekannten Scharnier
der bistabile Effekt, wenn er in eine stabile geschlossene Stellung
geführt
hat, im Gegensatz hierzu nicht zu einer stabilen Position in geöffneter Normalstellung,
sondern in eine stabile überweite Stellung.
Es versteht sich, dass eine derartige Situation nicht zum Tragekomfort
des Gestells beiträgt
und die Stabilität
beim Tragen des Gestells verringert.
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Ein anderes derartiges Scharnier
ist aus der internationalen Offenlegungsschrift WO-A-92/15916 bekannt.
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Eines der Ziele der Erfindung ist
es, einen Typ mit elastischen Scharnieren zu verbessern, der ein
Verbindungsteil verwendet, um zwischen ihnen die an der Fassung
und dem Bügel
angebrachten Elemente zu verbinden, um der geschlossenen Stellung
und der geöffneten
Normalstellung eine stabile und der erweiterten geöffneten
Stellung eine instabile Eigenschaft zu verleihen.
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Hierzu schafft die Erfindung ein
elastisches Scharnier für
ein Brillengestell gemäß dem Anspruch 1.
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Wenn der Bügel in geöffneter Normalstellung ist,
gestatten die beiden komplementären
Anschläge das
Neutralisieren des Kraftmoments, der zum Schwenken des Bügels nach
außen
in eine überweite
Stellung führt.
Anders ausgedrückt
ist die geöffnete
Normalstellung eine stabile Stellung.
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Die Anschläge sind durch komplementäre Formgebung
an einer Schwenkgrenzfläche
ausgebildet, um dem Bügel
das Schwenken von der geöffneten
Normalstellung in eine überweite
erweiterte geöffnete
Stellung nach außen
zu gestatten. Bei der überweiten Öffnung entfernen
sich die Schwenkköpfe voneinander,
und die männlichen
und weiblichen Scharnierteile verringern ihre Kontaktoberfläche.
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Die Anschläge sind an der Mündung des
Kanals der äußeren Seite
des Gestells ausgebildet, damit das die Schwenkköpfe fluchtend querende Verbindungsteil
in Bezug auf die zweite Rotationsachse nach innen verlagert verbleibt.
Auf diese Weise erzeugt die Zugkraft des Verbindungsteils ein Rückstellkraftmoment
des Bügels,
das sich dem überweiten
Schwenken des Bügels
entgegensetzt. Dieses Rückstellkraftmoment
kommt nur dann ins Gleichgewicht, wenn die Schwenkköpfe erneut
ineinander eingefügt
sind und wenn die männlichen
Scharnierteile mit einer die beiden weiblichen Scharnierteile verbindenden Führungsfläche in Kontakt
sind, nämlich
in der geöffneten
Normalstellung. Anders ausgedrückt ist
die überweite
Stellung instabil.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus dem Studium eines durch die Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels.
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1 ist
ein Längsschnitt
eines Bügels
eines Brillengestells, der mit einem Scharnier gemäß der Erfindung
gelenkig an einer Rahmennase angebracht ist.
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2a zeigt
in der Ebene des Längsschnitts von 1 ein mit dem Rahmen verbundenes
Scharnierelement.
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2b ist
eine Draufsicht auf 2a.
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3a zeigt
in der Ebene des Längsschnitts von 1 ein mit einem Bügel verbundenes
Scharnierelement.
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3b ist
eine Draufsicht auf 3a.
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4a ist
eine Ansicht im Längsschnitt
des Scharniers gemäß 1 mit dem Bügel in geöffneter Normalstellung,
das heißt
im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Rahmen des Gestells.
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4b ist
ein Längsschnitt
des Scharniers gemäß 1 mit dem Bügel in geschlossener
Stellung, das heißt
im Wesentlichen parallel zu dem Rahmen.
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4c ist
eine Ansicht im Längsschnitt
des Scharniers gemäß 1 mit dem Bügel in der
erweiterten Öffnungsstellung,
das heißt
im Wesentlichen von dem Rahmen wegweisend in Richtung der Außenseite
des Gestells.
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5 ist
ein Kraftdiagramm in Abhängigkeit der
Winkelstellung des Bügels
gegenüber
dem Rahmen mit Vergleich eines herkömmlichen Scharniers mit einem
Scharnier gemäß der Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung
ist ein jeweils gleiches Element in den verschiedenen Figuren mit
dem gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das elastische Scharnier gemäß der Erfindung
ist bei jedem Brillengestell einsetzbar, das in an sich bekannter
Weise zwei Gläser,
die über
ein Brückenteil
miteinander verbunden sind, um einen im Wesentlichen ebenen Rahmen
zu bilden, und zwei seitliche Bügel
aufweist, die über
ein Scharnier jeweils gelenkig an dem Rahmen angebracht sind. In 1 ist ein Bügel 3 des
Gestells dargestellt, der über
ein Scharnier 10 gelenkig an einer Rahmennase 1 angebracht
ist. Die Nase ist praktisch rechtwinklig umgebogen, so dass sie
eine Längsrichtung
L aufweist, die im Wesentlichen rechtwinklig zu dem nicht dargestellten
Rahmen ausgerichtet ist.
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Die Nase 1 ist in der Längsrichtung
L von einem Blindloch durchbrochen, um dort ein mit dem Rahmen verbundenes,
feststehendes Scharnierelement 5 aufzunehmen. Entsprechend
ist der Bügel 3 in
einer im Wesentlichen parallel zu dem Bügel verlaufenden Richtung von
einem Blindloch durchbrochen, um dort ein mit dem Bügel verbundenes
bewegliches Scharnierelement 7 aufzunehmen. Die beiden
Scharnierelemente besitzen jeweils einen Schwenkkopf 5A, 7A,
der über
einen Zwischenkörper 5I, 7I und
einen zylindrischen Körper 5B, 7B vorsteht.
Der letztgenannte erstreckt sich in einer axialen Richtung A1, A2.
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Der zylindrische Körper 5B des
feststehenden Scharnierelementes 5 fügt sich in das Blindloch der
Rahmennase 1 ein, bis er mit dieser an einem Versatz 5C in
Anschlag kommt. Entsprechend fügt sich
der zylindrische Körper 7B des
beweglichen Scharnierelementes 7 in das Blindloch des Bügels 3 ein,
bis es mit diesem an einem Versatz 7C in Anschlag kommt.
Dementsprechend bilden die Köpfe 5A und 7A Vorsprünge in Bezug
auf die Blindlöcher der
Rahmennase 1 und des Bügels 3,
in die die Scharnierelemente eingefügt sind.
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Der Schwenkkopf des 7A des
beweglichen Scharnierelementes 7 weist gemäß 3a-3b zwei zylindrische und identische
männliche
Scharnierteile 7E auf, die sich parallel und in symmetrischer
Art und Weise in Bezug auf die axiale Richtung A2 des Scharnierelementes
erstrecken. Die beiden Scharnierteile 7E beschreiben über einen
Winkelabschnitt α von
etwa 230 Grad einen Zylinderaufriss, dessen Achse eine Rotationsachse R2 des
Scharnierelementes 7 bildet.
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Der Schwenkkopf 5A des feststehenden Scharnierelementes 5 verfügt gemäß 2a–2b über zwei
identische Scharnierteile 5E, die sich parallel und in
symmetrischer Art und Weise in der axialen Richtung A1 des Scharnierelementes
erstrecken. Die beiden weiblichen Scharnierteile sind über eine Führungsfläche S miteinander
verbunden, die den Boden eines zu der dem Zwischenkörper 5I gegenüberliegenden
Seite offenen Hohlraumes bildet. Die Führungsfläche S bildet über einen
Winkelabschnitt β von
etwa 150 Grad die Seitenwand eines Zylinderaufrisses, dessen Achse
die Schwenkachse R1 des Scharnierelementes 5 bildet.
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Die beiden Scharnierelemente 5 und 7 sind jeweils
von einem inneren Kanal 5D, 7D durchbrochen, der
sich in der axialen Richtung A1, A2 des zylindrischen Körpers 5B, 7B erstreckt
und in den Köpfen 5A, 7A der
Scharnierelemente mündet.
Die inneren Kanäle
sind dazu bestimmt, ein die Scharnierelemente und die männlichen
und weiblichen Scharnierteile fluchtend queren des Verbindungsteil
aufzunehmen, um sie schwenkbar miteinander zu verbinden.
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Die Führungsfläche S ist gemäß 2a in Bezug auf den Kanal 5D außermittig
nach der Innenseite des Gestells versetzt. Anders ausgedrückt ist die
Rotationsachse R1 in Bezug auf die axiale Richtung A1 des
Kanals 5D nach innen verlagert. Entsprechend sind gemäß 3a die männlichen Scharnierteile 7E in
Bezug auf den Kanal 7D außermittig auf die Innenseite
des Gestells versetzt. Anders ausgedrückt ist die Rotationsachse R2 in
Bezug auf die axiale Richtung A2 des Kanals 7D nach
innen verlagert. Wie bereits voranstehend erwähnt, fällt die Rotationsachse R2 mit
der Schwenkachse des Bügels
zwischen der geschlossenen Stellung und der geöffneten Normalstellung zusammen.
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Wie in 4a auf
der Seite des mit dem Rahmen verbundenen Scharnierelements 5 dargestellt,
ist das Verbindungsstück 9 in
eine zylindrische Buchse 11 eingefügt, die einen Durchmesser aufweist,
der im Wesentlichen dem des zylindrischen Körpers 5B entspricht
und gegen den sie zum Anschlag kommt. Auf der Seite des beweglichen
Scharnierteils 7 ist das Verbindungsteil 9 in
eine zylindrische Buchse 13 eingefügt, die einen Durchmesser aufweist,
der im Wesentlichen dem des zylindrischen Körpers 7B entspricht.
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In der Ausführungsform, die zum Erläutern der
Erfindung gewählt
worden ist, ist das Verbindungsstück 9 biegsam und nicht
verlängerbar,
das heißt,
es kann gebogen werden, ohne sich merklich in Bezug auf seine Ruhelänge in gerader
Ausrichtung zu verlängern.
In diesem Fall ist das Verbindungsstück 9 in das Innere
einer Spiralfeder 15 eingeführt, bevor sie in die zylindrische
Buchse 13 auf der Seite des mit dem Bügel verbundenen Scharnierelementes eingefügt wird.
Die Länge
des Verbindungsstücks zwischen
den beiden Buchsen 11 und 13 ist zum Span nen und
Zusammendrücken
der Spiralfeder 15 eingerichtet. Durch diese Einrichtung
liegt die Feder einerseits an dem zylindrischen Körper 7B und
andererseits an der zylindrischen Buchse 13 an.
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Gemäß einer anderen, in den Figuren
nicht dargestellten Ausführung
der Erfindung ist das Verbindungsstück von elastischer Natur, das
heißt,
es verlängert
sich auf proportionale Art und Weise auf eine zwischen seinen Enden
ausgeübte
Zugkraft. In diesem Fall kommt die zylindrische Buchse 13 auf der
Seite des beweglichen Scharnierteils unmittelbar mit dem zylindrischen
Teil 7B in Anschlag, wobei das Verbindungsteil zwischen
den beiden Buchsen in Bezug auf seine Ruhelänge verlängert ist. Es ist daher vorgesehen,
eine Feder mit einem von Natur aus elastischen Verbindungsteil zu
montieren.
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Bei dem Zusammenbau der beiden Scharnierteile
mit Hilfe des Verbindungsstückes
fügt sich der
Kopf 7A des bügelseitigen
Scharnierteils in den Kopf 5A des rahmenseitigen Scharnierteils
ein. Zur gleichen Zeit kommen die männlichen Scharnierteile 7E unter
Einfügen
zwischen die weiblichen Scharnierteile 5E mit der Führungsfläche S des
Kopfes 5A in Kontakt. Um das Einfügen zu gestatten, ist der Abstand
der beiden weiblichen Scharnierteile 5E geringfügig größer als
der Abstand der beiden männlichen
Scharnierteile 7E. Der Radius der Führungsfläche S ist der gleiche wie der
Radius der beiden zylindrischen Scharnierteile 7E, so dass
die Rotationsachsen R1 und R2 der weiblichen und
männlichen Scharnierteile
zusammenfallen. Die Führungsfläche S gestattet
somit dem beweglichen Scharnierteil 7, gegenüber dem
feststehenden Scharnierteil 5 um eine Rotationsachse R zu
schwenken, die gleichermaßen
der Rotationsachse R1 oder der Rotationsachse R2 entspricht.
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Bei dem Zusammenbau des Gestells
gemäß 1 bringt man zunächst die
beiden Scharnierelemente 5 und 7 durch Einfügen des
Verbindungsteils 9 und durch dessen Verpressen in die Buchsen 11 und 13 zusammen,
nachdem in dem Fall eines nicht verlängerbaren Verbindungsstücks das
Verbindungsstück
in die Spiralfeder 15 eingeführt worden ist. Die beiden
zusammengefügten
Elemente liegen dann in der in der 4a dargestellten
Anordnung vor. Anschließend
fügt man
die Gesamtheit von Scharnierelement 5 und zylindrischer
Buchse 11 in das Blindloch der Rahmennase 1 ein,
und dann fügt
man die Gesamtheit von Scharnierelement 7, Spiralfeder 15 und
zylindrischer Buchse 13 in das Blindloch des Bügels 3 ein.
Die Scharnierelemente werden mit der Nase und dem Bügel beispielsweise
durch Verkleben oder durch kraftbeaufschlagende Verbindungstechnicken
miteinander verbunden.
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4a zeigt
eine geöffnete
Normalstellung des Bügels
in Bezug auf den Rahmen des Gestells. In dieser Stellung sind die
Scharnierelemente 5 und 7 ausgerichtet, das heißt, die
axialen Richtungen A1 und A2 fallen in einer einzigen
axialen Richtung A miteinander zusammen. Der Verbindungsteil 9 ist
gerade und parallel zu der axialen Richtung A.
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4b zeigt
eine geschlossene Stellung des Bügels
in Bezug auf den Rahmen des Gestells. In dieser Stellung sind die
beiden Scharnierelemente in einem rechten Winkel zueinander angeordnet,
das heißt,
dass ihre axialen Richtungen A1 und A2 im Wesentlichen rechtwinklig
zueinander sind. Das Verbindungsteil 9 ist in dem Einfügebereich
der Schwenkköpfe 5A und 7A gekrümmt, um
der Richtungsänderung
der axialen Richtungen A1 und A2 zu folgen.
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Um den Bügel des Gestells zu öffnen oder
zu schließen,
schwenkt das an dem Bügel
angebrachte bewegliche Scharnierelement in Bezug auf das an dem
Rahmen angebrachte feststehende Scharnierelement um die Rotationsachse R.
Aus Konventionsgründen
bezeichnet man als das Innere des Ge stells den zwischen dem Rahmen
und den beiden Bügeln angeordneten
Bereich. Auf diese Weise entspricht dem Schließen eine Rotation des Bügels zum
Inneren des Gestells und dem Öffnen
eine Rotation nach außen.
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Bei dem Schwenken des Bügels von
der geöffneten
Normalstellung gemäß 4a in die geschlossene Stellung
gemäß 4b verlagert sich das Verbindungsteil 9 in
Bezug auf die Rotationsachse R zur Außenseite des Gestells. Das
durch die Zugkraft hervorgerufene Rückstellkraftmoment gleicht
sich aus, da die mittlere Faser des Verbindungsteils rechtwinklig
zu der Rotationsachse ist. Daher rührt ein bistabiler Effekt,
der dazu neigt, den Bügel
in Abhängigkeit
davon, ob das Verbindungsteil in Bezug auf die Rotationsachse auf
der inneren oder äußeren Seite
ist, entweder in die geschlossene Stellung oder in die geöffnete Normalstellung
zurückzustellen.
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In der geöffneten Normalstellung gemäß 4a erstreckt sich die mittlere
Faser des Verbindungsteils 9 parallel zu der gemeinsamen
axialen Richtung A und ist in Bezug auf die Rotationsachse R zu
der Außenseite
des Gestells verlagert. Das Scharnierelement 5 übt damit über das
Verbindungsteil 9 eine Zugkraft auf das Scharnierelement 7 aus, was
ein Kraftmoment hervorruft, welches dazu neigt, den Bügel in eine überweite
Stellung nach außen
zu schwenken.
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Gemäß der Erfindung weist der weibliche Schwenkkopf 5A im
Mündungsbereich
des Kanales 5D einen Anschlag B1 auf, der durch
komplementäre Formgebung
mit einem Anschlag B2 im Mündungsbereich des Kanales 7D des
Schwenkkopfes 7A eine Schwenkgrenzfläche um die zweite Rotationsachse R' bildet. Die
Anschläge B1 und B2 sind
an der Außenseite
des Gestells ausgebildet.
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In der geöffneten Normalstellung des
Bügels gemäß 4a ist das Verbindungsteil 9 gerade
ausgerichtet und zwischen den beiden Rotationsachsen R und R' angeordnet.
Die beiden komplementären Anschläge B1 und B2 gestatten
es, das Kraftmoment zu neutralisieren, das dazu neigt, den Bügel nach
außen
in eine überweite
Stellung zu überführen. Anders ausgedrückt ist
die Normalstellung eine stabile Stellung.
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Der Anschlag B1 des Schwenkkopfes 5A beschreibt
gemäß 2a über einen Winkelbereich von
etwa 120 Grad einen Zylinderaufriss, dessen axiale Richtung eine
zweite Rotationsachse R'1 bildet, die
parallel zu der ersten Rotationsachse R1 ist. Die beiden
Rotationsachsen R1 und R'1 sind in einer Richtung L1 ausgerichtet,
die im Wesentlichen rechtwinklig zu der axialen Richtung A1 des
Scharnierelements 5 ist, und sie sind so voneinander beabstandet,
dass die die beiden weiblichen Scharnierteile 5E verbindende
Führungsfläche S tangierend
mit dem Anschlag B1 ist.
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Entsprechend beschreibt der Anschlag
B2 des Schwenkkopfes 7A gemäß 3a über
einen Winkelabschnitt γ von
etwa 120 Grad einen Zylinderaufriss, dessen axiale Richtung eine
zweite Rotationsachse R'2 bildet,
die parallel zu der ersten Rotationsachse R2 ist. Die beiden
Rotationsachsen R2 und R'2 sind in einer im Wesentlichen
rechtwinklig zu der axialen Richtung A2 des Scharnierelements 7 liegenden
Richtung L2 ausgerichtet und so voneinander beabstandet,
dass jedes der männlichen
Scharnierteile 7E tangential mit dem Anschlag B2 ist.
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Der Anschlag B1 ist in Bezug
auf den Kanal 5D des Scharnierelements 5 zur Außenseite
des Gestells versetzt. Anders ausgedrückt ist die zweite Rotationsachse R'1 in Bezug auf
die axiale Richtung A1 zu dem Äußeren des Gestells verlagert.
Entsprechend ist der Anschlag B2 in Bezug auf den Kanal 7D des
Scharnierelements 7 zu dem Äußeren des Gestells versetzt.
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Anders ausgedrückt ist die zweite Rotationsachse R'2 in Bezug auf
die axiale Richtung A2 zu dem Äußeren des Gestells verlagert.
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Bei dem Zusammenbau der beiden Scharnierteile
mit Hilfe des Verbindungsteils 9 kommen die Anschläge B1 und
B2 miteinander in Kontakt. Die Anschläge haben einen gleichen Krümmungsradius,
so dass die beiden Rotationsachsen R'1 und R'2 beim Zusammenbau der Schwenkköpfe mit
dem Verbindungsteil 9 zusammenfallen. Der Anschlag B1 gestattet
dem Scharnierelement 7, in Bezug auf das Scharnierelement 5 um
die zweite Rotationsachse R' zu
schwenken, die gleichermaßen
der Rotationsachse R'1 oder R'2 entspricht.
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Die Anschläge B1 und B2 sind
durch komplementäre
Formgebung an einer Schwenkgrenzfläche ausgebildet, um, wie in 4c dargestellt, dem Bügel ein
Schwenken von der stabilen geöffneten Normalstellung
in eine erweiterte geöffnete
Stellung nach außen
zu gestatten.
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Bei der überweiten Öffnung entfernen sich die Schwenkköpfe 5A, 7A voneinander
oder renken sich aus, und die männlichen
7E und weiblichen 5E Scharnierteile verringern ihre Kontaktoberfläche.
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Das Verbindungsteil 9 quert
fluchtend die Schwenkköpfe 5A und 7A und
liegt an dem Anschlag B1 an der Außenseite des Gestells an. Auf
diese Weise liegt es in Bezug auf die zweite, durch die Schwenkgrenzfläche der
Anschläge B1 und B2 gebildete
Rotationsachse R' nach
innen versetzt.
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Durch diese Anordnung erzeugt die
Zugkraft des Verbindungsteils ein Rückstellkraftmoment des Bügels, das
dem Schwenken des Bügels
in Bezug auf die zweite Rotationsachse R' entgegen gerichtet ist. Dieses
Rückstellkraftmoment
ist nur dann ausgegli chen, wenn die Schwenkköpfe wieder ineinander gefügt sind
und wenn die männlichen
Scharnierteile in Kontakt mit der die beiden weiblichen Scharnierteile
verbindenden Führungsfläche S sind,
das heißt
in der geöffneten
Normalstellung. Anders ausgedrückt heißt das,
dass die überweite
Stellung instabil ist.
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Es sei als Vorteil angemerkt, dass
die Feder 15 als Anschlag für die überweite Öffnung wirkt, wenn sie zu einem
Block komprimiert ist.
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Vorzugsweise mündet gemäß 3a der Kanal 7D über eine
Abrollfläche
V2 in den Schwenkkopf 7A, die in dem Zwischenkörper 7I ausgebildet und
zum Innern des Gestells gewandt ist, das heißt, dass sie einen Krümmungsvektor U2 aufweist,
der entsprechend der vorgenannten Konvention zum Innern des Gestells
gerichtet ist.
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Entsprechend mündet vorzugsweise gemäß 2a der Kanal 5D in
den Schwenkkopf 5A über eine
Abrollfläche V1,
die in dem Zwischenkörper 5I ausgebildet
und zum Inneren des Gestells gewandt ist, das heißt, dass
sie einen Krümmungsvektor U1 aufweist,
der entsprechend der vorgenannten Konvention zum Innern des Gestells
gerichtet ist.
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Durch diese Anordnungen verformt
sich das Verbindungsteil 9 unter Anliegen an den Abrollflächen V1, V2,
während
der Bügel
um die Rotationsachse R in seine geschlossene Stellung
schwenkt. Vorteilhafterweise ist die Krümmung der Abrollflächen V1 und V2 die
gleiche und ist beispielsweise kreisförmig, um das gebogene Anliegen
des Verbindungsteils fördernd
zu begleiten.
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Gemäß einer Ausführungsvariante
der Erfindung weisen die weiblichen Scharnierteile 5E eine
in Bezug auf die axiale Richtung A1 geringfügig, beispielsweise um 15 Grad
geneigte, innere Wand 5F auf. Die männlichen Scharnierteile 7E können sich demnach
entsprechend der Neigungsrichtung der weiblichen Scharnierteile 5E verschieben.
Daraus ergibt sich eine mögliche
Ausrenkbewegung des Bügels
in Bezug auf den Rahmen in einer zu der Schwenkebene rechtwinkligen
Ebene.
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In 5 zeigt
ein Schaubild einen Vergleich zwischen einem Scharnier gemäß der Erfindung
und einem herkömmlichen
elastischen Federscharnier, das ein mit einem Exzenter ausgebildetes
Scharnierelement verwendet und um eine Schwenkachse schwenkbar ist.
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In dem Diagramm ist in Ordinatenrichtung
in willkürlichen
linearen Einheiten das Kraftmomentmodul abgetragen, das ein Anwender
aufbringen muss, um den Bügel
in Bezug auf den Rahmen des Gestells zu schwenken. Dieses Kraftmoment
ist in beiden Fällen
bei dem gleichen Abstand der Rotationsachse des Scharnierteils gemessen.
In Abszissenrichtung ist der Rotationswinkel des Bügels in
Bezug auf den Rahmen abgetragen. Der Abszissenwert F entspricht der
geschlossenen Stellung des Bügels,
der Abszissenwert O der geöffneten
Normalstellung und der Abszissenwert T einer erweiterten Öffnung des
Bügels von
etwa 30 Grad in Bezug auf den Abszissenwert O. Die dem
Scharnier gemäß der Erfindung
entsprechenden Kurven sind in dicken Linien und die dem Vergleichsscharnier
entsprechenden Kurven in dünnen
Linien ausgeführt.
Die durchgehenden Linien stehen für ein Öffnen des Gestells und die
gestrichelten Linien für
ein Schließen.
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Die Kraftkurve 21 beim Öffnen des
Scharniers gemäß der Erfindung
zeigt, dass der Kraftaufwand beim Öffnen des Bügels geringer ist als der Kraftaufwand
beim Öffnen
des herkömmlichen Scharniers.
Daraus ergibt sich ein Gefühl
einer gewissen Leichtigkeit beim Öffnen der Bügel zum Vorteil des Scharniers
gemäß der Erfindung.
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Bei dem Schließen des Bügels gemäß Kurve 22 ist der
Kraftaufwand zum Schließen
sehr gering, was ein Gefühl
einer gewissen Leichtigkeit hervorruft, wobei ein einfacher Stoß ausreicht,
um das Gestell zu schließen.
Hingegen erfordert das Schließen des
herkömmlichen
Scharniers gemäß Kurve 32 einen
deutlich höheren
Kraftaufwand. Man stellt weiterhin fest, dass der Kompensationswinkel,
das heißt der
Winkel, bei dem sich das durch die Zugkraft hervorgerufene Rückstellkraftmoment
aufhebt, für
ein Scharnier gemäß der Erfindung
im Bereich von 60 Grad liegt, während
er für
ein exzenterartig ausgebildetes Scharnier bei 45 Grad liegt.
Da dieser Winkel dem Beginn eines selbsttätigen Schließens entspricht,
muss man den Bügel
des Scharniers gemäß der Erfindung
weniger weit führen,
um das Gestell zu schließen.
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In der erweiterten Öffnungsstellung
gemäß Kurve 23 steigt
der Kraftaufwand durch Schwelleneffekt schlagartig an, um einen
Plateaubereich zu erreichen. Daraus ergibt sich ein Gefühl einer
gewissen Geschmeidigkeit beim erweiterten Öffnen. Hingegen steigt der
Kraftaufwand beim erweiterten Öffnen
des herkömmlichen
Scharniers gemäß Kurve 33 schlagartig
an und erhöht
sich in linearer Art und Weise mit dem Schwenkwinkel, was ein Gefühl eines
konstant zunehmenden Widerstandes hervorruft.
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Die feststehenden und beweglichen
Elemente des Scharniers 5, 7 sind vorteilhafterweise
mit einem Spritzgießverfahren
mit Kunststoffmaterial oder einem Abformvertahren mit metallischem
Pulver hergestellt.
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Das elastische Scharnier gemäß der Erfindung
schafft gleichermaßen
eine jeweils stabile geschlossene und geöffnete Stellung und eine instabile überweite
Stellung. Die Schwenkköpfe
führen
diese drei Stellungen ohne Eingriff einer Gelenksschraube aus, was
die Gefahr eines Herausdrehens und eines Verlusts der Schraube beseitigt.
Das die beiden Schwenkköpfe
zusammen haltende Verbindungsteil ist in den Kanälen angeordnet, so dass es
von der Außenseite
des Gestells unsichtbar ist. Die Schwenkköpfe fügen sich in einem durchgängigen Profil
in der Längsrichtung
des Bügels
ein und schaffen ein ästhetisches
ganzheitliches Erscheinungsbild des Scharniers.