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Die
vorliegende Erfindung hat ein tragbares elektronisches Gerät des Typs
zur Aufgabe, der eine Basis und eine Klappe aufweist. Diese Geräte sind zum
Beispiel Laptops, persönliche
Assistenten zum Speichern, gewöhnlich
PDA genannt, Mobiltelefone oder alle anderen Arten von Geräten. Die
von der Erfindung betroffenen Geräte sind Geräte, die eine Basis aufweisen,
die im Allgemeinen mit einer Tastatur versehen ist, und eine Klappe,
die im Allgemeinen mit einem Display versehen ist, das es insbesondere
erlaubt, das Ergebnis der auf der Tastatur eingegebenen Befehle
anzuzeigen. Die Begriffe Basis und Klappe können jedoch umgekehrt werden,
wobei sich die Tastatur auf der Klappe und das Display auf der Basis
befindet. Ebenso könnte
es in Betracht gezogen werden, eine Tastatur oder ein Display auf
der Rückseite
der Basis oder der Klappe anzubringen, während das tragbare elektronische
geschlossene Gerät
es normalerweise erlaubt, durch äußere Schalen
die Tastatur und das Display, die derart einander gegenüber gestellt
werden, zu schützen.
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Das
von dieser Art von tragbarem elektronischem Gerät aufgeworfene Problem liegt
im Wesentlichen in der Ausführung
des Öffnungs-
und Schließscharniers.
Man kennt daher Geräte,
bei welchen das Scharnier, das es erlaubt, das Gerät zu schließen, im Wesentlichen
kreisförmige
Lager aufweist, die an der Basis und an der Klappe befestigt sind,
und durch welche eine einzige Rotationswelle eingeführt ist. Dieser
Ausführungstyp
ist einfach und weist zahlreiche Nachteile auf. Wenn sich das Gerät einerseits
in offener oder geschlossener Stellung befindet, ist das Scharnier
immer sichtbar. Es stellt daher einen Vorsprung dar, der als unansehnlich
betrachtet werden kann, ja sogar eine empfindliche Stelle des Geräts bilden
kann. Wenn das Gerät
nämlich
geschlossen ist, steht das Scharnier in Bezug auf die untere Kante des
Geräts
vor, wenn dieses Letztere auf diese Kante gestellt wird, ruht es
allein auf dem Scharnier und nicht auf der gesamten Kante. Wenn
das Scharnier umgekehrt nach innen versetzt ist, so dass die Kante des
Geräts
relativ flach ist, wird Letztere vorstehend, wenn das Gerät offen
ist.
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Im
Bereich der Mobiltelefone ist dieser Typ von Scharnier außerdem mit
einer Einschränkung des Öffnens des
Geräts
verbunden, so dass die Klappe in Bezug auf die Basis in der offenen
Stellung einen Winkel in der Größenordnung
von 160° aufweist. Das
Scharnier ist daher mit Vorrichtungen zum Einschränken des Öffnens versehen.
Diese Vorrichtungen zum Einschränken
sind empfindlich. Insbesondere, wenn das Mobiltelefon in offener
Stellung zwischen zwei Ebenen komprimiert wird, tendiert es, seinen
Winkel bis zu 180° zu öffnen. Es
ist derzeit nicht möglich,
Werkstoffe vorzusehen, die einer angemessenen Kraft widerstehen,
wenn auch ungeschickt, die angelegt wird, um ein Mobiltelefon über seinen
vorgesehenen Öffnungswinkel
hinaus zu öffnen, über die
Streckgrenze der verwendeten Werkstoffe hinaus.
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In
praktischer Hinsicht ist vorgesehen, dass das Scharnier Reibungsvorrichtungen
aufweist, die es erlauben, stabile Öffnungspositionen bei 90°, bei 110° usw. je
nach Wunsch des Benutzers zu finden, damit diese tragbaren Geräte in offener
Stellung mit einer geeigneten Ausrichtung des Displays in Bezug auf
einen Benutzer bleiben. Diese Reibungsvorrichtungen weisen jedoch
den Nachteil auf, dass es nicht möglich ist, ein automatisches Öffnen des
Geräts vorzusehen:
es besteht ein Widerspruch in den angestrebten Zielsetzungen.
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Ferner
weisen die Scharniere des einachsigen Typs zahlreiche Schwierigkeiten
für das
Durchgehen elektrischer Leiter auf, die die Signale der Basis zu
der Klappe leiten und umgekehrt. Bei einem Beispiel weiß man, dass
durch dieses Scharnier etwa 120 Anschlüsse laufen müssen. Das
Problem wird komplizierter, wenn man weiß, dass diese Anschlüsse wiederholten
mechanischen Torsionen unterworfen werden müssen, die den Öffnungs-
und dem Schließbewegungen
des Geräts
entsprechen.
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Verschiedene
Mechanismen werden mit diesem Ziel ausgedacht. Ein erster Mechanismus
besteht darin, die verschiedenen Orientierungen, welchen die Leiter
unterworfen werden, in Bajonetten durchzuführen. Im Augenblick der Öffnungs-
und Schließoperationen
ergibt sich daraus eine Torsion des Querteils dieser Anschlüsse, die
das Bajonett bilden. Eine solche Lösung kann jedoch nur in Betracht gezogen
werden, wenn der Durchmesser des Scharniers groß ist. Diese Lösung widersetzt
sich daher den oben erwähnten
Bemühungen
um Versenken. Bei einer anderen Lösung werden die Anschlüsse von
einem biegsamen Leiterbündel
getragen, auch Flex genannt, das eine Helix bildet, von der mindestens
eine Wicklung um das Scharnier gewickelt ist. Die verschiedenen
Rotationen sind daher der Sitz von Biegungen dieses biegsamen Leiterbündels: die Zuverlässigkeit
ist gut, der Platzbedarf ist jedoch ebenfalls groß.
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Ferner
kennt man andere Anlenkmodi. Bei diesen weist das Scharnier zwei
Rotationsachsen auf, die zueinander und zu der Ebene der Klappe
und der Basis parallel sind. Dieser letztere Scharniertyp löst zum Teil
bestimmte der oben erwähnten
Probleme. Er erlaubt es jedoch nicht, einen besonderen Öffnungszustand
der Klappe in Bezug auf die Basis einem bestimmten Verwendungsmodus
entsprechen zu lassen. Eine Positionierung auf dem Öffnungswinkel
kann daher nicht in Betracht gezogen werden, denn zwei Achsen tragen
zu diesem Öffnen
bei. In der Praxis könnte
dies anlässlich
des Gebrauchs eines Mobiltelefons zu der Notwendigkeit führen, wenn das
Gerät offen
ist, zusätzlich
auf eine Taste zu drücken,
um abzuheben, wenn das Mobiltelefon aufgrund eines eingehenden Anrufs
zu klingeln begonnen hat.
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Ein
anderes Problem, das von diesem Typ von Scharnier aufgeworfen wird,
liegt ferner in der einander gegenüber liegenden Form der Kanten
der Schalen der Basis und der Klappe. Um nämlich das Öffnen zu erlauben, müssen diese
Kanten gemäß einem
Kreisbogen abgerundet sein, der es den zwei Schalen erlaubt, sich
zu öffnen,
ohne gegeneinander zu forcieren. Eine solche Situation weist daher
den Nachteil auf, dass diese Abrundungen Aufnahmen bilden, die Staub
aufnehmen, der in das Gelenk eindringen kann, so dass es vorzeitig
abgenutzt wird.
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Ferner
kennt man das Dokument US-A-5 363 089 und das Dokument US-B1-6 532
147, wobei Letzteres am 24. September 1999 hinterlegt und am 11.
März 2003
veröffentlich
wurde.
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Erfindungsgemäß wurden
alle diese Probleme gelöst,
indem ein Scharnier ausgewählt
wurde, zum Beispiel des Doppelachsentyps, das ein erstes und ein
zweites Merkmal aufweist und vorzugsweise gleichzeitig beide Merkmale.
Gemäß einem
ersten Merkmal besitzt das Scharnier des Doppelachsentyps eine gemeinsame
Ebene für
seine zwei Achsen. Diese Ebene ist dabei in dem Scharnier so ausgerichtet,
dass die Senkrechte zu dieser Ebene immer eine Winkelhalbierende
des Öffnungswinkels
zwischen der Basis und der Klappe bildet. Derart ist es möglich, eine
perfekte Positionierung zu erzielen: das Scharnier kann für einen
gleichen Öffnungszustand
keine beliebigen Positionen einnehmen, sondern nur eine einzige:
die, bei der seine Senkrechte eine Winkelhalbierende bildet. Unter
diesen Umständen
ist es möglich,
auf diesem Scharnier verschiedene Vorrichtungen einzurichten, insbesondere
Kontakte, um die Öffnungsposition
zu kennzeichnen und um einen besonderen Gebrauch des Mobiltelefons
entsprechend zu steuern.
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Um
Reibungen zu vermeiden, sieht man als anderes Merkmal vor, dass
die zwei Schalen beim Öffnen
voneinander zusätzlich
zu der Rotationsbewegung, die sie zueinander erfahren, leicht beabstandet
sind. Das Scharnier weist dazu einen exzentrischen Mechanismus auf,
der diesen Versatz erlaubt. Bei einer Perfektionierung ist dieser
Versatz für eine Öffnung von
90° maximal
und wird für
ein Schließen
gleich Null oder für
ein Öffnen
zu 180°.
Das Durchführen
dieses Versatzes erlaubt es insbesondere, wenn das Gerät geschlossen
ist, vorzusehen, dass die Schalen gut gegeneinander liegen.
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Die
Durchführung
des Scharniers ist dabei ausreichend voluminös, während es in den Körper des
Geräts
eingefügt
ist, um es zu erlauben, dort wichtige Zubehörteile unterzubringen. Einerseits kann
man dort einen Lautsprecher anbringen. Dieser verfügt daher
vorzugsweise über
zwei Ausgänge:
einen Ausgang zum Inneren des Geräts in geschlossener Stellung
und einen Ausgang nach außen.
Letzterer dient insbesondere dazu, den Ton von Klingelzeichen im
Augenblick eingehender Anrufe auszustrahlen. Ferner kann es das
Scharnier erlauben, eine Kamera aufzunehmen, die selbst ausrichtbar
ist, und deren Gebrauch als Fotografiegerät oder als Videotelefonie mit
einer besonderen und positionierten Öffnung des Geräts kombiniert
werden kann. Die Doppelachsenlösung
weist ferner eine Möglichkeit
des Durchgehens größerer Anschlüsse auf.
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Die
Erfindung zielt daher auf ein tragbares elektronisches Gerät ab, das
eine Basis aufweist, die von einer Klappe abgedeckt ist, und ein
Gelenk, um die Klappe mit einer Rotationsbewegung in Bezug zu der
Basis zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk mindestens
einen exzentrischen Mechanismus aufweist, um einen Abstand zwischen zwei
Drehbolzen anzupassen, die die Basis und die Klappe im Augenblick
der Drehung halten.
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Die
Erfindung wird besser bei der Lektüre der folgenden Beschreibung
und bei der Untersuchung der sie begleitenden Figuren verstanden.
Letztere werden nur beispielhaft und ohne Einschränkung der Erfindung
präsentiert.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Mobiltelefon beschrieben
wird, sind die anderen Geräte,
die über
eine Basis und über
eine Klappe wie oben erwähnt
verfügen,
ebenfalls betroffen. Die Figuren zeigen:
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1a bis 1e:
perspektivische Darstellungen eines erfindungsgemäßen tragbaren
Geräts in
verschiedenen Öffnungs-
oder Schließzuständen,
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2a und 2b: eine
detaillierte perspektivische Darstellung des Aufbaus des bevorzugten
erfindungsgemäßen Scharniers,
das es erlaubt, alle oben erwähnten
Funktionsweisen zu erzielen,
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3 ein
Detail des Scharniers der 2a und 2b,
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4a bis 4c:
eine Entwicklung des Zustands des bevorzugten erfindungsgemäßen Scharniers
von dem Öffnen
bis zum Schließen
des tragbaren elektronischen Geräts,
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5a bis 5d:
eine weitere Darstellung der räumlichen
Position des erfindungsgemäßen Scharniers,
vom Schließen
bis zum Öffnen,
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6a und 6b:
zwei Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen Scharniers
mit je nach den Positionen sichtbarer oder unsichtbarer Kamera,
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7a bis 7c:
eine Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Scharniers.
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Die 1a bis 1e zeigen
verschiedene Zustände
vom Schließen
bis zum Öffnen
eines erfindungsgemäßen tragbaren
elektronischen Geräts.
Ein solches Gerät 1 umfasst
eine Basis 2 und eine Klappe 3. Die Klappe 3 kann
sich in Bezug auf die Basis 2 gemäß einer Rotationsbewegung 4 bewegen,
die durch ein Gelenk 5 erlaubt wird. Das Gelenk 5 weist ein
Scharnier auf, von dem sich eine Höhe 6 in geschlossener
Stellung des Geräts
in die Richtung der Summe der Dicken 7 und 8 der
Basis 2 und der Klappe 3 erstreckt. Wie es die 1d und 1e klar zeigen,
weist das Scharnier 5 einen Mechanismus auf, damit eine
Senkrechte 9 zu einer Ebene, die die Höhe 6 enthält, die
Winkelhalbierende des Winkels bildet, der sich aus der Öffnung der
Klappe 3 in Bezug auf die Basis 2 ergibt. Zum
Beispiel bildet die Basis 2 im Vergleich zur Senkrechten 9 einen
Winkel 10 gleich dem Winkel 11, der von der Klappe 9 in
Bezug auf diese gleiche Senkrechte 9 gebildet wird.
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Durch
diese Vorgehensweise ist man sicher, dass das Scharnier 5 für einen
gegebenen Öffnungszustand
des Geräts
eine einzige Position belegt. Es wird daher in dem Mechanismus des
Scharniers 5 möglich,
die Position in Öffnung
der Klappe 3 in Bezug auf die Basis 2 so zu positionieren,
dass eine Kennzeichnung einer bevorzugten Verwendung erfasst wird.
Zum Beispiel, 1e, könnte man mit einem Öffnungswinkel
in der Größenordnung
von 110° zwischen
der Basis und der Klappe annehmen, dass das Gerät 1, das ein Mobiltelefon
ist, auf einen Schreibtisch gestellt wird, und dass ein freihändiges Hören bewirkt
wird. In 1d hingegen, kann die größere Öffnung einem
diskreten Hören
entsprechen, wobei der Benutzer des Mobiltelefons allein den abgegebenen
Ton hört.
Ebenso kann bei 1c, bei der das Telefon flach
offen ist, der Gebrauch der einer Videokonferenz mit einer Kamera 12 sein,
die zu einem Benutzer gedreht ist, der das Display 13 betrachtet,
das von der Klappe 3 getragen wird, während er gleichzeitig auf die
Tasten einer Tastatur 14, die von der Basis 2 getragen
wird, drücken
könnte.
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Entgegengesetzt, 1b,
kann die Kamera 12 gemäß einer
Richtung 15 ausgerichtet werden, die aus dem Rücken des
Scharniers in umgekehrte Richtung zu einer Richtung 16 herauskommt,
ausgehend von welcher man auf das Display 13 sehen kann.
Bei diesem Gebrauch kann man eine Darstellung eines Bilds korrigieren,
die fotografiert und eventuell übertragen
werden könnte.
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Die
Einsätze
der 1a bis 1e können natürlich auf
die anderen oben genannten Geräte übertragen
werden. Insbesondere kann man für
einen Laptop vorsehen, dass die Neigung zu einer mehr oder minder
starken Ausstrahlung des Tons durch Lautsprecher dieses Laptops
bewirkt. Ferner erlauben es Ausführungsvarianten
des Scharniers, die in den 6a und 6b gezeigt
sind, den Gebrauch einer Kamera oder eines Lautsprechers von verschiedenen Öffnungszuständen abhängig zu
machen.
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Wie
in 1a und 1c gezeigt,
sieht man, dass die Kanten 16 der Schalen 2 und 3 an
der Stelle, an welcher Letztere sich im Augenblick des Öffnens gegenüber befinden,
sehr fein sein können und
insbesondere das Einführen
von Staub verhindern können.
Wie man weiter unten sieht, können
die Rotationsachse des Scharniers 6 oder eher der Achsen
nicht in der Ebene der Außenseite
dieses Scharniers liegen. Sie müssen
sich leicht im Inneren der Schalen 2 und 3 befinden.
Bei der Erfindung wurde das Problem des Forcierens der Kanten gelöst, das sich
aus dieser Anordnung ergäbe,
indem vorgesehen wird, dass das Scharnier mindestens auf einer der
Achsen einen exzentrischen Mechanismus aufweist, um einen Abstand 17 (1a)
zwischen der Basis und der Klappe 3 im Augenblick der Drehung anzupassen.
Dieser Abstand 17 ist insbesondere gleich Null, wenn das
Gerät geschlossen
ist, 1a, oder wenn es komplett offen ist, 1b und 1c. In
diesen beiden letzten Fällen
wird der Abstand durch den Höhenunterschied
oder Bündigkeitsunterschied
der zwei inneren Ebenen der Schalen 2 und 3 gemessen.
Danach sieht man, dass dieser Abstand allmählich zunimmt, insbesondere,
um einen maximalen Wert zu erreichen, vorzugsweise, wenn das Öffnen der
Klappe 3 auf der Basis 2 in der Größenordnung
von 90° liegt.
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2a und 2b erlauben
es, den Aufbau eines Beispiels des Scharniers 5 zu verstehen,
das vorzugsweise bei der Erfindung ausgeführt wird. Dieser Aufbau umfasst
ein Modul 18, 2a, das in
den Ebenen senkrecht zu der Höhe 6 mit
zwei Seitenflächen,
jeweils 19 und 20, versehen ist. Aus diesen zwei
Seitenflächen 19 und 20 treten
jedes Mal zwei Rotationswellenenden jeweils 21 und 22 auf
der Seite 19 hervor. Obwohl es möglich ist, nur auf einer der Seiten über Wellenenden
zu verfügen,
zum Beispiel auf der Seite 19, vorzugsweise für ein gutes
mechanisches Gleichgewicht, stehen Wellenenden erfindungsgemäß aus der
Seite 20 heraus. Die Wellenenden 21 und 22 sind
vorgesehen, um sich jeweils in Pratzen 23 und 24 einzufügen, die
in der seitlichen Verlängerung
der Schalen 2 und 3, 1d befestigt sind.
Die Wellenenden 21 und 22 drehen in dem Scharnier 5,
während
sie fest mit den Pratzen 23 und 24 und daher mit
den Schalen 2 und 3 verbunden sind. Das Umgekehrte
ist auch möglich.
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Man
bemerkt dazu einen ersten nicht vernachlässigbaren Vorteil der Erfindung.
Das Modul 18, das das Scharnier 5 bildet, kann
von den Schalen 2 und 3, in welchen die verschiedenen
Schaltungen installiert sind, getrennt hergestellt werden. Das Anbringen
des Moduls 18 zwischen den Schalen 2 und 3 ermöglicht danach
das einfache Herstellen aller mechanischen und elektrischen Verbindungen,
die erforderlich sind, wie weiter unten besprochen. Die elektrischen
Anschlüsse
können
(nicht dargestellt) durch das Innere der Wellenenden durchgehen.
Diese sind daher hohl. Als Variante belegt ein biegsames Bündel von
Anschlüssen
mit orthogonaler Ausrichtung zu den Wellenenden den Zwischenraum
zwischen diesen beiden Wellenenden.
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2b und 3 zeigen,
dass das Modul 18 vorzugsweise auf jeder Seite in der Nähe der Seiten 19 und 20 eine
Führungsplatte 25,
die an dem Modul 18 befestigt ist, aufweist. Die Führungsplatte 25 ist
zum Beispiel in eine genaue Aussparung dieses Moduls 18 eingelassen.
Die Führungsplatte 25 weist
vorzugsweise zwei Sätze
von Löchern
auf, die jeweils zwei längliche
Löcher
aufweisen. Ein erster Satz 26 weist zum Beispiel die länglichen
Löcher 27 und 28 auf.
Die Löcher 27 und 28 sind
in der Dicke der Platte 25 ausgebildet. Bei der angegebenen
Darstellung ist das Loch 27 durchgehend, während das Loch 28 ein
Loch in Form eines nicht durchgehenden Hohlraums ist. Sie könnten trotzdem
beide durchgehend sein. Es ist jedoch erforderlich, dass mindestens
eines der Löcher
durchgehend ist, um die Wellenenden 21 und 22 austreten
zu lassen und eventuell durch sie die Verbindungen. Die längliche
Dimension 29 des ersten Lochs 27 des Satzes 26 ist
zu der länglichen
Dimension 30 des Lochs 28 senkrecht.
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Eine
Lasche 31, die die Aufgabe des Exzenters übernimmt,
ist mit zwei Drehbolzen, jeweils 32 und 33 versehen.
Die Drehbolzen 32 und 33 erstrecken sich senkrecht
zur Ebene der Lasche 31, welche selbst parallel zu der
Ebene der Führungsplatte 25 ist.
Der Drehbolzen 32 geht durch ein erstes längliches
Loch 34 des Satzes 35 durch. Der Drehbolzen 33 fügt sich
in ein zweites längliches
Loch 36 dieses zweiten Satzes 35. Da die Lasche 31 ein
starres Objekt ist, gleitet der Drehbolzen 32, wenn der
Drehbolzen 33 in dem länglichen
Loch 36 gleitet, in dem länglichen Loch 34 und
umgekehrt. Dadurch erfahren die Lasche 31 und die Drehbolzen 32 und 33 eine
Drehung.
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Über eine
Schraube 37, die symbolisch in 3 dargestellt
ist, ist die Basis 2 an dem Wellenende 22 angehängt. Der
Drehbolzen 32 (der ebenfalls hohl ist) ist fest mit dem
Wellenende 22 verbunden, das auf der anderen Seite der
Führungsplatte 25 mündet. Da
die Lasche 31 um sich selbst gemäß einer Bewegung 38 dreht,
stellt man fest, dass die Basis 2 in Bezug auf die Klappe 3 gemäß einer
Rotationsbewegung drehen kann. Eine zusätzliche Lasche, die in den
ersten Satz länglicher
Löcher
eingeführt
ist, würde
gemäß einer
Bewegung 39 drehen. Da der Drehbolzen 32 in dem
Loch 34 gleitet (und gleichfalls für einen in das Loch 27 eingeführten Drehbolzen),
beabstanden sich ferner die zwei Drehbolzen voneinander. Dieser
Abstand bewirkt wie oben präsentiert
den Abstand der Basis 2 von der Klappe 3.
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Obwohl
bei einer bevorzugten Version mit Beibehalten der Symmetrie die
Platte 25 zwei Sätze 25 und 35 länglicher
Löcher
aufweist, könnte
man es in Betracht ziehen, zum Herstellen des Abstands nur einen
einzigen exzentrischen Mechanismus anzubringen.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 2b, die in
Perspektive gezeigt ist, sieht man, dass der Drehbolzen 32,
der mit dem Wellenende 22 verbunden ist, an einem dem Wellenende 22 entgegengesetzten Ende
an einem Drehbolzen 40 befestigt werden kann, der in dem
länglichen
Loch 27 zirkuliert. Er kann daran über eine Rückholfeder 41 befestigt
werden. Das gilt auch für
den Drehbolzen 33, der in dem länglichen Loch 36 zirkuliert,
der über
eine Rückholfeder 43 mit
einem Drehbolzen 42 verbunden werden kann, der in dem länglichen
Loch 28 zirkuliert. 2b zeigt,
dass die Rückholfedern 41 und 43 nicht in
einer gleichen Ebene in Bezug auf die Führungsplatte 25 liegen,
so dass, je nach Position der verschiedenen Laschen in Rotation,
die Rückholfedern eine über die
andere laufen und Positionen nebeneinander auf jeder Seite einnehmen
können.
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Um
zusätzlich
zum Abstand eine Positionierung sicherzustellen, werden die zwei
Drehbolzen 33 und 42 gemäß einem oben präsentierten
Symmetriemerkmal von einem gemeinsamen kleinen Pleuel 44 angetrieben.
Das kleine Pleuel 44 zirkuliert zum Beispiel durch Gleiten
in Rillen 45 in der Führungsplatte 25.
Die Rillen 45 sind parallel zu den länglichen Löchern 28 und 36.
Wenn mit anderen Worten der Drehbolzen 33 eine gegebene
Position in einem länglichen
Loch 36 belegt, nimmt der andere Drehbolzen 42 aufgrund
der Gegenwart des kleinen Pleuels 44 eine entsprechende Position
in dem anderen länglichen
Loch 28 ein. Dadurch erzielt man als Ergebnis, 1e,
dass die Senkrechte 9 in der Höhe 6 des Scharniers 5 immer
als Winkelhalbierende ausgerichtet ist.
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Die
Gegenwart der Rückholfedern 43 und 41 ist
nicht unerlässlich.
Insbesondere für
das totale Öffnen
oder Schließen
erlauben sie es jedoch, stabile Positionen zu finden. Man stellt
in der Tat fest, 4a, dass, wenn das Gerät komplett
offen ist, die Drehbolzen 32 und 40 einander nahe
liegen. Ebenso sind die Drehbolzen 32 und 40, 4c,
wenn das Gerät
geschlossen ist, einander nahe. Die Rückholfedern 41 und 43 gewährleisten
daher diese Stabilität,
indem sie diese Annäherungen
begünstigen.
In 4b sind die Drehbolzen 32 und 40 hingegen
voneinander entfernt, und die Rückholfedern 41 und 43 sind
für eine
Position in Zwischenöffnung
gespannt, die zum Beispiel der 1e entspricht.
In diesen Fällen
arbeiten die Rückholfedern 41 und 43 vorzugsweise
unter Zug. Es könnte
in Betracht gezogen werden, sie durch Zusammendrücken arbeiten zu lassen. Auf
diese Art erzielt man daher zwei stabile Zustände: einen in Schließen und
einen in Öffnen
aufgrund der Rückholfedern.
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In 5a bis 5d sieht
man ebenso, was bei den relativen Positionen der Rückholfedern 41 und 43 passiert,
je nachdem, ob das Gerät
von einer geschlossenen Stellung, 5a, zu
einer offnen Stellung, 5d, übergeht.
Eine pseudostabile Stellung ergibt sich durch Reibung in der Stellung
der 5b, wenn die vier Drehbolzen in einer gleichen Ebene
miteinander ausgerichtet sind. Diese Stellung entspricht einer Öffnung zu
90° der
Klappe 3 in Bezug auf die Basis 2 (und zu den
durch Reibung stabilen Stellungen des Stands der Technik).
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Bei
der Erfindung wollte man ferner eine andere stabile Position schaffen, 5c,
die zum Beispiel einer Öffnung
zu 150° mit
einer Neigung des Scharniers 5 in Bezug auf die Basis 2 von
etwa 15° entspricht.
Man schafft daher eine stabile Zwischenstellung zwischen der pseudostabilen
Stellung der 5b und der extrem stabilen Stellung
der 5d, in welcher das Gerät komplett offen ist, um zum
Beispiel flach aufgelegt zu werden. Um dieses Ergebnis zu erzielen,
sieht man bei einem Beispiel vor, in dem länglichen Loch 28 und
vorzugsweise auch in dem länglichen
Loch 36 eine Kerbe 46 auszuführen. Die Kerbe 46 wird
in einer Seitenwand des länglichen Lochs 28 hergestellt.
Normalerweise ist das längliche Loch 28 vorgesehen,
um den Schwenkbolzen 42 mit gerade genug Spiel aufzunehmen,
um ein leichtes Gleiten zu erlauben. Mit diesem Ziel besitzt das
kleine Pleuel 44 normalerweise ein Loch, um diesen Drehbolzen 42 mit
nur einem Haltespiel durchzulassen. Dieses Loch ist ein rundes Loch.
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Erfindungsgemäß sieht
man ferner vor, dass die Löcher
in dem kleinen Pleuel 44, die die Drehbolzen 33 oder 42 durchlassen,
selbst länglich
sind, in die Richtung des kleinen Pleuels, und ein leichtes Ausschlagen
dieser Bolzen 33 und 42 in eine Richtung erlauben,
die zu der Richtung 30 des länglichen Lochs 28 senkrecht
steht.
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Wenn
der Drehbolzen 42 dabei zur Lotrechten der Kerbe 46 kommt,
kann er von der Rückholfeder 43 angezogen
werden und in die Kerbe 46 fallen. Das längliche
Loch des kleinen Pleuels 44 erlaubt diese Bewegung. Sobald
der Drehbolzen 42 in dieses Loch gefallen ist, verhindert
er die Zirkulation des kleinen Pleuels 44 und bewirkt eine
stabile Position des Scharniers in Öffnung. Diese stabile Position
ist anders als die extreme Position der 5d, die
erreicht wird, wenn der Drehbolzen 42 am Ende des länglichen
Lochs 28 ankommt. Man kann eventuell mehrere dieser Kerben 46 in
dem länglichen
Loch 28 durchführen,
die ebenso vielen stabilen Positionen wie gewünscht entsprechen. Natürlich können die gleichen
Vorrichtungen in dem länglichen
Loch 36 ausgeführt
werden. Die anderen bewirkten stabilen Öffnungen besitzen vorzugsweise
stumpfe Öffnungswinkel,
die anders sind als 180°.
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Als
Variante können
diese Kerben an Stelle oder als Ergänzung in den seitlichen Teilen
der länglichen
Löcher 27 oder 34 hergestellt
werden. Es ist auch möglich,
längliche
Löcher
vorzusehen, die gleichzeitig in den zwei länglichen Löchern eines gleichen Satzes
so hergestellt werden, dass sie das Halten in Position perfektionieren.
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Vorzugsweise
haben die Kerben, wie zum Beispiel 46, keine senkrechten
seitlichen Ränder, sondern
schräge
seitliche Ränder,
so dass das Gerät 1 durch
Forcieren auf die Basis 2 und die Klappe 3 gezwungen
wird, sich weiter zu öffnen
oder im Gegenteil zum Schließen
zurückzukehren.
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Um
eine Gebrauchspositionierung zu erlauben, sind die Gründe der
Kerben 46 vorzugsweise metallisiert und mit leitenden Pisten
verbunden. Die Drehbolzen 33 und 42 werden selbst
auf ein Potential gebracht, zum Beispiel, indem die gesamte Lasche 31 einem
Potential unterworfen wird. In diesem Fall löst der Drehbolzen 22,
wenn er in die Kerbe 46 fällt, das Auftreten eines elektrischen
Signals aus, das auf dem Anschluss der Kerbe 46 verfügbar ist.
Dieses Signal kann verwendet werden, um den Gebrauch des Mobiltelefons
zu parametrieren: feihändig,
diskreter Gebrauch, Videotelefoniegebrauch, Fotografiegebrauch usw.
Natürlich
können
die Enden der länglichen
Löcher 28 und
oder 27 oder andere mit diesem gleichen Metallisierungstyp
versehen sein, der es erlaubt, die Stellung in Öffnung des Geräts zu kennzeichnen,
um diesen Verwendungstyp zu bedingen. Bei einer solchen Lösung besteht
die Platte 25 aus einem isolierenden Werkstoff, während die
Drehbolzen und die Lasche aus Metall sind.
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2b zeigt,
dass eine Kamera in das Modul 18 montiert ist, zwischen
den Ausrichtungen der Drehbolzen, die auf den Führungsplatten liegen, zu beiden
Seiten des Moduls 18. Die Kamera kann um sich selbst drehen
und nacheinander die Richtungen 12 und 15 (1c, 1b)
einnehmen. Der Gebrauch der Kamera kann durch eine Positionierungsvorrichtung,
die auf ihrer Achse getragen wird, gekennzeichnet sein.
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6a und 6b zeigen
in zentralem Schnitt verschiedene Arten zur Herstellung des Moduls 18.
In diesen Figuren besitzt das Modul 18, in dem symbolisch
die länglichen
Löcher
und die Drehbolzen gezeigt sind, eine Höhe 6, die kleiner
ist als die Summe der Dicken 47 und 48 der Basis 2 und
der Klappe 3. In 6a wird
das Gerät
in geschlossener Stellung gezeigt. In 6b wird
es in offener Stellung bei 180° gezeigt.
In den zwei Fällen
ist die Ausführung
des Scharniers so, dass es immer mit der Fluchtung der Ebenen oder
der Kanten der Basis 2 und der Klappe 3 bündig ist.
In diesen Figuren stellt man jedoch fest, dass die Pratzen (nicht
sichtbar) 23 und 24 untereinander von Wänden 49 und 50 verbunden werden.
Die Wände 49 und 50 können das
Scharnier 5 abdecken kommen, wenn das Gerät komplett
offen ist, 6b. Die Wände 49 und 50 erstrecken
sich auf das Scharnier 5 in der Verlängerung der Seitenteile der
Schalen 2 und 3.
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Gemäß einer
gestrichelt gezeigten Variante, die ferner den Zeichnungen der 1a bis 1e entspricht,
ist die Höhe 6 des
Scharniers 5 gleich der Summe der Höhen 47 und 48.
Es gibt keine Wand 49 und 50 mehr.
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Das
Scharnier 5 weist ferner eine Dicke 51 auf, die
kleiner ist als die Dicke 47 oder 48 der Basis 2 oder
der Klappe 3 in einem Fall (in vollen Strichen), oder die
in dem anderen Fall (gestrichelt) gleich diesen Dicken ist. Vorzugsweise
liegen die Stärken 47 und 48 in
der gleichen Größenordnung
oder sind sogar identisch.
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Bei
einem Beispiel, bei dem das elektronische Gerät 1 ein Mobiltelefon
ist, weist die Klappe 3 zusätzlich zu dem Display 52 eine
elektronische Einheit 54 auf, die Datenspeicherschaltungen
aufweist, sowie eine eingebaute Antenne 55. Die Antenne
oder die anderen Schaltungen 54 könnten anderenfalls in die Basis 2 eingebaut
sein. Eine eingebaute Antenne 55 weist die Besonderheit
auf, dass sie dick ist. Während
eine solche Dicke etwas der Idee der Konzeption einer Klappe 3 entgegengesetzt
wäre, passt
sie gut zu der Lösung
der Erfindung, bei der man beschließt, eine dicke Klappe herzustellen
und einen Raum zu verwenden, der in der Klappe 3 verbleibt, um
die Datenspeicherschaltungen einzurichten. Diese Daten sind insbesondere
Musikstücke,
die im Format MP3 aufgezeichnet sind.
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Das
Scharnier kann neben der Tatsache, dass es eine Kamera enthält, einen
Lautsprecher enthalten. Die Gegenwart des Lautsprechers, der daher
in der Mitte zwischen der Tastatur und dem Display liegt, stört bei einem
Mobiltelefon aufgrund der bekannten Benutzungsmodi nicht. Diese Anordnung wird
hingegen bei der Erfindung besonders genutzt, bei der man, wenn
das Mobiltelefon geschlossen ist, Position der 6a,
das Scharnier 5 verwendet, um den Sound durch eine Öffnung 56 austreten
zu lassen, die eine sehr gute Ausstrahlung des Klingeltons bei einem
eingehenden Anruf erlaubt. Ohne die Gegenwart der Öffnung 56 könnte es
erforderlich sein, eine Öffnung
zwischen der Basis 2 und der Klappe 3 einzurichten,
wenn sie geschlossen sind, damit sich der Sound, der von einem internen
Lautsprecher erzeugt wird, nach außen ausbreiten kann. Gemäß der in 6b gezeigten
Variante ist die Öffnung 56 abgedeckt,
wenn das Mobiltelefon komplett offen ist.
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Man
kann mit der Variante der 6a eine Kamera
und die Öffnung
gemäß 1d verwenden, um
mit dem Positionieren den Gebrauch des Mobiltelefons als Fotoapparat
auszulösen.
Für eine
große aber
nicht komplette Öffnung
des Geräts
bleiben die Enden 57 und 58 der Schalen 2 und 3 nämlich ausreichend
voneinander beabstandet, damit die Kamera ein nützliches Blickfeld erfassen
kann.
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Um
ein automatisches Öffnen
vorzuschlagen, ist es erfindungsgemäß möglich, das Öffnen des Geräts 1 zu
motorisieren. Wie symbolisch in 3 dargestellt,
kann zu diesem Zweck ein Elektromotor 57 eine Mutter 58 antreiben,
die auf eine Schnecke 59 aufgezogen ist. Die Drehung des
Motors 57, die von einer Öffnungssteuertaste ausgelöst werden kann,
bewirkt das Längsbewegen
der Schnecke 59 in Bezug auf die Mutter 58. Die
Schnecke ist ferner an dem kleinen Pleuel 44 befestigt.
welches sie in eine Richtung oder eine andere antreibt. Zum manuellen Öffnen kann
man vorsehen, dass die Gewinde der Mutter 58 elastisch
sind und ein Abheben der Gewinde der Schnecke 59 erlauben.
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Die
Einheit Motor 57, Mutter 58 und Schnecke 59 kann
miniaturisiert werden. Bedarfsweise können zwei synchron gesteuerte
Motoren das kleine Pleuel 44 ersetzen, und, wenn es sich
um Schrittmotoren handelt, können
sie die gleichen Dienste leisten wie die Kerben 46. Es
reicht in diesem Fall, die Schritte zu zählen, die für das Öffnen oder das Schließen durchgeführt werden,
um einen Gebrauch zu positionieren.
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Als
Varianten zeigen die 7a bis 7c eine
andere Ausführungsform
der Führungsplatte 25, des
kleinen Pleuels 44, der länglichen Löcher 27 und 28.
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Was
die Führungsplatte 25 betrifft,
wurde ihr, statt sie flach auszuformen, eine global hohle Form verliehen,
um die Laschen 31 in Aufnahmen aufzunehmen, um die Bewegung
einzuschränken.
Beim vollen Öffnen
zeigt es sich nämlich,
dass die Grenzen der Bewegungen von den Drehbolzen, wie zum Beispiel 33 oder 42,
gegeben werden, die in den länglichen
Löchern 28 zirkulieren,
durch Anschlagen an die Enden dieser länglichen Löcher 28. Da diese Drehbolzen 33 oder 42 einen
kleinen Durchmesser haben, konnte man ihren Mangel an Festigkeit
befürchten.
Es wurden daher in Überhöhung in
Bezug auf die Ebene der Führungsplatte 25 kleine
Wände 60 ausgebildet,
die die Bewegung der Laschen 31 einschränken. Die kleinen Wände 60 erheben
sich auf den Rändern
der Führungsplatte 25 gegenüber einer
Stelle, an der die länglichen
Löcher
eines gleichen Satzes aufeinander treffen. Die Höhe ist in der gleichen Größenordnung
wie die Dicke der Laschen 31. Die Laschen 31 besitzen
daher entsprechend eine gleichschenkelige Dreieckform, und die Bolzen 40 oder 32 befinden
sich in der Mitte der diesen Gipfeln entgegengesetzten Basen. Bei
der Bewegung der Laschen 31 kommen die benachbarten Seiten dieser
gleichschenkeligen Dreiecke zum Aufliegen gegen die kleinen Wände 60,
die ihre Bewegung blockieren. Zu beiden Seiten erzielt man daher
ein viel festeres Blockieren zusätzlich
oder an Stelle der Blockierung, die von den Drehbolzen 33 und 42 geleistet wird.
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Das
kleine Pleuel 44 wird vorzugsweise auf der Führungsplatte 25 von
der Gegenwart einer Kappe 61 gehalten, die in 7a perspektivisch
transparent gezeigt ist. Diese Kappe 61 besitzt ebenfalls
eine Einheit von Rillen oder Riffelungen 62 und 63,
die mit entsprechenden Riffelungen oder Rillen des kleinen Pleuels 44 zusammenarbeiten.
Diese Kappe trägt zur
Starrheit des kleinen Pleuels 44 bei. Die Kappe nimmt den
Platz der Feder 42 ein, die daher weggelassen wird, wobei
ihre Aufgabe von einer flachen Schlangenfeder 41 übernommen
wird. Die Kappe 61 besitzt Öffnungen 64 und 65 zu
beiden Seiten in Dreieckform, um die Bolzen 40 und 32 durchzulassen. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind diese Öffnungen
in Dreieckform erforderlich, weil die Rotationsmitte der Wellenenden 21 und 22 zu
der Rotationsmitte der Drehbolzen 40 und 32 nicht
koaxial ist. In diesem bevorzugten Fall ergibt sich daraus im Augenblick
des Öffnens
ein leichtes Versetzen des Moduls 18 entlang der Winkelhalbierenden 9.
Bei dieser Variante spielen die Öffnungen 64 und 65 mit
der Feder 41 die Rolle von Führungen der länglichen
Löcher 27 und 28 an
Stelle dieser länglichen
Löcher 27 und 28.
Diese Öffnungen 64 und 65 bilden
daher auch längliche
Löcher,
auch wenn die Breite an einem Ende dieser länglichen Löcher 64 und 65 größer ist
als an dem anderen Ende. In diesem Fall muss man die erfindungsgemäße Führungsplatte
als eigentlich aus der Platte 25 und der Haube 61 gebildet verstehen.
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Zum
Herstellen einer stabilen Zwischenstellung besitzt die Kerbe 46 auf
einer Seite eine Abschrägung,
die von der Kontinuität
des Rands des länglichen
Lochs 28 (7b) stammt. Auf der anderen
Seite hat die Kerbe 46 an ihrem Rand eine Überdicke 66,
die eine größere Blockierung
bildet. Diese größere Blockierung 66 ist
organisiert, um sich der natürlichen
Bewegung der Bolzen 40 und 32 unter der Einwirkung
der Rückholfeder 41 zu
widersetzen.
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Um
die Rückholwirkung
zu den stabilen Positionen, die von der Rückholfeder 41 geleistet
wird, zu betonen, wird vorgesehen, dass das längliche Loch 28 nicht
gerade sondern eher in Kreisbogenform ist. Der Krümmungsradius
dieses Kreisbogens eines länglichen
Lochs eines Satzes länglicher
Löcher
ist zu dem anderen Satz länglicher
Löcher
ausgerichtet. Einerseits trägt
diese Anordnung dazu bei, den Abstand der zwei Schalen im Augenblick
des Öffnens
des Geräts
zu erhöhen.
Andererseits trägt sie
dazu bei, die Zugkraft in Zwischenstellung zu steigern, die von
der Rückholfeder 41 geleistet
wird. Daher können
die zwei Schalen ihre Gleichgewichtsposition schneller wieder erreichen.
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Als
Perfektionierung sieht man an Stelle der Aufhängungen der Federn 41 und
oder 43 auf den Drehbolzenpaaren 32 und 40 und
oder 33 und 42 vor, die Drehbolzen 32, 33, 40 und 42 mit
einem Ring zu versehen, typisch aus Bronze oder aus PVC. Der Ring
dient daher als Mittler zwischen dem gebogenen Ende der Federn 41 oder 43 und
der äußeren Fläche des
Drehbolzens. Erfahrungsgemäß erlaubt dieser
Ring eine Anzahl von Beanspruchungen größer als 150.000.