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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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[Erfindungsgebiet]
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Diese
Erfindung betrifft eine Scharniereinheit und insbesondere, aber
nicht nur, eine Scharniereinheit für einen tragbaren elektronischen
Apparat wie ein tragbares Telefon, einen tragbaren Computer oder
ein elektronisches Notebook, umfassend einen Hauptkörper und
ein Schwingelement, das typischerweise ein Mikrophon enthält und an
dem Hauptkörper mittels
Scharnieren solcherart befestigt ist, dass das Schwingelement auf
den Hauptkörper
geklappt werden kann zum komfortablen Lagern, wenn es nicht in Gebrauch
ist und von dem Hauptkörper
um einen gewünschten
Winkel geöffnet
werden kann und in der offenen Position zur Benutzung gehalten wird.
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[Stand der Technik]
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Die 12a und 12b der
begleitenden Zeichnungen stellen schematisch ein bekanntes tragbares
Telefon dar, umfassend einen Hauptkörper 1 und ein Schwingelement 2,
welche miteinander an einer Kante 1a des Hauptkörpers 1 und
der korrespondierenden Kante 2a des Schwingelements 2 mittels
der paarweisen Scharniere 3a, 3b einer Scharniereinheit
verbunden sind, welche die gegenüberliegenden
Enden 1e, 1b der Kante 1a mit den entsprechenden,
knöchelförmigen,
gegenüberliegenden
Enden 2b, 2b der Kante 2a entsprechend
verbinden.
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Bei
dieser Anordnung kann das Schwingelement 2 auf den Hauptkörper 1 geklappt
werden, wie mittels durchgezogener Linien in 12b angezeigt, zur
bequemen Lagerung und Transport und dann entlang der Phantomlinien
zu einer geöffneten
Position P geöffnet
werden, so dass der Benutzer in das Mikrophon sprechen kann, welches
in dem Schwingelement 2 angeordnet ist, während er oder
sie den Hauptkörper
mit einer einzelnen Hand hält
(europäische
Patentanmeldung Nr. 0 732 474).
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Die 8a bis 9c der
anhängenden Zeichnungen
stellen schematisch die paarweisen Scharniere 3a, 3b der
bekannten Scharniereinheit dar, welche in einem tragbaren Telefon
verwendet wird. 8a ist eine teilweise Draufsicht
und 8b ist eine teilweise Seitenansicht des tragbaren
Telefons.
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Jedes
der Scharniere 3a, 3b umfasst eine Feder 4 und
eine Nockenwelle 5, welche durch die Feder 4 eingefasst
ist. Wie aus den 9a und 9b ersichtlich,
ist die Nockenwelle 5 drehbar und unentfernbar angepasst über ein
zylindrisches Lagerrohr 5a, dessen Basisabschnitt 5a' fest an dem Hauptkörper 1 befestigt
ist. Die Nockenwelle 5 hat einen vorspringenden Abschnitt 5b,
der einen vergrößerten Querschnitt
aufweist und sieh axial und auswärts
von dem Lageranschluss 1c des Hauptkörpers 1 in der X-Richtung
erstreckt, welche parallel zu der Kante 1a des Hauptkörpers ist,
so dass er durch einen Lagerabschnitt 2c aufgenommen wird,
welcher in dem entsprechenden, knöchelförmigen Ende 2b des
Schwingelements 2 ausgebildet ist.
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Die
Nockenwelle hat auch einen Nockenabschnitt 5c. Die Feder 4,
welche über
das Lagerrohr 5a angepasst ist, ist fest in Bezug auf die
Kante 1a befestigt und hat ein Paar von federnden Spitzen 4a, 4a,
welche federnd gegen den Nockenabschnitt 5c anstoßen. Wie
ersichtlich aus den 9a-9d hat
der Nockenabschnitt 5c ein Paar von eng beabstandeten flachen
Oberflächen 5d, 5d zum
Bereitstellen eines stationären
Zustands und ein Paar von außen
gerundeten Oberflächen 5e, 5e zum
Bereitstellen eines leicht rotierbaren Zustands.
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Folglich
dreht sich der Nockenabschnitt 5c der Nockenwelle 5 von
jedem der Scharniere, wenn die paarweisen Scharniere 3a, 3b in
einer Weise angeordnet sind, wie zuvor beschrieben, wenn das Schwingelement 2 aus
der geschlossenen Position in 12b in
die offene Position gedreht wird, welche durch Phantomlinien angezeigt
ist, relativ zu der Feder 4, und die flachen Oberflächen 5d, 5d werden durch
die federnde Spritze 4a, 4a gefangen, um das Schwingelement 4 in
der offenen Position oder Betriebsposition P zu halten, so dass
der Benutzer das Telefon bedienen kann. Wenn das Schwingelement 2 zurück in die
geschlossene Position gedreht wird, welche mittels durchgezogener
Linien gezeigt ist, stoßen
die federnden Spitzen 4a, 4a an die entsprechenden
gerundeten Oberflächen 5e, 5e des
Nockenabschnitts 5c, um das Schwingelement 2 in
der offenen Position zu halten.
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Daher
ist das Telefon durch die Scharniere entweder in einem Betriebszustand
oder in einem Ruhezustand in einer Weise gehalten, wie zuvor beschrieben.
Jedoch erfordern die Scharniere der bekannten Scharniereinheit einen
Montagevorgang um den vorstehenden Abschnitt 5b des Hauptkörpers 1 in
Eingriff mit dem Lagerabschnitt 2c des Schwingelements 2 zu
bringen, wie gezeigt in 9b. Insbesondere
ist das Schwngelement 2 des Telefons aus Kunststoff hergestellt,
um es verformbar zu machen, so dass die Lagerabschnitte 2c, 2c des
Schwingelements 2 in Eingriff mit den entsprechenden vorstehenden
Abschnitten 5b, 5b des Hauptkörpers 1 gebracht werden
können,
indem die knöchelförmigen, gegenüberliegenden
Enden 2b, 2b unter Krafteinwirkung voneinander
getrennt werden.
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Folglich
muss eine beträchtliche
Kraft aufgebracht werden, um das Schwingelement des bekannten tragbaren
Telefons zu montieren. Solch ein Montagevorgang ist zeitintensiv
und fordert einen beträchtlichen
Arbeitsaufwand.
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10 bis 11e stellen die Scharniere 3c, 3d einer
verbesserten Scharniereinheit dar, welche vorgeschlagen wird, um
das zuvor beschriebene Problem zu vermeiden.
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Während die
bekannten Scharniere eine Konfiguration aufweisen, welche grundsätzlich die gleiche
ist wie diejenige der Scharniere der 8a bis 9d stellen
sie eine Verbesserung dar, wie im Folgenden beschrieben.
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Jedes
der Scharniere 3c, 3d der Scharniereinheit umfasst
eine Feder 6 und eine Nockenwelle 7, welche durch
die Feder 6 eingefasst wird. Wie ersichtlich aus den 11a bis 11e ist
die Vockenwelle 5 drehbar und unentfernbar in einer rechtwinkligen
Hülse 8 aufgenommen,
welche fest an dem Hauptkörper 1 befestigt
ist. Zusätzlich
hat die Nockenwelle 7 einen vorstehenden Abschnitt 7a,
welcher einen vergrößerten Querschnitt
aufweist und sich axial und auswärts
aus dem Lageranschluss 8a der rechtwinkligen Hülse 8 in
der X-Richtung erstreckt, welche parallel zu der Kante 1a des
Hauptkörpers
ist, so dass er durch einen Lagerabschnitt 2c aufgenommen
ist, welcher in dem entsprechenden, knöchelförmigen Ende 2b des
Schwingelements 2 ausgebildet ist.
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Bezugszeichen 7b in
den 11b und 11d bezeichnet eine lösungshemmende
Kante der Nockenwelle 7 zum Verhindern, dass die Nockenwelle 7 aus der
rechtwinkligen Hülse 8 gelöst wird,
um sich nach rechts weg in den 11b und 11d zu bewegen, wenn sie gegen die Bodenwand der
rechtwinkligen Hülse 8 anstößt, wo der
Lageranschluss 8a angeordnet ist.
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Die
Nockenwelle hat auch einen Nockenabschnitt 5c, wie ersichtlich
aus 11e. Der Nockenabschnitt 7c hat
ein Paar von getrennten flachen Oberflächen 7d, 7d zum
Bereitstellen eines Stillstandzustands und ein Paar von nach auswärts gerundeten
Oberflächen 7e, 7e zum
Bereitstellen eines einfach rotierbaren Zustands, wie es in dem
Fall der ersten, bekannten Scharniereinheit ist.
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Der
Nockenabschnitt 7c ist über
einen kleinen Durchmesserabschnitt 6b eines zylindrischen Lagerrohrs 6a der
Feder 6 angepasst, so dass die Nockenwelle 7 rotierbar
relativ zu dem kleinen Lagerabschnitt 6b ist. Folglich
sind der verbleibende große
Durchmesserabschnitt 6c des zylindrischen Lagerohrs 6a und
der Nockenabschnitt 7c axial Seite an Seite in X-Richtung
angeordnet. Zusätzlich,
wie ersichtlich aus den 11a und 11b,
hat der große Durchmesserabschnitt 6c tiefe
seitliche Vorsprünge 6d, 6b,
welche zusammenwirkend von entsprechenden Vertiefungen 8b, 8b aufgenommen
sind, welche an der inneren Wand der rechtwinkligen Hülse 8 solcherart
augebildet sind, dass das zylindrische Lagerrohr 6a der
Feder 6 axial um eine vorgegebene Distanz verschieblich
in X-Richtung ist.
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Weiter
zusätzlich
hat die Feder 6 einen Federabschnitt 6e, der fest
an den kleinen Durchmesserabschnitt 6c angepasst ist und
ein Paar von federnden Spitzen 6f, 6f, welche
sich von dem Federabschnitt 6e in Richtung des Nockenabschnitts 7c erstrecken
und die ausgebildet sind, um federnd gegen die flachen Oberflächen 7d, 7d anzustoßen zum
Bereitstellen eines stationären
Zustands oder an die auswärts
gerundeten Oberflächen 7e, 7e zum
Bereitstellen eines einfach rotierba ren Zustands des Nockenabschnitts 7c,
wie im Fall der ersten, bekannten Scharniereinheit.
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Eine
Spiralfeder 9 ist zwischen dem inneren Ende des großen Durchmesserabschnitts 6c der
Feder 6 und den Endwandelementen 8c, 8c der
rechtwinkligen Hülse 8 angeordnet,
platziert gegenüberliegend
zum Ende, wo der Lageranschluss 8a angeordnet ist, so dass
die Nockenwelle 7 durch die Spiralfeder 9 mittels
der Feder 6 konstant nach auswärts gedrückt wird oder nach rechts in
den 11b und 11d, und folglich
die lösungshemmende
Kante 7b der Nockenwelle 7 konstant im Anschlag
mit dem entsprechenden Ende der rechtwinkligen Hülse 8 gehalten wird.
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Mit
dieser Anordnung wird, wenn der vorstehende Abschnitt 7a,
der aus dem Lageranschluss 1c des Hauptkörpers 1 zu
einer Extremposition, wie angezeigt durch Phantomlinien in 11d, zurück
gedrückt
wird, oder nach links in 11d,
indem Druck darauf ausgeübt
wird, der aufgebrachte Druck auf die Spiralfeder 9 mittels
der Nockenwelle 7 und dem zylindrischen Lagerrohr 6a übertragen,
um das zylindrische Lagerrohr zu drücken und in X-Richtung zu bewegen,
wie es durch die Vertiefungen 8b, 8b der rechtwinkligen
Hülse 8 geführt wird,
bis der vorstehende Abschnitt 7 zu der gegenüberliegenden
Extremposition bewegt wird, welche mit durchgezogenen Linien angezeigt
ist, wenn die Spiralfeder 9 vollständig komprimiert ist.
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Folglich,
wenn das Ausmaß,
zu dem die Spiralfeder komprimiert wird, richtig gewählt ist,
kann der Vorgang, den vorstehenden Abschnitt 7a der Nockenwelle 7 in
Eingriff mit dem Lagerabschnitt 2c des Schwingelements 2 zu
bringen, schnell und einfach ausgeführt werden, indem einfach der
vorstehende Abschnitt 7a mittels einer Fingerspitze zurückcedrückt wird
und dann schnell das entsprechende, knöchelförmige Ende 2b des
Schwingelements 2 in Richtung des Hauptkörpers gedrückt wird.
Daher stellt die zweite bekannte Scharniereinheit signifikante Vorteile
gegenüber
der ersten bekannten Scharniereinheit bereit.
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Jedoch
erfordert jedes der Scharniere der zweiten bekannten Scharniereinheit
die Verwendung von nicht nur einem Paar von federnden Spitzen 6f, 6f für die Feder 6,
um im Anschlag mit dem Nockenabschnitt 7c der Nockenwelle 7 gehal ten
zu werden und so das Schwingelement 2 um einen vorgegebenen
Winkel relativ zu dem Hauptkörper 1 offen
zu halten und auch in der geschlossenen Position, sondern auch eine
Spiralfeder 9, um es zu ermöglichen, dass der vorstehende
Abschnitt 7a der Nockenwelle 7 seine ursprüngliche
Position erreicht, wenn er freigegeben wird, nachdem er in die rechtwinklige
Hülse 8 gedrückt worden
ist.
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Zusätzlich ist
das zylindrische Lagerrohr 6a, welches fest die federnden
Spitzen 6f, 6f hält, in einen großen Durchmesserabschnitt 6c und
einen kleinen Durchmesserabschnitt 6b aufgeteilt, welcher
in die Nockenwelle 7 von einem Ende derselben eingepasst
wurde, bis der große
Durchmesserabschnitt 6c gegen die Nockenwelle 7 anstößt und die
Endwandelemente 8c, 8c der rechtwinkligen Hülse 8 müssen gebogen
werden, nach der Vervollständigung
des Montagevorgangs, weil sie ungebogen belassen wurden zur einfachen
Montage. Folglich ist der Vorgang der Herstellung und Montage einer
solchen Scharniervorrichtung vergleichsweise kompliziert und umständlich.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im
Anbetracht der zuvor beschriebenen Probleme der zweiten bekannten
Scharniereinheit ist es daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
ein verbessertes Scharnier bereitzustellen, bei dem, wenn die Nockenwelle
in die rechtwinklige Hülse
gedrückt wird,
die Feder, welche im Anschlag mit dem Nockenabschnitt der Nockenwelle
gehalten worden ist, um die letztere zu drücken, ausgebildet ist, um sich über einen
sich verjüngenden
Abschnitt zu bewegen, der mit der Nockenwelle verbunden ist, und
sich in Richtung des Endes mit größerem Durchmesser derselben
zu bewegen.
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Wenn
der auf die Nockenwelle aufgebrachte Druck unter dieser Bedingung
gelöst
wird, wird der Nockenabschnitt nur durch die federnde Kraft der
Feder durch das Ende mit kleinerem Durchmesser des sich verjüngenden
Abschnitts schiebend zurück
von dem sich verjüngendem
Abschnitt zu dem Nockenabschnitt bewegt, so dass die Nockenwelle
die Ausgangsposition erlangen kann und das Schwingelement bedient
werden kann und entweder in einem stationären Zustand oder in einem einfach
rotierbaren Zustand gehalten werden kann durch die Rotationsbewegung
der Nockenwelle, ohne dass die Verwendung einer Spiralfeder erforderlich
wäre, abweichend
von dem Fall der zweiten bekannten Scharniereinheit. Folglich ist
ein Scharnier gemäß der Erfindung
strukturell einfach und verlässlich
und ermöglicht
es, dass der Montagevorgang des Hauptkörpers und des Schwingelements
einfach und schnell vollzogen wird.
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Folglich
wird gemäß der Erfindung
eine Scharniereinheit bereitgestellt, mit einem Scharnierpaar zum
Verbinden eines Hauptkörpers
und eines Schwingelementes an den knöchelförmigen, einander gegenüberliegenden
Enden eines Randes des letzteren, um es schwenkbar relativ zum Hauptkörper um
den Rand zu machen, wobei jedes der Scharniere eine Feder umfasst,
die an den Hauptkörper
oder das Schwingelement angesetzt ist, und eine Nockenwelle mit
einem Nockenabschnitt und einem vorstehenden Abschnitt zum Angreifen
entweder an einem Lagerabschnitt des Schwingelementes oder des Hauptkörpers, je
nachdem, was zutrifft, damit sie um eine Achse drehbar ist, die
parallel zum Rand verläuft,
wobei die Feder mittels einer federnden Spitze gegen einen Spitzen-Haltebereich
des Nockenabschnitts der Nockenwelle an einer ausgewählten Winkelposition
vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle ferner
einen sich verjüngenden
Abschnitt umfasst, der sich axial anschließend zwischen einem Ende mit
kleinem Durchmesser und einem Ende mit großem Durchmesser erstreckt,
wobei die Nockenwelle durch Einwärtsdrücken des
vorstehenden Abschnitts der Nockenwelle relativ zu der Feder axial
beweglich ist, und zwar um einen vorgegebenen Abstand aus einer
unlösbaren Position
zu einer lösbaren
Position, um die federnde Spitze der Feder zu veranlassen, sich
gleitend in Richtung des Endes mit großem Durchmesser des sich verjüngenden
Abschnitts zu bewegen, wobei die federnde Kraft der federnden Spitze
auf den sich verjüngenden
Abschnitt der Nockenwelle wirkt, um die Nockenwelle nach auswärts zu drücken und
die unlösbare
Position wiederherzustellen.
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Vorzugweise
umfasst der Nockenabschnitt der Nockenwelle Spitzenhaltebereiche
zum Halten der federnden Spitze und gerundete Oberflächen, welche
umfänglich
angeordnet sind und mit den Spitzenhaltebereichen verbunden sind,
um die federnde Kraft der federnden Spitze aufzunehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1a ist
eine teilweise geschnittene schematische Draufsicht einer Ausführungsform
der Scharniereinheit gemäß der Erfindung.
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1b ist
eine schematische Seitenansicht der Scharniereinheit der 1a.
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1c ist
eine schematische, quergeschnittene Draufsicht von einem der Scharniere
der Scharniereinheit der 1a, worin
die Nockenwelle unter Kraft in die Hülse gedrückt ist.
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1d ist
eine schematische, quergeschnittene Draufsicht von einem der Scharniere
der Scharniereinheit ähnlich
zu 1c, welche jedoch die Nockenwelle wiederhergestellt
in der normalen Position zeigt.
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2a ist
eine schematische, quergeschnittene Draufsicht der Feder des Scharniers
von 1c.
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2b ist
eine schematische Draufsicht der Feder von 2a.
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3a ist
eine schematische Seitenansicht der Nockenwelle des Scharniers der 1c.
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3b ist
eine schematische Draufsicht der Nockenwelle der 3a.
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3c ist
eine schematische Seitenansicht der Nockenwelle der 3a,
gesehen von der gegenüberliegenden
Seite.
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3d ist
eine schematische, auergeschnittene Ansicht der Nockenwelle entlang
der Linie D-D in 3c.
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3e ist
eine schematische Draufsicht der Nockenwelle der 3a,
angeordnet in einer anderen Winkelposition.
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4 ist
eine schematische, quergeschnittene Draufsicht des Scharniers der 1c,
zeigend, wie der Hauptkörper
und das Schwingelement verbunden sind.
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5a ist
eine schematische, quergeschnittene Draufsicht des Scharniers der 1c in
einem Zustand, in dem das Schwingelement geöffnet ist.
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5b ist
eine schematische, quergeschnittene Ansicht des Scharniers der 5a entlang
der Linie B-B in 5a.
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6a ist
eine schematische, quergeschnittene Draufsicht des Scharniers der 1c in
einem Zustand, in dem das Schwingelement geschlossen ist.
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6a ist
eine schematische, quergeschnittene Ansicht des Scharniers der 6a entlang
der Linie B-B in 6a.
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7a ist
eine schematische, quergeschnittene Draufsicht auf eines der Scharniere
einer anderen Ausführungsform
der Scharniereinheit gemäß der Erfindung.
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7b ist
eine schematische, quergeschnittene Ansicht ähnlich zu 7a,
welche jedoch die Nockenwelle in die Hülse gedrückt zeigt.
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8a ist
eine teilweise geschnittene, schematische Draufsicht einer bekannten
Scharniereinheit.
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8b ist
eine schematische Seitenansicht der Scharniereinheit der 8a.
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9a ist
eine schematische Frontalansicht von einem der Scharniere der Scharniereinheit
von 8a.
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9b ist
eine schematische, quergeschnittene Draufsicht des Scharniers der 9a,
darstellend, wie der Hauptkörper
und das Schwingelement verbunden sind.
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9c ist
eine schematische Rückansicht des
Scharniers der 9a.
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9d ist
eine schematische, quergeschnittene Ansicht des Scharniers der 9b entlang
der Linie D-D in 9b.
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10 ist
eine teilweise geschnittene schematische Draufsicht einer anderen
bekannten Scharniereinheit, welche erhalten wird, indem man die
diejenige der 8a verbessert.
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11a ist eine schematische Frontalansicht von einem
der Scharniere der Scharniereinheit von 10.
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11b ist eine schematische, quergeschnittene Draufsicht
des Scharniers der 11a, darstellend, wie der Hauptkörper und
das Schwingelement verbunden sind.
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11c ist eine schematische Rückansicht des Scharniers der 11a.
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11d ist eine schematische, quergeschnittene Ansicht
des Scharniers der 11b entlang der Linie D-D in 11b.
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12a ist eine schematische Draufsicht eines tragbaren
Telefons, welches eine bekannte Scharniereinheit verwendet.
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12b ist eine schematische Seitenansicht des tragbaren
Telefons der 12a.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die anhängend dargestellten bevorzugten
Ausführungsformen
derselben beschrieben in der Anwendung eines tragbaren Telefons. 1a ist
eine teilweise geschnittene schematische Draufsicht einer ersten
Ausführungsform
einer Scharniereinheit gemäß der Erfindung
und 1b ist eine schematische Seitenansicht der Scharniereinheit
der 1a. Bezugnehmend auf 1a und 1b ist
der Hauptkörper 10 mit
dem Schwingelement 11 an den gegenüberliegenden Enden 10b, 10b einer
Kante 10a derselben mittels der entsprechenden Scharniere 12a, 12b der
Scharniereinheit verbunden, welche an den knöchelförmigen, entsprechenden, gegenüberliegenden
Enden 11b, 11b der seitlichen Kante 11a derselben
angeordnet sind. Jedes der Scharniere 12a, 12d umfasst
eine Feder und eine Nockenwelle 14, welche durch die Feder 13 eingefasst
wird.
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Die
Nockenwelle 14 ist entweder an dem Hauptkörper 10 angepasst,
wie dargestellt, oder an dem Schwingelement 11, welcher
zu verbinden ist und ist so angeordnet, dass sie axial und auswärts beweglich
ist um eine vorgegebene Distanz aus einer unlösbaren Endposition im Sinne
der X1-Richtung oder X2-Richtung
der Achse, was jeweils anwendbar ist, und rotierbar um die Achse.
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Wie
ersichtlich aus den 1c und 1d beinhaltet
die Nockenwelle 14 einen Nockenabschnitt 14a und
einen sich verjüngenden
Abschnitt 14d, der axial mit diesem verbunden ist und sich
von einem Ende mit kleinem Durchmesser 14b zu einem Ende
mit großem
Durchmesser 14c erstreckt. Im Fall der abgebildeten Ausführungsform
ist ein Abschnitt 14e mit großem Durchmesser von dem Ende 14c mit großem Durchmesser
des sich verjüngenden
Abschnitts 14d erstreckt.
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Andererseits
ist die Feder 13 fest mit der Innenseite eines entsprechenden
Rahmenelements 10c des Hauptkörpers 10 oder des
Schwingelements 11 verbunden, was jeweils anwendbar ist,
wie gezeigt in 1a.
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In
der dargestellten Ausführungsform
hat der Nockenabschnitt 14a der Nockenwelle 14 ein
Paar von Spitzen-Haltebereichen, welche ausgebildet sind, um durch
ein Paar von federnden Spitzen 13a, 13a der Feder 13 eingefasst
zu werden, wenn die Nockenwelle 14 in einer bestimmten
Winkelposition ist. Es ist anzumerken, dass der sich verjüngende Abschnitt 14d gegenüberliegende
Oberflächenbereiche aufweist,
welche sich von den entsprechenden Spitzenhaltebereichen 14f, 14f erstrecken.
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Es
wird unter Bezugnahme zu 7 erkannt werden,
welche eine andere Ausführungsform
der Erfindung zeigt, dass diese zweite Ausführungsform nur eine federnde
Spitze 13a umfasst, welche ausgebildet ist, um federnd
gegen einen entsprechenden Spitzenhaltebereich 14f anzustoßen, um
die Konfiguration zu vereinfachen.
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Die
Nockenwelle 14 beinhaltet einen vorstehenden Abschnitt 14g,
der sich axial von dem sich verjüngenden
Abschnitt 14d und durch einen Lageranschluss 10d des
Hauptkörpers 10 (siehe 1a und 4)
im Sinn der X1-Richtung oder X2-Richtung
der Achse, was jeweils anwendbar ist, erstreckt und zusammenwirkend
durch einen Lagerabschnitt aufgenommen wird, der an dem Schwingelement 11 oder
dem Hauptkörper 10 angeordnet
ist, was jeweils anwendbar ist, so dass jegliche Rotationskraft
von einem auf das andere übertragen
werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ist der vorstehende Abschnitt 14g in
der Form eines rechtwinkligen Stabes realisiert und der Lagerabschnitt 11c hat
eine dazu passende rechtwinklige Öffnung.
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Das
Verhältnis
der Nockenwelle 14 und der Feder 13 ist solcherart,
dass, wenn der vorstehende Abschnitt 14g nach links in 1c aus
der normalen Position, wie angezeigt durch Phantomlinien, gedrückt wird,
die federnden Spitzen 13a, 13a der Feder 13 schiebend
von dem Nockenabschnitt 14a der Nockenwelle 14 zu
dem Ende 14b mit kleinem Durchmesser des sich verjüngenden
Abschnitts 14d bewegt werden und dann veranlasst werden, über den
sich verjüngenden
Abschnitt 14d in Richtung des Endes 14c mit großem Durchmesser
desselben zu rutschen.
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Folglich
werden, wenn ein Paar von federnden Spitzen verwendet wird, die
gepaarten, federnden Spitzen 13a, 13a zunehmend
voneinander getrennt, um die federnde Kraft aufzubauen. Wenn, andererseits,
nur eine federnde Spitze verwendet wird, wird die federnde Spitze 13a von
der Axiallinie wegbewegt, um auch die federnde Kraft aufzubauen.
Im Ergebnis kann der vorstehende Abschnitt 14g einfach
in Zusammenwirkung mit dem Lagerabschnitt 11c des Schwingelements
gebracht werden. Wenn der vorstehende Abschnitt 14g von
dem Druck, der darauf aufgebracht wird, gelöst wird, wird die Nockenwelle 14 veranlasst,
sich in 1c nach inks oder in 7b nach
rechts zu bewegen aufgrund der aufgebauten federnden Kraft der federnden
Spitze 13a oder der federnden Spitzen 13a, 13a,
was jeweils anwendbar ist, und schnell die Normalposition, wie gezeigt
in 1d oder 7a, wiederhergestellt,
wo das Schwingelement 11 schwenkbar mit dem Hauptkörper 10 verbunden
ist.
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Eine
Scharniereinheit gemäß dem zweiten Aspekt
der Erfindung hat eine Konfiguration, welche im Wesentlichen die
gleiche ist wie diejenige der Scharniereinheit gemäß des ersten
Aspekts der Erfindung. Jedoch, wie gezeigt in 3b,
beinhaltet die Nockenwelle 14 einen lösungshemmenden Hakenabschnitt 14h,
einen umfänglich
angeordneten Nockenabschnitt 14a, einen sich verjüngenden
Abschnitt 14d, der sich von einem Ende 14b mit
kleinem Durchmesser zu einem Ende 14c mit großem Durchmesser
erstreckt, und einen vorstehenden Abschnitt 14g, der in
lösbarer
Zusammenwirkung mit dem Lagerabschnitt 14c des Schwingelements 11 oder
des Hauptkörpers 10 gehalten
wird, was immer anwendbar ist, um Rotationskräfte zu übertragen, wobei der lösungshemmende
Hakenabschnitt 14h, der Nockenabschnitt 14a, der
sich verjüngende
Abschnitt 14d und der vorstehende Abschnitt 14g in
Reihe und kontinuierlich entlang der Achse der Nockenwelle 14 angeordnet
sind.
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Wie
in den 3a und 3b gezeigt
hat der lösungshemmende
Hakenabschnitt 14h ein Paar von federnden, lösungshemmenden
Vorsprüngen 14i, 14i;
welche axial mit einem Lücken-Abschnitt vorstehen,
der dazwischen angeordnet ist und entsprechend radial stehende,
gekrümmte
Haken 14k, 14k aufweist, um entsprechend sich
verjüngende Oberflächenbereiche 14m, 14m und
zwischengesetzte, gekrümmte
Basisabschnitte 14n, 14n auszubilden, wobei die
gekrümmten
Basisabschnitte 14n, 14n einen Absatz 14p ausbilden,
wie im Folgenden beschrieben wird. Bezugnehmend auf die 3a, 3c und 3d, bezeichnet das Bezugszeichen 14q das
axiale Durchgangsloch der Nockenwelle 14, durch welches
normalerweise ein Leitungsdraht eingeführt ist.
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Nun
wird die Feder 13 unter Bezugnahme auf 2a und 2b beschrieben.
Sie umfasst eine rechtwinklige Hülse 13b,
welche fest mit dem Hauptkörper 10 oder
dem Schwingelement 11, was immer anwendbar ist, mittels
des Rahmenelements 10c und einem Paar von U-förmigen,
federnden Spitzen 13a, 13a befestigt ist, die
durch Schneiden gegenüberliegend
angeordneter axialer Wände 13c, 13c der
rechtwinkligen Hülse 13b und
Einwärtsbiegen
der U-förmigen
Abschnitte ausgebildet ist, so dass die Frontenden 13e, 13c der
federnden Spitzen 13a, 13a ausgebildet sind, um
sich einander anzunähern
und in Richtung des vorstehenden Abschnitts 14g ausgerichtet
sind. Jedoch kann, wie zuvor unter Bezugnah me auf die 7a und 7b beschrieben,
eine einzelne federnde Spitze 13a die gepaarten federnden
Spitzen 13a, 13a ersetzen.
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Bezugnehmend
wiederum auf die 2a und 2b sind
die Frontenden 13e, 13e der federnden Spitzen 13a, 13a zurückgebogen
und auf die entsprechenden Wände 13c, 13c gerichtet,
um gekrümmte
Gleitoberflächenbereiche 13f, 13f zu
erzeugen, die ausgebildet sind, um sanft auf dem Nockenabschnitt 14a und
den entsprechenden Oberflächenbereichen
des sich verjüngenden
Abschnitts 14d zu gleiten.
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Die
rechtwinklige Hülse 13b ist
zusätzlich
an der inneren Endwand 13g derselben mit einer Öffnung 13h und
an dem gegenüberliegenden
Ende mit einem Lageranschluss 13i versehen. Folglich werden,
wenn die Nockenwelle 14 in die rechtwinklige Hülse 13b durch
den Lageranschluss 13i bewegt wird, wobei der lösungshemmende
Hakenabschnitt 14h die Bewegung führt und die sich verjüngenden Oberflächenbereiche 14m, 14m der
federnden lösungshemmenden
Vorsprünge 14i, 14i des
lösungshemmenden
Hakenabschnitts 14h durch die Frontöffnung 13h der rechtwinkligen
Hülse 13b laufen,
die federnden lösungshemmenden
Vorsprünge 14i, 14i durch
die umfängliche
Kante der Frontöffnung 13h einwärts gebogen
und der Absatz 14b kommt in Eingriff mit der umfänglichen
Kante der Frontöffnung 13h,
wie ersichtlich aus den 1c, 1d und 4.
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Dann,
wie gezeigt in 4, kommen die radial stehenden,
gekrümmten
Haken 14k, 14k in Eingriff mit der inneren Endwand 13g,
um die Nockenwelle nach rechts unlösbar in 4 zu machen.
Es ist anzumerken, dass die gekrümmten
Schiebeoberflächenbereiche 13f, 13f der
federnden Spitzen 13a, 13a federnd an dem Nockenabschnitt 14a in
diesem Zustand anliegen.
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In
dem zuvor beschriebenen, unlösbaren
Zustand wird der Abschnitt 14e mit großem Durchmesser, der sich von
dem sich verjüngenden
Abschnitt 14d erstreckt, durch den Lageranschluss 13i der rechtwinkligen
Hülse 13b aufgenommen.
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Folglich,
wenn der vorstehende Abschnitt 14g der Nockenwelle 14 in
die rechtwinklige Hülse weitergedrückt wird,
wie zuvor beschrieben, werden die federnden Spitzen 13a, 13a der
rechtwinkligen Hülse 13 schiebend
von dem Nockenabschnitt 13a in Richtung des Endes 14c mit
großem
Durchmesser des sich verjüngenden
Abschnitts 14d durch das Ende 14b mit kleinerem
Durchmesser bewegt. Sobald der Druck für das Einwärtsbewegen des vorstehenden
Abschnitts 14g gelöst
wird, wird die Nockenwelle 14 durch die federnde Kraft
der federnden Spitzen 13a, 13a zu einer Position
zurückgedrückt, in
der die radial stehenden, gekrümmten
Haken 14k, 14k des lösungshemmenden Hakenabschnitts 14h in Eingriff
mit der umfänglichen
Kante der Öffnung 13h der
Frontendwand 13g kommen. Dies stellt eine Verbesserung
relativ zu der Anordnung gemäß des ersten
Aspekts der Erfindung dar, wie im Folgenden beschrieben.
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Gemäß des zweiten
Aspekts der Erfindung kann das Schwingelement 11 einfach
und schnell mit dem Hauptkörper 10 verbunden
werden, oder umgekehrt, indem einfach die Nockenwelle 14 axial
bewegt wird.
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Zusätzlich kann
die Nockenwelle 14 federnd durch die federnde Spitze 13a oder
Spitzen 13a, 13a der Feder 13 an dem
Spitzenhaltebereich 14f oder -bereichen 14f, 14f,
was immer anwendbar ist, des Nockenabschnitts 14a, wie
gezeigt in 5a, gehalten werden. Noch weiter
ist die Nockenwelle 14 auch mit gerundeten Oberflächen 14r, 14r versehen,
welche umfänglich
mit den Spitzenhaltebereichen 14f, 14f verbunden
sind und der elastischen Kraft der federnden Spitzen 13a, 13a ausgesetzt
sind, wie gezeigt in 6a und 6b.
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Folglich,
wenn die federnden Spitzen 13a, 13a veranlasst
werden, gegen die gerundeten Oberflächen 14r, 14r zu
stoßen,
wie gezeigt in den 6a,6b, wird
das Schwingelement 11 in einer geschlossenen Position relativ
zu dem Hauptkörper 10 gehalten.
Wenn, andererseits, das Schwingelement 11 um einen vorgegebenen
Winkel relativ zu dem Hauptkörper 10 geöffnet wird,
fassen die federnden Spitzen 13a, 13a die Nockenwelle 14 an
den Spitzenhaltebereichen 14f, 14f ein, um das
Schwingelement 11 in der offenen Position zu halten.
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[Vorteile der Erfindung)
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Wie
zuvor im Detail beschrieben kann mit einer Scharniereinheit gemäß des ersten
Aspekts der Erfindung das Schwingelement in einer offenen Position
relativ zu dem Hauptkörper
gehalten werden, wo das Schwingelement einen vorgegebenen Winkel
relativ zu dem Hauptkörper
einnimmt, wie im Fall der bekannten Scharniereinheiten und das Schwingelement
kann mit dem Hauptkörper
einfach und schnell während
des Montagevorgangs verbunden werden. Bemerkenswert an der Scharniereinheit
gemäß der Erfindung
ist, dass sie keine Spiralfeder benötigt, wie in dem Fall der zuvor
beschriebenen, bekannten Scharniereinheit, wo die Nockenwelle, welche
in eine Feder gedrückt
wird, mittels der elastischen Kraft einer Spiralfeder zurückbewegt
werden muss, um die rotierbare Position der Nockenwelle wiederherzustellen.
Stattdessen ist eine Scharniereinheit gemäß des ersten Aspekts der Erfindung
mit einem sich verjüngenden
Abschnitt versehen, so dass eine einzelne Feder auch als die Spiralfeder
wirken kann, um die gesamte Konfiguration der Scharniereinheit zu
vereinfachen und die Scharniereinheit kompakt, leichtgewichtig und
folglich kostengünstiger
auszubilden, obwohl der Hauptkörper
und das Schwingelement vereinfacht und schneller verbunden werden
können.
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In
einer Scharniereinheit gemäß der Erfindung
umfasst die Nockenwelle zusätzlich
einen lösungshemmenden
Hakenabschnitt und die federnden Spitzen werden ausgebildet, indem
die Feder geschnitten und veranlasst wird, verschieblich an den Spitzenhaltebereichen
oder den gerundeten Oberflächen
des Nockenabschnitts der Nockenwelle anzuliegen, um die Scharniereinheit
mit einer erhöhten Betriebssicherheit
zu versehen im Vergleich mit einer Scharniereinheit gemäß des ersten
Aspekts der Erfindung.