NL7901121A - Wrijvingsscharnierinrichting. - Google Patents

Description

mk weel/la PHN 9342 N.V. Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

”Wri jvings s charnier inrichting”

De uitvinding betreft een wrijvingsscharnierinrichting voor het scharnierend met elkaar verbinden van een deksel met een basis, bijvoorbeeld van een platenspeler, waarbij het deksel tussen een gesloten en een geopende stand ten 5 opzichte van de basis beweegbaar is en in de geopende stand alsmede in iedere andere stand tussen de gesloten en de geopende stand gehouden kan worden door middel van wrij-vingskrachten in de wrijvingsscharnierinrichting die de op het deksel uitgeoetende zwaartekracht tegenwerken, om-10 vattende: een tussen een eerste stand overeenstemmend met de gesloten stand van een deksel en een tweede stand overeenstemmend met de geopende stand van een deksel om een scharnieras beweegbaar scharnierorgaan met een cilindrisch deel dat fungeert als scharnierpen en een verbindingsdeel 15 voor verbinding met een deksel; een kunststof wrijvingsor-gaan dat de vorm bezit van een ruwweg stripvormig onderdeel dat is dubbelgevouwen en zodoende twee nabij een vouw met elkaar verbonden ruwweg stripvormige benen bezit, waarbij de beide benen zich in hoofdzaak parallel op enige af-20 stand van elkaar uitstrekken en waarbij nabij de vouw in de benen uithollingen aanwezig zijn voor het tussen de benen scharnierend opnemen van de scharnierpen; .alsmede klem-organen voor het naar elkaar toe drukken van de benen van het wrijvingsorgaan en het aldus tussen de benen klemmen 25 van de scharnierpen.

Dit soort wrijvingsscharnierinrichtingen heeft uitgebreide toepassing gevonden meer in het bijzonder voor het scharnierend bevestigen van transparante kunststof deksels met de sokkels van platenspelers. De inrichting is klein 30 en goedkoop. De montage ‘van de inrichting aan de sokkel en 7901121 $

St* ~ 2 - EHN 9342.................................,............. ...............................................................................................

de bevestiging van het deksel zijn eenvoudig. Daartoe wordt elk der wrijvingsscharnierinrichtingen aan de achterkant van de sokkel bevestigd met behulp van een tweetal boutjes, welke tevens dienen als de klemorganen voor het naar elkaar 3 toe- drukken van de benen van het wrijvingsorgaan. De schar-nierorganen zijn in hoofdzaak haakvormig uitgevoerd, waarbij een der benen van de haak dient als scharnierpen en het andere been dient om het deksel te bevestigen. Dit be-vestigingsdeel bezit een cilindrische vorm. Het kunststof-10 deksel bezit aan zijn achterzijde een tweetal verdikkingen welke ieder zijn voorzien van een cilindrische opening waarin het cilindrische bevestigingsdeel van het scharnier-orgaan wordt gestoken. Voor het aanbrengen vn de deksel op de sokkel is dus een eenvoudige opsteekbeweging voldoende.

15 De hierboven beschreven bekende wrijvingsscharnierin- · richtingen hebben hun populariteit te danken aan het feit dat aldus met eenvoudige middelen wordt tegemoetgekomen aan een belangrijke eis welke ten aanzien van de bediening van platenspelers gesteld wordt. Deze eis is dat bij voor-20 keur het deksel door een bedienende persoon in iedere stand tussen zijn gesloten en zijn geopende stand kan worden geplaatst zonder dat, wanneer het deksel losgelaten wordt, dit terugvalt in zijn gesloten stand. Hierdoor zal namenlijk het deksel zelf beschadigd kunnen worden, maar ook zouden 25 de voor schokken gevoelige delen van de platenspeler kunnen worden beschadigd. Dit geldt in het bijzonder de lagering van de draaitafel en van de toonarm, alsmede de toonarm zelf en het groeftasterelement. Bovendien kan wanneer het deksel dicht zou vallen vanuit een geopende stand tijdens 30 het afspelen van een grammofoonplaat, ook de grammofoonplaat beschadigd worden.

Als nadeel van de bekende wrijvingsscharnierinrichting wordt beschouwd, dat betrekkelijke grote wrijvingskrachten in de wrijvingsscharnieren moeten worden opgewerkt opdat 35 ook in de meest ongunstige situatie het deksel in de geopende stand waarin het zich bevindt blijft staan.De uitvinding 790 1 1 2 1 - 3 - PHN 93^2______ _____ ______________________________________ _______________________________________________________________ beoogt een wrijvingsscharnierinrichting van de in de aanhef vermelde soort te verschaffen waarbij, met behoud van de voordelen van de bekende inrichting, aan de genoemde bezwaren daarvan wordt tegemoetgekomen zodat geringere bedienings-5 krachten voor het openen en sluiten van het deksel nodig zijn. De uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat de wrij-vingsscharnierinrichting verende middelen omvat voor het verend belasten van het scharnierorgaan in een richting naar diens met de geopende stand van een deksel correspon— 10 derende tweede stand ter gedeeltelijke compensatie van de op een deksel werkende zwaartekracht. Zoals ter plaatse van de figuurbeschrijving nader zal worden verduidelijkt, is door een juiste keuze van de veerkarakteristiek van de verende middelen een aanmerkelijke vermindering van de beno-15 digde krachten voor de bediening van het deksel mogelijk.

Een gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft tot kenmerk, dat de verende middelen bestaan uit een schroefvormig om een deel van de scharnierpen gewikkelde draadveer met een eerste vrij uiteinde en een tweede vrij uiteinde; 20 dat de scharnierpen is voorzien van een dwars op de schar- nieras verlopende opening; dat het eerste vrije uiteinde van de draadveer is opgenomen in de opening in de scharnierpen; en dat het tweede vrije uiteinde zich bevindt op enige afstand van de scharnierpen en dient voor het overbrengen 25 van veerkrachten. Hierdoor is een compacte bouwwijze van de wrijvingsscharnierinrichting volgens de uitvinding moge-. lijk zodat de uitwendige afmetingen van de inrichting niet groter behoeven te zijn dan die van de reeds genoemde bekende wrijvingsscharnierinrichting. Het tweede uiteinde van 30 de veer kan ten behoeve van de· overbrenging van de veerkrach ten afsteunen tegen het naar de basis, waarmee de inrichting is verbonden, gekeerde been van het wrijvingsorgaan of tegen de basis zelf.

Yoor een eenvoudige montage is een volgende uitvoerings-35 vorm van interesse die tot kenmerk heeft, dat de schar nierpen, op op zich bekende wijze, over diens gehele lengte 7901121 & - k ..- - PHN . 93.42 _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ dezelfde diameter en een van het verbindingsorgaan afgekeerd vrij uiteinde bezit; dat de genoemde opening in de schar--nierpen bestaat uit een vanaf het vrije uiteinde van de scharnierpen zich dwars op de scharnieras uitstrekkende 5 gleuf met een breedte in hoofdzaak, afgezien van een gerin ge speling, gelijk aan de diameter van de draad waaruit de draadveer is vervaardigd; en dat het wrijvingsorgaan is voorzien van een uitsparing bij de genoemde vouw voor het opnemen van de draadveer en voor het tegengaan van axiale 10 verschuiving daarvan, zodat montage van de.wrijvingsschar nier inrichting kan plaatsvinden door eerst de draadveer in de uitsparing te brengen, vervolgens de scharnierpen in de scharnierasrichting tussen de benen van het wrijvingsor-gaan te steken en tenslotte de draadveer op de scharnierpen 15 te schuiven en daarbij het eerste vrije uiteinde van de draadveer in de gleuf in de scharnierpen te schuiven.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Fig. 1 een perspectivisch achteraanzicht is van 20 een platenspeler met een transparant kunststoffen deksel dat is verbonden met een sokkel door middel van twee wrijvings scharnierinrichtingen volgens de uitvinding,

Fig. 2 een doorsnede toont van een deel van de platenspeler volgens figuur 1 en wel gezien in de richting 25 van de pijlen II-II in figuur 1,

Fig. 3 een explosieaanzicht toont van een wrijvings scharnierinrichting volgens de uitvinding,

Fig. h schematisch weergeeft 'welke krachten en momenten op het deksel van de platenspeler van figuur 1 30 werken en

Fig. 5 grafisch de door een bedienend persoon uit te oefenen momenten voor het openen en sluiten van het deksel weergeeft, met of zonder toepassing van de uitvinding.

De platenspeler volgens figuur 1 bezit een basis 35 in de vorm van een sokkel 1 waarop een draaitafel 2 is gela gerd. Op de sokkel is een transparant kunststoffen deksel 3 Λ 790 1 1 2 1 5-- PHN 9342.. ____________________________________________ ______________________________________________________________________ scharnierend aangebracht met behulp van een tweetal wrij-vingsscharnierinrichtingen 4.

De wrijvingsscharnierinrichting 4 omvat, zie in het bijzonder figuur 3» een tussen een eerste stand, overeen- 5 stemmend met de gesloten stand van het deksel 3» en een tweede stand, overeenstemmend met de geopende stand van het deksel 3» om een scharnieras 5 beweegbaar scharnieror- gaan 6. Dit scharnierorgaan bezit een cylindrisch deel dat fungeert als scharnierpen 7 en een verbindingsdeel 10 in de vorm van een verbindingspen 8 voor het deksel. Ook is een uit kunststof, bijvoorbeeld poly-acetal, vervaar- aanwezig digd wri jvingsorgaan 9/d.a.t de vorm bezit van een ruwweg stripvormig onderdeel dat is dubbelgevouwen en zodoende twee nabij een vouw 10 met elkaar verbonden en ruwweg strip-15 vormige benen 11a en 11b bezit, waarbij de beide benen zich in hoofdzaak parallel op enige afstand van elkaar uitstrekken. Nabij de vouw zijn in de benen uithollingen 12 aanwezig voor het opnemen van de scharnierpen 7· Voor het naar elkaar toe drukken van de benen 11a en 11b van het wrijvings-20 orgaan en het a .dus tussen de benen klemmen van de scharnierpen 7 zijn kernorganen aanwezig in de vorm van een tweetal boutjes 13 en moeren 14. De boutjes worden door openin-gen 15 in de benen 11a en 11b gestoken en dienen behalve voor het naar elkaar toe drlikken van de benen tevens voor 25 de bevestiging van het wrijvingsorgaan £ op de sokkel 1 van de platenspeler. De wrijvingsscharnierinrichting omvat voorts de verende middelen 16 voor het verend belasten van het scharnierorgaan 6 in een richting naar diens met de geopende stand van het deksel 3 corresponderende 30 tweede stand ter gedeeltelijke compensatie van de op de deksel werkende zwaartekracht.

De verende middelen 15 bestaan uit een schroeflijn— vormig om een deel van de scharnierpen 7 gewikkelde draad met een eerste vrij uiteinde 17 en een tweede vrij uitein-35 de 18. De scharnierpen 7 is voorzien van een dwars op de scharnieras 5 verlopende opening 19. Het eerste vrije uiteinde 17 van de draadveer 16 is opgenomen in de opening 19 790 1 1 21 * *. · · - 6 _ PHN 9342 ___________________________, ________________________________________________________________________________________________________ in de scharnierpen 7 en het tweede vrije uiteinde 18 bevindt zich op enige afstand van de scharnierpen 7 en dient voor het overbrengen van veerkrachten op de sokkel 1. De scharnierpen 7 bezit over d.e gehele lengte dezelfde diame— 5 ter en heeft aan zijn van de verbindingspen 8 afgekeerde zijde een vrij uiteinde 20. De genoemde opening 19 in de scharnierpen bestaat uit een vanaf het vrije uiteinde 20 van de scharnierpen 7 zich dwars op de scharnieras 5 -uitstrek kende gleuf 19 met een breedte in hoofdzaak, afgezien 10 van een geringe speling, gelijk aan de diameter van de draad waaruit de draadveer 16 is vervaardigd. Nabij de vouw 10 is het wrijvingsorgaan ^ voorzien van een uitsparing 21 voor het opnemen van de draadveer en voor het tegengaan van axiale verschuiving daarvan. De montage van de wrijvings-15 scharnierinrichting kan plaatsvinden door eerst de draadveer 16 in de uitsparing 21 te brengen, vervolgens de scharnier-. pen 7 in de richting van de scharnieras 5 tussen de benen 11a en 11b van het wrijvingsorgaan te steken en tenslotte de draadveer 16 op de scharnierpen 7 te schuiven en daarbij 20 het eerste vrije uiteinde 17 van de draadveer in de gleuf 19 van de scharnierpen te schuiven.

In figuur 3 is de draadveer 16 getekend in een niet-voorgespannen situatie. De onderlinge ruimtelijke relatie van de beide uiteinden 17 en 18 komt daardoor niet overeen 25 met die welke optreedt in de situatie van figuur 2. Het vrije uiteinde 18, dat dient voor het overbrengen van veerkrachten op de sokkel 1, steunt, afhankelijk van de stand van het deksel 3» δί* tegen het been 11a £>f tegen de sokkel 1.

30 De belangrijke vermindering van de benodigde krachten voor openen en sluiten van het deksel 3 door toepassing van de wrijvingsscharnierinrichting volgens de uitvinding wordt toegelicht met behulp van de figuren k en 5· Figuur h toont schematisch ,in een zijaanzicht, nogmaals de platen-35 speler van figuur 1. De op het deksel 3 ten. gevolge van diens gewicht aangrijpende gravitatiekracht G grijpt aan 790 1 1 2 1 - * i - 7' - PHN. 9342 .. . _______ . ..... .. ____________________________________________________________________________________ in het zwaartepunt Z. De kracht G kan worden ontbonden in een kracht G- cos loodrecht op de boven- en onderkant van het deksel 3 en een kracht G sinoC in een richting loodrecht daarop. Xn de figuur is aangegeven dat de hoek<a£ 5 in de gesloten stand van het deksel 0° bedraagt en in de geopende stand van het deksel 90°. Door de gebruiker kan ten behoeve van het openen van het deksel op de voorkant daarvan een kracht. K worden uitgeoefend, welke positief wordt gerekend als de kracht werkt in een zodanige rich-10 ting dat een moment op het deksel wordt uitgeoefend in de richting tegen de wijzers van de klok in en negatief in de tegengestelde richting. Dit is met een + en een - ter weerszijden van de letter K gesymboliseerd. Tevens is in de tekening de breedte ¥ van het deksel, tussen diens voorkant 15 en diens achterkant, aangegeven. Alle momenten M worden in een richting tegengesteld aan de draairichting van de wijzers van de klok positief in de andere richting negatief gerekend. De beide assen voor ai = 0° en ai = 90° snijden elkaar in het punt A. Bij een courante platenspeler 20 kan de massa van het deksel 3 bijvoorbeeld 750 gram bedra gen. De kracht G bedraagt dan 7»5 Newton. De maat ¥ kan bijvoorbeeld 33 cm bedragen ofwel 0,33 meter.

In figuur 5 is een assenstelsel aangegeven, waarbij op de horizontale as de hoek οζ in graden tussen 0° en 90° 25 is uitgezet en op de vertikale as een schaalverdeling is aangebracht waarvan.de eenheid Nm is, zodat op de vertikale as momenten kunnen worden aangegeven. Het moment door de kracht G op het deksel uitgeoefend om het punt A bedraagt G cos x y ¥ = 1,24 cos * !>]· Curve I in figuur 5 30 geeft het moment aan dat op de deksel 3 moet uitgeoefend worden om het deksel te openen wanneer uitsluitend de gravitatiekracht G op het deksel werkt. Dit moment varieert van 1,24 Nm bij gesloten deksel tot 0 Nm bij geheel geopend deksel. Bij toepassing van een wrijvingsscharnierinrichting 35 van de reeds besproken bekende soort, dus niet voorzien van verende middelen, wordt het moment benodigd voor het openen Λ 790 1 1 2 1 t - 8 ~ PHN 9342....._____________________________________________________________________________________________________________________________ van het deksel vergroot met een wrijvingsmoment opgewekt in de wrijvingsscharnieren. Wordt er vanuit gegaan dat-het wrijvingsmoment zodanig groot moet zijn dat onder geen enkele omstandigheid het deksel 3 onder invloed van de kracht 5 G dicht kan vallen, dan zou bij het sluiten van het deksel ook wanneer dit zich bevindt in de stand <%, = o°, nog steeds een klein negatief moment uitgeoefend moet worden. Dit betekent dat het wrijvingsmoment opgewekt in de wrijvingsschar-nierinrichtingen groter moet zijn dan 1,24 Nm, bijvoorbeeld 10 1,3*1 Nm. De momenten benodigd voor het openen en sluiten van het deksel onder de zodoende optredende omstandigheden zijn in figuur 5 aangegeven met de curven Ha resp. Ilb. Bedacht moet hierbij worden dat het tijdens bewegen van het deksel optredende wrijvingsmoment in absolute waarde onaf-15 hankelijk is van de openingshoek o< en van teken verandert bij omkering van de bewegingsrichting van het deksel. Zoals uit figuur 5 blijkt neemt het benodigde maximale moment voor het openen van het deksel van 1,24 Nm toe tot 2,58 Nm. Voor het sluiten van het deksel is een in negatieve 20 richting werkend sluitmoment nodig variërend van -1,30 Nm tot -0,1 Nm, In figUur 5 is met pijlen aangegeven in welke richting de curven Ila en Ilb doorlopen worden tijdens liét openen resp. het sluiten van het deksel 3·

De verende middelen van de wrijvingsscharnierinrich-25 ting volgens de uitvinding kunnen gemakkelijk een lineaire karakteristiek krijgen, dat wil zeggen een zodanige karakteristiek dat de grootte van het door de veren.uitgeoefende moment lineair varieert met de hoek . In figuur 5 is aangegeven op welke manier een optimale veerkarakteristiek 30 kan worden gekozen. Door de punten B en C aan de uiteinden van de karakteristiek I is de rechte streepstiplijn£ getrokken. Een rechte lijn III is zodanig evenwijdig aan de lijn JL) getrokken, dat de afstanden tussen de uiteinden D en E van deze lijn van respektievelijk de punten B en C 35 van de lijn-^ gelijk zijn aan de grootste afstand tussen de lijn III en het daarbeneden gelegen deel van de karak- « 790 1 1 2 1

V

-9 - PHN 9342 ______________ . .

teristiek I. De curve III stelt de karakteristiek voor van de door de verende elementen van de wri jvings s char nier inr-richtingen op het deksel 3 uitgeoefende moment. Curve IV is het verschil tussen de curve I en de lijn III en stelt gra-5 fisch het moment voor dat op het deksel 3 moet worden uitgeoefend voor het openen van het deksel bij aanwezigheid van de genoemde verende middelen maar bij afwezigheid van wrijvingsmomenten. Door de zojuist genoemde keuze van de ligging van de rechte lijn III is bereikt dat curve IV een 10 minimum heeft dat even ver onder de«^*-as is gelegen als de beide randminima ter plaatse van 0° en 90° boven de <<-as zijn gelegen. Voor het openen van het deksel moet tussen =<= 0° en een hoek ^ een positief moment worden uitgeoefend, waarna tussen en 0*2 het deksel moet worden tegengehou- 15 den dus een negatief moment moet worden uitgeoefend. Bij het bereiken *< ^ is het moment weer gelijk aan nul geworden waarna weer een positief moment moet worden uitgeoefend tot de stand «=* = 90° is bereikt. Wordt ook in dit geval de eis gesteld dat een zotlanig wrijvingsmoment door de wrijvings-20 organen moet worde .. uitgeoefend, dat bij het openen van het deksel een positief moment op het deksel moet worden uitge— oef end van minimaal 0,1 JSTm, dan ontstaat een curve Va voor het openen van het deksel en een curve Vb voor het sluiten van het deksel. De curve Va heeft een maximum van 0,62 Nm 25 en de curve Vb een minimum van -0,62 Nm. Behalve dat deze waarden aanmerkelijk kleiner zijn dan de waarden optredende bij de curven Ila en Ilb, zijn de nu optredende waarden symmetrisch.

Zoals Figuur 5 aantoont is door toepassing van de uit-30 vinding een verkleining van het tijdens het openen van het deksel uit:te oefenen maximale moment met een factor k bereikt.

Het spreekt vanzelf dat de wrijvlngsscharnierinrich— ting volgens de uitvinding behalve bij platenspelers ook 35 bij andere apparaten en inrichtingen toegepast kan worden, zoals bij magnetische bandapparaten, keukenfornuizen, meubilair, enz.

790 1 1 2 1

Claims (3)

1. Wrijvingsscharnierinrichting (4) voor het scharnierend met elkaar verbinden van een deksel (3) met een basis (l), bijvoorbeeld van een platenspeler, waarbij het deksel tus-5 sen een gesloten en een geopende stand ten opzichte van de basis beweegbaar is en in de geopende stand alsmede in iedere andere stand tussen de gesloten en de geopende stand gehouden kan worden door middel van wrijvingskrachten in de wrijvingsscharnierinrichting die de op het deksel uitgeoe-10 fende zwaartekracht tegenwerken, omvattende: - een tussen een eerste stand overeenstemmend met de gesloten stand van een deksel (3) en een tweede stand overeenstemmend met de geopende stand van een deksel om een scharnieras (5) beweegbaar scharnierorgaan (6) met een 15 cilindrisch deel (7) dat fungeert als scharnierpen en een verbindingsdeel (8) voor verbinding met een deksel (3)’ - een kunststof wrijvingsorgaan (9) dat dè vorm bezit van een ruwweg stripvormig onderdeel dat is dubbelgevouwen 20 en zodoende twee nabij een vouw (10) met elkaar verbon den ruwweg stripvormige benen (11a, 11b) bezit, waarbij de beide benen zich in hoofdzaak parallel op enige afstand van elkaar uitstrekken en waarbij nabij de vouw in de benen uithollingen aanwezig zijn voor het tussen 25 de benen scharnierend opnemen van de scharnierpen (7), alsmede - klemorgaan (13, 14) voor het naar elkaar toe drukken van de benen (11a, 11b) van het wrijvingsorgaan en het aldus tussen de benen klemmen van de scharnierpen (7)» 30 met het kenmerk, dat de wrijvingsscharnierinrichting veren de middelen (16) omvat voor het verend belasten van het scharnierorgaan (6) in een richting naar diens met de geopende stand van een deksel (3) corresponderende tweede stand, ter gedeeltelijke compensatie van de op een deksel 35 werkende zwaartekracht.

2. Wrijvingsscharnierinrichting volgens conclusie 1, met 790 1 1 2 1 -11 - * PHN 9342............ - ____________________________J.___________________________________________________________________________ het kenmerk, - dat de verende middelen (16) bestaan uit een schroef-lijnvormig om een deel van de scharnierpen (7) gewikkelde draadveer met een eerste vrij uiteinde (17) en een 5 tweede vrij uiteinde (18)> - dat de scharnierpen is voorzien van een dwars op de scharnier as (5) verlopende opening (19)» - dat het eerste vrije uiteinde (17) van de draadveer (16) is opgenomen in de opening (19) in de scharnierpen (7) 1G en - dat het tweede vrije uiteinde (18) zich bevindt op enige afstand van de scharnierpen (7) en dient voor het overbrengen van veerkrachten.

3. Wrijvingsscharnierinrichting volgens conclusie 2, 15 met het kenmerk, - dat de scharnierpen (7)» op op zich bekende wijze, over diens gehele lengte dezelfde diameter en een van het ver-bindingsorgaan (8) afgekeerd vrij uiteinde (29) bezit, - dat de genoemde opening in de scharnierpen bestaat uit 20 een vanaf· het vrije uiteinde (20) van de scharnierpen (7) zich dwars op de scharnieras (3) uitstrekkende gleuf (19)*met een breedte in hoofdzaak, afgezien van een geringe speling, gelijk aan de diameter van de draad waaruit de draadveer (l6) is vervaardigd en 25 - dat het wrijvingsorgaan (9) is voorzien van een uitspa ring (21) bij de genoemde vouw (lo) voor het opnemen van de draadveer (16) en voor het tegengaan van axiale verschuiving daarvan, zodat montage van de wrijvingsscharnierinrichting kan plaats vinden door eerst de draadveer 30 (16) in de uitsparing (21) te brengen, vervolgens de scharnierpen (7) in de scharnierasrichting (5) tussen de benen (11a, 11b) van het wrijvingsorgaan (9) te steken en teslotte de draadveer (16) op de scharnierpen (7) te schuiven en daarbij het eerste vrije uiteinde (17) van de 35 draadveer in de gleuf (19) in de scharnierpen te schuiven. 7901121 -- * *