DE3003613C2

DE3003613C2 -

Info

Publication number: DE3003613C2
Application number: DE3003613A
Authority: DE
Inventors: Jozef Antoon Eindhoven Nl Grosemans
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1980-02-01
Publication date: 1992-11-19
Also published as: DE3003613A1; FR2449184B1; NL7901121A; JPS606955Y2; GB2043160A; ES256665Y; FR2449184A1; GB2043160B; HK12783A; ES256665U; JPS55118308U; IT8019842A0; US4356594A; IT1140551B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungsscharnier vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Diese Art von Reibungsscharniervorrichtungen zum gelenkigen Anbringen transparenter Kunststoffdeckel an Zargen von Plattenspielern ist bekannt. Als Nachteil der bekannten Reibungsscharniervorrichtung wird betrachtet, daß in den Reibungsscharnieren relativ große Reibungs kräfte erzeugt werden müssen, damit der Deckel auch in der ungünstigsten Lage geöffnet bleibt.

Aus der DE-GmS 78 17 400 ist eine Reibungsscharniervorrichtung bekannt, bei der die Reibungscharakteristik verändert wird durch den Einsatz von in Achsrichtung des Scharnieres wirkenden Scheiben, die gegebenenfalls Flanken mit konvexen Teilen haben und aufgrund ihrer Gestaltung mit konvexen Teilen bevorzugte Öffnungswinkel oder nur eine stärkere oder schwächere Klemmung vorgeben. Neben der Wirkung der konvexen Teile soll für den Deckel ein Gewichtsausgleichsmittel der Kraft der Schraubenfeder zustande kommen. Das Zustandekommen eines Gewichtsausgleiches ist auch von der Axialpressung der Scheiben abhängig und nicht näher erläutert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Reibungsscharnier vorrichtung zu schaffen, mittels der ein aufgeschwenkter Deckel in jeder Schräglage und auch bei Stoßbelastungen sicher gegen Herabfallen gehalten bleibt trotz eines verhältnismäßig geringen Kraftaufwandes beim Verschwenken.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1.

Bei einem derartigen Aufbau reichen geringe Bedienungs kräfte zum Öffnen und Schließen des Deckels aus. Dies wird möglich durch eine richtige Auswahl von Reibungsmoment und Ausgleichsmoment.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß

- der Scharnierstift mit einer sich quer zur Scharnier achse erstreckenden Öffnung versehen ist,
- das erste freie Ende der Drahtfeder in die Öffnung in dem Scharnierstift aufgenommen ist und
- das zweite freie Ende sich in einem gewissen Abstand vom Scharnierstift befindet und zum Übertragen von Feder kräften in beiden Drehrichtung gehalten ist.

Dadurch ist ein gedrängter Bau der Reibungsscharnier vorrichtung möglich, so daß die äußeren Abmessungen der Vorrichtung nicht größer zu sein brauchen als die der bereits genannten bekannten Reibungsscharniervorrichtung. Das zweite freie Ende der Feder kann sich an dem der Zarge zugewandten Schenkel des Reibungselementes oder an der Zarge abstützen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß

- die genannte Öffnung im Scharnierstift aus einem sich von dem freien Ende des Scharnierstiftes und quer zum Stiftquerschnitt erstreckenden Schlitz besteht mit einer Breite, die etwa dem Durchmesser der Drahtfeder entspricht, und
- das Reibungselement eine Ausnehmung in der Nähe der Verbindung der beiden Schenkel aufweist für das Aufnehmen der Drahtfeder und zum Vermeiden einer axialen Verschiebung derselben.

An sich ist es aus der DE-OS 20 57 000 bekannt, bei einem Klemmreibungsgelenk das Ende einer Feder in einem sich quer zur Scharnierachse erstreckenden Schlitz zu lagern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schaubildliche Rückansicht eines Platten spielers mit einem transparenten Kunststoffdeckel, der mittels zweier Reibungsscharniervorrichtungen nach der Erfindung mit einer Zarge verbunden ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil des Plattenspielers nach Fig. 1, und zwar gesehen in Richtung der Pfeile II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Explosionsansicht einer Reibungs scharniervorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung, die zeigt, welche Kräfte und Momente auf den Deckel des Plattenspielers nach Fig. 1 einwirken,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der von einer bedienenden Person auszuübenden Momente zum Öffnen und Schließen des Deckels mit und ohne Anwendung der Erfindung.

Der Plattenspieler nach Fig. 1 enthält eine Zarge 1, auf der ein Plattenteller 2 gelagert ist. Auf der Zarge ist mit Hilfe zweier Reibungsscharniervor richtungen 4 ein transparenter Kunststoffdeckel 3 gelenkig angeordnet.

Die Reibungsscharniervorrichtung 4 umfaßt, siehe insbesondere Fig. 3, ein zwischen einer ersten Lage, entsprechend der geschlossenen Lage des Deckels 3, und einer zweiten Lage, entsprechend der geöffneten Lage des Deckels 3, um eine Scharnierachse 5 bewegliches Scharnier element 6. Dieses Scharnierelement enthält einen zylinder förmigen Teil, der als Scharnierstift 7 wirksam ist und einen Verbindungsteil in Form eines Verbindungsstiftes 8 für den Deckel. Auch ist ein aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyazetal, hergestelltes Reibungselement 9 vorhanden, dar die Form eines nahezu streifenförmigen Teils aufweist, der gefaltet ist und auf diese Weise zwei in der Nähe einer Falte 10 miteinander verbundene und nahezu streifenförmige Schenkel 11a und 11b aufweist, wobei die beiden Schenkel sich im wesentlichen parallel in gewissem Abstand voneinander erstrecken. In der Nähe der Falte sind in den Schenkeln Ausnehmungen 12 zum Aufnehmen des Scharnierstiftes 7 vorge sehen. Zum gegeneinander Drücken der Schenkel 11a und 11b des Reibungselementes und zum auf diese Weise zwischen den Schenkeln Klemmen des Scharnierstiftes 7 sind Klemmelemente in Form zweier Bolzen 13 und Muttern 14 vorhanden. Die Bolzen werden durch Öffnungen 15 in den Schenkeln 11a und 11b gesteckt und dienen außer zum Gegeneinanderdrücken der Schenkel zugleich zum Befestigen des Reibungselementes 9 an der Zarge 1 des Plattenspielers. Die Reibungsscharnier vorrichtung umfaßt weiterhin die Federmittel 16 zum federnden Belasten des Scharnierelementes 6 in einer Rich tung zur geöffneten Lage des Deckels entsprechend der zweiten Lage zum teilweisen Ausgleich der auf den Deckel einwirkenden Schwerkraft.

Die Federmittel 16 bestehen aus einem schraubenlinienförmig um einen Teil des Scharnierstiftes 7 gewickelten Draht mit einem ersten freien Ende 17 und einem zweiten freien Ende 18. Der Scharnierstift 7 ist mit einer sich quer zur Scharnierachse 5 erstreckenden Öffnung 19 versehen. Das erste freie Ende 17 der Drahtfeder 16 ist in die Öffnung 19 im Scharnierstift 7 aufgenommen und das zweite freie Ende 18 befindet sich in gewissem Abstand vom Scharnierstift 7 und dient zum Übertragen von Federkräften auf die Zarge 1. Der Scharnierstift 7 hat über die ganze Länge denselben Durchmesser und an der von dem Verbindungs stift 8 abgewandten Seite ein freies Ende 20. Die genannte Öffnung 19 des Scharnierstiftes besteht aus einem sich von dem freien Ende 20 des Scharnierstiftes 7 quer zur Scharnier achse 5 erstreckenden Schlitz 19 mit einer Breite, abge sehen von gewissem Spielraum, nahezu entsprechend dem Durch messer des Drahtes, aus dem die Drahtfeder 16 hergestellt ist. In der Nähe der Falte 10 ist das Reibungselement 9 mit einer Ausnehmung 21 zum Aufnehmen der Drahtfeder und zur Vermeidung einer axialen Verschiebung derselben versehen. Die Anordnung der Reibungsscharniervorrichtung kann dadurch erfolgen, daß zunächst die Drahtfeder 16 in die Ausnehmung 21 gebracht wird, daß daraufhin der Scharnierstift 7 in Richtung der Scharnierachse 5 zwischen die Schenkel 11a und 11b des Reibungselementes 9 gesteckt und zum Schluß die Drahtfeder 16 auf den Scharnierstift 7 geschoben wird, wobei das erste freie Ende 17 der Drahtfeder in den Schlitz 19 des Scharnierstiftes geschoben wird.

In Fig. 3 ist die Drahtfeder 16 in nicht vorgespannter Lage dargestellt. Die gegenseitige räumliche Beziehung der beiden Enden 17 und 18 entspricht dabei nicht derjenigen, die in der Lage nach Fig. 2 auftritt. Das freie Ende 18, das zum Übertragen von Federkräften auf die Zarge 1 dient, stutzt sich, abhängig von der Lage des Deckels 3, entweder an dem Schenkel 11a oder an der Zarge 1 ab.

Die wichtige Verringerung der erforderlichen Kräfte zum Öffnen und Schließen des Deckels 3 durch Ver wendung der erfindungsgemäßen Reibungsscharniervorrichtung wird an Hand der Fig. 4 und 5 erläutert. Fig. 4 zeigt auf schematische Weise in Seitenansicht abermals den Platten spieler nach Fig. 1. Die am Deckel 3 infolge dessen Gewich tes angreifende Schwerkraft G greift im Schwerpunkt Z an. Die Kraft G kann in eine Kraft G cosα senkrecht zur Ober- und Unterseite des Deckels 3 und eine Kraft G sind α in einer Richtung senkrecht dazu zerlegt werden. In der Figur ist angegeben, daß der Winkel α in geschlossener Lage des Deckels 0° beträgt und in geöffneter Lage 90°. Der Be nutzer kann zum Öffnen des Deckels auf die Vorderseite des selben eine Kraft K ausüben, die als positiv bezeichnet wird, wenn die Kraft in einer derartigen Richtung wirkt, daß ein Moment auf den Deckel in Gegenrichtung zum Uhrzeiger sinn als positiv betrachtet wird und in der entgegengesetz ten Richtung als negativ. Dies ist durch ein + und ein - auf beiden Seiten des Buchstabens K angegeben. Zugleich ist in der Zeichnung die Breite W des Deckels zwischen der Vorderseite und der Rückseite angegeben. Alle Momente M werden in einer Richtung im Uhrzeigergegensinn positiv und in der anderen Richtung als negativ bezeichnet. Die beiden Achsen für α = 0° und α = 90° schneiden sich im Punkt A. Bei einem üblichen Plattenspieler kann die Masse des Deckels 3 beispielsweise 750 g betragen. Die Kraft G beträgt dann 7,5 Newton. Das Maß W kann beispielsweise 33 cm bzw. 0,33 m betragen.

In Fig. 5 ist ein Achsensystem angegeben, wobei auf der horizontalen Achse der Winkel α in Grad zwischen 0° und 90° aufgetragen ist und auf der vertikalen Achse eine Skaleneinteilung mit Einheit Nm, so daß auf der vertikalen Achse Momente angegeben werden können. Das Moment, das durch die Kraft G auf den Deckel um den Punkt A ausgeübt wird, beträgt G · cos α · ½ W=1,24 cos α [Nm]. Die Kurve I in Fig. 5 zeigt das Moment, das auf den Deckel 3 ausgeübt werden muß, um den Deckel zu öffnen wenn aus schließlich die Schwerkraft G auf den Deckel wirkt. Dieses Moment ändert sich zwischen 1,24 Nm bei geschlossenem Deckel und 0 Nm bei völlig geöffnetem Deckel. Bei Verwendung einer Reibungsscharniervorrichtung der bereits beschriebenen bekannten Art, also ohne Federmittel, wird das zum Öffnen des Deckels erforderliche Moment um ein Reibungsmoment, das in den Reibungsscharnieren erzeugt wird, vergrößert. Wird davon ausgegangen, daß das Reibungsmoment derart groß sein soll, dar unter keinen Umständen der Deckel 3 unter dem Einfluß der Kraft G herunterfallen kann, müßte beim Schließen des Deckels, auch wenn dieser sich in der Lage α = 0° befindet, noch immer ein kleines negatives Moment ausgeübt werden. Dies bedeutet, daß das Reibungs moment, erzeugt in den Reibungsscharniervorrichtungen, größer sein muß als 1,24 Nm, beispielsweise 1,34 Nm. Die zum Öffnen und Schließen des Deckels erforderlichen Momente sind in Fig. 5 durch die Kurven IIa-IIb angegeben. Zu bemerken ist, daß das beim Bewegen des Deckels auftretende Reibungs moment in Absolutwert von dem Öffnungswinkel α unabhängig ist und bei Umkehrung der Bewegungsrichtung des Deckels das Vorzeichen ändert. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, nimmt das erforderliche maximale Moment zum Öffnen des Deckels von 1,24 Mm bis 2,58 Nm zu. Zum Schließen des Deckels ist ein in negativer Richtung wirkendes Sehließmoment, vari ierend von -1,34 Nm bis -0,1 Nm erforderlich. In Fig. 5 ist durch Pfeile angegeben, in welcher Richtung die Kurven IIa und IIb beim Öffnen bzw. Schließen des Deckels 3 durch laufen werden.

Die Federmittel der erfindungsgemäßen Reibungsscharniervorrichtung können leicht eine lineare Kennlinie erhalten d. h. eine derartige Kennlinie, daß die Größe des durch die Federn ausgeübten Momentes mit dem Winkel α linear variiert. In Fig. 5 ist angegeben, auf welche Weise eine Federkennlinie gewählt werden kann. Durch die Punkte B und C an den Enden der Kennlinie I ist die gerade strichpunktierte Linie l gezogen. Eine gerade Linie III ist derart parallel zu der Linie l ge zogen, daß die Abstände zwischen den Enden D und E dieser Linie von den Punkten B bzw. C der Linie l dem größten Abstand zwischen der Linie III und dem darunter liegenden Teil der Kennlinie I entspricht. Die Kurve III stellt die Kennlinie des durch die Federelemente der Reibungsschar niervorrichtungen auf den Deckel ausgeübten Momentes dar. Die Kurve IV ist die Differenz zwischen der Kurve I und der Linie III und stellt auf graphische Weise das Moment dar, das zum Öffnen des Deckels beim Vorhandensein der genannten Federmittel aber beim Fehlen von Reibungsmomenten auf den Deckel 3 ausgeübt werden muß. Durch die obengenannte Wahl der Lage der geraden Linie III ist erreicht worden, dar die Kurve IV ein Minimum hat, das gleich weit unter halb der α-Achse liegt wie die beiden Randmaxima an der Stelle von 0° und 90° oberhalb der α-Achse. Zum Öffnen des Deckels muß zwischen α = 0° und einem Winkel α₁ ein positives Moment ausgeübt werden, wonach zwischen α₁ und α₂ der Deckel "gebremst" werden muß, also ein negatives Moment ausgeübt werden muß. Beim Erreichen von α₂ ist eine mehr im Bereich der geöffneten Lage des Deckels lie gende Zwischenlage erreicht, wobei das Moment wieder gleich 0 geworden, wonach wieder ein positives Moment bis die Lage α = 90° erreicht ist, ausgeübt werden muß. Wird auch in diesem Fall die Anforderung gestellt, daß ein derartiges Reibungsmoment durch die Reibungselemente ausgeübt werden muß, daß beim Öffnen des Deckels auf den Deckel ein posi tives Moment von minimal 0,1 Nm ausgeübt werden muß, so entsteht eine Kurve Va zum Öffnen des Deckels und eine Kurve Vb zum Schließen desselben. Die Kurve Va hat ein Maximum von 0,62 Nm und die Kurve Vb ein Minimum von -0,62 Nm. Außer der Tatsache, daß diese Werte wesentlich kleiner sind als die Werte, die bei den Kurven IIa und IIb auftreten, sind die nun auftretenden Werte symmetrisch. Wie Fig. 5 zeigt, ist durch Anwendung der Erfindung eine Verringerung des beim Öffnen des Deckels auszuübenden maximalen Momentes um einen Faktor 4 erreicht worden. Es dürfte einleuchten, daß die erfindungsgemäße Reibungsscharniervorrichtung außer bei Plattenspielern auch bei anderen Geräten und Vorrichtungen, wie bei Magnetbandgeräten, Küchenherden, Möbeln usw. verwendet werden kann.

Claims

1. Reibungsscharniervorrichtung (4) zum gelenkigen mit einander Verbinden eines Deckels (3) mit einer Zarge (1), beispielsweise eines Plattenspielers, wobei der Deckel zwischen einer geschlossenen Lage und einer geöffneten Lage um eine horizontale Scharnierachse gegenüber der Zarge drehbar ist und in jeder Lage zwischen der geschlossenen Lage und der geöffneten Lage durch Reibungskräfte festgehalten werden kann, welche Kräfte der auf den Deckel einwirkenden Schwerkraft entgegenwirken, mit:

- einem zwischen einer der geschlossenen Lage des Deckels (3) entsprechenden und einer der geöffneten Lage des Deckels entsprechenden Lage um die Scharnierachse (5) drehbaren Scharnierelement (6) mit Scharnierstift (7) und einem Verbindungsteil (8) zum Verbinden mit dem Deckel (3),
- einem Kunststoffreibungselement (9) mit zwei Schenkeln (IIa, IIb), die sich im wesentlichen parallel zueinander erstrecken und die in der Nähe der gegen seitigen Verbindung (10) Ausnehmungen aufweisen für das Aufnehmen des Scharnierstiftes (7), sowie
- Klemmelementen (13, 14) zum Zusammenklemmen der Schenkel (IIa, IIb) und Klemmen des Scharnierstiftes (7) zur Erzeugung des Reibungsmomentes, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel (16) vorgesehen sind zum Ausüben eines federnden Ausgleichmomentes auf das Scharnierelement (6) zum teilweisen Ausgleichen der auf den Deckel einwirkenden Schwerkraft, wobei das Ausgleich moment bei einer zwischen der geschlossenen und der geöffneten Lage des Deckels liegenden Zwischenlage des Deckels (3) einen Wert gleich Null aufweist und zwischen der genannten Zwischenlage und der geöffneten Lage des Deckels auf das Scharnierelement (6) in Richtung der geschlossenen Lage des Deckels einwirkt, und daß das Reibungsmoment so bemessen ist, daß dennoch von der geschlossenen Lage bis zur geöffneten Lage zum Öffnen des Deckels ein Moment in Richtung der geöffneten Lage erforderlich ist und zum Schließen des Deckels ein Moment in Richtung der geschlossenen Lage erforderlich ist.

2. Reibungsscharniervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Federmittel (16) aus einer schraubenlinienförmig um einen Teil des Scharnierstiftes (7) gewickelten Drahtfeder mit einem ersten freien Ende (17) und einem zweiten freien Ende (18) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Scharnierstift mit einer sich quer zur Scharnier achse (5) erstreckenden Öffnung (19) versehen ist,
- das erste freie Ende (17) der Drahtfeder (16) in die Öffnung (19) in dem Scharnierstift (7) aufgenommen ist und
- das zweite freie Ende (18) sich in einem gewissen Abstand vom Scharnierstift (7) befindet und zum Übertragen von Federkräften in beiden Drehrichtungen gehalten ist.

3. Reibungsscharniervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

- die genannte Öffnung im Scharnierstift aus einem sich von dem freien Ende (20) des Scharnierstiftes (7) und quer zum Stiftquerschnitt erstreckenden Schlitz (19) besteht mit einer Breite, die etwa dem Durchmesser des Federdrahtes der Drahtfeder (16) entspricht, und
- das Reibungselement (9) eine Ausnehmung (21) in der Nähe der Verbindung (10) der beiden Schenkel (IIa, IIb) aufweist für das Aufnehmen der Drahtfeder (16) und zum Vermeiden einer axialen Verschiebung derselben.