DE4390974C2 - Scharnieranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Scharnieranordnung zur Verbindung einer Abdeckung mit einem Gehäuse.

Aus der US 4 227 283 ist eine Scharnieranordnung für die Abdeckung eines Datenterminals bekannt, bei der ein zylindri­ scher Streifen der Scharnieranordnung einstückig mit dem Ge­ häuse und ein im wesentlichen C-förmiger Streifen einstückig mit der Abdeckung verbunden sind. Der Außendurchmesser des zy­ lindrischen Streifens und der Innendurchmesser des C-förmigen Streifens sind etwa gleich, so daß der C-förmige Streifen elastisch den zylindrischen Streifen aufnimmt.

Aus dem DE-GM 77 10 722 ist ein Scharnierband für Türen be­ kannt, bei dem eine Scharnierhülse und ein sich durch diese erstreckender rohrförmiger Scharnierbolzen vorgesehen sind, der einendig mit einem Kopf die Stirnfläche der Scharnierhülse übergreift und anderendig über eine Verschraubung mit der anderen Scharnierhülse in Verbindung steht.

Ein Funk-Sende/Empfänger, wie etwa ein in einem zellulären Kommunikationssystem verwendetes Funktelefon, ist ein Beispiel eines Funkkommunikationsgeräts, das miniaturisiert wurde, um bequem in einer wachsenden Zahl von Anwendungen verwendet werden zu können. Zusätzliche Anstrengun­ gen, die elektronischen Schaltkreise für solche Funk-Sende/Empfänger als auch für andere Funkkommunikations­ geräte weiter zu verkleinern, sind gemacht worden. Eine wei­ tere solche Minitiaturisierung der Funk-Sende/Empfänger wird die Einfachheit der Verwendung eines solchen Gerätes weiter steigern und ermöglichen, daß ein solches Gerät in einer weiter wachsenden Zahl von Anwendungen verwendet wird.

Hand in Hand mit einer zunehmenden Minitiaturisierung der elektronischen Schaltkreise geht eine entsprechende Ver­ kleinerung der physikalischen Dimensionen der Gehäuse, in denen solche elektronischen Schaltkreise untergebracht sind und der weiteren mechanischen Strukturen, die damit verbun­ den sind.

Zum Beispiel haben viele Funktelephonkonstruktionen Aus­ maße, die ein bequemes In-der-Hand-Tragen durch einen Benut­ zer ermöglichen, und werden auch als tragbare Telephone be­ zeichnet. Solche Funktelephonkonstruktionen umfassen typi­ scherweise einen Telephontastenblock, der auf einer Vorder­ fläche derselben angeordnet ist, um den Beginn einer Tele­ phonkommunikation durch Niederdrücken einer gewünschten Rei­ henfolge von Tasten auf dem Tastenblock zu ermöglichen.

Um ein unbeabsichtigtes Betätigen irgendeiner Taste des Funktelephons zu verhindern, umfassen einige tragbare Funk­ telephonstrukturen eine Abdeckung, die so angeordnet werden kann, daß sie den Tastenblock überdeckt, wenn das Funktele­ phon nicht verwendet wird. Solche Funktelephonkonstruktionen verbinden die Abdeckung mit dem Funktelephongehäuse mit ei­ ner Scharnierverbindung, die eine Drehung um eine solche Scharnierverbindung ermöglicht, um die Abdeckung über dem Tastenblock des Funktelephons anzuordnen oder alternativ den Tastenblock aufzudecken, um einen Zugriff des Benutzers dar­ auf zu ermöglichen. Wenn die Funktelephonkonstruktion ziem­ lich groß ist, kann ein Scharnieranordnung für eine solche Scharnierverbindung einfach ausgeführt sein.

Jedoch besteht zusammen mit den weitergehenden Versu­ chen, die physikalischen Dimensionen des Gehäuses und weite­ rer, damit verbundener mechanischer Strukturen des Funktele­ phons zu verringern, ein Bedarf für eine Scharnieranordnung mit minimalen physikalischen Dimensionen, die eine Schar­ nierverbindung der Tastenblockabdeckung mit dem Gehäuse er­ möglicht.

Eine solche Scharnieranordnung mit minimalen physikali­ schen Dimensionen muß auch einen einfachen Aufbau besitzen, um einen leichten Zusammenbau zu ermöglichen. Vorzugsweise besitzt eine solche Scharnieranordnung ein solches Design, das deren Zusammenbau in einem Montageband-artigen Prozeß durch Roboter oder Automaten ermöglicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Scharnieranordnung mit minimalen physikalischen Dimensionen zu schaffen, die mit Hilfe von Automaten leicht zusammenge­ baut werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebe­ nen Merkmale gelöst.

Die Scharnieranordnung umfaßt eine mit der Abdeckung verbun­ dene und sich transversal erstreckende Scharnierhülse, in die ein Scharnierbolzen einbringbar ist. Der Scharnierbolzen hat an seinem Ende besonders geformte Endflächen, die wenigstens zwei Vertiefungsbereiche, die von einem Erhebungsbereich ge­ trennt werden, aufweisen. Der Scharnierbolzen hat Abmessungen und eine Formgebung, die nach seinem Einsetzen in die Schar­ nierhülse bei Auftreten eines auf die Abdeckung wirkenden Drehmomentes zum Bewirken einer Drehbewegung der Abdeckung eine entsprechende Drehbewegung des Scharnierbolzens verur­ sachen. Wenigstens ein Gehäusestift ist an dem Gehäuse befe­ stigt, um auf der Endfläche des Scharnierbolzens zu gleiten, so daß das Wirken von Drehmomenten auf die Abdeckung eine Drehung in die geschlossene Position und das Gleiten des Ge­ häusestiftes in den ersten der zwei Vertiefungsbereiche der Endfläche des Scharnierbolzens bewirkt. Das Ausüben von Dreh­ momenten auf die Abdeckung in einer entgegengesetzten Rich­ tung dreht diese in eine geöffnete Position und bewirkt das Gleiten des Gehäusestiftes in den zweiten der zwei Vertie­ fungsbereiche der Endfläche, um dadurch die Abdeckung in der geöffneten Position zu halten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeich­ nung erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht der Scharnieranordnung;

Fig. 2 eine vergrößerte, aufgeschnittene Ansicht eines Teils einer Seitenwand des Gehäuses der Fig. 1, die die Anordnung eines Gehäusestiftes zeigt, der einen Teil der Scharnieranordnung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung bildet;

Fig. 3-I eine vergrößerte Ansicht eines ersten der Scharnierbolzen des bevorzugten Ausführungsbeispiels;

Fig. 3-II eine vergrößerte Ansicht eines zweiten der Scharnierbolzen des bevorzugten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 eine graphische Darstellung von Verschiebungskur­ ven, die die Beziehung zwischen den Endflächen und den Gehäu­ sestiften des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 5 eine graphische Darstellung ähnlich der Fig. 4, die jedoch die Beziehung zwischen den Endflächen und den Gehäuse­ stiften eines alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt;

Fig. 6 eine aufgeschnittene Endansicht in Draufsicht einer Scharnierhülse der Scharnieranordnung des bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels;

Fig. 7 einen Längsquerschnitt der Scharnierhülse längs der Linie 7-7 der Fig. 6;

Fig. 8 einen Längsquerschnitt ähnlich dem der Fig. 7, der aber außerdem die Anordnung der Scharnierbolzen und des Federelementes des bevorzugten Ausführungsbeispiels innerhalb der Scharnierhülse zeigt; und

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Funktelefons eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, in dem die Scharnieranordnung der vorhergehenden Figuren ein Teil bildet.

In der perspektivischen Explosionsansicht der Fig. 1 ist eine Scharnieranordnung 100 zum Bilden einer Scharnierverbindung zwischen einer Abdeckung 106 und einem Gehäuse 112 gezeigt, obwohl die Scharnieranordnung 100 auch eine Scharnierverbin­ dung zwischen irgendwelchen anderen Teilen bilden kann.

Die Scharnieranordnung 100 umfaßt eine Scharnierhülse 124, die sich transversal erstreckt und die einstückig mit der Ab­ deckung 106 gebildet ist. Die Scharnieranordnung 100 umfaßt weiterhin einen ersten Scharnierbolzen 136, ein Federelement 142, einen zweiten Scharnierbolzen 148 und einen Gehäusestift 154. Der Gehäusestift 154 ist an dem Gehäuse 112 befestigt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Scharnier­ anordnung 100 außerdem Kanäle 160, die in den Seitenwänden des Gehäuses 112 formgegossen sind. (Nur ein Kanal 160 ist in Fig. 1 gezeigt; ein zweiter Kanal 160 ist in der Figur ver­ deckt, ist jedoch auf ähnliche Weise in einer Seitenwand ge­ formt, die der Seitenwand gegenüberliegt, in der der Kanal 160 gezeigt ist.) Wie gezeigt, erstreckt sich der Ge­ häusestift 154 in eine von dem Kanal 160 gebildete Halteflä­ che. (Ein zweiter Gehäusestift erstreckt sich auf ähnliche Weise in eine von dem Kanal 160, der in der Figur verdeckt ist, gebildete Haltefläche.)

Die Scharnierhülse 124 besitzt Dimensionen, die das Einsetzen der Scharnierbolzen 136 und 148 und des Federelements 142 er­ lauben. Die Scharnierbolzen 136 und 148 und das Federelement 142 werden auf geeignete Weise von der Scharnierhülse 124 ge­ halten, so daß sich Endflächen bzw. Endbereiche der Schar­ nierbolzen 136 und 148 über sich gegenüberliegende Seiten der Scharnierhülse 124 hinaus erstrecken, indem der Reihe nach in in den von den Pfeilen angezeigten Richtungen, der Scharnier­ bolzen 136, das Federelement 142 und der Scharnierbolzen 146 in die Scharnierhülse 124 eingesetzt werden. Die Scharnier­ bolzen 136 und 148 und das Federelement 142 besitzen solche axialen Gesamtausmaße bezüglich derjenigen der axialen Länge der Scharnierhülse 124, daß die Endflächen der Scharnierbol­ zen 136 und 148 sich über die sich gegenüberliegenden Seiten der Scharnierhülse 124 hinaus erstrecken, wenn das Federele­ ment 142 nicht zusammengedrückt ist, aber wobei ein Zusammen­ drücken des Federelements 142 der Gesamtlänge der Scharnier­ bolzen 136 und 148 und des Federelements 142 ermöglicht, kleiner zu sein als die axiale Länge der Scharnierhülse 124.

Sobald die Scharnierbolzen 136 und 148 und das Federelement 142 in der Scharnierhülse 124 eingesetzt sind, bilden die Scharnierbolzen 136 und 148 zusammen eine Drehachse, um die die Abdeckung 106 gedreht werden kann, um die Abdeckung 106 entweder in einer geschlossenen Position anzuordnen, in der eine Vorderoberfläche der Abdeckung 106 gegen eine Vorder­ oberfläche des Gehäuses 112 stößt, oder um die Abdeckung 106 alternativ so anzuordnen, daß sich die Abdeckung 106 unter einem Winkel bezüglich des Gehäuses 112 erstreckt.

In der vergrößerten, aufgeschnittenen Ansicht der Fig. 2 ist einer der Kanäle 160, der in einer Seitenwand des Gehäuses 112 geformt ist, in größerem Detail gezeigt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Kanäle 160 in sich gegenüberlie­ genden Seitenwänden des Gehäuses 112 geformt, um eine Halte­ rung für Bereiche der Scharnierbolzen 136 und 148, die sich über sich gegenüberliegende Seiten der Scharnierhülse 124 hin­ weg erstrecken, zur Verfügung zu stellen. Wie zuvor festge­ stellt wurde, ist der Gehäusestift 154 an dem Gehäuse 112 be­ festigt und erstreckt sich in eine Haltefläche, die von dem Kanal 160 gebildet wird. Eine Achse 176 ist um eine zentrale Achse des Kanals 160 zentriert und dient dazu, einen weiteren Halt für den Gehäusestift 154 zu bieten. Es ist festzustel­ len, daß, wenn der Scharnierbolzen 136 oder 148 von dem Ge­ häuse 160 gehalten wird, der Gehäusestift 154 die Translation des Scharnierbolzens in der Richtung seiner Längsachse ein­ schränkt und daß der Kanal dem Scharnierbolzen durch äußere Umfangsbereiche des Scharnierbolzens und durch die Achse 176 einen Halt bietet.

In der vergrößerten Darstellung der Fig. 3-I ist der Schar­ nierbolzen 136 allein gezeigt. Der Scharnierbolzen besteht aus einem zylindrischen Körper. In einem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel besteht der Scharnierbolzen 136 aus einem ther­ moplastischen Material; andere Herstellungsmaterialien können natürlich alternativ verwendet werden.

Die Durchmesserausmaße des Scharnierbolzens 136 werden so ausgewählt, daß ein Einsetzen des Scharnierbolzens in die in Fig. 1 gezeigte Scharnierhülse 124 ermöglicht wird. Es sind Keilelemente 186 und 192 so geformt, daß sie sich longitudi­ nal entlang Bereichen der Länge des Scharnierbolzens 136 um Umfangsbereiche desselben erstrecken. Vorderoberflächen der Keilelemente 186 und 192 - die Vorderoberflächen 186-I, 186-II, 192-I und 192-II sind in der Figur gezeigt - bilden Kraftaufnahmeoberflächen, die für weiter unten im einzelnen angegebene Aufgaben dienen. Die Keilelemente 186 und 192 sind vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, an gegenüberlie­ genden Seiten des Scharnierbolzens 136 geformt.

Eine axiale Endfläche 198 ist auf einer Kantenoberfläche eines Endbereichs des Scharnierbolzens 136 geformt. Die End­ fläche 198 bildet Vertiefungen 198-I und 198-II, die von Er­ hebungen 198-III und 198-IV getrennt werden. Eine Bohrung 202 ist so geformt, daß sie sich in den Körper des Scharnierbol­ zens 136 von einem Endbereich desselben aus erstreckt. Die Bohrung 202 bildet eine Achsenaufnahmeoberfläche und besitzt Ausmaße, die eine Aufnahme der Achse 176 des Kanals 160 darin ermöglicht, wenn der Scharnierbolzen 136 so angeordnet ist, daß er von dem Kanal 160 gehalten wird.

Fig. 3-II ist eine vergrößerte Darstellung des Scharnierbol­ zens 148, der allein gezeigt ist. Der Scharnierbolzen 148 ist im wesentlichen ähnlich dem Scharnierbolzen 136 und besteht aus einem zylindrischen Körper. (Es ist jedoch festzustellen, daß die Scharnierbolzen alternativ aus Herstellungsgründen von unterschiedlicher Länge sein können, falls dies so ge­ wünscht wird.) Der Scharnierbolzen 148 besteht ebenfalls vor­ zugsweise aus einem thermoplastischen Material; andere Her­ stellungsmaterialien können natürlich alternativ verwendet werden. Es sind Keilelemente 286 und 292 so geformt, daß sie sich longitudinal entlang Bereichen der Länge des Scharnier­ bolzens 148 um Umfangsbereiche desselben erstrecken. Vorder­ oberflächen der Keilelemente 286 und 292 bilden Kraftaufnah­ meoberflächen ähnlich den Vorderoberflächen 186-I, 186-II, 192-I und 192-II des Scharnierbolzens 136 der Fig. 4-I. In Fig. 3-II sind Kraftaufnahmeflächen 286-I, 286-II, 292-I und 292-II gezeigt.

Eine Endfläche 298 ist auf einer Kantenoberfläche des Schar­ nierbolzens 148 geformt. Die Endfläche 298 bildet Vertiefun­ gen 298-I und 298-II, die von Erhebungen 298-III und 298-IV getrennt werden. Die Endfläche 298 ist in ihrem Verlauf ähn­ lich der Endfläche 198 des Scharnierbolzens 136 und ist ein Spiegelbild derselben.

In der graphischen Darstellung der Fig. 4 sind Verschiebungs­ kurven gezeigt, um die Beziehung zwischen den auf den Kanten­ oberflächen der Scharnierbolzen 136 und 148 geformten Endflä­ chen entsprechend einem ersten, bevorzugten Ausführungsbei­ spiel zu zeigen. Sowohl die Abszisse 380 als auch die Ordina­ te 386 sind in Längseinheiten skaliert, und die Kurven 398 und 498 sind zweidimensionale Auftragungen der Endflächen, die jeweils auf den Kantenoberflächen der Scharnierbolzen 136 und 148 geformt sind. Muldenbereiche der Kurve 398 stellen Vertiefungen dar, die hier durch die Bezugszeichen 398-I und 398-II gekennzeichnet sind. Die Mulden 398-I und 398-II ent­ sprechen den Vertiefungen 198-I und 198-II des Scharnierbol­ zens 136 der Fig. 3-I.

Auf ähnliche Weise entsprechen die Erhebungen 398-III und 398-IV den Erhebungen 198-III und 198-IV des Scharnierbolzens 136.

Muldenbereiche der Kurve 498 stellen auf ähnliche Weise Ver­ tiefungen dar, die hier durch die Bezugszeichen 498-I und 498-II gekennzeichnet sind. Die Mulden 498-I und 498-II ent­ sprechen den Vertiefungen 298-I und 298-II des Scharnierbol­ zens 148 der Fig. 3-II. Auf ähnliche Weise entsprechen die Erhebungen 498-III und 498-IV den Erhebungen 298-III und 298-IV des Scharnierbolzens 148.

Ein Vergleich der Kurve 398 mit der Kurve 498 zeigt, daß die Endflächen 198 und 298, die durch die Kurven 398 und 498 dar­ gestellt werden, identisch sind.

In einem ersten, bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Scharnierbolzen 136 und 148 in die Scharnierhülse 124 aufge­ nommen und in einer ähnlichen Phasenausrichtung ausgerichtet. Das bedeutet, daß die Scharnierbolzen 136 und 148 so ausge­ richtet werden, daß, wenn sie ausgerichtet sind, sie gegen die jeweiligen Gehäusestifte 154 stoßen und ähnliche Bereiche der Endflächen 198 und 298 gegen die jeweiligen Gehäusestifte 154 stoßen. Solche ähnlichen Ausrichtungen der Scharnierbol­ zen 136 und 148 werden durch die Anordnung der Gehäusestifte, die in der graphischen Darstellung der Fig. 4 durch Kreise 504 und 508 angedeutet sind und sich jeweils in ähnlichen Be­ reichen der Vertiefungen 398-I und 498-I befinden, darge­ stellt.

In der graphischen Darstellung der Fig. 5 sind Verschiebungs­ kurven gezeigt, die ähnlich den Verschiebungskurven der Fig. 4 sind, aber die Beziehung zwischen den auf den Kanten­ oberflächen der Scharnierbolzen 136 und 148 geformten Endflä­ chen entsprechend einem alternativen, bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigen. Sowohl die Abszisse 580 als auch die Ordinate 586 sind in Längeneinheiten skaliert, und, analog zu den Kurven 398 und 498 der Fig. 4, sind die Kurven 598 und 698 zweidimensionale Auftragungen der Endflächen, die jeweils auf den Kantenoberflächen der Scharnierstifte 136 und 148 ge­ formt sind. Muldenbereiche der Kurve 598 stellen Vertiefungen dar, die hier durch die Bezugszeichen 598-I und 598-II ge­ kennzeichnet sind. Die Mulden 598-I und 598-II entsprechen den Vertiefungen 198-I und 198-II des Scharnierbolzens 136 der Fig. 3-I. Erhebungen des Scharnierbolzens 136 sind auf ähnliche Weise in der Kurve 598 durch die Erhebungen 598-III und 598-IV dargestellt.

Muldenbereiche der Kurve 698 stellen Vertiefungen dar, die hier durch die Bezugszeichen 698-I und 698-II gekennzeichnet sind. Die Mulden 698-I und 698-II entsprechen den Vertiefun­ gen 298-I und 298-II des Scharnierbolzens 148 der Fig. 3-II. Die Erhebungen 698-III und 698-IV entsprechen den Erhebungen 298-III und 298-IV des Scharnierstiftes 148.

Die graphische Darstellung der Fig. 5 zeigt im Gegensatz zu der Ausrichtung der Scharnierstifte 136 und 148 der Fig. 4 eine Anordnung, in der die Scharnierstifte sich in einer re­ lativen Gegenphasenbeziehung zueinander befinden. Das bedeu­ tet, daß, wenn die Scharnierbolzen 136 und 148 in der Schar­ nierhülse 124 aufgenommen sind, die Scharnierbolzen in einer solchen Phasenbeziehung ausgerichtet werden, daß bei einer anstoßenden Verbindung der Endflächen 198 und 298 der Schar­ nierbolzen 136 und 148 jeweils mit den an dem Gehäuse 112 be­ festigten Gehäusestiften ungleiche Bereiche der jeweiligen Endflächen gegen die entsprechenden Gehäusestifte stoßen.

Die Gehäusestifte sind in der graphischen Darstellung der Fig. 5 durch Kreise 704 und 708 dargestellt, die an unglei­ chen Plätzen der Kurven 598 und 698 angeordnet sind. Der Ge­ häusestift 704 ist am Boden der Vertiefung 598-I angeordnet, während der Gehäusestift 708 über einer Schrägen, die sich zum Boden der Vertiefung 698-II erstreckt, angeordnet ist. Eine derartige relative Phasenbeziehung zwischen den Endflä­ chen, die auf den jeweiligen Scharnierbolzen geformt sind, bewirkt, das entgegengesetzte Kräfte auf die jeweiligen Scharnierbolzen wirken und daß somit entgegengesetzte Kräfte auf die Abdeckung 106 wirken.

In der geschnittenen Ansicht der Fig. 6 ist die Scharnierhül­ se 124 von jenseits eines ihrer Endbereiche gezeigt. Die Scharnierhülse 124 ist einstückig geformt, um sich an einem Ende der Abdeckung 106 zu erstrecken, und ist im Aufbau röh­ renförmig.

Die Endansicht der Fig. 6 zeigt weiterhin Nuten 130-I und 130-II, die sich longitudinal entlang der Scharnierhülse 124 erstrecken. Die Nuten 130-I und 130-II entsprechen in ihrer Anzahl und Ausrichtung den Keilelementen 186 und 192 des Scharnierbolzens 136 und auch den Keilelementen 286 und 292 des Scharnierbolzens 148. Solche Nuten erlauben somit das Einsetzen der Scharnierbolzen in die Scharnierhülse 124.

Sobald die Scharnierbolzen 136 und 148 in die Scharnierhülse 124 aufgenommen sind, verhindert eine gepaarte Verbindung der auf den Scharnierbolzen 136 und 148 geformten Keilelemente 186, 192, 286 und 293 eine Drehung der Scharnierbolzen 136 und 148 relativ zu der Scharnierhülse 124. Da eine Drehung der Scharnierbolzen 136 und 148 relativ zu der Scharnierhülse 124 verhindert wird, tritt eine Drehung der Scharnierbolzen 136 und 148 nur in Abhängigkeit von einer Drehung der Scharnierhülse 124 auf. Und da die Scharnierhülse 124 einstückig mit der Abdeckung 106 geformt ist, tritt eine Drehung der Scharnierbolzen 136 und 148, sobald sie in die Scharnierhülse 124 eingesetzt sind, nur in Abhängigkeit von einer entsprechenden Drehung der Abdeckung auf.

Die Drehmomente, die auf die Abdeckung 106 entweder im Uhr­ zeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn ausgeübt werden, wie in Fig. 6 durch den Pfeil 720 gezeigt, um eine Drehung der Abdeckung 106 zu bewirken, werden mittels der Kraftaufnahme­ flächen, die auf den Vorderflächen der Keilelemente 186, 192, 286 und 293 geformt sind, auf die Scharnierbolzen 136 und 148 übertragen. Die Scharnierbolzen 136 und 148 werden dadurch im Einklang mit der entsprechenden Drehung der Scharnierhülse 124 und der Abdeckung 106 in Drehung versetzt. Da die Keil­ elemente 186, 192, 286 und 292 sich longitudinal entlang we­ sentlicher Bereiche der Länge der jeweiligen Scharnierbolzen 136 und 148 erstrecken, werden die auf die Keilelemente 186, 192, 286 und 292 übertragenen Kräfte entlang wesentlicher Be­ reiche der Länge der Scharnierbolzen 136 und 148 übertragen.

Fig. 7 ist ein Längsquerschnitt der Scharnierhülse 124 ent­ lang der Linie 7-7 der Fig. 6. Die Scharnierhülse ist wiede­ rum in einer röhrenförmigen Konfiguration gezeigt. Die Nuten 130-I und 130-II sind ebenfalls in der Figur gezeigt. Die Nuten 130-I und 130-II erstrecken sich jedoch innen nicht über die gesamte Länge der Scharnierhülse. Die Enden der Nuten werden durch querverlaufende Nutenden 726 und 730 der Scharnierhülse 124 gebildet.

Als Ergebnis wird eine Translation des Scharnierbolzens 136, sobald er in die Scharnierhülse 124 eingesetzt ist, nur so­ lange erlaubt, bis die Kraftaufnahmeoberflächen 186-II und 192-II gegen die Nutenden 726 und 730 der Scharnierhülse 124 stoßen, um an diesen fest zu sitzen.

Durch geeignete Auswahl der Längen der Nuten 130-I und 130-II kann eine Translation des Scharnierbolzens 136 ermöglicht werden, um zu bewirken, daß sich die Endfläche 198 des Schar­ nierbolzens 136 über ein Ende der Scharnierhülse 124 hinaus erstreckt.

Sobald die Kraftaufnahmeoberflächen 186-II und 192-II des Scharnierbolzens 136 in geeigneter Weise an den querverlau­ fenden Nutenden 726 und 730 der Scharnierhülse derart fest­ sitzen, daß die Endfläche 198 des Scharnierbolzens 136 sich über ein Ende der Scharnierhülse 124 hinaus erstreckt, kann das Federelement 142 (in der Explosionsansicht der Fig. 1 ge­ zeigt) in die Scharnierhülse 124 eingesetzt werden, und dann kann der verbleibende Scharnierbolzen 148 in die Scharnier­ hülse 124 eingesetzt werden.

Fig. 8 ist ein Längsquerschnitt ähnlich dem der Fig. 7, zeigt aber die Anordnung der Scharnierbolzen 136 und 148 und des Federelements 142, nachdem sie in der Scharnierhülse 124 ein­ gesetzt und darin in Position gebracht worden sind. Die Ge­ samtlänge des Scharnierbolzens 136 und 148 und des Federele­ ments 142, wenn sich das Federelement 142 in einem nicht zu­ sammengedrücken Zustand befindet, ist größer als die Länge der Scharnierhülse 124, so daß die Endflächen 198 und 298 der Scharnierbolzen 136 und 148 sich über sich gegenüberliegen­ den Enden der Scharnierhülse 124 hinaus erstrecken. Jedoch wird durch das Ausüben von Kompressionskräften auf das Feder­ element 142 über die Übertragung von an die Scharnierbolzen 136 und 148 in den durch die Pfeile 731 und 733 gezeigten Richtungen angelegten Kräften die Gesamtlänge der Scharnier­ bolzen 136 und 148 und des Federelements 142 so reduziert, daß sie gleich oder geringer als die Länge der Scharnierhülse 124 ist. Die Ausübung von Kräften ermöglicht die Anordnung der Scharnierhülse 124 an Kanälen 160, bei denen das Beenden des Anlegens der Übertragungskräfte auf die Scharnierbolzen 136 und 148 ein Einsetzen der Scharnierbolzen in die entspre­ chenden Kanäle 160 ermöglicht.

Es wird weiterhin festgestellt, daß der Scharnierbolzen 136, der Scharnierbolzen 148 und das Federelement 142 innerhalb der Scharnierhülse 124 durch Translation der jeweiligen Ele­ mente in die durch den Pfeil 734 gezeigte Richtung eingesetzt werden. Da diese Elemente innerhalb der Scharnierhülse 124 durch Translation in eine einzige Richtung angeordnet werden, ist die Anordnung dieser Elemente in der Scharnierhülse 124 einem automatisierten Prozeß zuführbar.

Während die Scharnierhülse 124 röhrenförmig im Aufbau ist, sind, wenn die Scharnierhülse 124 aus einem thermoplastischen Material besteht, das in einem Formgußverfahren geformt wird, die Innenwände, die die Scharnierhülse 124 bilden aus Gründen der Herstellung leicht schräg zulaufend. Demzufolge besitzt der Innenquerschnitt der Scharnierhülse 124 an verschiedenen Stellen leicht unterschiedliche Werte.

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Funk­ telefons, das eine Tastenblockabdeckung 806 umfaßt, die über eine Scharnieranordnung 100, die in den vorstehenden Figuren ge­ zeigt ist, mit dem Funktelephongehäuse 812 verbunden ist.

Während die Tastenblockabdeckung 806 in einer geöffneten Position gezeigt ist, bewirkt die Ausübung eines Drehmomentes auf die Abdeckung 806, in der durch den Pfeil 814 gezeigten Rich­ tung, eine Drehbewegung der Abdeckung 806 um das Scharnier, um die Abdeckung 806 in einer geschlossenen Position anzuordnen, in der die Tastenblockabdeckung 806 den Tastenblock 816 ab­ deckt. Wenn umgekehrt die Abdeckung 806 in der geschlossenen Position angeordnet ist, bewirkt ein an die Abdeckung in der Richtung entgegen dem Pfeil 814 angelegtes Drehmoment eine Drehbewegung der Tastenblockabdeckung 806, um die Abdeckung 806 in der gezeigten, geöffneten Position anzuordnen.

Unter Bezugnahme auf die Verschiebungskurven der Fig. 4 wird die Funktion der Endflächen 198 und 298, die jeweils auf den Kantenoberflächen der Scharnierbolzen 136 und 148 geformt sind und durch die Kurven 398 und 498 dargestellt sind, im Zusammenhang mit dem Betrieb des Funktelephons 800 beschrie­ ben.

Die Kreise 504 und 508, die die Gehäusestifte 154 darstellen, zeigen die Beziehung zwischen den Gehäusestiften 154 der Scharnieranordnung, die die Abdeckung 806 mit dem Gehäuse verbindet, wenn sich die Abdeckung 806 in der geöffneten Position befindet, die in Fig. 9 gezeigt ist. Das Anlegen eines Drehmoments an die Tastenblockabdeckung 806 in der durch den Pfeil 814 gezeigten Richtung zum Bewirken einer Drehbewegung der Tastenblockabdeckung 806 bewirkt eine ent­ sprechende Drehung der Scharnierbolzen 136 und 148, auf denen die Endflächen geformt sind. Eine solche Drehung der Schar­ nierbolzen 136 und 148 bewirkt, daß die Gehäusestifte 154 (wiederum durch die Kreise 504 und 508 der Fig. 4 darge­ stellt) gegen andere Bereiche der jeweiligen Endflächen 198 und 298 stoßen. Genauer werden während der Drehung der Tastenblockabdeckung 806 (und somit der Scharnierbolzen 198 und 298) aus der geöffneten Position in die geschlossene Position die jeweiligen Gehäusestifte 154 in einer anstoßen­ den Verbindung mit den schrägen Endflächen 198 und 298, die von den Vertiefungen 398-I und 498-I herausführen und sich zu den Erhebungsbereichen 398-III und 498-III erstrecken, ange­ ordnet. Eine weitere Drehung der Tastenblockabdeckung 806 be­ wirkt die Anordnung der jeweiligen Gehäusestifte 154 auf den schrägen Oberflächen, die von den Erhebungsbereichen 398-III und 498-III zu den Vertiefungen 398-IV und 498-IV führen. Wenn die Tastenblockabdeckung 806 in die geschlossene Position gedreht wird, werden die Scharnierbolzen 136 und 148 so gedreht, daß die Vertiefungsbereiche 398-II und 498-II gegen die Gehäusestifte 154 stoßen.

Wenn die Tastenblockabdeckung 806 so gedreht wird, daß sie entweder in der geöffneten Position oder in der geschlossenen Position ist, stoßen die Endflächen 198 und 298 gegen die je­ weiligen Gehäusestifte 154 in den Vertiefungsbereichen der Endflächen 198 und 298. Das Ausüben eines Drehmoments zum Drehen der Tastenblockabdeckung 806 aus der geöffneten Position in die geschlossene Position oder umgekehrt muß groß genug sein, um die Widerstandskräfte zu überwinden, die auf die jeweiligen Gehäusestifte 154 gegen die Endflächen 198 bzw. 298 der jeweiligen Scharnierbolzen 136 bzw. 148 wirken. Somit wird die Tastenblockabdeckung 806 gezwungen, entweder in der geöffneten oder in der geschlossenen Position zu bleiben. Das zwischen den Scharnierbolzen 136 und 148 inner­ halb der Scharnierhülse 124 angeordnete Federelement 142 er­ zeugt Translationskräfte auf die Scharnierbolzen 136 und 148. Bei Abwesenheit von auf die Tastenblockabdeckung 806 wirken­ den Drehmomenten bewirken solche Translationskräfte auf ähn­ liche Weise eine Drehung der Scharnierbolzen 136 und 148 und somit der Tastenblockabdeckung 806 entweder zur geöffneten oder geschlossenen Position, so daß die Gehäusestifte 154 gegen Vertiefungen der Endflächen 198 und 298 der jeweiligen Scharnierbolzen 136 und 148 stoßen.

Die Abstände zwischen den Vertiefungen der Endflächen 198 und 298 definieren die Winkelausrichtung der Tastenblockabdeckung 806 relativ zum Gehäuse 812. Zusätzlich bestimmen die Neigun­ gen der Profile der Endflächen 198 und 298 (also die Steigung oder Steilheit der Endflächen 198 und 298, die sich zwischen den Vertiefungs- und Erhebungsbereichen der Endflächen 198 und 298 erstrecken) den Betrag der Kraft, die erforderlich ist, ein Drehmoment zum Bewirken einer Drehung der Tasten­ blockabdeckung 806 zu bewirken. Endflächenprofile mit steilen Neigungen erfordern einen größeren Kraftbetrag zum Drehen der Tastenblockabdeckung 806 von einer Position in eine andere.

Da die Scharnieranordnung nur eine einzige röhrenförmige Scharnierhülse mit physikalischen Ausmaßen, die eine Anord­ nung eines Scharnierbolzens darin ermöglicht, erfordert, werden die physikalischen Ausmaße, die für eine solche Schar­ nieranordnung erforderlich sind, minimiert. Zusätzlich kann, da alle Elemente der Scharnieranordnung durch einen einzigen, linearen Vorgang zusammengesetzt werden können, das Zusammen­ setzen einer solchen Scharnieranordnung einem automatisierten Prozeß zugeführt werden.

Claims (8)

1. Scharnieranordnung zur Verbindung einer Abdeckung (106) mit einem Gehäuse (112), um dadurch die Abdeckung (106) in einer geschlossenen Position, in der eine Vorderfläche der Abdeckung und eine Vorderfläche des Gehäuses (112) gegenein­ anderstoßen, und in wenigstens einer geöffneten Position, in der sich die Abdeckung (106) über dem Gehäuse (112) in einem bestimmten Winkel erstreckt, halten zu können, wobei die Scharnieranordnung (100) umfaßt:
eine sich quer erstreckende Scharnierhülse (130), die mit der Abdeckung (106) verbunden ist,
einen Scharnierbolzen (136, 148), der an seinem Ende (Quer­ schnitt) eine besonders geformte Endfläche (198, 298) be­ sitzt, wobei diese Endfläche (198, 298) wenigstens zwei Ver­ tiefungsbereiche (198-I, 198-II, 298-I, 298-II) bildet, die von einem Erhebungsbereich (198-III, 198-IV, 298-III, 298-IV) getrennt werden, wobei der Scharnierbolzen (136, 148) so in die Scharnierhülse (130) eingesetzt werden kann, daß Drehmomente, die eine Drehbewegung der Abdeckung (106) bewirken, eine entsprechende Drehbewegung des Scharnierbol­ zens (136, 148) mit verursachen,
wenigstens einen Gehäusestift (154), der am Gehäuse (112) befestigt ist, um auf der Endfläche (198, 298) des Schar­ nierbolzens (136, 148) zu gleiten, so daß das Wirken von Drehmomenten auf die Abdeckung (106) in eine erste Richtung die Abdeckung (106) in die geschlossene Position bringt, wo­ bei der Gehäusestift (154) in den ersten (198-I, 298-I) der zwei Vertiefungsbereiche (198-I, 198-II, 298-I, 298-II) der Endfläche (198, 298) des Scharnierbolzens (136, 146) glei­ tet, und daß das Wirken von Drehmomenten auf die Abdeckung (106) in einer entgegengesetzten Richtung die Abdeckung (106) in eine geöffnete Position bringt, wobei der Gehäuse­ stift (154) in den zweiten (198-II, 298-II) der zwei Vertie­ fungsbereiche der Endfläche (109, 298) des Scharnierbolzens (136, 148) gleitet, um dadurch die Abdeckung (106) in der geöffneten Position zu halten.

2. Scharnieranordnung nach Anspruch 1, wobei der Scharnier­ bolzen (136, 148) einen ersten Scharnierbolzen (136), ein Federelement (142) und einen zweiten Scharnierbolzen (148) umfaßt, wobei der erste Scharnierbolzen (136) und der zweite Scharnierbolzen (148) an ihren dem Federelement (142) abge­ wandten Enden (Querschnitte) die besonders geformte Endflä­ che (198, 298) besitzen.

3. Scharnieranordnung nach Anspruch 2, wobei der erste Scharnierbolzen (136), sobald er in der Scharnierhülse (130) eingesetzt wird, entlang dieser verschoben werden kann, um die Endfläche (198) des ersten Scharnierbolzens (136) über die eine Seite der Scharnierhülse (130) hinaus anzuordnen, und wobei der zweite Scharnierbolzen (148), sobald er in die Scharnierhülse (130) eingesetzt wird, so angeordnet ist, daß die Endfläche (298) des zweiten Scharnierbolzens (148) sich über die andere Seite der Scharnierhülse (130) hinaus er­ streckt.

4. Scharnieranordnung nach Anspruch 3, wobei das Federele­ ment (142) so zwischen dem ersten und dem zweiten Scharnier­ bolzen (136, 148) angeordnet ist, daß es zusammengedrückt wird und damit Translationskräfte sowohl auf den ersten als auch auf den zweiten Scharnierbolzen (1346, 148) ausgeübt werden, um den ersten Scharnierbolzen (136) gegen den ersten Gehäusestift (154) und den zweiten Scharnierbolzen (148) gegen einen zweiten Gehäusestift (154) zu drücken.

5. Scharnieranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wo­ bei die Innenwand der sich quer erstreckenden Scharnierhülse (130) leicht konisch zulaufend ist, so daß der Querschnitt der Scharnierhülse (130) an deren einem Ende einen gering­ fügig geringeren Durchmesser als der Querschnitt an deren anderem Ende besitzt.

6. Scharnieranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die außerdem in dem Gehäuse (112) eingeformte Vorrichtungen (160) zum Aufnehmen des Endes des Scharnierbolzens (136, 148) in haltender Verbindung aufweist, die eine Drehbewegung des Scharnierbolzens (136, 148) zulassen.

7. Scharnieranordnung nach Anspruch 6, wobei die Vorrichtun­ gen (160) zum Aufnehmen und Halten des Endes des Scharnier­ bolzens (136, 148) wenigstens einen in einer Seitenwand des Gehäuses (112) geformten Kanal (160) umfassen.

8. Scharnieranordnung nach einem er Ansprüche 1 bis 7, wo­ bei die Scharnierhülse (130) Nuten (130-I, 130-II) auf­ weist, die mit an der Mantelfläche des Scharnierbolzens (136, 148) angeordneten Keilelementen (186, 192, 286, 292) formschlüssig zusammenwirken, um bei einer Drehbewegung der Abdeckung (106) eine entsprechende Drehbewegung des Schar­ nierbolzens (136, 148) zu verursachen.