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Die Erfindung betrifft ein Scharnier gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Obgleich Scharniere von Brillen, die zum Anlenken von Bügeln am eigentlichen Linsenrahmen dienen, von der Größe her klein sind, unterliegen sie jedoch großen Kräften beim Aufstellen des Bügels, was bei längerwährendem Gebrauch schließlich zu einem Lockerwerden der Scharniere führen kann.
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Um einerseits ein leichtgängiges Öffnen einer Brille zu ermöglichen und andererseits beim Ausschwenken der Brillenbügel einen gewissen Widerstand auszuüben, der eine Feststellung des ausgeschwenkten Bügels in seiner Gebrauchsstellung erlaubt, ist es bekannt (DE-AS 11 17 911) in die Bohrung der Scharnierlaschen und der Scharnierzungen für die Aufnahme einer diese Teile verbindenden Schraube eine Hülse aus elastisch nachgiebigem Material einzusetzen, durch welche schließlich die Verbindungsschraube geführt ist. Beim Anziehen der Schraube führt dies zu einer Verspannung der Hülse, so daß beim Ausschwenken der Brillenbügel ein gewisser Widerstand ausgeübt wird.
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Nach dem bekannten Stand der Technik soll zwar durch Anziehen der Verbindungsschraube und der damit einhergehenden Verspannung der Hülse ein ganz bestimmter und erwünschter Grad an Reibung zwischen den Scharnierteilen erzeugt werden, der ausreicht, um den Bügel in jeder Stellung beim Ausschwenken festzuhalten, jedoch läßt sich bei derartigen Massenteilen in der Praxis ein definiertes Anziehen zwecks Erreichung eines bestimmten Grads an Reibung nicht erzielen, insbesondere, wenn die Fertigungstoleranzen berücksichtigt werden. Da sich die Hülse aus elastisch nachgiebigem Material über die gesamte Bohrung durch die Laschen und Zungen erstreckt, ergeben sich bei der Montage aufgrund der großen Reibflächen erhebliche Reibkräfte, die bei Betätigung der Brille schließlich zu einer Überlastung der Hülse führen können. Eine solche Überlastung der Hülse kann zum Bruch dieser Hülse führen, so daß das gewünschte Verhalten des Scharniers nicht länger gewährleistet ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Scharniere besteht darin, daß bei einem verschleißbedingten Zerstören der Hülse es zwangsläufig zu einem Lockerwerden des Scharniers kommt, weil zwischen der Verbindungsschraube und den Zungen des Scharniers keine definierten Lagerflächen mehr vorhanden sind. Aufgrund des Kontakts der Hülse mit den durch das Schraubgewinde gebildeten Kerbflächen kommt es ferner infolge der Belastung bei der Betätigung der Brille zu einem allmählichen Ablösen und Zerbröseln der Hülse, was wiederum das ordnungsgemäße Funktionieren des Scharniers beeinträchtigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Scharnier zu schaffen, welches eine lang anhaltende Leichtgängigkeit der Öffnungs- und Schließbewegung bei einem ausreichend festen Scharnierwiderstand ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst.
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Da sich nach Maßgabe der Erfindung die Hülse aus elastisch nachgiebigem Material nur über einen Teil der Bohrung durch die Laschen und Zapfen erstreckt, resultieren verringerte Reibflächen und damit eine verringerte Reibkraft, so daß die Belastungen auf die Hülse geringer sind. Ferner wird ein Kontakt der Hülse mit den Kerbflächen des Schraubgewindes vermieden und ergibt sich infolge des unmittelbaren Kontakts der Verbindungsschraube mit einer Teilfläche der Zunge bzw. der Zungen und der Laschen eine Lagerfläche, die selbst bei einer Zerstörung der Hülse noch einen gewissen Festsitz der Schraube im Scharnier gewährleistet. Dies alles erhöht die Lebensdauer eines solchen Scharniers und gewährleistet vor allem auch eine lang anhaltende Leichtgängigkeit und Beibehaltung eines gewissen Scharnierwiderstands.
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Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt
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Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Scharniers gemäß der vorliegenden Erfindung in seiner Anbringung an einer Brille,
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Fig. 2 einen Teil eines Brillenbügels nach Fig. 1, von der Unterseite her gesehen,
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Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Scharniers nach Fig. 1,
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Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 1, wobei drei ineinandergreifende Laschen und Zungen vorgesehen sind,
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Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, wobei fünf solcher Scharnierglieder vorhanden sind,
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Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht zur Wiedergabe einer eingesetzten Verbindungsschraube gemäß den Beispielen nach den Fig. 4 und 5,
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Fig. 7 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Scharniers, wobei die Anzahl der Scharnierlaschen und -zungen insgesamt drei beträgt,
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Fig. 8 eine Vorderansicht zur Wiedergabe der Verbindungsschraube zum Einsetzen in das Scharnier nach Fig. 7 mit der Hülse aus elastisch nachgiebigem Material,
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Fig. 9 einen Schnitt durch ein Scharnier, wobei die Schraube in das Scharnier nach Fig. 7 eingesetzt ist,
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Fig. 10 einen Schnitt durch eine Verbindungsschraube mit Schmierölaussparungen in einem Scharnier nach der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 11 einen vergrößerten Schnitt zur Wiedergabe des Schafts der Schraube nach Fig. 10,
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Fig. 12 eine Ansicht eines anderen Beispiels einer Schraube mit Schmierölausnehmungen,
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Fig. 13 einen vergrößerten Schnitt durch den Schaft der Schraube nach Fig. 12,
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Fig. 14 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine Schraube mit Schmierölausnehmungen.
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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Scharniers bei seiner Anwendung an Brillen, wobei A den Linsenrahmen der Brille G andeutet. B sind Brillenbügel, die an Befestigungen C des Linsenrahmens A über Scharniere H angeschlossen sind.
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Fig. 2 zeigt einen Bügel von der Unterseite. Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht im vergrößerten Maßstab zur Wiedergabe des Hauptteiles der Brille nach Fig. 1. In den Fig. 1, 2 und 3 bezeichnet a eine Befestigung für Laschen 1, 1&min; des Scharnieres H, die später noch näher erläutert werden; b ist die Befestigung für eine Zunge 2, die später ebenfalls noch näher beschrieben wird und mit 5 ist eine Verbindungsschraube bezeichnet. D bezeichnet eine Linsenbefestigungsanordnung, die bei einigen Ausführungsformen vorgesehen sein kann.
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Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 1 und zeigt ein Scharnier, bei dem die Anzahl der miteinander in Eingriff stehenden Laschen und Zungen 1, 1&min; bzw. 2 drei beträgt. Eine Bohrung h führt durch diese Laschen und Zungen hindurch. In die Bohrung ist eine Verbindungsschraube 5 eingesetzt. Die Bohrung weist einen größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 3 auf, der sich durch die erste Lasche 1 erstreckt und dann noch halb in die zweite Zunge 2. Ein Abschnitt 3&min; mit geringerem Durchmesser erstreckt sich von dem Abschnitt 3 größeren Durchmessers durch den Rest der Zunge 2 und die letzte Lasche 1&min;. Eine elastisch nachgiebige Hülse 4 aus Gummi oder Kunststoff ist in den Abschnitt 3 größeren Durchmessers der Bohrung h eingesetzt. Die Schraube 5 ist durch die Hülse 4 eingesetzt und in die letzte Lasche 1&min; bis zu einem solchen Ausmaß eingeschraubt, daß die Hülse 4 unter Druck gesetzt und durch die Unterseite des Schraubenkopfes 6 fixiert ist. Die Befestigungen a und b der Zungen und Laschen 1, 1&min; und 2 sind an dem Bügel B und der Befestigung C des Linsenrahmens A angeschweißt oder angelötet, wie man aus den Fig. 1, 2 und 3 erkennen kann.
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Die Anordnung kann so getroffen werden, daß die Hülse 4 geringfügig länger ist als die Länge des größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitts 3, so daß sie von der ersten Lasche 1 etwas nach außen vorsteht. Dieser vorstehende Teil der Hülse 4 wird dann zwangsläufig durch den Schraubenkopf 6 nach außen gespreizt, dessen Durchmesser größer ist als derjenige der Hülse. Dieser Teil sitzt dann zwischen der ersten Lasche 1 und dem Schraubenkopf 6, wie man aus Fig. 6 erkennt.
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Bei einem Scharnier, bei dem die Anzahl der Zungen und Laschen 1, 1&min;, 1&min;&min;, 2 bzw. 2&min; fünf beträgt, erstreckt sich der Abschnitt 3 der Bohrung h mit größerem Durchmesser bis zur Hälfte der zweiten Zunge 2&min;, wie man aus Fig. 5 entnehmen kann.
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Gemäß den Ausführungsformen, wie sie in den Fig. 4 bis 6 dargestellt sind, wird die Hülse 4, die in dem Abschnitt 3 der Bohrung h mit größerem Durchmesser eingesetzt ist, zwangsläufig durch den Schraubenkopf 6 so eingepreßt, daß Rückstellkräfte vorhanden sind, welche dazu dienen, den Schraubenkopf 6 nach außen zu drücken, so daß ein enger Kontakt zwischen der Lasche 1&min; und der Schraube 5 gewährleistet ist.
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Außerdem stehen die elastische Hülse 4, die Schraube 5 und die Bohrungswandung der Zunge 2 in enger Berührung, so daß der Bügel B stetig und glatt aufgerichtet und wieder eingeklappt werden kann. Darüber hinaus steht die Zunge 2 unmittelbar mit der Schraube 5 in Kontakt mit Ausnahme des Teiles 3 mit größerem Durchmesser, so daß ein Lager gebildet ist.
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Bei dem Scharnier nach Fig. 7 erstrecken sich die den größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitte der Bohrung h, die mit 3 a und 3 a&min; bezeichnet sind, durch die Lasche 1 und noch halb durch die Zunge 2. Zusätzlich ist bei den diesen größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitten ein den größten Durchmesser aufweisender Abschnitt am Anfangsbereich der Bohrung in der ersten Lasche 1 vorgesehen, so daß der Schraubenkopf 6 in den Abschnitt 3 b mit dem größten Durchmesser aufgenommen werden kann. Die Tiefe t 1 des den größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitts 3 a&min; in der Zunge 2 ist gleich oder kleiner als die Tiefe t 2 des den größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitts 3 a in der Lasche 1. Der Schraubenschaft 7 wird in die Hülse 4 eingesetzt, welche aus Gummi oder Kunststoff besteht und welche länger als die Summe t 1 + t 2 der Tiefen der den größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitte 3 a und 3 a&min; in der Lasche und Zunge 1 bzw. 2 ist. Außerdem ist er in die letzte Lasche 1&min; eingeschraubt, so daß damit die Laschen 1 und 1&min; mit der Zunge 2 verbunden werden, wie Fig. 9 zeigt.
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Der (größere) Durchmesser der Abschnitte 3 a und 3 a&min; in der Lasche und Zunge 1 bzw. 2 ist im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Hülse 4. Wenn die Schraube 5 in die letzte Lasche 1&min; nach Fig. 9 eingeschraubt ist, wird die elastisch nachgiebige Hülse 4 durch die Unterseite des Schraubenkopfes 6 unter Druck gesetzt und zwischen die Schraube 5 und die Wandung der den größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitte 3 a und 3 a&min; gepreßt. Darüber hinaus wird das obere Ende der Hülse 4 durch den Schraubenkopf 6 nach außen gespreizt und unter diesem festgeklemmt, so daß es als eine Art federnde Beilagescheibe wirkt.
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Infolgedessen ist die Schraube 5 an einem Lockerwerden und Herausfallen gehindert, so daß die Bügel mit geeigneter Festigkeit und doch Leichtgängigkeit aufgeschwenkt und eingeschwenkt werden können. Das Scharnier nach Fig. 9 hat den Vorteil eines guten Aussehens, weil der Schraubenkopf 6 nicht nach außen vom ersten Aufnahmestück 1 vorsteht.
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Fig. 10 zeigt eine Schraube 5 a. Die Schraube 5 a weist eine Vielzahl von Ausnehmungen in Form von Längsrillen 8 im Schaft 7 auf, welcher den den größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 3 der Bohrung h durchsetzt. Der Schraubenschaft 7 mit den Längsausnehmungen 8 sitzt eng in der Hülse 4 aus Gummi oder Kunststoff und ist etwas länger als der den größeren Durchmesser aufweisende Abschnitt 3.
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Öl E od. dgl. wird zwischen den Längsausnehmungen 8 des Schraubenschaftes 7 und der Hülse 4 gehalten. Die derart geölte Schraube 5 a wird in die Bohrung h des Scharniers H eingeschraubt.
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Fig. 11 zeigt einen Querschnitt unter Wiedergabe des Schaftes 7 der Schraube 5 a nach Fig. 10. Fig. 12 zeigt eine weitere Schraube 5 b, deren Schaft 7 mit einer Vielzahl von punktförmigen Ausnehmungen 9 versehen ist. Fig. 13 ist ein Schnitt durch den Schaft 7 der Schraube 5 b. Fig. 14 gibt eine weitere Schraube 5 c wieder, deren Schaft 7 einen Gewindeteil 10 aufweist.
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Die Aufnahme des Öles zwischen die Hülse 4 und den Schaft 7 der Schrauben 5 a, 5 b oder 5 c, der eng in die Hülse 4 eingesetzt ist, wird dadurch erreicht, daß die Schrauben 5 a, 5 b bzw. 5 c in die Hülse 4 gesteckt und in ein Ölgefäß gelegt werden und das Öl dann auf ca. 50 °C erhitzt wird. Wenn das Öl auf diese Temperatur erhitzt ist, dann expandiert die Luft zwischen dem Schraubenschaft 7 und der Hülse 4 und entweicht somit aus dieser Anordnung, so daß das Öl E sich zwischen den Schraubenschaft und die Hülse 4 bewegen kann. Wenn die so geölten Schrauben 5 a, 5 b oder 5 c in das Scharnier H (vgl. Fig. 10) eingeschraubt werden, dann wird das untere Ende der Hülse 4 durch die Stufe 11 am Ende des den größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitts 3 abgestützt. Darüber hinaus wird die Hülse 4, die länger ist als der Abschnitt 3 mit dem größeren Durchmesser durch die Unterseite des Schraubenkopfes 6 unter Druck gesetzt. Infolgedessen wird die Innenoberfläche der Hülse 4 gezwungen, sich in die Ausnehmungen des Schraubenschaftes 7 zu bewegen und dadurch das Öl E aus diesen Ausnehmungen herauszupressen. Das derart unter Druck gesetzte Öl fließt in den den geringeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 3&min; der Bohrung h und zu den Verbindungsstellen zwischen den Laschen und Zungen 1bzw. 2, so daß sich über dem Gelenk ein Ölfilm bildet und damit die Zunge 2 glatt gedreht werden kann.
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Die Ausführungsformen nach den Fig. 10 bis 14 ermöglichen die leichte Ausbildung des Ölfilmes auf den Kontaktflächen zwischen den Zungen und Laschen ohne Verwendung einer Schmiervorrichtung, die sonst zum Einsatz kommen müßte.
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Bei den üblichen kleinformatigen, für Produkte wie Brillen oder Feuerzeuge verwendeten Scharnieren werden die im Kontakt stehenden Oberflächen zwischen den Zungen und Laschen durch eine Schmiervorrichtung ähnlich einem Injektor geschmiert, damit die Scharniere glatt und sauber geöffnet und geschlossen werden können. Jedoch ist der Spielraum zwischen den Zungen und Laschen extrem eng. Infolgedessen ist die Schmierung der gesamten Kontaktflächen zwischen Zungen und Laschen sehr mühsam, zeitraubend und darüber hinaus auch gar nicht ausreichend.
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Insbesondere bei Scharnieren für Brillen ist eine wenigstens dreimalige Schmierung erforderlich, bevor man mit dem Einschrauben der Schrauben nach dem Plattieren und zum Zeitpunkt der endgültigen Einstellung beginnen kann.
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Werden die Ausführungsformen nach den Fig. 10 bis 14 verwendet, reicht es jedoch aus, die Scharniere an die Bügel anzuschweißen, diese dann in ein Ölgefäß zu setzen und das Öl auf ca. 50°C zu erhitzen. Wenn das Öl auf diese Temperatur erhitzt ist, gelangt es in die Hülse und an die Schraubenschäfte und wird in den Ausnehmungen auf den Schraubenschäften gehalten. Wenn dann die Schrauben angezogen werden, kommt das Öl mit den einander berührenden Flächen von Zungen und Laschen in Berührung und es bildet sich somit auf diesen ein Ölfilm.
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Die Schmierung des Scharniers kann in einfacher Weise dadurch vorgenommen werden, daß eine Vielzahl von Brillenbügeln mit kleinformatigen angebrachten Scharnieren oder die kleinformatigen Scharniere selbst in das Ölgefäß eingesetzt werden und das Öl dann erhitzt wird.