DE19618113C2 - Scharnier zum Verlegen eines Leiters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Scharnier zum Verlegen eines Leiters in einem elektronischen Gerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Ein solches, aus der US 4 864 523 A bekanntes Scharnier wird bei einem das elektronische Gerät bildenden Laptop benutzt, um das im wesentlichen den Bildschirm aufnehmende Oberteil mit dem das Tastenfeld und die wesentlichen Teile des Computers aufnehmenden Unterteil gelenkig zu verbinden. Bei diesem bekannten Scharnier wird der Leiter durch ein Kabel gebildet, das die elektrischen Verbindungen zwischen den Bauteilen des Unterteils und den Bauteilen des Oberteils, insbesondere dem Bildschirm herstellt.

Ein ähnliches Scharnier für einen Laptop ist aus der US 4 959 887 A bekannt.

Ein ähnliches Scharnier für ein das elektronische Gerät bildendes tragbares Telefon ist aus der JP 59 135 959 A bekannt, bei dem der Leiter als flexibler Streifen ausgebildet ist.

Bei herkömmlichen Geräten, die flexible Streifen als Leiter verwenden, die durch das Scharnier hindurch verlegt sind, wurde eine zusätzliche Länge des flexiblen Streifens im Scharnier vorgesehen, die erforderlich ist, wenn das Gerät geschlossen ist. Beispielsweise kann ein flexibler Streifen lose um eine Welle des Scharniers gewunden sein. Wenn sich das elektronische Gerät in einer geschlossenen Stellung befindet, liegt der flexible Streifen dichter am Scharnier.

Andere Geräte haben drehbare Elemente, die sich frei innerhalb eines Scharniers bewegen, und einen flexiblen Streifen, der sich durch einen Schlitz im drehbaren Element des Scharniers erstreckt.

Schließlich haben elektronische Geräte, die kein drehbares Element im Scharnier aufweisen, flexible Streifen, die sich entlang eines vergrößerten Scharniers erstrecken und sich im Scharnier verdrehen. Die Belastung der Verbindungen an den Endteilen des flexiblen Streifens werden minimiert, indem die Verdrehung des flexiblen Streifens über eine größere Länge verteilt wird. Solche herkömmlichen Geräte erfordern jedoch zusätzliche flexible Streifen und/oder Scharniere, die einen größeren Durchmesser aufweisen, um den zusätzlichen flexiblen Streifen aufzunehmen. Solche Anordnungen sind außerdem anfäl­ lig für Beschädigungen oder einen Ausfall im Laufe der Zeit durch ein Einklemmen des flexiblen Streifens oder durch Bela­ stungen der Verbindungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Scharnier der genannten Art so auszubilden, dass der als flexibler Streifen ausgebildete Leiter bei der Montage des Gerätes in einfacher Weise zu verlegen ist und seine nach der Verlegung eingenommene Lage zuverlässig und frei von Beschädigungen des Leiters beibehält.

Bei einem Scharnier der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Das erfindungsgemäße Scharnier wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines das elektronische Gerät bildenden Mobiltelefons in seiner geschlossenen Stellung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Mobiltelefons in der offenen Stellung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Zylinders zum Führen von Leitungen durch ein Scharnier des Mobiltelefons;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines flexiblen Streifens, der in den Zylinder der Fig. 3 eingeschoben ist;

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung der Gehäuseteile des Mobiltelefons der Fig. 1, das den flexiblen Streifen und den Zylinder der Fig. 4 aufweist;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Gehäuseteile der Fig. 5, wobei der Zylinder und der flexible Streifen in das obere Gehäuse eingeschoben sind;

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Ansicht, die die Posi­ tionierung des flexiblen Streifens und des Zylinders inner­ halb der Gehäuseteile zeigt, wenn sich das Mobiltelefon in der geschlossenen Stellung befindet;

Fig. 8 eine teilweise Schnittansicht, die die Positionierung des flexiblen Streifens und des Zylinders innerhalb der Gehäuseteile zeigt, wenn das Mobiltelefon in einem 90 Grad Winkel geöffnet ist; und

Fig. 9 eine teilweise Schnittansicht, die die Positionierung des flexiblen Streifens und des Zylinders innerhalb der Gehäuseteile zeigt, wenn das Mobiltelefon vollständig geöffnet ist.

Die Fig. 1 zeigt perspektivisch ein das elektronische Gerät bildendes Mobiltelefon 100, das zwei mit Scharnieren versehene Teile aufweist, in der geschlossenen Stellung. Insbesondere ist ein unteres Gehäuse 102 mit einem oberen Gehäuse 104 gekoppelt, das eine äußere Gehäuseabdeckung 106 und eine abnehmbare Batterie 108 aufweist. Das untere Gehäuse 102 umfasst Scharnierelemente 110 und 112, die in Verbindung mit Scharnierelementen 114 und 116 des oberen Gehäuses 104 stehen. Ein Zylinder 118 zum Verlegen von Leitungen zwischen dem unteren Gehäuse 102 und dem oberen Gehäuse 104 ist im oberen Gehäuse 104 zwischen den Scharnierelementen 114 und 116 angeordnet. Das untere Gehäuse 102 umfasst vorzugsweise einen externen Stecker 120 zum Abgeben oder Empfangen von Signalen zu oder von einem externen Gerät und eine Antenne 122 zum Senden oder Empfangen von Funksignalen.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann das Mobiltelefon bis zu einem Winkel Theta (Θ) geöffnet werden, was ein Tastenfeld 202, eine Anzeige 204, eine Mikrofonöffnung 206 und einen Lautsprecher 208 offen legt. Wie aus den übrigen Figuren deutlich wird, gestattet es der Zylinder 118 Leitern, wie beispielsweise Leitern auf einem flexiblen Streifen, eine Verbindung zwischen elektrischen Komponenten, die im oberen Gehäuse und im unteren Gehäuse angeordnet sind, herzustellen.

In Fig. 3 ist der Zylinder 118 näher gezeigt. Der Zylinder 118 umfasst ein Hauptzylinderteil 302 und äußere Zylinderteile 304 und 306. Das äußere Zylinderteil 306 hat einen Schlitz 308, der zu einem Schlitz 310 im Hauptzylinderteil 302 führt. Der Schlitz 308 ist in einem Winkel zur Längsachse des Zylinders positioniert, um zu verhindern, dass ein Leiter, wie beispielsweise ein flexibler Streifen, der während des Zusammenbaus des Mobiltelefons in den Schlitz 310 eingeschoben wird, herausrutscht. Es ist klar, dass der Schlitz 308 kolinear mit dem Schlitz 310 sein kann. Es könnte auch der Schlitz, der die Schlitze 308 und 310 umfasst, sich durch das äußere Zylinderteil 304 erstrecken. Obwohl der Zylinder als ein Hohlzylinder gezeigt ist, kann der Zylinder im wesentlichen massiv sein mit Schlitzen 308 und 310, die sich vom Zentrum des Zylinders lateral in Richtung der äußeren Oberfläche erstrecken. Der Zylinder ist jedoch vorzugsweise hohl, wie das gezeigt ist, um das Gesamtgewicht des Mobiltelefons zu vermindern.

Wendet man sich nun Fig. 4 zu, so ist dort ein flexibler Streifen 402 gezeigt, der in einem Schlitz 310 des Zylinders 118 angeordnet ist. Während der flexible Streifen 402 nur als Streifen dargestellt ist, weist dieser leitende Elemente auf, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Vorzugsweise umfasst der flexible Streifen 402 ein erstes Endteil 404, das Kontaktelemente 405 zum Herstellen von Verbindungen zu Komponenten im oberen Gehäuse 104 des Mobiltelefons umfasst. Ein Führungsteil 406 des flexiblen Streifens führt zu einem angewinkelten Teil 408. Wie man aus Fig. 6 sieht, liegt das Führungsteil 406 neben dem unteren Gehäuse 102 und erfordert ein Ellbogenteil 410, damit sich ein laterales bzw. quer verlaufendes Teil 412 des flexiblen Streifens in den Zylinder 118 erstrecken kann, und ein zweites Endteil 414 des flexiblen Streifens sich durch den Schlitz 310 erstreckt.

Der flexible Streifen 402 der Fig. 4 ist in einer der Fig. 6 entsprechenden Lage gezeigt, wenn er in das Mobiltelefon eingeschoben ist. Während der flexible Streifen vorzugsweise ein herkömmlicher flacher, flexibler Streifen ist, kann er vorgeformt sein, um das Ellbogenteil 410 auszubilden, wie das in Fig. 4 gezeigt ist. Während ferner das Führungsteil 406 und das zweite Endteil 414 in Fig. 4 kolinear sind, könnte sich das Führungsteil 406 vom Ellbogenteil 410 auch ohne das angewinkelte Teil 408 nach unten erstrecken und in einer beliebigen Anordnung von Kontaktelementen 405 enden.

Wendet man sich nun den Fig. 5 und 6 zu, so sind dort Ex­ plosionsdarstellungen der Gehäuse, die den Zylinder 118 und den flexiblen Streifen 402 umfassen, gezeigt. Insbesondere dienen die Kontaktelemente 405 des ersten Endteils 404 dazu, eine elektrische Verbindung zu Komponenten innerhalb eines Komponentengehäuseteils 501 zu bilden. Solche Komponenten, die innerhalb des Gehäuses montiert sind, können Leiterkarten und/oder diskrete Komponenten, wie beispielsweise ein Vibrator für eine stille Alarmfunktion, ein Lautsprecher, eine Tonalarmvorrichtung oder Batteriekontakte umfassen.

Der Zylinder 118 ist vorgesehen, um in eine Öffnung 504 zwi­ schen den Scharnierelementen 114 und 116 eingeschoben zu wer­ den. Insbesondere ist das Hauptzylinderteil 302 des Zylinders so ausgebildet, dass es mit den Scharnierelementen 114 und 116 fluchtet, während äußere Zylinderteile 304 und 306 in die Scharnierelemente 114 und 116 passen, und es dem Zylinder 118 gestatten, sich in der Öffnung 504 zu drehen. Vorzugsweise erstreckt sich die Öffnung 504 in einem Winkel von mehr als 180 Grad um das Scharnier herum, um einen vollständigen Bewe­ gungsbereich der mit Scharnieren versehenen Teile zu ermögli­ chen. Obwohl das Scharnier so ausgebildet sein kann, dass es auf einen festen Winkel Θ geöffnet werden kann, wie das in Fig. 2 gezeigt ist, kann das Scharnier auch eine größere Öffnung ermöglichen, um eine Beschädigung der Geräteteile zu vermeiden. Wie in Bezug auf die Fig. 7 bis 9 deutlich wird, dreht sich der Zylinder 118 nur dann über den Winkel der Öffnung 504, wenn das zweite Endteil 414 des flexiblen Streifens durch den Schlitz 310 des Zylinders 118 geführt ist. Somit kann jeder beliebige Winkel der Öffnung 504, der den Bewegungsbereich der mit Scharnieren versehenen Elemente beschränkt, ausgewählt werden.

Wie man aus Fig. 6 sieht, gestatten es das Ellbogenteil 410 und das Ellbogenteil 411, dass das laterale Teil 412 in das Zentrumsteil des Zylinders eingesteckt wird und das zweite Endteil 414 sich durch den Schlitz 310 erstreckt. Schließlich kann eine Abdeckung 506 eingeschoben werden, um ein Aufdecken des flexiblen Streifens oder Zylinders zu verhindern. Im vollständig zusammengebauten Mobiltelefon bedeckt die äußere Gehäuseabdeckung 106 die Komponenten im Komponentenge­ häuseteil 501. Das Führungsteil 406 ist so ausgebildet, dass es auf einer flachen Oberfläche 502 des oberen Gehäuses 104 liegt und mit einem Gehäuseteil bedeckt sein kann, einer La­ sche oder einem anderen Material, um eine Beschädigung des flexiblen Streifens zu verhindern. Die in Fig. 1 gezeigt Bat­ terie 108 ist im allgemeinen über dem flexiblen Streifen 402 angeordnet.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen teilweise Schnittansichten des Mobiltelefons an den Linien A-A der Fig. 1 sowie die Bewegung des flexiblen Streifens 402 und des Zylinders 118. Um die Bewegung des flexiblen Streifens deutlich zu zeigen, ist der flexible Streifen in den Schnittansichten nicht fortgelassen. Vielmehr ist der vollständige flexible Streifen in den Fig. 7 bis 9 gezeigt. Um die Bewegung des flexiblen Strei­ fens und des Zylinders deutlich zu machen, wird ein Winkel Alpha (a) definiert als der Winkel zwischen dem entfernten Endteil 414 und der Ebene, die das Führungsteil 406 enthält, wie das in Fig. 7 gezeigt ist. Wenn sich das Mobiltelefon in der geschlossenen Position befindet, wie das in Fig. 7 gezeigt ist, beträgt der Winkel α ungefähr minus 90 (-90) Grad. In dieser Position wird das Ellbogenteil 411 des flexiblen Streifens im Uhrzeigersinn gebogen, wie das in Fig. 7 gezeigt ist, damit das zweite Endteil 414 des flexiblen Streifens, sich durch den Schlitz 310 des Zylinders 118 und den Schlitz 508 des unteren Gehäuses 102 erstrecken kann.

Wenn das untere Gehäuse 102 relativ zum oberen Gehäuse 104 bewegt wird, bewegen sich beide Zylinder 118 und das zweite Endteil 414, das sich durch den Schlitz 508 des unteren Gehäuses 102 erstreckt, mit dem unteren Gehäuse 102. Das heißt, der Schlitz 310 des Zylinders und der Schlitz 508 des unteren Gehäuses 102 bleiben zueinander ausgerichtet, wenn die oberen und unteren Gehäuse relativ zueinander bewegt werden. Wenn sich das untere Gehäuse 102 und das obere Gehäu­ se in einem Winkel von 90 Grad befinden, wie das in Fig. 8 gezeigt ist, beträgt der Winkel α 0 Grad, da das zweite Endteil 414 mit dem Führungsteil 406 des flexiblen Streifens in einer Ebene liegt. Wie man in Fig. 8 sehen kann, wird das Krümmungsmaß des Ellbogenteils 411 vermindert. Wenn das Mobiltelefon weiter auf einen größeren Winkel geöffnet wird, der dem in Fig. 2 gezeigten Winkel θ gleich ist, erstreckt sich der Winkel α auf einen positiven Winkel. Wie man aus Fig. 9 sehen kann, wird die Drehung des Ellbogenteils 411 so­ gar noch weiter vermindert, da sich der Zylinder 118 und das zweite Endteil 414 mit dem unteren Gehäuse 102 drehen.

Claims (2)

1. Scharnier zum Verlegen eines Leiters (402) in einem elektronischen Gerät (100) mit:
einem ersten Scharnierelement (114, 116), das eine Öffnung (504) aufweist;
einem Zylinder (118), der beweglich innerhalb der Öffnung (504) des ersten Scharnierelements (114, 116) angeordnet ist, wobei der Zylinder (118) einen ers­ ten Schlitz (308, 310) hat, der sich mindestens teilweise durch ihn hindurch er­ streckt, um den Leiter (402) aufzunehmen, und
einem zweiten Scharnierelement (110, 112), das einen zweiten Schlitz (508) zur Aufnahme des Leiters (402) aufweist,
wobei der Zylinder (118) ein Hauptzylinderteil (302) und äußere Zylinderteile (304, 306) auf jeder Seite des Hauptzylinderteils (302) umfasst und der erste Schlitz (308, 310) sich durch eines (306) der äußeren Zylinderteile (304, 306) und den Hauptzylinderteil (302) erstreckt;
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Schlitz (308, 310) einen sich durch den Hauptzylinderteil (302) erstre­ ckenden ersten Teil (310) und einen sich durch das eine äußere Zylinderteil (306) erstreckenden zweiten Teil (308) hat, der sich in einem Winkel bezüglich des ers­ ten Teils (310) erstreckt, und dass
der Leiter (402) als ein flexibler Streifen ausgebildet ist, der ein flaches Führungs­ teil (406), einen von diesem abgewinkelten Teil (408), ein Ellbogenteil (410, 411) und ein laterales Teil (412) umfasst, das sich durch den ersten Schlitz (308, 310) hindurch in den Zylinder (118) hinein erstreckt.

2. Scharnier nach Anspruch 1, wobei das erste Scharnierelement und das zweite Scharnierelement erste bzw. zweite Gehäuseteile eines drahtlosen Kommunikati­ onsgerätes bilden.