DE202017002718U1

DE202017002718U1 - Stift

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Publication number: DE202017002718U1
Application number: DE202017002718.6U
Authority: DE
Original assignee: Stabilo International GmbH
Current assignee: Stabilo International GmbH
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2027-05-23
Also published as: DK3629890T3; WO2018215264A1; KR20190141205A; PT3629890T; KR102270416B1; CN110650677B; US11440337B2; CN110650677A; EP3629890B1; EP3629890A1; JP2020522295A; US20200094613A1; ES2872898T3; JP6851507B2

Abstract

Stift mit einem Schaft (18), einer Griffzone (20) und einer einen Sensor (24) aufweisenden Messeinrichtung, die eine auf die Griffzone wirkende Kraft misst, gekennzeichnet durch eine Abdeckung (22) im Bereich der Griffzone (20), die die Messeinrichtung außen abdeckt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stift mit einem Schaft, einer Griffzone und einer einen Sensor aufweisenden Messeinrichtung, die eine auf die Griffzone wirkende Kraft misst.
Stifte der eingangs genannten Art sind bekannt, beispielsweise aus der EP 2 182 423 A2 . Bei dem bekannten Stift liegt ein Drucksensor für die Messung radialer Drücke in der Griffzone. Dort wirkt er nicht nur optisch störend, sondern beeinflusst auch die Haptik negativ. Das gleiche gilt für den in Form einer fluidführenden Wendel ausgeführten Drucksensor nach der WO 2007/003417 A2 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stift der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass von der den Sensor aufweisenden Messeinrichtung keine Störung ausgeht, und zwar sowohl was die Optik, als auch was die Haptik angeht.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch eine Abdeckung im Bereich der Griffzone gelöst, die die Messeinrichtung außen abdeckt.
Durch diese Abdeckung kann das optische Erscheinungsbild des Stiftes insbesondere in der Griffzone unabhängig von der Ausgestaltung der den Sensor aufweisenden Messeinrichtung gewählt werden. Das gleiche gilt für die Haptik, weil sie erfindungsgemäß von der Abdeckung und nicht von der Messeinrichtung bestimmt wird.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Abdeckung die Form einer Hülse hat, die einen Schaft des Stiftes zumindest teilweise umschließt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere im Hinblick auf die Einfachheit der Herstellung besonders vorteilhaft.
Die Messeinrichtung weist erfindungsgemäß weiter bevorzugt ein Getriebe auf, das eine auf eine auf die Griffzone wirkende Kraft zurückgehende erste Bewegung auf den Sensor überträgt.
Mit anderen Worten ist nach dieser Ausgestaltung vorgesehen, dass die auf die Griffzone wirkende Kraft nicht unmittelbar in den Sensor eingeleitet wird, sondern ein Getriebe zwischengeschaltet ist, wodurch es möglich ist, Richtung und Größe der auf den Sensor wirkenden Kraft entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten sachgerecht zu gestalten. Ferner kann dadurch der Sensor an einer Position angeordnet werden, an der er wenig aufträgt, damit die Griffzone nicht zu dick wird.
In diesem Zusammenhang ist es erfindungsgemäß weiter bevorzugt vorgesehen, dass das Getriebe die erste Bewegung mittels einer Rampe in eine zweite, quer zu der ersten Bewegung gerichtete und von dem Sensor erfasste Bewegung übersetzt, wobei der Anstellwinkel der Rampe das Übersetzungsverhältnis bestimmt.
Dadurch bietet sich die Möglichkeit, die Messempfindlichkeit einzustellen, indem der Anstellwinkel der Rampe geeignet gewählt wird.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Getriebe eine Einrichtung zum Begrenzen der auf den Sensor übertragenen Kraft aufweist.
Durch diese Ausgestaltung ist sichergestellt, dass der Sensor keiner übermäßig großen Kraft ausgesetzt wird, wodurch er vor Beschädigungen geschützt ist. Insbesondere ist er vor Lastspitzen geschützt.
Die Begrenzungseinrichtung weist erfindungsgemäß weiter bevorzugt eine federnde Zunge auf. Damit ist eine besonders einfache Art der Realisierung gefunden.
Zum weiteren Schutze des Sensors kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Sensor ansprechend auf die von dem Getriebe auf ihn übertragene Kraft gegen eine elastische Rückstellkraft ausweichen kann.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Schaft zumindest teilweise zu dem Getriebe gehört.
Mit anderen Worten wird dem Schaft eine Zusatzfunktion zugeordnet, nämlich dass er (zumindest teilweise) zur Übertragung der auf die Griffzone wirkenden Kraft auf den Sensor dient. Dadurch kann die Teilezahl gering gehalten werden.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Außenkontur des Schaftes sich ansprechend auf eine auf die Griffzone wirkende Kraft gegen eine elastische Rückstellkraft verstellt, wobei der Sensor auf die Verstellung anspricht.
Mit anderen Worten wird bei dieser Ausgestaltung der Schaft durch eine auf die Griffzone wirkende Kraft deformiert, wobei die Deformation auf den Sensor einwirkt.
Schließlich ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Griffzone in Umfangsrichtung des Stiftes gesehen in einem anderen Winkelbereich liegt als der Sensor und/oder das Getriebe.
Dadurch ist es besonders einfach, eine auf die Griffzone wirkende Kraft in eine Bewegung umzusetzen, die von dem Getriebe in eine auf den Sensor wirkende Kraft übersetzt wird.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stiftes,
2 eine schematische Querschnittsansicht des Stiftes nach 1,
3 eine vergrößerte Teilansicht aus 2,
4 eine schematische vergrößerte Ansicht von oben in den 2 und 3, jedoch ohne die Hülse,
5 bis 7 die gleichen Ansichten wie die 2 bis 4, jedoch von einem anderen Ausführungsbeispiel, und
8 eine schematische Schnittansicht nahe der Mittelebene der Ausführungsform nach den 4 bis 7.

Zu dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stiftes nach den 1 bis 4 gehören ein Minenrohr 10 mit Tintenfüllung 12, ein zwei Halbschalen 14 und 16 aufweisender Schaft 18 mit einer Griffzone 20 und eine Hülse 22, die den Schaft 18 im Bereich der Griffzone 20 abdeckt.
Zur Ermittlung der auf die Griffzone 20 wirkenden Radialkraft dient ein Kraftsensor 24.
Die Hülse 22 ist über einen Teil seiner Länge auf den Schaft 18 aufgeschoben. Im Bereich der Griffzone 20 ist der Schaft 18 entlang einer der Fügelinien ausgenommen, so dass die beiden Halbschalen 14, 16 in diesem Bereich zusammengedrückt werden können. Die Ausnehmung ist in 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet und mit der Bezugszahl 26 bezeichnet.
Der Schaft 18 und die Hülse 22 sind jeweils aus elastisch verformbarem Werkstoff, weshalb sie eine elastische Verformung erlauben, die für die Kraftmessung ausgenutzt wird.
Wie im Folgenden noch näher erläutert, erfolgt die Verformung der die Griffzone 20 tragenden Hülse 22 und des Schaftes 18 in einer Richtung weg von dem Kraftsensor 24, so dass diese Verformung den Messvorgang nicht beeinträchtigt. Die Griffzone 20 einerseits und der Sensor 24 andererseits liegen nämlich in Umfangsrichtung des Stiftes gesehen in unterschiedlichen Winkelbereichen. Es liegen etwa 90° dazwischen.
Der Sensor 24 ist gegenüber der Radialrichtung geneigt angeordnet. Über die Einstellung des Neigungswinkels φ kann die Empfindlichkeit bestimmt werden, also das Maß des Drucks auf den Sensor 24 als Resultat einer Verformung der Hülse 22 in der Griffzone.
Dazu ist der Sensor 24 auf einer Rampe 28 einer Zunge 29 der Halbschale 14 angebracht. Eine korrespondierende Rampe 30 ist an einer federnden Zunge 32 der Halbschale 16 angebracht.
Gemäß 3 hat die Ausnehmung 26 eine Breite B, und die federnde Zunge 32 hat dann, wenn kein Druck auf die Griffzone 20 ausgeübt wird, einen Abstand A von der Halbschale 14. Dieser Abstand A bestimmt die maximal mögliche Verformung, bevor die federnde Zunge 32 an der Halbschale 14 anschlägt. Das kleinere der beiden Maße A und B bestimmt die maximale Last auf den Sensor 24. Vorteilhafterweise ist der Abstand A kleiner als die Breite B. Wie bereits oben erwähnt, bestimmt demgegenüber die Neigung des Sensors 24, also der Winkel φ, das Maß, mit dem eine Verformung des Schaftes 18 eine Kraft auf den Sensor 24 ausübt. Da sowohl die Zunge 29 als auch die auf den Sensor 24 bei Belastung drückende federnde Zunge 32 als Biegeträger ausgeführt sind, kann deren Verformung zusätzlich die auf den Sensor 24 wirkende Last begrenzen, insbesondere solange der Abstand C zwischen der federnden Zunge 32 und der Hülse 22 nicht Null ist. Dies wird durch die Verformung der Hülse 22 erleichtert, die sich bei axialem Druck auf die Griffzone 20, also in 2 von den beiden Seiten, nach oben und unten ausbeulen wird.
Die beiden Halbschalen 14, 16 des Schaftes 18 mit den Zungen 29 und 32 bilden ein Getriebe, das auf die Griffzone 20 wirkende Kräfte auf den Sensor 24 überträgt.
Zusätzlich zu den oben bereits beschriebenen Elementen zeigt die 4 noch einen Flexträger 40, der den Sensor 24 an eine Auswerte-Elektronik (nicht gezeigt) anbindet. Über diese Elektronik können die von dem Sensor 24 abgegebenen Signale ausgewertet werden.
Die Montage des Stiftes ist wie folgt: Zunächst wird der Sensor 24 auf die Rampe 28 der Halbschale 14 aufgeklebt. Dann wird die Halbschale 16 aufgesetzt. Das Aufschieben der Hülse 22 vervollständigt den Aufbau.
Das Ausführungsbeispiel nach den 5 bis 8 unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch, dass der Sensor 24 nicht geneigt angeordnet ist. Stattdessen liegt zwischen der federnden Zunge 32 und dem Sensor eine Zunge 42. Sie ist durch seitliche Schlitze 46, 48 biegeweich ausgeführt, vgl. 8. Der Sensor 24 wird von einer steifen Basis 44 getragen. Dabei steht er auf dem Flexträger 40. Die Rampe 28 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an der biegeweichen Zunge 42 ausgebildet.
Insbesondere den 5 und 6 ist die bei diesem Ausführungsbeispiel zangenartige Lagerung des Sensors 24 zu entnehmen. Die steife Basis 44 hält den Sensor 24, und die biegeweiche Zunge 42 drückt auf den Sensor 24, wenn die federnde Zunge 32 über die Rampen 30 und 28 beim Zusammendrücken der Hülse 22 in der Griffzone 20 die biegeweiche Zunge 42 in den 5 und 6 nach unten drückt.
Die (nicht gezeigte) Unterseite der federnden Zunge 32 ist derart gestaltet, dass sie mit dem Sensor 24 auf Block geht, bevor der Messstift des Sensors 24 zu tief eingedrückt wird. Über den Winkel der Rampe 30, mit der die Halbschale 16 auf die Halbschale 14 drückt, kann die Übersetzung beim Messen der Kraft eingestellt werden. Mit zunehmender Verformung schiebt sich die Rampe 30 auf die Rampe 28 auf und drückt dadurch auf den Sensor 24. Dies wird durch die Verformung der Hülse 22 erleichtert, die sich bei axialem Druck auf die Griffzone 20 nach oben und unten ausbeulen wird.
In den 7 und 8 sind die seitlichen Schlitze 46, 48 zu erkennen, mit denen die Steifigkeit der biegeweichen Zunge 42 reduziert wird.
8 zeigt Leisten 50, 52, die die Eindrücktiefe des Messstiftes des Sensors 24 auf ein vorgegebenes Maß begrenzen, weil sie bei Überlast den Druck in das Gehäuse des Sensors 24 einleiten.
Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach den 2 bis 4 findet nach den 5 bis 8 keine Gleitbewegung auf dem Sensor 24 statt, sondern nur zwischen der Zunge 42 mit der Rampe 28 einerseits und der Zunge 32 mit der Rampe 30 andererseits. Dies dient der Verminderung des Verschleißes und der Freiheit der Wahl der an dem Gleiten beteiligten Werkstoffe. Insbesondere der Sensor 24 unterliegt insofern gewissen Vorgaben, weil er beim Löten herrschende Temperaturen überstehen muss und deshalb vergleichsweise harte Werkstoffe aufweist, im Gegensatz beispielsweise zu den vergleichsweise weich ausführbaren Halbschalen 14 und 16.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die Erfindung folgende Merkmale aufweist, die einzeln und in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein können:
Die aufgeschobene Hülse 22 deckt den Messmechanismus nach außen ab.
Eine Änderung der Neigung des Sensors 24 bzw. des Anstellwinkels der Rampen 28, 30 bietet die Möglichkeit, die Messempfindlichkeit einzustellen.
Die federnde Zunge 32 begrenzt die auf den Sensor 24 ausgeübte Kraft.
Der Sensor 24 ist elastisch gelagert. Er ist in der Wandung des Schaftes 18 versteckt, wodurch der Dickenaufwuchs der Hülse 22 bzw. der Griffzone 20 klein gehalten werden kann.
Der Stift ist leicht zu montieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2182423 A2 [0002]
WO 2007/003417 A2 [0002]

Claims

Stift mit einem Schaft (18), einer Griffzone (20) und einer einen Sensor (24) aufweisenden Messeinrichtung, die eine auf die Griffzone wirkende Kraft misst, gekennzeichnet durch eine Abdeckung (22) im Bereich der Griffzone (20), die die Messeinrichtung außen abdeckt.
Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (22) die Form einer Hülse hat, die den Schaft (18) zumindest teilweise umschließt.
Stift nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung ein Getriebe (14, 16, 29, 32; 14, 16, 32, 42, 44) aufweist, das eine auf eine auf die Griffzone (20) wirkende Kraft zurückgehende erste Bewegung auf den Sensor (24) überträgt.
Stift nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (14, 16, 29, 32; 14, 16, 32, 42, 44) die erste Bewegung mittels einer Rampe (28, 30) in eine zweite, quer zu der ersten Bewegung gerichtete und von dem Sensor (24) erfasste Bewegung übersetzt, wobei der Anstellwinkel (φ) der Rampe das Übersetzungsverhältnis bestimmt.
Stift nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (14, 16, 29, 32; 14, 16, 32, 42, 44) eine Einrichtung (32, 42) zum Begrenzen der auf den Sensor (24) übertragenen Kraft aufweist.
Stift nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinrichtung (32, 42) eine federnde Zunge (32) aufweist.
Stift nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (24) ansprechend auf die von dem Getriebe (14, 16, 29, 32; 14, 16, 32, 42, 44) auf ihn übertragene Kraft gegen eine elastische Rückstellkraft ausweichen kann.
Stift nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (18) zumindest teilweise zu dem Getriebe (14, 16, 29, 32; 14, 16, 32, 42, 44) gehört.
Stift nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Schaftes (18) sich ansprechend auf eine auf die Griffzone (20) wirkende Kraft gegen eine elastische Rückstellkraft verstellt, wobei der Sensor (24) auf die Verstellung anspricht.
Stift nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Griffzone (20) in Umfangsrichtung des Stiftes gesehen in einem anderen Winkelbereich liegt als der Sensor (24) und/oder das Getriebe (14, 16, 29, 32; 14, 16, 32, 42, 44).