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Die Erfindung betrifft eine Auftragvorrichtung für Schreibfluide und kosmetische Fluide enthaltend ein Auftraggerät aufweisend ein Gehäuse und mindestens ein Auftragorgan mit mindestens einer Auftragspitze sowie ein Griffelement zum Anbringen an einem Auftraggerät. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Verkaufseinheit mit mindestens einem Auftraggerät und mindestens einem Griffelement.
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Je nach Aufbau des und verwendetem Material für das Auftragorgan eines Auftraggeräts sind konstruktive Maßnahmen erforderlich, um eine Beschädigung des Auftragorgans bzw. der Auftragspitze des Auftragorgans während des Aufragvorgangs zu vermeiden. Dies gilt insbesondere für Auftragorgane, deren Durchmesser im Bereich von 0,2 mm bis 1,5 mm liegt und die häufig aus Kunststoffmaterialien wie Polyamid, Polyester, Polypropylen, Polyacetal oder der gleichen gefertigt sind. In ihrem Inneren besitzen die Auftragorgane Kapillarräume zum Fördern des Auftragfluids aus einem Fluidreservat hin zur Auftragspitze des Auftragorgans. Da beim Auftragen in Abhängigkeit vom jeweiligen Benutzer sehr große Kräfte auf die Auftragspitze des Auftragorgans einwirken können, werden derartige Spitzen leicht abgeknickt und so deren Nutzbarkeit damit beeinträchtigt oder im Extremfall vollkommen zerstört. Zudem nutzen sich wegen der Rauhigkeit der Auftragunterlagen die Auftragorgane bzw. die Auftragspitzen mehr oder minder leicht ab.
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Zur Vermeidung von Beschädigungen werden daher bekannte Auftragspitzen bzw. die Auftragorgane dieser Auftraggeräte mittels Fassungen aus einem steifen Material, wie Metall durch beispielsweise Klemmen fixiert. Ist die Klemmung zu lose, kann das Auftragorgan irreversibel in das Auftraggerät hineingedrückt und das Auftraggerät dadurch unbrauchbar werden. Ist die Klemmung zu fest, wird das Auftragorgan zwar standfester, aber es besteht die Gefahr, dass die Kapillarräume im Auftragorgan reduziert oder ganz unterbunden werden. Ein Fördern des Auftragfluids könnte dadurch vollständig verhindert und das Auftraggerät damit unbrauchbar werden. Aus diesem Grund und in Folge des häufig geringen Durchmessers von Auftragorganen, sind bei der Konstruktion derartiger Auftraggeräte präzise Abstimmungen mit sehr geringen Toleranzen notwendig.
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Es sind bereits Auftraggeräte bekannt, welche Vorrichtungen zur Federung bzw. Dämpfung des Auftragorgans aufweisen. Üblicherweise werden die Auftragorgane über elastische Materialien oder Federelemente im Auftraggerät gelagert, sodass Kräfte, welche zur Zerstörung der Auftragspitze oder des Auftragorgans führen würden, abgefedert werden. Nachteilig bei derartigen Konstruktionen ist der hohe Fertigungsaufwand und die große Anzahl an Einzelteilen. So benötigt die Fertigung von Auftraggeräten mit bekannten Abfederungsmechanismen einen hohen Aufwand und viel Zeit. Die Fertigungskosten von bekannten Auftraggeräten sind daher sehr hoch. Ein weiterer Nachteil von bekannten Auftraggeräten mit gefederten Spitzen ist die Tatsache, dass ein Nachrüsten nicht ohne Weiteres möglich ist, da die Maßnahmen zum Schutz des Auftragorgans bereits zum Zeitpunkt der Herstellung im Auftraggerät implementiert werden müssen. D. h., ein späteres Hinzufügen z. B. einer Federung, insbesondere erst beim Verbraucher ist nicht bekannt.
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DE 201 08 062 U1 beschreibt Schreibeinsätze für Schreibgeräte und dergleichen, insbesondere für ein Fineliner-Schreibgerät, die unter anderem ein Federelement, das ein Schreiborgan in Richtung einer Schreibspitze elastisch vorspannt, enthalten. In
DE 201 07 860 U1 ist eine stufenlos verstellbare Federung der Mine von Schreibgeräten beschrieben.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Auftragvorrichtung sowie ein Griffelement und eine Verkaufseinheit der Eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einem einfachen und kostengünstigen Aufbau die Probleme des Standes der Technik lösen.
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Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 13 und 17 gelöst. In den sich jeweils anschließenden Ansprüchen 2 bis 12 und 14 bis 16 sind vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Auftragvorrichtung enthält ein Auftraggerät mit einem Gehäuse und mindestens einem Auftragorgan, welches mindestens eine Auftragspitze aufweist. Zusätzlich zu dem Auftraggerät weist die Auftragvorrichtung ein separates Griffelement auf, welches mindestens einen Überlastungsschutz für die Auftragspitze aufweist. Das Griffelement mit dem mindestens einen Überlastungsschutz ist derart mit dem Auftraggerät gekoppelt, dass das Griffelement beim Überschreiten einer definierten Axiallast sich entlang der Längsachse des Auftraggerätes in Richtung der Auftragspitze reversibel gegenüber dem kompletten Auftraggerät bewegt. Durch das Vorsehen des Griffelementes mit mindestens einem Überlastungsschutz ist die Auftragspitze des Auftraggerätes gegen Beschädigung oder Zerstörung bei Überlastung geschützt. Gleichzeitig wird eine hohe Präzision beim Auftragen dadurch erreicht, dass eine Bewegung des Griffelementes im normalen Auftragbetrieb vermieden wird. Der Überlastungsschutz greift erst ein, sobald die Axiallast entlang der Längsachse des Auftraggerätes einen definierten Wert überschritten hat. Im normalen Auftragbetrieb besteht zwischen dem Griffelement und der Auftragspitze des Auftragorgans somit eine feste Verbindung. Das Griffelement ist im normalen Auftragbetrieb relativ zum Auftraggerät fest. Dadurch wird der große Vorteil erzielt, einerseits die Spitze des Auftragorgans vor Zerstörung oder Beschädigung zu schützen, andererseits jedoch die negativen Einflüsse einer Federung oder Dämpfung zu eliminieren.
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Erfindungsgemäße Auftragsvorrichtungen können insbesondere bei Schreibgeräten oder bei kosmetischen Auftragvorrichtungen zum Einsatz kommen. Bei Schreibgeräten ist der Schutz der Spitze, wobei Spitze im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl klassische Schreibspitzen, wie sich aufbrauchende Minen und Faserminen, als auch komplexere, wie kugelbasierte Spitzen verstanden werden, und/oder die gleichzeitige Vermeidung eines schwammigen Schreibgefühls vorteilhaft; so kann das Gefühl eines direkten Kontakts zur Schreibfläche weitgehend erhalten werden, was sich positiv auf das Schriftbild auswirkt.
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Bei kosmetischen Auftragvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung, beispielsweise bei Kajalstiften oder anderen Auftragvorrichtungen für kosmetische Zusammensetzungen im Gesicht oder anderen Körperteilen, ist neben der Zerstörung der Spitze zusätzlich eine mögliche Beeinträchtigung der Anwenderin bzw. des Anwenders zu vermeiden. Schmale bzw. dünne Spitzen bergen grundsätzlich die Gefahr von Verletzungen empfindlicher Hautstellen, wie der Schleimhaut eines Augenlids und/oder des benachbarten Auges beispielsweise im Falle eines unbeabsichtigten zu starkem Aufdrücken. Bei erfindungsgemäßen kosmetischen Auftragvorrichtungen kann der Überlastungsschutz nicht nur einem Schutz der Spitze sondern auch dem Schutz der Anwenderin bzw. des Anwenders vor Verletzung dienen.
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Es kann vorteilhaft sein, eine erfindungsgemäße Auftragvorrichtung zusätzlich mit einem Anschlag für das Griffelement zu versehen. Dieser Anschlag verhindert das vollständige Abrutschen des Griffelementes vom Auftraggerät. Im Fall des Eingreifens des Überlastungsschutzes bewegt sich das Griffelement gegenüber dem Auftraggerät. Der Anschlag definiert das Ende dieser Bewegung. Auf diese Weise wird durch den Anschlag eine Verlustsicherung für das Griffelement gebildet. Nicht nur die maximale Länge des Weges des Griffelements, sondern auch das grundsätzliche Verbleiben am Auftraggerät kann damit sichergestellt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Auftragvorrichtung kann den Anschlag derart vorsehen, dass das Griffelement sich bei der reversiblen Bewegung die Richtung der Auftragspitze vollständig über die Auftragspitze schiebt. Das Griffelement stützt sich in diesem Fall am Ende der Bewegung auf der Auftragunterlage auf. Folglich stützt sich die durch die Auftraghand in das Griffelement und damit das Auftraggerät eingeleitete Kraft nicht mehr über die Auftragspitze, sondern direkt auf der Kontaktfläche des Griffelementes mit der Auftragunterlage ab. Somit wird der Kraftfluss über das Auftragorgan und die Auftragspitze unterbrochen und eine Beschädigung oder Zerstörung der Auftragspitze ausgeschlossen. Bei dieser Ausgestaltung bleibt es gleich, ob der Anschlag den Weg des Griffelementes nur bis zur Auftragunterlage hin oder darüber hinaus ermöglicht. Grundsätzlich wird in diesem Fall das Ende der Bewegung während des Auftragens durch die jeweilige Auftragunterlage definiert. Der Anschlag beschränkt sich in diesem Fall ausschließlich auf seine Funktion als Verlustsicherung für das Griffelement.
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Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, mindestens einen Überlastungsschutz als Schnapp-Rast-Element auszubilden. Bei der Ausgestaltung als Schnapp-Rast-Element kann durch die konstruktive Ausführung der einzelnen Teile des Schnapp-Rast-Elementes die Axiallast eingestellt werden, ab welcher der Überlastungsschutz auslöst. Im Falle der Ausgestaltung als Schnapp-Rast-Element erfolgt die Sicherung der Auftragspitze bei Überschreiten der definierten Axiallast schlagartig. Überschreitet die Kraft, welche durch die Auftraghand auf das Griffelement aufgebracht wird den definierten Wert, löst sich die Schnapp-Rast-Verbindung und das Griffelement kann sich in Richtung der Auftragspitze auf die Auftragunterlage zubewegen, bis es sich schließlich dort abstützt. Um die Vorrichtung wieder in Betrieb zu nehmen, muss der Benutzer das Griffelement entlang des Auftraggerätes zurück schieben, bis das Schnapp-Rast-Element wieder einrastet.
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Eine mögliche Ausgestaltungsform eines derartigen Schnapp-Rast-Elementes ist das Vorsehen mindestens einer Rastnut und mindestens eines Rastelementes. Zur Einstellung der definierten Axiallast ist die konstruktive Ausgestaltung der Rastnut in Korrespondenz zum Rastelement wesentlich. Insbesondere der Winkel, welchen die Rastnut mit dem Rastelement in Auslöserichtung einschließt, ist für die auslösende Kraft wesentlich.
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In vorteilhafter Weise kann eine erfindungsgemäße Auftragvorrichtung alternativ oder zusätzlich zum Schnapp-Rast-Element einen Überlastungsschutz in Form eines Federelementes vorsehen. Dieses Federelement kann vorteilhafterweise direkt oder indirekt mit dem Auftraggerät und dem Griffelement verbunden sein. Die Ausgestaltung als Federelement hat den Vorteil, dass sich bei Eingreifen des Überlastungsschutzes das Griffelement nicht schlagartig sondern kontinuierlich und mit steigender Gegenkraft durch die Feder in Richtung der Auftragspitze bewegt. Ein weiterer Vorteil besteht in der automatischen Zurückbewegung bzw. Rückstellung des Griffelementes durch die Federkraft bei Zurücknahme der erhöhten Axialkraft. Die definierte Axiallast zum Auslösen der Bewegung des Griffelementes kann beispielsweise durch die Wahl der Federkonstante eingestellt werden. Bei Federn mit hohen Federkräften, ist eine gewisse Mindestkraft notwendig, um die Feder zu dehnen und das Griffelement in Bewegung zu setzen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung, ist das Vorspannen des Federelementes im Ausgangszustand. Auf diese Weise können auch Federn mit geringeren Federkonstanten verwendet werden, da durch die Vorspannkraft die definierte Axialkraft zum Auslösen der Bewegung des Griffelementes eingestellt werden kann. Das Verwenden von Federn mit geringeren Federkonstanten ist üblicherweise kostengünstiger und spart gleichzeitig Gewicht. Durch die Vorspannung wir weiterhin der Vorteil erzielt, dass beim Verschieben des Griffelements ein geringerer Kraftanstieg erfolgt. Die Differenz zwischen Auslösekraft und der zum Anstoßen des Griffelements auf der Auftragunterlage notwendigen Kraft wird so um den Betrag der Vorspannkraft verringert. Die Feder ist dabei so zu wählen und derart vorzuspannen, dass die Auslösekraft zum Überschreiten der Vorspannkraft und damit zum Auslösen der Bewegung des Griffelementes größer ist, als die üblicherweise von der Auftraghand aufgebrachte Kraft im normalen Auftragbetrieb. Gleichzeitig muss die mit der maximalen Bewegung des Griffelementes bis hin zum Abstützen auf der Auftragunterlage korrelierende Federkraft, also die Kraft die benötigt wird, um das Griffelement gegen die Federkraft bis vollständig auf die Auftragunterlage zu bewegen, kleiner als die Kraft sein, welche eine Beschädigung oder Zerstörung der Auftragspitze des Auftragorgans zur Folge hätte. Je nach Auftraggerät und Material, bzw. Durchmesser des Auftragorgans und der Auftragspitze sind hier unterschiedliche Federn mit unterschiedlichen Federkonstanten und unterschiedlichen Vorspannkräften zu wählen. Für den breiten Einsatz von erfindungsgemäßen Auftragvorrichtungen sind Auslösekräfte im Bereich um 4 N günstig. Beim vollständigen Vorschieben des Griffelementes werden vorteilhafterweise Kräfte im Bereich um 6 N erreicht.
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Eine erfindungsgemäße Auftragvorrichtung kann zusätzlich mit einem Fixierelement ausgestattet sein, welches das Griffelement lösbar an dem Auftraggerät fixiert. Auf diese Weise wird ein Nachrüsten des Griffelements möglich. Darüber hinaus wird die Funktionalität des Überlastungsschutzes von der Fixierung des Griffelementes am Auftraggerät entkoppelt. Bei der Konstruktion des Überlastungsschutzes, beispielsweise als Schnapp-Rast-Element und/oder als Federelement sind hier keine Einschränkungen im Hinblick auf die Befestigung am Auftraggerät zu beachten. Diese zusätzliche Konstruktionsfreiheit kann für die weitere Kostenminimierung im Bezug auf das Herstellverfahren und auf die verwendeten Materialien verwendet werden. Erfindungsgemäße Fixierelemente können in einfacher Weise als Klebemittel ausgestaltet sein. Jedoch sind auch komplexere, beispielsweise widerhakenartige Fixierelemente, welche sich in entsprechenden Fixiernuten des Auftraggerätes abstützen können denkbar. Auch Fixierelemente im Form von Hülsen, welche am Ende des Auftragsgerätes aufsteckbar sind, können bei einer erfindungsgemäßen Auftragvorrichtung zum Einsatz kommen. Die Fixierung bei derartigen Hülsen für das Ende des Auftragsgerätes kann beispielsweise durch Rastsitz auf demselben erfolgen.
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Der Überlastungsschutz des erfinderischen Griffelementes muss nicht zwangsläufig aus einem Teil bestehen. Vielmehr kann der Überlastungsschutz auch mehrteilig ausgestaltet sein, wie dies beispielsweise beim oben erläuterten Schnapp-Rast-Element der Fall ist. Auch muss bei der mehrteiligen Ausgestaltung des Überlastungsschutzes nicht zwangsläufig jedes Teil des Überlastungsschutzes ein Teil des Griffelementes sein. Vielmehr können auch Teile des Auftraggerätes und des Griffelementes gemeinsam den Überlastungsschutz bilden. Im Falle eines Schnapp-Rast-Elementes als Überlastungsschutz kann beispielsweise die Rastnut im Gehäuse des Auftraggerätes vorgesehen sein, während das Rastelement in Form einer ringförmigen Verdickung am Griffelement angebracht ist.
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Um sicherzustellen dass die Auftragspitze des Auftragorgans auf jeden Fall geschützt wird, ist es sinnvoll, die notwendige Kraft zum Auslösen der Bewegung des Griffelementes kleiner als die Belastungsgrenze der Auftragspitze zu wählen. Vorteilhafterweise ist ein gewisser Abstand zwischen der Belastungsgrenze und der auslösenden Kraft vorzusehen. Beispielsweise ist ein Sicherheitspuffer von 10 bis 20% denkbar, welcher zwischen der Kraft zur Beschädigung oder Zerstörung der Auftragspitze und der Kraft zur Bewegung des Griffelementes bis zur Auftragunterlage liegt. Die Werte für die Kräfte, welche zur Zerstörung von Auftragspitzen führen hängen stark von der jeweiligen Einsatzweise, insbesondere von der Art und Form der Spitze, dem Winkel zur Auftragunterlage und dem Material der Auftragunterlage ab. Zerstörungskräfte liegen erfahrungsgemäß im Bereich zwischen 5 N und 15 N. Bei der Verwendung von eingesteckten Auftragspitzen, bzw. Auftragorganen kann bereits vor der Zerstörung das oben angesprochene Durchrutschen erfolgen, in folge dessen die Auftragvorrichtung ebenfalls unbrauchbar werden kann. Ein derartiges Durchrutschen erfolgt erfahrungsgemäß bei Kräften im Bereich um 10 N.
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Um das Auftraggefühl weiter zu verbessern, kann es vorteilhaft sein, dass das Griffelement mindestens eine Griffzone aufweist. Derartige Griffzonen können beispielsweise aus weichen Gummimaterialien und/oder ergonomisch angepassten Bereichen bestehen, welche das Auftragen, beispielsweise im Falle eines Schreibgeräts beim Schreiben, insbesondere über lange Zeiten, erleichtern und das Ermüden der Auftrag- bzw. Schreibhand verringern.
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Für die Montage oder Demontage, insbesondere bei wieder verwendbaren Griffelementen, kann es vorteilhaft sein, dass der Überlastungsschutz des Griffelementes arretierbar ist. In der arretierten Stellung kann der Überlastungsschutz auch bei Überscheiten der definierten Axiallast nicht auslösen. Wird bei einer erfindungsgemäßen Auftragvorrichtung beispielsweise ein Fixierelement für das Griffelement in Form eines Schnapp-Rast-Elementes verwendet, so kann zum Lösen dieses Fixierelementes die Arretierung des Überlastungsschutzes eingestellt werden. In diesem Fall kann auch mit einer Kraft, welche größer als die definierte Axialkraft ist, an dem Griffelement gezogen werden und dieses durch das Lösen des Fixierelementes vom Auftraggerät entfernt werden.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Griffelement zum Anbringen an einem Auftraggerät mit mindestens einem erfindungsgemäßen Überlastungsschutz. Das Griffelement ist dabei so ausgestaltet, dass es nach dem Anbringen an einem Auftraggerät mit diesem eine Auftragvorrichtung gemäß der vorstehenden Beschreibung bildet. Ein derartiges Griffelement könnte nicht nur bei einem einzigen Auftraggerät sondern an unterschiedlichen Auftraggeräten verwendet werden und somit deutlich häufiger zum Einsatz kommen, als dies bei üblicherweise als Einmalartikel ausgestalteten Auftraggeräten der Fall ist. Durch die Mehrfachverwendung kann das Griffelement auch aufwendiger und/oder hochwertiger gefertigt werden.
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Beispielsweise kann das Griffelement zumindest teilweise aus hochwertigem Material hergestellt sein. Auch eine Veredelung in anderer Weise, insbesondere durch versilbern oder vergolden oder eine Kombination der beiden Herstellungsvarianten ist denkbar. Auch eine zusätzliche Werterhöhung des Griffelementes durch die Applikation von Zierelementen, wie beispielsweise Strasssteinen oder Diamanten wäre denkbar. Ein erfindungsgemäßes Griffelement, welches mehrfach, teilweise auch lebenslang zum Einsatz kommen kann, kann auf diese Weise als hochwertiges Schreibutensil oder kosmetisches Instrument ausgestaltet sein. Auf diese Weise können, als Alternative zu hochwertigen Füllern oder Kugelschreibern oder teueren Kosmetikapplikatoren, auch vergleichsweise einfache Auftraggeräte, wie beispielsweise Faserschreiber, Bleistifte, Kugel- bzw. Ballpointschreiber, Kajalstifte, Abdeckapplikatoren etc. mit einem hochwertigen Griffelement zu individuellen Auftragvorrichtungen weiterentwickelt und aufgewertet werden.
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Zum Befestigen des Griffelementes an dem Auftraggerät sind vorzugsweise zusätzlich Fixierelemente vorgesehen. Diese Fixierelemente sind insbesondere zur lösbaren Fixierung des Griffelementes vorgesehen. Ausgestaltungsformen für derartige Fixierelemente sind vielfältig. So können beispielsweise Verschraubungen, Überwurfmuttern, Bajonettverschlüsse, Schnapp-Rast-Verbindungen in Form von Widerhaken oder beliebige andere Fixierelemente vorgesehen sein.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Fixierelementes für ein erfindungsgemäßes Griffelement ist die Ausbildung als Schräge mit selbsthemmenden Winkeln. Beispielsweise kann bei zylindrischen Griffelementen, welche über ein Auftraggerät aufgeschoben werden die Innenfläche des Griffelementzylinders einen kleinen Winkel, vorzugsweise kleiner als 5° aufweisen. Zum Befestigen des Griffelementes an einem beliebigen Auftraggerät wird das Griffelement über das Auftraggerät geschoben und mit Schwung und etwas Kraft über das Gehäuse des Auftraggerätes bewegt. Zwischen der angewinkelten Innenfläche des Griffelementes und der Außenfläche des üblicherweise nicht angewinkelten Gehäuses des Auftraggerätes entsteht dadurch eine Klemmung, welche für die Verwendung des Griffelementes ausreicht. Die Klemmkraft ist dabei vorteilhafterweise höher als die maximale Kraft, welche durch das Griffelement entgegen der Fixierung aufgebracht wird. Diese maximale Kraft entspricht der Kraft, welche notwendig ist, um das Griffelement bis zum Kontakt mit der Auftragunterlage gegen die Kraft des Überlastungsschutzes zu bringen.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht in einer Verkaufseinheit, die mindestens ein Auftraggerät und mindestens ein Griffelement gemäß der vorstehenden Beschreibung aufweist. Solche Verkaufseinheiten können üblicherweise in Kaufhäusern oder Schreibwarenläden oder Drogeriemärkten verkauft werden und enthalten beispielsweise ein hochwertiges Griffelement und ein oder mehrere dazugehörige beliebige Auftraggeräte, die mit dem Griffelement verwendet werden können. Auch das Vorsehen mehrerer, beispielsweise auch unterschiedlicher Auftraggeräte in einer erfindungsgemäßen Verkaufseinheit kann sinnvoll sein.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie mehrere Ausführungsbeispiele hierzu werden nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren näher erläutert. Die innerhalb der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwendeten Begriffe „links”, „rechts”, „oben” und „unten” beziehen sich auf die Zeichnungsfiguren in einer Ausrichtung mit normal lesbaren Figurenbezeichnungen und Bezugszeichen. Hierbei zeigt:
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1a ein erstes Ausführungsbeispiel einer Auftragvorrichtung mit eingerastetem Überlastungsschutz;
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1b eine Auftragvorrichtung der 1a mit ausgelöstem Überlastungsschutz;
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2a ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Auftragvorrichtung mit nicht ausgelöstem Überlastungsschutz;
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2b eine Auftragvorrichtung, wie in 2a, mit ausgelöstem Überlastungsschutz;
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3 ein Ausführungsbeispiel eines Griffelementes mit Fixierelement; und
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4 eine Darstellung des Kraftverlaufs bei der Verwendung einer Feder als Überlastungsschutz gemäß einer Ausführungsform.
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1a und 1b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Auftragvorrichtung 1. Die Auftragvorrichtung 1 weist ein Auftraggerät 10 auf, welches an seinem unteren Ende ein Auftragorgan 12 mit einer Auftragspitze 14 beinhaltet. Am Gehäuse 2 des Auftraggerätes 10 ist eine ringförmige Rastnut 36 angeordnet, in welche Rastelemente 38 des Griffelementes 30 greifen. Die Rastelemente 38 sind hierbei zumindest teilweise ringförmige Elemente, welche in die ringförmige Rastnut 36 eingreifen. Auf der Außenseite des Griffelementes 30 ist eine Griffzone 34 angeordnet, welche in diesem Fall mit Antirutschbeschichtung ausgeführt ist.
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Bei der Verwendung einer Auftragvorrichtung 1 gemäß der 1a und 1b greift der Benutzer mit seiner Auftraghand an der Griffzone 34 des Griffelementes 30 an. Zum Auftragen setzt er die Auftragvorrichtung 1 mit der Auftragspitze 14 auf der Auftragunterlage auf und beginnt aufzutragen. Im Falle, dass die Auftraghand des Benutzers über die Griffzone 34 auf das Griffelement 30 eine Kraft in axialer Richtung des Auftraggerätes 10 aufbringt, welche größer ist, als die definierte Axiallast für die Bewegung des Griffelementes 30, lösen sich die Rastelemente 38 aus der Rastnut 36 und das Griffelement 30 rutscht entlang des Auftraggerätes 10 in Richtung der Auftragspitze 14. Diese Bewegung des Griffelementes 30 wird beendet, sobald dieses auf der Auftragunterlage anstößt. In dieser Situation angekommen, wird die gesamte Kraft abzüglich der Federkraft, welche von der Auftraghand über die Griffzone 34 auf das Griffelement 30 aufgebracht wird, über die Kontaktfläche zwischen dem Griffelement und der Auftragunterlage übertragen. Das Auftragorgan 12 und dessen Auftragspitze 14 befinden sich in gesicherter Position innerhalb des Griffelementes 30.
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In den 2a und 2b ist eine weitere Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Auftragvorrichtung 1 dargestellt. Der Überlastungsschutz 32 ist hierbei als Feder 40 ausgestaltet. Diese Feder 40 ist in dieser Ausgestaltungsform direkt und fest mit dem Auftraggerät 10 am oberen Ende und dem Griffelement 30 am unteren Ende verbunden. In 2 ist der Ausgangszustand zum Start des Auftragens dargestellt. Im Fall, dass die Auftraghand des Benutzers wiederum über die Griffzone 34 auf das Griffelement 30 eine Kraft überträgt, welche größer ist als die definierte Axiallast zum Start der Bewegung des Griffelementes 30, bewegt sich dieses Griffelement 30 gegen die Federkraft in Richtung der Auftragspitze 14 des Auftragorgans 12. Das Ende dieser Bewegung ist in 2b dargestellt. Analog zur Darstellung gemäß 1b befindet sich auch hier das Griffelement 30 in einer Position, in welcher die gesamte Kraft über die Kontaktfläche zwischen Griffelement 30 und Auftragunterlage übertragen wird. Die Auftragspitze 14 und das Auftragorgan 12 sind auch hier in einer gesicherten Position. Im Vergleich zur Ausführungsform gemäß der 1a und 1b hat die Ausführungsform gemäß der 2a und 2b den Vorteil, dass ausgehend von der Situation gemäß 2b, sich das Griffelement 30 durch die Federkraft der Feder 40 wieder selbstständig nach oben bewegen kann. Das Griffelement 30 muss nicht vom Benutzer aktiv wieder in die Ausgangsposition zurückgeschoben werden. Vielmehr zieht die Feder 40 durch die ihr innewohnende Federkraft das Griffelement 30 nach Entlastung durch die Auftraghand des Benutzers das Griffelement 30 in die Ausgangsposition zurück.
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Eine weitere Ausgestaltungsform für ein Griffelement 30 ist in 3 dargestellt. Das Griffelement 30 gemäß 3 ist mehrteilig. Ein Innenteil 50 und ein Außenteil 52 bilden gemeinsam das Griffelement 30. Am Innenteil 50 ist das obere Ende des Überlastungsschutzes 32, welcher als Feder 40 ausgestaltet ist, fest angebracht. Das untere Ende der Feder 40 ist am äußeren Teil 52 des Griffelementes 30 fixiert. Eine Relativbewegung zwischen innerem Teil 50 und äußerem Teil 52 kann ausschließlich gegen die als Zugfeder gestaltete Feder 40 erfolgen. Zusätzlich weist das Innenteil 50 ein Fixierelement 42 auf. Dieses ist hier als Schnapp-Rast-Element ausgebildet, welches in Richtung der Auftragspitze 14 des Auftraggerätes 10 im Wesentlichen widerhakenförmig ausgestaltet ist. Zum Verbinden des Griffelementes 30 mit dem Auftraggerät 10 wird das Griffelement 30 über den Körper des Auftraggerätes 10 geschoben bis das Fixierelement 42 einrastet. Ab diesem Moment ist die Auftragvorrichtung fertig gestellt und einsatzbereit.
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Bei einem Griffelement 30, gemäß 3 ist die Feder 40 vorgespannt. Die Vorspannung wird durch eine Anschlagskontaktfläche des Innenteils 50 an dem Außenteil 52 erzielt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Ausführungsform kann der Anschlag des Innenteils 50 relativ zum Außenteil 52 durch den Benutzer verändert werden. Auf diese Weise kann die Vorspannkraft und damit die Auslösekraft eingestellt werden. Die Einstellbarkeit des Kontaktanschlages kann beispielsweise durch ein Gewinde, welches von außen am Griffelement 30 betätigt werden kann, vorgesehen sein.
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In 4 ist ein Diagramm dargestellt, welches die Funktionsweise der Feder mit Vorspannung erläutert. Die y-Achse des Diagramms zeigt dabei die Federkraft und die x-Achse den Federweg. Die Vorspannkraft ist mit FStart bezeichnet. Zur Vorspannkraft FStart zugehörig ist ein Vorspannweg S1. Zur Auslösung des Überlastungsschutzes muss mindestens eine Kraft FStart angelegt werden, damit sich die Feder weiterbewegt. Die Gesamtbewegung der Feder ist mit S2 gekennzeichnet. Bewegt sich die Feder im Bereich S2, wird sie weiter gedehnt, und die Kraft zur Dehnung der Feder und damit auf die Auftragvorrichtung aufgebrachte Kraft steigt entlang der Federkennlinie. Die maximale Bewegung des Griffelementes 30, also das rechte Ende von S2, wird durch das Auftreffen des Griffelementes 30 auf der Auftragunterlage definiert. Korrelierend zu dem Ende der Bewegung S2 ist die maximale Federkraft Fmax. Wichtig ist, dass die Kraft Fmax geringer ist als die für die Zerstörung oder Beschädigung der Auftragspitze 14 des Auftragorgans 12 notwendige Kraft Fz. Bei einer einstellbaren Vorspannung der Feder 40 kann über die Einstellung des Vorspannweges S1 die Auslösekraft FStart entlang der Federkennlinie eingestellt werden. Eine vorteilhafte Ausgestaltung liegt vor, wenn eine hohe Vorspannung vorliegt, das bedeutet, dass zwischen FStart und Fmax nur ein relativ geringes Intervall liegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Auftragvorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 10
- Auftraggerät
- 12
- Auftragorgan
- 14
- Auftragspitze
- 30
- Griffelement
- 32
- Überlastungsschutz
- 34
- Griffzone
- 36
- Rastnut
- 38
- Rastelement
- 40
- Federelement
- 42
- Fixierelement
- 50
- Innenteil
- 52
- Außenteil