-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anbringen von Befestigungsmitteln und/oder Verschlussmitteln, die von einem Benutzer mit mindestens einem Finger unter Aufbringen von Druckkräften angebracht werden. Die Vorrichtung ist mit einem Fingerstück ausgebildet, mittels derer sie an dem Finger eines Benutzers angeordnet und gehalten werden kann.
-
In der Produktion von Gütern, beispielsweise von Fahrzeugen, werden sogenannte Clips und Stopfen eingebracht. Als Clips werden unter anderem Federklemmen bezeichnet, sie sind also Befestigungsmittel. Stopfen sind üblicherweise Gegenstände zum Verschließen von Öffnungen. Diese Clips und/oder Stopfen werden mit den Fingern und insbesondere dem Daumen eines Arbeiters unter Aufbringen einer Druckkraft angebracht beziehungsweise eingesetzt. Dies ist mit einem erheblichen Kraftaufwand verbunden. Infolgedessen kann diese Tätigkeit zu gesundheitlichen Problemen in den Gelenken des verwendeten Fingers, der gesamten Hand und/oder des gesamten Arms bis zur Schulter führen.
-
Häufig wenden die Arbeiter mehr Kraft auf, als es aus technischer Sicht zum Anbringen der Clips und/oder Stopfen erforderlich wäre. Dies liegt zumeist darin begründet, dass die Arbeiter die Stopfen und/oder Clips in kurzer Zeit sicher setzen müssen und nur sehr wenig Zeit verfügbar ist, um einen schlecht oder falsch gesetzten Clip und/oder Stopfen zu korrigieren.
-
Aus dem Stand der Technik sind Orthesen bekannt, die die Kräfte, die beim Anbringen eines Stopfens und/oder Clips auf einen Daumen wirken, auf belastbarere Strukturen wie zum Beispiel das Daumengrundgelenk umlenken. Dennoch wenden die Arbeiter noch immer zu hohe Kräfte auf, um die Stopfen und/oder Clips zu setzen. Damit können trotz einer Lastumverteilung gesundheitliche Schäden entstehen.
-
Die bekannten Lösungen ändern also nichts an den aufgebrachten, zu hohen Druckkräften, die beim Setzen von Stopfen und/oder Clips generiert werden.
-
Andererseits sind Systeme zum Bestimmen einer aufgebrachten (Druck-)Kraft bekannt. Damit ist es zwar möglich, die aufgebrachte Kraft zu messen, jedoch werden damit das Aufbringen von zu großen Druckkräften und auch gesundheitliche Schäden nicht verhindert.
-
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mittels derer einem Benutzer oder Anwender die aufgewendete Druckkraft und damit auch das Aufbringen einer zu großen Druckkraft angezeigt werden kann, so dass der Benutzer oder Anwender die Druckkraft anpassen kann und gesundheitliche Schäden verringert oder vermieden werden können. Die Aufgabe schließt ein, dass der Benutzer oder Anwender sein Arbeitsverhalten dauerhaft anpassen kann.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Anbringen von mit mindestens einem Finger eines Benutzers mittels Druck angebrachten Befestigungsmitteln und/oder Verschlussmitteln ist mit einem Fingerstück gebildet, mit dem die Vorrichtung auf einem Finger des Benutzers anzuordnen und zu halten ist. Sie ist außerdem mit einer Auslöseeinrichtung, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein Aufbringen einer über einen Maximalwert hinausgehenden Druckkraft zu verhindern und/oder einer Kraftrückmeldeeinrichtung, die ausgebildet und eingerichtet ist, dem Benutzer das Aufbringen einer über einen Maximalwert hinausgehenden Druckkraft anzuzeigen, gebildet. Dabei weist die Auslöseeinrichtung eine von dem Fingerstück beabstandete und dem anzubringenden Befestigungsmittel und/oder Verschlussmittel zugewandte Erweiterungsstruktur auf und zwischen dem Fingerstück und der Erweiterungsstruktur ist ein Auslösemechanismus angeordnet, der beim Aufbringen einer über einen Maximalwert hinausgehenden Druckkraft auslöst und dabei die einwirkende Druckkraft aufnimmt. Die Kraftrückmeldeeinrichtung weist mindestens ein Sensormittel, mittels dessen eine aufgebrachte Druckkraft erfassbar ist, eine Recheneinheit, die ausgebildet und eingerichtet ist, die erfasste Druckkraft auszuwerten und mindestens ein Rückmeldemittel, mittels dessen dem Benutzer das Aufbringen einer über einen Maximalwert hinausgehenden Druckkraft anzuzeigen ist, auf.
-
Unter Verschlussmitteln sollen im Sinne der Erfindung Gegenstände verstanden werden, mittels derer Öffnungen verschlossen werden und die in diese Öffnung hinein eingebracht oder auf einen Rand der Öffnung mittels Druck aufgebracht werden. Als Befestigungsmittel werden Hilfsmittel bezeichnet, mittels derer ein Bauteil an einem anderen fixiert werden kann. Es sollen darunter auch Clips, Federklemmen und dergleichen verstanden werden, die eine Befestigung und/oder einen Zusammenhalt von Einzelteilen durch Federkräfte ermöglichen und dazu mittels Druck angebracht werden. Sie werden auch als Verbindungsmittel bezeichnet. Das Anbringen soll dabei auch das Einbringen des Befestigungsmittels und/oder des Verschlussmittels einschließen.
-
Ein Benutzer ist der Anwender der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Er bringt Verschluss- und/oder Befestigungsmittel mit seinem Finger unter Aufbringen von Druckkräften an, wobei dieser Finger ein beliebiger Finger, besonders bevorzugt ein Daumen des Benutzers ist.
-
Die Vorrichtung ist zunächst mit einem Fingerstück gebildet. Dieses Fingerstück dient dazu, die Vorrichtung auf dem jeweiligen Finger anzuordnen und zu halten, also sie in ihrer Lage zu fixieren, so dass sie während der Benutzung nicht verrutscht oder verdreht. Das Fingerstück kann dabei im Sinne eines Fingerlings für einen einzelnen Finger oder als Teil eines Handschuhs ausgebildet sein.
-
Die Vorrichtung weist eine Auslöseeinrichtung und/oder eine Kraftrückmeldeeinrichtung auf.
-
Die Auslöseeinrichtung ist ausgebildet und eingerichtet, das Aufbringen einer über einen Maximalwert hinausgehenden Druckkraft zu verhindern. Dabei ist der Maximalwert die Druckkraft, die aus technischer Sicht erforderlich ist, um das Verschlussmittel und/oder Befestigungsmittel sicher und korrekt anzubringen und wird nachfolgend auch als Maximalkraft bezeichnet.
-
Die Auslöseeinrichtung ist mit einer von dem Fingerstück beabstandeten und dem anzubringenden Verschluss- und/oder Befestigungsmittel zugewandten Erweiterungsstruktur ausgebildet. Diese Erweiterungsstruktur folgt im Wesentlichen der Kontur des Fingerstücks und ist mit diesem derart verbunden, dass zwischen dem Fingerstück und der Erweiterungsstruktur ein Zwischenraum ausgebildet wird. Die Erweiterungsstruktur ist an der Seite beziehungsweise dem Ende des Fingerstücks angeordnet, die beziehungsweise das dem anzubringenden Befestigungsmittel und/oder Verschlussmittel zugewandt ist, mit dem dieses also in seine Position gedrückt werden soll. Im Gebrauch befindet sich also die Erweiterungsstruktur zwischen dem Fingerstück und dem Befestigungs- und/oder Verschlussmittel.
-
In dem Zwischenraum zwischen der Erweiterungsstruktur und dem Fingerstück ist ein Auslösemechanismus angeordnet, der bei einer über den Maximalwert hinausgehenden Druckkraft auslöst und dabei die einwirkende Druckkraft aufnimmt. Der Auslösemechanismus verbleibt während des Aufbringens von Druckkräften in seiner Form und Position, wobei er auch den Abstand zwischen Erweiterungsstruktur und Fingerstück bewahrt. Wird aber die zulässige Maximalkraft, also die erforderliche Kraft zum Setzen des Verschluss- und/oder Befestigungsmittels überschritten, löst der Auslösemechanismus aus und erlaubt ein Durchschlagen des Fingerstücks in den Zwischenraum zwischen Fingerstück und Erweiterungsstruktur. Die Bewegung geht also aus Sicht des Benutzers „ins Leere“, so dass die Druckkraft abgefangen wird.
-
Durch die Auslöseeinrichtung wird also sichergestellt, dass ein Überschreiten der Maximalkraft abgefangen und ausgeglichen wird und verhindert somit gesundheitliche Schäden durch das Anbringen von Verschluss- und/oder Befestigungsmitteln. Gleichzeitig ist so sichergestellt, dass die zulässigen Kräfte beim Anbringen von Verschluss- und/oder Befestigungsmitteln nicht überschritten werden, was auch aus Sicht der Materials schonender ist.
-
Alternativ oder zusätzlich weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Kraftrückmeldevorrichtung auf, die ausgebildet und eingerichtet ist, dem Benutzer das Aufbringen einer über den Maximalwert hinausgehenden Druckkraft anzuzeigen. Diese Kraftrückmeldeeinrichtung weist mindestens ein Sensormittel, eine Recheneinheit und mindestens ein Rückmeldemittel auf.
-
Ein Sensormittel erfasst eine aufgebrachte Druckkraft und übermittelt diese an die Recheneinheit. Erfassen bedeutet dabei insbesondere messen. Dazu sind das mindestens eine Sensormittel und die Recheneinheit drahtlos oder drahtgebunden miteinander verbunden.
-
Die Recheneinheit ist dazu ausgebildet und eingerichtet, die von dem mindestens einen Sensormittel erfassten Messwerte auszuwerten. Dazu kann bedarfsweise auch ein Messverstärker vorgesehen sein, mit dem die Messwerte gefiltert, normiert und/oder verstärkt werden können. In der Recheneinheit ist mindestens ein zulässiger Maximalwert hinterlegt oder kann hinterlegt werden. Dieser Maximalwert entspricht bei einer Ausführungsform mit einer Auslöseeinrichtung vorzugsweise dem Maximalwert der Druckkraft, bei dem die Auslöseeinrichtung wirkt. Durch Vergleich der erfassten Druckkraft mit dem hinterlegten Maximalwert wird eine Überschreitung erkannt.
-
Das mindestens eine Rückmeldemittel dient dazu, dem Benutzer das Überschreiten der Maximalkraft anzuzeigen. Es soll ihm also vermitteln, dass die Kraft, die er aufgebracht hat, zu hoch beziehungsweise höher als erforderlich war. Das mindestens eine Rückmeldemittel ist dazu drahtlos oder drahtgebunden mit der Recheneinheit verbunden, so dass diese eine Überschreitung des Maximalwertes an das mindestens eine Rückmeldemittel übermitteln kann, wodurch die Anzeige durch das mindestens eine Rückmeldemittel ausgelöst wird.
-
Die Recheneinheit kann dabei als separate Einrichtung oder als Bestandteil des mindestens einen Sensormittels oder des mindestens einen Rückmeldemittels vorgesehen sein.
-
Durch die Kraftrückmeldeeinrichtung kann einem Benutzer veranschaulicht oder verdeutlicht werden, ob er Verschluss- und/oder Befestigungsmittel mit zu hoher Kraft anbringt. Anhand dieser Anzeige kann er seinen Kraftaufwand anpassen und das Anpassen seiner Kraftaufwendung an den Bedarf erlernen und einüben. Somit können langfristig gesundheitliche Schäden vermieden werden.
-
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Auslösemechanismus mit einem Federstahl gebildet ist. Ein Federstahl ist ein Stahl mit einer hohen Festigkeit und hoher Elastizität. Er kann bis zu seiner spezifischen Elastizitätsgrenze verformt werden, um danach ohne bleibende Verformung elastisch in den Ausgangszustand zurückzukehren. Der Federstahl ist innerhalb des Auslösemechanismus so angeordnet, dass bei Aufbringen einer Druckkraft der Federstahl verformt wird, bis er durch Beulen der Krafteinwirkung ausweicht. Lässt die Krafteinwirkung nach, geht die Verformung zurück und der Ausgangszustand wird wieder eingestellt. Da der Federstahl bei zu hoher Krafteinwirkung ausweicht, fängt er also die einwirkende Kraft ab und entlastet so den Finger, mit dem die Kraft aufgebracht wird. Damit können gesundheitliche Schäden vermieden werden. Die Anzahl von Federstählen in einem Auslösemechanismus soll dabei nicht auf einen einzigen begrenzt sein.
-
Vorzugsweise ist der Maximalwert der Druckkraft und damit die zum Auslösen notwendige Kraft durch den Querschnitt und/oder den verwendeten Werkstoff des Federstahls einstellbar. Wenn die zulässige Druckkraft für das Anbringen eines Verschluss- und/oder Befestigungsmittels bekannt ist, kann ein Federstahl gewählt werden, der durch seine Werkstoffeigenschaften, also insbesondere Festigkeit und Elastizität, und/oder durch seinen Querschnitt geeignet ist, die maximal zulässige Druckkraft ohne Auszuweichen zu tragen. Wird diese zulässige Kraft überschritten, folgt das Beulen beziehungsweise Ausweichen. Die Konfiguration des Federstahls erlaubt dabei eine individuelle Einstellung von zulässigen Maximalkräften, so dass eine Überschreitung zulässiger Druckkräfte mit einfachen Mitteln wirksam verhindert werden kann.
-
In einer nächsten Ausgestaltung ist die Erweiterungsstruktur mit einem Hartkunststoff und/oder einem beschichteten Metall gebildet. Die Erweiterungsstruktur muss geeignet sein, die auf die Vorrichtung aufgebrachte Druckkraft auf das anzubringende Befestigungs- und/oder Verschlussmittel zu übertragen, damit dieses sicher gesetzt werden kann. Demnach muss sie verformungsarm sein und stabil genug, um den Krafteintrag sicherzustellen. Daher ist die Verwendung von Hartkunststoff, also Kunststoffen mit hoher Festigkeit und geringer Verformbarkeit oder die Verwendung von Metallen, die vorzugsweise mit einer geeigneten Beschichtung versehen sind, von Vorteil. Eine geeignete Beschichtung soll dabei eine Beschichtung sein, die ein Verrutschen der Vorrichtung gegenüber dem anzubringenden Verschluss- und/oder Befestigungsmittel verhindert. Zweckmäßigerweise verhindert sie auch ein Verkratzen von Oberflächen. Beispielhaft sei für die Erweiterungsstruktur Aluminium mit einer gummierten Oberfläche genannt.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das mindestens eine Sensormittel ein Piezoelement, einen Dehnmessstreifen und/oder ein optisches Sensormittel aufweist. Das mindestens eine Sensormittel dient zur Erfassung einer Kraft, mit der ein Verschluss- und/oder Befestigungsmittel mit der Vorrichtung angebracht wird.
-
Zum einen kann das mindestens eine Sensormittel dabei ein Piezoelement aufweisen. In einem Piezoelement wird durch eine Krafteinwirkung eine zur Kraft proportionale Ladungsverteilung bewirkt. Diese Ladung wird gemessen und daraus die einwirkende Kraft bestimmt.
-
Andererseits kann das mindestens eine Sensormittel mit einem Dehnmesstreifen ausgebildet sein. Dehnmessstreifen sind Elemente, die eine Verformung erfassen, die ihrerseits abhängig von einer Krafteinwirkung ist. Durch die Verformung ändert sich der Widerstand innerhalb des Dehnmessstreifens, wobei auch diese Veränderung lastabhängig ist und Rückschlüsse auf die einwirkende Kraft erlaubt.
-
Schließlich kann das mindestens eine Sensormittel ein optisches Sensormittel aufweisen. Ein optisches Sensormittel im Sinne der Erfindung ist ein Sensormittel, das die einwirkende Krafft mittels Licht bestimmt. Derartige Sensormittel sind mit mindestens einer Lichtquelle und mindestens einem Lichterfassungsmittel ausgebildet. Das Licht wird von der mindestens einen Lichtquelle in das Gewebe des Fingers geleitet. Das Licht transmittiert durch das Gewebe und/oder wird von dem Gewebe reflektiert. Je nach Ausbildung des optischen Sensormittels wird das reflektierte Licht oder das transmittierte Licht durch das mindestens eine Lichterfassungsmittel aufgenommen. Je nachdem, wieviel Kraft aufgebracht wird, wie stark das Gewebe des Fingers also komprimiert wird, verändern sich die Eigenschaften des Lichts hinsichtlich Wellenlänge, Intensität, Polarisation und dergleichen, so dass anhand der Änderungen die aufgebrachte Kraft bestimmt werden kann.
-
Das mindestens eine Rückmeldemittel der Kraftrückmeldeeinrichtung kann mit Vorteil an dem Fingerstück, der Erweiterungsstruktur und/oder in einer Umgebung des Benutzers angeordnet sein. Wie bereits ausgeführt, dient das Rückmeldemittel dazu, einem Benutzer das Aufbringen einer über die Maximalkraft hinausgehenden Druckkraft anzuzeigen.
-
Das mindestens eine Rückmeldemittel kann dabei an dem Fingerstück angeordnet sein. Der Benutzer hat es damit jederzeit im Blick, wenn er ein Befestigungs- und/oder Verschlussmittel anbringt. Er kann also jederzeit wahrnehmen, ob er die Maximalkraft überschreitet. Gleichzeitig kann das Rückmeldemittel dabei weit genug vom Krafteintragspunkt der Vorrichtung auf das anzubringende Verschluss- und/oder Befestigungsmittel entfernt angeordnet werden, so dass es das Anbringen nicht behindert.
-
Alternativ oder zusätzlich kann das mindestens eine Rückmeldemittel an der Erweiterungsstruktur angeordnet sein. Auch hier ist es für den Benutzer jederzeit wahrnehmbar. Der Abstand zwischen dem mindestens einen Sensormittel in der Kraftrückmeldeeinrichtung und dem Rückmeldemittel ist dabei kürzer und kann so die Verbindung der Komponenten vereinfachen.
-
Alternativ oder zusätzlich kann das mindestens eine Rückmeldemittel in einer Umgebung des Benutzers angeordnet sein. Dabei kann es an einer Wand, eine Säule, einer Maschine oder einer sonstigen Halteeinrichtung angeordnet und so ausgerichtet sein, dass der Benutzer der Vorrichtung es dennoch wahrnimmt. Auf diese Weise können Beschädigungen des Rückmeldemittels beim Gebrauch, aber auch Einschränkungen während des Einbringens der Verschluss- und/oder Befestigungsmittel vermieden werden.
-
Insbesondere bei einer Ausgestaltung mit mehr als einem Rückmeldemittel kann eines an dem Fingerstück oder der Erweiterungsstruktur und ein weiteres in der Umgebung des Benutzers vorgesehen sein.
-
Es ist bevorzugt, dass das mindestens eine Rückmeldemittel das Aufbringen einer über einen Maximalwert hinausgehenden Druckkraft optisch, haptisch und/oder akustisch anzeigt. Eine optische Anzeige wird vorzugsweise mit einer Lichtquelle verwirklicht. Dabei kann die Lichtquelle dauerhaft oder blinkend aufleuchten, wenn die aufgebrachte Druckkraft eine Maximalkraft überschreitet. Die Lichtquelle kann dabei bevorzugt eine LED (englisch, light emitting diode, Leuchtdiode) oder eine Vielzahl von LED aufweisen. Das Überschreiten wird vorzugsweise mit Beginn der Überschreitung bis zum Ende des Befestigungsvorgangs optisch angezeigt. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die optische Anzeige noch eine vorgegebene Zeit nach dem Ende des Befestigungsvorgangs leuchtet, um dem Benutzer die Überschreitung nachhaltig deutlich zu machen. Eine optische Anzeige ist besonders in lauten Umgebungen von Vorteil, wo ein akustisches Signal überhört werden könnte.
-
Eine haptische Anzeige wird erfindungsgemäß durch Vibration erreicht. Wird die zulässige Maximalkraft überschritten, wird durch das Rückmeldemittel eine Vibration erzeugt, durch die dem Benutzer das Überschreiten angezeigt wird. Das Überschreiten wird vorzugsweise mit Beginn der Überschreitung bis zum Ende des Befestigungsvorgangs mittels Vibration angezeigt. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Vibration noch eine vorgegebene Zeit nach dem Ende des Befestigungsvorgangs anhält, um dem Benutzer die Überschreitung nachhaltig deutlich zu machen. Die Anzeige der Überschreitung der Maximalkraft als haptische Anzeige ist auch eine vorteilhafte Lösung in lauten Umgebungen. Sie ist aber auch zweckmäßig in Umgebungen mit schlechten Lichtverhältnissen oder wenn die Befestigungspunkte schwer einsehbar sind.
-
Eine akustische Anzeige umfasst die Anzeige des Überschreitens einer Maximalkraft mit einem Ton oder einer Tonfolge. Dies kann ein durchgängiger Ton oder ein sich wiederholender Ton sein. Auch die Tonfolge kann sich wiederholen. Wie bereits zur optischen und/oder haptischen Anzeige ausgeführt, beginnt die Anzeige des Überschreitens vorzugsweise mit Beginn der Überschreitung bis zum Ende des Befestigungsvorgangs und kann auch eine vorgegebene Zeit nach dem Ende des Befestigungsvorgangs anhalten. Eine akustische Anzeige ist von Vorteil, wenn die Vorrichtung im Gebrauch schwer einsehbar ist.
-
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das mindestens eine Rückmeldemittel ausgebildet ist, eine Annäherung an den Maximalwert der Druckkraft anzuzeigen. Es soll also nicht nur das Überschreiten der Maximalkraft angezeigt werden, sondern bereits eine Annäherung an den Maximalwert und damit die Gefahr des Überschreitens. Dabei kann vorab in der Recheneinheit der Kraftrückmeldeeinrichtung ein Grenzwert festgelegt werden, der eine solche Annäherung beschreibt. Es kann auch eine Staffelung von Grenzwerten festgelegt werden, die eine Annäherung an den Grenzwert beschreiben. Wird nun ein solcher Grenzwert erreicht, wird dies dem Benutzer mittels des mindestens einen Rückmeldemittels angezeigt.
-
Bei einer Ausgestaltung mit einer optischen Rückmeldung kann das Erreichen eines Grenzwertes beispielsweise durch ein kurzes Aufleuchten eines Leuchtmittels angezeigt werden. Beim Überschreiten des Grenzwertes oder mehrerer Grenzwerte kann die Intensität des Lichts des Leuchtmittels ansteigen, die Farbe wechseln oder ein Blinken schneller werden. Jedem von mehreren Grenzwerten kann eine Lichtfarbe, Leuchtintensität oder Blinkgeschwindigkeit zugeordnet werden.
-
Bei einer akustischen Anzeige kann das Annähern an den Maximalwert beziehungsweise das Überschreiten eines oder mehrerer Grenzwerte durch eine ansteigende Lautstärke eines Warntons, eine ansteigende Tonhöhe oder ein schneller werdendes Piepen verdeutlicht werden. Bei haptischen Rückmeldeeinrichtung kann eine Vibration stärker werden und/oder schneller pulsieren.
-
Somit kann bei jedem Setzen eines Verschluss- und/oder Befestigungsmittels einzeln die Annäherung an die Maximalkraft beziehungsweise die Überschreitung eines oder mehrerer Grenzwerte angezeigt werden. Der Benutzer hat dadurch die Möglichkeit, noch während des Setzens den Kraftaufwand zu reduzieren, zumindest aber beim Setzen des nächsten Verschluss- und/oder Verbindungsmittels weniger Kraft aufzuwenden.
-
Es ist ebenfalls bevorzugt, dass das Fingerstück als Orthese ausgebildet ist, wobei die Orthese insbesondere eine Lastumlenkung am und/oder vom Finger des Benutzers bewirkt. Eine Orthese ist üblicherweise ein medizinisches Hilfsmittel, das zur Stabilisierung, Entlastung, Ruhigstellung, Führung und/oder Korrektur von Gliedmaßen verwendet wird. Eine Orthese im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll also den Finger des Benutzers vor allem stützen, stabilisieren, führen und entlasten, um gesundheitliche Beeinträchtigungen durch das Setzen der Verschluss- und/oder Befestigungsmittel zu vermeiden. Insbesondere soll die Orthese eine Lastumlenkung an dem und/oder von dem Finger des Benutzers bewirken. Die Kräfte, die beim Setzen der Verschluss- und/oder Befestigungsmittel auf den jeweiligen Finger wirken, sollen also von den Gelenken des Fingers selbst auf andere, stärkere Strukturen der Hand umgeleitet werden, um den Finger zu entlasten und zu schützen.
-
Das Fingerstück der Vorrichtung sollte zweckmäßigerweise mit einem atmungsaktiven, elastischen und/oder rutschfest ausgebildeten Material gebildet sein. Ein atmungsaktives Material soll ein Material sein, das einen Feuchtigkeitstransport von dem umschlossenen Finger nach außen erlaubt, so dass der Benutzer nicht zu sehr in dem Fingerstück schwitzt und dieses verrutscht oder unangenehm zu tragen wird.
-
Das Material des Fingerstücks sollte alternativ oder zusätzlich elastisch sein. Damit kann es für verschieden große Finger verschiedener Benutzer verwendet werden, so dass das Fingerstück nicht in einer großen Anzahl unterschiedlicher Größen angefertigt werden muss. Zudem kann ein elastisches Material auch das über den Arbeitstag während der Tätigkeit stattfindende Anschwellen des Fingers aufnehmen, so dass ein Benutzer bedingt durch das Anschwellen keine Schmerzen erwarten muss.
-
Ebenso ist es von Vorteil, wenn das Material des Fingerstücks rutschfest ausgebildet ist. Dies kann durch die Ausgestaltung des Materials an der Oberfläche des Fingerstücks, beispielsweise mit einer rauen Oberfläche oder einer profilierten Oberfläche und/oder durch die Auswahl des Materials selbst erreicht werden. Auch kann eine Beschichtung des Fingerstücks ein Verrutschen wirksam verhindern. Beispielsweise kann das Fingerstück eine lokal begrenzte Beschichtung beispielsweise mit einem Silikon aufweisen.
-
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann erreicht werden, dass ein Benutzer beim Setzen von Verschluss- und/oder Befestigungsmitteln weniger gesundheitsschädlich arbeitet, da ihm zum einen ein Überschreiten der technisch erforderlichen Kraft angezeigt wird und/oder zum anderen durch den Auslösemechanismus die überschüssige Kraft wirksam abgefangen werden kann. Zudem ergibt sich durch die Rückmeldung an den Benutzer ein Lerneffekt, so dass der Benutzer durch diese Rückmeldung sein Verhalten dauerhaft anpassen und trainieren kann. Zudem wird auch eine Materialschonung bewirkt, da nun auch keine unnötig hohen Kräfte mehr auch die Verschluss- und/oder Befestigungsmittel einwirken.
-
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
-
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer beispielhaften Ausgestaltung mit einer Auslöseeinrichtung, und
- 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer beispielhaften Ausgestaltung mit einer Kraftrückmeldeeinrichtung.
-
1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer beispielhaften Ausgestaltung mit einer Auslöseeinrichtung. Die Vorrichtung selbst ist dabei als Schnitt eingezeichnet.
-
Die in 1 gezeigte Vorrichtung wird dazu verwendet, Befestigungsmittel und/oder Verschlussmittel in der Produktion von Fahrzeugen beziehungsweise Fahrzeugteilen zu setzen. Diese Verschluss- und/oder Befestigungsmittel werden im dargestellten Fall mit dem Daumen 100 eines Benutzers an den dafür vorgesehenen Positionen oder in die dafür vorgesehenen Öffnungen durch Druck mit dem Daumen angebracht.
-
Die Vorrichtung weist dabei ein Fingerstück 10 nach Art eines Fingerlings auf, der aber auch Teil eines Handschuhs sein könnte. Das Fingerstück 10 ist zumindest bereichsweise mit einem elastischen Material gefertigt, so dass es sich an die Größe des Daumens anpassen kann. Zudem ist die Oberfläche durch eine Beschichtung rutschfest ausgebildet. Sind für das Anbringen der Verschluss- und/oder Befestigungsmittel sehr hohe Kräfte erforderlich, ist eine Ausbildung des Fingerstücks 10 als Orthese sehr vorteilhaft, um die auf dem Daumen 100 einwirkenden Kräfte dann von dem Daumen 100 weg auf das Daumengrundgelenk umzuleiten.
-
Die Auslöseeinrichtung in 1 soll verhindern, dass der Benutzer die Verschluss- und/oder Befestigungsmittel, die beispielsweise Stopfen und/oder Clips sein können, mit zu viel Kraft anbringt. Daher ist eine Erweiterungsstruktur 20 vorgesehen, die von dem Fingerstück 10 insoweit beabstandet angeordnet ist, dass zwischen dem Fingerstück 10 und der Erweiterungsstruktur 20 ein Zwischenraum 25 ausgebildet wird. Die Erweiterungsstruktur 20 ist dabei dem anzubringenden Verschluss- und/oder Befestigungsmitteln zugewandt. Sie ist zudem durch eine Ausbildung aus einem Hartkunststoff äußerst verformungsstabil.
-
In dem Zwischenraum 25 ist ein Auslösemechanismus 30 in Form eines Federstahls angeordnet. Dieser soll die über die Maximalkraft, die zum Anbringen der Verschluss- und/oder Befestigungsmittel erforderlich ist, hinausgehende Kraft abfangen. Dazu wird die Eigenschaft des Federstahls 30 ausgenutzt, bei zu hoher Krafteinwirkung auszuweichen und dabei ein „Durchschlagen“ zu erreichen, mittels dessen die Krafteinwirkung durch den Daumen 100 weich abgefangen wird.
-
Beim Druck auf ein Verschluss- und/oder Befestigungsmittel wird also der Federstahl 30 zusammengedrückt. Bei zu hoher Lasteinwirkung beult er aus beziehungsweise weicht aus, so dass die Bewegung des Daumens 100 ins Leere geht. Da die Kraft im Moment des Auslösens ausreichend zum Setzen des Verschluss- und/oder Befestigungsmittels war, wird dieses dennoch korrekt gesetzt. Jedoch wirkt keine zu hohe Kraft auf das Verschluss- und/oder Befestigungsmittel beziehungsweise den Daumen 100.
-
Wie hoch die zulässige Kraft, die auf ein Verschluss- und/oder Befestigungsmittel einwirken darf beziehungsweise zum korrekten Setzen muss, sein soll, kann durch den Federstahl 30 eingestellt werden, nämlich über die Auswahl eines Querschnitts des Federstahls 30 und/oder über das verwendete Material, insbesondere im Hinblick auf die Elastizität. Zusätzlich kann die zulässige Kraft auch individuell einstellbar sein, zum Beispiel mittels einer Stellschraube.
-
2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer beispielhaften Ausgestaltung mit einer Kraftrückmeldeeinrichtung. Sie kann dabei alternativ ausgeführt oder mit der in 1 gezeigten Ausführung mit einer Auslöseeinrichtung kombiniert sein.
-
Die Kraftrückmeldeeinrichtung soll einem Benutzer anzeigen, ob er die Maximalkraft zum Anbringen der Verschluss- und/oder Befestigungsmittel überschreitet. Dazu weist die Kraftrückmeldeeinrichtung in 2 ein Rückmeldemittel 50 auf.
-
Die Erfassung der aufgebrachten Kraft erfolgt durch ein Sensormittel 40 an der Seite des Daumens 100, mit der das Verschluss- und/oder Befestigungsmittel angebracht wird. Während des Anbringens befindet sich das Sensormittel 40 vorzugsweise zwischen Verschluss- und/oder Befestigungsmittel und Daumen 100, wobei es im Inneren des Fingerstücks 10 oder an einer Außenseite des Fingerstücks 10 angebracht oder ausgebildet sein kann. In 2 ist es exemplarisch auf der Außenseite angebracht.
-
Das Sensormittel 40 ist beispielhaft als Dehnmessstreifen ausgebildet. Anhand der sich kraftabhängig ändernden Verformung und damit verbunden des sich ändernden elektrischen Widerstands in dem Dehnmessstreifen lässt sich die einwirkende Kraft bestimmen und mit dem zulässigen Maximalwert vergleichen. Diese Berechnung und der Vergleich erfolgt durch die Recheneinheit (nicht gezeigt), die mit dem Sensormittel 40 und dem Rückmeldemittel 50 verbunden ist und damit ein Überschreiten der Maximalkraft an das Rückmeldemittel 50 übermitteln kann, wodurch eine Anzeige erfolgt.
-
Das Rückmeldemittel 50 ist in dieser beispielhaften Ausführungsform ausgebildet, eine Überschreitung der Maximalkraft optisch anzuzeigen, also durch das Aufleuchten eines Leuchtmittels wie einer oder mehrerer LED. Das Rückmeldemittel 50 mit mindestens einer LED ist, wie in 2 gezeigt, auf der Seite des Daumens 100 angeordnet, die dem Benutzer zugewandt ist, so dass er jederzeit sehen kann, ob und wann eine Überschreitung der Maximalkraft erfolgt. Ein weiteres Rückmeldemittel 50 kann in der näheren Umgebung des Benutzers vorgesehen sein, um auch dann eine Anzeige zu ermöglichen, wenn der Befestigungsort nicht oder schlecht einsehbar ist.
-
Das Rückmeldemittel 50 ist in der beispielhaften Ausführungsform derart ausgebildet, dass es bereits eine Annäherung an den Maximalwert, der in der Recheneinheit hinterlegt ist, anzeigt. Wird dabei der Maximalwert der Druckkraft zu 80 % erreicht, leuchtet das Beleuchtungsmittel zum Beispiel gelb auf. Bei Erreichen von 90% wechselt die Farbe des Lichts zu orange und bei 95 % zu rot. Ab 95 % beginnt das rote Licht zu blinken. Der Benutzer wird somit deutlich darauf hingewiesen, dass eine Überschreitung droht und kann seine Krafteinwirkung anpassen. Die genannten Prozentsätze sind dabei lediglich als beispielhaft zu verstehen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Fingerstück
- 20
- Erweiterungsstruktur
- 25
- Zwischenraum
- 30
- Auslösemechanismus
- 40
- Sensormittel
- 50
- Rückmeldemittel
- 100
- Finger
