СРЕДСТВО КРЕПЛЕНИЯ
FASTENING TOOL

Изобретение касается средства крепления, в частности, компонента ходовой части, имеющего по меньшей мере один датчик и по меньшей мере один передатчик устройства контроля для контроля по меньшей мере одного механического параметра крепления. Далее изобретение касается также устройства контроля механического крепления.
Такое средство крепления известно из DE10 2014 217 076 А1. Оно должно быть пригодно для контроля крепления колеса на подвеске колес. Согласно DE 10 2014 217 076 А1 основной элемент, включающий в себя блок обработки сигнала, соединяется с системой датчиков, при этом система датчиков должна быть связана с соответствующим средством крепления. При этом системой датчиков называют самые различные датчики, например, датчик давления или датчик положения, при этом общим у всех систем датчиков в другой форме исполнения должно быть то, что в качестве параметра регистрируется моментальное прижимное усилие или, соответственно, наличие контакта между скрепленными друг с другом деталями. Моментальный контроль состояния согласно DE 10 2014 217 076 А1 требует при этом постоянной передачи сигнала между блоком обработки сигнала и системой датчиков, поэтому должно быть обеспечено длительное снабжение током системы датчиков. В соответствии с этим, блок датчиков имеет источник электрической энергии, который предпочтительно должен быть блоком производства энергии, чтобы обеспечивать длительное энергоснабжение и передачу сигнала.
Далее из DE 10 2010 001 144 А1 известен механический соединительный компонент. Этот механический соединительный компонент имеет сенсорный слой для считывания, например, момента затяжки. Определенная с помощью сенсорного слоя информация о механической нагрузке соединительного компонента регистрируется и считывается при этом беспроводным интерфейсом. Следовательно, c механическим соединительным компонентом также следует сочетать соответствующее длительное энергоснабжение.
Следовательно, задачей изобретения является усовершенствование такого рода средства крепления, чтобы устройство контроля потребляло как можно меньше энергии и, таким образом, была обеспечена его работа в течение длительного периода времени.
Решение этой задачи осуществляется с помощью средства крепления согласно признакам пункта 1 формулы изобретения и устройства согласно признакам пункта 14 формулы изобретения. Усовершенствования и предпочтительные формы исполнения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Средство крепления, в частности, компонента ходовой части, имеющее по меньшей мере один датчик и по меньшей мере один передатчик устройства контроля для контроля по меньшей мере одного механического параметра крепления, отличается согласно изобретению тем, что передатчик снабжен по меньшей мере одним блоком энергоснабжения, передатчик и блок энергоснабжения соединены друг с другом через коммутационный контакт, через этот коммутационный контакт замыкается электрическое соединение, коммутационный контакт выполнен таким образом, что электрическое соединение у установленного надлежащим образом средства крепления разомкнуто и замкнуто только у ослабленного средства крепления, и передатчик снабжается током только при замкнутом электрическом соединении коммутационного контакта и посылает сигнал.
Поскольку коммутационный контакт передатчика у установленного надлежащим образом передатчика не замкнут, и передатчик, таким образом, не снабжается током, то передатчик не может посылать сигнал и не потребляет ток блока энергоснабжения. Соответственно, передатчик деактивирован. Предусмотренный в качестве блока энергоснабжения накопитель энергии может, таким образом, в течение длительного промежутка времени обеспечивать энергоснабжение передатчика на тот случай, когда средство крепления ослабляется. При этом средство крепления может служить, например, для крепления колеса на подвеске колес. В том случае, когда колесо отсоединяется от подвески колес, замыкается коммутационный контакт, и передатчик посылает сигнал, в частности, предупредительный сигнал.
Чтобы замыкать и размыкать коммутационный контакт он может быть снабжен исполнительным элементом. Исполнительный элемент имеет в следующей форме исполнения предварительный затяг, поэтому исполнительный элемент в зависимости от монтажного положения средства крепления удерживается в заранее определенном положении. При этом при установленном надлежащим образом средстве крепления исполнительный элемент предпочтительно напряжен, а при ослабленном средстве крепления - не напряжен.
В следующей форме выполнения исполнительный элемент может быть выполнен таким образом, что при приложении силы против предварительного напряжения электрическое соединение коммутационного контакта размыкалось. При этом сила, направленная против предварительного напряжения, может быть вызвана давлением закрепляемого объекта или пазом, или, соответственно, креплением, на котором устанавливаемый объект должен быть закреплен, на исполнительный элемент. При ослаблении этого давления исполнительный элемент расслабляется, и электрический коммутационный контакт замыкается.
Согласно предпочтительному выполнению исполнительный элемент представляет собой нагруженный пружиной штифт, перемещаемый параллельно оси вращения резьбы средства крепления. Если средство крепления при надлежащей установке в направлении оси вращения резьбы соединяется с соответствующей резьбой, то особо просто может быть образован контактный участок на пазу или креплении, имеющих соответствующую резьбу. Тогда этот контактный участок паза или крепления давит на элемент крепления, выполненный как нагруженный пружиной штифт. В следующей форме выполнения пазом или креплением могут быть, например, колесный болт или паз подвески колес или, соответственно, стойки колес.
Альтернативно исполнительным элементом согласно другому предпочтительному выполнению может быть нагруженный пружиной штифт, который установлен под углом к оси вращения резьбы средства крепления таким образом, чтобы штифт перемещался в направлении средней области средства крепления, в частности, перемещался в направлении оси вращения. С помощью такого расположения возможно, чтобы контактный участок мог быть выполнен на пазу крепления также сбоку от средства крепления и таким же образом при ввинчивании средства крепления позволял задействовать коммутационный контакт.
Коммутационный контакт образован предпочтительно двумя концами металлических полос, при этом коммутационный контакт при соединенных друг с другом концах металлических полос замкнут. По меньшей мере одна из этих металлических полос в следующей форме выполнения выполнена изогнутой и образует односторонний рычаг. Этот односторонний рычаг расположен таким образом, что коммутационный контакт замкнут благодаря своему собственному напряжению в исходном положении, в частности, рычаг коммутационного контакта благодаря своему собственному напряжению в исходном положении замыкает коммутационный контакт. Тогда в этом исходном положении передатчик снабжается током через блок энергоснабжения.
В следующей форме выполнения рычаг коммутационного контакта и исполнительный элемент расположены относительно друг друга таким образом, что исполнительный элемент при разомкнутом коммутационном контакте давит на рычаг и отклоняет его от собственного напряжения, в частности, отклонял таким образом, что коммутационный контакт разомкнут. Таким образом, при разомкнутом коммутационном контакте как исполнительный элемент, так и рычаг коммутационного контакта напряжены, в частности, напряжены максимально возможно. Согласно усовершенствованию, передатчик обеспечивает возможность беспроводную передачу сигнала на приемник. То есть, средство крепления не должно быть напрямую соединено с приемником, а передатчик может передавать еще и тогда, когда средство крепления полностью ослаблено или, соответственно, отделено. Для беспроводной передачи сигнала пригодны, например, радиосигналы или Bluetooth.
Особо предпочтительное размещение устройства контроля в или на средстве крепления получается, если устройство контроля установлено в нем на внешнем торце средства крепления. Так передатчик и при установленном или, соответственно, частично установленном устройстве крепления окружен минимально возможным материалом, поэтому передатчик может посылать принимаемый приемником сигнал уже с малой силой сигнала. В частности, даже тогда, когда средство крепления только частично ослаблено, и это было бы невозможно легко распознать с помощью визуального осмотра.
Далее согласно усовершенствованию, по меньшей мере, передатчик и коммутационный контакт устройства контроля могут быть расположены в герметизированной снаружи камере. Герметизированная камера гарантирует максимальную защиту от загрязнений, таких как пыль, смазка и грязь, которые могут нарушить надлежащую работу коммутационного контакта. К тому же путем размещения передатчика и коммутационного контакта в камере создается защита от действующих извне сил, поэтому эти силы не могут привести к повреждению расположенных в камере элементов. Наряду с передатчиком и коммутационным контактом в камере может быть расположен, прежде всего, также блок энергоснабжения, в частности, накопитель энергии. Чтобы иметь возможность при определенных условиях заменить блок энергоснабжения, в частности, накопитель энергии, он может быть расположен также в другой, доступной снаружи камере.
У всех выполнений средства крепления с камерой исполнительный элемент предпочтительно всегда выведен из камеры, чтобы иметь возможность оказывать на него давление. Предусмотренную для исполнительного элемента проводку следует соответственно герметизировать, этим гарантируется, что никакая пыль, смазка или грязь не может попасть в камеру.
Поскольку средство крепления предусмотрено, в частности, для крепления компонента ходовой части, и, в частности, для крепления колеса на подвеске колес, то средство крепления согласно первому предпочтительному выполнению представляет собой колесный болт. Это выполнение чаще всего находит применение у легковых автомобилей.
Тогда при выполнении с колесным болтом устройство контроля предпочтительно интегрировано в него таким образом, чтобы колесный болт имел выемку в резьбе, простирающуюся в направлении оси вращения своей резьбы, в которой проведен исполнительный элемент коммутационного контакта. Путем прохождения выемки исполнительного элемента в направлении оси вращения резьбы получается принудительное направление исполнительного элемента. При ввинчивании колесного болта в соответствующую резьбу подвески колес через контактный участок подвески колес на исполнительный элемент оказывается давление, при этом исполнительный элемент смещается в направлении торца средства крепления. Смещенный в направлении торца средства крепления исполнительный элемент прерывает коммутационный контакт между блоком энергоснабжения и передатчиком.
В следующей форме выполнения выемка расположена при этом на торцевом конце резьбы, чтобы, в частности, иметь возможность регистрировать также малые изменения положения колесного болта. При этом достаточно, если выемка простирается, начинаясь от торцевого конца резьбы в направлении ввинчиваемого конца резьбы только по части всей резьбы.
Далее исполнительный элемент коммутационного контакта у соответствующего изобретению колесного болта может также быть направлен по контактной поверхности колесного болта, имеющей форму от конуса до шара, выполненной между его головкой и резьбой, из внутреннего пространства колесного болта наружу.
Поскольку имеющая форму от конуса до шара контактная поверхность в области, в которой исполнительный элемент коммутационного контакта выведен наружу из колесного болта, при надлежащем использовании по всей поверхности прилегает к контактному участку, в частности, гнезда болта или обода, то простым образом достигнуто, чтобы исполнительный элемент меньше загрязнялся. Меньшее загрязнение на исполнительном элементе уменьшает также вероятность того, что исполнительный элемент из-за загрязнения заклинит и, тем самым, загрязнение приведет к нарушению работы.
Согласно второму выполнению изобретения средство крепления представляет собой гайку колеса. Такое средство крепления пригодно, в частности, для крепления и фиксации колес на подвеске колес шпильками. Распространение находят такие соединения, прежде всего, у грузовых автомобилей и других транспортных средств хозяйственного назначения.
Гайка колеса в следующей форме выполнения изобретения на торцевом конце своей резьбы может иметь расположенный внутри концевой выступ, на или в котором удерживается исполнительный элемент коммутационного контакта. Аналогично первому выполнению в качестве колесного болта, исполнительный элемент при этом на или в концевом выступе направлен принудительно. Таким образом, принудительное направление исполнительного элемента делает возможным движение исполнительного элемента параллельно оси вращения резьбы гайки колеса.
При этом концевой выступ простирается предпочтительным образом в радиальной плоскости к оси вращения и может быть выполнен предпочтительно как идущее по периметру торцевое кольцо или торцевая пластина. Если концевой выступ выполнен как торцевая пластина, то торцевая пластина может одновременно в направлении резьбы ограничивать камеру, в которой расположен коммутационный контакт.
Далее изобретение касается также устройства для контроля механического крепления, в частности, компонента ходовой части, имеющего по меньшей мере одно устройство контроля, которое имеет по меньшей мере один датчик и по меньшей мере один передатчик, и устройством оповещения, имеющим связанный с передатчиком устройства контроля приемник, блок обработки данных и выходной блок. Это устройство контроля механического крепления отличается согласно изобретению тем, что устройство контроля встроено в ранее упомянутое средство крепления.
Через устройство оповещения, в случае посланного от передатчика сигнала ослабления средства крепления, происходит соответствующая обработка и подготовка сигнала. При этом обработка и подготовка включает в себя прием и проверку соответствующего сигнала, который передается предпочтительно беспроводным образом от передатчика к приемнику. Если проверка сигнала в блоке обработки данных показывает, что средство крепления высвободилось из надлежащего смонтированного положения, то от блока обработки данных передается соответствующая информация на выходной блок.
Согласно усовершенствованию устройства, выходной блок имеет средства, с помощью которых возможна непосредственная выдача предупреждения или дальнейшая передача соответствующей информации о состоянии механического параметра соединения. Предупреждение о состоянии механического параметра соединения или средства крепления может происходить, по меньшей мере, с помощью нижеследующих опций: Push-уведомления, EMail, СМС, Online-регистрации, звукового предупреждения или визуального предупреждения, при этом приведенные опции не являются исчерпывающими. При этом дальнейшая передача информации происходит предпочтительно при предупреждении с помощью Push-сообщения, E-Mail, СМС или Online-регистрации, при этом дальнейшая передача происходит предпочтительно через сети мобильной связи или известные стандарты для мобильного интернета. Также могут быть скомбинированы друг с другом различные опции оповещений, чтобы убедиться, что соответствующее оповещение было воспринято максимально быстро.
Если контролируются компоненты ходовой части транспортного средства, например, соединение колеса и подвески колес, то устройство оповещения предпочтительно напрямую встроено в транспортное средство, при этом при известных обстоятельствах могут быть использованы один или несколько уже имеющихся блоков обработки данных транспортного средства. У новых транспортных средств следует тогда предусмотреть соответственно только выходной блок, например, с сигнальной лампой и/или акустическим устройством предупреждения, а также соответствующий приемник. Тогда выходной блок предпочтительно полностью интегрирован в транспортное средство.
Для дооснащения в существующем транспортном средстве рекомендуется согласно усовершенствованию устройства установка комплектного автономного устройства оповещения, в частности, такого устройства оповещения, которое передает информацию через выходной блок или посылает звуковой сигнал, чтобы иметь возможность располагать устройство оповещения в моторном отсеке или под обшивкой пассажирского отсека транспортного средства.
Чтобы убедиться в том, что беспроводной передаче не будут мешать посторонние сигналы, согласно усовершенствованию может быть к тому же предусмотрено, чтобы беспроводная передача сигнала производилась закодировано. Это облегчает распознавание соответствующего сигнала передатчика средства крепления приемником устройства оповещения.
Как выполненное в виде гайки колеса средство крепления, так и выполненное в виде колесного болта средство крепления пригодно также в качестве защиты от угона, при этом тогда генерируется сообщение, которое передается далее от выходного блока. Таким образом, владелец может быть информирован также и тогда, когда он не находится рядом с транспортным средством. Тогда владелец может предпринять соответствующие меры, например, известить полицию. В противоположность работе, при которой контролируется надежное крепление компонента ходовой части, например, колеса на подвеске колес, и при которой все средства крепления компонента ходовой части должны иметь соответствующее устройство контроля, для работы защиты от угона достаточно одного единственного средства крепления на колесо и на подвеску колес.
Пример выполнения изобретения, из которого могут следовать другие существенные для изобретения признаки, представлен на чертеже. Показано:
Фигура 1: первый вид в перспективе первого выполнения соответствующего изобретению средства крепления;
Фигура 2: изображение в разрезе средства крепления согласно фигуре 1;
Фигура 3: наглядное изображение в перспективе средства крепления согласно фигуре 1 и фигуре 2 со всеми контурами;
Фигура 4: второй вид в перспективе первого выполнения соответствующего изобретению средства крепления;
Фигура 5: изображение в разрезе средства крепления согласно фигуре 4;
Фигура 6: наглядное изображение в перспективе средства крепления согласно фигуре 4 и фигуре 5 со всеми контурами;
Фигура 7: изображение в перспективе второго выполнения соответствующего изобретению средства крепления;
Фигура 8: изображение в разрезе средства крепления согласно фигуре 7;
Фигура 9: поперечный разрез средства крепления согласно фигуре 7 и фигуре 8; и
Фигура 10: изображение в разрезе третьего выполнения соответствующего изобретению средства крепления.
На фигуре 1 изображено соответствующее изобретению средство крепления в выполнении в виде колесного болта 1. Этот колесный болт 1 имеет выполненную в форме шестигранника головку 1а. Между головкой 1а и резьбой 1b колесного болта 1 предусмотрена имеющая форму от конуса до шара контактная поверхность 1с, выполненная идущей в направлении резьбы 1b. В граничной области между имеющей форму от конуса до шара контактной поверхностью 1с и резьбой 1b резьба 1b имеет простирающуюся в направлении оси вращения резьбы 1b выемку 1d, в которой проведен исполнительный элемент 2.
На фигуре 2 изображен колесный болт 1 в разрезе, при этом одинаковые детали снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями, как и на остальных чертежах. При этом из фигуры 1 не ясно, что внутри головки 1а колесного болта 1 расположены коммутационный контакт 3, передатчик 4 и блок 5 энергоснабжения. При этом передатчик 4 запирает камеру 6 в головке 1а колесного болта 1. В камере размещены коммутационный контакт 3 и блок 5 энергоснабжения.
Далее на фигуре 2 видно, что исполнительный элемент 2 удерживается в колесном болте 1 под действием пружины, при этом связанный с исполнительным элементом 2 пружинный элемент 7 максимально отклонен, поэтому исполнительный элемент 2 не напряжен. При этом исполнительный элемент 2, пружинный элемент 7, коммутационный контакт 3 и блок 5 энергоснабжения образуют вместе датчик 8, который вместе с передатчиком 4 составляет соответствующее изобретению устройство контроля.
Коммутационный контакт 3 на фигуре 2 замкнут, поэтому передатчик 4 и блок 5 энергоснабжения электрически соединены друг с другом через коммутационный контакт 3. Следовательно, передатчик 4 на фигуре 1 и фигуре 2 снабжается током от блока 5 энергоснабжения и посылает сигнал.
Фигура 3 показывает ту же конфигурацию еще раз со всеми изображенными контурами колесного болта 1.
Изображения согласно фигурам 4 - 6 отличаются от изображений на фигурах 1 - 3 тем, что колесный болт 1 изображен в том виде, когда колесный болт 1 установлен надлежащим образом.
При этом исполнительный элемент 2 вдавлен в колесный болт 1, поэтому на фигуре 4 видна только выемка 1d, в которой проходит исполнительный элемент 2.
Положение исполнительного элемента 2 при установленном надлежащим образом колесном болте 1 видно, в частности, из фигуры 5, при этом пружинный элемент 7 максимально сплющен. Теперь исполнительный элемент 2 вдается в камеру 6 и давит на коммутационный контакт 3, при этом односторонний металлический рычаг 9 коммутационного контакта 3 отклонен исполнительным элементом 2 таким образом, что разорвано электрическое соединение между блоком 5 энергоснабжения и передатчиком 4. Поэтому обесточенный теперь передатчик 4 не посылает больше сигналов, и не требуется энергии выполненного предпочтительно в виде накопителя энергии блока 5 энергоснабжения передатчику 4, пока колесный болт 1 установлен в своем надлежащем положении.
Фигура 6 показывает еще раз ту же конфигурацию с прерванным коммутационным контактом 3 и обесточенным передатчиком 4, как фигура 4 и фигура 5, при этом изображены все контуры колесного болта 1.
Второе выполнение изобретения изображено на фигурах 7 - 9. В противоположность первому выполнению, теперь средство крепления выполнено в виде гайки 10 колеса. При этом гайка 10 колеса имеет опять-таки головку 10а с боковыми шестигранными поверхностями. На своем торцевом конце гайка 10 колеса выполнена в форме купола.
Из фигуры 8 и фигуры 9 видна выполненная во внутреннем пространстве гайки 10 колеса камера 6', в которой расположены передатчик 4', коммутационный контакт З', блок 5' энергоснабжения и исполнительный элемент 2', подпружиненный пружинным элементом 7', которые составляют вместе устройство контроля из передатчика 4' и датчика 8', как и на фигурах 1 - 6. При этом изображение на фигуре 8 и фигуре 9 соответствует изображениям на фигурах 4 - 6 и показывает гайку 10 колеса в навинченном состоянии. При этом исполнительный элемент 2' давит таким же образом, как на фигурах 4 - 6, на коммутационный контакт З', поэтому передатчик 4' обесточен и не посылает никаких сигналов. Пока передатчик 4' обесточен, не расходуется опять-таки никакая энергия блока 5' энергоснабжения.
При этом существенным различием является то, что исполнительный элемент 2' расположен во концевом выступе, здесь выполненном как торцевая пластина 11. При этом торцевая пластина 11 запирает камеру 6' к торцевому концу резьбы 10b гайки 10 колеса. По своему принципу работы оба выполнения являются сходными.
Если теперь гайка 10 колеса отделяется от не изображенного колесного болта, то исполнительный элемент 2' выдавливается пружинным элементом 7' в направлении внутренней резьбы гайки 10 колеса и, таким образом, из камеры 6'. Поскольку исполнительный элемент 2' больше не давит на коммутационный контакт З', в частности, на односторонний металлический рычаг 9' коммутационного контакта З', то он вследствие своего собственного напряжения надавливается в направлении торцевой пластины 11, и коммутационный контакт З' замыкается своими обоими концами.
Средство крепления на фигуре 10 представляет собой снова колесный болт 1'. Колесный болт 1', по большей части, схож с колесным болтом 1 из фигур 1 - 6. Для одинаковых частей были даны соответственно ссылочные обозначения с одинаковыми номерами. Существенным отличием от колесного болта 1 согласно фигурах 1 - 6 является расположенный по-другому исполнительный элемент 2", смещаемый под углом к оси вращения колесного болта 1' и выведен по имеющей форму от конуса до шара контактной поверхности 1с' из внутреннего пространства колесного болта 1'. Поэтому предпочтительно «отпадает» выемка 1b' колесного болта 1. Все прочие признаки соответствуют колесному болту 1 согласно фигурам 1 - 6.
Все указанные в вышестоящем описании и в пунктах формулы признаки являются произвольно комбинируемыми с признаками независимых пунктов. Раскрытие изобретения, таким образом, не ограничено описанными или, соответственно, заявленными комбинациями признаков, напротив, все имеющие смысл комбинации признаков в рамках изобретения следует рассматривать как раскрытые.